一种商用车用电气耦合式制动控制阀的制作方法

本实用新型涉及车辆控制技术领域，特别是涉及一种商用车用电气耦合式制动控制阀。

背景技术：

随着自动驾驶技术的发展，车辆对系统安全性要求越来越高，并逐渐从减小事故伤害的被动安全向能够进行事故预防的智能安全发展，制动系统作为保障车辆安全的核心装置，制动系统的智能化将成为制动技术发展的必然趋势。电控气压制动作为解决制动智能化的关键技术手段，为了准确执行决策层的制动控制策略，亟需一种适应于商用车电控气压制动系统的制动控制阀，以解决商用车在智能制动环境下的精准制动控制问题。

中国发明专利申请（申请号：201710343601.6，公开日：2017年07月18日）公开了一种气动控制领域内的一种自动调压阀，其主阀体上设置有安全阀、进气口和出气口，进气口和出气口之间设有单向阀。该装置通过断路控制阀、安全阀、调压阀组件及单向阀协同工作，使得下游执行单元的压力在设定的高低压之间自动充放气，保证了执行单元件始终在设定压力范围内工作，但其结构较为复杂，且其采用机械结构调节出口压力，无法适应电控气压制动系统快速及精确调压需求。

实用新型专利（申请号：201720818341.9，公开日：2018年03月02日）公开了一种电气比例阀，该电气比例阀主要由下阀体和先导阀体两部分组成，先导阀体内部包含有进气阀和排气阀，先导阀体的控制腔通过膜片弹簧与下阀体相连，通过调节先导腔的压力，可调节主阀出口压力，并通过在出口设置压力监测孔实现输出压力的闭环控制。但是，该阀主要应用于工业控制领域，流量小，且由于阀体结构较复杂，对空气质量要求高，环境适用性较低。

国内应用于气压制动系统中的调压元件多为机械式，针对电控气压制动系统需求设计的电控调压阀较少，部分企业直接将工业用调压阀应用于汽车行业，存在结构复杂、适用性差、成本高、可靠性低等问题。

技术实现要素：

为满足电控气压制动系统发展需求，解决现有气动控制阀结构复杂、适用性不足、成本高且可靠性较低等问题，本申请提出了一种新的面向商用车电控气压制动系统的电-气耦合式制动控制阀，所采用的技术方案为：一种商用车用电气耦合式制动控制阀，包括高速进气阀、高速排气阀、单向阀、继动阀；制动控制阀底部为继动阀，制动控制阀上部为单向阀、高速进气阀、高速排气阀，继动阀前部为单向阀，高速进气阀、高速排气阀分别位于单向阀两侧；高速进气阀和高速排气阀采用滑阀结构，高速进气阀包括阀座、阀芯、回位弹簧；高速排气阀包括阀座、阀芯、回位弹簧；单向阀包括阀座、阀芯、回位弹簧；继动阀包括上阀体、下阀体；高速进气阀阀芯位于阀座之中，阀芯中部有限位密封圈，阀芯两端套有进气电磁阀密封圈，阀芯底部有回位弹簧，阀座通过螺钉连接固定于上阀体一侧；高速排气阀阀座通过螺钉连接固定于上阀体另一侧，之间有阀座密封圈用于密封；单向阀阀座顶部有气动控制口，通过踏板阀与储气罐连接，单向阀阀座通过螺钉与上阀体连接；继动阀上阀体下部分为控制腔，旁侧设有压力采集口，贯通上阀体上下表面，与控制腔不相通，采集口上面端口为螺纹口，用于连接压力传感器，下端为通孔，用于连接下阀体输出口，上阀体侧面开有卸压孔，卸压孔一侧与控制腔相通，一侧连接大气。高速进气阀上游口为螺纹口，与储气罐连接，其下游端口无螺纹，设有锪口，用于放置阀座密封圈，下游端口通过阀座密封圈与上阀体贴合。高速排气阀上游端口无螺纹口，设有锪口，用于放置阀座密封圈，上游端口通过阀座密封圈与上阀体贴合，下游端口为螺纹口，用于连接消音器。高速进、排气阀阀座与阀芯之间为间隙配合，阀芯在阀座中呈直线运动。单向阀阀座一端为螺纹口，一端为通孔，且通孔直径小于单向阀阀芯顶部直径。继动阀下阀体左右两侧分别为输入口和输出口，输出口上方开有压力传感通道，该通道贯通输出口与下阀体上表面，其端面设有锪口，用于放置压力传感器密封圈。继动阀上、下阀体扣合后，压力传感通道与上阀体压力采集口相通，用于连接压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过集成单向阀、高速进气阀、高速排气阀及继动阀，以模块化形式设计和组装，大大降低了阀的制造和加工难度；将传统的气控和先进的电控技术相融合，通过电-气耦合控制，从而提高了系统的可靠性；通过设置卸压孔，可在系统失效的情况下手动解除制动，便于维修和维护；改进制动控制阀压力采集口结构，提高制动控制阀结构集成度，提升压力采集精度。

