CN105905096B - 用于液力缓速器的气体组合控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了控制阀领域内的一种用于液力缓速器的气体组合控制阀，其主阀体上安装有一个二位三通阀、多个先导阀，主阀体上与先导阀一一对应设有主阀芯，主阀芯与封塞相对应，通过调压螺钉调整预设压力，使得在一定压力下封塞可与主阀芯脱离，一方面主阀芯实现泄压，另一方面封塞关断气源，可使气压降低到设定值，形成压力平衡。通过调压螺钉，可以调节不同的主阀芯形成不同的工作压力，以便于切换。该装置响应速度快、重复精度好、保压性能好、操作方便且工作可靠。其可用于各种车辆刹车系统上，尤其适用于大型重载车辆上，可适应长距离、大坡度地刹车。

Description

用于液力缓速器的气体组合控制阀

技术领域

本发明涉及一种控制阀，特别涉及一种用于液力缓速器上的控制阀。

背景技术

现有技术中，在车辆刹车系统中使用有一种液力缓速器，其一般用于运输车辆、重卡、其他液力传动车辆等大型或重载车辆上。目前，欧美发达国家使用比较普遍，国内在普通卡车方面应用还处于起步阶段，在液力传动车辆方面可能应用稍多，其不同于一般的鼓刹和碟刹，它是直接安装于汽车变速箱输出轴。利用液体阻尼力提供对变速箱输出轴的减速力矩，在重载车辆长下坡路段时能够持续提供刹车力矩。

为提供相应的阻尼力，需要使用气体组合控制阀来控制进入液力缓速器工作区液体的流量，通过流量来改变液态阻尼力从而改变减速力矩。进入工作区的液量越多，车辆速度越快（即液力缓速器转子转速越高）则减速力矩越大，反之则越小。其具体实现是：气体组合控制阀通过不同档位输出不同的压力（相当于比例压力阀）推动液力缓速器中的一个阀芯处于不同位置，该阀芯在不同位置决定不同的液体流量（相当于比例流量阀）进入工作区，其气体组合控制阀相当于液压阀的先导阀。实际工作时，驾驶人员通过调节气体组合控制阀的档位杆使刹车力加大或减小，使得车辆在下坡路段能够持续并稳定的刹车，使车辆处于相对匀速的行驶速度。

国内外气体控制阀的参数要求差异：国外进口的液力缓速器上实际使用的是气体比例阀驱动液压阀，两个阀相对独立但集成安装于液力缓速器本体上，国内设计的液力缓速器因国内使用状况进行了改进，在控制阀方面也做了调整，其液压阀集成于液力缓速器上，气体控制阀安装在车辆的驾驶室或大梁上面。目前现有的气体比例阀在国内设计的液力缓速器上使用性能不佳，主要是两方面问题：一是国内车辆上提供的气源压力偏低并且压力稳定性较差；二是国内使用路况差异，有的山区长下坡路段一个下坡行驶可能需要超高40分钟，要求液力缓速器在该段时间提供稳定的阻尼力矩，也就是要求气体控制阀在很长时间内保持压力稳定。反应在具体性能参数方面就是：重复精度、保压性能、线性度和迟滞特性要求都比较高。

国内外液力缓速器的使用差异：进口的通用卡车上的液力缓速器在国内适应性比较差，目前在国内也应用较少，主要是该种液力缓速器主要适用于较低吨位的卡车，并且路况相对良好的情况，而国内因为液力缓速器成本较高，所以舍得使用该装置的卡车大多载重较高（一般超过35t），并且其行驶路况较恶劣（山区一次长的下坡刹车可能超过40分钟），进口的液力缓速器基本无法胜任上面两个条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于液力缓速器的气体组合控制阀，使其响应速度快、重复精度好、保压性能好、操作方便且工作可靠。

