CN103496364B - 预制动式真空助力器及其带制动主缸总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车制动助力装置，具体是涉及一种预制动式真空助力器。该预制动式真空助力器包括壳体、活塞外壳、回位装置、模板装置、控制阀机构、以及操纵杆。预制动式真空助力器通过活塞外壳相对操纵杆向前移动时，控制阀机构的第二真空阀座相对控制阀机构的第一真空阀座发生位移来实现消除或调整空行程量，从而实现预制动。本发明还涉及一种预制动式真空助力器带制动主缸总成。

Description

预制动式真空助力器及其带制动主缸总成

技术领域

本发明涉及一种汽车制动助力装置，尤其是涉及一种带紧急辅助制动功能的汽车预制动式真空助力器；本发明还涉及一种预制动式真空助力器带制动主缸总成。

背景技术

预制动式真空助力器是一种真空助力伺服装置，与汽车的制动主缸配合使用。其工作原理是当踩踏刹车踏板时，推动操纵杆使得阀门活塞向前移动，使得大气阀座从大气阀分开，允许大气从外界进入大气腔，而活塞由于真空腔和大气腔之间的压力差向前移动，推动主缸活塞，从而在主缸中产生输出压力使汽车制动。

对于普通真空助力器带制动主缸总成，由于制动系统的空行程过长，使整车制动时制动踏板需要踩很长的距离才有明显的减速。通常脚踏板被踩了15～20mm时，几乎无制动效果，导致车辆制动时踩脚踏板的制动距离过长；或者脚踏板过了20mm之后，整车制动系液压随着输入位移上升过快，导致乘客觉得制动“过猛”，不舒适。

发明内容

本发明提供一种预制动式真空助力器，该预制动式真空助力器可消除或减少空行程量，从而该制动式预制动式真空助力器与制动主缸配合使用时，可实现预制动，降低车速控制的难度。本发明采用的具体技术方案为：

一种预制动式真空助力器，包括：

壳体；

位于壳体内并可相对壳体沿轴向移动的活塞外壳；

同时作用于活塞外壳前端、壳体的回位装置；

位于壳体内的模板装置，模板装置与活塞外壳将壳体内部空间分隔出真空腔及大气腔；

位于活塞外壳内的控制阀机构，控制阀机构用于控制气体进入真空腔和大气腔，以及控制气体从大气腔中排出；

对控制阀机构进行操控的操纵杆；

其中，控制阀机构包括：与操纵杆相接且可相对壳体沿轴向移动的止动底座，止动底座的后端为大气阀座；活塞外壳的第一真空座；可抵靠于大气阀座和第一真空座的阀圈总成，大气阀座与阀圈总成形成大气阀口，第一真空座与阀圈总成形成第一真空阀口；以及可相对活塞外壳沿轴向移动的滑套装置，滑套装置的后端为第二真空阀座，第二真空阀座与阀圈总成形成第二真空阀口；第一真空阀口或第二真空阀口关闭时，真空腔与大气腔隔绝；第一真空阀口与第二真空阀口同时开启时，真空腔与大气腔相通；大气阀口开启时，大气腔与外界相通；

预制动式真空助力器处于无真空状态时，大气阀口、第二真空阀口打开，而第一真空阀口关闭，大气腔与大气连通；真空腔抽真空时，由真空腔与大气腔之间压差产生的伺服力推动活塞外壳向前移动，此时止动底座保持静止不动，随后大气阀口关闭，第一真空阀口及第二真空阀口打开，大气腔的气体进入真空腔，直至第一真空阀口与大气阀口同时关闭；此后，操纵杆受外力推动时，滑套装置保持静止，大气阀口打开，活塞外壳、止动底座和阀圈总成向前推进，随着活塞外壳、止动底座和阀圈总成的位移的增加，第二真空阀座顶住阀圈总成，第一真空阀座与阀圈总成分开，此后在活塞外壳相对操纵杆向前移动的推程里，第二真空阀座相对第一真空阀座发生位移。

在活塞外壳相对操纵杆向前移动的推程里，第二真空阀座相对第一真空阀座发生位移量的大小就是消除或调整空行程量多少，也就是活塞外壳相对于操纵杆向前移动的位移量，通过活塞外壳相对于操纵杆向前移动的方式实现预制动。

