CN115182994B - 一种互锁集成阀、保护气路***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互锁集成阀、保护气路***及其控制方法，包括互锁阀和取力器转换阀；互锁阀和取力器转换阀的阀体为一体化阀体；集成了可以适配多种变速器的互锁阀，同时还集成了取力器转换阀，大幅产品集成化程度的同时，多种阀门集成到一个阀门中，成本与故障率都有大幅降低，同时简化气路，使气路装配与维修更方便，多个阀门集成，阀体内部加工工艺孔，连接内部气道，替换了原有气路中接头及气管,减少相应所需路径，互锁***响应速度更快，进而解决传统胶管气路的卡滞，漏气问题进一步的顶杆部分，使用耐摩擦自润滑衬套，提升产品寿命20％；阀芯从压缩状态回位至自由状态，除回位弹簧力外，均带有气助力回位，提升气阀响应速度。

Description

一种互锁集成阀、保护气路***及其控制方法

技术领域

本发明属于变速器技术领域，涉及一种互锁集成阀、保护气路***及其控制方法。

背景技术

目前重型载货车均采用主、副箱结构的双中间轴变速器，其副变速器依靠气阀来实现气路通断控制、高/低档位的切换以及对副箱同步器的保护。带取力器变速器单独加装互锁保护气路，需分别连接两种气阀-互锁阀+取力器转换阀。现有气路中，气阀的结构简单，功能单一，成本低廉，存在设计风险，产品寿命较低，在使用过程中经常出现卡滞、漏气现象，给驾驶人员带来很大不便。

发明内容

本发明的目的在于解决产品使用过程中的卡滞、漏气的问题，提供一种互锁集成阀、保护气路***及其控制方法，本发明气路***使用互锁阀和取力器转换阀两种种气阀的功能集成于一体，结构设计合理，可有效提升产品寿命，设计防尘，防水结构，提升变速器产品的整体品质。同时互锁集成阀，可完全替换现有变速器上气阀，实现新、老产品的无缝对接。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供一种互锁集成阀，包括：

阀体，所述阀体上开设有互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔；所述互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔均为盲孔，且开口为与阀体相对的两个侧面上；互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔通过开设在阀体内部的若干工艺孔相连通；阀体上还开设有进气口、出气口、排气口以及停车取力控制口，所述进气口、排气口和停车取力控制口与取力器转换阀安转孔相连通，出气口与互锁阀安装孔相连通；

取力器转换阀，所述取力器转换阀的第一阀芯设置于取力器转换阀安转孔中，端部通过密封盖密封；

互锁阀，所述互锁阀的第二阀芯设置于互锁阀安装孔中，端部安装下盖。

所述取力器转换阀安转孔包括活塞安装段以及第一阀芯安装段，活塞安装段的内径大于第一阀芯安装段的内径；所述取力器转换阀包括活塞，所述活塞设置于活塞安装段中，且靠近取力器转换阀安装孔开口的一侧设置有密封盖，密封盖的端部设置有挡圈；活塞远离取力器转换阀安装孔开口的一侧与第一阀芯相连，第一阀芯设置于第一阀芯安装段内。

所述活塞与取力器转换阀安转孔的活塞安装段之间通过唇形密封圈密封。

所述第一阀芯远离活塞的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与第一阀芯相连，另一端与取力器转换阀安装孔的端部相抵。

所述互锁阀包括下盖、顶杆与第二阀芯，第二阀芯设置于互锁阀安装孔内；下盖安装于互锁阀安装孔外侧，下盖上开设有贯穿下盖的通孔，该通孔与互锁阀安装孔正对；顶杆设置于下盖的通孔内，一端与第二阀芯相接触。

所述第二阀芯远离顶杆的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与第二阀芯相连，另一端与互锁阀安装孔的端部相抵。

