CN103661336B - 汽车制动系统用柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车制动系统用柱塞泵，包括：电机偏心轴承、电机轴、阀块、泵出油口腔、背压腔、主动增压过油通道、星型密封圈、泵导向套、泵入油口组件、泵柱塞组件。本发明的柱塞泵由独立的泵入油口组件，泵柱塞组件，星型密封圈，泵导向套以及阀块组成，所述柱塞泵在低压腔和背压腔之间开通有一个主动增压过油通道，在柱塞杆组件的后推运动压缩低压腔制动液时，制动液通过主动增压过油通道为柱塞泵的吸油提供主动增压从而提高泵效率。

Description

汽车制动系统用柱塞泵

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种具有提高泵效率的汽车制动系统用柱塞泵。

背景技术

ABS作为提高车辆稳定性的防抱死系统，极大提高了汽车行驶的安全性，其中柱塞泵是该系统的极重要组成部分，用于将车轮减压而流入到ABS蓄能器的制动液泵送回主缸。柱塞泵的效率高低直接影响了车轮的制动液压力下降速度，能否有效防止车轮的抱死，也影响了汽车制动时的制动效果。

目前，已知ABS柱塞泵结构包括独立的进油口组件，出油口组件，泵压缩弹簧、柱塞杆组件、密封组件以及提供装配环境的阀块。其中，进油口组件由一个中心阀孔式机加件，一个拉伸支承座件、弹簧以及钢球组成，具有单向阀功能，该中心阀孔式机加件具有密封锥面，而在实际机加工大批量生产过程中，很难保证密封锥面的一致性，将会降低进油口组件的成品率；其中，出油口组件、泵压缩弹簧、柱塞杆组件无法装配成一体式，在将上述组件装入阀块的过程需要一个个单独的装配，增加装配时间和难度。

此外，已知ABS柱塞泵的密封组件包括一个平垫圈和一个星型密封圈，在柱塞泵排油时，泵腔内制动液为高压，此时星型密封圈起高压密封作用，在柱塞泵吸油时，泵腔内制动液为低压，此时星型密封圈其低压密封作用，在柱塞泵高频（约3000次/分钟）运动下，星型密封圈的工况在高低压中交替变化，加速星型密封圈老化和破损，泵腔的密封容易失效。

此外，已知ABS柱塞泵的平稳往复运动需要阀块提供足够长的柱塞杆导向孔，并且该导向孔的表面光洁度，圆柱度等要求极高，这样的阀块对机加工设备和刀具的要求极其高，增加了制造难度和成本。此外，已知ABS柱塞泵在吸油时依靠泵腔的负压以及蓄能器弹簧力，无主要增压功能，吸油效率不高；此外，已知ABS柱塞泵在进油口组件和出油口组件之间形成的泵腔较大， 柱塞泵的每次运动排油压缩体积所占泵腔的体积比例低，排油效率低。

发明内容

本发明的目的是，提出一种具有提高泵效率的汽车制动系统用柱塞泵，所述柱塞泵可以主动增压以提高吸油效率，所述柱塞泵泵腔分为低压腔和高压腔，低压腔用星型圈密封，无交替变化的工况，降低了星型圈损坏密封失效外泄漏的风险，高压腔用唇形导向密封圈密封，唇形导向密封圈的特殊结构在高压下密封更加可靠，同时高压腔体积变小，柱塞泵每次运动排油压缩体积所占高压腔的体积比例提高，从而提高了排油效率。

