本发明涉及一种用于牵引车一拖车联合车辆中的液压制动系统的比例控制阀。 重型联合车辆，包括一个牵引拖车的牵引车为人们所广泛使用，通常虽然牵引车均牵引一拖车，但偶尔也会采用所谓的“截短尾巴”的形式，就是说不带拖车。因牵引车通常要牵引一拖车，自然其后闸必须依一定尺寸制造以便制动车辆。然而，如果牵引车制成“短尾”形式时，其后轮会受制过猛，可能会导致轮子打滑，继而失去控制，因此人们已采用比例阀以减少牵引车后轮的制动力。这种比例控制阀对联接牵引车制动系统和拖车制动系统的拖车供应管路中的液压值将是敏感的，如果牵引车按正常运行，也即牵引一拖车，则供应管路被密封增压，但当牵引车为“短尾”形式时，供应管路则与大气连通。已有技术中这一问题的解决方案已在美国专利4，571，007中披露。
据此，本发明提供一种当牵引车是“短尾”形式运行时比例制动器的应用，但同时压力的输入、输出值也允许相同。相应地，本发明减去了几个已知技术的系统所需要的附加阀和接头;相应地，本发明均衡分配压力传递直至由控制压力和后部储油器压力之间的比率决定的预定压力到达后，就允许形成完全不成比例的制动液压，以备牵引车后轮制动闸之需。
本发明的各种优点将在下面的叙述中得以体现，叙述结合附图进行。其中：
图1根据本发明实施例的比例控制阀的纵剖面图;
图2是图1所示的阀门动作地图解图;
现参见附图，一比例控制阀10包括一外壳12，其有一进口14，一出口16、一排泄口18及一控制口22，进口14与牵引车后部的储油器相通，出口16与牵引后轮制动闸相通，排泄口18不言而喻与大气相通。控制口20与车辆驾驶室中驾驶员操纵的车闸控制阀相通。当要使用车闸时，驾驶员操纵车闸控制阀，将压力讯号输送至由车辆驾驶员控制数值大小的控制口20，阀门10响应这压力讯号，从而使进口14与出口16相通，参见后述。
外壳12构成有一空腔22，其中可滑动地接纳一自动转换活塞24，一进入和排泄阀门机构的阀件26可滑动地安装在构成排泄口18的空腔中。外壳12确定一沿圆周扩展的阀门座28，它限定构成排泄口18的空腔。弹簧30促使进入和排泄阀门26与阀门座28密封贴紧。如图一所示，其呈示了假设车闸松开时，自动转换活塞24及进入和排泄阀26的位置，与后轮上的车闸相通的出口16穿过限定在进入和排泄阀26中的通道与排泄口18正常相通。
一杆12从自动转换活塞24处凸出并终止形成一端头面呈圆形扩大的阀门座34，它用以与进入和排泄阀门26的那部分36相配合。自动转换活塞24上方的区域38通过通道40与控制口20联系，参见下述。
因此，当使用车闸时，代表按驾驶员调整的车闸的液压被送至区域38，因为区域38与较高的压力相通，同时自动转换活塞24之下的区域42与排泄口18相连，活塞24将被向下压迫直至阀门座34相对定位区域36就位，这是所谓的“搭接”位，此时16及排泄口18之间的联系被断开，但进口14和区域42之间的联系尚未被开始。
自动转换活塞24继续向下运行，直至足够克服弹簧30的阻力，将进入和排泄阀门26从阀门定位区域28上打开，这样就使得液压从与进口14相连的后部储油器与区域42相通。因为区域42经出口16与后轮车闸相连，自然这个液压就送至后轮车闸上，从而促使车闸动作。当区域42中的压强跟区域38中的压强相抵时，自动转换活塞24则退回搭接的位置。当车辆的制动闸被放松时，区域38空出，从而导致区域42中较高的压强使自动转换活塞24回归至所示的位置，使进入和排泄阀26断开从进口14到区域42的压力传递，并且使区域42通过排泄口18与大气相通。上述关于自动转换活塞24及进入和排泄阀26动作的叙述对于已应用多年的市场销售的自动转换活塞是公知的。
本发明涉及的比例分配机构，由标号44表示，它设置在通道40当中，并在牵引车与拖车相连时允许阀门中继位置有如上述的正常动作，同时它还可在牵引车不带拖车时正常地按比例分配从控制口20到区域38之间的压力传递。按比例的传递使区域38中形成一个比控制口20处相应较低的液压值，因而相应降低制动闸的效能，而这一点，如前述，对于防止当牵引车不带拖车时可能出现的严重的制动过剧是必要的。
比例分配机构44包括可滑动地放置一比例分配活塞48的通道40的一部分46，一排泄通道50沟通通道部分46与标号为52的一排泄口之间的联系。通道50界定于一凸入于通道56的杆54之中，通道56界定于活塞48之内。通道56与控制口20和区域38之间沟通联系，一阀门件58滑动地安装在通道56中并被小弹簧60滑动地压迫、密封在杆54的端头上。一径向向内伸出的阀门座62被活塞48套接，使其在活塞48被压至图示右方时能密封阀门件58。然而，当活塞被压至图示的左侧时，由于阀门件58受杆54端头限制，阀门座62从阀门件58处移开，阀门件58按常规的设计，以便阀门座62被从阀门件58处压开时，大气压力能接触阀门件58的边缘。
如上所述，活塞48为差面活塞（differential area piston），分段构成一较大直径的部分64及一较小直径的部分68，相接部分有一肩70。较大直径的部分64可滑动地置于通道40的部分46中，而较小直径部分可滑动地置于空腔72之中，空腔72则界定于第二比例活塞
