CN105189151B - 用于中央轮胎充气***的阀组件 - Google Patents

Abstract

提供一种用于中央轮胎充气***的阀组件。阀组件包括具有第一端口的第一外壳，该第一端口通过凹腔连接到第二端口。第二端口与轮组件流体地连通。偏置构件与在第一外壳中形成的第一穿孔相邻地布置在凹腔内。阀组件被偏置构件接触。阀构件包括具有外表面的第一部分，外表面邻近于一端部而不断开，以允许加压流体绕其流动。第一部分直径朝向该端部减小。

Description

用于中央轮胎充气***的阀组件

相关申请的交互参照

本申请根据35U.S.C.119(e)要求对以下授权的临时专利申请的权益：2013年2月11日提交的61/763,048、2013年3月11日提交的61/776,431、2013年3月15日提交的61/792,778、2013年8月14日提交的61/865,790、2014年1月10日提交的61/925,749、2014年2月11日提交的14/177,574，本文以参见方式引入它们披露的全部内容。

发明的背景

本发明涉及阀组件。具体来说，本发明涉及用于中央轮胎充气***的阀组件。

目前轮胎充气***中所用的阀设计具有最小和最大压力限值，它们是***的运行温度要求和背压特征的函数。由于流过轮胎充气***的流量增加，所以***内的背压也增加。在较高流量和背压的情况下，目前阀设计经受的压力可以是这样：当轮胎压力被调整到选定的值时，阀无法关闭。

因此，提供可在高流量和背压下有效地发挥功能并克服了上述缺点的阀组件是理想的。

发明内容

提供用于中央轮胎充气***的阀组件。阀组件包括具有第一端口的第一外壳，该第一端口通过凹腔连接到第二端口。第二端口与轮组件流体地连通。偏置构件与第一外壳中形成的第一穿孔相邻地设置在凹腔内。阀组件还包括被偏置构件接触的阀构件。阀构件包括具有外表面的第一部分，外表面邻近于一端而不断开，以允许加压流体绕其流动。第一部分朝向该端部减小其直径。

附图说明

本技术领域内技术人员从以下的详细描述中，并借助于附图来考虑时，将会容易地明白本发明上述的以及其他的优点，附图中：

图1是根据本发明的阀组件的实施例的剖视图；

图2是图1阀组件的第一外壳的实施例的立体图；

图3是图1阀组件的阀构件的实施例的立体图；

图4是根据本发明的阀组件的另一实施例的剖视图；

图5是图4阀组件的阀构件的实施例的立体图；

图6是适用于图1和4的阀组件的阀构件的另一实施例的立体图；

图7是适用于图1和4的阀组件的阀构件的另一实施例的立体图；

图8是图7阀构件的剖视图，其是适用于图1和4的阀组件的第一外壳的另一实施例；

图9是当轮胎压力正在减小时图8所示阀构件和第一外壳的另一剖视图；

图10是当轮胎压力正在减小时图1阀组件的实施例的剖视图；

图11是当轮胎压力正在减小时图1阀组件的实施例的剖视图；

图12是当轮胎压力正在减小时图1阀组件的实施例的剖视图；

图13是图12的阀组件内一区域的立体图；

图14是图11的阀组件内一区域的立体图；

图15是图10的阀组件内一区域的立体图；

图16是图1的阀组件内一区域的立体图，或是当轮胎压力低且正在减小时的区域的立体图；

图17是根据本发明的阀组件的另一实施例的立体图，其显示为附连到气动控制单元；

图18是图17的阀组件的分解立体图；

图19是图17的阀组件的剖视图；

图20是根据本发明的阀组件的另一实施例和另一气动控制单元的各部分的分解立体图；

图21示出当轮胎压力正在减小时图20的阀组件的剖视图；

图22示出当轮胎压力正在减小时图20的阀组件的剖视图；以及

图23示出当轮胎压力正在减小时图20的阀组件的剖视图。

具体实施方式

应该理解到，除了清楚地规定为相反的情形，本发明可呈现各种替代的定向和步骤顺序。还应理解到，附图中所示的以及以下说明书中描述的特殊的组件和特征只是本发明概念的示范实施例。因此，涉及所披露实施例的特殊的尺寸、方向或其他物理特征不能被认为是限制的，除非另有明确的表述。还有，尽管它们可能不是这样的情形，但在本申请的该部份内，各种实施例中相同的元件普遍地用相同的附图标记表示。

这里描述阀组件100、300、500的实施例。本技术领域内的技术人员将会理解到，阀组件100、300、500可适用于客车、商务车和非公路上的车辆。还有，本技术领域内的技术人员将会理解到，阀组件100、300、500的实施例可具有工业的、机车的、军事的和航天的应用。

阀组件100、300、500将被描述为与空气的使用。然而，阀组件不局限于与空气的使用。因此，替代的气态流体适用于与阀组件的使用。

较佳地，作为中央轮胎充气***(CTIS)的一部分来提供阀组件100、300、500。传统的中央轮胎充气***在行内是公知的，阀组件100、300、500可用作为该***的一部分。此外，这里将讨论中央轮胎充气***的各部分，以描述阀组件100、300、500的某些实施例。

中央轮胎充气***设置在车辆(未示出)上，以允许操作者调整(增加、减少或维持)附连到车辆的一个或多个轮组件的轮胎压力。每个轮组件包括轮胎和轮辋。轮胎可以是行内传统的轮胎。轮胎包括内表面和外表面。内表面的一部分面向轮辋。轮辋可以是行内传统的。轮辋包括内表面和外表面。较佳地，轮胎密封地附连到轮辋的外表面。

