一種多氣路平均閥的制作方法

本發(fā)明涉及軌道車輛制動氣壓控制閥技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多氣路平均閥。

背景技術(shù)：

軌道交通車輛的緊急制動力跟隨載荷的變化而變化，如果車體的載荷分布不均，真實(shí)的載荷情況無法通過一個空氣彈簧壓力獲取，故為了削弱載荷不均所帶來的影響，列車制動控制系統(tǒng)是根據(jù)多個空氣彈簧的平均壓力來控制緊急制動力的。平均閥主要應(yīng)用于動車組和城軌車輛，是空氣懸掛控制設(shè)備的關(guān)鍵部件，能夠?qū)⒖諝鈴椈傻莫?dú)立壓力進(jìn)行算術(shù)平均，輸出后的壓力作為制動控制系統(tǒng)計算或調(diào)整制動力的依據(jù)。

目前，國內(nèi)外動車組及城軌車輛使用的平均閥各有特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)原理相似，都是基于對兩路空氣彈簧壓力進(jìn)行算術(shù)平均。隨著城軌技術(shù)的發(fā)展，對制動系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性要求越來越高，為得到更為準(zhǔn)確的車重信息，需要對每輛車兩個以上的空氣彈簧壓力進(jìn)行算術(shù)平均，但目前的平均閥并不能滿足實(shí)際需求。另外，現(xiàn)有平均閥采用階梯活塞結(jié)構(gòu)，每路空氣壓力在活塞上作用面形狀不同，為保證每路空氣壓力在活塞上作用面面積相等，階梯活塞加工精度要求較高，極易因活塞精度問題引入誤差。

目前使用的平均閥存在的問題如下：1、其輸出空氣壓力值與輸入空氣壓力值算術(shù)平均值偏差大，并且偏差會隨著輸入壓力的大小不同而不同；2、在對兩路以上空氣壓力平均時，只能通過并聯(lián)或者串聯(lián)多個平均閥實(shí)現(xiàn)，而在并聯(lián)或串聯(lián)情況下，壓力輸出值與算術(shù)平均值的偏差也會產(chǎn)生疊加，導(dǎo)致誤差很大，不能準(zhǔn)確表示車重信息；3、同時，目前常用平均閥上端采用滑閥結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩路空氣壓力相近時，滑閥會停留在中間位置堵塞出氣孔，導(dǎo)致無壓力輸出的故障。

基于此，有必要提供一種可擴(kuò)展的能適用于兩路以上空氣彈簧壓力的多氣路平均閥，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種多氣路平均閥，不僅適用于兩路以上空氣壓力平均，同時有效降低輸出空氣壓力值與輸入空氣壓力值算數(shù)平均值的偏差，減小閥體體積、節(jié)約列車空間，且多級活塞結(jié)構(gòu)之間的結(jié)合更加穩(wěn)定。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種多氣路平均閥，包括閥體、閥座和平均活塞，所述閥體內(nèi)部形成閥腔，所述平均活塞設(shè)置在所述閥腔內(nèi)，所述平均活塞包括活塞桿與套設(shè)并固定于活塞桿的若干活塞體，所述活塞體受空氣壓力作用的面積相等；

所述活塞體背離閥座的一側(cè)與閥體內(nèi)壁形成僅與空氣壓力進(jìn)氣通道連通的壓力腔室，所述活塞體靠近閥座的一側(cè)與閥體內(nèi)壁形成壓力腔室與平均壓力輸出口相連。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述活塞桿順次穿過每一活塞體的中心并將其相互固定。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述平均活塞還包括套設(shè)在所述活塞桿上，用于固定所述活塞體于所述活塞桿的定位部。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述定位部沿所述活塞體中央位置向外延伸而出，與所述活塞桿固定連接。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述活塞體還包括用于緩沖所述平均活塞對閥體壁沖擊的緩沖部，所述緩沖部貼設(shè)于所述活塞體表面。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述活塞體內(nèi)部設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有環(huán)形密封件。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述活塞桿末端與所述活塞體的定位部之間設(shè)置有用于緊固所述活塞桿與所述活塞體于一體的緊固件。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述閥體底部設(shè)有收容腔室，所述緊固件容納于所述閥體底部的收容腔室內(nèi)。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述閥座內(nèi)設(shè)置有彈簧，所述閥座外表面設(shè)置有起密封作用的密封圈，所述彈簧上方開設(shè)有排氣通道，排氣通道斜向下傾斜與平均壓力出氣通道連通，以便彈簧的氣壓與閥口內(nèi)氣壓腔室的氣壓相等。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述閥體側(cè)壁上還設(shè)置有總風(fēng)壓力輸入口，空氣彈簧壓力輸入口和平均壓力輸出口，且所述總風(fēng)壓力輸入口在空氣彈簧壓力輸入口的上方，總風(fēng)壓力從總風(fēng)壓力輸入口進(jìn)入閥體，作用在平均活塞上表面，空氣彈簧壓力從空氣彈簧壓力輸入口進(jìn)入腔室，每路空氣彈簧壓力獨(dú)立作用于每一活塞體表面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本案中的技術(shù)方案采用多級活塞結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)同時適用于兩路以上空氣彈簧壓力，避免了處理兩路以上空氣壓力需要并聯(lián)或串聯(lián)多個平均閥引入誤差；

