本發(fā)明屬于汽車制動(dòng)系統(tǒng)零部件技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低廉的繼動(dòng)閥及基于繼動(dòng)閥的電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，中重型汽車的氣壓式駐車制動(dòng)裝置，多采用“斷氣剎車”原理，通過使駐車制動(dòng)氣室排氣，產(chǎn)生駐車制動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)和解除駐車制動(dòng)，常采用電磁閥、繼動(dòng)閥或其組合等來完成進(jìn)排氣操作。在載重汽車的制動(dòng)系統(tǒng)里，繼動(dòng)閥用來縮短反應(yīng)時(shí)間和解除制動(dòng)時(shí)間，起加速及快放的作用。

中國發(fā)明專利申請“140繼動(dòng)閥”(申請?zhí)枺?01410485169.0，公開日：2014.12.10)公開了一種繼動(dòng)閥，其包括螺栓連接的上閥體和下閥體。上述繼動(dòng)閥由于對結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)較多，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，制作成本高，同時(shí)其對系統(tǒng)的氣密性要求較高，若氣路中發(fā)生漏氣，容易影響繼動(dòng)閥的正常工作，可靠性有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種繼動(dòng)閥，結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低廉。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于繼動(dòng)閥的電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)，操作簡單、安全可靠。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種繼動(dòng)閥，包括殼體41，以及自上而下設(shè)置在殼體41內(nèi)的控制活塞42、閥門44、閥門回位彈簧45和片閥46，所述殼體41上部設(shè)有控制口A，下部設(shè)有排氣口D，一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口C，另一側(cè)設(shè)有出氣口B；

所述控制活塞42外側(cè)通過密封圈47與殼體41內(nèi)壁形成密封，將殼體41分隔為位于上部的控制氣源作用氣腔48和位于下部的制動(dòng)工作氣腔49，所述控制氣源作用氣腔48與控制口A相通；

所述位于控制活塞42下的閥門44上端控制出氣口B與排氣口D之間的通斷，下端控制進(jìn)氣口C與出氣口B之間的通斷；

所述控制活塞42下面緊抵一活塞回位彈簧43，所述閥門44的下部緊抵閥門回位彈簧45，所述片閥46使排氣口D不受內(nèi)部氣壓作用時(shí)處于常閉狀態(tài)，當(dāng)控制活塞42處于最上端時(shí)，活塞回位彈簧43正常伸展，出氣口B與排氣口D相通，當(dāng)活塞回位彈簧43受壓下行時(shí)，活塞回位彈簧43受壓收縮，出氣口B與進(jìn)氣口C相通。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一目的的技術(shù)解決方案為：

一種基于繼動(dòng)閥的電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)，包括儲氣罐1、駐車制動(dòng)控制器10、氣壓傳感器6和駐車制動(dòng)氣室7，其特征在于：

還包括繼動(dòng)閥4，所述繼動(dòng)閥4的進(jìn)氣口C與儲氣罐1相連，其出氣口B與駐車制動(dòng)氣室7相連，所述氣壓傳感器6的輸入端串接在繼動(dòng)閥4與駐車制動(dòng)氣室7之間的氣路上，其信號輸出端與駐車制動(dòng)控制器10相連；

在繼動(dòng)閥4的控制口A與儲氣罐1之間還設(shè)有第一電磁閥2，在繼動(dòng)閥4的控制口A與出氣口B之間還設(shè)有第三電磁閥5，還包括第二電磁閥3，所述第二電磁閥3的輸入端與繼動(dòng)閥4的控制口A相連；

所述第一電磁閥2、第二電磁閥3、第三電磁閥5分別與駐車制動(dòng)控制器10電連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

1、工作可靠：本發(fā)明加裝活塞回位彈簧，可以解決當(dāng)繼動(dòng)閥控制口有較低氣壓，或者在駐車狀態(tài)保持時(shí)控制口漏入少量氣體的情況下，保證出氣口與排氣口之間的連通，提高繼動(dòng)閥開啟壓力同時(shí)保證出氣的通暢。也能克服由于震動(dòng)等原因?qū)е碌幕钊蛳乱苿?dòng)，關(guān)閉繼動(dòng)閥排氣通道。

