带有改进的压力调节的制动缸保持阀的制作方法

本发明涉及制动缸保持系统，并且更具体地，涉及一种组合式制动缸保持止回阀和紧急制动限制阀。

背景技术：

控制阀被用在货车制动系统中以向货车的制动缸提供空气压力。然而，如果控制阀与货车之间的管件发生泄漏或在制动缸自身中存在泄漏，则制动缸将不会保持原设定压力。解决这个问题的一个方法是具有保持制动缸压力的阀。当制动缸中的压力下降到其原设定压力以下时，制动缸保持阀可以通过扼流塞供给制动管压力，以将制动缸压力补充并保持到设计点。例如，一个用于aar型控制阀的制动部的传统制动缸保持(bcm)系统包括bcm充气止回阀，以将制动缸压力减小等于紧急制动限制阀(8-12psi)的量加上等于迟滞、部件间变化以及环境变化的总和的量，使得所产生的作用在紧急制动限制阀的膜片的bcm控制侧上的制动缸基准压力加上紧急制动限制阀弹簧设定(8-12psi)将始终小于目标/实际制动缸压力。

由于上述变化的来源，有必要将bcm充气止回阀的开启值设定在16至18psi。这导致bcm压力调节效率的不期望的损失，因为在bcm阀打开以补充制动缸压力之前，实际的制动缸压力将不得不泄漏等于或大于bcm充气止回阀的4-10psi偏移(offset)的量。因此，需要具有较小的压力偏移的更精确的bcm调节压力，用于更准确的和改进的制动缸维护。

技术实现要素：

本发明包括一种具有低迟滞的制动缸保持(bcm)系统，从而提供更精确的bcm调节压力和更小的压力偏移。该系统包括集成到紧急制动限制阀(qslv)中的bcm充气止回阀。通过组合这些功能，消除了显著的部件间和环境变化的来源，并且有可能对bcm阀进行更精确的控制。该组合式紧急制动止回阀和制动缸保持阀具有用于选择性地允许制动缸压力室与制动缸保持压力室之间的连通的第一阀座和用于选择性地允许制动缸压力室与紧急制动压力室之间的连通的第二阀座。第一阀座通常是关闭的，并响应于制动缸压力室的第一预定量的加压而打开，而第二阀座通常是打开的，并响应于制动缸压力室的第二预定量的加压而关闭。膜片将制动缸保持压力室和制动缸压力室隔开，使得膜片朝向制动缸保持压力室的压缩使第二阀座关闭，以防止制动缸压力室与紧急制动压力室之间的连通。如果存在膜片朝向制动缸保持压力室的额外压缩，则打开第一阀座，以允许制动缸压力室与制动缸保持压力室之间的连通。膜片被从制动缸保持压力室朝向制动缸压力室偏压，使得当制动缸压力室中的压力小于第一预定量时，第一阀座关闭且第二阀座打开。优选地，第一预定量为约10psi。

本发明的第一实施方式包括一种具有阀针的阀，该阀针穿过膜片并具有通过膜片的通道，通道的一端与制动缸保持压力室连通，而相对端是开放的。该阀还包括定位在紧急制动压力室中的阻挡件(check)，该阻挡件被朝向阀针偏压以关闭阀针的通道的开放端。膜片和阀针朝向制动缸保持压力室的运动允许阻挡件移动并关闭第二阀座，从而防止制动缸压力室与紧急制动压力室之间的连通。膜片朝向制动缸保持压力室的进一步运动将使阀针的通道的开放端与阻挡件隔开，并使通道的开放端与制动缸压力室连通，从而打开第一阀座，并允许制动缸压力室与制动缸保持压力室之间的连通。

