CN101397007A - 具有电气可控功能的辅助制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种具有电气可控功能的辅助制动装置，其具有控制阀和真空助力腔，真空助力腔由膜片分隔形成第一腔和第二腔，该控制阀内形成有连接第一腔与控制阀室的第一通道，其特征在于，所述控制阀外部设有与第二腔相连的通气管道，且该通气管道上设有气路控制单元，利用该控制阀及气路控制单元均可控制第二腔在第一通道与大气之间的通、断而实现选择切换，从而具有手动和电气自动控制功能。本发明可以减轻驾驶员的制动时的脚踏力度，而且使车辆的制动能力有所提高；还可通过本发明的辅助制动装置的电气控制功能实现及时刹车，避免交通事故的发生。

Description

具有电气可控功能的辅助制动装置

技术领域

本发明涉及一种汽车刹车装置，尤其是指一种集手动和电气可控功能于一体的辅助制动装置。

技术背景

目前汽车特别是轿车制动大都采用液压制动，液压制动的力矩与管路中制动液的液压成比例。如果单靠驾驶员的踏板力来完成是有一定难度的，制动力不够，制动效果不好，因此目前的汽车特别是轿车上大都设有真空助力器来实现刹车助力，它利用发动机进气支管的真空度来增加驾驶员制动时的踏板力，从而使作用到制动总泵上的力比驾驶员踏动制动踏板上的力大为增加，这样，不仅减轻了驾驶员的制动时的脚踏力度，而且使车辆的制动能力有所提高。

另一方面，由于人的生理局限，在汽车遇到紧急情况时(如：汽车雾天行驶遇到障碍物时，高速行驶的汽车爆胎时等)驾驶员无法及时反应，采取及时刹车，因而导致交通事故发生，为解决此问题不少单位或个人费尽心思设计了自动刹车装置，但均以结构复杂，制造成本高未推向市场，现有的真空助力器无法实现电气控制，仅能靠人来操作。

有鉴于此，本发明人为解决上述公知技术存在的问题，乃决心凭其从事本领域多年研发、制造的经验，经多次的开发改良后终于得到本发明的具有电气可控功能的辅助制动装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种集手动和电气可控功能于一体的辅助制动装置，以改善或克服上述公知技术的缺陷。

本发明的技术解决方案是：一种具有电气可控功能的辅助制动装置，其具有控制阀和真空助力腔，真空助力腔由膜片分隔形成第一腔和第二腔，该控制阀内形成有连接第一腔与控制阀室的第一通道，其特征在于，所述控制阀外部设有与第二腔相连的通气管道，且该通气管道上设有气路控制单元，利用该控制阀及气路控制单元均可控制第二腔在第一通道与大气之间的通、断而实现选择切换，从而具有手动和电气自动控制功能。

本发明的特点和优点是：本发明的辅助制动装置不仅可实现刹车助力，如利用发动机进气支管的真空度来增加驾驶员制动时的踏板力，从而使作用到制动总泵上的力比驾驶员踏动制动踏板上的力大为增加，以减轻驾驶员的制动时的脚踏力度，而且使车辆的制动能力有所提高；而且，在汽车遇到诸如汽车雾天行驶遇到障碍物及高速行驶的汽车爆胎时等紧急情况而驾驶员无法及时反应时，可通过本发明的辅助制动装置的电气控制功能实现及时刹车，避免交通事故的发生；再者，本发明的结构并不复杂，利于降低制造成本。

附图说明

图1为本发明的真空助力器的结构示意图。

图2为本发明的真空助力器的手动刹车时的状态示意图。

图3为本发明的真空助力器的自动刹车时的状态示意图。

图4为本发明的真空助力器的所采用的两位五通电磁阀的示意图。

1—压杆               2—空气滤清器           3—弹簧座

4、6—回位弹簧        5、7—橡胶膜片          8、12—骨架式密封圈

9—阀体               91—径向气孔            93—轴向气孔

92—空腔              94—阀体与铰链杆法兰处的间隙

10—阀壳              101—通气螺孔           102—阀壳固定孔

103—空腔             11—铰链杆              13—铰链杆锁片

14—橡胶块            15—螺栓                16—真空助力器下外壳

161—下气室               162—下气室通气接口              17—推杆

18—气室橡胶膜片          19—真空助力器上外壳             191—上气室

192—上气室通气接口       21—支撑盘                       22—阀体锁片

23—O型密封圈             24—刹车制动主缸                 241—柱塞

242—柱塞密封圈           25—气路控制装置                 251—二位三通电磁阀

254—空气接口

具体实施方式

本发明提出一种辅助制动装置，其主要包括控制阀和真空助力腔两部分，真空助力腔由膜片分隔形成第一腔和第二腔，该控制阀内形成有连接第一腔与控制阀室的第一通道，且控制阀还设有与第二腔相连的通气管道，且该通气管道上设有气路控制单元，该控制阀及气路控制单元均可控制第二腔在第一通道与大气之间的通、断而实现选择切换，从而具有手动和电气自动控制功能。

