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CN116877607B - 一种组合式行车制动和储能制动缸 - Google Patents

一种组合式行车制动和储能制动缸

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CN116877607B
CN116877607B CN202310798106.XA CN202310798106A CN116877607B CN 116877607 B CN116877607 B CN 116877607B CN 202310798106 A CN202310798106 A CN 202310798106A CN 116877607 B CN116877607 B CN 116877607B
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CN
China
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cavity
valve piston
exhaust valve
brake
actuator element
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陈锋
傅直全
胡斐
俞碧君
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Zhejiang VIE Science and Technology Co Ltd
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Zhejiang VIE Science and Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种组合式行车制动和储能制动缸，包括壳体、驻车制动推杆和制动活塞，所述壳体内设有行车制动腔、储能制动腔和制动驻车腔，所述驻车制动推杆内设有呼吸阀，所述呼吸阀包括阀体、排气阀活塞、致动器元件、加载弹簧和调节弹簧，所述阀体内设有第一腔体、第二腔体和密封面，所述致动器元件的一端设置在第二腔体内，另一端穿出阀体并与壳体固定，所述排气阀活塞可滑动设置在第一腔体内，所述加载弹簧连接阀体和排气阀活塞，以使排气阀活塞向第二腔体一侧压紧密封面并单向隔断第一腔体和第二腔体，所述调节弹簧连接排气阀活塞和致动器元件。本发明提供了一种组合式行车制动和储能制动缸，可以减少呼吸阀中排气阀活塞的行程。

Description

一种组合式行车制动和储能制动缸
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其是涉及一种组合式行车制动和储能制动缸。
背景技术
弹簧制动缸是汽车制动系统中常用的部件，而呼吸阀是弹簧制动缸中的重要零件。现有的弹簧制动缸中的呼吸阀为了配合弹簧制动缸中的驻车制动推杆的行程，一般需要将呼吸阀中排气阀活塞的行程做得比较大，导致呼吸阀的尺寸比较大，且排气阀活塞走完行程所需时间较长，导致了呼吸阀存在灵敏度不高的问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术中弹簧制动缸中的呼吸阀的排气阀活塞的行程较大，导致呼吸阀灵敏度不高的问题，提供一种组合式行车制动和储能制动缸，可以减少呼吸阀中排气阀活塞的行程。