CN1008256B - 液力制动助力器 - Google Patents

Abstract

液力制动助力器包括一置于输入构件和一对阀门构件之间的弹性构件控制着来自蓄能器的液压流动，当车辆驾驶员启动输入构件时，弹性构件被压缩以使输入构件相对于阀门构件移动，这样提供了给输入构件较阀门构件大的移动。助力器包括一个液力或机械的锁定装置，在没有来自蓄能器的液压时消除相对于阀门构件的输入构件的运动，这样在助力器手动操作时，被消除的相对运动不会增加阀门的冲击。

Description

本发明涉及到一种与车辆制动系统配合使用的液力制动助力器，以便在应用制动时提供附加动力。特别是，本发明与现有技术中称之为“满功率”制动助力器的一种助力器有关。

在“满功率”制动助力器里，蓄能器具有液体压力以在提供附加动力时有选择地使用。蓄能器通向助力器壳体。阀门部件被用来控制从蓄能器到动力室的流体压力的连通，在动力室里流体压力作用在一柱塞上，从而把流体从壳体里送入制动回路。阀门部件安装在套筒部件里，输入构件相对于套筒部件运动以控制阀门部件的动作。

为了在满功率制动助力器上产生踏板行程，已经建议在输入构件和踏板部件之间设置无效运动联接。无效运动联接需要缓冲踏板部件或输入构件，以在其间接纳或携载一弹性构件。这已发表在专利号为，4，440，977的美国专利上，题目定“液力制动助力器”并已转让给同一受让人。

本发明是对满功率制动助力器的一项改进，即在制动助力器正常操作时提供一踏板行程，然后在用人工方式操作制动助力器时踏板行程被有效地消除。当满功率制动助力器碰到蓄能器供应的压力中断时，输入构件和踏板部件之间的任一无效运动或假行程联接必将加在阀门的冲程上。因此，需要一比为了正常的动力工作状态的正常制动踏板位置较高的踏板位置，以便对人工方式操作进行补偿。为了克服因这个无效运动联接在人工方式操作时必将加在阀门的冲程上，而需要一高制动踏板位置的问题，本发明提供几种新型的结构，用以有效地锁住或耦合输入构件和套筒部件，这样在用人工方式操作时，它们将一起动作并且完全消除此无效行程联接。

本发明提供一种液力制动助力器和供在制动时有选择地使用提供补加动力的储存压力的蓄能器，一有内孔的助力器壳体与蓄能器相通，一对能在内孔中运动的柱塞，在制动时将流体从此内孔分别送入各制动回路，配置在此孔中的一套筒部件与其中一个柱塞配合形成一个动力室，套筒部件内置有一对阀门构件，阀门构件之一能正常封闭动力室和蓄能器之间的连通，另一阀门构件正常将动力腔里的流体排入蓄液箱，一输入构件与一对阀门构件配合在制动时移动这些阀门构件，这样一阀门构件将蓄能器和动力室连通而另一阀门构件封闭动力室和蓄液箱之间的连通，输入构件通过弹性构件与一对阀门构件配合，另一与套筒部件的内孔密封接合的阀门构件提供一与蓄液箱以及与另一阀门构件的内孔相通的流体室，此另一阀门构件的内孔内有一通过输入构件与其一端接合的弹性块，输入构件与另一阀门构件的内孔密封接合，套筒部件的四周置有密封部件，这样在轴向移动时，密封部件隔断从蓄液箱到流体室和内孔的流通，以便在人工方式操作时通过液体耦合提供一个将输入构件、另一阀门构件和套筒部件联在一起的活动体。第二个实施例包括一置于套筒部件的缩径部分上的套筒构件，套筒构件的一端与壳体内孔密封接合，并在缩径部分和套筒构件一端之间限定一腔室，该套筒构件具有可能将流体室里的流体排入蓄液箱的径向孔，套筒部件上有与输入构件上的插孔成行的锁定装置，套筒构件在邻近锁定装置处有一作用面，由弹簧使套筒构件轴向移向动力室，这样当来自蓄能器的流体压力中断时将引起套筒构件的轴向移动，其中作用面将移动锁定装置使与槽座接合，这样输入构件与套筒部件有效地结合，通过弹性块消除了无效运动联接或无效行程。第三个实施例包括一能滑动地安装外围柱塞的套筒部件，此外围柱塞穿过置于套筒部件上的密封圈，并伸进介于套筒构件一端和缩径部分之间的室，这样蓄能器压力的中断将会引起套筒构件的轴向运动和锁定装置的动 作。第四个实施例包括套筒部件和上述具有一对成行的与套筒部件内室相通的流体通道的套筒构件，蓄能器流体压力的中断使弹簧轴向移动套筒部件，这样流体通道因移动而不再成行，而使内室被隔绝，这样液体块将输入构件和套筒部件有效地结合起来，去消除由弹性块产生的无效运动联接。

