CN103950440B - 一种双压制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双压制动缸，属液压传动技术领域。它包括柱塞(42)，导套(45)，缸筒(46)，活塞(47)，弹簧(48)，密封(49)套，推杆(50)，调节螺钉(51)等。其结构与普通柱塞缸相似，只是在缸筒中设有活塞和弹簧，有两种行程‑压力特性。双压制动缸是在研究电动汽车液控泵/马达助力系统时，为解决机‑液复合制动的操控问题而发明的。轻踩制动踏板，柱塞(42)内缩，活塞(47)在油压作用下后退，制动缸输出低压油，经比例阀调节油压泵/马达的排量。紧急制动时，深踩制动踏板，活塞(47)被压力油推至缸的端部，制动缸输出高压油，高压油打开压力阀进入制动轮缸，实现复合制动。

Description

一种双压制动缸

技术领域

本发明涉及一种双压制动缸，属液压元件技术领域。

背景技术

双压制动缸是在研究电动汽车液控泵/马达助力系统时，为解决机-液复合制动的操控问题而发明的。近年来，为了节约能源保护环境，电动汽车作为主要技术方案而备受关注。发展电动汽车的主要技术障碍是动力蓄电池技术。容量是电池最为重要的性能指标。单体电池容量不是定数，它与电池的使用情况尤其是充放电倍率有关。过高的充放电倍率会明显减小电池容量和循环使用寿命，因此，实际使用中电池的充放电倍率是被严格控制的，故而，现有动力电池还不能很好的适应车辆启动、爬坡等工况对瞬间大电流的要求。针对这一问题，有学者提出电动汽车液压助力方案。液压传动功率密度大，适合电动汽车启停阶段瞬时功率大的特点。车辆制动时可利用车辆惯性力驱动液压泵将车辆动能转化为液压能储存在液压蓄能器中。车辆起步或加速时，再用蓄能器存储的液压能驱动液压马达给电机助力。因为有液压辅助动力装置在电力驱动和负载之间起功率缓冲作用，故可减小动力电池的瞬时充放电倍率。上述方案要求车辆制动时，先由液压泵给驱动桥加载制动，紧急制动时让车辆原有机械制动器同时动作，实现机-液复合制动，为此需要一种专门的操控装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种双压制动缸方案，包括缸筒、缸盖、柱塞、导套、活塞、弹簧、密封套、推杆、调节螺钉等。所述缸筒的左端设有缸盖、导套，导套中装有柱塞，其结构与普通柱塞缸一样。上述缸筒中还设有活塞，它将缸筒分为左右两个油腔，左侧为柱塞腔，右侧为弹簧腔。活塞右侧设置弹簧，弹簧右侧为密封套，密封套中有推杆。缸筒、密封套及推杆同心装配，间隙配合，用密封圈密封。推杆右侧为缸盖，缸盖中心螺孔中设置调节螺钉，其左端与推杆右端面接触。缸筒上设有油口P和油口L，油口P通柱塞腔，油口L通弹簧腔。当柱塞向内移动时，柱塞腔压力油使活塞后退并压缩弹簧，柱塞腔油压缓慢上升。待活塞退至尽头，若柱塞继续向内移动，则油压将快速上升。油口L为弹簧腔的卸油口。

本发明的特点

双压制动缸是在柱塞缸中加装了一个活塞和弹簧，有两种行程-压力特性。当活塞处于自由状态时，压力对行程的变化率较小，该变化率可通过弹簧调节。当活塞被压力油推至缸的端部不能运动时，压力对行程的变化率增大，其值主要和外负载有关，可通过压力阀调节。本发明的优点是结构简单，路感好，工作可靠，操作方便。

附图说明

图1为双压制动缸结构示意图

图中标记：40.接头，42.柱塞，43.防尘圈，44.密封圈，45.导套，46.缸筒，47.活塞，48.弹簧，49.密封套，50.推杆，51.调节螺钉，52.右缸盖，53.锁紧螺母，55.左端盖

图2为电动汽车液控泵/马达助力系统原理图

图中标记：1.变速器，2.电机，3.分动器，4.液控比例阀，5.液压泵/马达，6.溢流阀，7.电磁换向阀，8.液控单向阀，9.高压蓄能器，10.低压蓄能器，11.固定阻尼孔，12.节流阀，13.单向顺序阀二，14.制动主缸，15.行程开关二，16.制动踏板机构，17.梭阀，18.单向顺序阀一，19.位移传感器，20.助力缸，21.行程开关一，22.“油门”踏板机构

具体实施方式

所述制动缸如图1，包括接头40、柱塞42、防尘圈43、密封圈44、导套45、缸筒46、活塞47、弹簧48、密封套49、推杆50、调节螺钉51、右缸盖52、锁紧螺母53、左端盖55。所述缸筒46的左端设有柱塞42，导套45、左缸盖55及密封件43、44，其结构与普通柱塞缸一样。上述缸筒中还设有活塞47，它将缸筒分为左右两个油腔，左侧为柱塞腔，右侧为弹簧腔。活塞右侧设置弹簧48，弹簧右侧为密封套49，密封套49中有推杆50。缸筒46、密封套49及推杆50同心装配，间隙配合，用密封圈密封。推杆50右侧为右缸盖52，右缸盖52中心螺孔中设置调节螺钉51，其左端与推杆50右端面接触。缸筒46上设有油口P和油口L，油口P通柱塞腔，油口L通弹簧腔。当柱塞42向内移动时，柱塞腔压力油使活塞47后退并压缩弹簧48，柱塞腔油压缓慢上升。待活塞47退至尽头，若柱塞42继续向内移动，则油压将快速上升。油口L为弹簧腔的卸油口。

