空重车阀及制动压力调节方法

技术领域

本申请属于轨道交通制动技术领域，尤其涉及一种空重车阀及制动压力调节方法。

背景技术

随着车辆速度的提高及车辆空重比的进一步加大，若要保证在高速重载的情况下，重车具有足够的制动力，能够在规定的距离内停车，并且空车制动力不至于太大，防止制动力超过粘着力，引起车轮踏面擦伤，使用空重车阀调整制动压力是必不可少的。

公开号为CN114103909A的中国专利公开了一种车辆用空重车阀，包括阀座、阀芯组件、顶杆、压力容腔、第一弹簧、第二弹簧等结构。阀座上设置有空簧压力气路、预控压力入口气路、预控压力出口气路和出口压力反馈气路四条气路孔通道。该专利采用力传递杆配弹簧的结构实现空气压力的平衡，通过设计不同大小的弹簧座、作用顶杆的面积和力传递杆的面积，可以调整预控压力和空气弹簧压力之间的比例关系。可通过壳套、止档杆调节第一弹簧和第二弹簧的初始预紧力，从而进行最小预控压力的设定，并对预控压力进行细微调整，使制动预控压力能够随空气弹簧的压力变化进行准确调整，实现制动力随车辆载荷变化的自动调整。

但是，紧急制动时只依靠空重车阀调节制动缸压力，纯机械结构动作输出精度很低，不同负载工况可能对空重车阀输出压力有影响，有时需要现车二次修正调节。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本申请提供了一种空重车阀及制动压力调节方法，以简化空重车阀的内部结构，使结构更加简洁，配合电磁阀电子调节后的输入气压做到精准调节输出气压。

一方面，提供一种空重车阀，包括：阀体组件、活塞组件以及阀芯组件，所述阀体组件内设有纵向的内腔，其中，所述活塞组件包括：第一柔性件，设于所述阀体组件内分隔所述内腔；第二柔性件，设于所述第一柔性件下方并与其间隔一压力预控腔室；活塞，固设于第二柔性件底面；轴套，设于所述阀体组件内，所述轴套与所述活塞滑动连接；阀芯组件包括：阀芯本体，滑动设于所述阀体组件内，所述阀芯本体内纵向穿设有贯通的第一气孔；第一弹性件，套设于所述阀芯本体下部，通过所述第一弹性件的顶推，使所述阀芯本体顶面抵接所述活塞底面以及所述轴套底面；所述阀体组件内还设有压力输出腔室与压力输入腔室，通过所述活塞推动所述阀芯本体下移使所述压力输出腔室与压力输入腔室连通。

通过上述技术方案，阀体组件、活塞组件以及阀芯组件的配合结构简洁，并且通过控制压力输出腔室与压力输入腔室的连通或断开来平衡压力预控腔室的气压，从而精准调节输出气压。

可选的，所述压力输出腔室包括：第一压力输出腔室，所述活塞配合所述轴套分隔所述内腔并与所述第二柔性件间隔所述第一压力输出腔室；第二压力输出腔室，所述活塞配合所述轴套分隔所述内腔并与所述阀芯本体间隔所述第二压力输出腔室；第三压力输出腔室，所述阀芯本体下部与所述阀体组件间隔所述第三压力输出腔室；所述第一压力输出腔室与所述第二压力输出腔室连通，所述第二压力输出腔室与所述第三压力输出腔室连通。

通过上述技术方案，第一压力输出腔室负责推动第二柔性件带动活塞复位，第二压力输出腔室负责与压力输入腔室连通，第三压力输出腔室负责推动阀芯本体复位断开连通。

可选的，所述阀体组件包括：上阀体；第一中阀体，固设于所述上阀体下方；第二中阀体，固设于所述第一中阀体下方；主阀体，固设于所述第二中阀体下方；导管件，固设于所述主阀体的下方，所述导管件的连接部与所述主阀体的内壁固定连接，所述导管件横向穿设有第二气孔。

通过上述技术方案，通过上阀体、第一中阀体、第二中阀体、主阀体以及导管件的配合，形成一个总体密闭的腔室。

可选的，所述空重车阀还包括调节组件，所述调节组件包括：推力件，滑动穿设于所述上阀体顶部，所述推力件的下端抵压所述第一柔性件；阀套，设于所述上阀体顶部并与所述上阀体连接；第二弹性件，设于所述阀套内抵压所述推力件。

通过上述技术方案，通过推力件、阀套以及第二弹性件的配合，使第一柔性件得到一个向下的压力，从而使空重车阀输出一个空车压力设定值。

可选的，所述调节组件还包括：调节件，穿设于所述阀套顶部并与所述阀套螺纹连接；所述第二弹性件设于所述调节件与所述推力件之间，通过控制所述调节件的螺旋深度从而控制所述推力件受到的压力。