本发明提供一种单体套筒部件，带有阀门构件、输入构件、弹性块、和某些实施例中含有的安装在套筒部件周围并由其带着的套筒构件。

现将结合附图对本发明的实施例进行说明：

图1是带有满功率液力制动助力器的制动系统横剖面图;

图2是图1的局部放大图;

图3是本发明的第二个实施例子;

图4是本发明用人工方式操作的第三个和推荐的实施例子;

图4a是图4中某些部件的端面图;

图5是本发明的第四个实施例子。

图1和图2所示的制动系统包括一与制动助力器12配合的制动踏板10，一充满着由电动机16驱动的泵18所提供的流体压力的蓄能器14，为了使蓄能器14里的流体压力保持预定的压力等级，带有一压力敏感开关的电子控制装置20置于蓄能器14和电动机16之间用以控制电动机16和泵18的运转。

制动助力器12备有一壳体24，其内孔26的直径相等，壳体内孔26从壳体24的一端开口28伸向壳体24的另一端底壁30。阀门部件32位于壳体内孔26的一端。第一柱塞34位于壳体内孔26内与阀门部件32配合形成动力室36。第二柱塞38与第一柱塞34配合形成第一压力室40，并与底壁30配合形成第二压力室42。壳体24限定一多舱蓄液箱44经由补偿口46和48分别使流体与压力室40和42相通。从蓄液箱通向压力室40 和42的流体在制动时被加压，加压方式将在下文叙述，以沟通流体压力分别到制动回路50和52。

阀门部件32包括一有端头62的单体套筒部件60，端头62靠着固定在开口28处的弹性挡环70。套筒部件60带有一邻近弹性挡环70的密封圈72，密封圈73位于中间部分且邻近补偿口47，密封圈74邻近端头75。邻近补偿口47的是密封圈77与密封圈73一起限定回流室76用作流体从内室106流向蓄液箱44。密封圈73和74限定一进口室82径由入口84和管道86与蓄能器14相通。套筒部件60的端头75邻近柱塞34与此形成动力室36。

套筒部件60形成一个阶梯形的内孔92，以滑动地装设输入构件94，一弹性活动块或构件96，和一阀门构件98。阶梯形内孔92包括一作为阀门构件98支座的弹性挡环104。阀门构件98有一内室106，弹性块96被置于输入构件94和内室106底壁107之间。阀门部件98有一供弹簧102作底座的外肩99，该弹簧102偏压阀门部件98朝向输入构件94。阀门构件98有径向孔105，使流体与内室106、内孔92、套筒部件通道61、补偿口47与蓄液箱44相通。套筒部件60的左端形成一阶梯形的内孔110以容纳阀门部件98的左端。阀门构件112可移动地被置于内孔110之内并与阀门构件98同轴。阀门构件98包括一有贯通孔109的延伸件108，通孔109内配置弹簧和球阀件111。延伸件108穿过反作用盘118伸向与阀座116接合的阀门构件112端部。阀座116置于垫圈和液力流体过滤器119之间，过滤器119置于阀座116和用弹性挡环89被固定位于套筒部件60内的端面构件88之间。弹簧156偏压阀门构件112与阀座116进入固定接合，这样经由径向孔126与进口室82相通的室124与室128连通被关闭，而动力室36经由位于套筒部件60内的轴向通道130与室128相通。阀门部件98上形成一通道132与开口109相通，开口109正常与室128和动力室36相通，这样流体可借组 件通道61和补偿口47流过这些室和球阀部件111进入内孔92和蓄液箱44。末端构件88有一开口134以可活动地安置阀门构件112，这样使构件112暴露于动力室36。

