CN105539410A - 一种汽车制动系统用主动增压装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车制动系统用主动增压装置，属于汽车制动器领域。包括真空助力组件、主缸组件、储液罐组件、高压蓄能器组件。本发明耐久性好，建压速度快，活塞每次移动输出的制动液容积大，一个建压循环活塞只需往复工作很少次数就能达到系统要求的蓄液容积值和压力上限值，皮碗和活塞磨损量小，无摩擦热，可以持续长时间工作。制造工艺难度低，由于采用的是皮碗与活塞孔配合建压，建压过程中制动液泄露几乎为零，零部件尺寸精度要求较低，容易加工装配，噪音低：由于不存在高频动作的元器件，工作时没有高频噪音。

Description

一种汽车制动系统用主动增压装置

技术领域

本发明属于汽车制动器领域，应用于汽车制动系统中，为液压管路提供稳定高压源。

背景技术

随着社会的发展，车辆所引起的人员伤亡和财产损失，已成为一个不容忽视的社会问题，因此车辆行驶的安全性能非常重要。高级驾驶辅助系统ADAS（AdvancedDriverAssistantSystem）已经越来越广泛的应用于汽车行业。高级驾驶辅助系统ADAS利用安装于车上的各种的传感器，对车辆的行驶环境进行感知，探测潜在的危险，对驾驶员进行最快的提醒和主动干预，保证车辆行驶安全。其中，自适应巡航(AdaptiveCruiseControl)，避撞系统（CollisionAvoidanceSystem），自动泊车系统（AutomaticParking），车身电子稳定控制（ElectronicStabilityControl）都需要车辆制动系统进行主动制动。主动制动系统需要一个可稳定控制并迅速反应的高压液压源。目前的主动制动系统的液压源增压装置为对置式柱塞液压泵，由电机带动偏心轮转动，偏心轮带动柱塞往复运动形成高压。其缺点是：1耐久性能差。柱塞泵高速往复运动会发生较快的磨损，并且由于工作时温升较快，不能进行长时间连续工作。2建压速度慢。每次主动制动，特别是紧急制动需要的高压液体量较大。为了产生制动所需20MPa以上高压，柱塞直径设计的较小，因此排量较小，只能靠增加柱塞运动的速度来增加建压速度。但是柱塞高速运动时产生的摩擦热量较大，柱塞泵靠真空吸入的制动液进行冷却，如果柱塞运动速度过快，制动液来不及进入真空腔进行补充，导致系统过热损坏。因此柱塞泵只能在一定的速度范围内工作导致建压速度慢。3柱塞泵需要柱塞和泵体配合精度高，要求零部件加工的精度高，工艺难度大。4工作时噪音大，影响驾驶舒适性。

发明内容

本发明提供一种汽车制动系统用主动增压装置，以解决目前存在的耐久性能差、建压速度慢、加工难度大和工作时噪音大的问题。

本发明采取的技术方案是：包括真空助力组件、主缸组件、储液罐组件、高压蓄能器组件；

所述真空助力组件中前壳体、膜片、后壳体在外缘铆接，前壳体，加强板由铆钉连接，回位弹簧一端与加强板接触、另一端与主缸推杆的底座台肩接触，主缸推杆底座端面有矩形环槽，主缸推杆内部有轴向盲孔，盲孔开口端在底座端面中心，助力盘台肩内侧与主缸推杆底座外缘间隙配合，矩形密封圈与推杆底座端面、助力盘台肩内端面过盈配合，助力盘中心有孔，孔径大于导向杆导向部分直径，导向杆与后壳体中心处轴向铆接，导向杆头部为球面，导向杆与轴向盲孔间隙配合，导向杆轴向开有通气槽一，助力盘台肩外圆与通气垫圈内圆过盈配合，前壳体气路接头与真空源连通，后壳体气路接头与两位三通电磁阀连接，两位三通电磁阀另一端两个端口分别与大气和真空源连接，未通电状态下气路接头与真空源贯通；

所述主缸组件中弹簧一端与主缸内孔底部接触、另一端与活塞台肩接触，活塞前端面轴向有螺纹孔，螺钉将永磁环固定在活塞端面上，与主皮碗后端面配合的台肩圆周方向均布细孔，活塞另一端装配副皮碗和O型圈，主缸法兰面有矩形环槽，螺母将主缸法兰面固定在前壳体端面上，矩形密封圈与矩形环槽、前壳体端面过盈配合，主缸内孔径向开有小孔，将主缸内孔和主缸进液口贯通，活塞后端有盲孔，装配状态下与主缸推杆球头接触，主缸体外侧靠近前端位置安装有霍尔位置传感器一，装配状态下靠近永磁环位置安装有霍尔位置传感器二；

