液控氣動閥的制作方法
【專利摘要】本發明為一種用于液氣控制系統的液控氣動閥，可以通過液壓控制，并增加相應補償氣缸來實現執行機構實時充放高壓氣體及氣壓閉鎖等動作，以達到控制內部氣體容積的目的。由于可以通過液壓進行遠程控制，且能夠實現較高壓力氣體實時充放及氣壓閉鎖，可以達到液氣控制系統自我補償的目的。采用本發明可以有效減少由于外界環境改變引起的氣體體積變化，提升系統工作穩定性。
【專利說明】液控氣動閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于液氣控制系統的液控氣動閥。屬于液壓機械和機動車應用領域。
【背景技術】
[0002]油氣彈簧(液氣彈簧)是以惰性氣體氣體彈性介質，以油液作為中間介質，以傳遞作用力和衰減振動為目的的彈性元件，同時缸體具有一定的導向作用，具有非線性的工作特性。
[0003]現有技術中，除去油氣彈簧，常使用的彈性元件種類主要還有:鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、橡膠彈簧和氣體彈簧。鋼板彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧的單位質量儲能比較小，在車輛行駛過程中吸收振動能量很有限，且質量較大；同時彈簧剛度均呈線性特性，不能根據車輛行駛在不同等級路面而發生變化，從而無法實現車輛平順性的最優化。橡膠彈簧則是利用橡膠本身的彈性來吸收振動能量，但壽命較短，易于老化，所以應用范圍較小。氣體彈簧一般是以惰性氣體(氮)作為彈性介質，剛度曲線呈現出很好的非線性特性；同時它的儲能比很大，但其本身只能吸收和釋放部分路面激勵對車體產生的沖擊，要消耗大部分振動能量，滿足車輛的行駛要求還需外加減振裝置，而且氣體彈簧本身也不具有導向作用。
[0004]近些年來，油氣彈簧的發展有了長足的進步，尤其在車輛制造領域，在一些工程車輛、軍用車輛以及高端家用車上都有所應用，與以上幾種彈簧形式相比，油氣彈簧普遍具有以下特點:
[0005](I)非線性變剛度特性
[0006]由于油氣彈簧使用高壓惰性氣體(氮氣)充當傳統意義上的彈性元件，具有典型的非線性剛度及漸增性特點，所以能夠最大限度地滿足車輛平順性及穩定性要求。當車輛在平坦路面行駛時，油氣彈簧的相對伸縮量較小，惰性氣體所產生的剛度也較小，可以充分滿足乘員的舒適性要求；當車輛在起伏地行駛時，動行程增大，使得油氣彈簧剛度變大，能夠吸收較多的沖擊能量，從而保證了乘員的安全性。另外，針對載荷變化較大的車輛，油氣彈簧的變剛度特性能夠使車身固有頻率保持在一個相對穩定的范圍，以便提高車輛的平順性。
[0007](2)非線性變阻尼特性
[0008]按不同節流方式所組成的阻尼閥，加裝在油氣彈簧上，也具有非線性阻尼特性，產生的阻尼力和阻尼系數都隨著車架與車橋相對速度的變化而變化。所以在加裝阻尼閥后，油氣彈簧同時起到了減振器的作用。
[0009](3)車姿調節功能
[0010]油氣彈簧通過附加一套車姿調節系統，還可以實現車體的升降，前后俯仰和左右傾斜，以便提高車輛的通過性。對于車姿的調節功能通常只有在主動懸掛中才能實現，從而體現出油氣懸掛的優越性和良好的發展前景。[0011]現有油氣彈簧的不足之處:
[0012]為確保油氣彈簧具有良好的彈性和阻尼特性，油氣彈簧內部通常布置采用小孔節流或縫隙節流等原理的阻尼元件，通過阻尼元件對油液的節流作用達到減少沖擊的目的。油氣彈簧在長時間使用后，內部油液溫度上升，進而導致氣體溫度上升，由于氣體的熱膨脹系數較大，就會造成氣室體積變大，最終導致車體升高甚至改變油氣彈簧自身的工作特性，無法滿足使用要求。
【發明內容】
[0013]本發明提供一種用于液氣控制系統的液控氣動閥，包括氣動接頭總成、閥桿總成、可調向液控接頭總成、殼體、導向套、鎖緊螺母、回位彈簧、固定螺母、O型圈、擋圈。所述閥桿總成通過回位彈簧、導向套和固定螺母固定在氣動接頭總成內部。固定螺母將導向套壓緊在回位彈簧上，使回位彈簧產生一定的預緊力，浮動活塞總成套裝在氣動接頭總成內部，殼體通過螺紋和氣動接頭總成相連，并由鎖緊螺母固定鎖緊。可調向液控接頭總成通過螺紋和殼體相連，浮動活塞總成和氣動接頭總成內的限位塊將液控氣動閥分為左、中、右三個工作區間，其中左側工作區間為控制油腔并充滿油液，中間工作區為補償氣室，右側工作區間為工作氣室，在正常工作時均充滿惰性氣體，并通過限位塊上的通孔相連。補償氣室端B的一側與補償氣室連通，另一側通過連接件與用于提供氣量調整的系統元件相連，且為常通狀態，工作氣室端C 一側與系統工作執行元件相連，另一側則通過閥桿總成與工作氣室隔離，并通過執行元件內部壓力使液壓氣動閥處于常閉狀態。
