专利名称：排气制动蝶阀的蝶片及其排气制动蝶阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种排气制动蝶阀的蝶片及其排气制动蝶阀，属于机械制造技术领域。
背景技术：
排气制动器是车辆的一种辅助制动装置，特别适用于(重型)载重汽车和(大型) 客车及工程车辆，可增强车辆的制动性能，不需使用或少使用主制动器(传统的摩擦制动器)，就能将车辆控制在一定的安全速度范围内，预防车辆制动失灵，确保行车安全。现有的排气制动器主要由气缸或真空助力缸和与其连接的排气制动阀组成。在车辆正常行驶状态下，发动机的废气流经排气制动阀后排出。在需要制动时，车辆的控制系统控制气缸或真空助力缸运动，气缸或真空助力缸带动排气制动阀中的蝶片翻转一定的角度，将阀体内腔分割为封闭的进气腔和排气腔。发动机排出的废气被堵截在进气腔中，形成发动机排气制动。在阀体内部还设有用于调压的机构，控制调节阀体内部气压的大小。现有的调压机构，包括开设在蝶片上的泄压缺口和对应设置在阀体下端的挺杆装置。当蝶片翻转处于关闭位置时，在适当的气压下，挺杆端部刚好封堵在蝶片的泄压缺口处。根据进气腔中气压的大小不同，挺杆装置中的挺杆可以上下运动，挺杆端部与蝶片的泄压缺口之间产生间隙或重新封堵，使进气腔中的气体适量排放或达到新的气压平衡，从而起到调节压力的作用。现有的排气制动阀，由于蝶片在关闭时，其位置是倾斜的，蝶片对挺杆端部的作用力也是倾斜的。该作用力被分解为水平和垂直方向的两个分力，在水平分力 >垂直分力的情况下，阀片关闭后极易发生自锁。当停止制动需要泄压时，自锁对蝶片的再次打开造成阻碍，蝶片无法实现其有效运动。另外，由于现有挺杆多为圆柱形，挺杆的端部与泄压缺口的端面、以及挺杆的圆周面与泄压缺口的两侧面之间，均为线密封，密封效果差。在发动机低速运转时，排气背压低， 影响制动效果。同时，在排气制动阀长期的工作过程中，阀体内壁上还会产生一部分积碳，如果不能够得到及时的清理，也会影响制动效果。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种蝶片及其排气制动蝶阀。结构简单紧凑，有效防止了蝶片关闭时，蝶片受限压密封活塞的推力而自锁， 保证蝶片的有效运动；同时，在蝶片关闭的过程中，对蝶片与限压密封活塞的配合进行引导，密封性好，提高发动机低速时的排气背压值；限压密封活塞受力面上受力均勻，排气压力恒定；碟片及时清理阀体内壁积碳，提高制动效率。本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的一种排气制动碟阀的碟片，在蝶片的径向设有转轴，用于将蝶片与外部的排气制动蝶阀阀体可旋转固定，并与操作机构相连。蝶片的外缘开设泄压缺口，泄压缺口的端面为斜面，与蝶片中心线的夹角为26° 士2°。泄压缺口的截面形状可为矩形，泄压缺口的宽度为8-24mm，深度尺寸小于蝶片斜外圆半径的一半；截面形状也可为梯形，且梯形的长边位于外侧，在宽度方向短边尺寸不小于3mm、长边尺寸不大于24mm ；在深度方向上尺寸小于蝶片斜外圆半径的一半。一种排气制动蝶阀，蝶阀的阀体上设有限压装置，该限压装置包括设置在阀体侧壁上的限压装置壳体，壳体由内向外依次设有限压密封活塞和限压弹簧，底部通过弹簧端盖与限压装置壳体固定连接，所述的阀体内设有如上所述的蝶片，所述的蝶片通过转轴固定在阀体内腔中，所述的蝶片与操作机构相连，操作机构带动蝶片以转轴为中心在阀体内腔中翻转，蝶片关闭时将阀体内腔分割成进气腔和排气腔；所述的限压密封活塞前端通过开设在阀体内壁上的开孔，凸伸到阀体内腔，并对应插设在所述的泄压缺口中；后端通过限压弹簧与弹簧端盖相抵顶。