在位于阀门构件98内的内室106上形成一环形壁136按照专利号为4490977的美国专利，通过其侧面容纳和支承弹性活动块96，该专利与本发明有关，在此作为参考。

图1和图2所示的制动助力器12处于静止位置。当车辆驾驶员踩下踏板10，输入构件94开始向左运动使内室106里的弹性活动块或构件96变形。弹性活动块96变形许可在输入构件94和阀门部件98之间有一预定移动量。此后阀门构件98在套筒部件60里移动，并使延伸件108与阀门构件112靠近。因为从蓄能器14来的流体压力保存在室82内，并作用在套筒部件60的较大直径83处，故在液力制动助力器正常的动力作用下保持不动。贯通孔109被关闭着，阀门构件98经由延伸件108通过阀座116以从那里隔开阀门构件112。阀门构件98与阀座116形成一间隙，以便在室124里的流体压力流经室128和通道130进入动室36。动力室里的流体压力作用在第一柱塞34上，使之向左移动去关闭补偿口46并从压力室40沟通流体压力到制动回路50。同样，由于在室40内生成的压力和弹簧150压缩的结果移动着的柱塞34偏压第二柱塞38向左。因此，第二柱塞38的运动压缩弹簧152并关闭补偿口48以沟道流体压力从室42到制动回路52。

由于阀门构件98接合着阀门构件112使流体压力通向室128和36，动力室里的流体压力作用在阀门构件112的左端，又同时作用在反作用盘118上以阻止输入构件94的运动并使车辆驾驶员在制动时获得踏板“感觉”或抗力。制动终止时，踏板10恢复其静止位置，弹簧102偏压阀门构件98、弹性块96和输入构件94到图1所示的位置。同时，弹簧156偏压阀门构件112回到阀座116上。正使阀门构件95回 到其静止位置的弹簧102使延伸件108与阀门构件112分离，这样打开了开口109、通道132、部件通道61和补偿口47通向蓄液箱44以使动力室36里的流体压力排入蓄液箱44。由此，动力室36经由通道130、室128、开口109、通道132、通道61和补偿口47与蓄液箱44相通。弹簧150和152配合移动第一柱塞34和第二柱塞38到图1所示的静止位置。

如果因蓄能器失灵或系统泄漏引起流体压力中断，套筒部件60在车辆驾驶员踩踏板10和传给输入构件94以轴向运动时将向左移动。室82内的流体压力不足使套筒部件60可能轴向向左移动，输入构件94的移动引起弹性块96的少量压缩和阀门构件98的移动。套筒部件60的少量轴向移动带动密封圈77经过补偿口47，因而有效地封住了蓄液箱44与内孔92的连通。结果，留在内孔92和室106内的流体被有效地阻止通向蓄液箱44，因此会在那里形成一流体或液力体弹性块。这一状况使弹性块96不再进一步压缩，并使输入构件94、套筒部件60和阀门构件98液力耦合而轴向同步移动。弹簧和球阀部件111阻止流体泄放到放空室128。这样在人工方式操作时由弹性块引起的无效行程被有效地消除，以便套筒部件60直接按输入构件94的轴向运动而运动，引起柱塞34运动，以及间接使室40和室42里的流体得到有效压缩的套筒部件60的运动，分别使制动部件50和52运行。

参看附图3，所提供的是本发明的第二个实施例子，凡与图1和图2中相同的结构用同一编号标出。在图3中，套筒部件160包括一设置在套筒构件133中的缩径部分163。套筒部件160有一径向开口161其中置有锁定钢球166，并与位于输构件194左端的槽形座170在一直线上。输入构件194有一内置弹性块96的内室206，弹性块96置于内室206的一端和阀门构件101之间，内孔92经由部件通道61与套筒构件开口167相通，这样来自动力腔36的流体压力可以通过纵向孔道 130、室128、开口109、通道132、内孔92和补偿口47通向蓄液箱44。套筒构件133包括一外置密封圈144的端头，以便形成室176以接受从蓄能器14经过入口84而来的流体压力。套筒部件133在靠近锁定钢球166处有一作用面135。弹簧178被置于套筒构件133的台肩和靠着弹性挡环191的止动构件190之间。止动构件190为弹簧178提供一支座，并与安装在套筒部件160上的弹性挡环192接合，密封圈193防止流体从液力助力器的主圆柱壳体24的开口端28处渗漏出去。