所述第二阀芯与互锁阀安装孔之间设置有导向套；顶杆与下盖的通孔之间设置有自润滑衬套。

所述排气口，排气口上设置有若干密封垫，排气口上设置有防尘罩。

第二方面，本发明提供一种采用互锁集成阀的保护气路***，包括储气罐、双气控集成阀和互锁集成阀；储气罐的出气端连接空气过滤器，空气过滤器的出口分别连接双气控集成阀的气源输入口和互锁集成阀的进气口；储气罐的进气端分别连接第一电磁阀和第二电磁阀；第一电磁阀的控制端与停车取力开关相连，第一电磁阀的进气侧与副箱气缸的出气端相连；第二电磁阀的控制端与行车取力开关相连，第二电磁阀的进气侧与取力器气缸的出气端相连；

所述双气控集成阀的预选阀进气口和预选阀排气口分别与预选阀对应的进出气口相连；所述双气控集成阀的第一副气缸排气口和第二副气缸排气口均与副箱气缸相连通；所述互锁集成阀的第一出气口连接双气控集成阀的停车取力保护气路进气口，第二出气口连接至第一电磁阀的进气侧。

第三方面，本发明提供一种保护气路***的控制方法，包括以下步骤：

（1）当进行副箱高低档切换时：

先拨动预选阀高低档拨头，进行在档位预选操作，此时预选阀控制双气控集成阀内部阀芯动作，完成阀芯位置切换，此时副箱气缸不动作；然后将档杆切换至空挡，双气控集成阀的顶杆回位至自由状态，进气口与出气口连通，副箱气缸在压缩空气作用下完成切换；

（2）当进行主副箱保护时：

在副箱气缸在切换过程中，互锁集成阀的顶杆处于自由状态，经空气过滤器过滤降压的压缩空气，通过互锁集成阀进入操纵互锁气缸，换挡轴锁止，无法挂入档位；在副箱气缸切换到位时，互锁集成阀的顶杆处于压缩状态，互锁气缸压缩空气经互锁集成阀排出至大气，互锁轴解锁，能够挂入档位；

（3）当进行停车取力时：

主箱挂空挡，打开停车取力开关，在整车高压气作用下，副箱气缸切换至空档；双气控集成阀控制端通气，使气阀保持低档，实现停车取力保护功能；此时切换预选阀拨头时，副箱不动作，保护同步器；互锁集成阀控制端通气，压缩空气经互锁集成阀排出，主箱解锁，此时能够挂档，实现停车取力。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明集成了可以适配多种变速器的互锁阀，有较好的互换性，同时还集成了取力器转换阀，大幅产品集成化程度的同时，多种阀门集成到一个阀门中，成本与故障率都有大幅降低，同时简化气路，使气路装配与维修更方便，多个阀门集成，阀体内部加工工艺孔，连接内部气道，替换了原有气路中接头及气管,减少相应所需路径，互锁***响应速度更快，进而解决传统胶管气路的卡滞，漏气问题。

进一步的，本发明顶杆部分，使用耐摩擦自润滑衬套，提升产品寿命20%。

进一步的，本发明阀芯全部采用光杆凹凸轴设计，降低摩擦，提升取力器转换阀进气效率，互锁阀排气效率，同时降低两端O型圈冲击，减小磨损；阀芯从压缩状态回位至自由状态，除回位弹簧力外，均带有气助力回位，提升气阀响应速度。

进一步的，本发明阀芯两端增加支撑环，保证阀芯稳定运动，防止偏磨。

进一步的，本发明气路控制阀的顶杆与阀芯分体式设计，避免顶杆受到的侧向力传递给阀芯，保证阀芯轴向运动不偏磨，提升寿命。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明互锁集成阀的机构示意图。