关于应用本发明的电动汽车液控泵/马达液压助力系统

所述泵/马达-蓄能器主回路包括液压泵/马达5、高压蓄能器9、低压蓄能器10、溢流阀6、电磁换向阀7、液控比例阀4、液控单向阀8、固定阻尼孔11、节流阀12、梭阀17。其中液压泵/马达5的传动轴经分动器3与电机2、驱动桥连接，其进出油口分别与电磁换向阀7的A、B油口连接。电磁换向阀7的P、T油口分别与高压蓄能器9及低压蓄能器10连接。溢流阀6与液压泵/马达5并联。液控单向阀8、固定阻尼孔11、节流阀12串接在高压蓄能器9和液压泵/马达5的控制油口之间。液控比例阀4的油口P、A分别和高压蓄能器9及液压泵/马达5的排量控制油口K连接，油口T与固定阻尼孔11和节流阀12之间的三通连接，控制油口x与梭阀17出油口及液控单向阀8的控制油口连接。所述助力控制回路包括单向顺序阀一18、助力缸20、位移传感器19、行程开关一21及“油门”踏板机构22。其中梭阀17的左进油口接单向顺序阀一18的出油口，单向顺序阀一18的进油口接助力缸20的出油口，位移传感器19与助力缸20机械固定连接。助力缸柱塞42外伸端与“油门”踏板机构22铰接。所述制动控制回路包括制动踏板机构16、制动主缸14、单向顺序阀二13及行程开关二15。其中制动踏板机构16与制动主缸柱塞外伸端铰接。制动主缸14出油口与单向顺序阀二13进油口及梭阀17右进油口连接。单向顺序阀二13出油口接汽车的制动轮缸。

制动原理

车辆制动时踩下制动踏板16，制动主缸柱塞42向右移动，行程开关二15发出位移信号，经继电器使电磁铁DT3得电，电磁换向阀7换向，液压泵/马达5的I油口、O油口分别与低压蓄能器10、高压蓄能器9连接，液压泵/马达5处于泵工况。踏板16带动制动主缸柱塞42继续向右移动，缸内油压上升，压力油推动活塞47右移压缩弹簧48，缸内油压平缓上升。压力油经梭阀17到达液控比例阀4的控制油口x。另外，制动主缸输出压力油使液控单向阀8导通，高压蓄能器9中的压力油经液控单向阀8、固定阻尼孔11、节流阀12流向低压蓄能器10，在节流阀12上产生压降，该压降对液控比例阀4油口T形成背压，用以补偿高压蓄能器压力波动对制动扭矩产生的影响。比例阀阀芯在上述压力油作用下向右移动，P-A阀口开启，油口A输出压力油。若忽略油口T的背压，比例阀4输出压力将与制动主缸14输出压力成比例，即与制动主缸柱塞42的行程成比例。因液压泵/马达5排量与比例阀4输出压力成比例，故与制动主缸柱塞42行程成比例，即与制动踏板16行程成比例。液压泵/马达5排量增大使其输入扭矩增大，因其转轴经分动器3与驱动桥啮合，故使汽车的行驶阻力增加。

液压泵/马达5从低压蓄能器10吸入低压油泵入高压蓄能器9，即把车辆的动能转化为液压能存储在液压蓄能器中。

若遇紧急情况用力深踩制动踏板，活塞48被油压推至底部，制动主缸14的压力会急剧升高。当压力达到单向顺序阀13的调定值时，顺序阀开启，压力油进入制动轮缸。此时，由液压泵/马达5和制动轮缸同时动作形成复合制动。制动结束，松开制动踏板，制动主缸柱塞42复位，制动轮缸释放，液控比例阀4、电磁换向阀7复位，液压泵/马达5排量回零，制动力消失，液控单向阀8关闭。

所述液压泵/马达5可采用国产MYCY-14系列产品，但要对其变量机构进行改造。改造后，当控制压力为零时排量亦为零，排量随控制压力升高而升高。液压泵/马达5的扭矩与其排量和工作压力成正比，在其排量一定时，若高压蓄能器9的压力降低，则液压泵/马达5的扭矩便会减小。前述液控比例阀4油口T的背压随高压蓄能器9压力降低而减小，液控比例阀4的出口压力则随其油口T背压的减小而增大，故由前述可知，当高压蓄能器9压力降低时，液压泵/马达5的排量会增加，这样便可补偿高压蓄能器9压力降低所引起的制动扭矩下降。通过节流阀12可调节压力补偿量。

Claims (1)

1.一种双压制动缸，其特征在于：

包括接头(40)、柱塞(42)、防尘圈(43)、第一密封圈(44)、导套(45)、缸筒(46)、活塞(47)、弹簧(48)、密封套(49)、推杆(50)、调节螺钉(51)、右缸盖(52)、锁紧螺母(53)、左缸盖(55)；所述缸筒(46)的左端设有柱塞(42)，导套(45)、左缸盖(55)及防尘圈(43)、第一密封圈(44)，缸筒与缸盖采用螺纹联接；上述缸筒中还设有活塞(47)，它将缸筒分为左右两个油腔，左侧为柱塞腔，右侧为弹簧腔；活塞右侧设置弹簧(48)，弹簧右侧为密封套(49)，密封套(49)中有推杆(50)；缸筒(46)、密封套(49)及推杆(50)同心装配，间隙配合，用第二密封圈(54)密封；推杆(50)右侧为右缸盖(52)，右缸盖(52)中心螺孔中设置调节螺钉(51)，其左端与推杆(50)右端面接触；缸筒(46)上设有油口P和油口L，油口P通柱塞腔，油口L通弹簧腔。