在本发明的另一实施方式中，阀包括第一阀杆和阀头，第一阀杆穿过膜片并在制动缸保持压力室与制动缸压力室之间限定通路，阀头定位在阀杆的端部上用于移动进入和脱离与膜片的接合，从而分别关闭或打开通路。第二阀杆具有与第一阀杆相关联的杆柱，杆柱延伸穿过制动缸压力室进入紧急制动压力室。阻挡件定位在紧急制动压力室中并被朝向第二阀杆的杆柱偏压，使得阻挡件可以关闭第二阀座，从而当杆柱朝向制动缸保持压力室移动预定距离时，关闭制动缸压力室与紧急制动压力室之间的连通。如果膜片进一步移动，阀头与膜片隔开，从而打开第一阀座并允许制动缸压力室与制动缸保持压力室之间的连通。

在本发明的又一实施方式中，阀包括定位在膜片中的引导件和具有锥形件的阀杆，锥形件穿过引导件以在制动缸保持压力室与制动缸压力室之间限定通路。当第一阀座关闭时，o形环接合阀杆的锥形件并关闭通路。

在本发明的再一实施方式中，阀包括具有穿过其形成的孔的膜片，该孔由位于制动缸压力室中的阀杆的端部密封接合，以便选择性地打开和关闭膜片中的孔。阀杆的相对端接合位于紧急制动压力室中并被朝向阀杆偏压的阻挡件，使得阻挡件可以在阀杆朝向制动缸保持压力室移动预定距离时关闭第二阀座。阀杆由定位在制动缸压力室中的弹簧朝向膜片偏压。

在本发明的另一实施方式中，阀包括第一阀杆，第一阀杆与膜片的一侧接合并延伸穿过制动缸保持压力室进入制动缸压力室的一部分中，以在其间限定通路，其中，如果阀杆被移出制动缸压力室的该部分，则第一阀杆接合被偏压的阻挡件以关闭通路。阀还包括第二阀杆，第二阀杆与膜片的相对侧接合并延伸穿过制动缸压力室的第二部分进入紧急制动压力室中，以限定在制动缸压力室与紧急制动压力室之间延伸的第二通路，其中，如果第二阀杆被移出紧急制动压力室，则第二阀杆接合被偏压的第二阻挡件以关闭第二通路。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细描述，将更全面地了解和理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的组合式bcm基准压力充气止回阀和紧急制动限制阀的第一实施方式的横截面图；

图2是根据本发明的组合式bcm基准压力充气止回阀和紧急制动限制阀的第二实施方式的横截面图；

图3是根据本发明的组合式bcm基准压力充气止回阀和紧急制动限制阀的第三实施方式的横截面图；

图4是根据本发明的组合式bcm基准压力充气止回阀和紧急制动限制阀的第四实施方式的横截面图；

图5是根据本发明的组合式bcm基准压力充气止回阀和紧急制动限制阀的第五实施方式的横截面图。

具体实施方式

现在参考附图，其中相同的附图标号始终表示相同的部件，在图1中看到制动缸保持阀10的第一实施方式，其将紧急制动限制阀和bcm基准压力充气止回阀集成到单个单一结构中，该结构协同提供更精确控制的所有原本可能的相关功能。阀10包括止回阀组件12，该止回阀组件具有喷嘴14，该喷嘴具有穿过其中形成的通道16，该通道附接至并延伸穿过紧急制动限制阀(qslv)膜片18。喷嘴14沿纵向轴线延伸穿过衬套22的上部中的制动缸压力室20并且穿过将制动缸压力室20与在衬套22的下部中限定的紧急制动压力室26分开的狭窄的通路24。应当认识到，各个室与常规制动系统的相应元件连通，使得特定室中的压力反映制动系统的相应元件中的压力。例如，制动缸压力室20与制动缸(未示出)开放连通，使得室20中的压力反映制动缸中的压力。