本发明针对上述问题，提供一种具有提高泵效率的汽车制动系统用柱塞泵。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种汽车制动系统用柱塞泵，包括：电机偏心轴承、电机轴、阀块、泵出油口腔、背压腔、主动增压过油通道、星型密封圈、泵导向套、泵入油口组件、泵柱塞组件；所述泵导向套外圆周与阀块过盈装配，内部与柱塞间隙装配 ；所述泵入油口组件连接泵柱塞组件；所述星型密封圈设置在泵导向套上方；所述星型密封圈设置在泵柱塞组件的下端；所述主动增压过油通道设置在泵柱塞组件的侧面；所述背压腔设置在泵入油口组件的前端；所述阀块设置在泵入油口组件和泵柱塞组件的周围；所述泵出油口腔设置在泵柱塞组件的正上方；所述电机偏心轴承和电机轴设置在泵柱塞组件的下端；所述主动增压过油通道开通在阀块上，直接连通低压腔和背压腔。

进一步地，所述泵入油口组件包括阀块、泵入油口钢球、泵入油口阀座及泵入油口弹簧；所述阀块设置在泵入油口组件的周围；所述泵入油口阀座设置在泵入油口组件的上部；所述泵入油口钢球设置在泵入油口组件的中间；所述泵入油口弹簧设置在泵入油口钢球的下方。

更进一步地，所述泵柱塞组件包括泵回位弹簧、泵低压腔、连接卡扣件、柱塞杆组件及泵出油口组件；所述泵出油口组件设置在柱塞杆组件的上部；所述连接卡扣件设置在泵柱塞组件的下端部外圆周；所述泵低压腔设置在泵柱塞组件下部；所述泵回位弹簧设置在柱塞杆组件和泵出油口组件之间。

更进一步地，所述泵出油口组件包括 泵出油弹簧、泵出油口堵

头、泵出油口钢球及泵缸；所述泵出油口弹簧和泵出油口钢球安装在所述泵缸的上端部的中心孔凹坑锥面通孔式结构中；所述泵出油弹簧设置在泵出油口钢球的上方和泵出油口堵头之间；所述泵出油口堵头设置在泵缸的上方；所述泵出油口钢球和泵缸形成的密封位置位于泵缸中心凹坑锥面与过油通孔的交接线上。

更进一步地，所述柱塞杆组件包括柱塞杆和唇形导向密封圈，所述唇形导向密封圈中间孔与柱塞杆凸肩过盈装配。

更进一步地，所述唇形导向密封圈中部有碗型平面，外圆周有导向段以及唇形密封段，外圆周导向段与泵缸间隙装配实现导向，唇形密封段与泵缸过盈装配实现密封，碗型平面上安装泵回位弹簧。

更进一步地，所述连接卡扣件上部包裹泵缸，中部设有径向的凸台肩，下部设有限位挡块。

更进一步地，所述的泵柱塞组件为通过合理的安装，成型为一体式的泵柱塞组件。

本发明的优点：

按本发明，所述柱塞泵具有主动增压功能，其原理是通过泵柱塞组件的后推运动压缩低压腔体积，通过主动增压过油通道为进入泵入油口的制动液增加压力，使制动液更加容易被吸入泵高压腔，提高了柱塞泵的吸油效率。因此，相对于已知的ABS柱塞泵结构，完全新增了主动增压这个功能，其结果是柱塞泵的吸油效率提高。

按本发明，所述柱塞杆组件包含柱塞杆和唇形导向密封圈。所述唇形导向密封圈为中心开孔式，具有密封和导向功能，其密封功能由一个唇形结构实现，该结构具有自动补偿功能，其导向功能能有效的延长柱塞杆的导向长度，使运动更加平稳。因此，该发明的唇形结构可以用简单方式的较大提高密封靠性，提高运动平稳性，防止卡滞。所述柱塞杆具有台阶式结构，台阶上能方便的安装唇形导向密封圈，此外，柱塞杆的凸出小径能作为回位弹簧的定位机构，方便装配为一体式。

