专利名称：挂车电磁气动制动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于显著提高拖挂列车行车制动性能和驻车制动性能的装置。属汽车工业领域。
现有的拖挂列车制动系统，由于结构上的原因，有以下几个缺陷①全制动时，虽然挂车也能制动，但有一个滞后时间(标准规定此滞后时间不得大于0.2s，但实际上一般均超过这个指标)。这个滞后时间就使挂车在行车时不断地撞击主车。这不仅加速了车辆的损坏，增加了噪声，更重要的是它严重影响了整车制动性能，尤其是在避让或转弯时，若车辆全制动，则这个冲撞力常常酿成交通事故。
②主车点制动时(这在行驰中是频度最高的)，挂车根本就不制动，猛烈撞击主车。由于频度高，危害更甚于全制动时的情况。
③整车上下坡时，一旦主车制动失灵，整车就无法控制。即使不是主车制动失灵，而是需要在坡道停车，也只能利用手闸使主车制动来停住整车，然后人从车上下来，扳开挂车底盘上的驻车制动装置或脱开主、挂车的气路接头才能使挂车获得驻车制动。很多在山区行驰的拖挂列车，造成车翻人亡的重大交通事故的原因就在于此。
对于这些存在的问题，国外由于拖挂列车很少，重视不够，所以没有得到很好的解决；国内则虽有过一些设想，但无实际解决的先例。
本实用新型的目的，就是提供一种全新的挂车制动控制装置，它仅在对现有的挂车制动装置略加改造，就不仅可使挂车的制动几乎完全和主车同步，而且使司机行车时无论是全制动还是点制动，都能使挂车获得有效的制动力，因此也就显著地缩短了整车的制动距离，提高了制动性能，减少了车辆的磨损，延长了使用寿命，降低了行车噪声。当然，更重要的还是使挂车获得了一种可以让司机在驾驶室内控制的挂车停车驻车制动功能，这不仅便于在坡道上停车，而且在主车制动一旦失灵时，也可借助挂车的驻车制动来使拖挂列车化险为夷，保证行车安全。
本实用新型装置的上述目的是这样实现的它将原来的 主车贮气筒→主车制动阀→挂车制动阀→分配阀→车轮制动器 这种气路控制系统改为
挂车制动阀→分配阀→…的控制系统，同时将电磁气动阀的电控线路与主车制动灯、手制动灯电路并联。
以下结合附图
对本实用新型装置作进一步的描述。
图(1)是传统拖挂列车制动装置系统图。
图(2)是传统拖挂列车制动装置工作原理图。
图(3)是挂车电磁气动制动装置系统图。
图(4)是挂车电磁气动制动装置制动工作原理图。
图(5)是挂车电磁气动制动装置缓解工作原理图。
图(6)是带双腔双路活塞式挂车制动阀的系统图。
图(7)是带双腔双路活塞式挂车制动阀的制动工作原理图。
图(8)是带双腔双路活塞式挂车制动阀的缓解工作原理图。
图(9)是双腔双路膜片式挂车制动阀。
上述9幅图中的元器件编号是1－予聚力调压弹簧；2，2’－活塞；3－挂车制动阀排气芯管；4－挂车充气阀；5－弹簧；6－挂车制动阀排气口；7－主车制动阀进气阀门；8－弹簧；9－主车制动阀排气芯管；10－弹簧；11－制动灯开关；12－制动灯；13－主制动管路；14，15－主挂车充气管路；16－电磁阀；17－进气阀门；18－排气阀门；19－进气口；20－工作口；21－电磁控制气路；22，22’－双腔双路活塞；23－单端开关；24－手制动开关；25－主车制动阀排气口；26－电磁阀排气口；27，28－三通阀进气口；29－三通阀出气口；30－三通阀活塞。