作为优选的，该预制动式真空助力器还包括液压反馈装置，液压反馈装置包括：

传动装置，位于壳体内并可沿轴向移动，该传动装置可作用于止动底座前端，当该预制动式真空助力器与制动主缸配合使用时，制动主缸的第一活塞总成的液压腔的液压作用于传动装置，对传动装置提供一向后的作用力；

阻力装置，对传动装置提供向前的作用力。

设置液压反馈装置的预制动式真空助力器与制动主缸配合后，当操纵杆受到推进时，滑套装置保持静止不动，这时活塞外壳、止动底座和阀圈总成随着大气阀口被打开之后，后腔进入空气而形成的前、后腔压差向前推进，同时第一活塞受活塞外壳作用也跟随活塞外壳向前推进，直到第一活塞空行程消失，随即第一活塞总成的液压腔建压，当第一活塞总成的液压腔的液压对传动装置的作用力大于阻力装置对传动装置的作用力后，传动装置往与操纵杆相反方向移动，尔后传动装置作用于止动底座前端，将一定的反馈力（即传动装置对止动底座的作用力）反馈至止动底座前端，阻止止动底座向前推进，迫使大气阀口开度减小，从而实现液压反馈作用；只有操纵杆继续增加推力，才能使大气阀口开度增大。

作为优选，所述传动装置为传动杆，所述阻力装置包括与活塞外壳位置相对固定的安装座，同时作用于安装座、传动杆的弹性件。

本发明还提供一种预制动式真空助力器带制动主缸总成，该预制动式真空助力器带制动主缸总成包括上述预制动式真空助力器，以及制动主缸；制动主缸包括第一活塞总成、第二活塞总成；第一活塞总成包括第一活塞，该第一活塞后端作用于活塞外壳前端。

作为优选，该预制动式真空助力器还包括液压反馈装置，液压反馈装置包括至少部分位于安装通孔内的传动装置以及安装于安装通孔内的阻力装置；该传动装置可沿轴向移动并作用于止动底座前端，安装通孔中位于传动装置前端的部分与第一活塞总成的液压腔相通；该阻力装置对传动装置提供向前的作用力。

作为优选，上述传动装置包括柱塞，柱塞的后端可作用于止动底座前端。

与现有技术相比，本发明预制动式真空助力器具有的有益效果为：

1、即使负载是整车的制动系统，该预制动式真空助力器也能完全消除或调解整车制动系统的空行程，也可以实现预制动；

2、该预制动式真空助力器与制动主缸配合作用时，预制动式真空助力器能迅速地建压，在相同输入位移条件下建立制动系统压力更高，并且可调控；

3、该预制动式真空助力器设置液压反馈装置后，可调控整车制动系统油压，所以在调节整车制动踏板感觉试验中有不可比拟优越性，使踏压制动踏板的感觉舒适；

4、该预制动式真空助力器设置液压反馈装置后，可以提高助力器助力效率，提高输出压力。

附图说明

图1为预制动式真空助力器实施例一的剖视图。

图2为预制动式真空助力器实施例一的滑套装置处于工作初始状态时预制动式真空助力器的剖视图。

图3为预制动式真空助力器实施例一处于快速错位运动状态的剖视图。

图4为图1中滑套及锁匙的装配图。

图5为预制动式真空助力器带制动主缸总成实施例二的剖视图。

图6为预制动式真空助力器带制动主缸总成实施例二的滑套装置处于工作初始状态时预制动式真空助力器的剖视图。

图7为预制动式真空助力器带制动主缸总成实施例二处于快速错位运动状态的剖视图。

图8为预制动式真空助力器带制动主缸总成输入力与输出压力的特性曲线示意图。

图9为制动主缸输出压力与制动踏板位移特征曲线对比图。

图10为输入力与输出压力特性曲线示视图。

图11为输出压力与制动踏板位移特性曲线示意图。

图中：1-操纵杆，2-活塞外壳，3-阀碗，4-阀圈弹簧，5-滑套弹簧，6-后壳密封圈，7-滑套，8-后壳，9-模板，10-安装座，11-第一弹簧，12-传动杆，13-前壳，14-膜片，15-真空单向阀，16-回位弹簧，17-压碟，18-衬套，19-钥匙，20-凸台，21-装配钥匙孔，22-止动底座内法兰面，23-止动底座，24-阀圈，25-大气腔，26-真空腔，27-限位孔，28-挡圈，29-柱塞，30-钢珠，31-第一弹簧总成，32-第二弹簧总成，33-第二活塞，34-液压腔，35-主皮碗，36-副皮碗，37-第一活塞，38-安装通孔，39、42-小皮碗，40-O型密封圈，41-限位凸台，S1-大气阀座，S2-第一真空阀座，S3-第二真空阀座，K1-大气阀口，K2-第一真空阀口，K3-第二真空阀口。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。