[0014]進一步，氣動接頭總成主要由閥體，充氣密封圈和充氣接頭組成，其中充氣接頭可以根據配套系統所采用的管路接口形式進行選配。在閥體內部加工有限位塊，在限位塊上加工有控制氣流流速的通孔，限位塊主要用來限制并固定閥桿總成的位置和為回位彈簧提供預緊力。
[0015]閥桿總成包含閥桿，錐體，襯套和鉚釘，其中錐體為非金屬材質，套裝在閥桿上。襯套為金屬材質，同樣套裝在閥桿上并將錐體壓緊在閥桿的底座上，在襯套和閥桿之間配打銷釘孔，用鉚釘固定襯套保證錐體的預壓變形。
[0016]浮動活塞總成包括活塞、活塞密封圈和活塞擋圈。密封結構采用“雙側擋圈+密封圈”的形式以保證可以有效隔離油氣介質。
[0017]浮動活塞的全行程小于回位彈簧壓并的行程，以免造成回位彈簧失效。
[0018]液控氣動閥液控端的壓力值與補償氣室端和工作氣室端的氣體壓力相關。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為液控氣動閥總成結構圖；
[0020]圖2為氣動接頭總成結構圖；
[0021 ]圖3為閥桿總成結構圖；
[0022]圖4為浮動活塞總成結構圖；
[0023]圖5為可調向液控接頭總成結構圖；
[0024]圖6為閥體主視圖；
[0025]圖7為閥體左視圖；[0026]圖中:1-氣動接頭總成，2-閥桿總成，3-浮動活塞總成，4-可調向液控接頭總成，5-殼體，6-氣動密封圈，7-氣動擋圈，8-鎖緊螺母，9-固定螺母，10-導向套，11-回位彈簧，12-閥體，13-充氣密封圈，14-充氣接頭，15-閥桿，16-錐體，17-襯套，18-鉚釘，19-活塞，20-活塞密封圈，21-活塞擋圈，22-調整螺母，23-直角接頭體，24-限位塊，25-通孔，26-液控擋圈，27-液控密封圈
[0027]A-液控端，B-補償氣室端，C-工作氣室端，D-控制油腔，E-補償氣室，F-工作氣
室
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對液控氣動閥做詳細描述:
[0029]圖1為液控氣動閥總成圖。液控氣動閥由氣動接頭總成I,閥桿總成2，浮動活塞總成3，可調向液控接頭總成4，殼體5，氣動密封圈6，氣動擋圈7，鎖緊螺母8，固定螺母9，導向套10，回位彈簧11。包含A-液控端，B-補償氣室端，C-工作氣室端等三個工作接口端。
[0030]閥桿總成2通過回位彈簧11、導向套10和固定螺母9固定在氣動接頭總成內部。固定螺母9將導向套10壓緊在回位彈簧11上，并使得回位彈簧11產生一定的預緊力，以達到正常情況下工作氣室端始終關閉的狀態。浮動活塞總成3套裝在充氣接頭總成I內部，氣動密封圈6，氣動擋圈7安裝在殼體5內部，如圖所示。殼體5通過螺紋和氣動接頭總成I相連，并由鎖緊螺母8固定鎖緊。可調向液控接頭總成4通過螺紋和殼體5相連，并可根據具體的使用情況調整接頭的連接位置。浮動活塞總成3和限位塊24將液控氣動閥分為左、中、右三個工作區間，其中左側工作區間充滿油液，稱為控制油腔D。中間的工作區間稱為補償氣室E、右側工作區間稱為工作氣室F，在正常工作時均充滿惰性氣體，并通過限位塊24上的通孔25相連。液控端A和控制油腔D連通，工作時液控端A通過連接件與系統的液壓控制部分相連，液控端A的壓力值與補償氣室端B和工作氣室端C的氣體壓力相關。補償氣室端B的一側與補償氣室E連通，另一側通過連接件與用于提供氣量調整的系統元件相連，且為常通狀態，工作氣室端C 一側與系統工作執行元件相連，另一側則通過閥桿總成2與工作氣室F隔離，并通過執行元件內部壓力使液壓氣動閥處于常閉狀態。工作時，由系統對液控端A提供一定的液壓力，促使浮動活塞總成3移動，并推動閥桿總成2運動使液壓氣動閥開閥，從而將補償氣室端B和工作氣室端C通過補償氣室E與工作氣室F相連通，達到調節系統執行元件中氣量的目的。