通过上述技术方案，通过控制调节件的螺旋深度从而控制推力件受到的压力，从而调整空重车阀输出的空车压力设定值。

可选的，所述调节组件还包括：定位座，二所述定位座设于所述第二弹性件的上下两端，通过定位座使第二弹性件稳定在限定区域运动。

可选的，所述阀芯本体为金属骨架硫化橡胶件，所述阀芯本体的上端设有橡胶部，通过所述第一弹性件使所述阀芯本体的橡胶部抵接所述活塞底面以及所述轴套底面，橡胶部的密封使得密闭性更好，压力输入腔室的气压难以泄露进入压力输出腔室。

另一方面，还提供一种制动压力调节方法，用于调节上述任一种所述的空重车阀，包括：输入压力步骤：二电磁阀根据车辆载荷将气压输入所述压力预控腔室，所述第二柔性件带动所述活塞推动所述阀芯本体下移使所述压力输入腔室与所述第二压力输出腔室连通；平衡压力步骤：当所述压力输出腔室的气压大于所述压力预控腔室气压时，所述第一压力输出腔室内的气压推动所述第二柔性件带动所述活塞上移，所述第三压力输出腔室内的气压配合所述第一弹性件推动所述阀芯本体上移使所述压力输入腔室与所述第二压力输出腔室断开连通。

通过上述技术方案，空重车阀配合电磁阀可以精准调节输出的气压大小。

可选的，所述平衡压力步骤进一步包括：卸载压力步骤：所述压力输入腔室与所述第二压力输出腔室的连通断开后，所述压力输出腔室的压力带动所述活塞继续上移，所述活塞底面脱离所述阀芯本体顶面，所述第三压力输出腔室通过所述第一气孔与大气连通。

通过上述技术方案，空重车阀可自动卸载多余的气压，对输出气压做到精准调控。

可选的，制动压力调节方法还包括：压力反馈步骤：检测所述空重车阀的输出压力，若输出压力大于标准值，所述电磁阀减小输入所述压力预控腔室的气压，若输出压力小于标准值，所述电磁阀增大输入所述压力预控腔室的气压。

通过上述技术方案，电磁阀根据反馈数据再次电子调节输入空重车阀压力预控腔室的气压，从而调整空重车阀的输出压力

综上所述，本申请通过阀体组件、活塞组件、阀芯组件以及调节组件的配合，相比现有技术中紧急制动时仅依靠空重车阀的纯机械结构调节制动缸压力，调节精度大幅度提高，不再需要保持弹簧、杠杆等机械调节结构，以更精简的结构投入使用，还可以全面适配各种负载工况，避免输出灵敏度带来的差异性影响，无需进行二次修正调节。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请空重车阀及制动压力调节方法的压力输入腔室与压力输出腔室处于连通状态的结构示意图；

图2为本申请空重车阀及制动压力调节方法的压力输入腔室与压力输出腔室处于断开连通状态的结构示意图；

图3为本申请空重车阀及制动压力调节方法的腔室位置示意图；

图4为本申请空重车阀及制动压力调节方法的紧急制动气路原理图；

图5为本申请空重车阀及制动压力调节方法的压力调节方法流程图；

图6为本申请空重车阀及制动压力调节方法的有效受力面积示意图。

图中：

1、第一柔性件；2、第二柔性件；3、活塞；4、轴套；5、阀芯本体；6、第一气孔；7、第一弹性件；8、压力预控腔室；9、压力输入腔室；10、第一压力输出腔室；11、第二压力输出腔室；12、第三压力输出腔室；13、上阀体；14、第一中阀体；15、第二中阀体；16、主阀体；17、导管件；18、第二气孔；19、推力件；20、阀套；21、第二弹性件；22、调节件；23、定位座；24、第一气道；25、第二气道。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

具体实施例一：

参考图1-图2，一种空重车阀，包括：阀体组件、活塞组件、阀芯组件以及调节组件，阀体组件内设有纵向的内腔，阀体组件包括：上阀体13、第一中阀体14、第二中阀体15、主阀体16以及导管件17；第一中阀体14固设于上阀体13下方；第二中阀体15固设于第一中阀体14下方；主阀体16固设于第二中阀体15下方；导管件17固设于主阀体16的下方，导管件17的连接部与主阀体16的内壁固定连接，本实施例中，导管件17与主阀体16为间隙配合，导管件17与主阀体16间设有O形圈进行密封防止漏气，导管件17的连接部横向穿设有第二气孔18。