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种组合式行车制动和储能制动缸，包括壳体、驻车制动推杆和与驻车制动推杆固定的制动活塞，所述壳体内设有行车制动腔、储能制动腔和制动驻车腔，所述驻车制动推杆内设有呼吸阀，所述呼吸阀包括阀体、排气阀活塞、致动器元件、加载弹簧和调节弹簧，所述阀体与驻车制动推杆固定，所述阀体内设有与行车制动腔连通的第一腔体、与储能制动腔连通第二腔体和设置在第一腔体和第二腔体之间的密封面，所述致动器元件的一端设置在第二腔体内，另一端穿出阀体并与壳体固定，所述排气阀活塞可滑动设置在第一腔体内，所述加载弹簧连接阀体和排气阀活塞，以使排气阀活塞向第二腔体一侧压紧密封面并单向隔断第一腔体和第二腔体，所述调节弹簧连接排气阀活塞和致动器元件。
上述技术方案中，由于所述致动器元件的另一端穿出阀体并与壳体固定，当驻车制动推杆移动时，致动器元件会相对阀体产生相对位移，从而改变致动器元件与排气阀活塞之间的距离。当驻车制动器松开时，所述致动器元件处于相对远离第一腔体的位置，排气阀活塞在加载弹簧和调节弹簧的合力作用下压紧密封面，从而隔断第一腔体和第二腔体，此时排气阀活塞处于密封状态，在此状态下，储能制动腔内的气压会对排气阀活塞产生一个与加载弹簧弹力相反的推力，储能制动腔内的气压产生的推力足够大时，可以将排气阀活塞推离密封面，使第一腔体和第二腔体连通。当储能制动腔内的气压减少到不足以推开排气阀活塞时，排气阀活塞又恢复到压紧密封面的状态。当驻车制动器接合时，所述驻车制动推杆相对壳体向一侧移动，所述致动器元件相对壳体固定，致动器元件会相对向第一腔体一侧移动，并使调节弹簧被压缩，当调节弹簧被压缩到一定程度，调节弹簧产生的指向第一腔体方向的弹力大于加载弹簧指向第二腔体的弹力时，排气阀活塞被推开，并远离密封面以使第一腔体和第二腔体连通。由于加载弹簧和调节弹簧的共同作用，排气阀活塞从密封状态向连通状态切换时，致动器元件与阀体的相对位移量使加载弹簧和调节弹簧同时形变，而排气阀活塞的位移量等于加载弹簧的形变量，因此排气阀活塞的位移量会小于致动器元件与阀体的相对位移量，由于驻车制动推杆与外部零件连接，切换行程基本不能改变，所述方案可以将外部较大的行程变化转化为排气阀活塞较小的形成变化，使排气阀活塞在连通状态不会离密封面太远。且可以根据需要改变加载弹簧和调节弹簧的型号，以改变两个状态下排气阀活塞的位移量，以及改变排气阀活塞处于密封状态下对密封面的压紧力大小，使上述方案可以适用于各种不同的产品中。
作为优选，所述排气阀活塞远离第二腔体的一端设置在第一腔体内，以使第一腔体内对排气阀活塞的端面产生一个与排气阀活塞滑动方向平行的压力。
上述技术方案中，排气阀活塞的两端分别受到来自第一腔体和第二腔体的气压产生的推力，排气阀活塞处于密封状态时，如果储能制动腔内的气压大于行车制动腔内的气压，且气压差足够大时，压差产生的推力可以将排气阀活塞推离密封面，使第一腔体和第二腔体连通，气体会从储能制动腔经过第二腔体和第一腔体流入行车制动腔，以进行气压平衡。当第二腔体和第一腔体内的压差减少到不足以推开排气阀活塞时，排气阀活塞又会恢复到压紧密封面的状态。排气阀活塞处于密封状态下，如果行车制动腔内的压力大于储能制动腔内的压力，则气压差只会增加密封压紧力，增加密封效果，无法推开排气阀活塞，可以使车制动腔和储能制动腔始终处于隔断状态。上述方案可以在储能制动腔内与行车制动腔的相对压差过大时，对储能制动腔进行泄压。
作为优选，所述排气阀活塞的外侧壁上设有调节凹槽，所述排气阀活塞上设有相互连通的第一连通口和第二连通口，所述第一连通口与第一腔体通过调节凹槽连通，所述第二连通口与第二腔体连通。