一體式活塞桿作為整個活塞支撐的多級活塞結(jié)構(gòu)，同心度更好，避免同心度偏差過大，活塞與閥體壁面的摩擦加劇，阻力增大，導(dǎo)致的閥動作失靈的情況；與現(xiàn)有階梯活塞結(jié)構(gòu)，加工精度要求低，解決了階梯活塞加工過程中因加工精度引入偏差的問題；

工作時空氣彈簧壓力作用互不影響，故空氣壓力氣路增加時，平均閥長寬不變，僅通過增加縱向閥體腔室，即可實(shí)現(xiàn)多路空氣壓力平均的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種多氣路平均閥的剖視圖；

圖2為本發(fā)明所述多氣路平均閥的平均活塞結(jié)構(gòu)分解圖；

圖3為圖2所述多氣路平均閥平均活塞的組合示意圖；

圖4為圖3所述多氣路平均閥平均活塞沿軸向的剖視圖；

圖5為本發(fā)明所述多氣路平均閥另一實(shí)施中平均活塞沿軸向的剖視圖；

各圖中：1、閥體；2、閥座；21、密封圈；22、排氣通道；3、平均活塞；31、活塞桿；311、排氣孔；32、活塞體；320、環(huán)形密封件；322、緩沖部；33、定位部；34、緊固件；4、彈簧；5、總風(fēng)壓力輸入口；6、空氣彈簧壓力輸入口；7、平均壓力輸出口；8、閥口。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供一種多氣路平均閥，其包括閥體1、閥座2和平均活塞3，閥體1內(nèi)部形成閥腔，平均活塞3設(shè)置在閥腔內(nèi)，平均活塞3包括活塞桿31與套設(shè)并固定于活塞桿31的若干活塞體32，活塞體32受空氣壓力作用的面積相等；活塞體32背離閥座2的一側(cè)與閥體內(nèi)壁形成僅與空氣壓力進(jìn)氣通道連通的壓力腔室，活塞體32靠近閥座2的一側(cè)與閥體內(nèi)壁形成壓力腔室與平均壓力輸出通道相連。

如圖2和圖3，對兩路空氣壓力進(jìn)行平均時，所述平均活塞3包括活塞桿31與套設(shè)于活塞桿31并固定于活塞桿31的兩個活塞體32。所述活塞體32中心具有配合所述活塞桿31的圓形孔，所述活塞桿31順次穿過所述活塞體32中心并將其相互固定。

所述平均活塞3還包括套設(shè)在所述活塞桿31上用于固定所述活塞體32于所述活塞桿31的定位部33，所述定位部33沿所述活塞體中央位置向外延伸而出，用以與所述活塞桿31固定連接。

所述活塞體32還包括用于緩沖所述平均活塞3對閥體壁沖擊的緩沖部322，所述緩沖部322貼設(shè)于所述活塞體32表面。所述緩沖部322可以為垂直于活塞體32表面向外延伸而出的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，外直徑小于或等于所述活塞體32直徑；所述緩沖部還可以與活塞體32分離，直接套設(shè)在所述活塞桿31或所述定位部33上。

另外，所述活塞體32內(nèi)部具有環(huán)形凹槽，槽內(nèi)安裝有環(huán)形密封件320，可進(jìn)一步密封所述活塞桿31與所述活塞體32中間的縫隙，防止空氣壓力泄露。

所述活塞桿31末端與所述定位部33之間設(shè)置有用于緊固所述活塞桿31與所述活塞體32于一體的緊固件34；所述緊固件34有獨(dú)立收容腔室，該收容腔室位于所述閥體1底部。所述活塞桿31中心中空，具有排氣孔311，便于平均閥工作過程中氣體的排出。