将轮胎附连到轮辋上，便形成了容纳空气的空间。应该认识到，该空间可容纳其他替代的流体。较佳地，空气是被加压的。在该空间内，空气压力可从大约2至180psi(磅/平方英寸)。在空间内由空气施加的压力在这里被称作为轮胎压力。

利用中央轮胎充气***，可将轮胎压力选择到期望的值。在某些实施例中，可要求将轮胎压力保持在约150磅/平方英寸或更小。也可通过增加或减小轮胎压力来调整轮胎压力。例如，轮胎压力可从150磅/平方英寸调整到10磅/平方英寸或反之。利用阀组件100、300、500可在宽的流量范围和高的背压下快速地调整期望的轮胎压力。

为了达到要求的轮胎压力和/或调整轮胎压力，阀组件100、300、500可与轮胎充气***的另一部分流体地连通或者被置于与该另一部分流体连通，例如，轮胎充气***的另一部分诸如是一个或多个流体导管、转动接头、另一阀装置/组件，和/或气动控制单元。因此，阀组件100、300、500可与轮组件流体地连通或被置于与其流体连通。较佳地，阀组件100、300、500通过流体导管连接到轮组件以允许与其流体地连通。

现将参照图1-16来描述阀组件100的实施例。

阀组件100最好被用作轮阀或作为轮阀的一部分。有利地，在这些实施例中，阀组件100允许轮胎压力被调整，并当甚至在高的流量和高的背压下实现选定的轮胎压力时关闭阀组件100。较佳地，在这些实施例中，阀组件100附连到轮组件。例如，阀组件100可附连到轮辋的外表面或内表面。替代地，阀组件100可附连到轮辋的内侧表面或外侧表面。

阀组件100可包括第二外壳102。较佳地，该第二外壳102附连到轮组件，并包括第一部分104和第二部分106。第一部分104和第二部分106可通过一个或多个紧固件108互相附连。当第二外壳102附连到轮组件上时，第二部分106使第一部分104与轮组件分离。第二部分106包括具有安装部分112的接纳部分110。

第二外壳102的内表面116、144形成主腔室114。控制端口118与主腔室114流体地连通。控制端口118也可与中央轮胎充气***的其他部分流体地连通，诸如是加压空气源(未示出)。在该实施例中，加压空气源可以是设置在车辆上的空气压缩机，并作为中央轮胎充气***的一部分。控制端口118通过主流体导管120与主腔室114流体地连通。主流体导管120从第二外壳102的外表面122延伸到主腔室114。

主流体导管120可设置成与接纳部分110呈平行关系。然而，在另一实施例中，主流体导管120设置成与接纳部分110呈垂直关系。主流体导管120可包括不同直径和长度的各部分。

主腔室114还可有选择地通过阀装置136与轮胎端口124流体地连通。轮胎端口124与轮组件内的加压空气源流体地连通。在这些实施例中，当轮胎压力减小时，轮组件内的空气通过轮胎端口124排出，而当轮胎压力增加时，轮组件内的空气通过轮胎端口124进入轮组件。轮胎端口124通过主腔室124和主流体导管120有选择地与控制端口118流体地连通。轮胎端口124通过附连到第二端口128的流体导管126与第二端口128流体地连通。第二端口128通过凹腔134与第一端口130流体地连通并连接到第一端口130。凹腔134通过设置在凹腔与第二端口之间的第二流体导管133连接到第二端口128。凹腔134通过设置在凹腔与第一端口之间的第一穿孔132连接到第一端口130。第一穿孔132在一端上附连到第一端口130，而在相对端上附连到凹腔134。

第一端口130与阀装置136流体地连通。阀装置136定位在第一端口130上，并从打开位置操作到关闭位置并且反之。阀装置136允许或阻止主腔室114和第一端口130之间的流体连通。在这些实施例中，阀装置136定位在第二外壳102内。阀装置136包括主偏置构件138、背衬板140和隔膜部分142。主偏置构件138、背衬板140和隔膜部分142是同心的。

主偏置构件138设置在与第二外壳102的第一部分104邻接的腔室114内。主偏置构件138可以是弹簧，例如，诸如是卷簧。主偏置构件138设置在第二外壳102的内表面144和背衬板140之间。主偏置构件138接触背衬板140，并朝向轮胎端口124偏置阀装置136和将其偏置到关闭位置。

背衬板140包括主壁部分146和盘部分148。主壁部分146附连到盘部分148并大致地远离盘部分148延伸。主壁部分146邻近于外壳102的第一部分104设置。盘部分148包括偏置表面150和匹配表面152。主偏置构件138接触偏置表面150。匹配表面152形成槽154，该槽154接纳隔膜部分142的一部分。

隔膜部分142大致呈圆盘形状，并可由橡胶或其他弹性体材料形成。隔膜部分142包括第一表面156和第二表面158。第一表面156与背衬板140接触并被槽154接纳。第二表面158接触第一外壳160，以当阀装置136处于关闭位置时在第一端口130上提供密封。

阀装置136通过主腔室114和主流体导管120与控制端口118流体地连通。还有，阀装置136通过第一端口130与第一穿孔132流体地连通。阀装置136有选择地允许或阻止轮组件和空气压缩机之间的流体连通。在打开位置，阀装置136允许控制端口118和轮胎端口124之间的流体连通。在关闭位置，阀装置136通过提供第一端口130上的密封来阻止控制端口118和轮胎端口124之间的流体连通。