下面配合附图及具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，为本发明的第一具体实施例，本实施例中，所述辅助制动装置为一真空助力器，所述真空助力器的真空助力腔由膜片分隔形成上气室191(第一腔)和下气室161(第二腔)，控制阀包括阀体9与阀壳10，阀体9与膜片18的支撑盘21相对固定，且阀体9内形成有连接该上气室191与控制阀室的第一通道，所述阀体9与阀壳10间形成有空腔，且阀壳10对应该空腔处贯穿形成有通气螺孔101，该通气螺孔101通过外部通气管道连接至真空助力腔的下气室161，形成连接下气室161与控制阀室的第二通道，本发明利用一两位三通电磁阀设于真空助力器下气室161与阀壳10的通气螺孔101之间。具体结构如下：

如图1所示，本实施例真空助力器中，空气滤清器2、弹簧座3、回位弹簧4、橡胶膜片5、回位弹簧6、橡胶膜片7依次装入压杆1，铰链杆11与压杆1压合在一起，保证铰链杆11与压杆1既不能脱开，又能绕其球头球心摆动，从而使得铰链杆11把刹车踏板施加给压杆1的力传递给刹车制动主缸的推杆17；铰链杆11与铰链杆锁片13铆合在一起，可在阀体内延轴向移动，并通过橡胶垫片推动推杆移动，它们的活动范围在阀体9和阀体锁片22之间。阀体锁片22装卡在真空助力器气膜片支撑盘21上，使阀体9与真空助力器气膜片支撑盘21有相对固定的位置关系。骨架式密封圈8、12压装在阀壳10上，并与阀体9、阀壳10构成一与通气螺孔101相通的气室103，二骨架式密封圈8、12必须保持一定的位置关系，即保证阀体上下移动时其径向气孔一直位于二骨架式密封圈之间，以避免阀体9的径向气孔91在随阀体9上下移动时超越骨架式密封圈8、12而泄气。阀壳10与真空助力器的下外壳16经密封处理后，由螺栓15紧固在一起。

真空助力器气室橡胶膜片18的外缘夹压在真空助力器上外壳19和下外壳16中间，真空助力器气室橡胶膜片18的内缘紧紧地装卡在阀体9的沟槽内，由此，通过真空助力器气室橡胶膜片18将真空助力器气室分成真空助力器上气室191和真空助力器下气室192。真空助力器上气室191设有通气接口192，通气接口192与汽车发动机吸气口相通；真空助力器下气室161设有通气接口162，通气接口162通过气管252与二位三通电磁阀251相连，再通过气管253与阀壳10的通气螺孔相接，从而形成上述第二通道。

二位三通电磁阀251在非得电情况下，保持在右工位工作状态，即气管252与气管253处于相通状态，而气管252与空气接口254处于截止状态；二位三通电磁阀251在得电情况下，转换到左工位工作状态，即气管252与空气接口254相通，而气管252与气管253处于截止状态。

刹车制动主缸24与真空助力器上外壳19通过螺栓紧固在一起，O型密封圈23防止制动主缸24与真空助力器上外壳19之间的间隙漏气；弹簧4、6、20起回位作用；阀壳10的孔102用于阀壳10与汽车车身的固定联接。

下面结合图1、图2、图3详细说明一下真空助力器的工作过程：

1.二位三通电磁阀251处于非得电状态时

二位三通电磁阀251在非得电情况下，保持在右工位工作状态，即气管252与气管253相通，气管252而与空气接口254处于截止状态。

在汽车正常行驶无刹车制动时，由于汽车发动机吸气口与真空助力器上气室接口192相通，因此，发动机会吸取真空助力器气室中的空气，使真空助力器气室中的压力低于大气的压力。因为二位三通电磁阀251处于非得电状态，所以，真空助力器上气室191、阀体轴向气孔93、阀体9与铰链杆11法兰处的间隙94、阀体9的气室92、阀体9的径向气孔91、骨架式密封圈8、12与阀体9、阀壳10构成的空腔103、阀壳10的通气螺孔101、气管253、二位三通电磁阀251、气管252及真空助力器下气室161之间的第一通道及第二通道均相通，那么，真空助力器上气室191与真空助力器下气室161的压力相等，真空助力器处在待工作状态。