按本发明，设置了集中多功能的泵缸。该泵缸上端部具有安装泵出油口钢球和弹簧的凹孔和中心开孔式锥面，所述的凹孔、锥面以及泵出油口堵头、弹簧、钢球一起构成了控制制动液流出泵腔的单向控制阀；该泵缸的中部开有对称分布的两个过油孔，方便制动液的进入和流出；该泵缸的外径和阀体腔过盈装配，实现密封；该泵缸内部有提供柱塞杆组件往复运动的圆柱形光洁接触表面，该高光洁表面可以减少唇形导向密封圈的磨损，提高使用寿命；该泵缸的下端部内表面有一段供柱塞杆组件导入的扩口，辅助柱塞杆组件的顺利装入；该泵缸的下端部外圆周和连接卡扣件过盈装配，并使连接卡扣件适当胀开提供合适的张紧力，以使柱塞杆组件在泵回位弹簧力作用下后推时，连接卡扣件中部的凸台肩能有效的拖住柱塞杆组件，同时连接卡扣件下端部有一定厚度的环形，作为限制星型圈窜动的挡块。

按照本发明，所述泵柱塞组件、星型密封圈和阀体腔的装配将泵腔分隔为了高压腔和低压腔，柱塞杆组件的推进运动排油均是在高压腔力进行，而高压腔体积变小，所以柱塞杆组件的每次推进运动压缩体积所占高压腔的比例提高，压缩比增大，能有效的提高泵效率。

按照本发明，所述星型圈和唇形导向密封圈分别作为柱塞泵的低压和高压密封件，使用的工况无交替变化，更容易满足产品生命周期里的密封要求，能降低对零件和装配的要求。

按照本发明，所述柱塞泵利用泵导向套导向，利用泵缸作为摩擦表面，其结果是阀块上泵孔的机加工精度和光洁度等要求降低，有效的降低了制造的难度和成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是按本发明实施例的柱塞泵的纵剖图；

图2是按本发明实施例的泵柱塞组件的纵剖图；

图3是按本发明实施例的泵入油口组件纵剖图；

图4是按本发明实施例的泵出油口组件纵剖图；

图5是按本发明实施例的柱塞杆组件纵剖图。

附图标记：

1 泵出油弹簧

2 泵出油口堵头

3 泵出油口钢球

4 泵缸

5 泵高压腔

6 泵回位弹簧

7 唇形导向密封圈

8 泵低压腔

9 柱塞杆

10 电机偏心轴承

11 电机轴

12 阀块

13 泵出油口腔

14 泵入油口钢球

15 泵入油口阀座

16 背压腔

17 泵入油口弹簧

18 连接卡扣件

19 主动增压过油通道

20 星型密封圈

21 泵导向套

22 柱塞泵

23 泵入油口组件

24 泵柱塞组件

25 柱塞杆组件

26 泵出油口组件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种汽车制动系统用柱塞泵，包括：电机偏心轴承10、电机轴11、阀块12、泵出油口腔13、背压腔16、主动增压过油通道19、星型密封圈20、泵导向套21、泵入油口组件23、泵柱塞组件24；所述泵导向套21外圆周与阀块12过盈装配，内部与柱塞9间隙装配；所述泵入油口组件23连接泵柱塞组件24；所述星型密封圈20设置在泵导向套21上方；所述星型密封圈20设置在泵柱塞组件24的下端；所述主动增压过油通道19设置在泵柱塞组件24的侧面；所述背压腔16设置在泵入油口组件23的前端；所述阀块12设置在泵入油口组件23和泵柱塞组件24的周围；所述泵出油口腔13设置在泵柱塞组件24的正上方；所述电机偏心轴承10和电机轴11设置在泵柱塞组件24的下端；所述主动增压过油通道19开通在阀块12上，直接连通低压腔8和背压腔16。

如图3所示，所述泵入油口组件23包括阀块12、泵入油口钢球14、泵入油口阀座15及泵入油口弹簧17；所述阀块12设置在泵入油口组件23的周围；所述泵入油口阀座15设置在泵入油口组件23的上部；所述泵入油口钢球14设置在泵入油口组件23的中间；所述泵入油口弹簧17设置在泵入油口钢球14的下方。