阀组件100包括第一外壳160。在图1-16的实施例中，第一外壳160定位在第二外壳102内、于隔膜部分142和接纳部分110之间。在这些实施例中，第一外壳160被接纳部分110接纳，第一外壳160的一部分设置在其中。

如图2清楚地所示，第一外壳160可包括中心部分162和法兰部分164。中心部分162和法兰部分164同心。法兰部分164附连到中心部分162并远离中心部分162延伸。法兰部分164可包括多个外表面166，它们可形成六边形形状。回头参照图1，法兰部分164与安装部分112相匹配，这样，第一外壳160保持相对于接纳部分110的位置。

回头参照图2，中心部分162包括小直径部分168和大直径部分170。小直径部分168和大直径部分170彼此附连并且同心。中心部分162还包括附连到小直径部分168的唇形物172。如图1所示，唇形物172可以是环形的，当阀装置136处于关闭位置时，隔膜部分142密封地接触该唇形物。大直径部分170和小直径部分168的一部分设置在接纳部分110内。在类似于图7-9所示的某些实施例中，保持环167可被邻近于大直径部分170的端部设置的内部槽171接纳。

回头参照图2，小直径部分168可以是圆柱形，并具有形成第一穿孔132的壁部分174。大直径部分170可以是圆柱形并形成第二穿孔175。第一穿孔132的直径小于第二穿孔175的直径。在图1和2所示的实施例中，第一穿孔132邻近于唇形物172基本上为恒定的直径，并包括邻近于偏置构件176的倒圆端部177。在图8和9所示的实施例中，第一穿孔132邻近于唇形物172为基本上恒定的直径，并包括邻近于偏置构件176的渐缩直径部分173。如图9所示，当轮胎压力正在减小时，该渐缩直径部分173改进了加压空气通过第一穿孔132的流动。渐缩直径部分173由壁部分174的表面形成。较佳地，该表面设置成角度。选择该表面相对于中心线180的角度，以在第一穿孔132内的预定位置处提供区域A1。

偏置构件176的端部232被接纳在槽234内，该槽234径向地形成在小直径部分168和大直径部分170之间。槽234是一定深度的环形凹陷，如图9所示，如果基部212接触第一外壳160，则该深度允许偏置构件176经受选定的压缩量。

在图7-9所示的实施例中，第一外壳160包括内表面236。壁部分174在其一端上附连到内表面236。内表面236是环形部分，并使第一穿孔132与槽234分离。在其外边缘处，内表面236附连到内壁部分238。内壁部分238在其外边缘处附连到上壁部分240。该上壁部分240为基本上环状。该上壁部分240在其外边缘处附连到外壁部分242。内壁部分238、上壁部分240和外壁部分242形成槽234。

回头参照图1，阀组件100包括偏置构件176。较佳地，该偏置构件176是弹性的，是诸如盘簧的弹簧，盘簧由弹簧钢形成。偏置构件176邻近于第一穿孔132设置。

偏置构件176和阀构件178、178A、178B、178C都设置在凹腔134内。凹腔134由接纳部分110和第一外壳160形成。阀构件178、178A、178B、187C可在凹腔134和第一外壳160内运动。在一实施例中，阀构件178、178A、178B、178C可滑动地设置在凹腔134和第一外壳160内。偏置构件176接触阀构件178、178A、178B、178C，并远离第一穿孔132和朝向第二端口128偏置阀构件178、178A、178B、178C。

流体导管126将轮胎端口124连接到第二端口128，从而允许第二流体导管133、凹腔134、第一穿孔132和第一端口130与轮组件流体地连通。当轮胎压力正在减小时，阀构件178、178A、178B、178C响应于来自第二端口128的空气流朝向或远离第一端口130运动。一般地，当轮胎压力减小时，阀构件178、178A、178B、178C远离第一端口130移动。

第一外壳160、偏置构件176和阀构件178、178A、178B、178C优选共用一根公共的中心线180。第二端口128和轮胎端口124可偏离中心线180。偏置构件176至少部分地被第二穿孔175接纳并与其接触。一部分的偏置构件176可被阀构件178、178A、178B、178C接纳，阀构件178、178A、178B、178C的各部分和偏置构件176可配合。

如图3、5-6和7-8清楚地所示，阀构件178、178A、178B、178C包括第一部分182、182A、182B、182C以及第二部分184、185、185C。第一部分182、182A、182B、182C以及第二部分184、185、185C同心。第一部分182、182A、182B、182C邻近第一端186附连到第二部分184、185、185C。在一实施例中，第一部分182、182A、182B、182C的直径小于第二部分184、185、185C的直径。

第一部分182、182A、182B、182C包括外表面188，其邻近于第二端190不断开，以允许加压流体在其上流动。第一端口130通过围绕外表面188形成的流动通道与第二端口128连通。第一部分182、182A、182B、182C的直径朝向第二端190逐渐地减小。

如图3、5和6清楚地所示，第二端190锐利地形成。在其他实施例中，第二端可具有穹顶形状。第二端190包括第二端表面248。在类似于图3所示的实施例中，第二端表面248不断开且大致呈圆形。在其他实施例中，诸如图7所示的实施例，第二端表面248具有环形形状并围绕开口250。开口250可以是圆形，并与通道252流体地连通，该通道252通过第一部分182C从第二端190延伸到第一端186。

通道252允许加压空气从第二端190连通到第一端186以及反之。当轮胎压力减小时，加压空气通过通道252的至少一部分的流动优选是无湍流。通道252可具有大致圆柱形的形状，并且其直径254在第一部分182C的第二端190附近基本上恒定不变。直径254可朝向和邻近于第一部分182C的第一端186增大。

