專利名稱：排氣制動蝶閥的蝶片及其排氣制動蝶閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種排氣制動蝶閥的蝶片及其排氣制動蝶閥，屬于機械制造技術領域。
背景技術：
排氣制動器是車輛的一種輔助制動裝置，特別適用于(重型)載重汽車和(大型) 客車及工程車輛，可增強車輛的制動性能，不需使用或少使用主制動器(傳統的摩擦制動器)，就能將車輛控制在一定的安全速度范圍內，預防車輛制動失靈，確保行車安全。現有的排氣制動器主要由氣缸或真空助力缸和與其連接的排氣制動閥組成。在車輛正常行駛狀態下，發動機的廢氣流經排氣制動閥后排出。在需要制動時，車輛的控制系統控制氣缸或真空助力缸運動，氣缸或真空助力缸帶動排氣制動閥中的蝶片翻轉一定的角度，將閥體內腔分割為封閉的進氣腔和排氣腔。發動機排出的廢氣被堵截在進氣腔中，形成發動機排氣制動。在閥體內部還設有用于調壓的機構，控制調節閥體內部氣壓的大小。現有的調壓機構，包括開設在蝶片上的泄壓缺口和對應設置在閥體下端的挺桿裝置。當蝶片翻轉處于關閉位置時，在適當的氣壓下，挺桿端部剛好封堵在蝶片的泄壓缺口處。根據進氣腔中氣壓的大小不同，挺桿裝置中的挺桿可以上下運動，挺桿端部與蝶片的泄壓缺口之間產生間隙或重新封堵，使進氣腔中的氣體適量排放或達到新的氣壓平衡，從而起到調節壓力的作用。現有的排氣制動閥，由于蝶片在關閉時，其位置是傾斜的，蝶片對挺桿端部的作用力也是傾斜的。該作用力被分解為水平和垂直方向的兩個分力，在水平分力 >垂直分力的情況下，閥片關閉后極易發生自鎖。當停止制動需要泄壓時，自鎖對蝶片的再次打開造成阻礙，蝶片無法實現其有效運動。另外，由于現有挺桿多為圓柱形，挺桿的端部與泄壓缺口的端面、以及挺桿的圓周面與泄壓缺口的兩側面之間，均為線密封，密封效果差。在發動機低速運轉時，排氣背壓低， 影響制動效果。同時，在排氣制動閥長期的工作過程中，閥體內壁上還會產生一部分積碳，如果不能夠得到及時的清理，也會影響制動效果。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于，針對現有技術的不足提供一種蝶片及其排氣制動蝶閥。結構簡單緊湊，有效防止了蝶片關閉時，蝶片受限壓密封活塞的推力而自鎖， 保證蝶片的有效運動；同時，在蝶片關閉的過程中，對蝶片與限壓密封活塞的配合進行引導，密封性好，提高發動機低速時的排氣背壓值；限壓密封活塞受力面上受力均勻，排氣壓力恒定；碟片及時清理閥體內壁積碳，提高制動效率。本實用新型所要解決的技術問題是通過如下技術方案實現的一種排氣制動碟閥的碟片，在蝶片的徑向設有轉軸，用于將蝶片與外部的排氣制動蝶閥閥體可旋轉固定，并與操作機構相連。蝶片的外緣開設泄壓缺口，泄壓缺口的端面為斜面，與蝶片中心線的夾角為26° 士2°。泄壓缺口的截面形狀可為矩形，泄壓缺口的寬度為8-24mm，深度尺寸小于蝶片斜外圓半徑的一半；截面形狀也可為梯形，且梯形的長邊位于外側，在寬度方向短邊尺寸不小于3mm、長邊尺寸不大于24mm ；在深度方向上尺寸小于蝶片斜外圓半徑的一半。一種排氣制動蝶閥，蝶閥的閥體上設有限壓裝置，該限壓裝置包括設置在閥體側壁上的限壓裝置殼體，殼體由內向外依次設有限壓密封活塞和限壓彈簧，底部通過彈簧端蓋與限壓裝置殼體固定連接，所述的閥體內設有如上所述的蝶片，所述的蝶片通過轉軸固定在閥體內腔中，所述的蝶片與操作機構相連，操作機構帶動蝶片以轉軸為中心在閥體內腔中翻轉，蝶片關閉時將閥體內腔分割成進氣腔和排氣腔；所述的限壓密封活塞前端通過開設在閥體內壁上的開孔，凸伸到閥體內腔，并對應插設在所述的泄壓缺口中；后端通過限壓彈簧與彈簧端蓋相抵頂。