当汽车需要刹车制动时，驾驶者踏下刹车踏板，压杆1受到一向上的推力，此时，压杆1会压缩回位弹簧4，并推动铰链杆11上移，橡胶膜片7在回位弹簧6的弹力作用下也要上移，当橡胶膜片7上移到阀体9的气室92的下底面95时，就不再移动，并将阀体轴向气孔93封闭，压杆1继续上移，推动铰链杆11继续上移，致使橡胶膜片7与铰链杆11分离，橡胶膜片7与铰链杆11之间形成一定间隙，这时空气就会通过空气滤清器2、回位弹簧4的空隙、橡胶膜片5与压杆1之间的空隙、回位弹簧6的空隙、阀体9与铰链杆11法兰处的间隙94进入阀体气室92，然后再通过阀体径向气孔91、空腔103、通气螺孔101、气管253、二位三通电磁阀251、气管252、下气室通气接口162而进入真空助力器下气室161，从而使得真空助力器下气室161的压力大于真空助力器上气室191的压力，二者间的压力差将推动真空助力器气室橡胶膜18、支撑盘21上移，阀体9也随之上移，气室膜片复位弹簧20被压缩，推杆17推动刹车制动主缸24的柱塞241上移，刹车制动液受压输出到制动分泵，产生刹车制动力。

刹车后，如果驾驶者撤去刹车力，压杆1在回位弹簧4恢复力的作用下带动铰链杆11一同下移，当铰链杆11下端面接触到橡胶膜片7时，封闭空气进入真空助力器下气室161的通道，铰链杆11继续下移会推动橡胶膜片7一同下移，回位弹簧6被压缩，阀体轴向气孔93随之被打开，真空助力器下气室161中的空气又会被发动机吸走，真空助力器上气室191与真空助力器下气室161的压差逐渐减小，真空助力器气室橡胶膜片18及支撑盘21在弹簧20的弹力作用下下移到原处，真空助力器回到待命状态。

2、二位三通电磁阀251处于得电状态时

如前所述，在汽车正常行驶无刹车制动时，由于汽车发动机吸气口与真空助力器上气室接口192相通，因此，发动机会吸取真空助力器气室中的空气，使真空助力器气室中的压力低于大气的压力。因为二位三通电磁阀251处于非得电状态，所以真空助力器第一通道与第二通道相通，真空助力器上气室191与真空助力器下气室161的压力相等，真空助力器处在待工作状态。

二位三通电磁阀251处于得电状态时，二位三通电磁阀251转换到左工位工作状态，即气管252与空气接口254相通，而气管252与气管253处于截止状态：关闭了真空助力器上气室191与真空助力器下气室161相通的通道，而使得气管252与空气接口254相通，空气就会进入到真空助力器下气室161，使真空助力器下气室161的压力高于真空助力器上气室191的压力，在压力差的作用下，推动真空助力器气室橡胶膜18、支撑盘21上移，阀体9也随之上移，气室膜片复位弹簧20被压缩，推杆17推动刹车制动主缸24的柱塞241上移，刹车制动液受压输出到制动分泵，产生刹车制动力，从而通过电气控制实现刹车功能。

若给二位三通电磁阀251断电，二位三通电磁阀251又恢复到右工位工作状态，即气管252与空气接口254截止而与气管253相通。也就是说：真空助力器上气室191与真空助力器下气室161相通的通道重新被打开，真空助力器下气室161中的空气又会被发动机吸走，真空助力器上气室191与真空助力器下气室161的压差逐渐减小，真空助力器气室橡胶膜片18及真空助力器气室橡胶膜片支撑盘21，在弹簧20的弹力作用下，下移到原处，真空助力器回到待命状态。

以上描述了本实施例的真空助力器的主要结构的改进点及工作过程，至于其它部分，由于可采用公知的多种结构来实现，因此，此处不再详细赘述。而且，本发明也可用于其它结构的真空助力器，并不仅限于本实施例的具体结构。

本发明的辅助制动装置并不仅限于上述真空助力器，在本发明的另一具体实施例中，该辅助制动装置为一真空增压器，控制阀连接在真空助力腔与辅助缸之间，所述真空增压器的真空助力腔由膜片分隔形成气室左腔(第一腔)和气室右腔(第二腔)，气室左腔设有孔管经单向阀与发动机的进气管相通，且该气室左腔经由辅助缸体中所设的孔道与控制阀室相通形成第一通道；气室右腔经通气管道与控制阀上腔相通形成该第二通道，所述气路控制单元设置于该通气管道，以控制气室右腔在第一通道与大气之间的通、断而实现选择切换。本实施例中，是在该真空增压器的真空阀和真空助力腔之间的通气管处增设二位三通电磁阀，以实现真空阀和真空助力腔空气通道的通、断及真空助力腔与大气之间的通、断。需要说明的是，由于真空增压器的其它结构可与公知技术相同，本领域的技术人员结合前一实施例的描述已可实现本发明的具有手动及电气控制功能的真空增压器，因此，此处不再赘述。