图3所示的助力器10的操作是按照上述的程序，其中输入构件194的移动压缩弹性块96并移动阀门构件101，使阀门构件112离开阀座116，这样流体压力被通向腔128、通道130和动力室36。当在图3所示的静止位置时，动力室36内的流体压力正常经由通道130排入腔128，通过开口109和通道132到内孔92，再通过部件通道61和套筒开口167到补偿口47，而进入蓄液箱44。

当提供给室176的流体压力中断时，其中流体压力的降低将使弹簧178可能轴向左移套筒部件133。从而使作用面135接合锁定钢球166，并偏压它们径向移入槽形座170。这样锁定钢球使套筒部件160和输入构件194耦合而一起轴向移动。在人工方式操作时，输入构件被锁定钢球有效地直接与套筒部件耦合，从而使弹性块反映失效，而假行程或无效运动即被消除，从而，车辆驾驶员操作的输入构件194运动导致套筒部件160的直接轴向移动，推动柱塞34使车辆制动系统启动。

图4说明本发明推荐的实施例子，相同的结构用与上面相同的编号标出，所介绍的是人工操作方式。此结构除了在套筒部件160上有一凸缘162外其它与图3的结构相同。凸缘162上有供可滑动地装设紧贴穿过环形密封圈193（图4a）的柱塞191的开口190。当室176里的流体压力中断时，由套筒部件133有效锁住无效行程，但希望最好 出现在腔176里的压力到达零以前，由此避免了制动时的部分动力/部分人工操作方式。要达到此目的，使暴露在室176压力环境中的套筒构件端头表面积137被有效地限定，用以使套筒构件133将向第一柱塞34移动，并在蓄能器达到其预定压力前使锁定钢球进入座170（如上所述）。密封圈193使端面137与室176里的流体压力隔绝，流体压力作用在紧靠端面137的柱塞191的表面上。改变柱塞191的尺寸和数量，套筒部件133能被室176里任何预定的压力推动。动力和人工操作方式与图3的实施例相同。

现在参看图5，这是本发明要说明的第四个实施例，图上相同的编号表示相同的结构。套筒构件233有一附加的径向通道210与套筒部件260上的径向通道211和槽213对直。径向通道210和211与壳体内孔26相通，使孔室292里的流体可能排入缩径段258、补偿口47和蓄液箱44。阀门构件101有一环形密封圈272将室206和292与内有弹簧102的内孔92的部分隔离。如上所述，在满功率操作、输入构件294轴向移动时，引起弹性块96的压缩，使室206和292里的流体经由通道211和210被排入补偿口47和蓄液箱44。当出现流体压力中断时，以致室176里降低了的流体压力使套筒构件233可能被弹簧178轴向移动，通道210移动越出与套筒部件260上的通道211对直的范围以外。由此有效地将室292和206与补偿口47和蓄液箱44隔绝。当流体压力中断，通道210和211错开时，密封圈228保证室292和206与缩径段258和蓄液箱44隔绝。室292和206的液力隔绝使输入构件294和套筒部件260之间形成一液力阻塞，这样输入构件294的轴向移动引起套筒部件260相应的轴向移动，由弹性块96预先产生的无效行程被消除了。

这里描述的本发明可能被懂行者作出许多变动，而所有这些变动规定要列入附件的权利要求范围之内。

Claims (9)