附图说明

图1商用车用电气耦合式制动控制阀外形结构示意图

图2商用车用电气耦合式制动控制阀纵剖面图

图3商用车用电气耦合式制动控制阀横剖面图

图中，1下阀体，2底座密封圈，3弹性挡圈，4底座，5主阀芯密封圈，6消音垫，7主阀芯，8主阀芯回位弹簧，9垫片，10主阀芯中部密封垫，11上下阀体密封圈，12主阀芯顶部密封垫，13活塞密封圈，14单向阀阀座，15单向阀密封圈，16单向阀顶密封圈，17单向阀阀芯，18单向阀回位弹簧，19上阀体，20活塞，21压力传感器密封圈，22进气电磁阀阀座密封圈，23进气电磁阀阀座，24进气电磁阀回位弹簧，25进气电磁阀密封圈，26进气电磁阀阀芯，27进气电磁阀限位密封圈，28进气电磁阀顶针套，29进气电磁阀异型密封圈，30进气电磁阀限位弹簧，31进气电磁阀顶针，32进气电磁阀线圈，33进气电磁阀动铁芯，34排气电磁阀动铁芯，35排气电磁阀线圈，36排气电磁阀顶针，37排气电磁阀顶针套，38排气电磁阀限位弹簧，39排气电磁阀异型密封圈，40排气电磁阀阀芯，41排气电磁阀限位密封圈，42排气电磁阀密封圈，43排气电磁阀回位弹簧，44排气电磁阀阀座，45排气电磁阀阀座密封圈，a输入口，b高速进气口，c气动控制口，d高速排气口，e输出口，f压力采集口，g排气口，h卸压孔，a输入气室，b排气气室，c控制腔，d输出气室。

