專利名稱：掛車三回路制動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是掛車制動特別是大型掛車制動控制方法，屬于氣制動系統(tǒng)。
掛車制動，直接涉及到行車安全，輪胎磨損，起步，加速，連接部件的載荷力等。
國內(nèi)外掛車通常采用的為單管路和雙管路制動系統(tǒng)，單管路制動有送氣和斷氣之分，我國大掛車使用斷氣制動。
斷氣制動雖然能使主掛車一旦脫鉤或制動管路斷裂時，掛車能夠緊急制動停車，避免事故。但該系統(tǒng)的制動力不易控制，制動突然，車輪抱死機會多，輪胎磨損嚴重，主掛車聯(lián)接部件易過載。解除制動后，分泵皮碗有時回位緩慢，造成在上坡路停車時不易起步，或起步困難。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)資料來看，查閱農(nóng)村讀物出版社出版的《八十年代國內(nèi)外農(nóng)機化新技術(shù)》一書中“雙管路氣壓制動系統(tǒng)”，解決了掛車儲氣筒氣壓不足的問題，但它同時又有一種新缺陷，即一旦控制管路斷裂，就使分配閥無法控制，即掛車制動力消失。即使控制管路工作正常，掛車的制動還是斷氣制動，斷氣制動的弊病無法解決。
本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既有雙管路制動的高安全性、又有送氣制動的易控制性的掛車制動控制方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在現(xiàn)有雙管路氣壓制動系統(tǒng)中，由一定數(shù)量的不同功能的控制閥和電子線路等聯(lián)接而成。附

圖1是該控制方法的工作示意圖。各閥配置可分開固定在主、掛車上用管路聯(lián)接可將幾個閥聯(lián)在一起復合式或整體式固定。各閥不論采用何種結(jié)構(gòu)和配置方法，都能控制壓縮空氣流向分泵的方向，使分泵產(chǎn)生制動力達到本發(fā)明的目的。在車輛正常狀態(tài)下運行時，分泵產(chǎn)生的制動力由送氣制動來達到，使制動能達到平穩(wěn)、柔和。
如其中一條管路斷裂后，另一條管路能獨立工作，不因一條管路斷裂而停駛或發(fā)生事故。當送氣制動時，制動管路斷裂后，本系統(tǒng)能使送氣制動轉(zhuǎn)換成斷氣制動，并能使斷氣制動獨立達到制動的目的。
當主車氣包的氣壓低于某一值時，如2kg/cm2-4kg/cm2最佳2.5kg/cm2-3kg/cm2，本系統(tǒng)還能使制動閥動作，達到制動的目的，即在危險氣壓時，不能起步或行駛，避免事故的發(fā)生。
圖1是本方案的工作示意圖。
圖2是危險氣壓控制閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是換向閥及控制機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是傳動棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是定時器線路圖。
圖6是喉管負壓閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7、圖9是空氣分配閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是充斷氣閥結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖1是本方案的工作示意圖。