2、便于調(diào)整：本發(fā)明兼具高低氣壓狀態(tài)自鎖功能，若要使系統(tǒng)達(dá)到最理想的效果，通過設(shè)計(jì)活塞及閥門大小從而改進(jìn)上下活塞的面積比即可，不必對結(jié)構(gòu)本身重新進(jìn)行復(fù)雜設(shè)計(jì)。

3、成本低廉：本發(fā)明在傳統(tǒng)繼動(dòng)閥基礎(chǔ)上加裝活塞復(fù)位彈簧，實(shí)施便捷，性能優(yōu)良，所需成本較低。

4、安全性好：電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)增設(shè)繼動(dòng)閥和第三電磁閥，即使系統(tǒng)發(fā)生漏氣現(xiàn)象，可利用繼動(dòng)閥及第三電磁閥組成的自鎖功能自動(dòng)進(jìn)行漏氣補(bǔ)充或?qū)⒙┤氲臍怏w放出，確保駐車制動(dòng)氣室中氣壓值穩(wěn)定高氣壓和低壓氣兩種狀態(tài)，這增加了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

5、控制簡單：無論是解除駐車還是施加駐車，本發(fā)明都能自動(dòng)調(diào)節(jié)氣壓以維持原始狀態(tài)，降低系統(tǒng)控制的復(fù)雜度。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)的繼動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為采用圖1所示的繼動(dòng)閥的氣壓式電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理圖。

圖3為圖1的繼動(dòng)閥進(jìn)氣狀態(tài)時(shí)的工作原理圖。

圖4為圖1的繼動(dòng)閥排氣狀態(tài)時(shí)的工作原理圖。

圖5為圖1的繼動(dòng)閥平衡狀態(tài)時(shí)的工作原理圖。

圖6為圖1的繼動(dòng)閥的平衡曲線圖。

圖中，

1儲氣罐，2第一電磁閥，3第二電磁閥，4繼動(dòng)閥，5第三電磁閥，6氣壓傳感器，7駐車制動(dòng)氣室，8手動(dòng)模式開關(guān)，9自動(dòng)模式開關(guān)，10駐車制動(dòng)控制器，11駐車指示燈，

41殼體，42控制活塞，43活塞回位彈簧，44閥門，45閥門回位彈簧，46片閥，47密封圈，48控制氣源作用氣腔，49制動(dòng)工作氣腔，A控制口，B出氣口，C進(jìn)氣口，D排氣口。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明繼動(dòng)閥，包括殼體41，以及自上而下設(shè)置在殼體41內(nèi)的控制活塞42、閥門44、閥門回位彈簧45和片閥46，所述殼體41上部設(shè)有控制口A，下部設(shè)有排氣口D，一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口C，另一側(cè)設(shè)有出氣口B，

所述控制活塞42外側(cè)通過密封圈47與殼體41內(nèi)壁形成密封，將殼體41分隔為位于上部的控制氣源作用氣腔48和位于下部的制動(dòng)工作氣腔49，所述控制氣源作用氣腔48與控制口A相通，

所述位于控制活塞42下的閥門44上端控制出氣口B與排氣口D之間的通斷，下端控制進(jìn)氣口C與出氣口B之間的通斷，

所述控制活塞42下面緊抵一活塞回位彈簧43，所述閥門44的下部緊抵閥門回位彈簧45，所述片閥46使排氣口D不受內(nèi)部氣壓作用時(shí)處于常閉狀態(tài)，當(dāng)控制活塞42處于最上端時(shí)，活塞回位彈簧43正常伸展，出氣口B與排氣口D相通，當(dāng)活塞回位彈簧43受壓下行時(shí)，活塞回位彈簧43受壓收縮，出氣口B與進(jìn)氣口C相通。

所述活塞回位彈簧43的剛度及預(yù)緊力、上下活塞面積比由下式確定：

其中，

F_SS+F_KK＝P_sk·S_A

式中，P_A為控制氣壓，P_B為出口氣壓，S_A為控制活塞上表面承壓面積，S_D為閥門的通孔面積，F(xiàn)_SS為活塞回位彈簧預(yù)緊力；F_KK為閥門回位彈簧預(yù)緊力，P_SK為彈簧等價(jià)氣壓。