具体实施方式

下面结合附图对本申请内容进行详细说明。

高速进气阀和高速排气阀均包括阀座、线圈、动铁芯、阀芯、回位弹簧、顶针、顶针套，分别位于控制腔c两侧。高速进气阀b口为高速进气口，与高压储气罐相连，高速排气阀d口为高速排气口，与大气相通。高速进、排气阀阀座23、44均通过螺钉连接固定于上阀体19两侧，高速进气阀上游端口为螺纹口，下游端口无螺纹且设有锪口，用于放置进气电磁阀阀座密封圈22，高速排气阀上游端口无螺纹且设有锪口，用于放置排气电磁阀阀座密封圈45，上游端口通过阀座密封圈与上阀体19贴合，下游端口为螺纹口，用于连接消音器。高速进、排气阀阀座23、44中部均设有盲孔，用于安装高速进、排气阀阀芯26、40，阀芯中部有限位密封圈27、41与之粘接，阀芯中部直径大于盲孔直径，两端套有电磁阀密封圈25、42，阀芯两端与阀座之间为间隙配合，高速进、排气阀阀芯底部分别有回位弹簧24、43，高速进、排气阀线圈32、35通过螺钉与阀座连接，之间有异型密封圈29、39用于密封，高速进气阀线圈内部有动铁芯33以及顶针套28，高速排气阀线圈内部有动铁芯34以及顶针套37，动铁芯与线圈之间为间隙配合，可在线圈内部做一定距离的滑动，高速进、排气阀顶针套28、37与线圈之间有限位弹簧30、38，受限位弹簧张力限制，顶针套不可移动，顶针套靠近动铁芯一端为平面，靠近阀芯一端加工有锥形凹槽，高速进、排气阀顶针套28、37内部有顶针31、36，顶针一端为锥形，用于与顶针套锥形凹槽配合，可在顶针套内部滑动。非工作状态下，高速进气阀阀芯26受回位弹簧24弹簧力作用，与顶针套28端面贴合，顶针31锥面与顶针套28锥面贴合，高速进气阀阀芯26中部限位密封圈27与下游端口贴合，高速进气阀上下游处于关闭状态。高速进气阀线圈32通电时，动阀芯33被电磁力吸至顶针套28一侧，顶针31在动铁芯33推动下向阀芯26一侧运动，顶针31锥面与顶针套28锥面分离，推动阀芯26克服回位弹簧24弹簧力，高速进气阀阀芯26中部限位密封圈27与上游端口贴合，高速进气阀上下游连通。高速进气阀线圈32失电时，阀芯26在回位弹簧24弹簧力作用下向顶针套28一侧运动，推动顶针31向动铁芯33一侧运动，顶针31锥面与顶针套28锥面贴合，动阀芯33不受电磁力作用，高速进气阀上下游关闭。高速排气阀工作原理与高速进气阀相同。

单向阀主要由单向阀阀座14、阀芯17和回位弹簧18组成。单向阀阀座14顶部有气动控制口c，通过踏板阀与储气罐连接,单向阀阀座14通过螺钉与上阀体19连接，之间有单向阀密封圈15用以密封，单向阀阀芯17位于上阀体19阶梯孔内部，与阶梯孔内壁为间隙配合，单向阀阀芯17顶部粘接有单向阀顶密封圈16，单向阀阀芯17上设有通流孔，单向阀阀芯17下方为单向阀回位弹簧18。非工作状态下，单向阀回位弹簧18将单向阀阀芯17顶起，单向阀顶密封圈16与单向阀阀座14贴合，气体只能由气动控制口c经由通流孔单向流入控制腔c。

继动阀主要由上、下阀体19、1，活塞20、主阀芯7、回位弹簧8以及底座4等组成。上阀体19上部分凸台为高速进、排气阀以及单向阀安装基体，凸台两侧为通孔，连接高速进、排气阀端口，一端设有阶梯孔，用于安装单向阀阀芯17以及单向阀回位弹簧18，阶梯孔端面设有锪口，用于放置单向阀密封圈15，凸台中两侧通孔以及一侧阶梯孔均与控制腔c相通；继动阀上阀体19下部分为控制腔c，旁侧设有压力采集口f，贯通上阀体上下表面，与控制腔c不相通，压力采集口f上面端口为螺纹口，用于连接压力传感器，下端为通孔，用于连接下阀体输出口e；上阀体19侧面有卸压孔h，将控制腔和大气连通。上阀体19内部有活塞20，可在控制腔c中上下运动，活塞20套有活塞密封圈13用于密封。主阀芯7位于下阀体1中央，主阀芯7顶部及腰部与下阀体接触处分别环有密封垫12、10，主阀芯7下方有主阀芯回位弹簧8，将主阀芯7顶起，使其主阀芯中部密封垫10与下阀体1贴合。下阀体排气口g处有底座4，用以支撑主阀芯回位弹簧8，底座4上扣有消音垫6，用以减小排气噪声，底座4下方有弹性挡圈3，将底座4固定于下阀体1上。下阀体1左右两侧分别为输入口a和输出口e，输入口a与储气罐相连，输出口e与制动气室相连，输出口e上方开有压力传感通道，该通道贯通输出口e与下阀体1上表面，其端面设有锪口，用于放置压力传感器密封圈21，上、下阀体19、1扣合后，压力传感通道与上阀体压力采集口f相通，将信号反馈到控制器中。下阀体1下部为排气口g，与大气相通。

