CN101328871B - 活塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种活塞泵，包括第一活塞泵(3)和第二活塞泵(4)，第一活塞泵(3)包括第一泵室(7)，第二活塞泵(4)包括第二泵室(17)，其特征在于，所述活塞泵还包括压力释放通道(22)和安全阀(5)，安全阀(5)限定第二活塞泵(4)的上限排放压力，其中，当第二活塞泵(4)的排放压力等于或小于上限时，第二活塞泵(4)的排放流体被添加到第一活塞泵(3)的排放流体中以流入到排出口(1b)中，并且当排放压力超过上限时，第二活塞泵(4)的排放流体释放到压力释放通道(22)中，并且仅第一活塞泵(3)的排放流体流到排出口(1b)中。

Description

活塞泵
技术领域
本发明总体涉及一种活塞泵。更具体地，本发明涉及用于装有防抱死制动系统(ABS)、电子稳定控制系统(ESC)、牵引力控制系统(TRC)等的车辆的液压制动装置的动力驱动型活塞泵。
背景技术
在JP2001508854A(文献1)、DE102005034571A1(文献2)和DE10053992A1(文献3)中公开了各个用于车辆的液压制动装置的已知活塞泵。
根据文献1中公开的活塞泵，环形主体附接到活塞的外周缘上，该活塞由凸轮驱动以进行往复运动。主体能够在活塞上沿轴向移动(即，能够滑动)，并且由弹簧压向一侧。主体和活塞插入到液压块(准确地说，形成在液压块处的缸体)中，同时主体和活塞的各个端部面向相同的泵室(即，正位移室)。
根据所公开的活塞泵，活塞构成第一泵，而主体构成第二泵。在由泵室内压力引起的推力小于弹簧预加压力的情况下，主体与活塞一起运动。另一方面，在由泵室内压力引起的推力大于弹簧预加压力的情况下，主体被压向其运动端部，该运动端部位于远离泵室的方向上。
也就是说，第一泵和第二泵一起操作，直到泵室中的压力达到预定值(即，泵排放压力很低)。当泵室中的压力超过预定值(即，泵排放压力很高)时，第二泵的操作停止，只有第一泵操作。因此，在泵排放压力很高和很低的情况之间，泵排放量是变化的。
虽然在文献1、2、3中活塞泵的结构相互间都有些许不同，但是，根据分别在文献2和文献3中公开的活塞泵与文献1中活塞泵的方式相同，当泵室中的压力超过预定值时，第二泵的操作停止。
在文献1、2和3的每一个中公开的活塞泵，无需增加驱动活塞泵的马达(即活塞驱动马达)的负载能力，就能够增加与高排放压力下的泵排放量相对比的在低泵排放压力时的泵排放量。因此，例如，在防抱死制动系统控制中，存储在流体贮存器中的流体(即制动流体)能够被快速地抽吸。此外，在电子稳定控制系统控制、牵引力控制系统控制等中，轮缸压力的施压响应度也能够增强，从而改善了每个控制性能。
如前面提到的，在文献1、2和3的每一个中公开的活塞泵无需增加驱动活塞泵的马达(即活塞驱动马达)的负载能力，就能够增加与高排放压力下的泵排放量相对比的在低泵排放压力时的泵排放量，所以改善了防抱死制动系统控制、电子稳定控制系统控制等的响应度。但是，一旦泵排放量变化，泵室中的压力就可能不稳定。
也就是说，在泵排放量变化(即，第二泵的操作停止)时的泵室中的压力是基于偏置主体的弹簧的负载与主体滑动阻力之和确定的。在这种情况下，主体的滑动阻力根据滑动部分的尺寸、温度等而变化。因此，当泵排放量改变时，泵室中的压力由于主体滑动阻力的变化而改变，这可能对液压控制的稳定性产生负面影响。
因此，需要一种在泵排放压力很低时无需增加泵驱动马达的负载能力就能够增加泵排放量、并且在泵排放量变化时能够使泵室中的压力稳定的活塞泵。
发明内容
根据本发明的方面，一种活塞泵，包括：泵外壳，所述泵外壳包括入口和排出口；第一活塞泵，其包括第一活塞、入口阀、入口通道、第一泵室、出口阀和回位弹簧；驱动装置，其用于驱动第一活塞泵；第二活塞泵，其包括第二活塞、入口阀、第二泵室和出口阀，第二泵室具有环形形状以围绕第一活塞，第二活塞跟随第一活塞的操作而操作，其特征在于，所述活塞泵还包括压力释放通道和安全阀，压力释放通道形成为与第二泵室连通，并且安全阀设置在压力释放通道处并且限定第二活塞泵的上限排放压力，其中，通过在所述第二活塞的内周缘中沿圆周方向以均匀的间隔形成的多个切口，所述第二泵室的出口与连接到所述第一泵室的所述入口通道连通，所述第一活塞由所述驱动装置驱动，以从下止点运动到上止点，当所述第一活塞在从所述下止点到所述上止点的方向上运动时所述第一活塞将压缩所述第一泵室内的流体，一旦所述第一活塞到达所述上止点，所述第一活塞就由所述回位弹簧推回到所述下止点，所述第二活塞跟随所述第一活塞的操作而操作，当第二活塞泵的排放压力等于或小于上限排放压力时，第二活塞泵的排放流体被添加到第一活塞泵的排放流体中以流入到所述排出口中，当从所述第二泵室中排放出的流体流入所述排出口中时，所述第一活塞泵的所述入口阀打开，使得流体能够通过所述第一活塞泵的所述入口阀，这时，所述第二活塞泵的所述入口阀关闭，以阻挡所述入口与所述入口通道之间的连通，并且当第二活塞泵的排放压力超过上限排放压力时，第二活塞泵的排放流体通过安全阀释放到压力释放通道中，并且仅第一活塞泵的排放流体流到排出口中。