图1至图3所示为本发明预制动式真空助力器实施例一。

该预制动式真空助力器，包括壳体、活塞外壳2、回位装置、模板9装置、真空单向阀15、控制阀机构、以及操纵杆1。

其中，壳体包括后壳8以及前壳13，活塞外壳2滑动安装于后壳8内，并可沿轴向移动。回位装置为两端分别作用于活塞外壳2前端、前壳13的回位弹簧16。模板9装置包括外缘紧封于壳体的膜片14以及与活塞外壳2过盈配合的膜板，膜板内缘与活塞外壳2固定相连，膜板与活塞外壳2之间设有密封圈，活塞外壳2与前壳13之间设有后壳密封圈6，活塞外壳2、后壳8、后壳密封圈6、模板9装置围成大气腔25，而膜板装置与前壳13、活塞外壳2围成真空腔26。真空单向阀15安装于前壳13上，从真空单向阀15处可引入负压。控制阀机构位于活塞外壳2内，该控制阀机构用于控制气体进入真空腔26和大气腔25，以及控制气体从大气腔25中排出，使大气腔25与真空腔26之间的压差在失衡与平衡两种状态下变化。

该控制阀机构包括：与操纵杆1对接相连且可相对壳体沿轴向移动的止动底座23，止动底座23的后端为大气阀座S1；活塞外壳2的第一真空座；可抵靠于大气阀座S1和第一真空座的阀圈24总成。大气阀座S1与阀圈24总成形成大气阀口K1，大气阀口K1的开关控制气体进入大气腔25。第一真空座与阀圈24总成形成第一真空阀口K2。该控制阀机构还包括可相对活塞外壳2沿轴向移动的滑套装置，滑套装置的后端为第二真空阀座S3，第二真空阀座S3与阀圈24总成形成第二真空阀口K3。第一真空阀口K2或第二真空阀口K3关闭时，真空腔26与大气腔25隔绝；第一真空阀口K2与第二真空阀口K3同时开启时，真空腔26与大气腔25相通；大气阀口K1开启时，大气腔25与外界相通。

阀圈24总成包括阀圈24以及阀圈弹簧4。阀圈弹簧4两端分别作用于阀圈24、阀碗3，对阀圈24提供向前的作用力，使阀圈24总成可抵靠于大气阀座S1、第一真空座、第二真空座。

滑套装置包括圆筒状滑套7、U形钥匙19、以及滑套弹簧5。滑套7安装于活塞外壳2后端的环形凹槽内，并且第二真空阀座S3位于第一真空阀座S2与大气阀座S1之间。钥匙19穿过滑套7的限位孔27，如图4，并且其后端面可抵靠于后壳8的凸台20，当然，活塞外壳2设让钥匙19穿过的装配钥匙孔21。该钥匙19限定滑套7相对活塞外壳2的位移大小。滑套弹簧5两端分别作用于滑套7、活塞外壳2，对滑套7提供一向后的作用力。第二真空阀座S3与第一真空阀座S2之间还设有密封圈。

该预制动式真空助力器还包括液压反馈装置，液压反馈装置包括位于前壳13内的传动装置、阻力装置。该传动装置为可沿轴向移动的传动杆12，该传动杆12后端可作用于止动底座23前端，当该预制动式真空助力器与制动主缸配合使用时，制动主缸的第一活塞37总成的液压腔34的液压作用于传动杆12前端，对传动杆12提供一向后的作用力。该阻力装置包括与活塞外壳2位置相对固定的安装座10，同时作用于安装座10、传动杆12的第一弹簧11，第一弹簧11可对传动杆12提供一向前的作用力。该液压反馈装置向操纵杆1反馈的作用力为制动主缸的第一活塞37总成的液压腔34的液压对传动杆12前端的作用力与第一弹簧11对传动杆12作用力的合力。