电-气耦合式制动控制阀工作时，通过控制高速进、排气阀线圈中电流通断，控制阀芯开闭，调节控制腔压力，进而控制出口压力p2。同时采用压力传感器检测输出压力，与控制器中目标压力p1相比较，构成反馈闭环回路。

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

当p2<p1时，制动控制阀需要增压使输出压力提高，此时控制器控制高速进气阀工作，高速排气阀退出工作，进气电磁阀线圈32通电，高速进气阀动铁芯33被电磁力吸至高速进气阀顶针套28一侧，高速进气阀顶针31在动铁芯33推动下向高速进气阀阀芯26一侧运动，顶针31锥面与顶针套28锥面分离，推动高速进气阀阀芯26克服回位弹簧24弹簧力，高速进气口b与控制腔c连通。储气罐压缩气体流入控制腔c，控制腔c压力升高致使活塞20向下运动，活塞20先与主阀芯7顶部密封垫12接触，使输出口e与排气口g隔断，活塞20继续推动主阀芯7向下运动，主阀芯中部密封垫10与下阀体1分离，使得输入口a与输出口e连通，储气罐压缩气体流入制动气室，制动气室压力升高。

当p2>p1时，制动控制阀需要减压使输出压力降低，此时控制器控制高速排气阀工作，高速进气阀退出工作，高速排气阀线圈35通电，高速进气阀动铁芯34被电磁力吸至高速排气阀顶针套37一侧，高速排气阀顶针36在动铁芯34推动下向高速排气阀阀芯40一侧运动，顶针36锥面与顶针套37锥面分离，推动高速排气阀阀芯40克服回位弹簧43弹簧力，控制腔c与高速排气口d连通，控制腔c的压缩气体通过高速排气口d排出，控制腔c压力降低致使活塞20上移，主阀芯7在主阀芯回位弹簧8的作用下一同上移，上移过程中主阀芯中部密封垫10首先与下阀体1贴合，使得输入口a与输出口e隔断，活塞20继续上移与主阀芯顶部密封垫12分离，使输出口e与排气口g连通，输出口e的压缩气体通过排气口g排向大气，制动气室压力降低。

当p2=p1时，制动控制阀需要保持控制腔压力稳定使输出压力不变，控制器控制高速进、排气阀均退出工作，高速进气阀线圈32失电，高速排气阀线圈35失电，高速进、排气阀阀芯26、40分别在回位弹簧24、43作用下与顶针套28、37贴合，高速进、排气阀阀芯26、40中部限位密封圈27、41与下游端口贴合，高速进、排气阀均处于关闭状态。此时主阀芯中部密封垫10与下阀体1贴合，活塞20与主阀芯顶部密封垫12贴合，输入口a与输出口e隔断、输出口e与排气口g隔断，制动气室压力保持稳定。

当电控系统出现故障需要人力备份制动时，驾驶员踩下连接在单向阀前侧的踏板制动阀，单向阀上游压力高于控制腔c压力，气压力克服单向阀回位弹簧18弹簧力，推动单向阀阀芯17向后滑动，单向阀顶密封圈16与单向阀阀座14分离，气体从气动控制口c经由通流孔单向流入控制腔c。控制腔c的气压升高，推动活塞20向下运动，活塞20先与主阀芯7顶部密封垫12接触，使输出口e与排气口g隔断，活塞20继续推动主阀芯7向下运动，主阀芯中部密封垫10与下阀体1分离，使得输入口a与输出口e连通，储气罐压缩气体流入制动气室，制动气室增压制动。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型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一些替代和变形，这些替代和变形均在本实用新型的保护范围内。