空气制动系统和车辆的制作方法

1.本技术涉及车辆制动系统技术领域，尤其涉及一种空气制动系统和车辆。


背景技术：

2.空气制动系统是以压缩气体作为制动原动力，通过压缩气体来控制车辆的制动过程。
3.空气制动系统包括空压机和总风缸，空压机通过管路与总风缸连通，空压机产生的压缩气体通过管路进入总风缸并存储在总风缸中，通过总风缸中的压缩气体来控制车辆的制动过程。空气制动系统中的空压机通常通过车辆的动力系统驱动，车辆的动力系统在车辆的运行过程中一直处于运行状态，空压机会一直向总风缸中充气，使得总风缸中压缩气体的压力超过设定值。因此需要在总风缸上设置安全阀，当总风缸的压力超过设定值时，安全阀打开，释放总风缸中的压缩气体，以减小总风缸中压缩气体的压力，当总风缸中压缩气体的压力小于设定值时，安全阀关闭。
4.空气制动系统中的安全阀容易发生故障，空气制动系统难于正常运行。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种空气制动系统和车辆，可以减小安全阀出现故障的概率，使得空气制动系统可以正常运行。
6.本技术提供一种空气制动系统，包括空压机、总风缸、连通管路、过压保护装置和安全阀，空压机通过连通管路与总风缸连通，过压保护装置设置在连通管路上，安全阀设置在总风缸上；
7.过压保护装置用于在连通管路中的压缩气体的压力大于或等于第一预设值时打开，以使空压机通过连通管路与外界连通；
8.安全阀用于在总风缸中的压缩气体的压力大于或等于第二预设值时，使总风缸与外界连通；
9.其中，第一预设值小于第二预设值。
10.在一种可能的实施方式中，本技术提供的空气制动系统，过压保护装置包括压力开关和电磁阀，压力开关用于检测连通管中压缩气体的压力，电磁阀用于使连通管路与外界连通；
11.压力开关在连通管路中的压缩气体的压力大于或等于第一预设值时，使电磁阀处于打开状态，以使连通管路与外界连通。
12.在一种可能的实施方式中，本技术提供的空气制动系统，电磁阀包括电磁阀壳体和电磁阀阀芯，电磁阀壳体内具有第一容纳腔，电磁阀阀芯位于第一容纳腔内，电磁阀壳体上具有第一接口和第二接口，第一容纳腔通过第一接口与连通管路连通，第一容纳腔通过第二接口与外界连通；
13.压力开关用于驱动电磁阀阀芯在第一容纳腔内移动，以使第一接口与第二接口连
通。
14.在一种可能的实施方式中，本技术提供的空气制动系统，压力开关包括压力开关壳体、驱动件、触点开关和线圈，压力开关壳体内具有第二容纳腔和第三接口，第二容纳腔通过第三接口与连通管路连通，驱动件和触点开关位于均位于第二容纳腔内，驱动件位于第三接口与触点开关之间；
15.驱动件用于在连通管路中的压缩气体的压力大于或等于第一预设值时，朝向触点开关移动，以使触点开关闭合，并且使线圈得电，线圈用于驱动电磁阀阀芯在第一容纳腔内移动，以使第一接口与第二接口连通。
16.在一种可能的实施方式中，本技术提供的空气制动系统，压力开关还包括电源，电源用于在触点开关闭合时给线圈供电。
17.在一种可能的实施方式中，本技术提供的空气制动系统，过压保护装置还包括消音器，消音器设置在第二接口处。
18.在一种可能的实施方式中，本技术提供的空气制动系统，空气制动系统还包括单向阀，单向阀设置在连通管路上，单向阀位于总风缸与过压保护装置之间，单向阀用于使空压机中的气体朝向总风缸流动。
19.在一种可能的实施方式中，本技术提供的空气制动系统，总风缸上还设置有排风管路，排风管路设置在总风缸的侧壁上，安全阀设置在排风管路上。
20.在一种可能的实施方式中，本技术提供的空气制动系统，总风缸上还设置有出风管路，出风管路设置在总风缸的侧壁上。
21.本技术还提供一种车辆，包括动力系统和上述空气制动系统，动力系统与空压机连接，以带动空压机运行。