本发明的目的是这样实现的：一种用于液力缓速器的气体组合控制阀，包括主阀体，主阀体上设有相互垂直的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面上安装有一个二位三通阀和至少两个先导阀，第二安装面上与先导阀一一对应开设有主阀腔；主阀腔内设有主阀芯，所述主阀芯为中空结构，主阀芯内设有定值弹簧，所述定值弹簧一端抵触在主阀芯的内底部，另一端抵触在定值弹簧座上，主阀腔外设有压板，压板上设有从外向内抵触在定值弹簧座上的调压螺钉；主阀芯外设有与主阀腔内壁相配合的第一台阶和第二台阶，第一台阶、第二台阶和主阀腔之间留有环形间隙；主阀腔内底部和第二台阶之间安装有复位弹簧；所述主阀芯上设有侧向孔接通主阀芯内腔和环形间隙；与第二安装面相对的另一个面上开设有若干封塞腔，封塞腔与主阀腔位于同一轴线上并一一对应，主阀腔内底部与封塞腔之间经气流孔相通，主阀芯底部设有可穿过气流孔的顶杆，顶杆上设有接通主阀芯内腔的轴向通孔，所述封塞腔内设有封塞和封塞弹簧，封塞腔的口部设有封塞弹簧座，所述封塞弹簧弹性抵触在封塞和封塞弹簧座之间，封塞弹簧推挤封塞封闭所述气流孔；所述主阀体上还设有连通至各封塞腔的进气口；第一安装面上与二位三通阀和先导阀一一对应设有辅阀腔，各辅阀腔的内底部分别设有中心孔和偏心孔；所述二位三通阀和先导阀均为电磁阀，分别包括定阀芯和动阀芯，动阀芯活动安装在对应的辅阀腔内，辅阀腔内设有推挤动阀芯遮蔽所述中心孔的辅助弹簧，所述定阀芯与电磁线圈相固定；所有的中心孔均接通主阀体内的内联通道；二位三通阀对应的偏心孔接通到主阀体上的工作口，二位三通阀的定阀芯上还设有排气孔；所述先导阀对应的偏心孔分别连接至对应的主阀腔且与复位弹簧所在位置相对应；主阀体上设有将环形间隙接通大气的泄压孔。

该装置配合液力缓速器使用，其工作口接通液力缓速器的液压阀组；初始工作时，需要通过调节调压螺钉，推挤定值弹簧座移动，使定值弹簧和复位弹簧产生的合力推动主阀芯下移，顶杆顶住封塞一起下移，打开气流孔，通过调压螺钉可改变定值弹簧和复位弹簧产生的合力以调整工作口的最终输出压力；从压缩空气气源来的压力气体从进气口进入各封塞腔中，再经过气流孔进入复位弹簧所在空间，再经过偏心孔进入各先导阀对应的辅阀腔中待命；当某一先导阀的电磁线圈得电时，该先导阀对应的活动阀芯动作，使得该先导阀对应的偏心孔和中心孔接通，压力气体经中心孔进入内联通道内；当二位三通阀的电磁线圈得电时，压力气体经二位三通阀的中心孔、偏心孔进入工作口，给液力缓冲器的液压阀组提供工作压力。当该工作压力较大时，气体压力推动主阀芯上移，封塞也随之上移，直至封塞遮蔽气流孔，此时，气压继续推动主阀芯上移，使得顶杆的轴向通孔脱离封塞，气体从轴向通孔进入主阀芯内腔，再从侧向孔进入环形间隙，然后通过泄压孔向大气泄压，工作口的压力相应降低，当压力降低到设定值后，主阀芯下移再次推动封塞打开气流孔，再次形成压力平衡。通过调压螺钉，可以调节不同的主阀芯形成不同的工作压力，以便于切换。在切换时，主阀腔中的压力则通过泄压孔泄压，可保证切换不同先导阀时，压力是从排空压力升至预设压力。与现有技术相比，本发明的友谊效果在于：该装置响应速度快、重复精度好、保压性能好、操作方便且工作可靠。其可用于各种车辆刹车系统上，尤其适用于大型重载车辆上，可适应长距离、大坡度地刹车。

