CN103287412A - 一种可变容积分离式abs执行机构 - Google Patents

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赵治国
吴枭威
王艺帆
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Abstract

本发明涉及一种可变容积分离式ABS执行机构，分别连接车辆的前轮制动通道和后轮制动通道，该执行机构包括常开电磁阀、截止阀、液压泵体、齿轮减速机构和电机总成，所述的常开电磁阀、液压泵体、齿轮减速机构、电机总成依次连接，所述的截止阀与常开电磁阀配合连接，所述的液压泵体分别连接前轮制动通道和后轮制动通道；电机总成通过齿轮减速机构驱动液压泵体工作，液压泵体控制前轮制动通道和后轮制动通道的压力。与现有技术相比，本发明具有成本低，制动过程轮缸及管路压力波动较小，可靠性好的优点。

Description

一种可变容积分离式ABS执行机构
技术领域
本发明涉及车辆防抱死制动系统，尤其是涉及一种可变容积分离式ABS执行机构。
背景技术
在车辆制动过程中，防抱死制动系统(Anti-lock Braking System，ABS)通过对轮缸制动液进出的控制，从而控制轮缸制动压力，增加了制动时的方向稳定性，制动时前轮仍具有转向能力，在多数情况下可以缩短路面制动距离，改善了轮胎的磨损状况，并延长其寿命。
公开号为CN1880136A的中国专利，公开了一种典型的ABS执行机构。该专利所涉及的发明属于循环式ABS执行机构，即在某个防抱死制动循环结束时，轮缸流出的制动液经过常闭(Normally Closed，NC)型高速开关电磁阀重新回到主缸，下一次制动循环开始，主缸油液经过常开(Normally Open，NO)型高速开关电磁阀再次进入轮缸。整个防抱死制动过程中，制动液在管路中循环流动。
公开号为CN1880136A的中国专利，公开了一种整体式ABS执行机构，八个高速开关电磁阀集成结构设计，并直接与电控单元(Electrically Control Unit，ECU)装配在一起，且ECU能实现内部故障信息的存储。由于采用了八个集成的高速开关电磁阀直接控制制动液进出轮缸，该类型执行机构特点是响应速度快。集成化模块式的结构设计，使该类型执行机构体积小，重量轻。但由于采用了八个高速开关电磁阀，其制造成本较高。模块化的设计导致该类型执行机构难以维修。此外，在第一次制动循环，开启高速开关电磁阀的瞬间，制动液瞬时流量较大，造成制动管路波动，高速开关电磁阀频繁的开启与关闭也对制动系统造成压力波动。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、可靠性高、维修方便的可变容积分离式ABS执行机构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种可变容积分离式ABS执行机构，分别连接车辆的前轮制动通道和后轮制动通道，其特征在于，该执行机构包括常开电磁阀、截止阀、液压泵体、齿轮减速机构和电机总成，所述的常开电磁阀、液压泵体、齿轮减速机构、电机总成依次连接，所述的截止阀与常开电磁阀配合连接，所述的液压泵体分别连接前轮制动通道和后轮制动通道；
电机总成通过齿轮减速机构驱动液压泵体工作，液压泵体控制前轮制动通道和后轮制动通道的压力。
该执行机构为分体式结构。
所述的常开电磁阀设有两个。
所述的液压泵体包括四个活塞和三个球面螺杆，所述的四个活塞分别在各自的活塞腔体内运动，其中，中间两个活塞与中间的球面螺杆连接，控制后轮制动管路，两侧的活塞分别与同侧的球面螺杆连接，控制两前轮制动管路，所述的球面螺杆与齿轮减速机构连接，将电机总成的圆周运动转化为活塞的上下往复运动，改变活塞腔体的容积。
所述的截止阀设有四个，分别与四个活塞腔体对应连接。
所述的液压泵体上设有四个进油口和四个出油口，所述的进油口通过截止阀与活塞腔体连接，所述的出油口与活塞腔体连接。
所述的电机总成包括三个无刷直流电机。
所述的电机总成上设有ECU接插口，所述的无刷直流电机通过该ECU接插口与电子控制单元连接。
所述的无刷直流电机上连接有电磁制动器。
与现有技术相比，本发明通过直流无刷电机带动球面螺杆上下往复运动，改变活塞腔体容积，使制动液被压入轮缸或吸回活塞腔体，从而控制轮缸压力，为ABS系统提供可靠的轮缸压力调节装置。本发明具有以下优点：