为了保证限压密封活塞的运动空间，所述的限压密封活塞的前端端面与限压装置壳体内壁之间设有间隙。为了方便部件之间的配合，所述的限压密封活塞的前端轴向截面的顶边为圆弧边，IOmm彡圆弧半径彡120mm,弦高0. 5-2. 5讓。所述的限压密封活塞为阶梯状，由上部的挺杆和下部的支座组成，且挺杆的直径小于支座的直径。为了保证更好的密封效果，所述的挺杆上、下圆周面分别开设有扁平部，扁平部自挺杆的顶端朝支座方向开设，扁平部的宽度> 2. 5mm，宽度的上限值小于挺杆圆轴面部分的半径。为了方便安装定位，所述的支座的外圆上开设有导向槽，所述的导向槽与所述的扁平部的中心对称面相同；所述的导向槽的宽度为3-6mm，深度为1. 8_4mm。根据需要，所述的支座内部开设有弹簧安装孔为盲孔或阶梯孔，其深度小于支座的长度；所述的盲孔的直径为5-21mm ；所述的阶梯孔的大径的直径为5_21mm，阶梯孔的小径的直径为5-16mm。综上所述，本实用新型有效防止了蝶片自锁，保证蝶片的有效运动；同时，蝶片与限压密封活塞的配合密封性好，提高发动机低速时的排气背压值；限压密封活塞受力面上受力均勻，排气压力恒定；碟片及时清理阀体内壁积碳，提高制动效率。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细地说明。
图IA为本实用新型碟片的结构示意图之一；图IB为图IA俯视图；图2为本实用新型碟片的结构示意图之二的俯视图；图3A为本实用新型蝶片处于打开状态的排气蝶阀整体结构示意图；图:3B为图3A的俯视图；图3C为图3A的左视图；图3D为图3A的A向视图；[0027]图4为本实用新型碟片与限压密封活塞接触状态位置关系示意图；图5为本实用新型碟片完全关闭状态示意图；图6A为本实用新型限压密封活塞的结构示意图之一；图6B为本实用新型限压 密封活塞的结构示意图之二 ；图7为本实用新型限压密封活塞单限压弹簧的剖面图；图8为本实用新型限压密封活塞双限压弹簧的剖面图。
具体实施方式
图IA为本实用新型碟片的结构示意图之一，图IB为图IA俯视图。如图IA并结合图IB所示，本实用新型提供一种排气制动蝶阀的蝶片30，在蝶片30的径向设有转轴32， 用于将蝶片30与外部的排气制动蝶阀阀体1可旋转固定，并与操作机构相连。如图IA所示，蝶片30的外缘开设泄压缺口 31，泄气缺口 31端面为斜面，其与蝶片30中心线的夹角为26° 士2°。如图IA所示，泄压缺口 31的截面形状为矩形，为了与限压密封活塞20配合组成密封面，泄压缺口的宽度为8-24mm，为了保证蝶片30的强度，泄压缺口 31的深度尺寸小于蝶片30斜外圆半径的一半。图2为本实用新型碟片的结构示意图之二的俯视图。如图2所示，泄压缺口 31的截面形状也可以为梯形，梯形的长边位于蝶片30的外侧，在宽度方向短边尺寸不小于3mm、 长边尺寸不大于24mm ；在深度方向上尺寸小于蝶片30斜外圆半径的一半。图3A为本实用新型蝶片处于打开状态的排气蝶阀整体结构示意图，图3B为图3A 的俯视图，图3C为图3A的左视图，图3D为图3A的A向视图。如图3A至图3D所示，本实用新型还提供一种排气制动碟阀，排气制动蝶阀的阀体1上设有限压装置，该限压装置包括设置在阀体侧壁上的限压装置壳体8，壳体8由内向外依次设有限压密封活塞20和限压弹簧7，底部通过弹簧端盖40与限压装置壳体8固定连接，阀体1内设有蝶片30，蝶片30 通过转轴32固定在阀体1内腔中，蝶片30与操作机构相连，操作机构带动蝶片30以转轴 32为中心，在阀体1内腔中翻转，蝶片30关闭时将阀体1内腔分割成进气腔和排气腔；限压密封活塞20前端通过开设在阀体1内壁上的开孔，凸伸到阀体1内腔，并对应插设在泄压缺口 31中；后端通过限压弹簧7与弹簧端盖40相抵顶。