根据本发明的另一个方面，一种活塞泵，包括：泵外壳，所述泵外壳包括入口和排出口；第一活塞泵，其包括第一泵室、入口阀、入口通道、第一活塞、出口阀和回位弹簧，第一泵室由第一圆筒部限定，第一活塞的端部面向第一泵室；驱动装置，其用于驱动第一活塞泵；第二活塞泵，其包括第二泵室、入口阀、第二活塞和出口阀，第二泵室由第二圆筒部限定，第二活塞的端部面向第二泵室，第二泵室具有环形形状并且形成在第一活塞的外周缘侧处，第二活塞具有环形形状并且布置在第一活塞的外周缘侧处，第二活塞通过跟随第一活塞的操作进行往复运动，其特征在于，所述活塞泵还包括压力释放阀和安全阀，压力释放阀与第二泵室连接形成，并且安全阀设置在压力释放阀处并且限定第二活塞泵的上限排放压力，第二泵室的出口经由第一活塞泵的入口阀和所述入口通道连接到第一泵室，压力释放通道连接到第二泵室的出口，所述第一活塞由所述驱动装置驱动，以从下止点运动到上止点，当所述第一活塞在从所述下止点到所述上止点的方向上运动时所述第一活塞将压缩所述第一泵室内的流体，一旦所述第一活塞到达所述上止点，所述第一活塞就由所述回位弹簧推回到所述下止点，所述第二活塞跟随所述第一活塞的操作而操作，当从所述第二泵室中排放出的流体流入所述排出口中时，所述第一活塞泵的所述入口阀打开，使得流体能够通过所述第一活塞泵的所述入口阀，这时，所述第二活塞泵的所述入口阀关闭，以阻挡所述入口与所述入口通道之间的连通。
根据上述发明，即使在第二活塞泵的排放压力增加时，第二活塞泵也不停止而是保持操作，这与前面提到的文献1到3是不同的。不过，在这种情况下，当第二活塞泵的排放压力超过上限排放压力时，安全阀打开。然后，从第二活塞泵排放出的流体经由处于打开状态的安全阀释放到压力释放通道中，即不被传送到排出口，从而改变泵排放量。因此，第二泵室中的压力是基于布置在压力释放通道处的安全阀的上限排放压力确定的。安全阀的上限排放压力是基于沿关闭方向偏置阀体的弹簧的负载确定的。因此，防止了第二泵室中的压力受到第二活塞与第一活塞的接触尺寸、温度等的影响，这使得当泵排放量变化时，第二泵室中的压力也不改变，并且具体地作为最终体现的从第一活塞泵中排放到排出口的流体的压力也不改变。
此外，在第二泵室的排放压力超过安全阀的上限排放压力的情况下，仅从第一活塞泵中排放出的流体流入排出口中。因此，不需要以高压排放大量流体的能力，从而避免了泵驱动马达负载能力的增加。
此外，根据在前述文献1到3中公开的活塞泵，泵室(即正位移室)的横截面面积等于活塞的横截面面积和主体的横截面面积之和。因此，在主体操作停止的情况下，泵室中的流体被具有比整个泵室横截面面积小的横截面面积的活塞压缩，这会导致泵效率降低。另一方面，根据实施方式，第一活塞的横截面面积和第一泵室的横截面面积彼此相等。因此，可以避免当泵排放量变化时泵效率的降低。此外，泵效率不降低能够进一步减小活塞泵的尺寸使其具有更小的活塞直径。
来自第二活塞泵的排放流体经由第一活塞泵的入口阀传送到第一泵室，并经由第一活塞泵的出口阀流入排出口中。
第二活塞布置在第一活塞的外周缘侧处以能够相对于第一活塞沿轴向运动，第一活塞包括位于外周缘处的止动部，该止动部用于将第二活塞与第一活塞之间的轴向相对运动限制为等于或小于第一活塞的行程，并且第二活塞与第二圆筒部之间的滑动阻力被指定为大于第二活塞与第一活塞之间的滑动阻力。
第一活塞包括位于外周缘处的凸缘，用于在压缩过程中推压第二活塞。
通过凸缘与第二活塞接触和分开，第二活塞泵的入口阀被打开和关闭。
第二活塞的内周缘表面与第一活塞的外周缘表面二者之间形成有缝隙。
第二活塞包括位于内周缘侧处的切口，第二泵室的出口通过所述切口与第一活塞泵的入口通道连通。
来自第二泵室的、由经过压力释放通道而释放的流体流回到第二泵室的入口侧。
压力释放通道和安全阀布置在第一活塞内部。
第二活塞由用树脂或橡胶制成的杯形密封件形成。
安全阀包括第一阀部分和第二阀部分，当第二活塞泵的排放压力超过上限排放压力时，第一阀部分打开，第二阀部分在比用于打开第一阀部分的压力低的压力下打开，并且经过处于打开状态的第一阀部分的流体使第二阀部分打开，第二阀部分构造成使第一阀部分的开度增加。
安全阀包括阀体、阀座和弹簧，阀体具有第一压力接收表面和第二压力接收表面，第二压力接收表面具有比第一压力接收表面的面积更大的面积，阀体与阀座接触和分开，弹簧用于沿关闭方向偏置阀体，第一阀部分由阀体和阀座构成，第二阀部分由阀体和钻孔的内周缘表面构成，阀体插入到钻孔中，在第一和第二阀部分每个均关闭的情况下，第一压力接收表面接收第二活塞泵的排放压力，在第一阀部分打开的情况下，第二压力接收表面接收经过第一阀部分的流体的压力。
第一活塞插入到其中的第一圆筒部和第二活塞插入到其中的第二圆筒部整体形成在圆筒形构件中。
活塞泵还包括供给泵，供给泵包括第二活塞、第三泵室、入口阀和出口阀，第三泵室设置在第二泵室相对于第二活塞的相反侧，入口阀用于打开和关闭第三泵室的入口，出口阀用于打开和关闭第三泵室的出口，其中，在第一和第二活塞泵处于吸入过程中的情况下，供给泵给第三泵室中的流体加压以迫使所述流体传送到第一泵室。
安全阀使来自第二泵室的、由经过压力释放通道而释放的排放流体流入到第三泵室中。
