CN102182565A - 排气制动蝶阀的弹簧端盖及其排气制动蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气制动蝶阀的弹簧端盖，由套筒(42)和顶盖(43)组成，其内部开设有用于容置限压弹簧(7)的内腔(44)，套筒(42)外圆设有螺纹，所述的顶盖(43)的端面上开设有第一通气孔(401)，与所述的内腔(44)相连通；本发明还提供带有该弹簧端盖的排气制动蝶阀。本发明保证了排气制动蝶阀中的限压装置壳体内腔与大气的通畅，确保限压密封活塞往复运动时的空气阻力为零，有效调控发动机排气背压并及时散热，防止限压弹簧因高温而失效。

Description

排气制动蝶阀的弹簧端盖及其排气制动蝶阀

技术领域

本发明涉及一种排气制动蝶阀的弹簧端盖及其排气制动蝶阀，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***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阀片的泄压缺口处。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。

由上述结构描述可知，排气制动阀是靠在其进气腔中产生的背压来工作的，由于发动机的转速不是恒定的，在一定的范围内变化，所以其背压也就不是确定的值，随着发动机转速的提高，其背压也越来越大，超过发动机许可的压力值就会对发动机本身造成危害。现有的排气制动阀，通过阀体上的调压装置来保证最高背压不超过发动机的许可压力值。

现有的调压装置上的堵塞和调压装置的壳体，为全封闭结构。当蝶片关闭，发动机废气排入阀体的进气腔时，一部分气体不可避免的进入调压装置的壳体中，对挺杆的往复运动造成阻碍，无法有效调控排气背压。同时，由于发动机废气的温度很高，封闭的结构致使调压装置壳体内腔无法散热，持续高温会使限压弹簧受热变形，甚至失效，排气制动器的制动作用严重滞后，灵敏度大大降低。

另外，现有排气制动阀上的堵塞，直接与调压装置壳体螺纹连接，装配位置可以手动调节，对其随意的拧紧或旋松，都有可能导致排气制动器的整体失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种排气制动蝶阀的弹簧端盖及其排气制动蝶阀，通过多处开设的通气孔，保证了排气制动蝶阀中的限压装置壳体内腔与大气的通畅，确保限压密封活塞往复运动时的空气阻力为零，有效调控发动机排气背压并及时散热，防止限压弹簧因高温而失效。弹簧端盖螺纹前端的圆柱凸台，在保持内腔与大气通畅的同时，防止污染。通过防拆孔的设置，有效杜绝了使用者的随意拆卸。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种排气制动蝶阀的弹簧端盖，由套筒和顶盖组成，其内部开设有用于容置限压弹簧的内腔，套筒外圆设有螺纹，所述的顶盖的端面上开设有第一通气孔，与所述的内腔相连通。

所述的第一通气孔可以为一个，开设在顶盖端面的中心位置；也可以为多个，在顶盖端面上对称开设。根据需要，所述的顶盖的端面上还开设有第二通气孔，在所述第一通气孔的***对称开设。

为了便于装配定位，所述的套筒外圆在螺纹的前端设有凸台，所述凸台的高度为1-5mm。

为了防止对弹簧端盖的随意拆卸，所述的凸台上开设有防拆孔。防拆孔的直径为1-6mm。

根据限压装置中弹簧的级数要求，所述的内腔还可以设置为阶梯形。

本发明还提供一种排气制动蝶阀，阀体内设有蝶片，蝶片的边缘开设有泄压缺口；所述的蝶片通过转轴固定在阀体内腔中，以转轴为中心在阀体内腔中翻转；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，限压装置壳体内腔中设有限压密封活塞，限压密封活塞的前端穿过开设在限压装置壳体壁上的开孔伸入阀体内腔，并对应插设在所述的泄压缺口中，限压密封活塞的末端设有限压弹簧，所述的限压弹簧的底部与如上述的弹簧端盖相抵顶，所述的套筒外圆与限压装置壳体内壁螺纹连接，顶盖与限压装置壳体的末端固定。

为了保持限压装置壳体内外压力平衡，所述的限压装置壳体上，开设有多个第三通气孔，沿限压装置壳体径向均匀开设；所述的第三通气孔的开设位置位于弹簧端盖前方的限压密封活塞限位面之后。

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面与限压装置壳体内壁之间设有间隙。

所述的限压装置壳体上设有柱销，与所述的凸台上开设的防拆孔对应设置。

为了控制调节压力，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；所述的限压装置壳体内腔形状与所述的限压密封活塞形状对应设置为阶梯状。

根据限压装置中弹簧的级数要求，所述的支座内部开设的弹簧安装孔为盲孔或阶梯孔，其深度小于支座长度。

综上所述，本发明通过多处开设的通气孔，保证了排气制动蝶阀中的限压装置壳体内腔与大气的通畅，确保限压密封活塞往复运动时的空气阻力为零，有效调控发动机排气背压并及时散热，防止限压弹簧因高温而失效。弹簧端盖螺纹前端的圆柱凸台，在保持内腔与大气通畅的同时，防止污染。通过防拆孔的设置，有效杜绝了使用者的随意拆卸。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1A为本发明弹簧端盖实施例一的结构示意图；

