CN103241230B - 一种并列中心阀式汽车制动主缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并列中心阀式汽车制动主缸，包括缸体上部、缸体下部、左主缸、右主缸和传力机构，所述的传力机构设在缸体上部内，将来自推杆及真空助力器的推力通过推杆传递给左右并列的左主缸和右主缸；所述的左主缸和右主缸结构基本相同，对称布置在缸体下部的内部，将推杆传递来的机械推力转变并放大为液压力，然后通过出油口经制动管路传输到各轮缸及车轮制动器；缸体上部和缸体下部固定连接。本发明采用并列双缸结构，两个制动液压回路各自独立工作，某一缸的油压无法建立对另一缸的几乎没有影响；能显著缩短制动主缸的纵向距离，减小对发动机舱空间的要求；减少了零件种类，降低了加工成本，具有很好的通用性，应用前景广阔。

Description

一种并列中心阀式汽车制动主缸

技术领域

本发明属于汽车制动技术领域，具体是一种用于汽车制动系统，尤其是防抱死制动系统的并列中心阀式汽车制动主缸。

背景技术

制动主缸是汽车制动系统中的关键部件。它的作用是通过踏板力的作用推动主缸内的活塞向前移动，使制动主缸产生液压力，并通过主缸的出油孔向整个汽车制动系统输送液压力，从而实现汽车的制动。

普通制动主缸是补偿孔式结构，参见中国专利ZL201120370655.X、ZL200720113843.8以及ZL201120496915.8。在不工作时，主缸的工作腔通过其缸壁的补偿孔与油杯相通，保证制动液的输送。制动时推杆推动主缸中串联的活塞向前运动，带动皮碗向前通过补偿孔后形成密封腔，产生液压。每次建压皮碗都通过补偿孔一次，不利于皮碗的耐久使用。

中心阀式制动主缸是汽车防抱死制动系统（ABS系统）所必需的配套技术。中心阀主缸结构上完全区别于普通主缸的密封方式，是在活塞中心设置一个阀门机构。该机构由装入活塞内的中心阀弹簧、中心阀芯、阀体部件和装在活塞上的弹簧座组成。在非工作时，阀门处于常开状态，使工作腔与供油腔相通。制动时推杆推动活塞向前运动，而中心阀芯在中心阀弹簧的作用下相对活塞及阀体部件向后运动，使阀门关闭，产生液压。在ABS作用下液压随着轮速传感器的信号不断调整液压，以防车轮抱死。中心阀制动主缸较补偿孔主缸改善了畅通性、灵活性和可靠性，提高了使用寿命。如中国专利ZL200910116370.0、ZL201220430337.2以及ZL201220422085.9，它们的结构都属于中心阀式结构的制动主缸。

然而，现有汽车液压制动系统采用的制动主缸都属于双缸串联式制动主缸。串联式制动主缸存在着许多缺陷。如当汽车液压单路漏损后，汽车制动时，制动踏板的行程将增加，使得汽车制动效能下降，容易造成驾驶人员的恐慌甚至错误操作，从而导致交通事故的发生。两个液压回路表面上虽然可以实现相对独立工作，但是第一回路对第二回路的操纵存在着一定的影响。另外，串列式制动主缸的纵向距离较长，占用较大的发动机舱空间。如上述列举的中国专利公开的制动主缸，它们的结构均属于串联式制动主缸。

发明内容

本发明的目的是提供一种并列式中心阀式制动主缸，克服传统补偿孔式制动主缸的不耐久、易损坏的缺点，解决双缸串联式制动主缸两个回路的不能完全实现独立工作，一个管路的漏损对另一管路的推杆行程和油压的建立存在影响的缺陷，同时能缩短制动主缸的轴向距离，减小发动机舱空间的占用，并能很好地适用于汽车防抱死制动系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种并列中心阀式汽车制动主缸，包括缸体上部①、缸体下部②、左主缸③、右主缸④和传力机构⑤，其中，传力机构⑤设在缸体上部①内，将来自推杆及真空助力器的推力通过推杆1传递给左右并列的左主缸③和右主缸④；左主缸③和右主缸④位于缸体下部②内，将推杆1传递来的机械推力转变并放大为液压力，然后通过出油口经制动管路传输到各轮缸及车轮制动器；缸体上部①和缸体下部②通过固定螺钉8和弹簧垫圈9紧固连接。