為了保證限壓密封活塞的運動空間，所述的限壓密封活塞的前端端面與限壓裝置殼體內壁之間設有間隙。為了方便部件之間的配合，所述的限壓密封活塞的前端軸向截面的頂邊為圓弧邊，IOmm彡圓弧半徑彡120mm,弦高0. 5-2. 5讓。所述的限壓密封活塞為階梯狀，由上部的挺桿和下部的支座組成，且挺桿的直徑小于支座的直徑。為了保證更好的密封效果，所述的挺桿上、下圓周面分別開設有扁平部，扁平部自挺桿的頂端朝支座方向開設，扁平部的寬度> 2. 5mm，寬度的上限值小于挺桿圓軸面部分的半徑。為了方便安裝定位，所述的支座的外圓上開設有導向槽，所述的導向槽與所述的扁平部的中心對稱面相同；所述的導向槽的寬度為3-6mm，深度為1. 8_4mm。根據需要，所述的支座內部開設有彈簧安裝孔為盲孔或階梯孔，其深度小于支座的長度；所述的盲孔的直徑為5-21mm ；所述的階梯孔的大徑的直徑為5_21mm，階梯孔的小徑的直徑為5-16mm。綜上所述，本實用新型有效防止了蝶片自鎖，保證蝶片的有效運動；同時，蝶片與限壓密封活塞的配合密封性好，提高發動機低速時的排氣背壓值；限壓密封活塞受力面上受力均勻，排氣壓力恒定；碟片及時清理閥體內壁積碳，提高制動效率。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案進行詳細地說明。
圖IA為本實用新型碟片的結構示意圖之一；圖IB為圖IA俯視圖；圖2為本實用新型碟片的結構示意圖之二的俯視圖；圖3A為本實用新型蝶片處于打開狀態的排氣蝶閥整體結構示意圖；圖:3B為圖3A的俯視圖；圖3C為圖3A的左視圖；圖3D為圖3A的A向視圖；[0027]圖4為本實用新型碟片與限壓密封活塞接觸狀態位置關系示意圖；圖5為本實用新型碟片完全關閉狀態示意圖；圖6A為本實用新型限壓密封活塞的結構示意圖之一；圖6B為本實用新型限壓 密封活塞的結構示意圖之二 ；圖7為本實用新型限壓密封活塞單限壓彈簧的剖面圖；圖8為本實用新型限壓密封活塞雙限壓彈簧的剖面圖。
具體實施方式
圖IA為本實用新型碟片的結構示意圖之一，圖IB為圖IA俯視圖。如圖IA并結合圖IB所示，本實用新型提供一種排氣制動蝶閥的蝶片30，在蝶片30的徑向設有轉軸32， 用于將蝶片30與外部的排氣制動蝶閥閥體1可旋轉固定，并與操作機構相連。如圖IA所示，蝶片30的外緣開設泄壓缺口 31，泄氣缺口 31端面為斜面，其與蝶片30中心線的夾角為26° 士2°。如圖IA所示，泄壓缺口 31的截面形狀為矩形，為了與限壓密封活塞20配合組成密封面，泄壓缺口的寬度為8-24mm，為了保證蝶片30的強度，泄壓缺口 31的深度尺寸小于蝶片30斜外圓半徑的一半。圖2為本實用新型碟片的結構示意圖之二的俯視圖。如圖2所示，泄壓缺口 31的截面形狀也可以為梯形，梯形的長邊位于蝶片30的外側，在寬度方向短邊尺寸不小于3mm、 長邊尺寸不大于24mm ；在深度方向上尺寸小于蝶片30斜外圓半徑的一半。圖3A為本實用新型蝶片處于打開狀態的排氣蝶閥整體結構示意圖，圖3B為圖3A 的俯視圖，圖3C為圖3A的左視圖，圖3D為圖3A的A向視圖。如圖3A至圖3D所示，本實用新型還提供一種排氣制動碟閥，排氣制動蝶閥的閥體1上設有限壓裝置，該限壓裝置包括設置在閥體側壁上的限壓裝置殼體8，殼體8由內向外依次設有限壓密封活塞20和限壓彈簧7，底部通過彈簧端蓋40與限壓裝置殼體8固定連接，閥體1內設有蝶片30，蝶片30 通過轉軸32固定在閥體1內腔中，蝶片30與操作機構相連，操作機構帶動蝶片30以轉軸 32為中心，在閥體1內腔中翻轉，蝶片30關閉時將閥體1內腔分割成進氣腔和排氣腔；限壓密封活塞20前端通過開設在閥體1內壁上的開孔，凸伸到閥體1內腔，并對應插設在泄壓缺口 31中；后端通過限壓彈簧7與彈簧端蓋40相抵頂。