1、本发明使用四个常规截止阀，两个常开(NO)电磁阀，两个常规截止阀与两个球面螺杆联动，两个常开电磁阀控制两前轮的制动通道，两个常规截止阀与一个球面螺杆联动控制后轮。常开电磁阀的开关频率仅需7Hz，而常规ABS执行机构的高速开关电磁阀频率至少应达到40Hz。因此本发明成本降低。
2、本发明泵体中的活塞腔体具有缓冲作用，制动液进入轮缸前的压力波动在进入活塞腔体阶段得到缓解。且在整个ABS制动过程中开关频率不高，因此电磁阀对轮缸压力波动的影响也较小。可见，本发明制动过程轮缸及管路压力波动较小。
3、本发明所涉及的ABS执行机构，属于可变容积式，即通过控制活塞腔体的容积，从而控制腔体中的制动液进出轮缸。与循环式ABS执行机构不同的是，整个防抱死制动过程中，只有ABS功能开启时进入活塞腔体的制动液才参与制动，故本发明可靠性较高。
4、本发明所设及的ABS执行机构，所有部件相互独立，属于独立式执行机构。某一个部件出现故障可拆卸替换，不影响其他部件的正常工作。而常规的ABS执行机构属于整体式，任何一个阀体出现故障都将影响ABS功能的正常实现，甚至丧失该功能。本发明的维修成本与常规ABS执行机构相比较低。
附图说明
图1为本发明的正剖图；
图2为本发明的侧剖图(前轮)；
图3为常规制动状态示意图；
图4为减压状态示意图；
图5为保压或增压状态示意图。
图中标号：1-常开电磁阀；2-截止阀；3-活塞；4-齿轮减速机构；5-球面螺杆；6-电机总成；7-进油口；8-出油口；箭头表示制动液流向。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明采用的ABS为三通道ABS，对两前轮进行独立控制，两后轮按低选原则进行一同控制(即两个车轮由一个通道控制，以保证附着力较小的车轮不抱死为原则)。
如图1-图2所示，一种可变容积分离式ABS执行机构，分别连接车辆的前轮制动通道和后轮制动通道，所述的制动通道连接有轮缸，轮缸内设有制动液，轮缸通过该ABS执行机构与主缸连接。所述的执行机构包括常开电磁阀1、截止阀2、液压泵体、齿轮减速机构4和电机总成6，所述的常开电磁阀1、液压泵体、齿轮减速机构4、电机总成6依次连接，所述的截止阀2与常开电磁阀1配合连接，实现常规制动与紧急制动。所述的常开电磁阀1、截止阀2、液压泵体、齿轮减速机构4、电机总成6间为相互可分离式连接，相互独立。
所述的常开电磁阀1设有两个，分别控制两前轮制动通道。
所述的液压泵体包括四个活塞3和三个球面螺杆5，所述的四个活塞3分别在各自的活塞腔体内运动，其中两个活塞3与同一个球面螺杆5连接，控制后轮制动管路，另两个活塞3分别与一个球面螺杆5连接，控制两前轮制动管路，所述的球面螺杆5与齿轮减速机构4连接，将电机总成的圆周运动转化为活塞的上下往复运动，改变活塞腔体的容积。
所述的截止阀2设有四个，分别与四个活塞腔体对应连接。
所述的液压泵体上设有四个进油口7和四个出油口8，所述的进油口通过截止阀与活塞腔体连接，所述的出油口与活塞腔体连接，进油口7连接主缸，出油口8连接轮缸。
所述的电机总成6包括三个无刷直流电机。电机总成6壳体上设有ECU接插口，所述的无刷直流电机通过该ECU接插口与电子控制单元连接，实现正转与反转。无刷直流电机可选择安装电磁制动器，使电机能停在任意位置。
ABS制动功能开启前，活塞处于最高位置，截止阀被活塞顶开。如图3所示，在常规制动状态时，常开(NO)电磁阀不通电，处于开启状态，制动液通过电磁阀和截止阀进入轮缸，松开制动踏板后，制动液原路返回主缸。
当轮胎即将被抱死时，常开电磁阀通电关闭，电机反转，活塞向下运动，截止阀在弹簧回复力作用下关闭，将制动主缸与轮缸之间的两条液路关闭。由于电机向下运动，活塞腔上部容积增大，轮缸制动液被吸回活塞腔，ABS处于减压状态，如图4所示。
当轮胎处于最佳滑移率时，电机断电停转，活塞保持不动，轮缸制动液不增不减，ABS处于保压状态，如图5所示。
当轮胎滑移率过小时，常开电磁阀仍处于通电关闭状态，电机正转，带动活塞上移，活塞上部容积减少，制动液被压入轮缸，轮缸压力开始增加，ABS处于增压状态。活塞继续上升，顶开截止阀时，主缸与轮缸油路再次打开，制动液经由截止阀进入轮缸，轮缸压力继续增加，如图5所示。若轮缸压力仍然不足，常开电磁阀断电开启，轮缸与主缸的另一条油路打开，制动液大量进入轮缸，制动压力继续增加。