活塞回位彈簧43的剛度及預(yù)緊力、上下活塞面積比要保證當(dāng)活塞上下壓力處于平衡狀態(tài)且腔內(nèi)氣壓在4.5bar以上時(shí)，出氣口B的氣壓高于控制口A的氣壓，這樣系統(tǒng)才能較理想地實(shí)現(xiàn)高壓自鎖功能。

如圖2所示，本發(fā)明基于繼動(dòng)閥的電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)，包括儲氣罐1、駐車制動(dòng)控制器10、氣壓傳感器6和駐車制動(dòng)氣室7，還包括如前所述的繼動(dòng)閥4，所述繼動(dòng)閥4的進(jìn)氣口C與儲氣罐1相連，其出氣口B與駐車制動(dòng)氣室7相連，所述氣壓傳感器6的輸入端串接在繼動(dòng)閥4與駐車制動(dòng)氣室7之間的氣路上，其信號輸出端與駐車制動(dòng)控制器10相連；

在繼動(dòng)閥4的控制口A與儲氣罐1之間還設(shè)有第一電磁閥2，在繼動(dòng)閥4的控制口A與出氣口B之間還設(shè)有第三電磁閥5，還包括第二電磁閥3，所述第二電磁閥3的輸入端與繼動(dòng)閥4的控制口A相連；

所述第一電磁閥2、第二電磁閥3、第三電磁閥5分別與駐車制動(dòng)控制器10電連接。

下面結(jié)合圖3至圖6對本發(fā)明的工作原理作詳細(xì)描述。

一、進(jìn)氣狀態(tài)

如圖3所示，系統(tǒng)解除駐車制動(dòng)時(shí)：第一電磁閥2通電開啟、第三電磁閥5通電關(guān)閉，高壓氣體從儲氣罐1經(jīng)第一電磁閥2進(jìn)入繼動(dòng)閥控制口A，控制活塞42逐漸下移。在控制口A只有較低壓力時(shí)，控制活塞42不足以克服回位彈簧的作用至打開進(jìn)氣通道，此過程中繼動(dòng)閥4不能正常工作。與傳統(tǒng)的繼動(dòng)閥相比，本發(fā)明所述繼動(dòng)閥提高了開啟壓力，使得該類型的繼動(dòng)閥更容易保證出氣口B與排氣口D之間的連通。

當(dāng)控制口A壓力逐漸增大，控制活塞42下移至與閥門44接觸，繼續(xù)向下移動(dòng)，活塞42和閥門44共同克服回位彈簧43和45的預(yù)緊力，先關(guān)閉排氣通道，再打開進(jìn)氣通道，儲氣罐1中的壓縮空氣便直接通過進(jìn)氣口C進(jìn)入繼動(dòng)閥腔室內(nèi)，經(jīng)出氣口B充入制動(dòng)氣室7，即繼動(dòng)閥4處于進(jìn)氣狀態(tài)。

二、排氣狀態(tài)

如圖4所示，系統(tǒng)施加駐車制動(dòng)即繼動(dòng)閥4處于排氣狀態(tài)：第二電磁閥3通電開啟、第三電磁閥5通電關(guān)閉，控制口A的氣體經(jīng)第二電磁閥3排入大氣，控制活塞42及閥門總成在回位彈簧43、45的作用下上移至極限位置，閥門44與活塞42分離，進(jìn)氣通道被關(guān)閉，排氣口D打開，排氣通道開啟，制動(dòng)氣室7中的壓縮空氣經(jīng)片閥46排入大氣。

在此過程中，制動(dòng)氣室7要排出的氣體的壓力逐漸降低，本發(fā)明繼動(dòng)閥加裝的活塞回位彈簧43可在內(nèi)部低壓時(shí)，克服由于震動(dòng)等因素導(dǎo)致的活塞42下移至關(guān)閉排氣通道，保證排氣順利、徹底。

三、平衡狀態(tài)