该预制动式真空助力器还包括安装于活塞外壳2前端的衬套18，该衬套18设有让止动底座23前端穿过的通孔；该预制动式真空助力器与制动主缸配合时，制动主缸的第一活塞37紧压于衬套18上。该预制动式真空助力器还包括安装于活塞外壳2与回位弹簧16之间的压碟17，衬套18被压碟17紧压于活塞外壳2前端，从而固定衬套18的位置。该预制动式真空助力器还包括安装于活塞外壳2的第一安装通孔的小皮碗42，该小皮碗42内侧紧压止动底座23前端光杆部，防止大气腔25与真空腔26通过第一安装通孔相通。

图5至图7所示为本发明预制动式真空助力器带制动主缸总成实施例二。

该预制动式真空助力器带制动主缸总成包括预制动式真空助力器以及制动主缸，该预制动式真空助力器包括壳体、活塞外壳2、回位装置、模板9装置、真空单向阀15、控制阀机构、操纵杆1、液压反馈装置、衬套18、以及压碟17。其中壳体、活塞外壳2、回位装置、模板9装置、真空单向阀15、控制阀机构、操纵杆1、衬套18、以及压碟17等组件与本发明预制动式真空助力器实施例一中对应的组件完全相同，在此就不再详细描述。

所述制动主缸总成包括第一活塞37总成、第二活塞33总成、主皮碗35、副皮碗36和钢珠30。第一活塞37总成包括第一活塞37和第一弹簧总成31，第二活塞33总成包括第二活塞33和第二弹簧总成32。第二弹簧总成32的抗力使第一活塞37对衬套18有预紧力。

所述液压反馈装置安装于第一活塞37的安装通孔38中，该安装通孔38与第一活塞37的同轴，并且安装通孔38的前端与第一活塞37的液压腔34相通。液压反馈装置包括传动装置与阻力装置，其中传动装置为柱塞29，柱塞29的前部设有环形凹槽，通过设于环形凹槽的小皮碗39可以防止第一活塞37的液压腔34中液体泄漏至位于小皮碗39后侧的安装通孔38内。阻力装置包括挡圈28、安装座10以及第一弹簧11；挡圈28固定于安装通孔38的尾端，用于限定位于其前侧的安装座10，使安装座10与第一活塞37的位置固定不变；该柱塞29的中部设有限位凸台41，第一弹簧11两端分别作用于安装座10与限位凸台41，对柱塞29提供向前的作用力。该安装通孔38的前部分直径小于其后部分直径，令安装通孔38内形成一阶梯平台，限位凸台41前部设有安装槽，该安装槽中卡设有O型密封圈40，液压反馈装置在不受外力的作用力时，第一弹簧11的预紧力使限位凸台41抵靠于阶梯平台，此时O型密封圈40可以减少真空腔26里真空对小皮碗39密封性的影响。当柱塞29前端受到第一活塞37总成的液压腔34的液压作用力克服第一弹簧11的预紧力后，柱塞29才会向后运动，将力反馈至止动底座23。

现对本发明预制动式真空助力器带制动主缸总成的工作过程进行详细介绍。

（1）预制动式真空助力器无真空状态

预制动式真空助力器无真空状态时，回位弹簧16抗力和主缸的预紧力共同对活塞外壳2形成向后推力，而活塞外壳2的装配钥匙孔21前端面紧贴着钥匙19的前侧面，将钥匙19向后推直至顶到后壳8的凸台20。此时空气阀口处于开启状态，第一真空阀口K2处于关闭状态；大气腔25与大气连通，真空腔26充满大气，真空腔26和大气的压强相等，无伺服力。

（2）预制动式真空助力器初始状态

预制动式真空助力器刚抽真空，即是初始状态时，真空腔26和大气腔25压强不相等，两腔压差产生向前推力。向前推力使活塞外壳2以及与活塞外壳2刚性连接的组件（此组件包括阀碗3、模板9装置、衬套18）轻微地向前推进，此时止动底座23保持不动。在阀圈弹簧4抗力作用下，阀圈24紧贴第一真空阀座S2向前移动，同时大气阀口K1逐渐关闭，而当阀圈24被止动底座23的大气阀座S1顶住时，大气阀口K1关闭，随后由于活塞外壳2继续向前推进，使第一真空阀座S2与阀圈24分离，即第一真空阀口K2开启，此时气体从大气腔25进入真空腔26，如引线XX所示。当两腔间的压差产生的伺服力恰好能抵消回位弹簧16和主缸预紧力时，如图5所示，第一真空阀口K2、大气阀口K1同时处于关闭状态，同时钥匙19的前侧面与活塞外壳2的装配钥匙孔21前端面已经脱离，但钥匙19的后端面依然顶住后壳8的凸台20，此过程中，活塞外壳2、阀碗3和阀圈24均向前移动，止动底座23和滑套7始终保持不动。