本實(shí)施例中，先將一個活塞體32固定套在活塞桿31上，并套上所述定位部33進(jìn)一步固定，然后再將另一個所述活塞體32套在活塞桿31上，并再套上另一個所述定位部33固定，最后套上緊固件34固定活塞整體。所述活塞桿31與所述活塞體32、所述定位部33及所述緊固件34配合的位置設(shè)有螺紋結(jié)構(gòu)，同時所述定位部33及所述緊固件34內(nèi)側(cè)也有與所述活塞桿31的螺紋結(jié)構(gòu)配合的內(nèi)螺紋。由以上描述可知，利用所述活塞桿31作為整個活塞的支撐結(jié)構(gòu)，保持較好的同心度；且每級活塞的活塞體32結(jié)構(gòu)一致，保證每級活塞體受空氣壓力作用的面積相等。

考慮到平均壓力對閥座2的影響進(jìn)一步反作用于平均壓力輸出值，帶來較大偏差，為降低閥座2工作過程中因受到的壓力變動而產(chǎn)生的較大誤差，閥口采用平衡式無壓差閥口，即閥座2外側(cè)設(shè)置有起密封作用的密封圈21，所述閥座內(nèi)設(shè)置有彈簧4，所述彈簧4上方開設(shè)有排氣通道22，排氣通道22斜向下傾斜與平均壓力出氣通道連通，因平均壓力排氣通道連通閥口8處的壓力腔室，故設(shè)置排氣通道保證了彈簧4的氣壓與閥口8處氣壓腔室的氣壓相等。

在閥座的上下表面都會受到統(tǒng)一平均壓力t0的作用，其中進(jìn)氣密封口的直徑與閥座上部直徑相同，設(shè)為l1。f1為彈簧作用力，f2為進(jìn)氣口壓緊力，f3為活塞對閥座的力。

閥座在達(dá)到平衡后：

整理后得：

取業(yè)內(nèi)常用值l2＝2mm。軌道車輛用空氣彈簧最大平均壓力約為t0max＝650kpa、t0min＝0kpa。在平均閥內(nèi)部達(dá)到平衡后，閥口關(guān)閉，此時彈簧的壓縮量為定值則f1為定值，進(jìn)氣閥口對閥座的壓力f2為定值。

則由f3引起的t0最大變化量為：

δf3max＝f3(t0max)-f3(t0min)

δf3max＝2.04n

f3壓力作用到活塞上使其引起輸出壓力的偏差。

δf3max對于三路平均閥活塞而言，輸入壓力不同而引起的偏差為：

取行業(yè)常用值s為直徑為32mm，s直徑為2mm，代入得：δt0＝0.937kpa

所以在輸入壓力變動時此閥口引起最大的偏差為0.937kpa。

如圖1，閥體1的側(cè)壁上還設(shè)置有總風(fēng)壓力輸入口5，空氣彈簧壓力輸入口6和平均壓力輸出口7?？傦L(fēng)壓力輸入口5在空氣彈簧壓力輸入口6的上方，總風(fēng)壓力從總風(fēng)壓力輸入口5進(jìn)入閥體1，作用在平均活塞3上表面，空氣彈簧壓力經(jīng)進(jìn)氣通道從空氣彈簧壓力輸入口6進(jìn)入腔室，作用在平均活塞3下表面，每路空氣彈簧壓力獨(dú)立作用于每一活塞體表面。

閥體內(nèi)壁與每級活塞體32背離閥座2一側(cè)形成兩組空氣壓力作用的壓力腔室c、d，閥體側(cè)壁上具有兩個空氣彈簧壓力輸入口，每個彈簧壓力輸入口分別與一路空氣壓力進(jìn)氣通道相連，并與壓力腔室c、d連通，壓力腔室c、d之間互不連通，每路空氣壓力僅可進(jìn)入一個壓力腔室。

閥體側(cè)壁上總風(fēng)壓力進(jìn)風(fēng)口5與閥體腔a相通，閥座2容納在閥體腔a中，閥體內(nèi)壁與每級活塞體32靠近閥座一側(cè)形成兩個總風(fēng)壓力作用腔室b、d，b、d通過氣路通道相互連通，并與平均壓力輸出口7相連，當(dāng)無壓力輸入，閥座2壓緊閥口8，總風(fēng)壓力不能進(jìn)入壓力腔室b、d。