上述技术方案中，所述调节凹槽可以决定第一腔体和第二腔体之间的空气流量，可以根据具体需要设置不同大小的调节凹槽，且由于流经调节凹槽空气流速有限，当行车制动腔与储能制动腔之间的气压差过大时，调节凹槽来不及调节，气压差会使排气阀活塞克服弹力作用向第二腔体一侧压紧密封面并隔断第一腔体和第二腔体。且由于加载弹簧和调节弹簧的共同作用，排气阀活塞处于连通状态时，且排气阀活塞距离密封面的距离较近，出现上述情况时，排气阀活塞可以快速移动到密封状态的位置，实现快速隔断，且排气阀活塞处于连通状态时，处于受力平衡状态，只需较小的压差即可使排气阀活塞移动，隔断动作更加灵敏。
作为优选，所述第一腔体的内侧壁上设有调节凹槽，所述排气阀活塞上设有相互连通的第一连通口和第二连通口，所述第一连通口与第一腔体通过调节凹槽连通，所述第二连通口与第二腔体连通。
上述技术方案中，所述调节凹槽可以决定第一腔体和第二腔体之间的空气流量，可以根据具体需要设置不同大小的调节凹槽，且由于流经调节凹槽空气流速有限，当行车制动腔与储能制动腔之间的气压差过大时，调节凹槽来不及调节，气压差会使排气阀活塞克服弹力作用向第二腔体一侧压紧密封面并隔断第一腔体和第二腔体。且由于加载弹簧和调节弹簧的共同作用，排气阀活塞处于连通状态时，且排气阀活塞距离密封面的距离较近，出现上述情况时，排气阀活塞可以快速移动到密封状态的位置，实现快速隔断，且排气阀活塞处于连通状态时，处于受力平衡状态，只需较小的压差即可使排气阀活塞移动，隔断动作更加灵敏。
作为优选，所述致动器元件与阀体之间连接有保持弹簧，以使所述致动器元件在保持弹簧的作用下向第一腔体一侧移动。
作为优选，所述排气阀活塞与密封面接触的位置设有O型密封圈。所述O型密封圈可以增加密封面的密封效果。
作为优选，所述致动器元件在所述第二腔体内的位置包括第一位置和第二位置，所述致动器元件处于第一位置时，排气阀活塞压紧密封面并隔断第一腔体和第二腔体，所述致动器元件处于第二位置时，排气阀活塞脱离密封面并连通第一腔体和第二腔体。所述致动器元件可以在第一位置和第二位置之间移动。
作为优选，所述致动器元件处于第一位置时，所述加载弹簧处于压缩状态，所述调节弹簧处于拉伸状态。
上述技术方案中，所述致动器元件处于第一位置时，加载弹簧和调节弹簧对排气阀活塞的弹力均朝向第二腔体，以使排气阀活塞向第二腔体一侧压紧密封面并单向隔断第一腔体和第二腔体，当所述致动器元件向第一腔体一侧移动时，调节弹簧会先恢复形变，此时排气阀活塞不会移动，当所述致动器元件移动到一定距离后使调节弹簧被压缩，且调节弹簧的弹力可以抵消加载弹簧的下弹力时，排气阀活塞才会被打开，且打开后的排气阀活塞的移动距离是加载弹簧的形变量。所述方案可以进一步缩小排气阀活塞在两个状态之间切换时的位移量。
作为优选，所述致动器元件处于第一位置时，所述加载弹簧处于压缩状态，所述调节弹簧处于压缩状态。
上述技术方案中，所述致动器元件处于第一位置时，加载弹簧和调节弹簧对排气阀活塞的弹力方向相反，可以通过调节两个弹簧的弹力大小，调节排气阀活塞处于密封状态下对密封面的压紧力大小。
作为优选，所述加载弹簧的弹性系数大于所述调节弹簧的弹性系数。所述上述技术方案中，排气阀活塞所述致动器元件移动一定距离后，所述调节弹簧的形变量大于加载弹簧的形变量，而排气阀活塞的移动距离是加载弹簧的形变量，因此，所述方案可以进一步缩小排气阀活塞在两个状态之间切换时的位移量。
作为优选，所述第一腔体与行车制动腔通过第一通道连通，第二腔体与储能制动腔通过第二通道连通。
附图说明
图1是本发明中驻车制动器接合时的结构示意图；
图2是本发明中驻车制动器松开时的结构示意图。
图中：壳体1、驻车制动推杆2、制动活塞2.1、行车制动腔3、储能制动腔4、呼吸阀5、阀体5.1、排气阀活塞5.2、致动器元件5.3、加载弹簧5.4、调节弹簧5.5、保持弹簧5.6、第一腔体5.7、第二腔体5.8、密封面5.9、制动驻车腔6、调节凹槽7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1：