区域A2形成在通道252内。区域A2的直径和尺寸不变。当轮胎压力正在减小时，区域A2允许通过阀组件100的流动能力为最小。较佳地，当减小轮胎压力时，通过区域A2的加压空气流没有湍流。

在图4-6所示的某些实施例中，第一端186也附连到第一端部分192。在此实施例中，第一端部分192附连到中间直径部分194。第一端部分192和中间直径部分196可分别是环形形状。

一个或多个开口196可设置在圆柱形部分210内。在图4-6所示的实施例中，圆柱形部分210是附连到中间直径部分194的那部分。如图所示，一个或多个开口196可包括四个开口。一个或多个开口196从外表面188延伸到由内表面200形成的凹腔部分198。凹腔部分198可朝向轮胎端口124增大厚度。如图6所示，一个或多个开口196可互相成直角地形成，和/或与阀构件178B的中心线180成垂直关系。在图5所示的另一实施例中，一个或多个开口196可相对于阀构件178A的中心线180成锐角地形成。如图3和7所示，在其他实施例中，阀构件178、178C包括相对于第二部分184不断开的第一部分182，使得引导通过阀组件100的流体围绕第一部分182流动，而不是通过设置在其中的一个或多个开口流动。

在其他的实施例中，诸如图7-9中所示的实施例，倒圆部分199附连到第一端186。倒圆部分199附连到锥形部分201。锥形部分201使倒圆部分199与孔口部分202分开。锥形部分201的厚度朝向倒圆部分199减小。减小锥形部分201的厚度可减小在锥形部分201附近加压空气受到的流动限制。倒圆部分199和锥形部分201分别包括曲线表面244、246。

第一部分182、182A、182B、182C还包括孔口部分202。孔口部分104包括两个或多个离散的部分。在一实施例中，孔口部分202包括第一直径部分204和第二直径部分206。在其他的实施例中，孔口部分202还包括中间直径部分208。第一直径部分204的直径大于第二直径部分206的直径。中间直径部分208的直径大于第二直径部分206的直径、但小于第一直径部分204的直径。

第一直径部分204附连到中间直径部分208，中间直径部分208附连到第二直径部分206。第一直径部分204还可附连到中间直径部分208和第二直径部分206，并使中间直径部分208和第二直径部分206与圆柱形部分210分离。第二直径部分206附连到第一部分182、182A、182B、182C的第二端190。第一直径部分204和中间直径部分208的直径朝向第二直径部分204减小。第一直径部分204、中间直径部分208和第二直径部分206可分别是大致截头锥形，其中各个部分204、206、208朝向第二端190逐渐地减小直径。尽管图7-9所示的实施例中未予示出，但图中所示的第一部分182C也可包括如上所述的中间直径。

第二部分184、185、185C可设置在接纳部分110内。在某些情形中，第二部分185、185C可接触第一外壳160以提供有效的阻挡。在图4-9所示的某些实施例中，第二部分185包括基部212和壁214。壁214呈环形，并较佳地围绕基部212设置。在图4-6所示的实施例中，壁214还朝向第一穿孔132轴向地延伸超过基部212。然而，在图7-9所示的实施例中，基部212朝向第一穿孔132轴向地延伸超过壁214。

在类似于图8和9所示的其他实施例中，阀构件178C通过在保持环167保持在第一外壳160内。在这些实施例中，保持环167的内直径215小于壁212的外直径219。还有，壁212的外直径219大于第一穿孔132的直径。然而，壁212的外直径219小于第二穿孔175的直径。

基部212定位在第二端口128附近。第二部分185、185C接纳一部分的偏置构件176。在图4-6所示的实施例中，偏置构件176接触基部212，并设置在阀构件178A、178B的第一端部分192与壁214之间。还有，在图4-6所示的实施例中，基部212是实心构件。在诸如图7-9所示实施例的其他实施例中，偏置构件176接触壁214并围绕基部212设置。

在7-9所示的实施例中，一个或多个孔213设置在基部212内，以允许加压空气流过其中。在这些实施例中，可设置三个孔213。每个孔213由一个或多个曲线表面244形成，这减小了流过一个或多个孔213的加压空气受到的阻力。

一个或多个孔213对加压空气提供让其流过其中的区域，该区域的尺寸大于区域A1。区域A1的尺寸可根据轮胎压力和希望的轮胎压力的减小而变化。区域A1的尺寸可随轮胎压力减小而增加，以保持或基本上保持所选定的流量。对于加压空气通过一个或多个孔213流过基部212的流动形成一区域，该区域的尺寸大于区域A1，这确保区域A1是流过阀组件100的限流部位。

在类似于图3所示实施例的其他实施例中，第二部分184包括一个或多个支承件216。支承件216附连到第一部分182、围绕第一部分182设置并轴向地延伸超过第一部分182。较佳地，支承件216等距离间距开。每个支承件216可具有大致楔形的部分218。每个支承件216包括锐利成形的上部边缘220。可用形成支承件216所用的工艺过程来形成上部边缘220。当轮胎压力在调整时，连续的梭状(shuttle)支承件216之间的空间228形成通过阀组件100的一部分流动通道。

每个支承件216邻近于下壁部分226和第二端口128定位。支承件216形成阀构件178的外直径222。如图1所示，外直径222小于第一外壳160的内直径224。

阀组件100包括区域A1。当轮胎压力在减小时，区域A1允许提供选定的流过其间的流量。在图1-6所示的实施例中，流过阀组件100的流量等于流过区域A1的流量。在图7-9所示的实施例中，流过阀组件100的流量等于流过区域A1的流量和流过区域A2的流量。在图1-6所示的实施例中，区域A1具有这样的流量：当轮胎压力在减小时，其提供阀组件100所需的压力以保持打开，而当达到选定的轮胎压力时则关闭。在图7-9所示的实施例中，区域A1和区域A2具有这样的流量：当轮胎压力正在减小时，其提供阀组件100所需的压力以保持打开，而在达到选定的轮胎压力时则关闭。