图2为顶杆压缩状态，控制口无气状态时的结构示意图。

图3为顶杆自由状态，控制口无气状态时的结构示意图。

图4为顶杆自由状态，控制口通气状态时的结构示意图。

图5为本发明保护气路***的结构示意图。

其中：1-挡圈，2-密封盖，3-活塞，4-唇形密封圈，5-阀体，6-阀芯，17-密封垫，8-防尘罩，9-下盖，10-自润滑衬套，11-顶杆，12-阀芯2，13-导向套，14-第二弹簧，15-第一弹簧，21-进气口，22-出气口，23-排气口，24-停车取力控制口，50-储气罐，51-预选阀，52-空气过滤器，53-互锁集成阀，54-副箱气缸，55-取力器气缸，S1-第一电磁阀，S2-第二电磁阀，K1-停车取力开关，K2-行车取力开关；41-预选阀排气口；42-停车取力保护气路进气口；101-预选阀进气口；102-气源输入口；201-第一副气缸排气口；202-第二副气缸排气口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明实施例公开了一种互锁集成阀，包括阀体5、取力器转换阀和互锁阀。

阀体5上开设有互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔；互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔均为盲孔，且开口为与阀体5相对的两个侧面上；互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔通过开设在阀体5内部的若干工艺孔相连通；阀体5上还开设有进气口21、出气口22、排气口23以及停车取力控制口24，进气口21、排气口23和停车取力控制口24与取力器转换阀安转孔相连通，出气口22与互锁阀安装孔相连通。排气口23，排气口23上设置有若干密封垫7，排气口23上设置有防尘罩8。

取力器转换阀的第一阀芯6设置于取力器转换阀安转孔中，端部通过密封盖2密封；取力器转换阀安转孔包括活塞安装段以及第一阀芯安装段，活塞安装段的内径大于第一阀芯安装段的内径。取力器转换阀包括活塞3，活塞3设置于活塞安装段中，且靠近取力器转换阀安装孔开口的一侧设置有密封盖2，密封盖2的端部设置有挡圈1；活塞3远离取力器转换阀安装孔开口的一侧与第一阀芯6相连，第一阀芯6设置于第一阀芯安装段内。活塞3与取力器转换阀安转孔的活塞安装段之间通过唇形密封圈4密封。第一阀芯6远离活塞3的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第一弹簧15，第一弹簧15的一端与第一阀芯6相连，另一端与取力器转换阀安装孔的端部相抵。

互锁阀，互锁阀的第二阀芯12设置于互锁阀安装孔中，端部安装下盖9。互锁阀包括下盖9、顶杆11与第二阀芯12，第二阀芯12设置于互锁阀安装孔内；下盖9安装于互锁阀安装孔外侧，下盖9上开设有贯穿下盖9的通孔，该通孔与互锁阀安装孔正对；顶杆11设置于下盖9的通孔内，一端与第二阀芯12相接触。第二阀芯12远离顶杆11的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第二弹簧14，第二弹簧14的一端与第二阀芯12相连，另一端与互锁阀安装孔的端部相抵。第二阀芯12与互锁阀安装孔之间设置有导向套13；顶杆11与下盖9的通孔之间设置有自润滑衬套10。

如图5所示，本发明实施例公开了一种采用互锁集成阀的保护气路***，包括储气罐50和双气控集成阀56；储气罐50的出气端连接空气过滤器52，空气过滤器52的出口分别连接双气控集成阀56的气源输入口102和互锁集成阀53的进气口；储气罐50的进气端分别连接第一电磁阀S1和第二电磁阀S2；第一电磁阀S1的控制端与停车取力开关K1相连，第一电磁阀S1的进气侧与副箱气缸54的出气端相连；第二电磁阀S2的控制端与行车取力开关K2相连，第二电磁阀S2的进气侧与取力器气缸55的出气端相连。

双气控集成阀56的预选阀进气口101和预选阀排气口41分别与预选阀51对应的进出气口相连；双气控集成阀56的第一副气缸排气口201和第二副气缸排气口202均与副箱气缸54相连通；互锁集成阀53的第一出气口连接双气控集成阀56的停车取力保护气路进气口42，第二出气口连接至第一电磁阀S1的进气侧。

本发明实施例还公开了一种保护气路***的控制方法，包括以下步骤：

（1）当进行副箱高低档切换时：

先拨动预选阀高低档拨头，进行在档位预选操作，此时预选阀51控制双气控集成阀56内部阀芯动作，完成阀芯位置切换，此时副箱气缸54不动作（原因为在档位状态，双气控集成阀进气口与出气口截止，无压缩空气输入）；然后将档杆切换至空挡，双气控集成阀56的顶杆回位至自由状态，进气口与出气口连通，副箱气缸54在压缩空气作用下完成切换；