如图2所示，所述泵柱塞组件24包括泵回位弹簧6、泵低压腔8、连接卡扣件18、柱塞杆组件25及泵出油口组件26；所述泵出油口组件26设置在柱塞杆组件25的上部；所述连接卡扣件18设置在泵柱塞组件24的下端部外圆周；所述泵低压腔8设置在泵柱塞组件24下部；所述泵回位弹簧6设置在柱塞杆组件25和泵出油口组件26之间。

如图4所示，所述泵出油口组件26包括 泵出油弹簧1、泵出油口堵头2、泵出油口钢球3及泵缸4；所述泵出油口弹簧1和泵出油口钢球3安装在所述泵缸4的上端部的中心孔凹坑锥面通孔式结构中；所述泵出油弹簧1设置在泵出油口钢球3的上方和泵出油口堵头2之间；所述泵出油口堵头2设置在泵缸4的上方；所述泵出油口钢球3和泵缸4形成的密封位置位于泵缸中心凹坑锥面与过油通孔的交接线上。

如图5所示，所述柱塞杆组件25包括柱塞杆9和唇形导向密封圈7，所述唇形导向密封圈7中间孔与柱塞杆9凸肩过盈装配。

所述唇形导向密封圈7中部有碗型平面，外圆周有导向段以及唇形密封段，外圆周导向段与泵缸4间隙装配实现导向，唇形密封段与泵缸4过盈装配实现密封，碗型平面上安装泵回位弹簧6。

所述连接卡扣件18上部包裹泵缸4，中部设有径向的凸台肩，下部设有限位挡块。

所述的泵柱塞组件24为通过合理的安装，成型为一体式的泵柱塞组件24。

所述泵入油口阀座15为中心阀口式，带有圆周密封锥面和圆周法兰边，密封锥面可以配合泵入油口钢球14并给其提供自动对中，法兰面可以放置在阀块12台阶上，并将阀块12压装变形扣住该法兰面，以形成压装密封，所述泵入油口弹簧17为两端压缩式弹簧，一端支撑在阀块12对应的台阶上，另一端扣在泵入油口钢球上，并压迫钢球贴近泵入油口阀座15的密封锥面，按本发明该泵入油口组件23的三个零件，都是成熟工艺可以成型的，钢球为标准件，弹簧为卷曲成型，阀座为拉伸成型，制造成本低，并且尺寸稳定性好，按本发明该泵入油口组件23单独与阀块12装配后，用来控制制动液流入的单向阀，且在生产线可以单独检测该组件的密封性，容易探测，可以有效的降低装配成成品以后的报废损失。

所述的泵柱塞组件24包括了柱塞杆组件25，泵回位弹簧6，连接卡扣件18，泵出油口组件26。

所述柱塞杆组件25为柱塞泵的传力组件，将电机的输出力矩有效的传递给泵高压腔5内的制动液，同时也能将泵回位弹簧6的弹簧力传递给低压腔8内的制动液，此外也是低压腔和高压腔的分割结构。该柱塞杆组件由柱塞杆9和唇形导向密封圈7构成，所述柱塞杆9为两段式，小径段有一定的导入角方便和唇形导向密封圈的过盈装配导入，小径段有合适的长度，可以作为泵回位弹簧6的安装定位装置，大径段和星型圈20形成低压密封，大径段在泵导向圈21引导下可以导向，同时在柱塞杆大径段和小径段的交界处形成的一个台阶面可以用来支撑唇形导向密封圈7，该柱塞杆大径段精度、表面光洁度要求高，按本发明可以先购买符合大径段的标准件然后再机加工小径段，整体成本低，制造难度小；所述唇形导向密封圈7为中间开孔式的碗型结构，该碗型结构由导向装配段，唇形密封段和碗型平面构成，导向装配段中间孔与柱塞杆9过盈配合，导向装配段外圆周与泵缸4小间隙配合，以实现良好导向，唇形密封段有较小的角度朝外延伸并在末端有小圆角，唇形密封段有合适的长度，能在磨损的情况下实现自动补偿，密封效果好，同时唇形密封段和泵缸4中间腔形成的密封环线是高压腔和低压腔的分割线，碗型平面用于放置泵回位弹簧6，该唇形导向密封圈可以用注塑成型，模具大批量生产，成本低。