在各部件的功能正常時，該發(fā)明是這樣工作的1、充氣由空壓機1產(chǎn)生的壓縮空氣，進入氣包2，經(jīng)由管36充斷氣閥34，管33、31、29，分配閥26、管25進入掛車氣包24，30、32為管接頭，31為軟管。
2、制動送氣制動，當駕駛員踩制動踏板8時，制動力是這樣產(chǎn)生的主車氣包2的壓縮空氣由管a、通過制動閥6、管b、通過換向閥9、管c、感應機構(gòu)喉管19、管d、21、23、經(jīng)分配閥26、管27進入分泵28產(chǎn)生制動力。當釋放踏板8時，分泵內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)原路倒流回制動閥6，經(jīng)制動閥排入大氣，21為軟管。
當送氣制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，如管斷裂，本發(fā)明是這樣工作的3、斷氣制動，當喉管19至分配閥26間的管子破裂，斷開時駕駛員踩制踏板8，氣包2內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)由喉管19，在斷裂處排入大氣，而不能進入掛車分泵，即不能制動。
而此時經(jīng)過喉管的壓縮空氣氣流，在喉管19內(nèi)產(chǎn)生一個負壓，經(jīng)由管18，作用于轉(zhuǎn)換裝置的負壓作用閥17，負壓作用閥17在此負壓的作用下使開關(guān)15閉合，此時由電源14，驅(qū)動元件電磁線圈12，定時器13組成的回路閉合，使電磁線圈12動作，產(chǎn)生電磁力并通過傳動桿11作用于換向閥9，換向閥9動作結(jié)果是由管b來的壓縮空氣進入閥9后不流向管c，而是經(jīng)過管35到充斷氣閥34，使閥34在壓縮氣的作用下動作，致使閥34切斷并封閉管36來的壓縮空氣通路，打開閥本身的排氣口使管33、31、29內(nèi)的壓縮空氣由該氣口排入大氣，分配閥26因失掉壓縮氣的作用亦開始動作，結(jié)果分配閥26本身開通了管25到管27的通路。同時封閉了管27到23和29的通道，封閉管25到管29和23的通道。這樣氣包24中的壓縮空氣由管25經(jīng)分配閥26由管27進入分泵28，使分泵產(chǎn)生制動力。
當釋放制動踏板8后，管b、管35內(nèi)的壓縮空氣由制動閥6排掉，充斷氣閥34恢復原來的充氣狀態(tài)，即封閉了閥本身的排氣口，而使管36和33導通，這時就有壓縮空氣通過管33、31、29作用于分配閥26，分配閥26在這個壓縮空氣的作用下恢復原狀，即管29和25聯(lián)通，管23與27聯(lián)通，分泵28的壓縮空氣由27、23至斷裂處排掉。
當充氣管路斷裂時，如主掛車脫鉤。即在閥34至閥26間的管斷裂時，亦都能達到如上述的制動方法的目的，避免事故的發(fā)生。
在送氣制動開始時，壓縮空氣以高速流經(jīng)喉管19，即在喉管19內(nèi)形成負壓，導致負壓作用閥17的動作，使開關(guān)15閉合。為防止電磁線圈12在這個負壓作用下動作失誤，即在送氣制動過程中，電磁線圈動作。在整個電路中設(shè)有定時器13，定時器13保證了在送氣制動過程中開關(guān)15閉合后，電磁線圈12不同步動作，而是推遲一步動作，如推遲3-10秒動作。定時器保證在每一次送氣制動過程中，可以使負壓作用閥17動作開關(guān)15閉合，而不使電磁線圈12動作。反過來說，當喉管19到閥26間的管斷裂后，送氣制動失靈到某一臨界時間時，電磁線圈才開始動作，驅(qū)使換向閥9動作，達到送氣制動變成斷氣制動的目的。
在電磁線圈12與換向閥9間的電磁力傳動桿11上有棘輪機構(gòu)10，防止了換向閥9的自動回位，保護有關(guān)的各動作部件。