工作時，當(dāng)兩路空氣彈簧產(chǎn)生的的空氣壓力t1、t2經(jīng)進(jìn)氣通道通過空氣壓力輸入口6分別進(jìn)入腔室c、d，分別作用在每級活塞體32下表面，推動平均活塞3向上運(yùn)動。平均活塞3頂著閥座2上移，閥口8打開?？傦L(fēng)壓力p進(jìn)入腔室b、d，作用在每級活塞體32上表面，隨著進(jìn)入b、d腔室的氣壓t0的增大，平均活塞3向下不斷移動，閥座2在彈簧4的壓力下向下移動，閥口8開口不斷變小。隨著閥座2下移，閥口8變小到關(guān)閉時，作用到平均活塞3上表面的力和下表面的力達(dá)到平衡。

輸入壓力t1、t2減小時，使得作用在平均活塞3下表面的力降低，從而平均活塞3向下運(yùn)動，使得閥口8位置的排氣孔311打開，腔室b、d壓力通過平均活塞3中間的排氣孔311排出，t0壓力降低，從而平均活塞3再上移，排氣孔311關(guān)閉，平均活塞3受力再次達(dá)到平衡，s為活塞體徑向截面面積，s為活塞桿徑向截面面積，壓力作用面積為s-s。

圖4，作用在平均活塞3上的力達(dá)到平衡后：

t0×(s-s)+t0×(s-s)＝t1×(s-s)+t2×(s-s)

則可得到：

如圖4，對三路空氣壓力進(jìn)行平均時，所述平均活塞3包括活塞桿31與套設(shè)于活塞桿31并固定于活塞桿31的三個活塞體32。所述活塞桿31依次穿過所述活塞體32中心并將其相互固定。除增加一級活塞，平均活塞3的其他結(jié)構(gòu)與兩路空氣壓力平均時相同。

本發(fā)明技術(shù)方案中采用多級結(jié)構(gòu)的平均活塞3作為空氣壓力平均的作用部件，活塞體的具體數(shù)量由處理空氣彈簧壓力氣體的路數(shù)決定，即當(dāng)需要同時平均兩路空氣彈簧壓力時，平均活塞3包括活塞桿31、2個活塞體32，共計兩級活塞；當(dāng)需要同時平均三路空氣彈簧壓力時，平均活塞3包括活塞桿31、兩個活塞體32，共計三級活塞；當(dāng)需要同時平均四路空氣彈簧壓力時，平均活塞3包括活塞桿31、三個活塞體32，共計四級活塞；以此類推，依據(jù)需要可擴(kuò)展為同時平均任意路空氣彈簧壓力。相對應(yīng)多路空氣而言，通過增加活塞體32的數(shù)量就可以達(dá)到計算空氣壓力平均值的目的。

在實(shí)際裝配過程中，完成第一級活塞的組裝后，將活塞整體放入閥體1中，加裝一級閥體；完成第二級活塞的組裝后，再加裝一級閥體；完成第三級活塞的組裝，再加裝一級閥體；以此類推，閥體腔室數(shù)也等于處理空氣壓力的路數(shù)，根據(jù)處理空氣壓力路數(shù)的需要進(jìn)行閥體的組裝，最后可在下方設(shè)置容納固定件34的收容腔。

本發(fā)明技術(shù)方案能同時處理多路空氣壓力，減少現(xiàn)有平均閥在處理多路空氣壓力并聯(lián)或串聯(lián)帶入的疊加偏差，也節(jié)約了列車上的空間。本技術(shù)方案的多級活塞結(jié)構(gòu)同心度更好，避免同心度偏差過大，活塞與閥體壁面的摩擦加劇，阻力增大，導(dǎo)致的閥動作失靈的情況。采用多級活塞結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有的階梯活塞結(jié)構(gòu)，大大降低了加工精度，避免了因加工精度誤差，造成的壓力作用面積偏差，引起的計算偏差；另外，在處理相同路數(shù)空氣壓力的前提下，多級活塞結(jié)構(gòu)較階梯活塞結(jié)構(gòu)活塞體積更小。采用無壓差平衡式閥口降低了平均壓力變化引起閥口平衡時受到的壓力變化對平均壓力輸出帶來的偏差。閥體內(nèi)部形成多個獨(dú)立壓力腔室，與多級活塞結(jié)合，氣路增加時，平均閥只需要在縱向擴(kuò)展，體積變化小，節(jié)約車體空間?；钊显O(shè)置緩沖部，防止活塞在腔內(nèi)運(yùn)動時位移量過大而產(chǎn)生沖擊，同時閥體與活塞均為金屬材質(zhì)，工作中一旦緊密貼合不易分離會增加空氣壓力平均時間，緩沖部很好的解決了這一問題。