為了保證限壓密封活塞20能夠運動自如，限壓密封活塞20的前端端面224與限壓裝置殼體8內壁81之間設有間隙。如圖3A至圖3D所示，由于排氣制動蝶閥的氣缸2為單作用氣缸，單作用氣缸的活塞桿側安裝有復位彈簧5，當排氣制動蝶閥的氣缸2的進氣口停止供氣并通過汽車輔助制動的控制回路接通大氣的時候，氣缸2的活塞桿在原位即圖示位置。在發動機做正功的工作狀態時，蝶閥不工作，也就是說由于蝶片30處于打開狀態，限壓密封活塞20在限壓彈簧7 的作用下，限壓密封活塞支座22的前端端面224頂在閥體1的限壓裝置殼體8內壁81上， 從而對閥體靜壓孔9實施端面密封，這時由于蝶閥處于打開狀態，蝶閥過流的氣體壓力低， 而且氣體壓力只作用于限壓密封活塞20的挺桿21頭部和閥體靜壓孔9的面積上，低的壓力以及相對較小的受力面積，將無法使限壓密封活塞20克服限壓彈簧7的預緊力而后退； 將決定發動機燃燒的廢氣不能通過靜壓孔9進入限壓裝置內部，此時極少量的廢氣通過限壓活塞20與閥體1間隙的泄露可以忽略不計)，廢氣只能通過閥體內蝶片30的兩側通道通過排氣蝶閥排出。[0037]圖4為本實用新型碟片與限壓密封活塞接觸狀態位置關系示意圖。當汽車的輔助制動控制回路向氣缸2的進氣口通氣，氣缸2的活塞桿伸出，帶動相連的銷座，銷座通過搖臂總成帶動轉軸32，轉軸32帶動蝶片30旋轉，蝶片30開始進行關閉，在蝶片30旋轉到一定角度時，蝶片的泄壓缺口 31將對限壓密封活塞的挺桿21頭部進行包容，蝶片30的泄壓缺口 31端面將壓在限壓密封活塞挺桿21頭部弧形面213上，但此時蝶片30并沒有完全關閉，隨著蝶片30進一步關閉，限壓密封活塞20將向后移動，限壓活塞的支座22頭部2 將離開閥體1的限壓裝置殼體8內壁81。圖5為本實用新型碟片完全關閉狀態示意圖。蝶片30進一步關閉直至蝶片30的斜外圓靠向并頂在閥體1內壁上，蝶片30處于完全關閉狀態。此時限壓密封活塞支座22頭部2M離開限壓裝置殼體8內壁81端面。此時，由于蝶閥關閉閥前的高壓氣體進入靜壓反饋腔，此刻蝶閥限壓密封活塞的受力面積擴大為限壓密封活塞支座22面積減去挺桿21的環形面積再加上由蝶片30和限壓密封活塞挺桿21頭部形成的密封在密封面或線的進氣端一側的截面積。在限壓彈簧7的預緊力大于背壓與限壓密封活塞20的受壓面積的乘積時， 限壓密封活塞挺桿21頭部弧形面將保持與蝶片30的泄壓缺口 31端面的接觸，也就是說， 此時的蝶閥的閥前背壓值小于設定的背壓值。當隨著蝶閥閥前背壓值的上升，當閥前背壓與限壓密封活塞20的受壓面積的乘積大于限壓彈簧7的預緊力時，限壓密封活塞20將繼續向彈簧端蓋40方向移動，并隨著閥前背壓的提高，當閥前背壓達到限壓裝置的最高設定壓力時限壓密封活塞20將移動到限壓密封活塞支座21的后端面與彈簧端蓋40的前端面相抵的位置，限壓裝置的調壓也將達到極限。圖6A為本實用新型限壓密封活塞的結構示意圖之一。如圖6A所示，限壓密封活塞20為階梯狀，由上部的挺桿21和下部的支座22組成，且挺桿21的直徑小于支座22的直徑。確保與蝶片缺口 31的上下面能形成面密封，挺桿21上、下圓周面分別開設有扁平部 212，扁平部212自挺桿21的頂端朝支座22方向開設，為確保面密封的效果，扁平部212的寬度> 2. 5mm,寬度的上限值小于挺桿21圓軸面部分的半徑。限壓密封活塞20的前端軸向截面的頂邊213為圓弧邊，IOmmS圓弧半徑< 120mm，保證弦高0. 5-2. 5mm之間。能方便的滑入蝶片泄氣缺口 31的端面內，形成與蝶片缺口 31端面的線性密封；這樣的結構在蝶片 30關閉時，能確保限壓密封活塞20方便的進入蝶片的泄壓缺口 31端面形成密封。