第二圆筒部包括活动圆筒部，所述活动圆筒部布置在第二活塞的外周缘侧处以能够沿轴向运动，并且第二活塞插入到活动圆筒部中从而能够沿轴向滑动，第二活塞的一个轴向端面向第二泵室，而另一个轴向端面向第三泵室，并且活动圆筒部S1和用于容纳第一和第二活塞的壳体构成分别设置在第二泵室入口处和在第三泵室入口处的入口阀，入口阀由活动圆筒部的轴向往复运动而交替地打开和关闭，第一和第二活塞构成布置在第二泵室出口处的阀部分和布置在第三泵室出口处的出口阀，通过第一和第二活塞的轴向相对运动，阀部分和出口阀交替地打开和关闭，在第一和第二活塞泵处于吸入过程的情况下，出口阀打开并且阀部分关闭，使得第三泵室内的流体被传送到第一泵室。
在活动圆筒部的外周缘侧处设置有固定圆筒部，固定圆筒部包括切口部分，第二和第三泵室分别通过切口部分与入口连通，并且活动圆筒部的运动由固定圆筒部引导。
通过活动圆筒部与设置在壳体中的密封构件接触和分开，设置在第二泵室和第三泵室各入口处的各入口阀的阀部分打开和关闭。
附图说明
从下面参照附图的详细描述中，本发明的上述的和附加的特点和特征将变得更清楚，在附图中：
图1是根据本发明第一实施方式的活塞泵的主要部分的截面图；
图2是在活塞运动到上止点的状态下的图1所示活塞泵的截面图；
图3A是图1所示活塞泵的第二活塞的端视图；
图3B是沿图3A中线IIIB-IIIB取得的截面图；
图4是根据本发明第一实施方式另一个示例的安全阀的截面图；
图5是根据本发明第二实施方式的活塞泵的主要部分的截面图；
图6是在活塞运动到上止点的状态下的图5所示活塞泵的截面图；
图7是根据本发明第三实施方式的活塞泵的主要部分的截面图；
图8是在活塞运动到上止点的状态下的图7所示活塞泵的截面图；
图9是根据本发明第四实施方式的活塞泵的主要部分的截面图；以及
图10是在活塞运动到上止点的状态下的图9所示活塞泵的截面图。
具体实施方式
下面将参照图1到图10说明本发明的实施方式。在图1中所示的根据第一实施方式的活塞泵包括圆筒形构件2、第一活塞泵3、第二活塞泵4、安全阀5和偏心凸轮6，所有这些都容纳在泵外壳1内，该泵外壳1包括入口1a和排出口1b。活塞泵还包括用于驱动偏心凸轮6的电动马达(未示出)。电动马达和偏心凸轮6共同构成驱动第一活塞泵3和第二活塞泵4的驱动装置。
圆筒形构件2包括第一圆筒部2a和第二圆筒部2b，第二圆筒部2b具有比第一圆筒部2a的直径更大的直径。那么，将在后面说明的两个泵室分别由第一圆筒部2a和第二圆筒部2b限定。如图1所示的，第一圆筒部2a和第二圆筒部2b整体形成在圆筒形构件2中，从而实现易处理性并确保同心度。
第一活塞泵3包括第一泵室7、第一活塞8、入口阀10、出口阀11和回位弹簧12。第一泵室7由第一圆筒部2a限定。第一活塞8沿轴向的一端和另一端分别插入到第一圆筒部2a和形成在泵外壳1中的导孔1c中。入口阀10布置在第一泵室7的进入侧(即，靠近入口通道9)，而出口阀11布置在第一泵室7的出口侧。回位弹簧12将第一活塞8从第一活塞8受偏心凸轮6的推压而运动到的图2所示上止点推回到图1所示的下止点。第一活塞8的所述另一端插入到在泵外壳1中形成的空气室1d中，并且第一活塞8和导孔1c由密封构件13密封。第一活塞8的所述另一端与布置在空气室1d内的偏心凸轮6的外周缘接触。因为第一活塞8当在图1中向右的方向上运动时将压缩第一泵室7内的流体，所以图1中第一活塞8以及各部件的右端侧限定为前端，而左端侧限定为后端。对于其它实施方式，活塞泵的方向将以与第一实施方式相同的方式说明。
第一活塞泵3的入口阀10是包括球形阀体10a、阀座10b和弹簧10c的已知阀，其中，阀体10a与阀座10b接触或分开，弹簧10c沿关闭方向偏置阀体10a使阀体10a压靠阀座10b。由树脂制成、包括阀座10b和用于密封外周缘的密封部分(即，图1中的唇形密封部)的保持件8a布置在第一活塞8的前端侧。入口阀10布置在保持件8a内部。
第一活塞泵3的出口阀11也是包括球形阀体11a、阀座11b和弹簧11c的已知阀，其中，阀体11a与阀座11b接触或分开，弹簧11c沿关闭方向偏置阀体11a使阀体11a压靠阀座11b。例如，弹簧11c由通过压配合安装到圆筒形构件2上的保持件15支撑。根据这种结构，出口阀11预先组装到圆筒形构件2上，从而改善出口阀11的组装性能。不过，可替换地，保持件15可以省略，弹簧11c的反作用力可以由盖16接收，该盖设置用于盖住和封闭泵外壳1的组装孔。
第二活塞泵4包括第二泵室17、第二活塞18、入口阀19和出口阀，其中，第二泵室17由第二圆筒部2b限定，第二活塞18的前端面向第二泵室17，入口阀19用于打开和关闭第二泵室17的入口，出口阀将在后面说明。
第二活塞18由杯形密封部构成，该密封部由能够模制且成本低的柔性树脂或橡胶制成。第二活塞18以使得第二活塞18能够沿轴向相对于第一活塞8运动的方式组装在形成于第一活塞8外周缘中的环形凹槽8b内。形成在第二活塞18外周缘处的密封部分18a与第二圆筒体部2b的内周缘表面紧密接触。于是，在第二圆筒体部2b的内周缘表面与第一活塞8的外周缘表面之间形成作为流体通道的缝隙。第二活塞18通过跟随第一活塞8的运动而进行往复运动。
止动部20彼此相向地形成在第一活塞8的外周缘处，以将第二活塞18相对于第一活塞8在轴向上的相对运动限制为等于或小于第一活塞8的行程。在图1中，在右侧的止动部20由环形凹槽8b的一个侧表面形成。在图1中左侧的止动部20由环形凹槽8b的另一个侧表面和形成在第一活塞8外周缘处的凸缘21形成。在活塞泵的压缩过程中，第二活塞18的推压由凸缘21进行。因此，第二活塞18受到牢固的推压，从而提高了第二活塞泵4的操作稳定性。通过从第一活塞8的行程中减去第二活塞18相对于第一活塞8的相对运动，而得到第二活塞18随第一活塞8一起运动的距离(即行程)。