Claims (9)

1.一种可变容积分离式ABS执行机构，分别连接车辆的前轮制动通道和后轮制动通道，其特征在于，该执行机构包括常开电磁阀、截止阀、液压泵体、齿轮减速机构和电机总成，所述的常开电磁阀、液压泵体、齿轮减速机构、电机总成依次连接，所述的截止阀与常开电磁阀配合连接，所述的液压泵体分别连接前轮制动通道和后轮制动通道；
电机总成通过齿轮减速机构驱动液压泵体工作，液压泵体控制前轮制动通道和后轮制动通道的压力。
2.根据权利要求1所述的一种可变容积分离式ABS执行机构，其特征在于，该执行机构为分体式结构。
3.根据权利要求1所述的一种可变容积分离式ABS执行机构，其特征在于，所述的常开电磁阀设有两个。
4.根据权利要求1所述的一种可变容积分离式ABS执行机构，其特征在于，所述的液压泵体包括四个活塞和三个球面螺杆，所述的四个活塞分别在各自的活塞腔体内运动，其中，中间两个活塞与中间的球面螺杆连接，控制后轮制动管路，两侧的活塞分别与同侧的球面螺杆连接，控制两前轮制动管路，所述的球面螺杆与齿轮减速机构连接，将电机总成的圆周运动转化为活塞的上下往复运动，改变活塞腔体的容积。
5.根据权利要求4所述的一种可变容积分离式ABS执行机构，其特征在于，所述的截止阀设有四个，分别与四个活塞腔体对应连接。
6.根据权利要求4所述的一种可变容积分离式ABS执行机构，其特征在于，所述的液压泵体上设有四个进油口和四个出油口，所述的进油口通过截止阀与活塞腔体连接，所述的出油口与活塞腔体连接。
7.根据权利要求1所述的一种可变容积分离式ABS执行机构，其特征在于，所述的电机总成包括三个无刷直流电机。
8.根据权利要求7所述的一种可变容积分离式ABS执行机构，其特征在于，所述的电机总成上设有ECU接插口，所述的无刷直流电机通过该ECU接插口与电子控制单元连接。
9.根据权利要求7所述的一种可变容积分离式ABS执行机构，其特征在于，所述的无刷直流电机上连接有电磁制动器。
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