为减小内部泄漏的可性能，所述顶杆与主阀芯连为一体。

作为本发明的进一步改进，所述泄压孔贯穿各环形间隙。通过钻一个深孔即可达到使泄压孔同时贯穿各环形间隙，从而达到制造方便的目的。

为进一步方便制造，所述内联通道为贯穿主阀体的圆孔，圆孔的两端经堵头封闭。

为便于安装，所述定值弹簧座设置在主阀芯内，主阀芯内设有防止定值弹簧座脱出的C形卡簧。通过C形卡簧，可先将主阀芯、定值弹簧和定值弹簧座组装在一起，便于后续将主阀芯安装在主阀腔内，该方案使得装置的结构更加紧凑。

作为本发明的进一步改进，所述先导阀设置有4个。4个先导阀和分别提供4中不同的输出压力，以便于控制液力缓速器的制动力。

为便于密封且使用可靠，第一台阶的外周、第二台阶的外周与主阀腔内壁之间分别设有O型密封圈。

为进一步保证封闭严密，减小内部泄漏，在与动阀芯对应的中心孔的孔口位置、与封塞对应的气流孔的孔口位置均设有凸起的阀座面。动阀芯和封塞工作时，可抵触在阀座面上，使得关阀更加严密。

附图说明

图1为本发明外形的主视图。

图2为本发明外形的俯视图。

图3为图1的B—B向视图，其中一个主阀腔内的主阀芯未安装。

图4为图2的C—C向转折剖视图。

图5为图1的D—D向视图。

图6为图1的E—E向视图。

图7为图1的F—F向视图。

图8为图2的G—G向视图。

图9为图7的H—H向视图。

其中，1调压螺钉 ；2压板 ；3定值弹簧座 ；4定值弹簧 ；5主阀芯； 6复位弹簧 ；7封塞； 8封塞弹簧；9封塞弹簧座 ；10主阀体； 11先导阀的电磁线圈；12、13定阀芯 ；14二位三通阀的电磁线圈，15侧向孔，16、17动阀芯，18、19中心孔，20、21偏心孔，22内联通道，23泄压孔，24环形间隙，25轴向通孔，26顶杆，27气流孔，28 C形卡簧，29 排气孔，30 O型密封圈，31辅阀腔，32第一台阶，33第二台阶，K1主阀腔，K2主阀芯内腔，K3复位弹簧所在腔，K4封塞腔，P进气口，A工作口。

具体实施方式

如图所示1—9所示，为一种用于液力缓速器的气体组合控制阀，其主阀体10大致呈六面体形状，主阀体10上设有相互垂直的第一安装面N和第二安装面M，第一安装面N上安装有一个二位三通阀和4个先导阀，第二安装面M上与先导阀一一对应开设有4个主阀腔K1。

主阀腔K1内设有主阀芯5，主阀芯5为中空结构，主阀芯5内设有定值弹簧4，定值弹簧4一端抵触在主阀芯5的内底部，另一端抵触在定值弹簧座3上，定值弹簧座3设置在主阀芯5内，主阀芯5内设有防止定值弹簧座3脱出的C形卡簧28。主阀腔K1外设有压板2，压板2上设有从外向内抵触在定值弹簧座3上的调压螺钉1；主阀芯5外设有与主阀腔K1的内壁相配合的第一台阶32和第二台阶33，第一台阶32、第二台阶33和主阀腔K1之间留有环形间隙24，第一台阶32的外周、第二台阶33的外周与主阀腔K1的内壁之间分别设有O型密封圈30；主阀腔K1内底部和第二台阶33之间安装有复位弹簧6；主阀芯5上设有侧向孔15接通主阀芯内腔K2和环形间隙24；与第二安装面M相对的另一个面上开设有若干封塞腔K4，封塞腔K4与主阀腔K1位于同一轴线上并一一对应，主阀腔K1内底部与封塞腔K4之间经气流孔27相通，主阀芯5底部一体设置有可穿过气流孔27的顶杆26，顶杆26上设有接通主阀芯内腔K2的轴向通孔25，封塞腔K4内设有封塞7和封塞弹簧8，封塞腔K4的口部设有封塞弹簧座9，封塞弹簧8弹性抵触在封塞7和封塞弹簧座9之间，使得封塞弹簧8可推挤封塞7封闭气流孔27，主阀芯5下移时，顶杆26抵触在封塞7上时，封塞7还可以封闭轴向通孔25；主阀体10上还设有连通至各封塞腔K4的进气口P，工作时，进气口P接通压力气源；第一安装面N上与二位三通阀和先导阀一一对应设有辅阀腔31，各辅阀腔31的内底部分别设有中心孔18、19和偏心孔20、21。