（2）当进行主副箱保护时：

在副箱气缸54在切换过程中，互锁集成阀53的顶杆11处于自由状态，经空气过滤器52过滤降压的压缩空气，通过互锁集成阀53进入操纵互锁气缸，换挡轴锁止（无法转动），无法挂入档位；在副箱气缸54切换到位时，互锁集成阀53的顶杆11处于压缩状态，互锁气缸压缩空气经互锁集成阀53排出至大气，互锁轴解锁（可转动），能够挂入档位；

（3）当进行停车取力时：

主箱挂空挡，打开停车取力开关（通气），在整车高压气作用下，副箱气缸54切换至空档；双气控集成阀56控制端通气，使气阀保持低档，实现停车取力保护功能；此时切换预选阀拨头时，副箱不动作，保护同步器；互锁集成阀53控制端通气，压缩空气经互锁集成阀53排出，主箱解锁，此时能够挂档，实现停车取力。

以上为同时加装 双气控集成阀、互锁集成阀，实现的两种气动保护。两个气阀也可以分开使用，工作原理不变，仅气路设计稍作调整。

工作原理：

（1）顶杆压缩状态，控制口无气

车辆处于行驶状态，副箱在高档/低档位置。如图2所示，顶杆11被气缸拨叉轴压缩，带动第二阀芯12向上运动。此时进气口21与出气口22截止，出气口22压缩空气经第二阀芯12上凹槽，阀体5工艺孔，至排气口23排出。此时，主箱可正常挂挡。

（2）顶杆自由状态，控制口无气

车辆副箱正在进行高低档切换，顶杆11处于自由状态，位于拨叉轴凹槽位置。如图3所示，此时进气口21与出气口22连通，压缩空气进进气口21，出气口22，进入操纵锁档气缸，主箱无法挂挡。实现主副箱互锁，保护副箱同步器。

（3）顶杆自由状态，控制口通气

车辆处于停车取力状态。如图4所示，顶杆11处于自由状态，位于拨叉轴凹槽位置。停车取力控制口24通气，活塞3带动第一阀芯6向下运动。此时，进气口21至出气口22截止，出气口22压缩空气经第二阀芯12小孔、阀体5的工艺孔、第一阀芯6小孔至排气口23。此时副箱空挡状态，可实现停车取力功能。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种互锁集成阀，其特征在于，包括：

阀体（5），所述阀体（5）上开设有互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔；所述互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔均为盲孔，且开口为与阀体（5）相对的两个侧面上；互锁阀安装孔和取力器转换阀安转孔通过开设在阀体（5）内部的若干工艺孔相连通；阀体（5）上还开设有进气口（21）、出气口（22）、排气口（23）以及停车取力控制口（24），所述进气口（21）、排气口（23）和停车取力控制口（24）与取力器转换阀安转孔相连通，出气口（22）与互锁阀安装孔相连通；所述取力器转换阀安转孔包括活塞安装段以及第一阀芯安装段，活塞安装段的内径大于第一阀芯安装段的内径；

取力器转换阀，所述取力器转换阀的第一阀芯（6）设置于取力器转换阀安转孔中，端部通过密封盖（2）密封；所述取力器转换阀包括活塞（3），所述活塞（3）设置于活塞安装段中，且靠近取力器转换阀安装孔开口的一侧设置有密封盖（2），密封盖（2）的端部设置有挡圈（1）；活塞（3）远离取力器转换阀安装孔开口的一侧与第一阀芯（6）相连，第一阀芯（6）设置于第一阀芯安装段内；

互锁阀，所述互锁阀的第二阀芯（12）设置于互锁阀安装孔中，端部安装下盖（9）；所述互锁阀包括下盖（9）、顶杆（11）与第二阀芯（12），第二阀芯（12）设置于互锁阀安装孔内；下盖（9）安装于互锁阀安装孔外侧，下盖（9）上开设有贯穿下盖（9）的通孔，该通孔与互锁阀安装孔正对；顶杆（11）设置于下盖（9）的通孔内，一端与第二阀芯（12）相接触。