22.本技术提供一种空气制动系统和车辆，空气制动系统通过设置空压机、总风缸、连通管路、过压保护装置和安全阀；过压保护装置用于在连通管路中的压缩气体压力大于或等于第一预设值时打开，以使空压机通过连通管路与外界连通，空压机不再向总风缸中注入压缩气体；安全阀用于在总风缸中的压缩气体压力大于或等于第二预设值时，使总风缸与外界连通，以减小总风缸中压缩气体的压力。由于，第一预设值小于第二预设值，因此，在总风缸中压缩气体的压力没有达到第二预设值时，过压保护装置就打开，使得空压机通过连通管路与外界连通，空压不再向总风缸中注入压缩气体。由此，可以避免总风缸中压缩气体的压力超过第二预设值，避免安全阀频繁在打开状态和关闭状态之间进行切换，以减小安全阀出现故障的概率，使得空气制动系统可以正常运行。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本技术实施例提供的空气制动系统的结构示意图；
25.图2为本技术实施例提供的空气制动系统的使用状态图一；
26.图3为本技术实施例提供的空气制动系统的使用状态图二；
27.图4为本技术实施例提供的空气制动系统的工作过程原理框图。
28.附图标记说明：
29.10-动力系统；
30.100-空压机；
31.200-总风缸；210-排风管路；220-出风管路；230-排水管路；240-排水阀；
32.300-连通管路；
33.400-过压保护装置；
34.410-压力开关；411-压力开关壳体；4111-第二容纳腔；4112-第三接口；4113-限位台；412-驱动件；4121-顶杆；4121a-台阶部；4122-第二弹性件；413-触点开关；414-线圈；415-电源；
35.420-电磁阀；421-电磁阀壳体；4211-第一容纳腔；4212-第一接口；4213-第二接口；422-电磁阀阀芯；423-第一弹性件；
36.430-消音器；
37.500-安全阀；
38.600-执行机构；
39.700-单向阀。
具体实施方式
40.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
43.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
44.此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。
45.车辆的制动可以通过空气制动系统来实现，空气制动系统是以压缩气体作为制动
原动力，通过压缩气体来控制车辆的制动过程。
46.空气制动系统包括空压机和总风缸，空压机通过管路与总风缸连通，空压机产生的压缩气体通过管路进入总风缸并存储在总风缸中，通过总风缸中的压缩气体来控制车辆的制动过程。
47.空气制动系统中的空压机通常通过车辆的动力系统驱动。车辆的动力系统可以为内燃机，内燃机驱动车辆的液力变速箱，再通过液力变速箱驱动车辆的车轴产生牵引力，以实现车辆的驱动。车辆的动力系统还可以为电机，电机将电能转化为机械能，通过传动装置产生牵引力，以实现车辆的驱动。
48.在车辆的行进过程中，车辆的动力系统在车辆的运行过程中一直处于运行状态，空压机也会一直处于工作状态，空压机会不断向总风缸中充气，使得总风缸中压缩气体的压力超过设定值。
49.通常在总风缸上设置有安全阀，当总风缸的压力超过设定值时，安全阀打开，释放总风缸中的压缩气体，以减小总风缸中压缩气体的压力，当总风缸中压缩气体的压力小于设定值时，安全阀关闭。
50.空气制动系统中的安全阀在打开状态和关闭状态之间频繁进行切换，使得安全阀容易发生故障而不能在打开状态和关闭状态之间进行切换，比如，安全阀一直处于打开状态，使得总风缸中的压缩气体的压力不能满足车辆的制动需求；或者安全阀一直处于关闭状态，使得总风缸中压缩气体的压力超压，有可能会损坏总风缸。
51.基于此，本技术提供了一种空气制动系统和车辆，可以减小安全阀出现故障的概率，使得空气制动系统可以正常运行。