区域A1形成在第一穿孔132内。区域A1至少部分地由第一外壳160的壁部分174形成。区域A1图示在图16中，此时其仅由壁部分174形成。当轮胎压力不在减小时或当轮胎压力正在减小但是较低时，区域A1仅由壁部分174形成。当轮胎压力正在减小时，区域A1也可由第一部分182、182A、182B、182C的一部分204、206、208形成。

现将利用图10-16来描述轮胎压力减小时的图1-9中所示阀组件100实施例的操作。

为了减小轮胎压力，将空气流从空气压缩机引导到阀组件100。空气流处于大于轮胎压力的压力之下。空气流从控制端口118通过主流体导管120进入主腔室114。如图10-12所示，通过远离轮胎端口124偏置隔膜部分142，空气流使阀装置136运动到打开位置。

一旦阀装置136处于打开位置，空气压缩机和阀组件100之间的流体连通被阻止，来自空气压缩机的空气流被中断。接下来，空气从轮组件通过轮胎端口124进入阀组件100。加压空气从轮胎端口124通过第二端口128和流体导管126、133流过凹腔134、在阀构件178周围通过第一穿孔132流到第一端口130，并流到主腔室114和流出控制端口118。

当来自轮组件的加压空气流过凹腔134时，加压空气对阀构件178提供偏置。由加压空气提供的该偏置抵抗由偏置构件176提供的偏置，偏置构件176推动阀构件178朝向第一穿孔132。如图10-12所示，朝向第一穿孔132推压阀构件178可压缩偏置构件176，并可将阀构件178定位在第一穿孔132内。当阀构件178定位在第一穿孔132内时，第一部分182的一部分204-208也形成区域A1。当轮胎压力减小时，由加压空气提供给阀构件178的偏置减小，偏置构件176朝向轮胎端口124回推阀构件178。

轮胎压力确定了第一部分182的哪部分204-208(如果存在的话)被第一穿孔132接纳。因此，当轮胎压力减小时，根据初始轮胎压力和选定的轮胎压力可改变区域A1的大小。当轮胎压力如下所述和图13中所示那样很高时，区域A1小于轮胎压力较低(如下面所述和图14-16中所示)时的区域。还有，如图13-16所示，当轮胎压力减小时，区域A1的尺寸增大。在轮胎压力减小时增大区域A1的尺寸允许流过区域A1的流量保持基本上恒定不变。

现参照图13-16，将参照某些轮胎压力条件和轮胎压力减小来描述区域A1。

高轮胎压力条件的图示显示在图13中。在高轮胎压力条件下，诸如150磅/平方英寸轮胎压力，第一直径部分204被第一穿孔132接纳，区域A1由第一直径部分204和壁部分174形成。图14示出轮胎压力低于以上描述的和图13所示的轮胎压力条件之下时的区域A1。在该实施例中，中间直径部分208被第一穿孔132接纳，区域A1由中间直径部分208和壁部分174形成。图15示出轮胎压力低于以上描述的和图13和14所示的轮胎压力条件之下时的区域A1。在该实施例中，第二直径部分206被第一穿孔132接纳，区域A1由第二直径部分206和壁部分174形成。图16示出轮胎压力不减小或低于以上描述的和图13-15所示的轮胎压力条件时的区域A1。如图16所示，第一部分182未被第一穿孔132接纳。在以上描述的和图16所示的轮胎压力条件下，加压空气提供的偏置不大于偏置构件176提供给阀构件178的相对的偏置。而是，第一部分182被第二穿孔175接纳，区域A1仅由第一外壳160的壁部分174形成。

在图17-23所示的阀组件300、500的实施例中，阀组件300、500不附连到轮组件。在这些实施例中，阀组件300、500设置在车辆的其他部分处，并附连到中央轮胎充气***的气动控制单元310、512。然而，阀组件300、500的实施例仍允许最优地减小轮胎压力，并还可便于中央轮胎充气***排气。在这些实施例中，当轮胎压力在减小时，阀组件300、500构造成控制住轮胎充气***的一个或多个部分内的压力。

现将描述用来减小一个轮组件的轮胎压力的阀组件300、500的实施例。然而，阀组件和中央轮胎充气***并不如此受限。因此，阀组件和中央轮胎充气***可用来同时减小一个以上轮组件的轮胎压力。

现将参照图17-19来描述阀组件300的实施例。阀组件300的某些实施例可以是如上所述的如图1-16中所示的阀组件100的实施例。

阀组件300包括第一外壳302。第一外壳302具有通过凹腔308连接到第二端口306的第一端口304。在这些实施例中，第二端口306有选择地与轮组件流体地连通。轮组件如上所描述。当轮组件的轮胎压力正在减小时，第二端口306与轮组件流体地连通。

阀组件300通过第二端口306与在气动控制单元310内形成的端口流体地连通。阀组件300通过第二端口306、气动控制单元310和中央轮胎充气***的其他部分有选择地与轮组件流体地连通。在这些实施例中，阀装置312与阀组件300和气动控制单元310流体地连通。阀装置312可从打开位置操作到关闭位置，反之亦然。阀装置312允许或阻止阀组件300和气动控制单元310之间的流体连通。通过将阀装置312置于打开位置，便可实现阀组件300和气动控制单元310之间的流体连通。