所述的缸体上部①包括上缸体10、护罩2和挡圈3，护罩2通过下端形成的卡扣固定在上缸体10的上端，作用是保持上缸体10内部与外界的隔离，以维持缸体内部的清洁，挡圈3用于固定传力机构⑤。

所述的传力机构⑤包括推杆1、顶板4、平衡板5、左压板6和右压板25，推杆1下端与顶板4上表面接触连接，进而将制动真空助力器传来的力和位移通过推杆1传递给顶板4；顶板4下表面与平衡板5上端面接触连接，将传来的力和位移传递给平衡板5；平衡板5左右两个接触头分别与左压板6和右压板25的上端接触连接，将传来的力和位移传递给左右两压板6和25，进而传递给左右两主缸③和④；

优选地，为了消除由于同轴度造成的传力不均和稳定性下降，在上述接触处分别设有成对的球形凸起和凹槽，之间依次相顶连接。

所述的缸体下部②即下缸体12，缸体上部①和缸体下部②间有密封垫片11，相结合处有若干螺孔，通过螺钉8及弹簧垫圈9紧固。

所述的左主缸③和右主缸④结构基本相同，对称布置在缸体下部②的内部。

对于左缸体③，由左活塞7、左孔弹性挡圈13、左限位环14、左活塞副皮碗15、左挡圈16、左限位销17、左主皮碗18、左阀体部件19、左中心阀芯20、左弹簧座21、左中心阀簧22、左回位簧23和左弹簧限位座24等部件组成；

左活塞7上端与左压板6固定连接，左限位销17穿在左活塞7的长条孔中；左中心阀芯20置于左活塞7的底部孔中，上部与左限位销17相接触；

左阀体部件19安装在左活塞7的下端空腔内部，与左中心阀芯20之间形成阀口间隙；

左中心阀簧22的上端顶住左中心阀芯20下端的阶梯轴上，下端压于左弹簧座21的内表面；

左弹簧座21通过自身上端的卡扣固定在左活塞7下端外壁上；

上述装入左活塞7内的左中心阀簧22、左中心阀芯20、左阀体部件19以及左活塞7下部的左弹簧座21，在左活塞7的中心形成了一个阀门机构：在非工作的时候，阀门处于常开状态，使得左供油腔A和左工作腔B相连通；制动时，传力机构⑤推动左活塞7向前运动，使阀门关闭，产生液压；

左主皮碗18和左活塞副皮碗15分别位于左活塞7和左限位环14的阶梯轴上，用于密封左工作腔B和左供油腔A；

左回位簧23位于左工作腔B内，上端顶着左活塞7下部的左弹簧座21，下端压于左弹簧限位座24上，左弹簧限位座24置于左工作腔B的底部；

左孔用弹性挡圈13置于下缸体12的槽内，用于定位左限位环14，从而固定左活塞7。

对于右缸体④，由右活塞26、右孔用弹性挡圈27、右限位环28、右活塞副皮碗29、右挡圈30、右限位销31、右主皮碗32、右阀体部件33、右中心阀芯34、右弹簧座35、右中心阀簧36、右回位簧37和右弹簧限位座38等部件组成；其各自结构功能与左主缸③相同。

所述的左主缸③和右主缸④内部具有四个油腔，即左供油腔A、左工作腔B、右供油腔D、右工作腔E；左供油腔A和右供油腔D分别与左进油孔G、右进油孔H相连通，作用是为左工作腔B和右工作腔E提供制动液的；左工作腔B和右工作腔E分别和左出油孔C、右出油孔F相连通，作用是当进行制动时，在此缸内能产生液压，并通过左出油孔C和右出油孔F输出。