第二活塞泵4的入口阀19的阀部分由第一活塞8和第二活塞18的相应部分构成。具体地，阀部分由形成在第一活塞8的外周缘处的凸缘21的端表面和第二活塞18的定位于远离第二泵室17的后端(即图1中的左端)构成。第二活塞18插入到第二圆筒形部2b中。这样，第二活塞18与第二圆筒体部2b之间的滑动阻力规定为大于第二活塞18与第一活塞8之间的滑动阻力。第一活塞8与第二活塞18之间的相对运动使凸缘21与第二活塞18接触或分开，从而打开或关闭入口阀19的阀部分。因此，入口阀19在零阀打开压力下操作，这产生极好的阀打开响应性以及很宽的入口通道。根据第一实施方式的活塞泵，在第二活塞18的内周缘表面与第一活塞8的外周缘表面之间形成缝隙，因此将这两者之间的滑动阻力被指定为零。因此，第二活塞18与第二圆筒部2b之间的滑动阻力不需要非常大。由滑动阻力引起的能量损失可以最小化。此外，通过入口阀19的上述结构，第二活塞泵4的结构得以简化，从而预计会使活塞泵的成本减少、尺寸下降等。
如图3A和3B所示，多个切口18b沿圆周方向以均匀的间隔形成在第二活塞18的内周缘中。这样，通过切口18b，第二泵室17的出口与连接到第一泵室7的入口通道9连通。当第二活塞18经模制而成时，切口18b能够用模具形成。因此，第二泵室17与入口通道9之间的连通通道能够简单地形成，从而预计可使活塞泵的结构更简单、生产力提高、成本降低等。
从第二活塞泵4中排放出的流体(即，排放流体)经由第一活塞泵3的入口阀10传送到第一泵室7，然后经由第一活塞泵3的出口阀11从排出口1b排放出去。根据这种结构，第一活塞泵3的出口阀11也用作第二活塞泵4的出口阀，从而实现加工雇员的时间减少和成本的减少、活塞泵尺寸的下降等。
虽然第一活塞泵3的出口阀11用作第二活塞泵4的出口阀是期望的，不过这不是必需的。可以在圆筒形构件2中形成用于将第二泵室17连通到排出口1b的通道。这样，具有与出口阀11的结构相同的结构的出口阀可以布置在通道中，从第二泵室17排放出的流体通过所述通道传送到排出口1b而不经过第一泵室7。
安全阀5设置为用于在第二活塞泵4的泵排放压力超过上限排放压力时释放从第二泵室17中排放出的流体。根据本实施方式的活塞泵，安全阀5布置在第一活塞8内部。连接到第二泵室17的压力释放通道22也设置在第一活塞8内部。这样，安全阀5就布置在压力释放通道22中。图1所示的安全阀5包括阀体5a、阀座5b和弹簧5c，弹簧5c用于将阀体5a压靠在阀座5b上。安全阀5的阀部分形成在阀体5a与阀座5b之间。当阀部分打开时，流体通过限定在形成于第一活塞8内部的钻孔8c与阀体5a外周缘之间的间隙释放。因此，设置在第一活塞8内部的压力释放通道22和安全阀5实现活塞泵的空间利用效率并因此进一步减小活塞泵的尺寸。
如图1所示，压力释放通道22以使得通过压力释放通道22释放的流体流回到第二泵室17的入口侧的方式构成。这种结构是期望的，因为防止了压力释放通道22变得复杂或细长。不过，可替换地，连接到作为制动流体供应源的流体贮存器(未示出)的排放口(未示出)可以设置在泵外壳1中。这样，压力释放通道22可以经由围绕第一活塞8形成的间隙连接到排放口。
根据这种结构的活塞泵，第一活塞8由偏心凸轮6驱动，以从图1所示的下止点运动到图2所示的上止点。一旦第一活塞8到达上止点，第一活塞8就由回位弹簧12推回到下止点。这种操作重复进行。第二活塞18跟随第一活塞8的上述操作，使得流体的排放和吸入借助于第一活塞泵3和第二活塞泵4进行。在其中第二活塞泵4的泵排放压力低于由安全阀5限定的上限排放压力的情况下，从第二活塞泵4排放出的流体添加到从第一活塞泵3中排放出的流体，以流入排出口1b。当从第二泵室17中排放出的流体流入排出口1b中时，第一活塞泵3的入口阀10打开，使得流体能够通过打开的入口阀10。这时，第二活塞泵4的入口阀19关闭，以阻挡入口1a与入口通道9之间的连通。因此，实际上第一活塞泵3在进行操作。
另一方面，在其中第二活塞泵4的排放压力超过由安全阀5限定的上限排放压力的情况下，安全阀5打开。这样，从第二活塞泵4排放出的流体通过处于打开状态下的安全阀5释放出去。结果是，仅从第一活塞泵3排放出的流体流入到排出口1b中。这时第二泵室17中的压力等于由安全阀5限定的上限排放压力。第二活塞18的滑动阻力所引起的影响得以消除，因此防止了在泵排放量变化时第二泵室17的压力就变化和具体地最终体现的第一活塞泵3中的排放压力就变化。
图1所示的安全阀5的球形阀体5a可以用提升阀型阀体替换。此外，如图4所示的，安全阀5可以包括扁平形状的阀体5aii，该阀体5aii由于施加到阀体5aii各面的压力差而发生弹性变形，使得阀体5aii与阀座5b的座表面分开并且阀体5aii打开。这种安全阀可以布置在形成于圆筒形构件2中的通道中，以从第二泵室17延伸到圆筒形构件2的外周缘。