由图(1)可见，它由空压机Ⅰ，贮气筒Ⅱ，主车制动阀Ⅲ，挂车制动阀Ⅳ，制动灯开关Ⅴ这样几个部分组成。其制动工作原理见图(2)。当司机蹬下主车制动踏板时，主车制动阀的排气芯管9下行，克服弹簧8和10的张力，顶开进气阀门7，使贮气筒内的压缩空气经阀门7和A腔进入主车制动管路13，一路去主车车轮制动器使主车制动，另一路在接通制动灯开关11使制动灯12点亮的同时进入挂车制动阀的C腔，推动活塞2克服弹簧1的予聚力下行。这样一方面是使挂车充气阀4在弹簧5的作用下切断了充气管路14和15的联通，另一方面又使挂车充气管路15中的压缩空气经排气芯管3和E腔通过排气口6泄入大气而减压，致使挂车车轮制动。由这个工作原理我们不难看出，即使是司机猛蹬踏板，气路的运行，尤其是C腔的工作压力要达到弹簧1的予聚力(～490kPa)还是需要一个时间的，这就是挂车制动滞后的原因。而当点制动时，由于司机仅仅是点了一下制动踏板，经进气阀门7进入主制动管路13的压缩空气很少，主制动管路内的压力仅约59kPa左右，这个气压虽已可以使主车制动器响应，对主车车轮“点”刹了一下，但它远低于弹簧1的予聚力(～490kPa)，所以活塞2不会下行，挂车对司机的这个“点”命令根本不会响应，于是挂车保持原来的车速猛烈冲撞业以减速的主车，使主车的点制动性能也大为下降。至于挂车的驻车制动性能，从图(2)中可以看出，只有完全脱开挂车充气管路15才可以获得，在目前拖挂上是采取摘下接头或扳开挂车底盘上的三通阀来实现的，这就意味着必须先使整车停下，人从车上下来才行。对于仅有一个司机的运输车辆这种型式的驻车制动的不方便和孕含的危险性就不言而喻了！图(3)则是本实用新型装置的系统图。与图(1)相比，本装置的特征是①增加了电磁气动阀Ⅵ，其电气控制电路既与制动灯电路并联又通过单端开关Ⅷ和手制动灯电路并联；②主车制动阀气路和电磁气动阀气路经过一个三通阀Ⅸ优选后再与挂车制动阀相连。图(4)是本实用新型装置在制动状态时的工作原理图。当司机踩下制动踏板时，排气芯管9下行，顶开进气阀门7，使来自贮气筒的压缩空气由此经A腔进入主制动管路13，然后分二路，一路去驱动主车制动执行机构，而另一路经三通阀Ⅸ的进气口27和出气口29进入挂车制动阀的C腔去控制挂车制动。上述情况和传统的制动装置完全一样，这意味着原有的制动功能完全保留。本实用新型独特构思之处在于当进入主制动管路的气压顶开制动灯开关11，接通制动灯12的同时，使电磁阀16得电动作，开启工作阀门17，关闭排气阀门18，使贮气筒内气压高达588－－－－784kPa的压缩空气经进气口19和工作口20，电磁控制气路21迅速进入三通阀的进气口28，由于其压力比主制动管路13来的压力大得多，所以三通阀柱塞30下移堵住口27，高压气经出气口29进入挂车制动阀的C腔，在活塞2上产生了很大的压力，使传力活塞迅速下行，切断了充气管路14和15的联通并使15内的压缩空气通过挂车制动阀排气芯管3和排气口6排入大气而迅速减压，挂车制动。
从上述的本实用新型装置的工作原理中不难看出，不管是全制动还是点制动，只要制动灯开关11一接通(制动灯开关对气压的作用反应极为灵敏，只要10kPa以上就可以，而点制动时主制动管路的气压为50－－60kPa左右)，高达588－－784kPa的压缩空气就立即进入挂车制动阀的C腔，使传力活塞下行，挂车制动。所以响应速度极快，几乎是和主车同步制动。这样就不仅大大缩短了挂车的滞后时间，而且使挂车获得了点制动的功能。