喷嘴14延伸穿过制动缸压力室20并进入紧急制动压力室26，以限定第一阀座a以及第二阀座b，第一阀座选择性地控制定位在qslv膜片18上方的bcm基准压力室28与制动缸压力室20之间的连通，第二阀座选择性地控制紧急制动压力室26与制动缸压力室20之间的连通。阀座a形成在喷嘴14的端部与定位在紧急制动压力室26中的阻挡件30之间，使得阻挡件30与喷嘴14的端部接触，阀座a将被关闭以密封通道16。第二阀座b由喷嘴14的外表面与通路24的内部之间的间隙32形成。

qslv弹簧34定位在弹簧引导件36中并且配置成向下偏压qslv膜片18和喷嘴14，以便当制动缸压力室20中的压力小于标称量(诸如10psi)时，止回阀12在阀座a处关闭并且在阀座b处打开。相比之下，紧急制动压力室26中的阻挡件30被弹簧38纵向向上偏压，以保持与喷嘴14的端部接合，直到喷嘴14从紧急制动压力室26中撤回，并且阻挡件30被向上偏压以与围绕通路24的下端的圈座40接合，从而关闭阀座b。随着喷嘴14继续撤回到制动缸压力室20中，并且因此远离圈座40和固定阻挡件30，阀座a打开以允许制动缸压力室20与bcm基准压力室28之间经由喷嘴14中的通道16连通。

在制动应用中，在预先紧急制动之后，如在常规制动系统中那样，紧急制动压力室26将被制动管压力加压。然而，在阀10中，紧急制动压力室26中的制动管压力将流过打开的阀座b，从而对qslv膜片18的下侧上的制动缸压力室20加压，并且从而对与制动缸压力室20开放连通的制动缸加压。当qslv膜片18下方的制动缸压力室20达到预定量(诸如约10psi)时，膜片18和喷嘴14向上移动。然后，阻挡件30将被弹簧38向上偏压，并且在喷嘴14继续向上移动时阻挡件将紧靠着圈座40，从而切断紧急制动压力室26中的制动管压力与制动缸压力室20(以及因此制动缸)之间的连通。随着制动缸压力进一步增加，膜片18和喷嘴14将继续向上移动，使得喷嘴14进入制动缸压力室28，而阀座b保持关闭，并且阻挡件30被圈座40阻挡在关闭位置中，从而在阀座a打开的同时，允许喷嘴14脱离阻挡件30并移动到制动缸压力室20中。当阀座a打开时，制动缸压力室20中的制动缸压力然后可以流过喷嘴14到达qslv膜片18的顶侧。当作用在膜片18的上部区域上的bcm基准压力室28中的压力加上由qslv弹簧34提供的力之和等于或大于作用在膜片18的下侧上的制动缸压力室20中的压力时，阀座a关闭。因此，bcm基准压力28几乎精确地为零损耗bcm功能所需的量。

在制动施加位置，qslv膜片18进入搭接状态，其中阀座a和阀座b均关闭。如果存在导致制动缸中压力损失的泄漏，则qslv膜片18的下侧上的制动缸压力室20中的压力将减小，并且膜片18将向下移动喷嘴14，从而推动阻挡件30抵抗弹簧38的偏压并且打开阀座b。因此，制动管压力可以经由制动缸压力室20从紧急制动压力室26流过打开的阀座b到达制动缸，直到恢复qslv膜片18两侧的压力平衡。

可以构造另外的实施方式，诸如下面讨论的第二、第三、第四和第五实施方式，以向bcm基准压力增加预定量的迟滞或压力偏移，从而提供附加的阀稳定性。例如，在组合式紧急制动止回阀和制动缸保持阀50的第二实施方式中，常闭止回阀52被集成到阀盖56下方的qslv膜片54中。止回阀52包括第一阀杆58，该第一阀杆穿过定位在qslv膜片54的开口62中的阀引导件60。定位在qslv膜片54的下侧的阀头64在阀头64的边缘与qslv膜片54的下侧之间限定第一阀座a。阀座a允许定位在qslv膜片54下方的制动缸压力室66与定位在qslv膜片52上方的bcm基准压力室68之间经由阀引导件60与阀杆58之间的间隙70选择性连通。qslv膜片52被定位在弹簧引导件74中的qslv弹簧72向下偏压，使得阀座a通常是关闭的。第一阀杆58也被弹簧76偏压，该弹簧与定位在阀杆58的上端的保持环78接合，以使阀头64保持与qslv膜片52接合。然而，如下所述，如果第一阀杆58向上移动距离d与阀盖56接触，则阀头64将与qslv膜片52隔开。