二位三通阀和先导阀均为电磁阀，且具有基本相同的结构。其中，中心孔18和偏心孔20与二位三通阀相对应，该二位三通阀包括定阀芯13和动阀芯17，动阀芯17活动安装在对应的辅阀腔31内，辅阀腔31内设有推挤动阀芯17遮蔽中心孔18的辅助弹簧，定阀芯13与二位三通阀电磁线圈14相固定；相应地，中心孔19和偏心孔21与先导阀相对应，该先导阀包括定阀芯12和动阀芯16，动阀芯16活动安装在对应的辅阀腔31内，辅阀腔31内设有推挤动阀芯16遮蔽中心孔19的辅助弹簧，定阀芯12与先导阀电磁线圈11相固定；所不同的是二位三通阀的定阀芯13上还设有排气孔29，动阀芯17遮蔽中心孔18时，该排气孔29与偏心孔20接通；当二位三通阀电磁线圈14得电时，动阀芯17脱离中心孔18且遮蔽排气孔29，此时，中心孔18与偏心孔20接通。

所有的中心孔18、19均接通主阀体10内的内联通道22，内联通道22为贯穿主阀体10的圆孔，圆孔的两端经堵头封闭；二位三通阀对应的偏心孔20接通到主阀体10上的工作口A；先导阀对应的4个偏心孔21分别连接至对应的主阀腔K1且与复位弹簧所在腔K3接通；主阀体10上设有将环形间隙24接通大气的泄压孔23，泄压孔23贯穿各环形间隙24。

为进一步保证封闭严密，减小内部泄漏，在与动阀芯17对应的中心孔18的孔口位置、与动阀芯16对应的中心孔19的孔口位置、与封塞7对应的气流孔27的孔口位置均设有凸起的阀座面。动阀芯16、17和封塞7工作时，可抵触在阀座面上，使得关阀更加严密。

该装置配合液力缓速器使用，其工作口A接通液力缓速器的液压阀组；初始工作时，需要通过调节调压螺钉1，推挤定值弹簧座3移动，使定值弹簧4和复位弹簧6产生的合力推动主阀芯5下移，顶杆26顶住封塞7一起下移，打开气流孔27，通过调压螺钉1可改变定值弹簧4和复位弹簧6产生的合力以调整工作口A的最终输出压力；从压缩空气气源来的压力气体从进气口P进入各封塞腔K4中，再经过气流孔27进入复位弹簧所在腔K3，再经过偏心孔21进入各先导阀对应的辅阀腔31中待命；当某一先导阀电磁线圈11得电时，该先导阀对应的动阀芯16动作，使得该先导阀对应的偏心孔21和中心孔19接通，压力气体经中心孔19进入内联通道22内；当二位三通阀电磁线圈14得电时，压力气体经二位三通阀的中心孔18、偏心孔20进入工作口A，给液力缓冲器的液压阀组提供工作压力。当该工作压力较大时，气体压力推动主阀芯5上移，封塞7也随之上移，直至封塞7遮蔽气流孔27，此时，气压继续推动主阀芯5上移，使得顶杆26的轴向通孔25脱离封塞7，气体从轴向通孔25进入主阀芯内腔K2，再从侧向孔15进入环形间隙24，然后通过泄压孔23向大气泄压，工作口A的压力相应降低，当压力降低到设定值后，主阀芯5下移再次推动封塞7打开气流孔27，从而，可再次形成压力平衡。通过调压螺钉1，可以调节不同的主阀芯形成不同的工作压力，以便于切换。在切换时，主阀腔K1中的压力则通过泄压孔23泄压，可保证切换不同先导阀时，压力是从排空压力升至预设压力。