（标号为74）之中。活塞74在外壳12中滑动并包括有一较大直径部分76，该部分与一较小直径部分78组合并在接合处形成一肩80。肩80与外壳12之间共同形成一空腔82，其通过孔83与前面所述的后部储油器（未画出）相通，该储油器正常情况下由车辆控制的液压油源充满。小径部分78的端头84与肩70、外壳12之间共同构成一空腔86，它通过孔87与拖车的供应管路相联系。拖车供应管路内接拖车与牵引车的制动系统，正常情况下，当车辆为牵引车-拖车联合车辆时，该供应管路充满油以达预定的压强。另一方面，当牵引车在不带拖车的“短尾”形式下操纵时，因拖车供应管路未被接入而通向大气，故空腔86通向大气。一弹簧88位于空腔86之中，并压在两个活塞48、74上，迫使二者分开，如图示。
操纵时，参见图2，当车辆为牵引车-拖车组合式时，所述的供应管路被密封增压，内接牵引车和拖车的供应管路的压力被传递至空腔86，空腔86中的压力在弹簧88力的辅助下将活塞74压迫至图1的右侧，将活塞48压迫至图1的左侧，因比例分配活塞48装在一位置中，一旦空腔86被增压，该位置中的阀门座62就与阀门件58处分开，一旦拖车供应管路压强增至预定的数值，则大体不会阻止控制口20与区域38之间的压力传递。相应地，出口16处的压强使制动闸在大体与从制动闸阀门传至控制口20的压强相同的值下制动。当车辆处于上述操纵情况时，阀门10的动作由图2中虚线x表示，其在横座标上表示控制口20处的压强值，这个压强值与在纵座标上示出的出口16处的压值大体相同。因此，当车辆在牵引车-拖车组合形式下，控制阀10并不按比例分配压力值。
然而，当牵引车为“短尾”形式时，所述的拖车供应管路放空，这样就排泄了空腔86中的压力，活塞48仅在弹簧88偏移时自由移动。因空腔86被放空，活塞48在其较大直径部分64上形成一较大的液压有效区，它传递区域38内的压力值，同时在活塞48的较小直径部分68上形成一较小的液压敏感区，它处于控制口20处的液压值上。正如下面所要叙述的情况，活塞74保持稳定，直至控制口处的压强值超过后部储油器压强的预定百分值。因此，活塞48相对活塞74运动，以引起通过控制口20传递的压力分配。如一般技术人员所熟知，比例分配活塞48在区域38中形成一液压值即在控制口20处压力的预定份额值，该份额由跨越活塞48的液压有效区的比率来决定。假定后部储油器是充满的，这个活塞48的比例分配作用，由图2中AB线表示，正如一般技术人员所熟知，控制口20处逐步递增的压力，作用于活塞48的小直径部分的整个有效区，将活塞压迫至图中左方，同时从阀门件58处打开阀门座62，使控制口20与区域38相联系，但这一压力增加将仅有一部分被区域38感知，因较大的液压有效区对区域38中液压值敏感，较小的压增将足以使阀门座62与阀门件58重新闭合。
如前所述，活塞74保持稳定，直至控制口20处的液压对活塞74施加一足够大的力，以克服储油器传递至空腔82并作用在活塞74的表面80上的液压。因为表面80的有效区小于活塞74暴露在控制口20处液压值的有效区，控制口20处的足以克服作用在表面80上的压力小于充满时的后部储油器压力。因此，当这一位于控制口20处的预定压力形成时，活塞74移向图1中左侧，直至活塞74上的肩阶90碰到活塞48较小直径部分68的前表面，到这时，活塞74和48，通过控制口20处压力的进一步增加，其动作就如同组合的单一的活塞。因为这一组合活塞（包括活塞48和74）的暴露在控制口20的液压值的有效区域，实际上比暴露在区域38中液压的活塞48部分64的有效区大，控制口处压力的增加将导致区域38中液压的较大的成比例增加。例如，如果控制口20处压强增加1psi，而且跨过组合活塞的压力比为2∶1，则区域38中的压增将是2psi。这一按比例增加将持续到区域38中的压强与制动系统中配备的最大压力时控制口处的压强相等为止，如图2中C点的示。可以看到，这一值与虚线x的所示的最大制动压力相等。曲线ABC表示系统在正常配备液压下的正常动作，同时，即使车辆不带拖车，假如车辆驾驶员必需使用最大液压制动时，用C点表示的压力对车辆驾驶员是有用的，参见图2。这种情况是有可能发生的，例如在前轮制动系统失灵之时。
现假定发生故障，后部储油器的油压均比正常供油条件下小，在这种情况下，活塞48的正常比例分配仅仅在B′点表示的压强出现前发生，这时控制口20处的压强克服后部储油器作用在活塞74的表面80上的压力;因此，活塞48和74在比较高压力点B低的多的较低压力点B′处开始一起移动，区域38中压力增加率比控制口20处的压力快，参见图2B′C′线所示;相应地，当后部储油器中压力减少时配备给系统中的最大制动液压，在很低的压力情况下对车辆驾驶员是有用的。如B′C′线所示;因此，介于区域38和控制口20之间均衡的压力是后部储油器中压力值的一个线性函数，这就满足了万一发生故障时要求实线压力传递的控制调整要求。