如在图2中进一步所见，第一阀杆58与第二阀杆80配合，该第二阀杆定位在制动缸压力室60中并且包括延伸穿过通路84进入紧急制动压力室86的杆柱82。杆柱82可移动到与阻挡件88接合以限定第二阀座b。阻挡件88被弹簧90向上偏压抵靠杆柱82，并且可以在接合圈座92和关闭通路84之前移动距离c。杆柱92没有完全占据通路84，从而当阻挡件88尚未关闭通路84时，允许紧急制动压力室86与制动缸压力室66之间的连通。因此，当杆柱92已经抵抗弹簧90的偏压打开阀座b时，第二阀座b允许选择性地打开紧急制动压力室86与制动缸压力室66之间的连通，并且当杆柱92由于第二阀杆80的运动而撤回以允许阻挡件88被弹簧90偏压至关闭位置时，第二阀座允许关闭连通。

当进行制动应用时，制动管压力最初从紧急制动压力室86流过打开的阀座b到达qslv膜片54的下侧和制动缸压力室66(以及因此制动缸)。当制动缸压力室66中的制动缸压力达到阈值(例如标称10psi)时，qslv膜片54向上移动距离c，直到阀座b关闭，从而切断制动管与制动缸之间的连通。当制动缸压力进一步增加时，qslv膜片54将抵抗qslv弹簧72继续轴向向上移动，关闭间隙d，直到阀杆58移动到与阀盖56接触。当阀杆58被阀盖56保持静止时，制动缸压力室66中的任何进一步的压力增加都将使qslv膜片54抵抗弹簧72的偏压继续向上移动，从而打开阀座a。当阀座a打开时，制动缸空气可以流过阀52的阀杆58与止回阀衬套94之间的圆柱形间隙。当作用在qslv膜片54的上部区域上的bcm基准压力室68中的bcm基准压力加上qslv弹簧72的力之和等于或大于作用在膜片54的下侧上的制动缸压力室66中的制动缸压力时，止回阀座a关闭。在该布置中，基准压力等于制动缸压力减去qslv设定值(例如，标称10psi)减去止回阀打开量乘以qslv弹簧系数k。这导致可定义的压力偏移等于：

压力偏移＝[(高度d-高度c)*k]/(膜片的润湿面积)

参考图3，组合式紧急制动止回阀和制动缸保持阀100的另一实施方式具有许多与阀50相同的部件，但代替止回阀52，阀100包括由止回阀102限定的止回阀座a，该止回阀具有渐缩的圆柱形止回阀杆104，该止回阀杆穿过qslv膜片108中的止回阀杆引导件106以在其间限定圆柱形间隙。当止回阀102向上移动时，圆柱形间隙选择性地打开和关闭，使得o形环与圆柱形间隙密封接合。当止回阀座a打开时，制动缸空气从制动缸压力室112流过位于止回阀杆104与止回阀杆引导件106之间的圆柱形间隙并流入定位在qslv膜片108的顶部上的bcm基准压力室114中。当基准压力足以恢复如上详述的力平衡时，止回阀102关闭。第二阀座b如上面关于系统50所讨论的那样操作。

参考图4，组合式紧急制动止回阀和制动缸保持阀120的另一实施方式包括止回阀组件122，该止回阀组件容纳在衬套126的制动缸压力室124中并抵靠弹性qslv膜片128被密封，该弹性qslv膜片在制动缸压力室124之上定位在阀盖130中以限定第一阀座a。qslv膜片128被定位在阀盖130内的弹簧引导件134中的qslv弹簧132向下偏压。止回阀122通过止回阀弹簧136保持与qslv膜片128密封接合，该止回阀弹簧也定位在衬套126的制动缸压力室124中。止回阀122可向上移动通过距离d作为qslv膜片128，直到止回阀杆122的肩部138接合定位在衬套126的孔中的保持环140。当止回阀杆122接合定位在衬套126的孔中的保持环140时，阀杆122和膜片128分开，从而打开阀座a。当阀座a打开时，穿过膜片128形成的过道142允许定位在膜片128下方的制动缸压力室124与定位在膜片128上方的bcm基准压力室144之间的连通。阀座a优选地由在止回阀122的上端形成的成型圆柱形阀座表面146形成，以牢固地密封抵靠弹性qslv膜片128。