如图1和图2所示，一种组合式行车制动和储能制动缸，包括壳体1、驻车制动推杆2和与驻车制动推杆2固定的制动活塞2.1，所述壳体1内设有行车制动腔3、储能制动腔4和制动驻车腔6，所述储能制动腔4和制动驻车腔6通过所述制动活塞2.1隔断，所述驻车制动推杆2在壳体1内且与壳体1滑动连接，所述储能制动腔4和制动驻车腔6被所述驻车制动推杆2隔断，所述驻车制动推杆2内设有用于连通或隔断行车制动腔3和储能制动腔4的呼吸阀5，所述呼吸阀5包括阀体5.1、排气阀活塞5.2、致动器元件5.3、加载弹簧5.4和调节弹簧5.5，所述阀体5.1与驻车制动推杆2固定，所述阀体5.1内设有与行车制动腔3连通的第一腔体5.7、与储能制动腔4连通第二腔体5.8和设置在第一腔体5.7和第二腔体5.8之间的密封面5.9，所述致动器元件5.3的一端设置在第二腔体5.8内，另一端穿出阀体5.1并与壳体1固定，所述排气阀活塞5.2可滑动设置在第一腔体5.7内，所述加载弹簧5.4连接阀体5.1和排气阀活塞5.2，以使排气阀活塞5.2向第二腔体5.8一侧压紧密封面5.9并单向隔断第一腔体5.7和第二腔体5.8，所述调节弹簧5.5连接排气阀活塞5.2和致动器元件5.3。
上述技术方案中，由于所述致动器元件5.3的另一端穿出阀体5.1并与壳体1固定，当驻车制动推杆2移动时，致动器元件5.3会相对阀体5.1产生相对位移，从而改变致动器元件5.3与排气阀活塞5.2之间的距离。当驻车制动器松开时，所述致动器元件5.3处于相对远离第一腔体5.7的位置，排气阀活塞5.2在加载弹簧5.4和调节弹簧5.5的合力作用下压紧密封面5.9，从而隔断第一腔体5.7和第二腔体5.8，此时排气阀活塞5.2处于密封状态，在此状态下，储能制动腔4内的气压会对排气阀活塞5.2产生一个与加载弹簧5.4弹力相反的推力，储能制动腔4内的气压产生的推力足够大时，可以将排气阀活塞5.2推离密封面5.9，使第一腔体5.7和第二腔体5.8连通。当储能制动腔4内的气压减少到不足以推开排气阀活塞5.2时，排气阀活塞5.2又恢复到压紧密封面5.9的状态。当驻车制动器接合时，所述驻车制动推杆2相对壳体1向一侧移动，所述致动器元件5.3相对壳体1固定，致动器元件5.3会相对向第一腔体5.7一侧移动，并使调节弹簧5.5被压缩，当调节弹簧5.5被压缩到一定程度，调节弹簧5.5产生的指向第一腔体5.7方向的弹力大于加载弹簧5.4指向第二腔体5.8的弹力时，排气阀活塞5.2被推开，并远离密封面5.9以使第一腔体5.7和第二腔体5.8连通。由于加载弹簧5.4和调节弹簧5.5的共同作用，排气阀活塞5.2从密封状态向连通状态切换时，致动器元件5.3与阀体5.1的相对位移量使加载弹簧5.4和调节弹簧5.5同时形变，而排气阀活塞5.2的位移量等于加载弹簧5.4的形变量，因此排气阀活塞5.2的位移量会小于致动器元件5.3与阀体5.1的相对位移量，由于驻车制动推杆2与外部零件连接，切换行程基本不能改变，所述方案可以将外部较大的行程变化转化为排气阀活塞5.2较小的形成变化，使排气阀活塞5.2在连通状态不会离密封面5.9太远。且可以根据需要改变加载弹簧5.4和调节弹簧5.5的型号，以改变两个状态下排气阀活塞5.2的位移量，以及改变排气阀活塞5.2处于密封状态下对密封面5.9的压紧力大小，使上述方案可以适用于各种不同的产品中。
所述致动器元件5.3与阀体5.1之间连接有保持弹簧5.6，以使所述致动器元件5.3在保持弹簧5.6的作用下向第一腔体5.7一侧移动。
所述第一腔体5.7与行车制动腔3通过第一通道连通，第二腔体5.8与储能制动腔4通过第二通道连通。
优选的，所述排气阀活塞5.2远离第二腔体5.8的一端设置在第一腔体5.7内，以使第一腔体5.7内对排气阀活塞5.2的端面产生一个与排气阀活塞5.2滑动方向平行的压力。所述加载弹簧5.4设置在第一腔体5.7内。