52.图1为本技术实施例提供的空气制动系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的空气制动系统的使用状态图一；图3为本技术实施例提供的空气制动系统的使用状态图二；图4为本技术实施例提供的空气制动系统的工作过程原理框图。
53.参见图1至图4所示，本技术提供的空气制动系统，包括空压机100、总风缸200、连通管路300、过压保护装置400和安全阀500，空压机100通过连通管路300与总风缸200连通，过压保护装置400设置在连通管路300上，安全阀500设置在总风缸200上；过压保护装置400用于在连通管路300中的压缩气体压力大于或等于第一预设值时打开，以使空压机100通过连通管路300与外界连通；安全阀500用于在总风缸200中的压缩气体压力大于或等于第二预设值时，使总风缸200与外界连通；其中，第一预设值小于第二预设值。
54.空压机100是用以对气体进行压缩的设备，空压机100将车辆的动力系统的机械能转换成气体压力能，从而为车辆制动过程提供压缩气体。
55.空气制动系统还包括执行机构600，总风缸200与执行机构600连接，总风缸200用于存储空压机100产生的压缩气体，并且为执行机构600的制动过程提供压缩气体。总风缸200中压缩气体的压力需保持设定值，以满足车辆制动的需求。空压机100产生的压缩气体通过连通管路300不断地注入到总风缸200中，使得总风缸200中压缩气体的压力会超过设定值。总风缸200上还设置安全阀500，当总风缸200中压缩气体的压力超过设定值时，安全阀500打开，通过向外界排放压缩气体来减小总风缸200承受的压力，以减小超压对总风缸200造成的损害。在本实施例中，总风缸200中压缩气体的压力设定值称为第二预设值，第二预设值通常为0.78-0.80mpa。
56.在本实施例中，为了避免安全阀500频繁地打开和关闭，在连通管路300上设置过压保护装置400，用于防止总风缸200中的压缩气体的压力超过第二预设值，并且可以避免安全阀500频繁在打开状态和关闭状态之间进行切换。
57.具体的，由于连通管路300与总风缸200连通，因此连通管路300中压缩气体的压力与总风缸200中压缩气体的压力相同。当连通管路300中的压缩气体压力大于或者等于第一预设值时，过压保护装置400打开，使得空压机100通过连通管路300与外界连通，由此，空压机100产生的压缩气体不再注入到总风缸200中，总风缸200中的压缩气体的压力不再增大。当连通管路300中的压缩气体压力小于第一预设值时，过压保护装置400关闭，使得空压机100通过连通管路300与总风缸200连通，从而继续向总风缸200中注入压缩气体。
58.第一预设值通常为0.75-0.78mpa，第一预设值小于第二预设值，由此，在总风缸200中压缩气体的压力没有达到第二预设值时，过压保护装置400就打开，使得空压机100通过连通管路300与外界连通，空压机100不再向总风缸200中注入压缩气体。由此，可以避免总风缸200中压缩气体的压力超过第二预设值，避免安全阀500频繁在打开状态和关闭状态之间进行切换，以减小安全阀500出现故障的概率，使得空气制动系统可以正常运行。
59.本技术提供的空气制动系统，通过设置空压机100、总风缸200、连通管路300、过压保护装置400和安全阀500；过压保护装置400用于在连通管路300中的压缩气体压力大于或等于第一预设值时打开，以使空压机100通过连通管路300与外界连通，空压机100不再向总风缸200中注入压缩气体；安全阀500用于在总风缸200中的压缩气体压力大于或等于第二预设值时，使总风缸200与外界连通，以减小总风缸200中压缩气体的压力。由于，第一预设值小于第二预设值，因此，在总风缸200中压缩气体的压力没有达到第二预设值时，过压保护装置400就打开，使得空压机100通过连通管路300与外界连通，空压机100不再向总风缸200中注入压缩气体。由此，可以避免总风缸200中压缩气体的压力超过第二预设值，避免安全阀500频繁在打开状态和关闭状态之间进行切换，以减小安全阀500出现故障的概率，使得空气制动系统可以正常运行。