图1B为图1A的俯视图；

图1C为防拆孔为豁槽的结构示意图；

图2为本发明弹簧端盖实施例二的结构示意图；

图3为本发明弹簧端盖实施例三的结构示意图；

图4为本发明弹簧端盖实施例四的结构示意图；

图5为本发明排气制动碟阀的整体结构示意图；

图6为本发明限压装置壳体剖面结构示意图；

图7为本发明限压密封活塞结构示意图；

图8为本发明排气制动蝶阀中限压装置实施例一的结构示意图；

图9为本发明排气制动蝶阀中限压装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

弹簧端盖实施例一

图1A为本发明弹簧端盖实施例一的结构示意图；图1B为图1A的俯视图。如图1A结合图1B所示，本发明提供一种排气制动蝶阀的弹簧端盖40，由套筒42和顶盖43组成，其内部开设有用于容置限压弹簧的内腔44，套筒42外圆设有螺纹，该螺纹用于与限压装置壳体8相连。顶盖43的端面上开设有第一通气孔401，与内腔44相连通。第一通气孔401开设在顶盖43端面的中心位置，开设数量为一个。该第一通气孔401的设置，保证了排气制动蝶阀中的限压装置壳体8的内腔与大气的通畅，确保限压密封活塞20往复运动时的空气阻力为零，有效调控发动机排气背压并及时散热，防止限压弹簧因高温而失效。

为了便于装配定位，有效的对限压装置壳体8进行密封，在套筒42外圆的螺纹的前端设有凸台46，凸台46的高度为1-5mm。

为了在限压装置壳体8内固定弹簧端盖40，使其不能随意的拧紧或旋松，在凸台46上还开设有防拆孔45，与限压装置壳体8上设有的柱销82对应设置，参见图4所示。为了不影响顶盖43的强度，防拆孔45直径为1-6mm。图1C为防拆孔为豁槽的结构示意图，如图1C所示，当防拆孔45的直径大于凸台46的高度时，防拆孔45在凸台46上形成一个豁槽45’，与限压装置壳体8上设有的柱销82对应设置。

弹簧端盖实施例二

图2为本发明弹簧端盖实施例二的结构示意图。为了更好的保证限压装置壳体内腔与大气的通畅，更有效调控发动机排气背压并及时散热，所述的第一通气孔401，可以如上述实施例一中所述的那样，开设数量为一个，且开设位置是在顶盖端面的中心位置。如图2所示，根据需要，第一通气孔401也可以为多个，在顶盖43端面上对称开设。

本实施例的其他特征与实施例一相同，参见实施例一，不再赘述。

弹簧端盖实施例三

图3为本发明弹簧端盖实施例三的结构示意图。如图3所示，作为更优选的方案，在实施例一的基础上，顶盖43的端面上还开设有第二通气孔402，在所述第一通气孔401的***对称开设。

本实施例的其他特征与实施例一相同，参见实施例一，不再赘述。

弹簧端盖实施例四

图4为本发明弹簧端盖实施例四的结构示意图。在实施例二的基础上，根据限压装置中弹簧的级数要求，弹簧端盖的内腔44除了设置为盲孔之外，还可以设置为阶梯形。如图4所示，顶盖43的内腔44为阶梯孔，第一通气孔401为多个，在顶盖43端面上对称开设。

本实施例的其他特征与实施例二相同，参见实施例二，不再赘述。

图5为本发明排气制动碟阀的整体结构示意图。如图5所示，本发明还提供一种排气制动蝶阀，阀体1内设有蝶片30，蝶片30的边缘开设有泄压缺口31；蝶片30通过转轴11固定在阀体1内腔中，以转轴11为中心在阀体1内腔中翻转；阀体1上设有限压装置，该限压装置包括设置在阀体1侧壁上的限压装置壳体8，限压装置壳体8内腔中设有限压密封活塞20，限压密封活塞20的前端穿过开设在限压装置壳体8壁上的开孔伸入阀体1内腔，并对应插设在所述的泄压缺口31中，限压密封活塞20的末端设有限压弹簧7，限压弹簧7的底部与如上所述的弹簧端盖40相抵顶，套筒42外圆与限压装置壳体8内壁螺纹连接，顶盖43与限压装置壳体8的末端固定。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。

排气制动蝶阀的工作过程是这样的：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，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，从而对限压装置壳体静压孔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头部和限压装置壳体静压孔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。

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11，转轴11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224将离开阀体1的限压装置壳体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6为本发明限压装置壳体剖面结构示意图。如图6所示，为了更好的保证限压装置壳体内腔与大气的通畅，还可以在限压装置壳体8上，开设多个第三通气孔403，沿限压装置壳体8径向均匀开设。第三通气孔的开设位置位于弹簧端盖40前方的限压密封活塞20限位面之后，是为了确保限压密封活塞20在移动的全行程上有可靠地密封，其头部压力为蝶阀的背压其尾部压力为大气压。