上述技术方案中，排气阀活塞5.2的两端分别受到来自第一腔体5.7和第二腔体5.8的气压产生的推力，排气阀活塞5.2处于密封状态时，如果储能制动腔4内的气压大于行车制动腔3内的气压(第一腔体5.7内的气压约等于行车制动腔3内的气压，第二腔体5.8内的气压约等于储能制动腔4内的气压)，且气压差足够大时，压差产生的推力可以将排气阀活塞5.2推离密封面5.9，使第一腔体5.7和第二腔体5.8连通，气体会从储能制动腔4经过第二腔体5.8和第一腔体5.7流入行车制动腔3，以进行气压平衡。当第二腔体5.8和第一腔体5.7内的压差减少到不足以推开排气阀活塞5.2时，排气阀活塞5.2又会恢复到压紧密封面5.9的状态。排气阀活塞5.2处于密封状态下，如果行车制动腔3内的压力大于储能制动腔4内的压力，则气压差只会增加密封压紧力，增加密封效果，无法推开排气阀活塞5.2，可以使车制动腔和储能制动腔4始终处于隔断状态。上述方案可以在储能制动腔4内与行车制动腔3的相对压差过大时，对储能制动腔4进行泄压。
所述致动器元件5.3在所述第二腔体5.8内的位置包括第一位置和第二位置，所述致动器元件5.3处于第一位置时，排气阀活塞5.2压紧密封面5.9并隔断第一腔体5.7和第二腔体5.8，所述致动器元件5.3处于第二位置时，排气阀活塞5.2脱离密封面5.9并连通第一腔体5.7和第二腔体5.8。所述致动器元件5.3可以在第一位置和第二位置之间移动。
优选的，所述排气阀活塞5.2的外侧壁上设有调节凹槽7，所述排气阀活塞5.2上设有相互连通的第一连通口和第二连通口，所述第一连通口与第一腔体5.7通过调节凹槽7连通，所述第二连通口与第二腔体5.8连通。
优选的，所述排气阀活塞5.2与密封面5.9接触的位置设有O型密封圈。所述O型密封圈可以增加密封面5.9的密封效果。
上述技术方案中，所述调节凹槽7可以决定第一腔体5.7和第二腔体5.8之间的空气流量，可以根据具体需要设置不同大小的调节凹槽7，且由于流经调节凹槽7空气流速有限，当行车制动腔3与储能制动腔4之间的气压差过大时，调节凹槽7来不及调节，气压差会使排气阀活塞5.2克服弹力作用向第二腔体5.8一侧压紧密封面5.9并隔断第一腔体5.7和第二腔体5.8。且由于加载弹簧5.4和调节弹簧5.5的共同作用，排气阀活塞5.2处于连通状态时，且排气阀活塞5.2距离密封面5.9的距离较近，出现上述情况时，排气阀活塞5.2可以快速移动到密封状态的位置，实现快速隔断，且排气阀活塞5.2处于连通状态时，处于受力平衡状态，只需较小的压差即可使排气阀活塞5.2移动，隔断动作更加灵敏。
可以连接的，在另一个实施例中，所述排气阀活塞远离第二腔体的一端不与第一腔体连通，而是与大气连通，或者与另一个独立的腔室连通。
可以连接的，在另一个实施例中，所述第一腔体的内侧壁上设有调节凹槽，所述排气阀活塞上设有相互连通的第一连通口和第二连通口，所述第一连通口与第一腔体通过调节凹槽连通，所述第二连通口与第二腔体连通。
实施例2：
如图1和图2所示，在实施例1的基础上，所述致动器元件5.3处于第一位置时，所述加载弹簧5.4处于压缩状态，所述调节弹簧5.5处于拉伸状态。
上述技术方案中，所述致动器元件5.3处于第一位置时，加载弹簧5.4和调节弹簧5.5对排气阀活塞5.2的弹力均朝向第二腔体5.8，以使排气阀活塞5.2向第二腔体5.8一侧压紧密封面5.9并单向隔断第一腔体5.7和第二腔体5.8，当所述致动器元件5.3向第一腔体5.7一侧移动时，调节弹簧5.5会先恢复形变，此时排气阀活塞5.2不会移动，当所述致动器元件5.3移动到一定距离后使调节弹簧5.5被压缩，且调节弹簧5.5的弹力可以抵消加载弹簧5.4的下弹力时，排气阀活塞5.2才会被打开，且打开后的排气阀活塞5.2的移动距离是加载弹簧5.4的形变量。所述方案可以进一步缩小排气阀活塞5.2在两个状态之间切换时的位移量。