止回阀122的相对端包括延伸穿过衬套126的孔中的内部通路150和圈座152的杆柱148。杆柱148进一步延伸到衬套126的孔的下部中的紧急制动压力室154中。如先前实施方式中那样，杆柱148提供与通路150的间隙156并且延伸到紧急制动压力室154中以接合阻挡件158，该阻挡件如在先前实施方式中那样被向上偏压以限定第二阀座b。阻挡件158可以在紧靠着圈座152之前向上移动距离c，并且因此关闭通路150的间隙156。因此，当杆柱148已经打开阀座b时，阀座b允许紧急制动压力室154与制动缸压力室124之间的连通，并且当杆柱148撤回且阻挡件158紧靠着圈座152时，阀座b关闭室124和148之间的连通。

随着系统120中的制动缸压力增加，qslv膜片128通过制动压力室124中的空气压力而被偏压抵抗qslv弹簧132。当qslv膜片128被向上压缩时，止回阀122将移动通过距离d，直到肩部138接合保持环140。任何额外的制动缸压力增加都将进一步压缩qslv膜片128抵抗qslv弹簧132，从而打开阀座a，因为阀122不再能够移动并且将与膜片128隔开，从而在阀座a处打开过道142。当止回阀座a打开时，制动缸空气可以从制动压力室124流过打开的阀座a，然后流过在膜片128中形成的过道142，到达位于qslv膜片128上方的bcm基准压力室144。当基准压力足以恢复上述第二实施方式中详述的力平衡时，止回阀122关闭。阀座b如前面关于先前实施方式所述的那样操作。

在本发明的又一实施方式中，组合式紧急制动止回阀和制动缸保持阀160包括止回阀组件162，该止回阀组件定位在qslv帽166的上部1中并且具有由阻挡件168形成的第一阀座a，该阻挡件由止回阀弹簧170向下偏压，用于与圈座172选择性接合。圈座172包围穿过qslv帽166中的肩部176形成的环形过道174。过道174允许与帽166的上部164相关联的制动缸压力室178和与帽166的下部182相关联的bcm基准压力室之间的连通。弹簧170被偏压，使得阀座a通常处于关闭位置。

帽166的下部186中的bcm基准压力室180包含定位在弹簧引导件186中的qslv弹簧184，该弹簧引导件接合定位在bcm基准压力室180的下侧中的qslv膜片188。与膜片188相关联的阀杆190向上延伸穿过bcm基准压力室180并进入通路174，使得膜片188抵抗弹簧184的偏压的向上运动将导致杆柱190移动通过距离d，以接合阻挡件168并打开阀座a。距离d限定bcm压力偏移的量，并由止回阀杆190的长度和止回阀162的距离控制。

衬套192定位在膜片188下方并且包括限定制动缸室194的上部，该上部通过狭窄的通路198与限定紧急制动压力室196的下部隔开。具有下杆柱202的阀杆200定位在制动缸室194中，使得其在其上端处接合膜片188，并且杆柱202延伸穿过通路198进入紧急制动压力室196。紧急制动压力室196包括阻挡件204，该阻挡件可移动通过距离c以关闭第二阀座b以及因此关闭通路198，使得制动缸压力室194与紧急制动压力室196之间的连通也如先前实施方式中所讨论的那样关闭。

随着制动缸压力增加，qslv弹簧184压缩，直到距离d为零。制动缸压力的额外增加将进一步压缩qslv膜片188和弹簧184，从而在阀座a处打开止回阀162。当止回阀座a打开时，制动缸空气流过打开的阀座a进入qslv膜片188的顶部上的bcm基准压力室180。当基准压力足以恢复力平衡时(如上述其他实施方式中所述)，止回阀162关闭。