在打开位置中，阀装置312允许阀组件300通过气动控制单元310排出中央轮胎充气***的一部分，或与轮组件连通，以如上所述地减小其轮胎压力。在打开位置中，阀装置312允许阀组件300和诸如轮组件那样的加压空气源之间的流体连通。在关闭位置中，阀装置阻止阀组件300和诸如空气压缩机那样的加压空气源之间的流体连通。如图14所示，阀装置312最好是螺线管类型。还为较佳地是，阀装置312通常处在打开位置中。

现参照图18-19，第一外壳302的内表面314形成了凹腔308。凹腔308可具有大致圆柱形的形状。第二端口306在端部316上与凹腔308流体地连通。第二端口306通过第一外壳302内形成的流体导管320连接到轮胎端口318并与轮胎端口318流体地连通。第二流体导管321将第二端口306连接到凹腔308。当阀装置312处于打开位置中且轮胎压力正在减小时，轮组件通过轮胎端口318、流体导管320和第二流体导管321与第二端口306流体地连通。流体导管320较佳地具有螺纹连接部分，以将阀组件300附连到气动控制单元310。

在相对端部324上，凹腔308与第一端口304流体地连通。在这些实施例中，第一端口304也与大气流体地连通。当轮胎压力正在减小时，轮组件内的空气通过第一端口304排出。还有，当该***通气时，中央轮胎充气***内的加压空气通过第一端口304排出。

偏置构件326与第一穿孔328相邻地设置在凹腔308内。第一穿孔328定位在第一端口304和凹腔308之间，并与其流体地连通。第一穿孔328形成在第一外壳302内，并如上所述地较佳地作为图1-16中所示的阀组件100的实施例。第一穿孔328由壁部分329形成。

偏置构件326的端部330与第一穿孔328相邻地接触第一外壳302的内表面314。较佳地，偏置构件228是如上所述的弹簧，例如，诸如盘簧，对图1-16所示的阀组件100的实施例，盘簧如上所述地操作。

阀构件332也设置在凹腔308内，并被偏置构件326的端部334接触。偏置构件326的一部分和阀构件332的一部分配合。轮胎端口318、第二端口306、阀构件332、偏置构件326、第一穿孔328和第一端口304轴向地对齐。

阀构件332可如上所述用于图1-16中所示的阀组件100的各实施例中。阀构件332包括第一部分336和第二部分338。在一实施例中，第一部分336的直径小于第二部分338的直径。第一穿孔328的尺寸做成可接纳第一部分336。第一部分336具有外表面340，外表面340邻近于端部342不断，以允许加压流体围绕其流动。第一部分336朝向其端部342直径减小。

第一部分336包括孔口部分344。孔口部分344可以如上所述地用于图1-16所示的阀组件100的实施例中。孔口部分344包括第一直径部分346和第二直径部分348。第一直径部分346的直径大于小直径部分348的直径。第一直径部分346和第二直径部分348朝向第一部分336的端部342逐渐地减小直径。当第一部分336逐渐地减小直径时，即使当轮胎压力如上所述地随时间减小，流过阀组件300的流量也不会快速地下跌。圆柱形部分350在一端上附连到第一直径部分346，而在相对端上附连到第二部分338。

第二部分338可以如上所述地用于图1-16所示的阀组件100的实施例中。在图17-19所示的实施例中，第二部分338包括多个支承件352，他们沿周向并等距离地间距开。每个支承件352从第一部分336延伸出。支承件352接触第一外壳302的内表面314，并邻近于第二端口306定位。较佳地，支承件352类似地定尺寸和间隔开。空间354设置在邻近的支承件352之间，其尺寸允许期望的空气量流过其中。较佳地，各个空间354尺寸类似。阀构件332也可包括设置在每个支承件352的端面356上的至少一个间隔件(未示出)。间隔件提供第一外壳302的内表面314和第二部分338之间的间隙。

阀组件300包括区域A1。区域A1可以是如上所述地用于图1-16所示的阀组件100的实施例中，如上所述地用于阀组件100的实施例的区域A1可描述如下。区域A1的尺寸在阀组件300的各个实施例之间变化。区域A1至少部分地由壁部分329形成，该壁部分329形成第一穿孔328。

可选择通过区域A1的流量。较佳地，对于图17-23所示的阀组件300、500的实施例，区域A1具有的流量小于流过***的另一部分、例如诸如是轮阀的流量。较佳地，区域A1的流量小于流过轮阀的选定区域的流量。由于区域A1流量小于流过轮阀的流量，所以当轮胎压力正在减小时，提供使轮阀保持打开所需的压力。

当轮胎压力正在减小或***内的压力正在排出时，加压空气通过第二端口306进入阀组件300，并通过形成在第一部分336周围的流动通道流过凹腔308而流向第一端口304。进入凹腔308的加压空气对阀构件332提供偏置，其对抗由偏置构件326提供的偏置，并如上所述地朝向偏置构件326和第一端口304推压阀构件332。如上所述，在某些轮胎压力条件下，阀构件332被推向第一端口304，偏置构件326被压缩，阀构件332被第一穿孔328接纳。当第一穿孔328接纳阀构件332时，区域A1由壁部分329和第一部分336的部分346、348形成。

当轮胎压力减小时，加压空气提供的偏置减小。当偏置减小时，如上所述，偏置构件326朝向第二端口306推回阀构件332。当阀构件332朝向第二端口306运动时，区域A1增加其尺寸。例如，当由第二直径部分348形成区域A1时，该区域A1的尺寸大于其由第一直径部分346形成时的尺寸。当区域A1的尺寸增大时，即使轮胎压力减小，流过区域A1的流量和在轮胎***的选定部分内期望的压力也可保持基本不变。