此外，本发明的气路控制单元也并不仅限于上述二位三通电磁阀，如图4所示，还可利用两位五通电磁阀替代，图4为两位五通电磁阀工作原理图，A、B、S、P、R是两位五通电磁阀工作接口。在非得电状态时电磁阀处在右位工作状态，此时，P口与A口相通，B口与S口相通，R口截止。在得电状态时电磁阀处在左位工作状态，此时，P口与B口相同，A口与R口相通，S口截止。将管路252与P口相接、管路253与A口相接、B口接254的连接方式代替两位三通电磁阀251，同样可实现所述电气自动控制功能。

现以汽车爆胎为例说明电气如何实现自动控制功能的。

轮胎内装有气压检测装置的汽车，高速行驶时遇到轮胎突然爆破，气压检测装置会及时将轮胎气压异常信号通过无线传输的方式传输到控制中心ECU，发出指令使二位三通电磁阀得电，实现汽车自动减速功能。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖的范畴。

Claims (7)

1、一种具有电气可控功能的辅助制动装置，其具有控制阀和真空助力腔，真空助力腔由膜片分隔形成第一腔和第二腔，该控制阀内形成有连接第一腔与控制阀室的第一通道，其特征在于，所述控制阀外部设有与第二腔相连的通气管道，且该通气管道上设有气路控制单元，利用该控制阀及气路控制单元均可控制第二腔在第一通道与大气之间的通、断而实现选择切换，从而具有手动和电气自动控制功能。

2、如权利要求1所述的具有电气可控功能的辅助制动装置，其特征在于，所述气路控制单元为两位三通电磁阀或两位五通电磁阀。

3、如权利要求1或2所述的具有电气可控功能的辅助制动装置，其特征在于，所述辅助制动装置为真空助力器，所述真空助力器的真空助力腔由膜片分隔形成有作为第一腔的上气室和作为第二腔的下气室，所述上气室与汽车发动机吸气口相通；该控制阀包括阀体与阀壳，所述阀体与所述膜片的支撑盘相对固定，且该阀体内形成有连接该上气室与控制阀室的第一通道，所述阀体与阀壳间形成有空腔，且该阀壳对应该空腔处贯穿形成有通气螺孔，该通气螺孔与真空助力腔的下气室通过上述通气管道连接，形成连接下气室与控制阀室的第二通道，所述两位三通电磁阀或两位五通电磁阀设于真空助力器下气室与阀壳的通气螺孔之间。

4、如权利要求3所述的具有电气可控功能的辅助制动装置，其特征在于，所述控制阀的下端装设有与汽车制动踏板相连的压杆，其上端经过一缓冲橡胶块及一推板与制动主缸的推杆相顶设，沿该压杆依次装设有空气滤清器、弹簧座、第一回位弹簧、第一橡胶膜片、第二回位弹簧、第二橡胶膜片，且该压杆的球头球心端与一铰链杆压合在一起，所述铰链杆与一铰链杆锁片铆合在一起，阀体锁片装卡在真空助力器气膜片的支撑盘上。

5、如权利要求4所述的具有电气可控功能的辅助制动装置，其特征在于，所述阀体自靠近上气室的端部向下开设有轴向气孔，以通过阀体与铰链杆法兰间的间隙连接至阀体气室而构成上述第一通道，设于阀体外部的通气管道、上述空腔通过阀体上的一径向气孔与阀体气室相连通，构成上述第二通道。

6、如权利要求5所述的具有电气可控功能的辅助制动装置，其特征在于，所述阀壳与阀体间压装设有二骨架式密封圈，所述二骨架式密封圈与阀体、阀壳构成上述空腔，二骨架式密封圈保持这样一种位置关系，使得阀体上下移动时其径向气孔一直位于二骨架式密封圈之间，以避免阀体的径向气孔在随阀体上下移动时超越骨架式密封圈而泄气。

7、如权利要求1或2所述的具有电气可控功能的辅助制动装置，其特征在于，所述辅助制动装置为真空增压器，所述控制阀连接在真空助力腔与辅助缸之间，所述真空增压器的真空助力腔由膜片分隔形成有作为第一腔的气室左腔和作为第二腔的气室右腔，气室左腔设有孔管经单向阀与发动机的进气管相通，且该气室左腔经由辅助缸体中所设的孔道与控制阀室相通形成第一通道；气室右腔经通气管道与控制阀上腔相通形成该第二通道，所述气路控制单元设置于该通气管道，以控制气室右腔在第一通道与大气之间的通、断而实现选择切换。

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