60.下面对过压保护装置400的具体作用过程进行说明。
61.请继续参见图1至图3所示，过压保护装置400包括压力开关410和电磁阀420，压力开关410用于检测连通管路300中压缩气体的压力，电磁阀420用于使连通管路300与外界连通；压力开关410在连通管路300中的压缩气体压力大于或等于第一预设值时，使电磁阀420处于打开状态，以使连通管路300与外界连通。
62.压力开关410与电磁阀420电连接，当压力开关410检测到连通管路300中的压缩气体压力大于或等于第一预设值时，控制电磁阀420打开，从而使得连通管路300与外界连通；当压力传感器检测到连通管路300中的压缩气体压力小于第一预设值时，控制电磁阀420关闭，由此连通管路300与外界断开连通，而空压机100通过连通管路300向总风缸200中注入压缩气体。
63.请继续参见图1至图3所示，电磁阀420包括电磁阀壳体421和电磁阀阀芯422，电磁阀壳体421内具有第一容纳腔4211，电磁阀阀芯422位于第一容纳腔4211内，电磁阀壳体421上具有第一接口4212和第二接口4213，第一容纳腔4211通过第一接口4212与连通管路300连通，第一容纳腔4211通过第二接口4213与外界连通；压力开关410用于驱动电磁阀阀芯422在第一容纳腔4211内移动，以使第一接口4212与第二接口4213连通。
64.电磁阀420还包括第一弹性件423，第一弹性件423的一端与电磁阀阀芯422连接，第一弹性件423的另一端与电磁阀壳体421的侧壁连接。
65.电磁阀420可以为二位二通电磁阀，电磁阀420的第一接口4212与连通管路300连通，电磁阀420的第二接口4213与外界连通。请继续参见图2所示，当压力开关410检测到连通管路300中压缩气体的压力小于第一预设值时，压力开关410不动作，电磁阀阀芯422在第一弹性件423的作用下，封堵在第一接口4212上，第一接口4212与第二接口4213断开连通，电磁阀420处于关闭状态，连通管路300中的压缩气体注入到总风缸200中。
66.请继续参见图3所示，当压力开关410检测到连通管路300中压缩气体的压力大于或者等于第一预设值时，电磁阀阀芯422在压力开关410的作用下，克服第一弹性件423的作用力，在第一容纳腔4211内移动，以从第一接口4212上移除，第一接口4212与第二接口4213连通，电磁阀420处于打开状态，连通管路300中的压缩气体依次经由第一接口4212、第一容纳腔4211和第二接口4213排放到外界，使得空压机100不再连通管路300向总风缸200中注入压缩气体。
67.压力开关410可以为压力传感器，压力开关410还可以为压力继电器，压力继电器的成本较低，通过压力继电器控制电磁阀420的打开和关闭，可以降低过压保护装置400的成本。
68.在图1至图3所示的实施例中，以压力继电器为例，来说明压力开关410控制电磁阀420打开和关闭的过程。
69.请继续参见图1至图3所示，压力开关410包括压力开关壳体411、驱动件412、触点开关413和线圈414，压力开关壳体411内具有第二容纳腔4111和第三接口4112，第二容纳腔4111通过第三接口4112与连通管路300连通，驱动件412和触点开关413位于均位于第二容纳腔4111内，驱动件412位于第三接口4112与触点开关413之间，驱动件412用于在连通管路300中的压缩气体压力大于或等于第一预设值时，朝向触点开关413移动，以使触点开关413闭合，并且使线圈414得电，线圈414用于驱动电磁阀阀芯422在第一容纳腔4211内移动，以使第一接口4212与第二接口4213连通。
