CN104955694A - 用于液压机动车辆制动系统的主制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主制动缸(1)，特别是用于液压机动车辆制动系统的串联主制动缸，它优选被气动制动助力器(2)施加作用，该主制动缸包括至少一个活塞(4、5)，所述活塞能在壳体(3)中移动并且每个活塞都具有多个补给连接器(14、15)，所述补给连接器在制动工作开始时允许该压力室(6、7)和无压的补给室(16、17)之间的液压连接。根据本发明，至少一些补给连接器(14、15)被形成为穿过至少一个活塞(5)的壁部(18)的横向孔，并且在一主平面(E1)中相对于活塞边缘(9)以相等的距离布置，其中，由密封颈环(13)实现的活塞的超行程限定了该活塞(5)的关闭路径。为了允许平滑、安静并且足够可靠的制动起动，本发明提出将补给连接器(15)以分布的方式布置在至少三个平面(E1、E2、E3)上，这些平面(E1、E2、E3)平行于活塞边缘(9)并且彼此间隔开地布置。

Description

用于液压机动车辆制动系统的主制动缸

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序所述的用于液压机动车辆制动系统的液压串联主制动缸，特别是具有双回路结构的串联主制动缸。这种类型的主制动缸的上游通常连接使得可以实现助力功能的气动制动助力器。包括主缸和制动助力器的单元通常被称作制动单元，并且是机动车辆制动系统的一部分。

背景技术

串联主制动缸是已知的。为了串联主制动缸的正确工作，在未制动状态下的初始位置或空档位置以及，简单地说，在制动工作开始时或在活塞运动开始时，必须保证压力室和压力介质贮器之间的液压连接。为此，已知的柱塞式串联主制动缸的活塞通常具有一系列补给连接器，该补给连接器被具体化为径向的孔，称作“吸气孔”。

为了在起动制动时提高性能，特别是为了保证与压力介质贮器的可靠的液压连接和避免间隙或踏板空转行程，已知的现有技术(例如DE102004048670A1、DE60208806T2)还具有其它的改变。例如，现有技术包括用于液压机动车辆制动系统的柱塞式串联主制动缸，除了单排吸气孔之外，该主制动缸的第二活塞具有“抗气蚀”或“先导”孔。这是一排相对于吸气孔的平面与致动方向相反地偏移的附加的通孔，因此，它们随后在关闭期间关闭，该孔的累加的通道面积明显小于吸气孔的通道面积。

在多种已知的制动系统中，其目的是保持尽可能短的踏板空转行程，从而在延迟尽可能短的时间之后实现快速制动力的建立。

在已知的系统中，一个被认为不利的因素在于这样的事实，即在这些系统中，短的踏板空转行程和随后的陡峭的增压可能导致舒适度的一些损失，例如由于联接至具有控制壳体的串联主制动缸的制动助力器活塞或隔膜板的突然减速而产生的猛烈的、令人不愉快的踏板感觉或较大的噪音。

另外已知的是，在活塞已经横贯串联主制动缸中的液压关闭行程之后，如果流入的大气体积当在串联主制动缸的腔室中逆着液压支柱向上时突然停止，则由于气动制动助力器的内部部件的减速，动力学效应可能导致噪音。存在“应用爆震声”。

发明内容

因此，一个目的是提供一种改进的机动车辆制动系统，该制动系统在避免现有技术的上述缺点的情况下，允许制动的平缓、快速而又足够可靠的起动。

根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征组合的主制动缸实现。从属权利要求和附图示出了其它有利的实施例和发展。

由于补给(增补)连接器布置在侧向面上，以便它们没有被布置在平行于活塞边缘在周围延伸的单个线上或布置横向于活塞孔延伸的平面中，而是被分布在至少3个与活塞边缘交错相距或级联的平面上，因此有利地是可以实现活塞孔的连续的、依次的关闭和由此在制动工作起动之后存在流动的横截面或通道面积的更加持久的维持，并因此避免了猛烈的、突然的制动踏板性能并减少了不期望的噪声的产生。

在有利的发展中，根据期望的关闭性能，各个平面或阶梯之间的间隔可以被确定成具有更大或更小的间隔。因此可以根据液压负荷和制动单元的动力学，以特别有效和经济的方式使得制动系统关于期望的总关闭行程和压力梯度最优。

与传统的较大的补给连接器相比，根据本发明优选地使用较小的补给连接器。

在根据本发明的另一实施例中，主平面—即在致动期间最后关闭的平面—优选地具有至少3个补给连接器。根据一种有利的发展，第二平面中的孔的数量至多与主平面中的孔的数量相等。因此，在制动的起动期间，可以使得流动横截面的减小更加均匀，并且避免突然的关闭。