参考图1-图2，具体的，活塞组件包括：第一柔性件1、第二柔性件2、活塞3以及轴套4；第一柔性件1设于阀体组件内分隔内腔，本实施例中，第一柔性件1为一补偿膜板，第一柔性件1随受力产生相应形变，第一柔性件1被上阀体13与第一中阀体14挤压固定，第一柔性件1上方设有补偿盘，下方设有膜板盖；第二柔性件2设于第一柔性件1下方并与其间隔一压力预控腔室8，本实施例中，第二柔性件2为一活塞膜板，第二柔性件2随受力产生相应形变，第二柔性件2被第一中阀体14与第二中阀体15挤压固定，第二柔性件2上方还设有一活塞盖；本实施例中，活塞3通过活塞盖与螺钉固设于第二柔性件2底面；轴套4，设于阀体组件内，本实施例中，轴套4与第二中阀体15螺纹连接并通过轴肩限位固定；轴套4与活塞3滑动连接，本实施例中，轴套4与主阀体16为间隙配合，轴套4与主阀体16间设有O形圈密封防止漏气，轴套4与活塞3间设有O形圈密封防止漏气。

参考图1-图2，具体的，阀芯组件包括：阀芯本体5与第一弹性件7；阀芯本体5滑动穿设于导管件17内，阀芯本体5内纵向穿设有贯通的第一气孔6，第一气孔6连通外部大气；阀芯本体5为金属骨架硫化橡胶件，阀芯本体5的上端设有橡胶部，通过第一弹性件7使阀芯本体5的橡胶部抵接活塞3底面以及轴套4底面，橡胶部的密封使得密闭性更好，防止压力输入腔室9的气压泄露进入压力输出腔室；第一弹性件7套设于阀芯本体5下部，本实施例中，第一弹性件7为压簧，第一弹性件7底部还设有挡板，挡板与导管件17之间设有O形圈密封防止漏气，第一弹性件7上顶阀芯本体5，下压挡板，通过第一弹性件7的顶推，使阀芯本体5的橡胶部抵接活塞3底面以及轴套4底面。

参考图1-图2，具体的，调节组件包括：推力件19、阀套20、第二弹性件21、定位座23以及调节件22；推力件19滑动穿设于上阀体13顶部，推力件19的下端通过补偿盘抵压第一柔性件1；阀套20设于上阀体13顶部并与上阀体13连接，本实施例中阀套20与上阀体13螺纹连接；第二弹性件21设于阀套20内抵压推力件19，本实施例中第二弹性件21为压簧；通过推力件19、阀套20以及第二弹性件21的配合，可以使第一柔性件1得到一个初始向下的压力，从而使空重车阀输出一个空车压力设定值；第二弹性件21的上下两端设有二定位座23，通过定位座23使第二弹性件21稳定在限定区域运动；调节件22穿设于阀套20顶部并与阀套20螺纹连接；第二弹性件21通过二定位座23设于调节件22与推力件19之间，通过旋转控制调节件22的螺旋深度控制推力件19受到的压力，从而调整空重车阀输出的空车压力设定值；本申请提供的空重车阀，将各零部件与其他阀类零部件共同嵌入一个大阀体中，最大化的节省了产品体积和质量，相比现有技术中各阀的分布设置，省去了不必要的橡胶件、弹簧、机加工件，在实际生产活动中，节省了额外的运输、包装、存储、检验、工装、人工、管理成本，符合制动系统高度集成化、轻量化的设计理念。

参考图3，具体的，阀体组件内还设有压力输出腔室与压力输入腔室9；压力输入腔室9设于阀芯本体5与主阀体16之间，通过阀芯本体5上顶活塞3底面与轴套4底面使压力输出腔室与压力输入腔室9断开连通；压力输出腔室包括：第一压力输出腔室10、第二压力输出腔室11与第三压力输出腔室12；活塞3配合轴套4分隔内腔并与第二柔性件2间隔第一压力输出腔室10；活塞3配合轴套4分隔内腔并与阀芯本体5间隔第二压力输出腔室11；阀芯本体5下部与导管件17间隔第三压力输出腔室12；本实施例中，通过第一气道24使第一压力输出腔室10与第二压力输出腔室11连通；通过第二气道25与第二气孔18使第二压力输出腔室11与第三压力输出腔室12连通；通过活塞3推动阀芯本体5下移使第二压力输出腔室11与压力输入腔室9连通。

参考图1-图4，空车制动时，工作人员通过旋转调节件22挤压第二弹性件21预设一空车压力设定值，第二弹性件21推动第一柔性件1下移，使第一柔性件1通过膜板盖与活塞盖向下传递作用力，第二柔性件2带动活塞3推动阀芯本体5向下移动，压力输入腔室9与第二压力输出腔室11连通，通过第一气道24，第一压力输出腔室10与第二压力输出腔室11连通，第一压力输出腔室10内的气压增大从而推动第二柔性件2带动活塞3上移，通过第二气道25与第二气孔18，第一压力输出腔室10与第三压力输出腔室12连通，第三压力输出腔室12内的气压增大从而配合第一弹性件7推动阀芯本体5上移，使压力输入腔室9与第二压力输出腔室11断开连通，空重车阀达到稳态，空重车阀输出一恒定压力，该压力即空车所需制动压力。