（3）滑套装置工作初始状态

对操纵杆1提供一足够的推动力时，该推动力将克服阀圈弹簧4的抗力，使操纵杆1顶着止动底座23向前移动，使第一真空阀口K2开启，而此时第一真空阀口K2仍处于关闭状态，空气迅速进入大气腔25，如引线ZZ所示。大气腔25与真空腔26的压差增大，产生更大伺服力以克服回位弹簧16抗力推着活塞外壳2向前移动，此时活塞外壳2的装配钥匙孔21前端面与钥匙19的前侧面的距离增大，同时由于止动底座23也向前移动，止动底座内法兰面22脱离钥匙19的前侧面。活塞外壳2向前移动时，钥匙19与滑套7保持静止，所以第二真空阀座S3相对活塞外壳2向后移动，随后第一真空阀座S2与第二真空阀口K3同时抵压于阀圈24，如图6所示，这时第二真空阀座S3正准备替代第一真空阀口K2起错位运动消除或调整空行程作用，此状态定义为滑套装置工作初始状态。

（4）滑套装置工作终止状态

当滑套装置处于工作初始状态时，对操纵杆1继续提供向前的推动力，大气阀口K1持续处于开启状态，大气不断地进入大气腔25，两腔压差的伺服力推着活塞外壳2继续向前移动。由于滑套弹簧5抗力的作用，滑套7与钥匙19仍保持静止状态，此时钥匙19依然抵靠在后壳8的凸台20上，而且滑套弹簧5的抗力远大于阀圈弹簧4的抗力，所以第二真空阀座S3顶开阀圈24，使第一真空阀座S2脱离阀圈24，即第一真空阀口K2开启，第二真空阀口K3关闭，也就是说在剩下阶段的推程里，第二真空阀口K3取代第一真空阀口K2控制真空腔26与大气腔25（或大气）的连通与否。在第二真空阀口K3取代第一真空阀口K2之后的推程里，操纵杆1以一定速度V推进，活塞外壳2也是相对于操纵杆1以相同速度V向前推进，那么活塞外壳2推着第一活塞37以2V速度在快速向前移动，这种快速运动定义为快速错位运动。在快速错位运动期间第二真空阀口K3与第一真空阀口K2之间距离就是发生错位的位移量X，位移量X的多少就是消除或调整空行程量多少，本发明就是以这种快速错位的位移量X来实现预制动式。当快速错位运动到一定距离时，钥匙19的后侧面刚抵靠活塞外壳2的装配钥匙孔21后端面，且钥匙19的还没来得及脱离后壳8的凸台20，此状态定义为滑套装置工作终止状态，如图7所示。

在滑套装置工作初始状态到滑套装置工作终止状态过程中，操纵杆1的推进速度恒定，不受到快速错位运动的影响，快速错位运动只使活塞外壳2和主缸活塞相对操纵杆1向前移动位移量X，所以该助力器也不会影响操纵制动踏板的感觉。滑套装置工作终止状态之后的推程，助力器的活塞外壳2、回位装置、模板9装置、真空单向阀15、控制阀机构、操纵杆1等的工作与普通助力器对应的组件一样，在此就不再详细描述。