图5和图6示出了活塞泵的第二实施方式。根据第二实施方式的活塞泵包括更理想的安全阀。图5中所示的安全阀5包括球形阀体5ai、阀座5b和弹簧5c，球形阀体5ai具有比根据第一实施方式的图1中的阀体直径更大的直径，阀体5ai与阀座5b接触或分开，弹簧5c沿关闭方向偏置阀体5ai使得阀体5ai压靠在阀座5b上。阀体5ai包括具有通过公式π＊(A/2)2得到的面积的第一压力接收表面以及通过公式π＊(B/2)2得到的面积的第二压力接收表面。第二压力接收表面的面积大于第一压力接收表面的面积。第一阀部分v1由阀体5ai和阀座5b构成。第二阀部分v2由阀体5ai和钻孔8c构成，阀体5ai插入到钻孔8c中。第二阀部分v2以这样的方式形成：即使得阀体5ai充分插入到形成于第一活塞8内部的钻孔8c中，并且使得在阀体5ai的外周缘与钻孔8c的内表面之间形成的间隙很小。
根据图5所示的这种结构的安全阀5，当第二活塞泵4的排放压力等于或小于上限排放压力时，第一阀部分v1和第二阀部分v2每个均保持在关闭状态。在这段时间内，阀体5ai在第一接收表面处接收第二活塞泵4的排放压力。
另一方面，在施加给第一压力接收表面的流体压力超过第二活塞泵4的上限排放压力的情况下，弹簧5c的偏置力不能克服由流体压力引起的推力。于是，阀体5ai与阀座5b分开，从而打开第一阀部分v1。因此，经过第一阀部分v1的流体施力给阀体5ai的第二压力接收表面，从而打开第二阀部分v2。因为第二压力接收表面的面积大于第一压力接收表面的面积，所以以比用于打开第一阀部分v1的压力小的压力打开第二阀部分v2。在下文中，用于打开第一阀部分v1的压力将称作阀打开压力P1，用于打开第二阀部分v2的压力将称作阀打开保持压力P2。当第二阀部分v2打开时，阀体5ai的提升量增加，从而增大第一阀部分v1的开度。当第一阀部分v1完全打开从而流体充分地经过第一阀部分v1时，在从第二泵室17中排放出的流体被释放的同时用于驱动泵的马达(即，泵驱动马达)的负载很小，并且与安全阀5的操作相关联的能量损失很小。前面提到的阀打开保持压力P2远小于阀打开压力P1。例如，当P1等于5MPa时，P2可能大约为0.36MPa。在这种情况下，阀打开保持压力P2大约是阀打开压力P1的7％，从而将马达负载和能量消耗的增加最小化到能够将它们能够被忽略不计的程度。
图7和图8示出了活塞泵的第三实施方式。根据第三实施方式的安全阀与第二实施方式的安全阀不同。将图5中安全阀的球形阀体5ai用提升阀型阀体替代，得到图7中的安全阀5。这两个阀体的形状相互不同，但是功能是一样的。因此，给图7中的阀体分配与图5中的标号相同的标号。图7中安全阀5的阀体5ai也包括第一压力接收部分和第二压力接收部分，第二压力接收部分具有与第一压力接收部分的面积更大的面积。第一阀部分v1由阀体5ai和阀座5b构成。第二阀部分v2由阀体5ai和形成于第一活塞8中的钻孔8c构成。在第一阀部分v1打开之后，第二阀部分v2在比第一阀部分v1的阀打开压力P1更低的流体压力(即阀打开保持压力P2)的作用下打开，使得泵驱动马达的负载减小。提升阀型阀体比球形阀体更紧密地接触阀座5b。因此，当注重于压力释放通道22的密封性能时，提升阀型阀体用于安全阀5是理想的。
图9和图10示出了活塞泵的第四实施方式。将第二实施方式的入口阀19用如图9和10所示的入口阀替代，得到根据第四实施方式的活塞泵。此外，提供供给泵25用于在第一活塞8从上止点运动到下止点的活塞泵吸入过程中将流体提供到第一泵室7。下面，将说明图9和图10与图5的差别。
如图9所示的，第二圆筒部2b由固定圆筒部S2和活动圆筒部S1构成，固定圆筒部S2保持在圆筒形构件2中，活动圆筒部S1以能够轴向滑动的方式插入到固定圆筒部S2内部。第二活塞18插入到活动圆筒部S1中以能够轴向滑动。第二活塞18与活动圆筒部S1之间的滑动阻力大于活动圆筒部S1与固定圆筒部S2之间的滑动阻力。入口阀19的阀部分形成在圆筒形构件2与活动圆筒部S1的前端(即，图9中的右端侧)之间。固定圆筒部S2作为活动圆筒部S1的运动引导部，并且作为用于提高活塞泵可靠性的理想单元(不过，不是必需的单元)。固定圆筒部S2包括切口部分23，第二泵室17借助于切口部分23经由入口阀19的阀部分与泵外壳1的入口1a连通。活动圆筒部S1与第二活塞18一起运动，以在轴向上进行往复运动，从而使入口阀19的阀部分打开或关闭。在活动圆筒部S1与密封构件26接触或分开的同时，入口阀19的阀部分打开或关闭。但是，在这种情况下，密封构件26不是必需提供的。活动圆筒部S1的材料可以是金属或树脂。在使用金属活动圆筒部S1的情况下，入口阀19的阀部分可以通过两个金属构件的接触而关闭，这是允许的。
通过使用第二活塞18实现的供给泵25包括第二活塞18、第三泵室27、入口阀28和出口阀29。第三泵室27设置在第二活塞18的后部(即，第二泵室17相对于第二活塞18的相反侧)。入口阀28打开或关闭第三泵室27的入口。出口阀29打开或关闭第三泵室27的出口。用于容纳第一活塞8和第二活塞18的壳体(即，图9所示的壳体由泵外壳1、圆筒形构件2和盖16构成)以及活动圆筒部S1构成设置在第二泵室17入口侧的入口阀19和设置在第三泵室27入口侧的入口阀28。通过活动圆筒部S1的往复运动，入口阀19和28交替打开或关闭，即，当入口阀28关闭时入口阀19打开，当入口阀28打开时入口阀19关闭。此外，第一活塞8和第二活塞18构成设置在第二泵室17出口侧的阀部分31和设置在第三泵室27出口侧的出口阀29。通过第一活塞8和第二活塞18的轴向相对运动，阀部分31和出口阀29交替打开或关闭，即，当出口阀29关闭时阀部分31打开，当出口阀29打开时阀部分31关闭。
