[发明专利]具有对流动不敏感的双向控制阀的气动制动致动器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及气动制动致动器，更确切地说，涉及一种具有双向控制阀的气动制动致动器。

背景技术

用于例如公共汽车、卡车、半牵引车或半拖挂车等大型重型车辆的气动制动系统通常包括制动蹄和制动鼓组件，该组件由致动器致动，该致动器通过选择性地施加压缩空气来致动。常规气动弹簧制动致动器具有主制动致动器和弹簧式紧急制动致动器，主制动致动器用于在正常驾驶条件下通过施加压缩空气来致动制动器，弹簧式紧急制动致动器用于当气压已从压力腔释放时致动制动器。该紧急制动致动器或弹簧制动器包括强力压缩弹簧，当释放空气时，强力压缩弹簧施加制动。

存在两种主要类型的气动制动致动器，即活塞式致动器和膜片式致动器。在膜片式制动致动器中，两个气动膜片制动致动器通常布置成串联的构造，其包括用于施加车辆正常操作制动的气动主制动致动器和用于施加车辆驻车或紧急制动的弹簧制动致动器。主制动致动器和弹簧制动致动器都包括具有弹性膜片的壳体，所述弹性膜片将壳体的内部分成两个不同的流体腔。除了替代膜片之外，活塞式制动致动器基本上与膜片式类似，活塞在气缸中往复运动以施加车辆的正常和/或驻车制动。

在典型的主制动致动器中，主制动器壳体分成压力腔和推杆腔。压力腔流体地连接到压缩空气源，推杆腔安装有与制动器组件联接的推杆。压缩空气进入压力腔以及从压力腔中排出使推杆往复运动进出于壳体，以施加和释放制动操作。

在典型的弹簧制动致动器中，弹簧制动器部分由膜片分成压力腔和弹簧腔。压力板在弹簧腔中位于膜片和强力压缩弹簧之间，强力压缩弹簧的相对端邻接该部分的壳体。在一个公知的构造中，致动管延伸穿过压力板，穿过膜片，进入压力腔，并穿过将弹簧制动致动器与主制动致动器分开的隔离壁。致动管的端部流体地连接到主制动致动器的压力腔。

当施加驻车制动时，弹簧制动致动器压力从压力腔排出，强力压缩弹簧将压力板和膜片推向弹簧制动致动器和主制动致动器之间的隔离壁。在该位置，推动连接到压力板的致动管，以施加驻车或紧急制动，并由此使车辆固定。为了释放驻车制动，压缩空气被引入弹簧制动致动器的压力腔中，以使压力腔膨胀，使膜片和压力板朝向弹簧制动致动器壳体的相对端移动，并压缩压缩弹簧。

与这种设计的弹簧制动致动器相关联的一个已知问题是：当压缩强力压缩弹簧时，压力腔容积增加且弹簧腔容积减少，导致弹簧腔中的压力增加。制动器释放时在弹簧腔中的压力累积是非常不合需要的，因为为了充分地压缩弹簧并由此充分地释放制动器，必须通过压力腔中增加的压力来抵消弹簧腔中累积的任何压力。

由于用于重型车辆的大部分压缩空气系统在工业标准最大压力下操作，所以加剧了弹簧腔中的压力累积的不期望效果。如果弹簧腔中的弹簧压力和气压的结合压力接近最大压力，那么紧急制动就不能释放，只能部分地释放，或者非常慢地释放，所有这些都是不期望的。

防止弹簧腔中压力增加的一个解决方案是在弹簧腔壳体中提供排气孔。这些排气孔是不希望的原因是它们使弹簧腔的内部受到诸如灰尘、盐和水分等外部环境物质的影响，，外部环境物质加速各内部制动器部件(比如弹簧)上的磨损、腐蚀或损耗。环境物质对内部制动器部件的损坏能引起维修的增多或者弹簧的过早失效。为了防止环境物质进入弹簧制动器壳体，已知在排气孔上方安置过滤器。然而，设置了过滤器的排气孔固有地允许外界空气进入制动器，从而产生未全部密封的制动器。此外，过滤器需要增加的维修，因为必须清洁和/或更换过滤器，并且过滤器通常不能有效地防止水进入弹簧腔。

使弹簧腔直接向外排气的另外一个问题是安装有致动器的类型的车辆(例如牵引车拖车)经常在码头停车场经常停放很长时间。这些停车场通常为斜坡且在地面以下，在大雨或大雪条件下，停车场会充满达到淹没致动器的弹簧腔内部的高度的水。尽管水通常会在释放制动器时经由排气口从弹簧腔排出，但是注水会加速腐蚀，并带来其它环境危害。而且，如果低于冰点，水会冻结并且妨碍制动器的释放。设置了过滤器的排气口不能防止水淹没弹簧腔。

为了消除弹簧腔中的压力累积，同时将环境物质抵挡在外，已知在主制动器压力腔和弹簧制动致动器的弹簧腔之间经由致动管提供流体流动通道。在这样的致动器中，控制阀安置在致动管中，以调节弹簧腔和主制动器压力腔之间的空气流动。已使用两种类型的控制阀，即双向控制阀和单向控制阀。