70.压力开关410还包括电源415，电源415用于在触点开关413闭合时给线圈414供电。
71.压力开关壳体411用于支撑和容纳压力开关410中的其他部件。具体的，压力开关壳体411上具有第三接口4112，第三接口4112朝向连通管路300并与连通管路300连接。压力开关壳体411内还具有第二容纳腔4111，第二容纳腔4111通过第三接口4112与连通管路300连通。
72.驱动件412位于第二容纳腔4111内，驱动件412包括顶杆4121和套设在顶杆上的第二弹性件4122。壳体411的内壁上还设置有限位台4113，第二弹性件4122沿其弹力方向一端与限位台4113抵接，另一端与顶杆4121上的台阶部4121a抵接。第二弹性件4122的弹力根据连通管路300中的第一预设值设定。
73.请继续参见图2所示，当连通管路300中的压缩气体的压力小于第一预设值时，顶杆4121上的台阶部4121a封堵在第三接口4112上，驱动件412未与触点开关413接触。
74.请继续参见图3所示，当连通管路300中的压缩气体的压力大于或者等于第一预设值时，顶杆4121在压缩气体压力的作用下，克服第二弹性件4122的弹力，朝向触点开关413移动，使得触点开关413闭合，从而使得线圈414得电，进而通过线圈414吸引电磁阀阀芯422
在第一容纳腔4211内移动，以使第一接口4212和第二接口4213通过第一容纳腔4211连通。连通管路300中的压缩气体通过电磁阀420排出的具体过程在上述实施例中已经进行了详细描述，此处不再一一赘述。
75.电源415可以为24v直流电源，以在触点开关413闭合时给线圈414供电。
76.请继续参见图1至图3所示，过压保护装置400还包括消音器430，消音器430设置在第二接口4213处。
77.消音器430用于在连通管路300中的压缩气体通过电磁阀420排出时，降低排风时噪声。
78.在一些实施例中，空气制动系统还包括单向阀700，单向阀700设置在连通管路300上，单向阀700位于总风缸200与过压保护装置400之间，单向阀700用于使空压机100中的气体朝向总风缸200流动。
79.请继续参见图1至图3所示，通过在连通管路300上设置单向阀700，可以使得压缩气体仅可以从空压机100流向总风缸200，确保总风缸200中压缩气体压力的稳定。
80.请继续参见图1至图3所示，总风缸200上还设置有排风管路210，排风管路210设置在总风缸200的侧壁上，安全阀500设置在排风管路上。
81.当总风缸200中压缩气体的压力超过第二预设值，安全阀500打开，总风缸200中的压缩气体通过排风管路210排出总风缸200外。
82.请继续参见图1至图3所示，总风缸200上还设置有出风管路220，出风管路220设置在总风缸200的侧壁上。
83.总风缸200的压缩气体经由出风管路220流入到空气制动系统的执行机构600中，以对车辆进行制动。
84.此外，总风缸200的侧壁上还设置有排水管路230，压缩气体中会存在水分，水分会对总风缸200的内壁产生腐蚀。因此，需要在总风缸的侧壁上设置排水管路230，排水管路230上设置有排水阀240。操作人员定期打开排水阀240，以使总风缸200中的水分通过排水管路230排出。
85.本技术还提供一种车辆，包括动力系统10和上述实施例提供的空气制动系统，动力系统10与100空压机连接，以带动空压机100运行。
86.其中，空气制动系统的具体结构和作用方式已在上述实施例中进行了详细说明，此处不再一一赘述。
87.车辆可以为汽车、内燃机车或者电力机车。车辆包括动力系统10，动力系统10为车辆的运行提供牵引力，动力系统10还与控制制动系统中的空压机100连接，空压机100将动力系统的机械能转化为压缩气体的压力能。
88.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。