现将参照图20-23来描述阀组件500的实施例。阀组件500的某些实施例可以是如上所述的如图1-19中所示的阀组件100、300的实施例。

阀组件500包括第一外壳502。第一外壳502具有通过凹腔508连接到第二端口506的第一端口504。在该实施例中，第二端口506有选择地与轮组件流体地连通。轮组件如上所描述。然而，应该认识到，阀组件500可有选择地与中央轮胎充气***流体连通的每个轮阀组件连通。当轮组件的轮胎压力正在减小时，第二端口506与轮组件流体地连通。

阀组件500通过第二端口506与在气动控制单元512内形成的轮胎端口510流体地连通。在这些实施例中，第一外壳502、第二端口506、轮胎端口510以与气动控制单元512一体的方式形成。流体导管514形成在气动控制单元512内，并连接端口506、510，以能在阀组件500和阀装置516之间形成流体连通。

阀组件500通过阀装置516、气动控制单元512和中央轮胎充气***的其他部分有选择地与轮组件流体地连通。阀装置516可以是如上所述的用于图17-19所示的阀组件300的实施例。阀装置516从打开位置操作到关闭位置，反之亦然。阀装置516有选择地允许或阻止阀组件500和气动控制单元512以及轮胎充气***的其它部分之间的流体连通。通过将阀装置516置于打开位置中，便可实现阀组件500和气动控制单元512之间的流体连通。

在打开位置中，阀装置516可允许阀组件500通过气动控制单元512排出中央轮胎充气***的一部分，或与轮组件连通，以减小其轮胎压力。还有，在打开位置中，阀装置516允许阀组件500和诸如轮组件那样的加压空气源之间的流体连通。在关闭位置中，阀装置516阻止阀组件500和诸如空气压缩机那样的加压空气源之间的流体连通。在这些实施例中，阀装置516最好是螺线管类型。还为较佳地是，阀装置516通常处在打开位置中。

凹腔508由第一外壳502的内表面516形成。凹腔508可具有大致圆柱形的横截面。第二端口506通过第一穿孔518与凹腔508流体地连通。

在相对端部520上，凹腔508与第一端口504流体地连通。第一端口504可如上所述地用于图17-19所示的阀组件300的实施例中。第一端口504与大气流体地连通。当轮胎压力正在减小时，轮组件内的空气通过第一端口504排出到大气中。还有，当如上所述该***内的压力正在排出时，中央轮胎充气***内的空气通过第一端口504排出。

偏置构件522与第一穿孔518相邻地设置在凹腔508内。第一穿孔518形成在第一外壳502内。第一穿孔518通过第二端口506与流体导管514流体地连通。第一穿孔518包括壁部分524，壁部分524至少部分地形成区域A1。在这些实施例中，第一穿孔518呈锥形(taper，渐缩状)，其厚度朝向第二端口506减小。

在这些实施例中，第一穿孔518使凹腔508与流体导管514分开。较佳地，马达组件526附连到气动控制单元512，且其一部分被凹腔508接纳。较佳地，马达组件526包括属于步进马达种类的马达。

现参照图20-23，偏置构件522设置在圆柱形轴部分528周围，该圆柱形轴部分528从马达组件526延伸入凹腔508内。马达组件526递增地伸出和缩回轴部分528。当轮胎压力正在减小时，马达组件526接收信号，该信号致使圆柱形轴部分528伸出或缩回。圆柱形轴部分528附连到阀构件530，它经由轴部分528通过马达组件526来伸出或缩回。阀构件530与轴部分528对齐。

阀构件530包括具有外表面534的第一部分532，该外表面不断开以允许空气绕其流动。第一部分532可具有大致截头锥形，并朝向其端部536减小直径。第一部分包括孔口部分538。孔口部分538可以是如上所述地用于图1-19所示的阀组件100、300的实施例中。第一部分包括第一直径部分540和第二直径部分542。第二直径部分542邻近于流体导管514设置。在一实施例中，第一直径部分540的直径大于第二直径部分542的直径。第二直径部分542朝向第一部分532的端部520减小直径。

第一部分532从第一直径部分540到第二直径部分542逐渐地减小直径。从第一直径部分540到第二直径部分542减小直径是可选择的陡度(相对于中心线)。较佳地，根据最大轮胎压力来选择该陡度。例如，在100磅/平方英寸或以上的最大轮胎压力时，可选择陡度大于最大轮胎压力小于100磅/平方英寸时的陡度。

区域A1形成在第一穿孔518内。第一部分532可被第一穿孔518接纳。当第一部分532被第一穿孔518接纳时，壁部分524和第一部分532的一部分540、542形成如上所述的区域A1。区域A1可如上所述。第一部分532相对于壁部分524定位以形成区域A1。

当轮胎压力正在减小时，轮组件与轮阀流体地连通，该轮阀较佳地附连到轮组件，并有选择地与气动控制单元512流体地连通。如上所述，对于图17-19所示的阀组件300的实施例，当轮胎压力正在减小时，轮组件内的空气流过区域A1。如上所述，区域A1的流量小于流过轮阀的选定区域的流量。如果两个或多个轮组件让它们的轮胎压力减小，则区域A1的流量小于流过轮阀的选定区域总和的流量。在某些实施例中，区域A1的流量约为流过轮阀的选定区域的流量的85％或更少。较佳地，区域A1的流量约为流过轮阀的选定区域的流量的75％。由于区域A1的流量小于流过轮阀的选定区域的流量，当轮胎压力正在减小时，提供轮阀或轮阀组件所需的压力以保持在打开位置中。