系統(tǒng)保持駐車或非駐車狀態(tài)時(shí)，繼動(dòng)閥4內(nèi)部處于平衡狀態(tài)。以制動(dòng)解除保持過程為例：當(dāng)從儲氣罐1來的控制氣壓不再變化，即作用在控制活塞42上的力保持穩(wěn)定不變，而由于進(jìn)氣通道打開，繼動(dòng)閥4腔室內(nèi)氣壓不斷增加并作用于活塞42和閥門44的承壓面上，與回位彈簧43、45共同克服控制壓力作用，使活塞42和閥門44上移至關(guān)閉進(jìn)氣口，此時(shí)，進(jìn)氣口與排氣口同時(shí)被關(guān)閉，繼動(dòng)閥4腔內(nèi)氣壓維持不變，處于高壓平衡狀態(tài)，制動(dòng)管路內(nèi)壓力保持不變。

四、計(jì)算

本發(fā)明適用于電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)的繼動(dòng)閥4與第三電磁閥5進(jìn)行組合，將繼動(dòng)閥4出氣口B與控制口A連通，系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)高低氣壓狀態(tài)自鎖功能。

高壓自鎖過程：第三電磁閥5將繼動(dòng)閥4的出氣口B與控制口A連通，當(dāng)管路接頭等發(fā)生漏氣時(shí)，由于繼動(dòng)閥4本身的結(jié)構(gòu)決定了B口氣壓高于A口氣壓，所以B口的氣體會(huì)向A口流動(dòng)，此時(shí)繼動(dòng)閥4處于進(jìn)氣狀態(tài)，對其進(jìn)行氣體補(bǔ)充，保持駐車系統(tǒng)處于高壓狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高壓狀態(tài)記憶功能。

低壓自鎖過程：如果高壓氣體通過第一電磁閥2漏入到繼動(dòng)閥4的控制口A處，漏入的高壓氣體會(huì)經(jīng)由第三電磁閥5，流入到繼動(dòng)閥4的出氣口B，再經(jīng)由繼動(dòng)閥4排氣口D排入大氣中，不會(huì)引起漏入的高壓氣體在繼動(dòng)閥4的控制口A的累積，更不會(huì)開啟繼動(dòng)閥，從而實(shí)現(xiàn)低壓自鎖功能。

當(dāng)系統(tǒng)保持駐車或非駐車狀態(tài)時(shí)，繼動(dòng)閥4腔內(nèi)氣壓保持穩(wěn)定，處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，根據(jù)粗略計(jì)算，其平衡方程大致為：

P_A·S_A＝P_B·S_B+F_SS+F_KK (算式1)

式中，P_A為控制氣壓；P_B為出口氣壓；S_A為控制活塞上表面承壓面；S_B為控制活塞下表面承壓面；F_SS為活塞回位彈簧預(yù)緊力；F_KK為閥門回位彈簧預(yù)緊力。

由于倆回位彈簧43、45的壓力均由活塞42的上表面承壓面S_A承擔(dān)，經(jīng)過換算可將預(yù)緊力F_SS和F_KK按以下算式表達(dá)：

F_SS+F_KK＝P_sk·S_A (算式2)

同時(shí)由繼動(dòng)閥結(jié)構(gòu)易得：

S_B＝S_A-S_D (算式3)

其中S_D為閥門43的通孔面積，則算式(1)經(jīng)過處理可得最終平衡方程為：

將P_B與P_A的關(guān)系用折線圖表示，如圖6所示，兩曲線交點(diǎn)H(P_H，P_H)的坐標(biāo)經(jīng)計(jì)算可得：

該交點(diǎn)H具有十分重要的意義：當(dāng)平衡曲線在該交點(diǎn)以下時(shí)，系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)低壓自鎖功能；只有當(dāng)平衡曲線越過該交點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)高壓自鎖功能。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)功能的需求對該點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，而H點(diǎn)顯然與繼動(dòng)閥上下活塞面積比有關(guān)(P_SK在彈簧選定的情況下可視為常值)，所以本發(fā)明所述繼動(dòng)閥可通過設(shè)計(jì)活塞及閥門大小從而改進(jìn)上下活塞的面積比，以使系統(tǒng)高低氣壓狀態(tài)自鎖功能達(dá)到最理想的效果。