该装置响应速度快、重复精度好、保压性能好、操作方便且工作可靠。其可用于各种车辆刹车系统上，尤其适用于大型重载车辆上，可适应长距离、大坡度地刹车。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。例如先导阀可以设置两组以上的任意多组。

Claims (8)

1.一种用于液力缓速器的气体组合控制阀，包括主阀体，主阀体上设有相互垂直的第一安装面和第二安装面，其特征在于：所述第一安装面上安装有一个二位三通阀和至少两个先导阀，第二安装面上与先导阀一一对应开设有主阀腔；

主阀腔内设有主阀芯，所述主阀芯为中空结构，主阀芯内设有定值弹簧，所述定值弹簧一端抵触在主阀芯的内底部，另一端抵触在定值弹簧座上，主阀腔外设有压板，压板上设有从外向内抵触在定值弹簧座上的调压螺钉；

主阀芯外设有与主阀腔内壁相配合的第一台阶和第二台阶，第一台阶、第二台阶和主阀腔之间留有环形间隙；主阀腔内底部和第二台阶之间安装有复位弹簧；所述主阀芯上设有侧向孔接通主阀芯内腔和环形间隙；

与第二安装面相对的另一个面上开设有若干封塞腔，封塞腔与主阀腔位于同一轴线上并一一对应，主阀腔内底部与封塞腔之间经气流孔相通，主阀芯底部设有可穿过气流孔的顶杆，顶杆上设有接通主阀芯内腔的轴向通孔，所述封塞腔内设有封塞和封塞弹簧，封塞腔的口部设有封塞弹簧座，所述封塞弹簧弹性抵触在封塞和封塞弹簧座之间，封塞弹簧推挤封塞封闭所述气流孔；所述主阀体上还设有连通至各封塞腔的进气口；

第一安装面上与二位三通阀和先导阀一一对应设有辅阀腔，各辅阀腔的内底部分别设有中心孔和偏心孔；所述二位三通阀和先导阀均为电磁阀，分别包括定阀芯和动阀芯，动阀芯活动安装在对应的辅阀腔内，辅阀腔内设有推挤动阀芯遮蔽所述中心孔的辅助弹簧，所述定阀芯与电磁线圈相固定；所有的中心孔均接通主阀体内的内联通道；二位三通阀对应的偏心孔接通到主阀体上的工作口，二位三通阀的定阀芯上还设有排气孔；所述先导阀对应的偏心孔分别连接至对应的主阀腔且与复位弹簧所在位置相对应；主阀体上设有将环形间隙接通大气的泄压孔。

2.根据权利要求1所述的用于液力缓速器的气体组合控制阀，其特征在于：所述顶杆与主阀芯连为一体。

3.根据权利要求1或2所述的用于液力缓速器的气体组合控制阀，其特征在于：所述泄压孔贯穿各环形间隙。

4.根据权利要求1或2所述的用于液力缓速器的气体组合控制阀，其特征在于：所述内联通道为贯穿主阀体的圆孔，圆孔的两端经堵头封闭。

5.根据权利要求1或2所述的用于液力缓速器的气体组合控制阀，其特征在于：所述定值弹簧座设置在主阀芯内，主阀芯内设有防止定值弹簧座脱出的C形卡簧。

6.根据权利要求1或2所述的用于液力缓速器的气体组合控制阀，其特征在于：所述先导阀设置有4个。

7.根据权利要求1或2所述的用于液力缓速器的气体组合控制阀，其特征在于：第一台阶的外周、第二台阶的外周与主阀腔内壁之间分别设有O型密封圈。

8.根据权利要求1或2所述的用于液力缓速器的气体组合控制阀，其特征在于：与动阀芯对应的中心孔的孔口位置、与封塞对应的气流孔的孔口位置均设有凸起的阀座面。