根据另一有利的发展，主平面中的各补给连接器具有至少与其它平面中的各补给连接器的横截面相等的横截面。

在一个特别优选的实施例中，所有平面中的所有补给连接器具有相等的尺寸。

作为有利的选择，平面2、3和其它平面可以以相对于主平面沿着致动方向向前偏移的方式设置，从而不存在随后在关闭期间作为“先导孔”关闭的孔。因此，在低速致动时不存在取决于速度的压力建立的速度减小。

作为优选的选择，第一平面和最后一个平面(第三、第四等，取决于实施例)之间的间隔可以在介于0.5mm和3mm之间的范围内。

在一个特别优选的实施例中，第一和最后一个平面之间的间隔在介于0.9mm和1.5mm之间的范围内。

通过上述特征，特别地，可以使得下列成为可能：

-在主制动缸中向着关闭行程结束的平缓的液压压力建立，或在主平面的关闭期间，浅的横截面减小梯度，

-补偿可能导致噪音的不希望的动力学效应，

-保证可靠的打开，即使仅具有主平面而没有减小间隙(空转行程)。

附图说明

本发明的其它细节、特征、优点和可能的应用将从从属权利要求和参照附图的描述中显而易见。在可能的情况下，为对应的部件和设计元件提供相同的附图标记。在附图中：

图1以剖视图示出根据本发明的主制动缸的实施例。

图2示出与图1一致的根据本发明的活塞的三维局部视图。

图3示出通过根据本发明的活塞的实施例的横截面。

图4示出通过根据本发明的活塞的另一实施例的横截面。

图5示出根据图4的活塞的详细视图。

图6示出在低速致动时，已知的主制动缸(a)和根据本发明的主制动缸(b)的压力/行程图表之间的比较。

图7示出在快速致动时，已知的主制动缸(a)和根据本发明的主制动缸(b)的压力/行程图表之间的比较。

具体实施方式

在图1中，描述了贯穿根据本发明的主制动缸1的第一实施例的横截面。该主制动缸1被具体化为柱塞式串联主缸。由于这种主制动缸的操作足够众所周知，因此下文将仅探究那些与本发明特别相关的特征。

两个活塞(柱塞)4(次要活塞)和5(主要活塞)在主制动缸1的壳体3中被串联地布置成使得它们可以被移动。在这种情况下，活塞4在壳体3中界定了填充有压力介质的压力室6，并且通过杯形密封(密封碗)12相对于该压力室6密封；活塞5界定了压力室7，该压力室同样填充有压力介质，并且通过杯形密封13相对于该活塞密封。活塞4和活塞5都具有大体上杯形的设计，并且沿着分别界定压力室6或7的方向面对其各自的活塞边缘8和9。可在压力室6、7中产生的制动压力经由制动管线(未示出)被传递至车轮制动器(未示出)。

杯形密封12、13各自定位在壳体3中的环形凹槽10、11中。

补给室16和17各自被设计成具有分别沿着环形凹槽10和11的方向被倒角的侧面的环形凹槽，这些补给室在壳体3中围绕活塞4、5布置，沿致动方向B在环形凹槽10、11的直接前方。补给室16、17经由补给通道21、22持久地连接至无压的压力介质贮器(未示出)的腔室，因此同样保持无压。

活塞4、5具有多个补给连接器14和15，在所示的未致动的初始位置，这些补给连接器14和15允许相应压力室6、7和无压的补给室16、17之间的液压连接，而与杯形密封12、13无关，由此帮助压力补偿和制动系统的排气。

在制动工作期间，两个复位弹簧19和20被活塞4和5的沿致动方向B的运动压缩，并且用于在制动工作结束之后使这两个活塞4、5返回其各自的未致动的初始位置。

活塞5是通过气动制动助力器2(未另外示出)的推杆致动的。在制动工作期间，制动助力器2沿着致动方向B在活塞5上施加力，并沿着活塞4的方向将该活塞5移出其未致动的初始位置。在该过程期间，由于复位弹簧20的硬度和然后通过在压力室7中建立的制动压力，活塞4最初沿着相同的方向在很大程度上与活塞5同时被带走。在该过程期间，随着杯形密封12、13跨过补给连接器14、15，补给连接器14、15被依次从补给室16、17切断，能从压力室6、7移置到补给室16、17中的压力介质的流动被防止，因此能在压力室6、7中建立制动压力。活塞的移置行程通常被称作关闭行程，在该行程期间，杯形密封12、13使补给连接器14、15从补给室16、17切断。