換向閥9也可以采用三通閥，三通閥的三個孔分別聯(lián)接于制動閥、喉管、充斷氣閥。換向閥9的驅(qū)動元件是電磁線圈，也可以是電機或其它方法驅(qū)動。
驅(qū)動元件與換向閥的聯(lián)結(jié)構(gòu)件可以是齒輪式或杠桿式聯(lián)結(jié)，也可采用曲柄連桿機構(gòu)，蝸輪蝸桿機構(gòu)，也可以采用絲杠和直接傳動的方法。
本發(fā)明設(shè)有危險氣壓控制閥4，能防止該方法在危險氣壓下起步或行駛。即當主車儲氣筒的氣壓低于4kg/cm2時，這個氣壓通過管3作用于閥4使其動作，閥4的力通過撥叉5和7作用于制動閥6，使制動閥6動作，輸出壓縮空氣。當氣包2的氣壓高于4kg/cm2閥4恢復原狀，撥叉7釋放制動閥6。
這樣就防止車輛在危險氣壓下行駛的可能性，防止了在制動氣壓不足的情況下行駛而發(fā)生的事故。
圖2為危險氣壓控制機構(gòu)及傳動機構(gòu)的工作過程示意圖。
圖中危險氣壓控制腔38由隔膜39和殼體53組成，并由管接頭37通過圖1中的管路3與氣包2相通。該腔與氣包中的氣壓保持平衡。當該氣壓低于某一值時，如2kg/cm2-4kg/cm2時較佳為2.5kg/cm2-3kg/cm2，拉桿42在彈簧40的作用下向下運動，通過聯(lián)接銷軸43、45、49使杠桿44、撥叉47動作，迫使制動閥推桿50下行，使制動閥6導通氣包2與分泵28的通路，即氣包2的氣流流向分泵28，使分泵28產(chǎn)生制動力，使主掛車制動。當氣包2中的氣壓上升到某一值時，如2kg/cm2-4kg/cm2時隔膜39受力壓縮彈簧40，使推桿42上行，迫使44、47動作，解除對推桿50的壓迫，使制動閥處于不制動狀態(tài)。危險氣壓控制彈簧座41兼作調(diào)壓螺絲，可調(diào)危險氣壓值。46、48為支架，52為殼體，51為螺栓。
圖3是換向閥9及控制機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中殼體59、下蓋74、上蓋61、隔膜64、活塞71、氣門座67、氣門68將該閥分為上腔60、中腔57、下腔72。上腔60通過管接頭58、管35與充斷氣閥34相通。在不施加外力的情況下，在彈簧66、55的作用下，上腔60與中腔57封閉。即氣門68緊壓氣門座67。
在送氣制動過程中，制動閥6來的壓縮空氣，通過管b、管接頭56進入閥9下腔72，并通過孔75管接頭54流向管c，至分泵28產(chǎn)生制動力。解除制動后，分泵中壓縮氣順原路倒流回制動閥6排掉。當喉管19至分配閥26間的管路破裂、斷開時，壓縮空氣的氣流在斷裂處排入大氣。氣流在喉管間產(chǎn)生的負壓迅號，通過各部件的轉(zhuǎn)化，并由杠桿11作用于推桿63，推桿63壓縮彈簧66、65使活塞71下行。氣門及座68、67分離，使上腔60、中腔75相通。在活塞皮碗69及彈性支撐70的作用下，下腔72與中腔57封閉，即封閉了管接頭54。
這時制動閥6來的壓縮空氣通過管接頭56、中腔57、氣門座67、上腔60、管接頭58、管35，作用于充斷氣閥34。閥34在此壓縮空氣的作用下動作，斷氣，達到制動目的。換向閥9為三孔兩通機械控制式，圖中62為螺栓、65為彈簧座、73為導向桿。
圖4為傳動棘輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
電路閉合后，電磁線圈12產(chǎn)生的電磁力通過杠桿77、11，使換向閥產(chǎn)生動作。為防止電磁線圈在不工作時，推桿63在彈簧55、66的作用下回位，在杠桿11上設(shè)有棘輪機構(gòu)10，圖中76、78、80為銷軸。