（5）液压反馈装置反馈

第一活塞37受到伺服力向前推进，当空行程消失时，第一活塞37总成的液压腔34以及第二活塞33总成的液压腔34立刻建压，由于安装通孔38的前端与第一活塞37总成的液压腔34相通，那么第一活塞37总成的液压腔34的液压将反馈至柱塞29前端。当第一活塞37总成的液压腔34建压所产生反馈力不足以克服第一弹簧11的预紧力时，第一活塞37只是受到活塞外壳2所产生的真空伺服力向前推进，而柱塞29无法对止动底座23、操纵杆1反馈作用力，此阶段“输入力与输出压力特性曲线”中由始动力初始点开始直线上升，可看成助力比无穷大，如图8中JP段所示。当第一活塞37总成的液压腔34建压所产生反馈力足够克服第一弹簧11的预紧力时，柱塞29向后移动，柱塞29抵压于止动底座23后将作用力通过止动底座23反馈至操纵杆1，该作用力为制动主缸的第一活塞37总成的液压腔34的液压对柱塞29前端的作用力与第一弹簧11对传动杆12作用力的合力，在此阶段“输入力与输出压力特性曲线”中如图8中SR所示。

柱塞29以一定比例将力反馈至止动底座23、操纵杆1，该比例就是助力器的助力比，助力比的大小跟第一活塞37与柱塞29横截面积比值相关，截面积比值越大，助力比也越大，而反馈至操纵杆1的作用力就越小，反之亦然。因此可以用第一活塞37横截面积与柱塞29横截面积比值来调整助力器的助力比大小。

由于本发明实施例一中预制动式真空助力器的工作过程与实施例二中预制动式真空助力器的工作过程基本相同，因而不再对实施例一中预制动式真空助力器的工作过程进行详细描述。

该预制动式真空助力器如采用橡胶件反馈，利用快速错位运动消除或减少空行程将会导致新问题，助力器跳跃值很大，甚至非常接近或相等于拐点值，使助力器可控的线性很差或者几乎没有；造成上述因素是由于橡胶件变形量很小，当错位运动位移量大于橡胶件变形量时，橡胶件达到最大变形量时也不能将反馈力传递给止动底座、操纵杆直至制动踏板上，无反馈力导致助力器的助力比无穷大。而本发明的液压反馈装置通过刚性的传动杆或柱塞将反馈力传递至止动底座、操纵杆，从而解决利用快速错位运动消除或减少空行程导致助力器跳跃值很大，甚至非常接近或相等于拐点值，使助力器可控的线性很差或者几乎没有的问题。

而且，传统式助力器由于采用橡胶件反馈，橡胶件流动性差，受温度湿度等环境影响大，特别是经过耐久试验之后，橡胶件会产生严重的永久性变形，对跳跃值和助力比变化非常大。而上述预制式真空助力器的液压反馈装置的第一弹簧预紧力和柱塞或传动杆横截面积是不会因温度等环境和耐久试验后而发生较大变化，因而跳跃值和助力比变化较少，液压反馈装置的性能稳定；且助力器的跳跃值与助力比可以调节。

液压反馈装置除了上述性能稳定性的优点之外，还具备高效能转化的优点。传统助力器的前、后腔压差产生伺服力传递给制动主缸时，是经过橡胶件压缩变形后才将助力器所产生的伺服力传递给主缸活塞，橡胶件在压缩变形和流动过程中会将助力器部分能量转化成橡胶压缩变形的势能，使助力器能量损失。而液压反馈装置是通过刚性零件将助力器的伺服力传递给主缸活塞，传递过程中几乎没有能量损失。因而液压反馈装置能将预制动式真空助力器的能量高效率传递给制动主缸总成。

对本发明实施二的某一规格预制动式真空助力器带制动主缸总成的制动主缸输出压力与制动踏板（制动踏板与操纵杆1相连）位移进行分析，其特性曲线如图9中曲线9-2所示，而曲线9-1为传统同规格尺寸的助力器带制动主缸总成的制动主缸输出压力与制动踏板位移的特性曲线。

现在对预制动式真空助力器带制动主缸总成的制动主缸输出压力与制动踏板位移特性曲线9-2进行分析。曲线9-2的坐标原点到DS点的过程就是“预制动式真空助力器初始状态”到“滑套装置工作初始状态”，DS为快速错位运动的起始点；曲线9-2的DS到DB点的过程就是“滑套装置工作初始状态”到“滑套装置工作终止状态”，这个过程就是在滑套装置的作用下使活塞外壳2推动着第一活塞37发生错位运动的过程，在此过程中第一活塞37迅速发生错位运动，使制动主缸内腔压力迅速升上，由DS点到DB点的跳跃，DB点为快速错位运动的终止点。