在该过程期间，例如在全制动工作期间，如果与补给室16、17的液压连接被太突然地中断，则这通常可能导致活塞5和通过活塞杆连接至活塞5的气动制动助力器2的运动部件的无意地快速减速，并且导致制动助力器2中的空气流动的中断。因此，可能产生高水平的噪音—“应用爆震声”。活塞的突然减速还导致猛烈的、令人不愉快的踏板感觉。

特别地，通过下面的附图说明根据本发明的对上述性能的改进。

图2示出如图1中所示的根据本发明的活塞5的三维局部视图。

补给连接器15被具体化为横向孔，这些孔布置成径向地分布在活塞5的侧表面的圆周上。同时，它们被布置成使得它们没有形成在平行于活塞边缘9的单个线或平面上，而是以级联(层叠，阶梯)的样式或以相对于活塞边缘9交错的方式隔开，并且分布成在多个平面上相对于彼此偏移。

由于该布置，在制动工作起动之后，各组补给连接器15一个平面接一个平面地被杯形密封13逐步地跨过，从而实现补给连接器15的连续的、依次的关闭和由此对累加的流动横截面或通道面积的更长期的维持。

图3示出通过根据本发明的活塞5的第一实施例的横截面。

如已经在图2中描述的，各补给连接器15成组地布置在各自的平面E1、E2、E3中，其中，各自的平面平行于活塞边缘9延伸，但与所述边缘相距不同的距离S1、S2、S3，其中，S1>S2>S3。

在本文中，主平面E1限定了活塞的关闭行程，并且布置成以距离S1最远离活塞边缘9。当定位在主平面E1中的补给连接器15₁已经被经过之后，从压力室7至补给室17的压力介质流23被完全中断。平面E2和E3沿活塞边缘9的方向相对于主平面E1偏移，也就是说，不存在从现有技术中已知的“先导孔”，这种先导孔通常较小并且在关闭期间仅在主平面E1中的补给连接器15₁之后被关闭。因此，在低速致动时不存在取决于速度的较慢的压力建立。

根据本发明，在所有平面E1、E2、E3中使用较小的横向孔，而不是通常的较大的横向孔。

将补给连接器15分成至少三个级联或交错的平面E1、E2、E3被证明是特别有效的，因为与布置在一个平面中的小数量的大横向孔的情况相比，累加的流动横截面的减小更加均匀，因为由于通过其中仍然存在流动的孔的百分比的快速减少的部段面积，横向孔的较大的直径将导致向着关闭行程结束的突然的关闭。

在本文中，分组在主平面E1中的补给连接器15₁的数量应当至少是3，但在本发明中同样可以是比3更大的数量。同时，分组在平面E2中的补给连接器15₂的数量不大于主平面E1中的补给连接器的数量。

为了避免在低速致动时较慢的压力建立，主平面E1中的补给连接器15₁的横截面积具有至少与相邻的平面E2中的补给连接器15₂的横截面积相同的尺寸。所有平面中的所有补给连接器15的所有横截面积优选地具有相同的尺寸。

在本发明中，根据期望的关闭性能，个体平面或阶梯之间的间隔可以变化，并且被限定成更大或更小，从而视制动单元的动力学和液压负荷而定在总关闭行程和压力梯度方面实现最优。

图4示出贯穿根据本发明的活塞5的另一实施例的横截面。与根据图3的实施例相比，补给连接器15布置在4个平面中。在该情况下，与关于图3描述的那些条件相同的条件适用于一个平面、特别是主平面E1中的补给连接器15的数量和横截面积。所示的根据本发明的实施例允许令人愉快的踏板感觉，即使在特别强有力和快速的制动工作的情况下。

作为优选的选择，第一平面(主平面E1)和最后平面(E3或E4等，取决于实施例)之间的间隔可以在介于0.5mm和3mm之间的范围内。

在一特别优选的实施例中，第一和最后平面之间的间隔在介于0.9mm和1.5mm之间的范围内。

原则上，在本发明中也可以设置多于4个平面，但是引入更多的平面或增加主平面E1和相应的超出所提出的数目和尺寸的最后平面之间的间隔可能导致踏板空转行程的不期望的增加和松弛的踏板感觉。

图5以放大的细部视图示出根据图4的活塞5中平面E1至E2的布置和补给连接器15的分布。

图6以压力/行程图表示出在慢速致动的情况下，已知的传统主制动缸(a)和根据本发明的主制动缸(b)的压力室中的制动压力的滞后现象。在此，活塞的移置行程被标绘在X轴上，压力室中的制动压力被标绘在Y轴上。在制动工作起动期间的压力建立曲线被图示成实线，当制动工作结束时的压力下降曲线被图示成虚线。在此很明显，在视图“b”中根据本发明的主制动缸的情况下，压力建立曲线具有较早的、平缓的上升，然后与传统的主制动缸几乎一样陡峭，因此，同样迅速地实现期望的制动压力。