圖5為定時器13的定時線路圖。
制動時，當壓縮空氣流過喉管19，開關(guān)K(15)閉合通過電阻R1、電容C1，給三極管BG1施以電訊號，當此電訊號達到一定時間時如3-10秒，三極管BG1與可控硅SCR均導通。這時電流流過可控硅SCR電磁線圈ZL(12)，使電磁線圈動作產(chǎn)生電磁力。這個電磁力通過傳動桿11作用于換向閥9，使閥9動作的結(jié)果是改變了由制動閥6來的壓縮空氣的方向。使送氣制動換轉(zhuǎn)成斷氣制動。反過來說，當送氣制動時，壓縮空氣流過喉管使開關(guān)K閉合，但它的閉合時間，沒有達到三極管BG1導通的時間，可控硅并不導通，所以電磁線圈并不工作。這樣就防止了在送氣制動過程中的電磁線圈的動作失誤。
可控硅導通后，一直保持導通狀態(tài)，電磁線圈ZL(12)一直工作。為了使電磁線圈工作一段時間后，能自己停止工作，在此電路中又加入繼電器定時電路，由R2、C2、BG2、J組成。繼電器控制同上。二極管D用于保護繼電器，E為電源14。
圖中R2、C2、BG2、J組成的電路可以用行程開關(guān)代替同樣能達到上述目的。
圖6為負壓閥17與喉管19的結(jié)構(gòu)示意圖。
負壓腔83由殼體86、隔膜82、通道18密封組成。在喉管19中，當壓縮空氣的氣流產(chǎn)生的負壓，由通道18、單向閥84，通過負腔作用于負壓隔膜82。使負壓隔膜壓縮彈簧87而上行，彈簧座81上行時使拉簧90拉動開關(guān)15，使開關(guān)閉合。通過導線16閉合了定時電路。
開關(guān)15閉合時間的長短取決于流過喉管19壓縮空氣氣流時間的長短。定時電路中電阻R1的阻值，電容C1的容量的選擇以喉管19中壓縮空氣流過的時間的長短而定。
圖中轉(zhuǎn)換裝置負壓閥的隔膜82與彈簧座81組成的運動件也可以采用活塞的形式。開關(guān)的動觸點也可以采用膜片或活塞壓觸方式使其動作，85為彈簧，88為螺栓，89為殼體。
圖7為空氣分配閥，簡稱分配閥結(jié)構(gòu)示意圖。
由活塞101、氣門92、氣門座115、密封圈97，將該閥分為四個腔，Ⅰ腔93，Ⅱ腔95，Ⅲ腔98，Ⅳ腔102。
充氣活塞101在彈簧103的作用下使氣門及座112、113密封，由管29來的壓縮空氣經(jīng)管接頭104進入Ⅳ腔102，并經(jīng)活塞皮碗99邊隙流過，通過Ⅲ腔98和管接頭111，經(jīng)管25向掛車氣包24充氣。
當Ⅳ腔的氣壓高于某一值時，如5kg/cm2時，調(diào)壓閥107壓縮調(diào)壓簧108并開啟，這時Ⅲ腔與Ⅳ腔直接相通，使主車氣包2與掛車氣包24的氣壓達到平衡。當Ⅳ腔氣壓即氣包2的氣壓低于5kg/cm2時，調(diào)壓閥107在調(diào)壓彈簧108的作用下關(guān)閉，從而使氣包24的壓縮氣不能倒流回氣包2，保證了斷氣制動時，氣包24有足夠量的壓縮空氣。
正常制動即送氣制動由管23來的壓縮空氣通過管接頭96、Ⅱ腔95，氣門座115進入Ⅰ腔93，由管接頭91、氣管27進入分泵28，推動分泵皮碗，使分泵28產(chǎn)生制動力。制動解除后，分泵中壓縮氣順原路倒流回制動閥6排掉。
設(shè)有氣門及座112、113、密封圈97，在送氣制動過程中，Ⅰ腔、Ⅱ腔的壓縮空氣均不會通過空心管118流到Ⅲ腔。