图9中的入口阀28形成在形成于泵外壳1内部的密封构件30与活动圆筒部S1的后端之间。但是，在这种情况下，密封构件30不是必需的。也就是说，入口阀28可以形成在活动圆筒部S1与泵外壳1之间。固定圆筒部S2包括切口部分24(切口部分可以以孔代替)，当入口阀28打开时，第三泵室27通过切口部分24与入口1a连通。
与根据第一到第三实施方式的入口阀19相同的方式，出口阀29的阀部分由形成在第一活塞8上的凸缘21的端表面和第二活塞18的定位于远离第二泵室17的后端(即，图1中的左端)构成。与根据第一到第三实施方式的出口阀29的行程相比，根据第四实施方式的用于打开和关闭的出口阀29的行程(即，第一活塞8与第二活塞18的相对运动)很小，这是它们的一个区别点。
此外，在根据第一到第三实施方式的图1、5和7中的第二活塞18中设置有切口18b，但是根据第四实施方式的第二活塞18不形成切口18b。阀部分31形成在第二活塞18与第一活塞8之间。阀部分31设置为用于打开和关闭第二泵室17的出口。阀部分31的打开和关闭操作以与出口阀29的方式相反的方式进行，即，当出口阀29关闭时阀部分31打开，当出口阀29打开时阀部分31关闭。
根据图9和图10所示的第四实施方式的活塞泵，通过从第一活塞8的行程中减去活动圆筒部S1的行程以及第一活塞8和第二活塞18的相对运动(即，出口阀29和阀部分31中每一个的打开和关闭行程)，得到第二活塞18的行程。出口阀29和阀部分31中每一个的打开和关闭行程能够很小。因为推动力被施加给从第二泵室17和第三泵室27供送到入口通道9中的流体，所以例如即使在出口阀29和阀部分31中每一个的打开和关闭行程大约为0.2mm时，也确保了极好的泵作用性能。根据本实施方式的活塞泵，出口阀29和阀部分31中每一个的打开和关闭行程被指定为0.2mm。此外，活动圆筒部S1的打开和关闭行程被指定为0.5mm，并且第二活塞18的实际行程被指定为1.7mm。这些数字只是示例。
根据第四实施方式的这种结构的活塞泵，在第一活塞8从图9所示的下止点运动到图10所示的上止点的第一活塞3和第二活塞4的排放过程中，出口阀29首先关闭(这时，阀部分31打开)。接下来，活动圆筒部S1受到开始跟随第一活塞8运动的第二活塞18的强迫推压而在图9中向右的方向上运动，从而打开入口阀28。在这种状态下，第一活塞8和第二活塞18进一步在图9中向右的方向上运动，从而开始将流体吸入到第三泵室27中。然后，如图10所示，入口阀19关闭，并且第一活塞8和第二活塞18的进一步的连续运动使得第一泵室7和第二泵室17内的流体被压缩并被供送到排出口1b。
在第一活塞8从图10所示的上止点返回到图9所示的下止点的第一活塞泵3和第二活塞泵4的吸入过程中，入口阀10首先打开。当流体被吸入到第一泵室7中的同时，第一活塞8沿图10中向左的方向移动，从而关闭第一阀部分31(这时，出口阀29打开)。接下来，第二活塞18开始跟随第一活塞8的运动，之后，活动圆筒部S1与第二活塞18的运动相关联地在图10中向左的方向上运动，从而打开入口阀19。结果，流体也被吸入到第二泵室17中。
此外，这时，供给泵25工作，从而通过第二活塞18对第三泵室27内的流体加压。加压流体通过处于打开状态的出口阀29的阀部分传送到第一泵室7。由于该辅助操作，改善了到达第一泵室7的流体的吸入性能，从而避免了由于流体流动性劣化导致的活塞泵排放效率的降低。
因为入口阀19是受迫打开的，所以即使由于低室温而引起流体高粘度，到第二泵室17中的流体的吸入也比较顺畅。另一方面，到第一泵室7中的流体吸入通过由弹簧12沿关闭方向偏置的入口阀10进行。因此，到第一泵室7的流体吸入对于高粘度的流体而言容易不充分。结果，从第一活塞泵3中排放的流体量可能降低。在这种情况下，由给进泵25进行的前述辅助操作从而迫使流体供应到第一泵室7。因此，防止了第一泵室7的即第一活塞泵3的泵排放量的降低，使得在低温下存储在流体贮存器中的流体在防抱死制动系统控制下被更快地吸入，并且轮缸压力的施压响应度在电子稳定控制系统控制中增强。
下面将说明根据第四实施方式的活塞泵在第二活塞泵4的排放压力超过由安全阀5限定的上限排放压力时所进行的操作。在这种情况下，从第二活塞泵4中排放出的流体通过安全阀5释放。只有从第一活塞泵3中排放出的流体流经排出口1b。因为第四实施方式的安全阀5具有与第二实施方式的结构相同的结构，即，一旦安全阀5打开，用于将安全阀5维持在打开状态的压力(阀打开保持压力P2)就下降，所以能够最小化与第二活塞泵4排放压力的增加相关联的泵驱动马达负载的增加。
通过安全阀5释放出来的流体流入第三泵室27中，从而使得流体易于存储在第三泵室27中。因此，与第二活塞泵4的排放压力超过上限排放压力之前的状态相比，到第三泵室27中的流体吸入更是极好。因而，增强了防止第一活塞泵3的流体排放量下降的效果，从而例如进一步增强了低温时在电子稳定控制系统控制下轮缸压力的施压响应度。

Claims (19)

1.一种活塞泵，包括：
泵外壳(1)，所述泵外壳(1)包括入口(1a)和排出口(1b)；