本发明的工作过程是：

初始状态，即本发明不工作时，左主缸③中由下缸体12、左孔用弹性挡圈13、左限位环14、左挡圈16、左限位销17、左活塞7、左中心阀芯20和左阀体部件19构成尺寸链，使左中心阀芯20与左阀体部件19之间形成间隙，即阀口间隙。阀口间隙使得左主缸③的左工作腔B与左供油腔A相通，此时的液压为零。因为右主缸④与左主缸③结构相同，所以此时右主缸④中的右供油腔D和右工作腔E的液压也为零。即此时制动主缸的左出油孔C和右出油孔F的输出的液压压力为零。

当汽车制动时，驾驶员踩下制动踏板，踏板力通过汽车制动踏板杠杆及真空助力器放大后传递至本发明的推杆1，使得推杆1向缸内方向运动，将力和位移依次通过顶板4和平衡板5传递给左压板6和右压板25。

当汽车的两个制动回路状况良好，无漏油时，由于两缸的对称性，左压板6和右压板25给予平衡板5的作用力是相等的，因而平衡板5给左压板6和右压板25分配大小相同的反作用力，推动左活塞7和右活塞26向前运动。对左主缸③进行具体分析：左活塞7向前运动，左限位销17随左活塞7向前运动，脱离了左挡圈16的限制，左中心阀芯20在左中心阀簧22的推动下，相对左活塞7向后运动，阀口间隙逐渐减小至关闭，使左工作腔B与左供油腔A隔离，左活塞7继续向前运动，左工作腔B里的液体产生压力，并通过左出油孔C输出到制动管路，进而使轮缸工作，车轮产生制动。右主缸④与左主缸③的工作原理相同，且左右主缸的左活塞7和右活塞26受到的作用力是相同的，因而左出油孔C和右出油孔F输出的油压是相同的。当解除制动时，左活塞7和右活塞26在左回位簧23和右回位簧37的各自作用下回到起始位置，使该制动主缸活塞恢复到初始状态。

特别地，本发明能够在汽车某一制动管路出现故障或漏液时产生动作，且能够将对另一主缸的影响降低到最小，且能够显著缩减推杆行程，缩短制动反应时间。具体分析如下：如当右主缸④因管路漏液或者其他故障而不能很好建立油压，此时右压板25作用于平衡板5的力将远远小于左压板6作用于平衡板5的力，因而平衡板5将会发生倾斜，形成“左高右低”的状况，从而将从推杆1传递来的力传递个左压板6，进而作用于左活塞7，使左主缸③正常工作。而传统串联式制动主缸当某一缸油压无法建立时，则需将活塞推至该故障缸底部才能使另一缸建立油压。可明显看出，本发明在此状况下，推杆1的行程远小于传统串联式制动主缸的推杆行程，因而反应更为迅速，为紧急制动赢得宝贵的时间。

本发明的优点和有益效果是：

1.采用并列双缸结构，两个制动液压回路各自独立工作，某一缸的油压无法建立对另一缸的几乎没有影响。

2.并列双缸式的结构能显著缩短制动主缸的纵向距离，减小对发动机舱空间的要求。

3.由于平衡板等结构的存在，能够很好地对左右两主缸活塞的作用力进行分配，且在某一缸油压无法建立时，能显著缩短制动推杆行程，减少制动主缸的制动反应时间。

4.采用先进的中心阀式结构，可提高活塞皮碗的耐久性，改善主缸工作的畅通性、灵活性和可靠性，提高了主缸活塞机皮碗的使用寿命，且能很好地适用于汽车防抱死制动系统。

5.采用左右两缸对称布置，减少了零件种类，降低了加工成本，减轻了维修费用，具有很好的通用性，可维修性，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明的主剖视图；

图2为图1中进油槽处I-I剖面图；

图3为图1中J处的局部放大结构图；

图4为左活塞7的剖视图;