當在送氣制動的時候，管路突然斷裂，在喉管19處產(chǎn)生一個負壓訊號，通過各種部件的作用使換向閥9動作，就使制動閥6中的壓縮空氣通過換向閥9、管35，直接作用于充斷氣閥34，充斷氣閥34在此壓縮空氣的作用下動作，切斷并排掉充氣管路中的壓縮氣，即排掉Ⅳ腔102中的壓縮氣。這時調(diào)壓閥107在彈簧108的作用下關(guān)閉。Ⅲ腔中的壓縮氣作用于活塞101，使活塞克服彈簧103的彈力上行至氣門92與氣門座115接觸并壓緊為止。此時氣門及座112、113分離。這時Ⅲ腔中的壓縮氣通過空心管118流到Ⅰ腔93，并經(jīng)接頭91、管27流到分泵28，使分泵產(chǎn)生制動力。這時氣門及座92、115密封，Ⅰ腔中的氣不會流到Ⅱ腔，在密封圈97的作用下，Ⅲ腔的氣亦不會流向Ⅱ腔?；钊ね?9與彈性支撐100緊貼在殼體105的內(nèi)壁上，使壓縮空氣不能由Ⅲ腔流到Ⅳ腔。
解除制動后，管35中的壓縮氣，通過換向閥9，倒流回制動閥6排掉。充斷氣閥恢復原狀態(tài)，充氣管路接通。由管36來的壓縮氣通過各管至Ⅳ腔102作用于活塞。活塞在此壓縮氣與彈簧103的作用下下行，至氣門及座112、113接觸并壓緊止。此時氣門及座92、115分離。Ⅳ腔102中的壓縮氣經(jīng)活塞皮碗99的邊隙流向Ⅲ腔，即向氣包24充氣。
分泵28的壓縮氣經(jīng)管27，經(jīng)Ⅰ腔、氣門座115到Ⅱ腔，管接頭96、管23，在斷裂處排入大氣，制動力解除?？諝夥峙溟y26為四孔三通氣壓控制式。94為螺栓，106為通道，109為彈簧座，110為通道，116為殼體。
圖8是充斷氣閥結(jié)構(gòu)圖。
由活塞131、氣門及座136、134將殼體分為上、中、下三腔128、123、135。
管接頭130，通過管35與換向閥9的管接頭58相接，排氣口124通大氣，管接頭121通過管33、31、29，至分配閥26的接頭104。管接頭119通過管36與主車氣包2相通。
充氣氣包2中的壓縮氣經(jīng)管36、管接頭119、氣門座137，進入下腔135，經(jīng)管接頭121，管33等管路，通過分配閥26向氣包24充氣。
斷氣制動當喉管處負壓使電磁線圈動作時，電磁線圈的力使換向閥9動作。使制動閥6的壓縮空氣，通過閥9改變方向。通過管35進入充斷氣閥34的上腔128時，此壓縮空氣迫使活塞壓縮彈簧125下行至氣門136接觸氣門座137并壓緊密封時，同時氣門及座136、134分離，排氣口124打開。
這時氣門136、氣門座137切斷充氣管路，同時管33、29、31和分配閥26中Ⅳ腔的壓縮空氣，通過氣門座134、通氣孔132進入中腔123，通過排氣口124排入大氣，使分配閥26中的活塞101上行產(chǎn)生制動力。
此時活塞皮碗126，彈性支撐127，封閉了活塞與殼體內(nèi)壁的邊隙，不使壓縮氣由上腔流到中腔。
當釋放制動后，管35與上腔128中的壓縮氣倒回制動閥6中，且通過閥6排入大氣。此時活塞131在彈簧125的作用下上行至氣門136。氣門座134接觸并壓緊，同時氣門及座136、137打開。氣包2中的壓縮空氣，通過管36，接頭119，經(jīng)過氣門137，下腔135，接頭121到充氣管路。并作用于分配閥26Ⅳ腔，迫使活塞101下行，對氣包24充氣，同時使分泵中壓縮氣排掉，解除制動力。充斷氣閥34為四孔兩通氣壓控制式，120為殼體，122為隔板，129為殼體，133為螺栓。
圖9是分配閥又一種結(jié)構(gòu)示意圖。
由殼體151和與進ё 45連成一體的活塞將該閥分為三個腔。
充氣由管29來的壓縮氣經(jīng)由管接頭146進入上腔142，另一路通過單向閥147、中閥腔149、管接頭140進入氣包24。充氣開始時，與活塞連成一體的進氣閥座145在彈簧138的作用下上行，排氣閥座143與進排氣閥148接觸并壓縮彈簧139，使中閥腔的壓縮空氣通過管接頭144向分泵28充氣，產(chǎn)生制動力。當上腔142的壓力達到3kg/cm2時，活塞壓縮彈簧138而下行，使排氣閥座143與進排氣閥140分離，進排氣閥在彈簧139的作用下與進氣閥座接觸。從而使分泵的壓縮氣由管接頭144進氣閥145，進排氣閥座148中孔，下腔150，管接頭152，管23至制動閥6排掉，解除制動。這樣可以保證在掛車氣包壓力達到有效制動壓力之前，車輛不致拖行。