第一活塞泵(3)，其包括第一活塞(8)、入口阀(10)、入口通道(9)、第一泵室(7)、出口阀(11)和回位弹簧(12)；
驱动装置，其用于驱动所述第一活塞泵(3)；
第二活塞泵(4)，其包括第二活塞(18)、入口阀(19)、第二泵室(17)和出口阀，所述第二泵室(17)具有环形形状以围绕所述第一活塞(8)，所述第二活塞(18)跟随所述第一活塞(8)的操作而操作，
其特征在于，
所述活塞泵还包括压力释放通道(22)和安全阀(5)，所述压力释放通道(22)形成为与所述第二泵室(17)连通，所述安全阀(5)设置在所述压力释放通道(22)处并且限定所述第二活塞泵(4)的上限排放压力，
其中，通过在所述第二活塞(18)的内周缘中沿圆周方向以均匀的间隔形成的多个切口(18b)，所述第二泵室(17)的出口与连接到所述第一泵室(7)的所述入口通道(9)连通，所述第一活塞(8)由所述驱动装置驱动，以从下止点运动到上止点，当所述第一活塞(8)在从所述下止点到所述上止点的方向上运动时所述第一活塞(8)将压缩所述第一泵室(7)内的流体，一旦所述第一活塞(8)到达所述上止点，所述第一活塞(8)就由所述回位弹簧(12)推回到所述下止点，所述第二活塞(18)跟随所述第一活塞(8)的操作而操作，当所述第二活塞泵(4)的排放压力等于或小于所述上限排放压力时，所述第二活塞泵(4)的排放流体被添加到所述第一活塞泵(3)的排放流体中从而流入到所述排出口(1b)中，当从所述第二泵室(17)中排放出的流体流入所述排出口(1b)中时，所述第一活塞泵(3)的所述入口阀(10)打开，使得流体能够通过所述第一活塞泵(3)的所述入口阀(10)，这时，所述第二活塞泵(4)的所述入口阀(19)关闭，以阻挡所述入口(1a)与所述入口通道(9)之间的连通，并且当所述第二活塞泵(4)的排放压力超过所述上限排放压力时，所述第二活塞泵(4)的排放流体通过所述安全阀(5)释放到所述压力释放通道(22)中，并且仅所述第一活塞泵(3)的排放流体流到所述排出口(1b)中。
2.根据权利要求1所述的活塞泵，其中，所述安全阀(5)包括第一阀部分(v1)和第二阀部分(v2)，当所述第二活塞泵(4)的排放压力超过所述上限排放压力时，所述第一阀部分(v1)打开，所述第二阀部分(v2)在比用于打开所述第一阀部分(v1)的压力低的压力下打开，并且经过处于打开状态的所述第一阀部分(v1)的流体使所述第二阀部分(v2)打开，所述第二阀部分(v2)构造成使所述第一阀部分(v1)的开度增加。
3.根据权利要求2所述的活塞泵，其中，所述安全阀(5)包括阀体(5ai)、阀座(5b)和弹簧(5c)，所述阀体(5ai)具有第一压力接收表面和第二压力接收表面，所述第二压力接收表面具有比所述第一压力接收表面的面积更大的面积，所述阀体(5ai)与所述阀座(5b)接触和分开，所述弹簧(5c)用于沿关闭方向偏置所述阀体(5ai)，所述第一阀部分(v1)由所述阀体(5ai)和所述阀座(5b)构成，所述第二阀部分(v2)由所述阀体(5ai)和钻孔(8c)的内周缘表面构成，所述阀体(5ai)插入到所述钻孔(8c)中，在所述第一和第二阀部分(v1，v2)每个均关闭的情况下，所述第一压力接收表面接收所述第二活塞泵(4)的排放压力，在所述第一阀部分(v1)打开的情况下，所述第二压力接收表面接收经过所述第一阀部分(v1)的流体的压力。
4.根据权利要求1所述的活塞泵，其中，第一圆筒部(2a)和第二圆筒部(2b)一体地形成在圆筒形构件(2)中，其中所述第一活塞(8)插入到所述第一圆筒部(2a)中，所述第二活塞(18)插入到所述第二圆筒部(2b)中。
5.根据权利要求1所述的活塞泵，还包括供给泵(25)，所述供给泵(25)包括所述第二活塞(18)、第三泵室(27)、入口阀(28)和出口阀(29)，所述第三泵室(27)设置在所述第二泵室(17)相对于所述第二活塞(18)的相反侧，所述入口阀(28)用于打开和关闭所述第三泵室(27)的入口，所述供给泵(25)的所述出口阀(29)用于打开和关闭所述第三泵室(27)的出口，其中，在所述第一和第二活塞泵(3，4)处于吸入过程中的情况下，所述供给泵(25)给所述第三泵室(27)中的流体加压以迫使所述流体传送到所述第一泵室(7)。
6.根据权利要求5所述的活塞泵，其中，所述安全阀(5)使来自所述第二泵室(17)的、由经过所述压力释放通道(22)而释放的排放流体流入到所述第三泵室(27)中。
7.根据权利要求5所述的活塞泵，其中，第二圆筒部(2b)包括活动圆筒部(S1)，所述活动圆筒部(S1)布置在所述第二活塞(18)的外周缘侧处以能够沿轴向运动，并且所述第二活塞(18)插入到所述活动圆筒部(S1)中从而能够沿轴向滑动，所述第二活塞(18)的一个轴向端面向所述第二泵室(17)，而另一个轴向端面向所述第三泵室(27)，并且所述活动圆筒部(S1)和用于容纳所述第一和第二活塞(8，18)的壳体(1，2，16)构成分别设置在所述第二泵室(17)入口处的入口阀(19)和在所述第三泵室(27)入口处的所述入口阀(28)，在所述第二泵室(17)入口处的所述入口阀(19)和在所述第三泵室(27)入口处的所述入口阀(28)由所述活动圆筒部(S1)的轴向往复运动而交替地打开和关闭，所述第一和第二活塞(8，18)构成布置在所述第二泵室(17)出口处的阀部分(31)和布置在所述第三泵室(27)出口处的所述供给泵(25)的所述出口阀(29)，由所述第一和第二活塞(8，18)的轴向相对运动，所述阀部分(31)和所述供给泵(25)的所述出口阀(29)交替地打开和关闭，在所述第一和第二活塞泵(3，4)处于吸入过程的情况下，所述供给泵(25)的所述出口阀(29)打开并且所述阀部分(31)关闭，使得所述第三泵室(27)内的流体被传送到所述第一泵室(7)。