图5为初始状态、阀门开启时的液体流向，A和B腔互通；

图6为制动状态、阀门关闭时的液体流向，A和B腔不通；

图7为本发明整体的等轴测视图。

图中：

①缸体上部②缸体下部③左主缸④右主缸⑤传力机构

1、推杆  2、护罩  3、挡圈  4、顶板  5、平衡板  6、左压板  7、左活塞

8、固定螺钉  9、弹簧垫圈  10、上缸体  11、密封垫片  12、下缸体

13、左孔用弹性挡圈  14、左限位环  15、左活塞副皮碗  16、左挡圈  17、左限位销

18、左主皮碗  19、左阀体部件  20、左中心阀芯  21左弹簧座  22、左中心阀簧

23、左回位簧  24、左弹簧限位座  25、右压板  26、右活塞  27、右孔用弹性挡圈

28、右限位环  29、右活塞副皮碗  30、右挡圈  31、右限位销  32、右主皮碗

33、右阀体部件  34、右中心阀芯  35、右弹簧座  36、右中心阀簧  37、右回位簧

38、右弹簧限位座

A、左供油腔  B、左工作腔  C、左出油孔  D、右供油腔  E、右工作腔

F、右出油孔  G、左进油孔  H、右进油孔

具体实施方式

下面结合附图对发明进行详细介绍。

图1为本发明的主剖视图，可见本发明的一种并列中心阀式汽车制动主缸，包括缸体上部①、缸体下部②、左主缸③、右主缸④和传力机构⑤，其中，传力机构⑤设在缸体上部①内，将来自推杆及真空助力器的推力通过推杆1传递给左右并列的左主缸③和右主缸④；左主缸③和右主缸④位于缸体下部②内，将推杆1传递来的机械推力转变并放大为液压力，然后通过出油口经制动管路传输到各轮缸及车轮制动器；缸体上部①和缸体下部②通过固定螺钉8和弹簧垫圈9紧固连接。

所述的缸体上部①包括上缸体10、护罩2和挡圈3，护罩2通过下端形成的卡扣固定在上缸体10的上端，作用是保持上缸体10内部与外界的隔离，以维持缸体内部的清洁，挡圈3用于固定传力机构⑤。

所述的传力机构⑤包括推杆1、顶板4、平衡板5、左压板6和右压板25，推杆1下端与顶板4上表面接触连接，进而将制动真空助力器传来的力和位移通过推杆1传递给顶板4；顶板4下表面与平衡板5上端面接触连接，将传来的力和位移传递给平衡板5；平衡板5左右两个接触头分别与左压板6和右压板25的上端接触连接，将传来的力和位移传递给左右两压板6和25，进而传递给左右两主缸③和④；

优选地，为了消除由于同轴度造成的传力不均和稳定性下降，在上述接触处分别设有成对的球形凸起和凹槽，之间依次相顶连接。

所述的缸体下部②即下缸体12，缸体上部①和缸体下部②间有密封垫片11，相结合处有若干螺孔，通过螺钉8及弹簧垫圈9紧固。

所述的左主缸③和右主缸④结构基本相同，对称布置在缸体下部②的内部。

对于左缸体③，由左活塞7、左孔弹性挡圈13、左限位环14、左活塞副皮碗15、左挡圈16、左限位销17、左主皮碗18、左阀体部件19、左中心阀芯20、左弹簧座21、左中心阀簧22、左回位簧23和左弹簧限位座24等部件组成；

左活塞7的结构如图4所示，其上端与左压板6固定连接，左限位销17穿在左活塞7的长条孔中，如图2所示；左中心阀芯20置于左活塞7的底部孔中，上部与左限位销17相接触；

左阀体部件19安装在左活塞7的下端空腔内部，与左中心阀芯20之间形成阀口间隙；

左中心阀簧22的上端顶住左中心阀芯20下端的阶梯轴上，下端压于左弹簧座21的内表面；

左弹簧座21通过自身上端的卡扣固定在左活塞7下端外壁上；

结合图1和图3，上述装入左活塞7内的左中心阀簧22、左中心阀芯20、左阀体部件19以及左活塞7下部的左弹簧座21，在左活塞7的中心形成了一个阀门机构：在非工作的时候，阀门处于常开状态，使得左供油腔A和左工作腔B相连通；制动时，传力机构⑤推动左活塞7向前运动，使阀门关闭，产生液压；