所述的泵出油口组件26由泵缸4、泵出油口弹簧1、泵出油口钢球3和泵出油口堵头2装配成一体后用来控制制动液流出，具有单向阀的功能。该泵缸4的上端部为中心凹坑锥面式通孔，其中心凹坑为泵出油口钢球3和泵出油口弹簧1的运动提供空间，并能限制钢球的径向晃动，其锥面式通孔作为单向阀的密封面和主动增压过油通道，且单向阀的密封位置在锥面和主动增压过油通道的交接线上，在实际工况中交接线上的尖角作为密封线比锥面上的密封线更可靠，该泵出油口堵头2内部为台阶孔，其小孔台阶上安装泵出油口弹簧1并能限制弹簧的窜动，其大孔台阶上开有小的过油槽，能起阻尼作用，同时该泵出油口堵头还能和泵缸上端部形成过盈配合使之装配成一体式，该泵出油口组件在生产线上不用装配到阀块12上就可以单独检测该装配体的密封性，容易探测，可以有效降低报废品的损失。

所述的柱塞杆组件25装配上泵回位弹簧6后一起压入泵缸4中部内腔，并在泵缸下端过盈装配上连接卡扣件18，装配成了泵柱塞组件24。所述泵缸4中部内腔提供泵回位弹簧装配和往复运动的空间，也能满足柱塞杆组件25往复运动所需空间，同时限制内腔尺寸使其空间在满上述需求下以尽量减小，以有效的减小高压腔5的体积，使柱塞泵22每次运动排油压缩体积所占高压腔的体积比例提高，从而提高了排油效率，该泵缸4下端部外圆周能安装连接卡扣件18，该泵缸4下端部内腔有一定的带小角度导向长度，能将唇形导向密封圈很好的引入，同时导向长度严格限制，防止唇形导向密封圈7的唇形密封段在回位时进入该导向长度而导致的密封失效。所述连接卡扣件18为阔口中心通孔式结构，该结构上部过盈包裹着泵缸的下端圆周，中部设有一个凸出的台阶，装配时直接贴上泵缸下底面，从而在泵回位弹簧6复位时能够提供限位和托力，以保证泵柱塞组件24能成为完整一体式结构，同时该结构下部有一个圆环形平面作为星型圈21的限位挡块。

所述的星型密封圈20是柱塞泵22的低压密封元件，与阀块12上的泵孔和柱塞杆9都过盈配合以形成密封，该密封圈上部有连接卡扣件18的限位，下部有泵导向套21的支撑，同时由于该密封圈工况为低压，不容易卡入柱塞杆和连接卡扣件之间的缝隙而撕破，使用寿命和密封性更有保证，所述泵导向套21和阀块12上的泵孔过盈配合，和柱塞杆间隙配合，可以起星型密封圈20的挡圈功能，同时也能给柱塞杆9导向。