图9中的虚线部分为曲线9-2从DS点向前延伸部分，由虚线部分与曲线9-2中DS点后半部分组成的新曲线与曲线9-1对比可知，实际上预制动式真空助力器的错位运动就相当于把传统同规格尺寸的助力器带制动主缸总成的制动主缸输出压力与制动踏板位移特性曲线向左平移i×Xmm（i是指制动踏板比值，X为错位运动位移量），使得预制动式真空助力器可以消除或调节主缸总成的空行程。

该预制动式真空助力器的真正价值不仅在于能调节整车制动系统的空行程，而且能使低规格尺寸的助力器代替高规格尺寸的助力器使用，从而降低了生产制造成本上。现以传统10寸真空助力器带23.81缸径制动主缸总成与9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成作对比，其中，两者的参数均为：始动力为60N，助力比为8，跳跃值为1.0MPa，相同负载。

根据上述参数计算出9寸预制动式真空助力器的有效真空伺服力在2300N，传统10寸真空助力器的有效真空伺服力在2800N；制动主缸按95%效率进行转化，得到上述两款助力器带制动主缸总成的输入力与输出压力特性曲线，见图10，其中曲线10-1为传统10寸真空助力器带23.81缸径制动主缸总成的输入力与输出压力特性曲线，曲线10-2为9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成的输入力与输出压力特性曲线，从图10可知，两款助力器的拐点值均为7.3MPa。

对上述两种助力器带制动主缸总成的输出压力与制动踏板位移特性曲线进行分析，见图11，其中曲线11-1为传统10寸真空助力器带23.81缸径制动主缸总成的输出压力与制动踏板位移特性曲线，曲线11-2为9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成的输出压力与制动踏板位移特性曲线。从图11可知，9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成在制动系统中建压速度较快，但是随着行程增大，传统10寸真空助力器带23.81缸径制动主缸总成建压的压力慢慢赶上甚至超过9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成的压力，两条曲线最终在助力拐点A处相交重合。从输出压力与位移特性曲线可看出，9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成不但曲线线性较好，而且9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成能达到传统10寸真空助力器带23.81缸径制动主缸总成的拐点值，也就是9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成可代替传统10寸真空助力器带23.81缸径制动主缸总成进行使用。从图11可看出上述9寸预制动式真空助力器带22.22缸径制动主缸总成建压速度比较缓，而传统10寸真空助力器带23.81缸径制动主缸总成建压比较快，并且曲线比较陡。因此传统式助力器刹车制动比较“猛”，制动时整车“点头”很明显，相对之下预制动式真空助力器带制动主缸总成制动建压比较缓，制动时比较柔和，可控性好。

以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种预制动式真空助力器，包括：

壳体；

位于壳体内并可相对壳体沿轴向移动的活塞外壳；

同时作用于活塞外壳前端、壳体的回位装置；

位于壳体内的模板装置，模板装置与活塞外壳将壳体内部空间分隔出真空腔及大气腔；

位于活塞外壳内的控制阀机构，控制阀机构用于控制气体进入真空腔和大气腔，以及控制气体从大气腔中排出；

对控制阀机构进行操控的操纵杆；

其特征在于，控制阀机构包括：与操纵杆相接且可相对壳体沿轴向移动的止动底座，止动底座的后端为大气阀座；活塞外壳的第一真空座；可抵靠于大气阀座和第一真空座的阀圈总成，大气阀座与阀圈总成形成大气阀口，第一真空座与阀圈总成形成第一真空阀口；以及可相对活塞外壳沿轴向移动的滑套装置，滑套装置的后端为第二真空阀座，第二真空阀座与阀圈总成形成第二真空阀口；第一真空阀口或第二真空阀口关闭时，真空腔与大气腔隔绝；第一真空阀口与第二真空阀口同时开启时，真空腔与大气腔相通；大气阀口开启时，大气腔与外界相通；

预制动式真空助力器处于无真空状态时，大气阀口、第二真空阀口打开，而第一真空阀口关闭，大气腔与大气连通；真空腔抽真空时，由真空腔与大气腔之间压差产生的伺服力推动活塞外壳向前移动，此时止动底座保持静止不动，随后大气阀口关闭，第一真空阀口及第二真空阀口打开，大气腔的气体进入真空腔，直至第一真空阀口与大气阀口同时关闭；此后，操纵杆受外力推动时，滑套装置保持静止，大气阀口打开，活塞外壳、止动底座和阀圈总成向前推进，随着活塞外壳、止动底座和阀圈总成的位移的增加，第二真空阀座顶住阀圈总成，第一真空阀座与阀圈总成分开，此后在活塞外壳相对操纵杆向前移动的推程里，第二真空阀座相对第一真空阀座发生位移；