相对比的系统的压力下降曲线是几乎相同的，这表明根据本发明的主制动缸没有显示出任何缺点，例如过慢的压力下降和制动踏板的“卡紧”。

与图6类似，图7示出在快速制动致动—例如全制动—的情况下，传统的主制动缸(a)和根据本发明的主制动缸(b)的滞后现象。该图特别清晰地示出根据本发明的主制动缸(b)的优点。然而，在传统的主制动缸的情况下，压力建立曲线(a)的陡度与图6中的陡度类似，如果踏板被快速地降低，则这将导致稍微滞后的、猛烈的并且令人不愉快的感觉；在根据本发明的主制动缸(b)的情况下，压力建立曲线明显更加柔和和平缓，另外，制动压力建立明显开始得更早，同样更早地达到更高的制动压力值，由此具有更短的踏板行程。因此，可以使车辆更加快速地停止，避免令人不愉快的踏板感觉。与传统的主制动缸相比，根据本发明的主制动缸的压力下降曲线的陡度是相似的，因此没有缺点。

附图标记列表

1     主制动缸

2     制动助力器

3     壳体

4     活塞

5     活塞

6     压力室

7     压力室

8     活塞边缘

9     活塞边缘

10    环形凹槽

11    环形凹槽

12    杯形密封

13    杯形密封

14    补给连接器

15    补给连接器

16    补给室

17    补给室

18    壁部

19    复位弹簧

20    复位弹簧

21    补给通道

22    补给通道

23    压力介质流

B     致动方向

E1    主平面

E2    平面

E3    平面

E4  平面

S1  从活塞边缘至平面E1的距离

S2  从活塞边缘至平面E2的距离

S3  从活塞边缘至平面E3的距离

S4  从活塞边缘至平面E4的距离。

Claims (9)

1.一种主制动缸(1)，特别是用于液压机动车辆制动系统的串联主制动缸，优选地通过气动制动助力器(2)对该主制动缸起作用，该主制动缸具有至少一个活塞(4、5)，该活塞能在壳体(3)中移动并且在该壳体(3)中界定了压力室(6、7)，该活塞具有朝向该压力室(6、7)的活塞边缘(8、9)并且通过布置在该壳体(3)的环形凹槽(10、11)中的杯形密封(12、13)相对于该压力室(6、7)密封，每个活塞(4、5)中都设置有多个补给连接器(14、15)，所述补给连接器在制动工作开始时允许该压力室(6、7)和无压的补给室(16、17)之间的液压连接，其中，至少一些补给连接器(14、15)被形成为穿过至少一个活塞(5)的壁部(18)的横向孔，并且在一主平面(E1)中相对于该活塞边缘(9)以相等的距离布置，杯形密封(13)对这些补给连接器的经过限定了活塞(5)的关闭路径，其特征在于，补给连接器(15)布置成分布在至少三个平面(E1、E2、E3)上，其中，这些平面(E1、E2、E3)平行于该活塞边缘(9)间隔开地布置。

2.根据权利要求1所述的主制动缸，其特征在于，补给连接器(15)布置成分布在至少4个平面(E1、E2、E3、E4)上，其中，这些平面(E1、E2、E3、E4)平行于该活塞边缘(9)间隔开地布置。

3.根据权利要求1或2所述的主制动缸，其特征在于，除主平面(E1)以外的所有平面相对于该主平面(E1)沿着活塞边缘(9)的方向偏移地布置，由此当活塞(5)被致动时，这些平面在该主平面(E1)之前被杯形密封(13)经过。

4.根据权利要求1或2所述的主制动缸，其特征在于，该主平面(E1)具有至少3个补给连接器(15)。

5.根据权利要求1或2所述的主制动缸，其特征在于，第二平面(E2)具有与主平面(E1)相同数量或比主平面(E1)少的补给连接器(15)。

6.根据权利要求1或2所述的主制动缸，其特征在于，各平面(E1、E2、E3、E4)具有相等数量的补给连接器(15)。

7.根据权利要求1或2所述的主制动缸，其特征在于，主平面(E1)中的每个个体补给连接器(15)的横截面被制成为具有与所有其它平面(E2、E3、E4)中的补给连接器(15)的个体横截面相同或更大的尺寸。

8.根据权利要求1或2所述的主制动缸，其特征在于，主平面(E1)中的所有补给连接器(15)的横截面总和被制成为具有与各个其它平面(E2、E3、E4)中的所有补给连接器(15)的横截面的总和相同或更大的尺寸。

9.根据权利要求1或2所述的主制动缸，其特征在于，第一主平面(E1)和最后的平面(E3或E4)之间的间隔在介于0.5mm和3mm之间的范围内。