左主皮碗18和左活塞副皮碗15分别位于左活塞7和左限位环14的阶梯轴上，用于密封左工作腔B和左供油腔A；

左回位簧23位于左工作腔B内，上端顶着左活塞7下部的左弹簧座21，下端压于左弹簧限位座24上，左弹簧限位座24置于左工作腔B的底部；

左孔用弹性挡圈13置于下缸体12的槽内，用于定位左限位环14，从而固定左活塞7。

对于右缸体④，由右活塞26、右孔用弹性挡圈27、右限位环28、右活塞副皮碗29、右挡圈30、右限位销31、右主皮碗32、右阀体部件33、右中心阀芯34、右弹簧座35、右中心阀簧36、右回位簧37和右弹簧限位座38等部件组成；其各自结构功能与左主缸③相同。

所述的左主缸③和右主缸④内部具有四个油腔，即左供油腔A、左工作腔B、右供油腔D、右工作腔E；左供油腔A和右供油腔D分别与左进油孔G、右进油孔H相连通，其位置如图7所示，作用是为左工作腔B和右工作腔E提供制动液的；左工作腔B和右工作腔E分别和左出油孔C、右出油孔F相连通，作用是当进行制动时，在此缸内能产生液压，并通过左出油孔C和右出油孔F输出。

结合图5和图6所示，本发明的工作过程是：

初始状态，即本发明不工作时，左主缸③中由下缸体12、左孔用弹性挡圈13、左限位环14、左挡圈16、左限位销17、左活塞7、左中心阀芯20和左阀体部件19构成尺寸链，使左中心阀芯20与左阀体部件19之间形成间隙，即阀口间隙。阀口间隙使得左主缸③的左工作腔B与左供油腔A相通，此时的液压为零。因为右主缸④与左主缸③结构相同，所以此时右主缸④中的右供油腔D和右工作腔E的液压也为零。即此时制动主缸的左出油孔C和右出油孔F的输出的液压压力为零。

当汽车制动时，驾驶员踩下制动踏板，踏板力通过汽车制动踏板杠杆及真空助力器放大后传递至本发明的推杆1，使得推杆1向缸内方向运动，将力和位移依次通过顶板4和平衡板5传递给左压板6和右压板25。

当汽车的两个制动回路状况良好，无漏油时，由于两缸的对称性，左压板6和右压板25给予平衡板5的作用力是相等的，因而平衡板5给左压板6和右压板25分配大小相同的反作用力，推动左活塞7和右活塞26向前运动。对左主缸③进行具体分析：左活塞7向前运动，左限位销17随左活塞7向前运动，脱离了左挡圈16的限制，左中心阀芯20在左中心阀簧22的推动下，相对左活塞7向后运动，阀口间隙逐渐减小至关闭，使左工作腔B与左供油腔A隔离，左活塞7继续向前运动，左工作腔B里的液体产生压力，并通过左出油孔C输出到制动管路，进而使轮缸工作，车轮产生制动。右主缸④与左主缸③的工作原理相同，且左右主缸的左活塞7和右活塞26受到的作用力是相同的，因而左出油孔C和右出油孔F输出的油压是相同的。当解除制动时，左活塞7和右活塞26在左回位簧23和右回位簧37的各自作用下回到起始位置，使该制动主缸活塞恢复到初始状态。

特别地，本发明能够在汽车某一制动管路出现故障或漏液时产生动作，且能够将对另一主缸的影响降低到最小，且能够显著缩减推杆行程，缩短制动反应时间。具体分析如下：如当右主缸④因管路漏液或者其他故障而不能很好建立油压，此时右压板25作用于平衡板5的力将远远小于左压板6作用于平衡板5的力，因而平衡板5将会发生倾斜，形成“左高右低”的状况，从而将从推杆1传递来的力传递个左压板6，进而作用于左活塞7，使左主缸③正常工作。而传统串联式制动主缸当某一缸油压无法建立时，则需将活塞推至该故障缸底部才能使另一缸建立油压。可明显看出，本发明在此状况下，推杆1的行程远小于传统串联式制动主缸的推杆行程，因而反应更为迅速，为紧急制动赢得宝贵的时间。

上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种并列中心阀式汽车制动主缸，包括缸体上部（①）、缸体下部（②）、左主缸（③）、右主缸（④）和传力机构（⑤），其特征在于：