总之，所述的柱塞泵22在泵导向套21引导下，将电机轴11驱动的电机偏心轴承10的旋转运动转化为柱塞杆组件25的平移直线推进运动，此过程中高压腔5内的制动液压力增加从而打开泵出油口的单向阀实现排油，柱塞杆组件25在泵回位弹簧6的弹簧力下产生平移直线后推运动，此过程中给低压腔8内的制动液主动增压，通过主动增压过油通道19达到背压腔16从而打开泵进油口的单向阀实现吸油，在该柱塞泵中由于存在低压腔的主动增压使吸油效率提高，从而提高了整个柱塞泵系统的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车制动系统用柱塞泵，其特征在于，包括：电机偏心轴承(10)、电机轴(11)、阀块(12)、泵出油口腔(13)、背压腔(16)、主动增压过油通道(19)、星型密封圈(20)、泵导向套(21)、泵入油口组件(23)、泵柱塞组件(24)；所述泵导向套(21)外圆周与阀块(12)过盈装配，内部与柱塞杆(9)间隙装配；所述泵入油口组件(23)连接泵柱塞组件(24)；所述星型密封圈(20)设置在泵导向套(21)上方；所述星型密封圈(20)设置在泵柱塞组件(24)的下端；所述主动增压过油通道(19)设置在泵柱塞组件(24)的侧面；所述背压腔(16)设置在泵入油口组件(23)的前端；所述阀块(12)设置在泵入油口组件(23)和泵柱塞组件(24)的周围；所述泵出油口腔(13)设置在泵柱塞组件(24)的正上方；所述电机偏心轴承(10)和电机轴(11)设置在泵柱塞组件(24)的下端；所述主动增压过油通道(19)开通在阀块(12)上，直接连通低压腔(8)和背压腔(16)。

2.根据权利要求1所述的汽车制动系统用柱塞泵，其特征在于，所述泵入油口组件(23)包括阀块(12)、泵入油口钢球(14)、泵入油口阀座(15)及泵入油口弹簧(17)；所述阀块(12)设置在泵入油口组件(23)的周围；所述泵入油口阀座(15)设置在泵入油口组件(23)的上部；所述泵入油口钢球(14)设置在泵入油口组件(23)的中间；所述泵入油口弹簧(17)设置在泵入油口钢球(14)的下方。

3.根据权利要求1所述的汽车制动系统用柱塞泵，其特征在于，所述泵柱塞组件(24)包括泵回位弹簧(6)、泵低压腔(8)、连接卡扣件(18)、柱塞杆组件(25)及泵出油口组件(26)；所述泵出油口组件(26)设置在柱塞杆组件(25)的上部；所述连接卡扣件(18)设置在泵柱塞组件(24)的下端部外圆周；所述泵低压腔(8)设置在泵柱塞组件(24)下部；所述泵回位弹簧(6)设置在柱塞杆组件(25)和泵出油口组件(26)之间。

4.根据权利要求3所述的汽车制动系统用柱塞泵，其特征在于，所述泵出油口组件(26)包括泵出油弹簧(1)、泵出油口堵头(2)、泵出油口钢球(3)及泵缸(4)；所述泵出油口弹簧(1)和泵出油口钢球(3)安装在所述泵缸(4)的上端部的中心孔凹坑锥面通孔式结构中；所述泵出油弹簧(1)设置在泵出油口钢球(3)的上方和泵出油口堵头(2)之间；所述泵出油口堵头(2)设置在泵缸(4)的上方；所述泵出油口钢球(3)和泵缸(4)形成的密封位置位于泵缸中心凹坑锥面与过油通孔的交接线上。

5.根据权利要求3所述的汽车制动系统用柱塞泵，其特征在于，所述柱塞杆组件(25)包括柱塞杆(9)和唇形导向密封圈(7)，所述唇形导向密封圈(7)中间孔与柱塞杆(9)凸肩过盈装配。

6.根据权利要求5所述的汽车制动系统用柱塞泵，其特征在于，所述唇形导向密封圈(7)中部有碗型平面，外圆周有导向段以及唇形密封段，外圆周导向段与泵缸(4)间隙装配实现导向，唇形密封段与泵缸(4)过盈装配实现密封，碗型平面上安装泵回位弹簧(6)。

7.根据权利要求3至5所述的任意一种汽车制动系统用柱塞泵，其特征在于，所述连接卡扣件(18)上部包裹泵缸(4)，中部设有径向的凸台肩，下部设有限位挡块。

8.根据权利要求1至5任一所述的汽车制动系统用柱塞泵，其特征在于，所述的泵柱塞组件(24)为通过合理的安装，成型为一体式的泵柱塞组件(24)。