所述预制动式真空助力器还包括液压反馈装置，液压反馈装置包括：

传动装置，位于壳体内并可沿轴向移动，该传动装置可作用于止动底座前端，当该预制动式真空助力器与制动主缸配合使用时，制动主缸的第一活塞总成的液压腔的液压作用于传动装置，对传动装置提供一向后的作用力；

阻力装置，对传动装置提供向前的作用力；

所述预制动式真空助力器还包括安装于活塞外壳的第一安装通孔的小皮碗，该小皮碗内侧紧压止动底座前端光杆部，防止大气腔与真空腔通过第一安装通孔相通；

所述滑套装置包括圆筒状滑套、U形钥匙、以及滑套弹簧；滑套安装于活塞外壳后端的环形凹槽内，并且第二真空阀座位于第一真空阀座与大气阀座之间；钥匙穿过滑套的限位孔以及活塞外壳的装配钥匙孔，钥匙的后端面可抵靠于后壳的凸台；滑套弹簧两端分别作用于滑套、活塞外壳，对滑套提供一向后的作用力；所述预制动式真空助力器还包括安装于活塞外壳前端的衬套，安装于活塞外壳与回位装置之间的压碟；该衬套设有让止动底座前端穿过的通孔；且被压碟紧压于活塞外壳前端；该预制动式真空助力器与制动主缸配合时，制动主缸的第一活塞紧压于衬套上。

2.根据权利要求1所述的预制动式真空助力器，其特征在于：所述传动装置为传动杆，所述阻力装置包括与活塞外壳位置相对固定的安装座，同时作用于安装座、传动杆的弹性件。

3.一种预制动式真空助力器带制动主缸总成，包括制动主缸；其中制动主缸包括第一活塞总成、第二活塞总成；第一活塞总成包括第一活塞，其特征在于：还包括权利要求1所述预制动式真空助力器，第一活塞后端作用于活塞外壳前端。

4.根据权利要求3所述的预制动式真空助力器带制动主缸总成，其特征在于：所述预制动式真空助力器还包括液压反馈装置，液压反馈装置包括至少部分位于安装通孔内的传动装置以及安装于安装通孔内的阻力装置；该传动装置可沿轴向移动并作用于止动底座前端，安装通孔中位于传动装置前端的部分与第一活塞总成的液压腔相通；该阻力装置对传动装置提供向前的作用力。

5.根据权利要求3所述的预制动式真空助力器带制动主缸总成，其特征在于：所述传动装置包括柱塞，柱塞的后端可作用于止动底座前端；所述阻力装置包括固定于安装通孔内的安装座，以及同时作用于安装座、柱塞的弹性件。

6.根据权利要求5所述的预制动式真空助力器带制动主缸总成，其特征在于：所述柱塞中部设有限位凸台，弹性件两端分别作用于安装座与限位凸台；该安装通孔的前部分直径小于其后部分直径，令安装通孔内形成一阶梯平台，液压反馈装置在不受外力的作用力时，第一弹簧的预紧力使限位凸台抵靠于阶梯平台。

7.根据权利要求3所述的预制动式真空助力器带制动主缸总成，其特征在于：所述滑套装置包括圆筒状滑套、U形钥匙、以及滑套弹簧；滑套安装于活塞外壳后端的环形凹槽内，并且第二真空阀座位于第一真空阀座与大气阀座之间；钥匙穿过滑套的限位孔以及活塞外壳的装配钥匙孔，钥匙的后端面可抵靠于后壳的凸台；滑套弹簧两端分别作用于滑套、活塞外壳，对滑套提供一向后的作用力。

8.根据权利要求3所述的预制动式真空助力器带制动主缸总成，其特征在于：所述预制动式真空助力器还包括安装于活塞外壳与第一活塞之间的衬套，安装于活塞外壳与回位装置之间的压碟；该衬套设有让止动底座前端穿过的通孔，且被压碟紧压于活塞外壳前端。