从图(4)我们还不难理解本实用新型装置使挂车获得停车驻车制动功能的原理。当停车驻车或主车制动系统失灵时，由于此时主车制动管路13内气压失压，主车不能制动。对传统的制动系统来说挂车自然也无法制动。此时唯一的办法就是手拉制动器，但拉手制动只能使主车制动，挂车显然就变成一种危险的抗制动力。一旦手制动力矩不够，那就束手无措了。本实用新型则在这种情况发生时，只要拉手制动器使手制动灯开关24闭合并闭合单端开关23，由于电磁阀16得电动作，使主车贮气筒内的压缩空气经三通阀的口28和口29迅速进入挂车制动阀的C腔，挂车迅速处于全制动状态，抗制动力变成了制动力，使司机有足够的时间下车处理应该处理的问题，从而保证了行车和驻车的安全。本实用新型是否会影响主、挂车的制动缓解性能呢？从图(5)可以得到回答。当司机松开踏板后，主制动管路13内的压缩空气经主车制动阀A腔和排气芯管9从主车制动阀排气口25排向大气，主车迅速缓解；同时，主制动管路的减压使制动灯开关11断开，电磁阀16失电释放，气门17关闭，18打开，挂车制动阀中C腔内的压缩空气经三通阀的口29和口28，经电磁控制气路21，电磁气动阀的口20和排气口26排向大气，于是传力活塞在弹簧1的作用下上行复位，充气管路14和15接通，排气芯管3堵塞，主车贮气筒迅速向管路15充气使其气压增高，挂车的制动状态也得到缓解。在驻车制动时，则只要松开手制动器使手制动开关24断开，挂车的制动就得到缓解了。
由于三通阀开通的优先权是压力的大小和到达的先后，所以在一般情况下，气压较低的主制动管路压缩空气被遏制，而来自电磁气动阀的压缩空气由于压力很高得以开通。也正是这才使本实用新型装置获得了响应速度快，有点制动功能，有在驾驶室内控制的停车驻车制动功能等优良性能。三通阀的作用则是万一由于某种不可知的原因使电磁气路出现故障时，它会自动联通主制动管路和挂车制动阀，使原有的一套制动控制系统立既恢复控制，起到了很好的保安作用。
为了进一步提高拖挂列车的整车制动性能和上述的保安作用，本实用新型的发明者还设计了一种双腔双路活塞式挂车制动阀。图(6)是带这种阀的系统图，图(7)、图(8)则是它在制动和缓解时的工作原理图。
与图(3)相比，图(6)去掉了三通阀，以双腔双路活塞式挂车制动阀取代了原有的单腔单路的挂车制动阀。如图(7)所示，当司机踩下制动踏板时，排气芯管9下行，顶开进气阀门7，使来自贮气筒的压缩空气由此经A腔进入主制动管路13，然后分二路，一路去驱动主车制动执行机构，而另一路去双腔双路活塞式挂车制动阀C2腔控制挂车制动。当进入主制动管路的气压顶开制动灯开关膜片11，接通制动灯12的同时，使电磁阀16得电动作，开启工作阀门17，关闭排气阀门18，使贮气筒内气压高达588－－784kPa的压缩空气经进气口19和工作口20，电磁控制气路21迅速进入双腔双路活塞式挂车制动阀的上腔B1，在活塞22上产生了很大的压力，该压力与进入C2腔的作用于活塞2上主制动管路的气压复合作用，就使传力活塞迅速下行，切断了充气管路14和15的联通并使15内的压缩空气通过排气芯管3和排气口6排入大气而迅速减压，挂车制动。而当停车驻车或主车制动失灵时，虽然主车无法制动也无法控制挂车制动，但只要拉手制动器并闭合单端开关，由于电磁阀16得电动作，使主车贮气筒内的压缩空气迅速进入双腔双路活塞式挂车制动阀的B1腔，挂车迅速处于全制动状态，防止重大事故的发生。带双腔双路活塞式挂车制动阀的本实用新型是否会影响主、挂车的制动缓解性能呢？从图(8)可以得到回答。