图7为本发明限压密封活塞结构示意图。如图7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。限压装置壳体8内腔形状与限压密封活塞20形状对应设置为阶梯状。

排气制动蝶阀中的限压装置，根据其内部设置的限压弹簧级数的要求，设置为不同的结构形式。

限压装置实施例一

图8为本发明排气制动蝶阀中限压装置实施例一的结构示意图。如图8所示，当蝶阀的限压装置采用单级弹簧的结构时，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2222，且其盲孔的深度要小于支座22长度，更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。排气制动蝶阀的弹簧端盖40上的第一通气孔401，可为一个，开设在顶盖43端面的中心位置；可为多个，在顶盖43端面上对称开设；也可在顶盖43端面的中心位置的第一通气孔401***对称开设第二通气孔402。

限压装置实施例二

图9为本发明排气制动蝶阀中限压装置实施例二的结构示意图。如图9所示，当蝶阀设定的压力较高，限压装置采用单级弹簧的结构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双级弹簧结构，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。弹簧端盖40的内腔44为阶梯形，顶盖43的端面上可对称开设第一通气孔401。

综上所述，本发明通过多处开设的通气孔，保证了排气制动蝶阀中的限压装置壳体内腔与大气的通畅，确保限压密封活塞往复运动时的空气阻力为零，有效调控发动机排气背压并及时散热，防止限压弹簧因高温而失效。弹簧端盖螺纹前端的圆柱凸台，在保持内腔与大气通畅的同时，防止污染。通过防拆孔的设置，有效杜绝了使用者的随意拆卸。

需要说明的是，以上所述的各个实施例中仅举例之用，并不因此限制本发明的保护范围，可根据需要作简单的变化或修改。

Claims (10)

1.一种排气制动蝶阀的弹簧端盖，由套筒(42)和顶盖(43)组成，其内部开设有用于容置限压弹簧(7)的内腔(44)，套筒(42)外圆设有螺纹，其特征在于，所述的顶盖(43)的端面上开设有第一通气孔(401)，与所述的内腔(44)相连通。

2.如权利要求1所述的排气制动蝶阀的弹簧端盖，其特征在于，所述的第一通气孔(401)为一个，开设在顶盖(43)端面的中心位置；

或者，所述的第一通气孔(401)为多个，在顶盖(43)端面上对称开设。

3.如权利要求2所述的排气制动蝶阀的弹簧端盖，其特征在于，所述的顶盖(43)的端面上还开设有第二通气孔(402)，在所述第一通气孔(401)的***对称开设。

4.如权利要求1所述的排气制动蝶阀的弹簧端盖，其特征在于，所述的套筒(42)外圆在螺纹的前端设有凸台(46)，所述凸台(46)的高度为1-5mm；

所述的凸台(46)上开设有防拆孔(45)；

所述的防拆孔(45)直径为1-6mm。

5.如权利要求1所述的排气制动蝶阀的弹簧端盖，其特征在于，所述的内腔(44)为阶梯形。

6.一种排气制动蝶阀，阀体内设有蝶片(30)，蝶片(30)的边缘开设有泄压缺口(31)；所述的蝶片(30)通过转轴(11)固定在阀体(1)内腔中，以转轴(11)为中心在阀体(1)内腔中翻转；阀体(1)上设有限压装置，该限压装置包括设置在阀体(1)侧壁上的限压装置壳体(8)，限压装置壳体(8)内腔中设有限压密封活塞(20)，限压密封活塞(20)的前端穿过开设在限压装置壳体(8)壁上的开孔伸入阀体(1)内腔，并对应插设在所述的泄压缺口(31)中，限压密封活塞(20)的末端设有限压弹簧(7)，其特征在于，所述的限压弹簧(7)的底部与如权利要求1-5任一项所述的弹簧端盖(40)相抵顶，所述的套筒(42)外圆与限压装置壳体(8)内壁螺纹连接，顶盖(43)与限压装置壳体(8)的末端固定。

7.如权利要求6所述的排气制动蝶阀，其特征在于，所述的限压装置壳体(8)上，开设有多个第三通气孔(403)，沿限压装置壳体(8)径向均匀开设；所述的第三通气孔(403)的开设位置位于弹簧端盖(40)前方的限压密封活塞(20)限位面之后。

8.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的前端面(224)与限压装置壳体内壁(81)之间设有间隙。

9.如权利要求6所述的排气制动蝶阀，其特征在于，所述的限压装置壳体(8)上设有柱销(82)，与所述的凸台(46)上开设的防拆孔(45)对应设置。

10.如权利要求6或7或8或9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；所述的限压装置壳体(8)内腔形状与所述的限压密封活塞(20)形状对应设置为阶梯状；

所述的支座(22)内部开设的弹簧安装孔为盲孔(2221)或阶梯孔(2222)，其深度小于支座(22)长度。

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