参考图1-图4，车辆载荷制动过程中，由二电磁阀根据车辆载荷进行电子调节的压力进入空重车阀的压力预控腔室8；此时若压力预控腔室8内的压力小于空车压力设定值，则空重车阀的输出压力依然为空车压力设定值下输出的恒定压力；此时若压力预控腔室8内的压力大于空车压力设定值，第二柔性件2在压力预控腔室8的压力作用下向下移动，第二柔性件2带动活塞3推动阀芯本体5向下移动，压力输入腔室9与第二压力输出腔室11连通，通过第一气道24，第一压力输出腔室10与第二压力输出腔室11连通，第一压力输出腔室10内的气压增大从而推动第二柔性件2上移，通过第二气道25与第二气孔18，第一压力输出腔室10与第三压力输出腔室12连通，第三压力输出腔室12内的气压增大从而配合第一弹性件7推动阀芯本体5上移，使压力输入腔室9与第二压力输出腔室11断开连通；若断开连通后的空重车阀达到稳态，此时压力输出腔室输出的压力与压力预控腔室8的压力成比例关系；若断开连通后压力输出腔室的气压仍然大于压力预控腔室8的气压，第一压力输出腔室10推动第二柔性件2带动活塞3继续上移，此时阀芯本体5被轴套4限位不能继续上移，阀芯本体5上端的橡胶部与活塞3底面分离，通过第一气孔6使压力输出腔室与大气连通，压力输出腔室内的气压下降，压力预控腔室8的气压推动第二柔性件2带动活塞3下移，活塞3底面重新与阀芯本体5上端的橡胶部抵接密封，压力输出腔室与大气断开连通，空重车阀达到稳态。

参考图4，二电磁阀根据车辆载荷情况调节空重车阀压力预控腔室8压力，空重车阀根据电子调压结果按比例输出压力传递至中继阀预控腔，中继阀再将空重车阀输出压力放大流量后传递至制动缸；总风管为空重车阀和中继阀提供输入端压力；二电磁阀根据制动缸压力传感器的压力值反馈，进行修正调节，若车辆载荷增大，则二电磁阀输入压力预控腔室8的压力增大，从而使压力输出腔室输出的压力成比例增大；若车辆载荷减小，则二电磁阀输入压力预控腔室8的压力减小，从而使压力输出腔室输出的压力成比例减小。

受力分析：

参考图5所示，具体的，将压力预控腔室8的压力施加在第一柔性件1与第二柔性件2上的有效受力面积均设为A

当压力预控腔室8的压力对第一柔性件1上的有效受力面积A

If(F

综上所述，可得：

当压力预控腔室8的压力P

具体实施例二：

一种制动压力调节方法，用于调节上述任一种空重车阀，图6空重车阀制动压力调节方法的流程图，参考图6所示，该流程包括如下步骤：

输入压力步骤S1：二电磁阀根据车辆载荷将电子调节后的气压输入压力预控腔室8，第二柔性件2带动活塞3推动阀芯本体5下移使压力输入腔室9与第二压力输出腔室11连通。

平衡压力步骤S2：当压力输出腔室的气压大于压力预控腔室8气压时，第一压力输出腔室10内的气压推动第二柔性件2带动活塞3上移，第三压力输出腔室12内的气压配合第一弹性件7推动阀芯本体5上移使压力输入腔室9与第二压力输出腔室11断开连通。

压力反馈步骤S3：通过一压力传感器检测空重车阀的输出压力，若输出压力大于标准值，压力传感器向一电子控制单元发送信号，电子控制单元控制电磁阀减小输入压力预控腔室8的气压，若输出压力小于标准值，电磁阀增大输入压力预控腔室8的气压，从而调整空重车阀的输出压力，经过电磁阀电子调节后的输入空重车阀的压力更加精准，通过压力传感器的配合，对输入压力形成闭环调控，无需现车二次修正调节，不再需要机械调节结构的复杂调节步骤；需要说明的是，本实施例中提到的标准值是根据车辆载荷的大小以及车辆行驶速度来计算的标准制动压力值。

具体的，平衡压力步骤S2进一步包括：卸载压力步骤S201：压力输入腔室9与第二压力输出腔室11的连通断开后，压力输出腔室的压力带动活塞3继续上移，活塞3底面脱离阀芯本体5顶面，第三压力输出腔室12通过第一气孔6与大气连通，空重车阀可自动卸载多余的气压，对输出气压做到精准调控。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本申请的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本申请技术方案的精神，其均应涵盖在本申请请求保护的技术方案范围当中。