2.根据权利要求1所述的一种互锁集成阀，其特征在于，所述活塞（3）与取力器转换阀安转孔的活塞安装段之间通过唇形密封圈（4）密封。

3.根据权利要求1所述的一种互锁集成阀，其特征在于，所述第一阀芯（6）远离活塞（3）的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第一弹簧（15），所述第一弹簧（15）的一端与第一阀芯（6）相连，另一端与取力器转换阀安装孔的端部相抵。

4.根据权利要求1所述的一种互锁集成阀，其特征在于，所述第二阀芯（12）远离顶杆（11）的一端开设有盲孔，该盲孔内设置有第二弹簧（14），所述第二弹簧（14）的一端与第二阀芯（12）相连，另一端与互锁阀安装孔的端部相抵。

5.根据权利要求1所述的一种互锁集成阀，其特征在于，所述第二阀芯（12）与互锁阀安装孔之间设置有导向套（13）；顶杆（11）与下盖（9）的通孔之间设置有自润滑衬套（10）。

6.根据权利要求1所述的一种互锁集成阀，其特征在于，所述排气口（23），排气口（23）上设置有若干密封垫（7），排气口（23）上设置有防尘罩（8）。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述互锁集成阀的保护气路***，其特征在于，包括储气罐（50）、双气控集成阀（56）和互锁集成阀（53）；储气罐（50）的出气端连接空气过滤器（52），空气过滤器（52）的出口分别连接双气控集成阀（56）的气源输入口（102）和互锁集成阀（53）的进气口；储气罐（50）的进气端分别连接第一电磁阀（S1）和第二电磁阀（S2）；第一电磁阀（S1）的控制端与停车取力开关（K1）相连，第一电磁阀（S1）的进气侧与副箱气缸（54）的出气端相连；第二电磁阀（S2）的控制端与行车取力开关（K2）相连，第二电磁阀（S2）的进气侧与取力器气缸（55）的出气端相连；

所述双气控集成阀（56）的预选阀进气口（101）和预选阀排气口（41）分别与预选阀（51）对应的进出气口相连；所述双气控集成阀（56）的第一副气缸排气口（201）和第二副气缸排气口（202）均与副箱气缸（54）相连通；所述互锁集成阀（53）的第一出气口连接双气控集成阀（56）的停车取力保护气路进气口（42），第二出气口连接至第一电磁阀（S1）的进气侧。

8.一种权利要求7所述保护气路***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）当进行副箱高低档切换时：

先拨动预选阀高低档拨头，进行在档位预选操作，此时预选阀（51）控制双气控集成阀（56）内部阀芯动作，完成阀芯位置切换，此时副箱气缸（54）不动作；然后将档杆切换至空挡，双气控集成阀（56）的顶杆回位至自由状态，进气口与出气口连通，副箱气缸（54）在压缩空气作用下完成切换；

（2）当进行主副箱保护时：

在副箱气缸（54）在切换过程中，互锁集成阀（53）的顶杆（11）处于自由状态，经空气过滤器（52）过滤降压的压缩空气，通过互锁集成阀（53）进入操纵互锁气缸，换挡轴锁止，无法挂入档位；在副箱气缸（54）切换到位时，互锁集成阀（53）的顶杆（11）处于压缩状态，互锁气缸压缩空气经互锁集成阀（53）排出至大气，互锁轴解锁，能够挂入档位；

（3）当进行停车取力时：

主箱挂空挡，打开停车取力开关，在整车高压气作用下，副箱气缸（54）切换至空档；双气控集成阀（56）控制端通气，使气阀保持低档，实现停车取力保护功能；此时切换预选阀拨头时，副箱不动作，保护同步器；互锁集成阀（53）控制端通气，压缩空气经互锁集成阀（53）排出，主箱解锁，此时能够挂档，实现停车取力。