送氣制動時，由管路23來的壓縮氣經(jīng)管接頭152、下腔150進排氣閥148中孔，管接頭144向分泵充氣、制動。在此過程中，下腔150的氣壓升高活塞上行，增加通向分泵的充氣量，使制動提前。當送氣制動管路斷裂時，由換向閥9轉(zhuǎn)換，充斷氣閥34動作，上腔142的壓縮氣排掉，活塞在彈簧138的作用下上行，使排氣閥座143與進排氣閥148接觸并壓縮彈簧139，使進氣閥座145與進排氣閥148分離，中腔149的壓縮空氣通過接頭144流向分泵，達到制動目的。如果主、掛車脫開時，掛車的制動與上述方法一樣。
平衡閥141可使主車氣包2與掛車氣包24的氣壓平衡，增加儲氣量。
權(quán)利要求
1.用于掛車三回路氣制動控制方法，是由用管路聯(lián)接的氣泵、氣包、制動閥、控制閥與分配閥、分泵等組成，其特征在于(1)在制動閥6與管接頭20間裝有換向閥9和感應機構(gòu)喉管19；(2)在氣包2與管接頭32間裝有充斷氣閥34，充斷氣閥34與換向閥9相通；(3)在換向閥9與喉管19間裝有轉(zhuǎn)換裝置，定時電路和驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)換裝置的負壓閥與喉管相通，驅(qū)動裝置與換向閥9相作用，定時電路聯(lián)接于轉(zhuǎn)換裝置的開關(guān)與驅(qū)動裝置間；(4)在管接頭22、30與氣包24、分泵28間裝分配閥26；(5)在氣包2與制動閥6間裝有危險氣壓控制機構(gòu)，危險氣壓控制閥由管3與氣包2相通，由桿5、7與制動閥6相作用。
2.如權(quán)利要求1所述的掛車三回路氣制動控制方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)換裝置由負壓閥17和開關(guān)15組成，負壓閥有受力而動作的膜片或活塞，膜片或活塞動作迫使開關(guān)動作。
3.如權(quán)利要求1所述的掛車三回路氣制動控制方法，其特征在于所述定時電路中有一定時器、定時時間為3-10秒。
4.如權(quán)利要求1所述的掛車三回路氣制動控制方法，其特征在于驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動元件是電機、電磁線圈或其它方法。
5.如權(quán)利要求1所述的掛車三回路氣制動控制方法，其特征在于危險氣壓控制閥的控制壓力為2kg/cm2-4kg/cm2，較佳為2.5kg/cm2-3kg/cm2。
全文摘要
掛車三回路制動控制方法，用于掛車氣制動。其特征在于掛車氣制動回路中增設(shè)的一套機構(gòu)和閥類聯(lián)接而成。由在制動回路中依次裝有的故障感應機構(gòu)、定時電路執(zhí)行機構(gòu)、轉(zhuǎn)換控制機構(gòu)、分配閥和危險氣壓控制機構(gòu)等零部件組成，達到車輛在正常狀態(tài)下運行時分泵產(chǎn)生的制動力由送氣制動完成，如送氣制動失靈能轉(zhuǎn)換成斷氣制動，如氣包的氣壓低于某一值時能自已制動的目的，不因一條管路斷裂而停駛或制動失靈、或氣壓不足發(fā)生事故，使制動平衡、安全可靠、操作方便。
文檔編號B60T7/20GK1036929SQ8810228
公開日1989年11月8日 申請日期1988年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月16日
發(fā)明者尉生 申請人:尉生