限壓密封活塞20的支座22的外圓上開設有導向槽223，導向槽223與扁平部212的中心對稱面相同。導向槽223與定位銷3配合，確保限壓密封活塞20不發生徑向轉動，以確保蝶片30 的泄壓缺口 31與限壓密封活塞20的扁平部212的兩側相配合形成密封。為保證導向部位的強度和剛度，同時又要盡可能不因開槽而削弱密封性能。導向槽223的寬度設置控制在 3-6mm、深度控制在1. 8_4mm。支座22內部開設有彈簧安裝孔，根據彈簧的級別設置，采用單級彈簧時，彈簧安裝孔可以為盲孔2221，如果采用的是雙級彈簧，該彈簧安裝孔則為階梯孔2222。但彈簧安裝孔的深度小于支座22長度；所述的盲孔2221的直徑為5-21mm ；所述的階梯孔2222的大徑的直徑為5-21mm，階梯孔2222的小徑的直徑為5_16mm。圖6B為本實用新型限壓密封活塞的結構示意圖之二。如圖6B并結合圖2所示， 由于限壓密封活塞20的端部是與蝶片上的泄壓缺口 31對應設置，并相互配合動作的，因此兩者的形狀也需要對應設置。參考圖IB和圖6A，當泄壓缺口 31的截面形狀為矩形時，限壓
6密封活塞20的端部也為矩形，同樣的，再參考圖2和圖6B，當泄壓缺口 31的截面形狀為梯形時，限壓密封活塞20的端部則對應設置為梯形。圖7為本實用新型限壓密封活塞單限壓彈簧的剖面圖。當蝶閥的限壓裝置采用一根限壓彈簧的結構時，為確保限壓彈簧7在其內部不因受力而彎曲從而影響蝶閥設定限壓力的準確，在限壓密封活塞的支座22尾部設置有彈簧安裝孔，利用彈簧安裝的孔的外徑對限壓彈簧7進行定位，其安裝孔要設置成盲孔2221，且其盲孔2221的深度要求大于等于彈簧在預緊受力狀態的2倍導程，從而確保限壓彈簧不在受力后有脫出的可能。圖8為本實用新型限壓密封活塞雙限壓彈簧的剖面圖。當蝶閥設定的壓力較高， 限壓裝置采用單限壓彈簧7結構設置無法滿足調壓要求時，限壓裝置設置可采用兩根限壓彈簧的結構，但這一結構如仍采用在限壓密封活塞的支座22尾部設置一個盲孔結構的內彈簧安裝孔對兩根彈簧進行定位顯然是不可能的，而且如果不能對兩根彈簧進行可靠的定位，在彈簧受力發生彎曲時，兩根彈簧勢必發生纏繞，使其無法發揮作用。在這樣的情況下， 采用心軸結構，即采用小彈簧定位導向桿73對小彈簧72進行定位，而繼續采用彈簧安裝孔對大彈簧71進行定位。而小彈簧定位導向桿73由于直徑較細，為確保定位的可靠性，對小彈簧72采用全長度定位方式。針對限壓密封活塞20需沿小彈簧定位導向桿73的軸向運動，因此在限壓密封活塞的支座22尾部需開有階梯孔2222，以方便小彈簧定位導向桿73 的進入，可在限壓密封活塞20的全行程都實現小彈簧定位導向桿73對小彈簧72的全長度以確保定位的可靠。需要說明的是，以上所述的各個實施例中僅舉例之用，并不因此限制本實用新型的保護范圍，可根據需要作簡單的變化或修改。
權利要求1.一種排氣制動蝶閥的蝶片(30)，在蝶片(30)的徑向設有轉軸(32)，用于將蝶片 (30)與外部的排氣制動蝶閥閥體(1)可旋轉固定，并與操作機構相連；蝶片(30)的外緣開設泄壓缺口(31)，其特征在于，所述的泄壓缺口(31)的端面為斜面，與蝶片(30)中心線的夾角為26° 士2°。
2.如權利要求1所述的排氣制動蝶閥的蝶片，其特征在于，所述的泄壓缺口(31)的截面形狀為矩形。
3.如權利要求1所述的排氣制動蝶閥的蝶片，其特征在于，所述的泄壓缺口(31)的截面形狀為梯形，且梯形的長邊位于外側。
4.如權利要求2所述的排氣制動蝶閥的蝶片，其特征在于，所述的泄壓缺口(31)的寬度為8-24mm，深度尺寸小于蝶片(30)斜外圓半徑的一半。
5.如權利要求3所述的排氣制動蝶閥的蝶片，其特征在于，所述的泄壓缺口(31)在寬度方向短邊尺寸不小于3mm、長邊尺寸不大于24mm;在深度方向上尺寸小于蝶片(30)斜外圓半徑的一半。