为了保证限压密封活塞20能够运动自如，限压密封活塞20的前端端面224与限压装置壳体8内壁81之间设有间隙。如图3A至图3D所示，由于排气制动蝶阀的气缸2为单作用气缸，单作用气缸的活塞杆侧安装有复位弹簧5，当排气制动蝶阀的气缸2的进气口停止供气并通过汽车辅助制动的控制回路接通大气的时候，气缸2的活塞杆在原位即图示位置。在发动机做正功的工作状态时，蝶阀不工作，也就是说由于蝶片30处于打开状态，限压密封活塞20在限压弹簧7 的作用下，限压密封活塞支座22的前端端面224顶在阀体1的限压装置壳体8内壁81上， 从而对阀体静压孔9实施端面密封，这时由于蝶阀处于打开状态，蝶阀过流的气体压力低， 而且气体压力只作用于限压密封活塞20的挺杆21头部和阀体静压孔9的面积上，低的压力以及相对较小的受力面积，将无法使限压密封活塞20克服限压弹簧7的预紧力而后退； 将决定发动机燃烧的废气不能通过静压孔9进入限压装置内部，此时极少量的废气通过限压活塞20与阀体1间隙的泄露可以忽略不计)，废气只能通过阀体内蝶片30的两侧通道通过排气蝶阀排出。[0037]图4为本实用新型碟片与限压密封活塞接触状态位置关系示意图。当汽车的辅助制动控制回路向气缸2的进气口通气，气缸2的活塞杆伸出，带动相连的销座，销座通过摇臂总成带动转轴32，转轴32带动蝶片30旋转，蝶片30开始进行关闭，在蝶片30旋转到一定角度时，蝶片的泄压缺口 31将对限压密封活塞的挺杆21头部进行包容，蝶片30的泄压缺口 31端面将压在限压密封活塞挺杆21头部弧形面213上，但此时蝶片30并没有完全关闭，随着蝶片30进一步关闭，限压密封活塞20将向后移动，限压活塞的支座22头部2 将离开阀体1的限压装置壳体8内壁81。图5为本实用新型碟片完全关闭状态示意图。蝶片30进一步关闭直至蝶片30的斜外圆靠向并顶在阀体1内壁上，蝶片30处于完全关闭状态。此时限压密封活塞支座22头部2M离开限压装置壳体8内壁81端面。此时，由于蝶阀关闭阀前的高压气体进入静压反馈腔，此刻蝶阀限压密封活塞的受力面积扩大为限压密封活塞支座22面积减去挺杆21的环形面积再加上由蝶片30和限压密封活塞挺杆21头部形成的密封在密封面或线的进气端一侧的截面积。在限压弹簧7的预紧力大于背压与限压密封活塞20的受压面积的乘积时， 限压密封活塞挺杆21头部弧形面将保持与蝶片30的泄压缺口 31端面的接触，也就是说， 此时的蝶阀的阀前背压值小于设定的背压值。当随着蝶阀阀前背压值的上升，当阀前背压与限压密封活塞20的受压面积的乘积大于限压弹簧7的预紧力时，限压密封活塞20将继续向弹簧端盖40方向移动，并随着阀前背压的提高，当阀前背压达到限压装置的最高设定压力时限压密封活塞20将移动到限压密封活塞支座21的后端面与弹簧端盖40的前端面相抵的位置，限压装置的调压也将达到极限。图6A为本实用新型限压密封活塞的结构示意图之一。如图6A所示，限压密封活塞20为阶梯状，由上部的挺杆21和下部的支座22组成，且挺杆21的直径小于支座22的直径。确保与蝶片缺口 31的上下面能形成面密封，挺杆21上、下圆周面分别开设有扁平部 212，扁平部212自挺杆21的顶端朝支座22方向开设，为确保面密封的效果，扁平部212的宽度> 2. 5mm,宽度的上限值小于挺杆21圆轴面部分的半径。限压密封活塞20的前端轴向截面的顶边213为圆弧边，IOmmS圆弧半径< 120mm，保证弦高0. 