当司机松开踏板后，主制动管路13内的压缩空气经主车制动阀A腔和排气芯管9从出气口25排向大气，主车迅速缓解；同时，主制动管路的减压使制动灯开关11断开，电磁阀16失电释放，气门17关闭，18打开，双腔双路活塞式挂车制动阀中的B1腔内的压缩空气，经电磁控制气路21、口20和排气口26排向大气，于是传力活塞在弹簧1的作用下上行复位，充气管路14和15接通，排气芯管3堵塞，主车贮气筒迅速向管路15充气使其气压增高，挂车的制动状态也得到缓解，在驻车制动时，则只要松开手制动器，使手制动开关24断开，挂车的制动就得到缓解了。
图(9)所示是双腔双路膜片式挂车制动阀的结构及其工作原理图。和活塞式的一样，它也有C2，B1两个腔，C2腔接主车制动阀控制气路，B1腔接电磁阀控制气路；也有主车贮气筒对挂车的充气管路14、15和气门4，排气芯管3，排气口6，予聚力弹簧1和5，所不同的是将活塞改为橡胶膜片，如图中2′，22′所示。用橡胶膜片来替代活塞进行推力传递工作，同样能满足挂车全制动、点制动和停车驻车制动时的高性能要求，而体积更小，加工方便，节约成本，当然使用寿命较活塞式要差一些。
电磁气动阀的电控线路的联接可以是灵活的。如有些车不用制动灯膜片开关，而是用机械触点式制动灯开关，就可以通过它和制动灯电路并联。再如有些车没有手制动灯开关，就可单独在仪表板上安一单端开关来控制。总之，汽车底盘设计单位、汽车改装单位和用户可以按照自己的需要设置电控线路。
本实用新型装置，发明者于1981年11月构思，1990年3月试制成功，经装车使用，行车15000公里证明，确有奇效。满足拖车主车对挂车的制动同步和缓解滞后的要求，有效地减轻了挂车对主车的冲撞，提高了整车的制动性能，改善了行车条件，延长了车辆的维修周期，也减少了行车事故，尤其是停车驻车性能的增强，使在山区陡坡行驰时的安全感大大加强，司机反应很好。
发明者做过多次试验。拖挂车在初速30km／h时全制动，老装置整车制动距离大于10m，挂车拖痕仅6m；而安装上本实用新型装置后，整车制动距离不大于8m，挂车拖痕却在7.5m以上。
权利要求1.一种挂车电磁气动制装置，本实用新型的特征是在挂车制动阀制动控制管路上加装了电磁气动阀和三通阀；亦可不用三通阀，而是在加装电磁气动阀的同时原来的单腔单路活塞式挂车制动阀改制成双腔双路活塞式挂车制动阀；同时使电磁气动阀的控制电路既与主车制动灯电路并联又与手制动灯电路并联。
2.如权利要求1所述的挂车电磁气动制动装置，其特征是双腔双路活塞式挂车制动阀也可用双腔双路膜片式挂车制动阀代替。
3.如权利要求1所述的挂车电磁气动制动装置，其特征是电磁气动阀的控制电路也可单独设置。
专利摘要本实用新型属汽车工业领域。现有的拖挂列车普遍存在着制动滞后和挂车不响应司机“点”制动的弊病，而且挂车的主车制动操作也极为不便。因此，拖挂列车行车噪声大，损坏率高，交通事故频繁。本实用新型提供一种全新的挂车制动控制装置。它通过在挂车制动阀制动控制管路上加装电磁气动和换向装置；或通过把原挂车制动阀改制成带电磁气动阀的双腔双路结构；并由主车制动灯电路和手制动灯电路操纵就可彻底消除上述弊病，从而大大提高了拖挂列车的制动性能，保安性能和运输的经济性能。
文档编号B60T7/20GK2087153SQ9021935
公开日1991年10月23日 申请日期1990年11月27日 优先权日1990年11月27日
发明者李强 申请人:李强