1、一种液力制动助力器，包括一用来积畜液压的，在制动时有选择地提供附加动力的蓄能器(14)；一其上具有与蓄能器(14)相通的内孔(26)的助力器壳体(24)；一对在制动时把流体从内孔(26)分别传送到各个制动回路(50、52)，且可在内孔(26)内活动的柱塞(34、38)；一配置在内孔(26)内与柱塞(34)配合形成一动力室(36)，且带有一对阀门构件的套筒部件(60)，上述一阀门构件(112)通常封闭动力室(36)和蓄能器(14)之间的连通，另一阀门构件(98)通常使动力室向蓄液箱(44)排放，在制动时移动阀门构件(98，112)的输入构件(94)，从而阀门构件(112)使蓄能器(14)与动力室(36)连通，阀门构件(98)使动力室(36)和蓄液箱(44)之间的连通关闭；配置在输入构件(94)和这对阀门构件(98、112)之间的弹性构件(96)，其特征在于所述套筒部件(60)具有其一端内配置有阀门构件(98)的阶梯形内孔(92)，位于套筒部件(60)和阀门构件(98)之间的弹性构件(102)偏压阀门构件(98)与弹性件(96)和输入构件(94)相接合，套筒部件(60)具有一使内孔(92)与壳体通道(47)相通的径向孔(61)，壳体通道(47)与蓄液箱(44)相通，密封装置(73，74)和(77)分别绕套筒部件(60)周围配置，并使密封装置(77)靠近径向孔(61)和壳体通道(47)，以便在制动期间，当上述蓄能器(14)向所述助力器(12)的内孔(26)提供的压力中断时，会引起套筒部件(60)的轴向移动，以及当一密封装置(77)经过上述壳体通道(47)将内孔(92)与蓄液箱(44)隔离，被隔离在内孔(92)的液体使套筒部件(60)、输入构件(94)和阀门构件(98)形成液力耦合，在车辆制动时一起沿轴向运动。

2、根据权利要求1所述的液力制动助力器，其特征在于阀门构件（98）包括一可与阀门构件（112）接合的，具有纵向贯通孔（109）且带有阀门构件（111）和阀座，用以控制流体流向阀门部件（98）的延伸件（108）。

3、根据权利要求2所述的液力制动助力器，其特征在于，阀门构件（98）包括一其中配置有弹性构件（96）的内室（106），弹性构件（96）的一端与内室（106）的一端接合，另一端与输入构件（94）接合，以及位于内室（106）和内孔（92）之间的径向孔（105）。

4、一种液力制动助力器，包括一用来积蓄液压，在制动时有选择地提供附加动力的蓄能器（14）;一其上具有与蓄能器（14）相通的内孔（26）的助力器壳体（24）;一对在制动时把流体从内孔（26）分别传送到各个制动回路（50、52），可在内孔（26）内活动的柱塞（34、38）;配置在内孔（26）里和柱塞（34）结合形成一动力室（36），带有一对阀门构件的套筒部件（160、260）;阀门构件（112）通常关闭动力室（36）和蓄能器（14）之间的连通，阀门构件（101）通常将动力室（36）里的流体排入蓄液箱（44），输入构件与这对阀门构件（101、112）配合，为在制动时移动阀门构件（101、112），从而阀门构件（112）使蓄能器（14）与动力室（36）相通，而阀门构件（101）关闭动力室（36）和蓄液箱（44）之间的连通;输入构件通过弹性构件（96）与阀门构件（101，112）相连系，其特征在于还包括具有一减小直径部分的套筒部件，围绕此减小直径部分配置套筒构件，由壳体内孔（26）和上述套筒部件和套筒构件共同限定一可容纳来自蓄能器（14）的流体压力的套筒室（176），上述套筒构件受一弹性构件（178）的偏压，当套筒室（176）内流体压力降低时，导致上述套筒构件的轴向移动，依靠一机械联动部件的作用使上述套筒部件、套筒构件和输入构件的动作耦合。

5、根据权利要求4所述的液力制动助力器，其特征在于上述联动部件包括分别在套筒构件（233）和套筒部件（260）里成一直线形成的流体通道（210和211），使流体从套筒部件（260）里的内孔（92）流向蓄液箱（44）。

6、根据权利要求4所述的液力制动助力器，其特征在于上述输入构件具有一其中配置有弹性件（96）的内孔（206）。

7、根据权利要求4所述的液力制动助力器，其特征在于上述阀门构件（101）具有一含密封装置（272）的放大直径部分，并提供一台肩使弹簧（102）被置于套筒部件（260）的内孔（92）里。

8、根据权利要求4所述的液力制动助力器，其特征在于上述联动部件包括一位于套筒构件（133）内的作用面（135），位于套筒部件（160）的开口（161）里的钢球（166），位于输入构件（194）里的球座（170）。

9、根据权利要求8所述的液力制动助力器，其特征在于上述助力器包括介于套筒构件（133）和套筒室（176）之间的密封装置（193），套筒构件（133）与伸进套筒室（176）的柱销（191）接合，使柱销（191）响应套筒室（176）里的流体压力。

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