5-2. 5mm之间。能方便的滑入蝶片泄气缺口 31的端面内，形成与蝶片缺口 31端面的线性密封；这样的结构在蝶片 30关闭时，能确保限压密封活塞20方便的进入蝶片的泄压缺口 31端面形成密封。限压密封活塞20的支座22的外圆上开设有导向槽223，导向槽223与扁平部212的中心对称面相同。导向槽223与定位销3配合，确保限压密封活塞20不发生径向转动，以确保蝶片30 的泄压缺口 31与限压密封活塞20的扁平部212的两侧相配合形成密封。为保证导向部位的强度和刚度，同时又要尽可能不因开槽而削弱密封性能。导向槽223的宽度设置控制在 3-6mm、深度控制在1. 8_4mm。支座22内部开设有弹簧安装孔，根据弹簧的级别设置，采用单级弹簧时，弹簧安装孔可以为盲孔2221，如果采用的是双级弹簧，该弹簧安装孔则为阶梯孔2222。但弹簧安装孔的深度小于支座22长度；所述的盲孔2221的直径为5-21mm ；所述的阶梯孔2222的大径的直径为5-21mm，阶梯孔2222的小径的直径为5_16mm。图6B为本实用新型限压密封活塞的结构示意图之二。如图6B并结合图2所示， 由于限压密封活塞20的端部是与蝶片上的泄压缺口 31对应设置，并相互配合动作的，因此两者的形状也需要对应设置。参考图IB和图6A，当泄压缺口 31的截面形状为矩形时，限压
6密封活塞20的端部也为矩形，同样的，再参考图2和图6B，当泄压缺口 31的截面形状为梯形时，限压密封活塞20的端部则对应设置为梯形。图7为本实用新型限压密封活塞单限压弹簧的剖面图。当蝶阀的限压装置采用一根限压弹簧的结构时，为确保限压弹簧7在其内部不因受力而弯曲从而影响蝶阀设定限压力的准确，在限压密封活塞的支座22尾部设置有弹簧安装孔，利用弹簧安装的孔的外径对限压弹簧7进行定位，其安装孔要设置成盲孔2221，且其盲孔2221的深度要求大于等于弹簧在预紧受力状态的2倍导程，从而确保限压弹簧不在受力后有脱出的可能。图8为本实用新型限压密封活塞双限压弹簧的剖面图。当蝶阀设定的压力较高， 限压装置采用单限压弹簧7结构设置无法满足调压要求时，限压装置设置可采用两根限压弹簧的结构，但这一结构如仍采用在限压密封活塞的支座22尾部设置一个盲孔结构的内弹簧安装孔对两根弹簧进行定位显然是不可能的，而且如果不能对两根弹簧进行可靠的定位，在弹簧受力发生弯曲时，两根弹簧势必发生缠绕，使其无法发挥作用。在这样的情况下， 采用心轴结构，即采用小弹簧定位导向杆73对小弹簧72进行定位，而继续采用弹簧安装孔对大弹簧71进行定位。而小弹簧定位导向杆73由于直径较细，为确保定位的可靠性，对小弹簧72采用全长度定位方式。针对限压密封活塞20需沿小弹簧定位导向杆73的轴向运动，因此在限压密封活塞的支座22尾部需开有阶梯孔2222，以方便小弹簧定位导向杆73 的进入，可在限压密封活塞20的全行程都实现小弹簧定位导向杆73对小弹簧72的全长度以确保定位的可靠。需要说明的是，以上所述的各个实施例中仅举例之用，并不因此限制本实用新型的保护范围，可根据需要作简单的变化或修改。
权利要求1.一种排气制动蝶阀的蝶片(30)，在蝶片(30)的径向设有转轴(32)，用于将蝶片 (30)与外部的排气制动蝶阀阀体(1)可旋转固定，并与操作机构相连；蝶片(30)的外缘开设泄压缺口(31)，其特征在于，所述的泄压缺口(31)的端面为斜面，与蝶片(30)中心线的夹角为26° 士2°。
2.如权利要求1所述的排气制动蝶阀的蝶片，其特征在于，所述的泄压缺口(31)的截面形状为矩形。
3.如权利要求1所述的排气制动蝶阀的蝶片，其特征在于，所述的泄压缺口(31)的截面形状为梯形，且梯形的长边位于外侧。