6.一種排氣制動蝶閥，蝶閥的閥體(1)上設有限壓裝置，該限壓裝置包括設置在閥體側壁上的限壓裝置殼體(8)，殼體由內向外依次設有限壓密封活塞(20)和限壓彈簧(7)，底部通過彈簧端蓋(40)與限壓裝置殼體(8)固定連接，其特征在于，所述的閥體內設有如權利要求1-5任一項所述的蝶片，所述的蝶片(30)通過轉軸(32)固定在閥體(1)內腔中，所述的蝶片(30)與操作機構相連，操作機構帶動蝶片(30)以轉軸(32)為中心在閥體內腔中翻轉，蝶片(30)關閉時將閥體(1)內腔分割成進氣腔和排氣腔；所述的限壓密封活塞(20) 前端通過開設在閥體(1)內壁上的開孔，凸伸到閥體(1)內腔，并對應插設在所述的泄壓缺口(31)中；后端通過限壓彈簧(7)與彈簧端蓋(40)相抵頂。
7.如權利要求6所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的限壓密封活塞(20)的前端端面(224)與限壓裝置殼體⑶內壁(81)之間設有間隙。
8.如權利要求7所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的限壓密封活塞(20)的前端軸向截面的頂邊為圓弧邊，IOmm彡圓弧半徑彡120mm，弦高0. 5-2. 5mm。
9.如權利要求6或7或8任一項所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的限壓密封活塞(20)為階梯狀，由上部的挺桿(21)和下部的支座(22)組成，且挺桿(21)的直徑小于支座(22)的直徑。
10.如權利要求9所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的挺桿(21)上、下圓周面分別開設有扁平部(212)，扁平部(212)自挺桿(21)的頂端朝支座(22)方向開設，扁平部 (212)的寬度彡2. 5mm，寬度的上限值小于挺桿(21)圓軸面部分的半徑。
11.如權利要求10所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的支座(22)的外圓上開設有導向槽(223)，所述的導向槽(223)與所述的扁平部(212)的中心對稱面相同；所述的導向槽(223)的寬度為3-6mm，深度為1. 8_4mm。
12.如權利要求9所述的排氣制動蝶閥，其特征在于，所述的支座(22)內部開設有彈簧安裝孔為盲孔(2221)或階梯孔(2222)，其深度小于支座(22)的長度；所述的盲孔(2221) 的直徑為5-21mm ；所述的階梯孔(2222)的大徑的直徑為5_21mm，階梯孔(2222)的小徑的直徑為5-16mm。
專利摘要本實用新型提供一種排氣制動蝶閥的蝶片(30)，在蝶片(30)的徑向設有轉軸(32)，用于將蝶片(30)與外部的排氣制動蝶閥閥體(1)可旋轉固定，并與操作機構相連；蝶片(30)的外緣開設泄壓缺口(31)，泄壓缺口(31)的端面為斜面，與蝶片(30)中心線的夾角為26°±2°；本實用新型還提供帶有該蝶片的排氣制動蝶閥，蝶閥的閥體(1)上設有限壓裝置。本實用新型所提供的蝶片不易自鎖，密封效果更佳，在發動機低速運轉時，制動效果好；同時，在排氣制動蝶閥長期的工作過程中，閥體內壁上產生的部分積碳，能夠得到及時的清理，提高制動效率。
文檔編號F02D9/10GK201972790SQ20112002660
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者吳科峰 申請人:浙江億日氣動科技有限公司