8.根据权利要求7所述的活塞泵，其中，在所述活动圆筒部(S1)的外周缘侧处设置有固定圆筒部(S2)，所述固定圆筒部包括切口部分(23，24)，所述第二和第三泵室(17，27)分别通过所述切口部分(23，24)与入口(1a)连通，并且所述活动圆筒部(S1)的运动由所述固定圆筒部(S2)引导。
9.根据权利要求7所述的活塞泵，其中，由所述活动圆筒部(S1)与设置在所述壳体(1，2，16)中的密封构件(26，30)接触和分开，设置在各所述第二泵室(17)和所述第三泵室(27)的所述入口处的各所述入口阀(19，28)的阀部分打开和关闭。
10.一种活塞泵，包括：
泵外壳(1)，所述泵外壳(1)包括入口(1a)和排出口(1b)；
第一活塞泵(3)，其包括第一泵室(7)、入口阀(10)、入口通道(9)、第一活塞(8)、出口阀(11)和回位弹簧(12)，所述第一泵室(7)由第一圆筒部(2a)限定，所述第一活塞(8)的端部面向所述第一泵室(7)；
驱动装置，其用于驱动所述第一活塞泵(3)；
第二活塞泵(4)，其包括第二泵室(17)、入口阀(19)、第二活塞(18)和出口阀，所述第二泵室(17)由第二圆筒部(2b)限定，所述第二活塞(18)的端部面向所述第二泵室(17)，所述第二泵室(17)具有环形形状并且形成在所述第一活塞(8)的外周缘侧处，所述第二活塞(18)具有环形形状并且布置在所述第一活塞(8)的外周缘侧处，所述第二活塞(18)通过跟随所述第一活塞(8)的操作进行往复运动，
其特征在于，
所述活塞泵还包括压力释放通道(22)和安全阀(5)，所述压力释放通道(22)与所述第二泵室(17)连接形成，所述安全阀(5)设置在所述压力释放通道(22)处并且限定所述第二活塞泵(4)的上限排放压力，所述第二泵室(17)的出口经由所述第一活塞泵(3)的所述入口阀(10)和所述入口通道(9)连接到所述第一泵室(7)，所述压力释放通道(22)连接到所述第二泵室(17)的所述出口，
所述第一活塞(8)由所述驱动装置驱动，以从下止点运动到上止点，当所述第一活塞(8)在从所述下止点到所述上止点的方向上运动时所述第一活塞(8)将压缩所述第一泵室(7)内的流体，一旦所述第一活塞(8)到达所述上止点，所述第一活塞(8)就由所述回位弹簧(12)推回到所述下止点，所述第二活塞(18)跟随所述第一活塞(8)的操作而操作，当从所述第二泵室(17)中排放出的流体流入所述排出口(1b)中时，所述第一活塞泵(3)的所述入口阀(10)打开，使得流体能够通过所述第一活塞泵(3)的所述入口阀(10)，这时，所述第二活塞泵(4)的所述入口阀(19)关闭，以阻挡所述入口(1a)与所述入口通道(9)之间的连通。
11.根据权利要求10所述的活塞泵，其中，来自所述第二活塞泵(4)的排放流体经由所述第一活塞泵(3)的所述入口阀(10)传送到所述第一泵室(7)，并经由所述第一活塞泵(3)的所述出口阀(11)流入排出口(1b)中。
12.根据权利要求10所述的活塞泵，其中，所述第二活塞(18)布置在所述第一活塞(8)的外周缘侧处，以能够相对于所述第一活塞(8)沿轴向运动，所述第一活塞(8)包括位于外周缘处的止动部(20)，所述止动部(20)用于将所述第二活塞(18)与所述第一活塞(8)之间的轴向相对运动限制为等于或小于所述第一活塞(8)的行程，并且所述第二活塞(18)与所述第二圆筒部(2b)之间的滑动阻力被指定为大于所述第二活塞(18)与所述第一活塞(8)之间的滑动阻力。
13.根据权利要求12所述的活塞泵，其中，所述第一活塞(8)包括位于外周缘处的凸缘(21)，用于在压缩过程中推压所述第二活塞(18)。
14.根据权利要求13所述的活塞泵，其中，通过所述凸缘(21)与所述第二活塞(18)接触和分开，所述第二活塞泵(4)的所述入口阀(19)被打开和关闭。
15.根据权利要求12所述的活塞泵，其中，所述第二活塞(18)的内周缘表面与所述第一活塞(8)的外周缘表面二者之间形成有缝隙。
16.根据权利要求10所述的活塞泵，其中，所述第二活塞(18)包括位于内周缘侧的切口(18b)，所述第二泵室(17)的所述出口通过所述切口与所述第一活塞泵(3)的所述入口通道(9)连通。
17.根据权利要求10所述的活塞泵，其中，来自所述第二泵室(17)的、由经过所述压力释放通道(22)而释放的排放流体流回到所述第二泵室(17)的入口侧。
18.根据权利要求10所述的活塞泵，其中，所述压力释放通道(22)和所述安全阀(5)布置在所述第一活塞(8)内部。
19.根据权利要求10所述的活塞泵，其中，所述第二活塞(18)由用树脂或橡胶制成的杯形密封件形成。
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