4.如权利要求2所述的排气制动蝶阀的蝶片，其特征在于，所述的泄压缺口(31)的宽度为8-24mm，深度尺寸小于蝶片(30)斜外圆半径的一半。
5.如权利要求3所述的排气制动蝶阀的蝶片，其特征在于，所述的泄压缺口(31)在宽度方向短边尺寸不小于3mm、长边尺寸不大于24mm;在深度方向上尺寸小于蝶片(30)斜外圆半径的一半。
6.一种排气制动蝶阀，蝶阀的阀体(1)上设有限压装置，该限压装置包括设置在阀体侧壁上的限压装置壳体(8)，壳体由内向外依次设有限压密封活塞(20)和限压弹簧(7)，底部通过弹簧端盖(40)与限压装置壳体(8)固定连接，其特征在于，所述的阀体内设有如权利要求1-5任一项所述的蝶片，所述的蝶片(30)通过转轴(32)固定在阀体(1)内腔中，所述的蝶片(30)与操作机构相连，操作机构带动蝶片(30)以转轴(32)为中心在阀体内腔中翻转，蝶片(30)关闭时将阀体(1)内腔分割成进气腔和排气腔；所述的限压密封活塞(20) 前端通过开设在阀体(1)内壁上的开孔，凸伸到阀体(1)内腔，并对应插设在所述的泄压缺口(31)中；后端通过限压弹簧(7)与弹簧端盖(40)相抵顶。
7.如权利要求6所述的排气制动蝶阀，其特征在于，所述的限压密封活塞(20)的前端端面(224)与限压装置壳体⑶内壁(81)之间设有间隙。
8.如权利要求7所述的排气制动蝶阀，其特征在于，所述的限压密封活塞(20)的前端轴向截面的顶边为圆弧边，IOmm彡圆弧半径彡120mm，弦高0. 5-2. 5mm。
9.如权利要求6或7或8任一项所述的排气制动蝶阀，其特征在于，所述的限压密封活塞(20)为阶梯状，由上部的挺杆(21)和下部的支座(22)组成，且挺杆(21)的直径小于支座(22)的直径。
10.如权利要求9所述的排气制动蝶阀，其特征在于，所述的挺杆(21)上、下圆周面分别开设有扁平部(212)，扁平部(212)自挺杆(21)的顶端朝支座(22)方向开设，扁平部 (212)的宽度彡2. 5mm，宽度的上限值小于挺杆(21)圆轴面部分的半径。
11.如权利要求10所述的排气制动蝶阀，其特征在于，所述的支座(22)的外圆上开设有导向槽(223)，所述的导向槽(223)与所述的扁平部(212)的中心对称面相同；所述的导向槽(223)的宽度为3-6mm，深度为1. 8_4mm。
12.如权利要求9所述的排气制动蝶阀，其特征在于，所述的支座(22)内部开设有弹簧安装孔为盲孔(2221)或阶梯孔(2222)，其深度小于支座(22)的长度；所述的盲孔(2221) 的直径为5-21mm ；所述的阶梯孔(2222)的大径的直径为5_21mm，阶梯孔(2222)的小径的直径为5-16mm。
专利摘要本实用新型提供一种排气制动蝶阀的蝶片(30)，在蝶片(30)的径向设有转轴(32)，用于将蝶片(30)与外部的排气制动蝶阀阀体(1)可旋转固定，并与操作机构相连；蝶片(30)的外缘开设泄压缺口(31)，泄压缺口(31)的端面为斜面，与蝶片(30)中心线的夹角为26°±2°；本实用新型还提供带有该蝶片的排气制动蝶阀，蝶阀的阀体(1)上设有限压装置。本实用新型所提供的蝶片不易自锁，密封效果更佳，在发动机低速运转时，制动效果好；同时，在排气制动蝶阀长期的工作过程中，阀体内壁上产生的部分积碳，能够得到及时的清理，提高制动效率。
文档编号F02D9/10GK201972790SQ20112002660
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者吴科峰 申请人:浙江亿日气动科技有限公司