[0031]圖2是氣動接頭總成圖，氣動接頭總成主要由閥體12，充氣密封圈13和充氣接頭14組成，其中充氣接頭14可以根據配套系統所采用的管路接口形式進行選配。在閥體12內部加工有限位塊24，在限位塊24上加工有控制氣流流速的通孔25，如圖6、圖7所示。限位塊24主要用來限制并固定閥桿總成2的位置和為回位彈簧11提供預緊力。通孔25用來聯通補償氣室和工作氣室。
[0032]閥桿總成3包含閥桿15,錐體16,襯套17,鉚釘18,如圖3所示。錐體16為非金屬材質，套裝在閥桿15上。襯套17為金屬材質，同樣套裝在閥桿15上并將錐體16壓緊在閥桿15的底座上，同時通過調整壓緊力使得錐體16在被壓緊的同時產生一定的預壓變形，以保證可以有效密封工作執行元件內部的高壓氣體。通過在襯套17和閥桿15之間配打銷釘孔，并用鉚釘18固定襯套17來保證錐體16的預壓變形。
[0033]圖4為浮動活塞總成3，其中包括活塞19，活塞密封圈20，活塞擋圈21。密封結構采用“雙側擋圈+密封圈”的形式以保證可以有效隔離油氣介質，并且可以避免浮動活塞高速往復運動破壞密封結構，造成系統失效。圖5為可調向液控接頭總成4，包含調整螺母22，直角接頭體23，液控擋圈26，液控密封圈27。可調向液控接頭總成4用于連接液控氣動閥液壓控制端與系統動力部分，用來提供液控氣動閥的開閥力，進而對系統內部油氣彈簧或其他工作執行元件氣缸氣量進行調整。可調向液控接頭總成4同充氣接頭14 一樣，可以根據所配套的系統采用的管路連接方式不同進行選配。浮動活塞總成3的全行程小于回位彈簧11壓并的行程，以免造成回位彈簧失效。
[0034]需要說明的是，本領域技術人員可以容易地理解，本發明所涉及的液控氣動閥可以上述方式安裝在不同類型的車輛上，并且在不脫離由所附權利要求限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以對本發明進行各種不同形式的更改和改變。
【權利要求】
1.一種用于液氣控制系統的液控氣動閥，包括氣動接頭總成、閥桿總成、可調向液控接頭總成、殼體、導向套、鎖緊螺母、回位彈簧、固定螺母、O型圈、擋圈。其特征在于:所述閥桿總成通過回位彈簧、導向套和固定螺母固定在氣動接頭總成內部。固定螺母將導向套壓緊在回位彈簧上，使回位彈簧產生一定的預緊力，浮動活塞總成套裝在氣動接頭總成內部，殼體通過螺紋和氣動接頭總成相連，并由鎖緊螺母固定鎖緊。可調向液控接頭總成通過螺紋和殼體相連，浮動活塞總成和氣動接頭總成內的限位塊將液控氣動閥分為左、中、右三個工作區間，其中左側工作區間為控制油腔并充滿油液，中間工作區為補償氣室，右側工作區間為工作氣室，在正常工作時均充滿惰性氣體，并通過限位塊上的通孔相連。補償氣室端B的一側與補償氣室連通，另一側通過連接件與用于提供氣量調整的系統元件相連，且為常通狀態，工作氣室端C 一側與系統工作執行元件相連，另一側則通過閥桿總成與工作氣室隔離，并通過執行元件內部壓力使液壓氣動閥處于常閉狀態。
2.根據權利要求1所述的液控氣動閥，其特征在于:氣動接頭總成主要由閥體，充氣密封圈和充氣接頭組成，其中充氣接頭可以根據配套系統所采用的管路接口形式進行選配。在閥體內部加工有限位塊，在限位塊上加工有控制氣流流速的通孔，限位塊主要用來限制并固定閥桿總成的位置和為回位彈簧提供預緊力。
3.根據權利要求1所述的液控氣動閥，其特征在于:閥桿總成包含閥桿，錐體，襯套和鉚釘，其中錐體為非金屬材質，套裝在閥桿上。襯套為金屬材質，同樣套裝在閥桿上并將錐體壓緊在閥桿的底座上，在襯套和閥桿之間配打銷釘孔，用鉚釘固定襯套保證錐體的預壓變形。
4.根據權利要求1所述的液控氣動閥，其特征在于:浮動活塞總成包括活塞、活塞密封圈和活塞擋圈。密封結構采用“雙側擋圈+密封圈”的形式以保證可以有效隔離油氣介質。
5.根據權利要求1所述的液控氣動閥，其特征在于:浮動活塞的全行程小于回位彈簧壓并的行程，以免造成回位彈簧失效。
6.根據權利要求1所述的液控氣動閥，其特征在于:液控氣動閥液控端的壓力值與補償氣室端和工作氣室端的氣體壓力相關。
【文檔編號】F16K31/12GK103912712SQ201410108779
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】鄭冠慧, 陳軼杰, 張旭, 鞠海潔, 張亞峰, 侯茂新, 段國柱, 郭建娟, 馮棟梁, 崔向利, 韓小玲, 杜甫, 王敏, 徐夢研 申請人:中國北方車輛研究所