参照图21-23，区域A1的大小可如上所述地根据轮胎压力变化。当轮胎压力正在减小时，马达组件526接收依赖于轮胎压力的信号。该信号致使马达组件526通过轴部分528来伸出或缩回阀构件530。马达组件526递增地伸出和缩回阀构件530，以增大或减小区域A1的尺寸。较佳地，阀构件530伸出或缩回的增量长度是预定的。

当轮胎压力正在减小时，阀构件530通常朝向凹腔508缩回以增大区域A1的尺寸，于是，基本上保持流过区域A1的流量，并提供使轮阀保持在打开位置中的压力。因此，在这些实施例中，阀组件500控制着流过区域A1的流量和中央轮胎充气***内的压力，当轮胎压力在减小时，以将轮阀组件保持在打开位置中。

导向杆544附连到阀构件530的端部536上。导向杆544延伸通过第二端口506并延伸入气动控制单元512内。导向杆544与阀构件530和轴部分528的中心线546对齐。导向杆544允许阀构件530保持其相对于壁部分524的位置，以使区域A1为均匀的。

根据提供的专利状态，本发明已经描述了被认为是代表着其最佳的实施例。然而，应该指出的是，本发明也可以不同于这里具体图示和描述的其他方式来实践，而不会脱离本发明的精神或范围。

Claims (24)

1.一种用于中央轮胎充气***的阀组件，所述阀组件包括：

具有第一端口的第一外壳，所述第一端口通过凹腔连接到第二端口，其中，所述第二端口与轮组件流体地连通；

偏置构件，所述偏置构件与在所述第一外壳中形成的第一穿孔相邻地设置在凹腔内；以及

被所述偏置构件接触的阀构件，所述阀构件包括具有连续外表面的顶部截头锥形部分、第一端部和第二端部，所述顶部截头锥形部分连接到具有连续外表面的底部倒圆部分，所述第一端部连接到所述底部倒圆部分，而所述第二端部连接到所述顶部截头锥形部分，其中，所述第二端部具有位于其内的开口，所述开口为了从所述第二端部到所述第一端部穿过所述阀构件延伸的单个通道而设置，以允许加压流体在所述阀构件的外表面与外壳之间以及穿过所述通道进行流动。

2.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述顶部截头锥形部分的直径逐渐地减小。

3.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述偏置构件使所述阀构件远离所述第一穿孔并朝向所述第二端口偏置。

4.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述第一穿孔的尺寸设计成接纳所述顶部截头锥形部分。

5.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述顶部截头锥形部分包括第一直径部分和第二直径部分，所述第一直径部分的直径大于所述第二直径部分的直径，并朝向所述第二直径部分逐渐地减小直径，所述第二直径部分朝向所述第二端部逐渐地减小直径。

6.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述第二端部包括环形端面，所述端面围绕与一通道流体地连通的圆形开口，所述通道延伸通过所述顶部截头锥形部分，以连通通过其中的加压空气。

7.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述第一端口通过围绕所述外表面形成的流动通道与所述第二端口流体地连通。

8.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，加压空气偏置所述阀构件，并抵抗由偏置构件提供给所述阀构件的偏置力。

9.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，还包括在所述第一穿孔内形成的区域，所述区域的尺寸根据轮胎压力变化。

10.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述第一外壳定位在第二外壳内，所述第二外壳包括控制端口和轮胎端口。

11.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，还包括与所述阀组件流体地连通的阀装置，所述阀装置有选择地阻止所述阀组件和加压空气源之间的流体连通。

12.如权利要求5所述的阀组件，其特征在于，所述第一直径部分附连到圆柱形部分，并使所述圆柱形部分与所述第二直径部分分开。

13.如权利要求5所述的阀组件，其特征在于，所述第一直径部分通过中间直径部分与所述第二直径部分分开。

14.如权利要求9所述的阀组件，其特征在于，所述区域由壁部分和所述阀构件的所述顶部截头锥形部分形成。

15.如权利要求9所述的阀组件，其特征在于，当所述轮胎压力减小时，所述区域的尺寸增大。

16.如权利要求10所述的阀组件，其特征在于，还包括与所述控制端口和所述第一穿孔流体地连通的阀装置，定位在所述第二外壳内的所述阀装置能在打开位置和关闭位置之间操作，所述打开位置和关闭位置分别允许或阻止所述控制端口和轮胎端口之间的流体连通。

17.如权利要求11所述的阀组件，其特征在于，所述加压空气源是空气压缩机或轮组件。

18.如权利要求11所述的阀组件，其特征在于，加压空气通过所述阀装置和流体导管连通到所述阀组件。

19.如权利要求13所述的阀组件，其特征在于，所述中间直径部分的直径大于所述第二直径部分的直径、但小于所述第一直径部分的直径。

20.如权利要求14所述的阀组件，其特征在于，所述区域由所述顶部截头锥形部分的所述外表面形成。

21.如权利要求16所述的阀组件，其特征在于，还包括主偏置构件，所述所述打开位置和关闭位置将所述阀装置偏置到所述关闭位置。

22.如权利要求19所述的阀组件，其特征在于，所述中间直径部分的直径朝向所述第二直径部分逐渐地减小。

23.如权利要求21所述的阀组件，其特征在于，所述主偏置构件和偏置构件分别包括弹簧。

24.一种轮阀组件，所述轮阀组件包括如权利要求1所述的阀组件。