所述的传力机构（⑤）设在缸体上部（①）内，将来自推杆及真空助力器的推力通过推杆（1）传递给左右并列的左主缸（③）和右主缸（④）；所述的左主缸（③）和右主缸（④）结构相同，对称布置在缸体下部（②）的内部，将推杆（1）传递来的机械推力转变并放大为液压力，然后通过出油口经制动管路传输到各轮缸及车轮制动器；缸体上部（①）和缸体下部（②）固定连接；

所述的左主缸（③）由左活塞（7）、左孔弹性挡圈（13）、左限位环（14）、左活塞副皮碗（15）、左挡圈（16）、左限位销（17）、左主皮碗（18）、左阀体部件（19）、左中心阀芯（20）、左弹簧座（21）、左中心阀簧（22）、左回位簧（23）和左弹簧限位座（24）部件组成；

左活塞（7）上端与左压板（6）固定连接，左限位销（17）穿在左活塞（7）的长条孔中；左中心阀芯（20）置于左活塞（7）的底部孔中，上部与左限位销（17）相接触；

左阀体部件（19）安装在左活塞（7）的下端空腔内部，与左中心阀芯（20）之间形成阀口间隙；

左中心阀簧（22）的上端顶住左中心阀芯（20）下端的阶梯轴上，下端压于左弹簧座（21）的内表面；

左弹簧座（21）通过自身上端的卡扣固定在左活塞（7）下端外壁上；

所述的缸体上部（①）包括上缸体（10）、护罩（2）和挡圈（3），护罩（2）通过下端形成的卡扣固定在上缸体（10）的上端，传力机构（⑤）通过挡圈（3）固定。

2. 根据权利要求1所述的一种并列中心阀式汽车制动主缸，其特征在于：

所述的传力机构（⑤）包括推杆（1）、顶板（4）、平衡板（5）、左压板（6）和右压板（25），推杆（1）下端与顶板（4）上表面接触连接，将制动真空助力器传来的力和位移通过推杆（1）传递给顶板（4）；

顶板（4）下表面与平衡板（5）上端面接触连接，将传来的力和位移传递给平衡板（5）；

平衡板（5）左右两个接触头分别与左压板（6）和右压板（25）的上端接触连接，将传来的力和位移传递给左右两压板（6、25），进而传递给左右两主缸（③、④）。

3.根据权利要求2所述的一种并列中心阀式汽车制动主缸，其特征在于：

所述的推杆（1）下端与顶板（4）上表面接触连接处设有成对的球形凸起和凹槽，相顶连接；

所述的顶板（4）下表面与平衡板（5）上端面接触连接处设有成对的球形凸起和凹槽，相顶连接；

所述的平衡板（5）左右两个接触头分别与左压板（6）和右压板（25）的上端接触连接处设有成对的球形凸起和凹槽，相顶连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种并列中心阀式汽车制动主缸，其特征在于：

所述的左主缸（③）和右主缸（④）内部具有四个油腔，即左供油腔（A）、左工作腔（B）、右供油腔（D）、右工作腔（E）；所述的左供油腔（A）和右供油腔（D）分别与左进油孔（G）、右进油孔（H）相连通，为左工作腔（B）和右工作腔（E）提供制动液的；所述的左工作腔（B）和右工作腔（E）分别和左出油孔（C）、右出油孔（F）相连通，当进行制动时产生液压，并通过左出油孔（C）和右出油孔（F）输出。

5.根据权利要求4所述的一种并列中心阀式汽车制动主缸，其特征在于：

装入左活塞（7）内的左中心阀簧（22）、左中心阀芯（20）、左阀体部件（19）以及左活塞（7）下部的左弹簧座（21），在左活塞（7）的中心形成了一个阀门机构：在非工作的时候，阀门处于常开状态，使得左供油腔（A）和左工作腔（B）相连通；制动时，传力机构（⑤）推动左活塞（7）向前运动，使阀门关闭，产生液压；

左回位簧（23）位于左工作腔（B）内，上端顶着左活塞（7）下部的左弹簧座（21），下端压于左弹簧限位座（24）上，左弹簧限位座（24）置于左工作腔（B）的底部；

左孔用弹性挡圈（13）置于下缸体（12）的槽内，用于定位左限位环（14），从而固定左活塞（7）。