实施例3：
如图所示，在实施例1的基础上，所述致动器元件5.3处于第一位置时，所述加载弹簧5.4处于压缩状态，所述调节弹簧5.5处于压缩状态。
上述技术方案中，所述致动器元件5.3处于第一位置时，加载弹簧5.4和调节弹簧5.5对排气阀活塞5.2的弹力方向相反，可以通过调节两个弹簧的弹力大小，调节排气阀活塞5.2处于密封状态下对密封面5.9的压紧力大小。
实施例4：
如图所示，在实施例1的基础上，所述加载弹簧5.4的弹性系数大于所述调节弹簧5.5的弹性系数。所述上述技术方案中，排气阀活塞5.2所述致动器元件5.3移动一定距离后，所述调节弹簧5.5的形变量大于加载弹簧5.4的形变量，而排气阀活塞5.2的移动距离是加载弹簧5.4的形变量，因此，所述方案可以进一步缩小排气阀活塞5.2在两个状态之间切换时的位移量。

Claims (7)

1.一种组合式行车制动和储能制动缸，包括壳体、驻车制动推杆和与驻车制动推杆固定的制动活塞，所述壳体内设有行车制动腔、储能制动腔和制动驻车腔，其特征是，所述驻车制动推杆内设有呼吸阀，所述呼吸阀包括阀体、排气阀活塞、致动器元件、加载弹簧和调节弹簧，所述阀体与驻车制动推杆固定，所述阀体内设有与行车制动腔连通的第一腔体、与储能制动腔连通第二腔体和设置在第一腔体和第二腔体之间的密封面，所述致动器元件的一端设置在第二腔体内，另一端穿出阀体并与壳体固定，所述排气阀活塞可滑动设置在第一腔体内，所述加载弹簧连接阀体和排气阀活塞，以使排气阀活塞向第二腔体一侧压紧密封面并单向隔断第一腔体和第二腔体，所述调节弹簧连接排气阀活塞和致动器元件；
所述排气阀活塞远离第二腔体的一端设置在第一腔体内，以使第一腔体内对排气阀活塞的端面产生一个与排气阀活塞滑动方向平行的压力；
所述排气阀活塞的外侧壁或第一腔体的内侧壁设有调节凹槽，所述排气阀活塞上设有相互连通的第一连通口和第二连通口，所述第一连通口与第一腔体通过调节凹槽连通，所述第二连通口与第二腔体连通；
所述致动器元件在所述第二腔体内的位置包括第一位置和第二位置，所述致动器元件处于第一位置时，排气阀活塞压紧密封面并隔断第一腔体和第二腔体，所述致动器元件处于第二位置时，排气阀活塞脱离密封面并连通第一腔体和第二腔体。
2.根据权利要求1所述的一种组合式行车制动和储能制动缸，其特征是，所述致动器元件与阀体之间连接有保持弹簧，以使所述致动器元件在保持弹簧的作用下向第一腔体一侧移动。
3.根据权利要求1所述的一种组合式行车制动和储能制动缸，其特征是，所述排气阀活塞与密封面接触的位置设有O型密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种组合式行车制动和储能制动缸，其特征是，所述致动器元件在所述第二腔体内的位置包括第一位置和第二位置，所述致动器元件处于第一位置时，排气阀活塞压紧密封面并隔断第一腔体和第二腔体，所述致动器元件处于第二位置时，排气阀活塞脱离密封面并连通第一腔体和第二腔体。
5.根据权利要求1所述的一种组合式行车制动和储能制动缸，其特征是，所述致动器元件处于第一位置时，所述加载弹簧处于压缩状态，所述调节弹簧处于拉伸状态。
6.根据权利要求1所述的一种组合式行车制动和储能制动缸，其特征是，所述致动器元件处于第一位置时，所述加载弹簧处于压缩状态，所述调节弹簧处于压缩状态。
7.根据权利要求1所述的一种组合式行车制动和储能制动缸，其特征是，所述加载弹簧的弹性系数大于所述调节弹簧的弹性系数。
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