[发明专利]拖臂悬挂装置及其高度控制阀

说明书

                        相关申请

本申请要求美国临时性申请60/150621号的优先权。

                        技术领域

本发明涉及车辆的拖臂悬挂装置，更具体地说，涉及用于控制该悬挂装置相对于车辆的行车高度的一种高度控制阀。

                        背景技术

拖臂悬挂装置是众所周知的并在重型车辆中，例如半拖车/拖车结构中普遍使用。拖臂悬挂装置包括安装在车辆相对两侧上的二个相对的拖臂组件。该组件优选地是安装在车架的纵梁上。每一个拖臂组件包括一个拖臂，它的一端枢转地与从车架上悬挂下来的一个悬挂支架连接。拖臂的另一端安装固定在车架纵轨上的一个空气弹簧。该空气弹簧对于拖臂围绕着悬杆支架，相对于车架钢轨的枢转，形成阻尼。

一般，车轴组件横跨并安装到拖臂上，或由该拖臂托持。车轴组件可转动地安装着与地面接触的车轮。随着与地面的接触，车轮的运动造成该拖臂转动。这个转动被空气弹簧所缓冲。

一般，该空气弹簧包括一个气囊，压力流体可以引入该气囊中或从气囊中排出，以调节空气弹簧的阻尼性能。另外，可以调节空气弹簧中的空气体积，以改变车架相对于拖臂的高度。通常，对于拖车具有一个优选的行车高度；根据拖车装载的负荷大小不同，该行车高度可以改变。对于一个具体的负载，可将压力空气送入气囊中，或从气囊中排出，以调节拖车车架纵梁相对于拖臂的相对高度。

传统上，该行车高度的调节是由一个高度控制阀来进行的。该高度控制阀有一个输入口、一个空气弹簧口和一个排出口。该输入口流体连接到车辆的压力空气系统。该空气弹簧口流体直接空气弹簧的气囊；而该排出口则流体连接大气。该空气弹簧口可以与输入口，或与排出口流体连接；以便将压力空气送入空气弹簧中，或从空气弹簧中排出。为了形成将压力空气送入气囊或从气囊中排出所必需的液体连通，一般使用一个三位阀。一般，阀体安装在车辆或车辆车架上，而杠杆臂安装在拖臂上。这样，杠杆相对于阀体的运动可以表示拖臂和车辆之间的位置的相对变化。

目前使用的各种高度控制阀工作时可能有一个时间滞后，或者也可以立即对高度的改变作出响应。一般，这些阀的结构包括多个弹簧偏压的柱塞，或者类似的零件。这些零件可根据拖臂的相对运动，密封住各个不同的口。这种高度控制阀的例子公开在下列美国专利中：1992年11月10日授权的5,161,579号，1996年10月1日授权的5,560,591号，和1994年12月27日授权的5,375,819号。这些阀趋于使用O形圈等形式的密封装置，该密封装置包围着动态的、或运动的柱塞，使柱塞相对于阀体密封。这些“动态”密封随着阀杆作往复运动而受到磨损，最后导致密封失效。

在高度控制阀范围之外，但却在座椅调节阀范围内人们知道，利用一个剪切阀结构，以使压力空气输入口与一个气缸流体连接，或使作动缸与大气连通，以使作动缸伸、缩，而升高或降低车辆座椅。该剪切阀包括一个腔，该腔与作动缸流体连通。剪切阀有选择地将该腔与输入口或排出口连通以延伸或收缩作动缸。该剪切阀包括一个放置在该腔内的固定圆盘，其具有与气缸连接的一个开口，和与输入口和排出口连通流体连接的各开口。具有一个可以有选择地覆盖输入口和排出口的通道的一个回转圆盘由车辆使用者有选择地转动以有选择性地使气缸口与输入口或排出口流体连通，使气缸伸缩，而升高或降低座椅。

目前，仍然需要有一种高度控制阀，它不在阀的动态零件上使用传统的密封，同时具有始终如一的重复性能。

                         发明内容

本发明涉及控制车辆车架和拖臂悬挂装置之间的相对高度的一种高度控制阀。该拖臂悬挂装置包括一个拖臂，其具有可枢转地安装在车辆车架上的一端，并托载可转动地安装与地面接触的车轮的轴；空气弹簧位于拖臂的另一端和车辆车架之间以阻止拖臂相对于车辆车架的转动；根据本发明的高度控制阀优选地包括一个阀体，阀体具有一个内腔并具有一个与压力空气源流体连通的输入口，在阀体中设置有一个输出口，用于与空气弹簧流体连通，另外，在阀体中设置一个与大气流体连通的排出口，该阀放在内腔中，并可以有选择地在填充位置、排出位置和中间位置之间工作；在填充位置时，空气弹簧口流体连接到输入口，以将从气源来的压力空气引入空气弹簧中；在排出位置，空气弹簧口流体连接到排出口上，以将压力空气从空气弹簧中排出；而在中间位置，空气弹簧口与输入口或排出口都不流体连通。通过使阀在中间、填充和排出位置之间运动，可以使空气弹簧膨胀或凹陷，从而可调节车辆车架相对于拖臂的相对高度。