所述储液罐组件通过连接套与主缸进液口过盈连接，旋盖与储液罐旋紧后有小孔与大气相通；

所述高压蓄能器组件中蓄能罐口与主缸出液口连接管路中间装有单向阀，蓄能罐口处安装有压力传感器，蓄能罐口与单向阀之间增加支路与两位两通常闭电磁阀连通，常闭电磁阀另一端通过管路与液压控制单元连通。

本发明所述通气垫圈为刚性垫圈，装配状态下与后壳体接触部分涂有塑胶层，径向开有通气槽二。

本发明所述蓄能罐内部弹性元件为高压氮气弹簧，初始压力在5MPa～10MPa，最大压力50MPa，蓄液量根据不同制动系统需求在30ml～100ml。

本发明的优点在于：

1、耐久性好，建压速度快，活塞每次移动输出的制动液容积大，一个建压循环活塞只需往复工作很少次数就能达到系统要求的蓄液容积值和压力上限值，皮碗和活塞磨损量小，无摩擦热，可以持续长时间工作。

2、制造工艺难度低。由于采用的是皮碗与活塞孔配合建压，建压过程中制动液泄露几乎为零，零部件尺寸精度要求较低，容易加工装配。

3、噪音低：由于不存在高频动作的元器件，工作时没有高频噪音。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明通气垫圈的立体视图；

图3是图1局部放大图；

图中：前壳体1、膜片2、后壳体3、助力盘4、回位弹簧5、通气垫圈6、主缸推杆7、矩形密封圈8、气路接头9、两位三通电磁阀10、常闭电磁阀11、单向阀12、压力传感器13、蓄能罐14、霍尔位置传感器一15a、霍尔位置传感器二15b、弹簧16、永磁环17-、主缸体18、主皮碗19、活塞20、细孔21、螺母22、铆钉23、加强板24、气路接头25、螺钉26、旋盖27、小孔28、矩形密封圈29、副皮碗30、O型圈31、储液罐32、出液口33、塑胶层34、助力盘台肩35、孔36、导向杆37、通气槽一38、通气槽二39。

具体实施方式

包括真空助力组件、主缸组件、储液罐组件、高压蓄能器组件；

所述真空助力组件中前壳体1、膜片2、后壳体3在外缘铆接，前壳体1，加强板24由铆钉23连接，回位弹簧5一端与加强板24接触、另一端与主缸推杆7的底座台肩接触，主缸推杆7底座端面有矩形环槽，主缸推杆7内部有轴向盲孔，盲孔开口端在底座端面中心，助力盘台肩35内侧与主缸推杆7底座外缘间隙配合，在回位弹簧5力的作用下，矩形密封圈8与推杆底座端面、助力盘台肩35内端面过盈配合，助力盘4中心有孔36，孔36径大于导向杆37导向部分直径，导向杆37与后壳体3中心处轴向铆接，导向杆37头部为球面，导向杆37与轴向盲孔间隙配合，导向杆37轴向开有通气槽一38，助力盘台肩35外圆与通气垫圈6内圆过盈配合，通气垫圈6为刚性垫圈，装配状态下与后壳体3接触部分涂有塑胶层34，径向开有通气槽二39，前壳体1气路接头25与真空源连通，后壳体3气路接头9与两位三通电磁阀10连接，两位三通电磁阀10另一端两个端口分别与大气和真空源连接，未通电状态下气路接头9与真空源贯通；

所述主缸组件中弹簧16一端与主缸内孔底部接触、另一端与活塞20台肩接触，活塞20前端面轴向有螺纹孔，螺钉26将永磁环17固定在活塞20端面上，与主皮碗19后端面配合的台肩圆周方向均布细孔21，活塞20另一端装配副皮碗30和O型圈31，主缸法兰面有矩形环槽，螺母22将主缸法兰面固定在前壳体1端面上，矩形密封圈29与矩形环槽、前壳体1端面过盈配合，主缸内孔径向开有小孔28，将主缸内孔和主缸进液口贯通，活塞20后端有盲孔，装配状态下与主缸推杆7球头接触，主缸体18外侧靠近前端位置安装有霍尔位置传感器一15a，装配状态下靠近永磁环17位置安装有霍尔位置传感器二15b；

储液罐组件通过连接套与主缸进液口过盈连接，旋盖27与储液罐32旋紧后有小孔与大气相通；

高压蓄能器组件中蓄能罐14口与主缸出液口33连接管路中间装有单向阀12，方向是主缸出液口33至蓄能罐14口向为通，蓄能罐14口处安装有压力传感器13，蓄能罐14口与单向阀12之间增加支路与两位两通常闭电磁阀11连通，常闭电磁阀11另一端通过管路与液压控制单元HCU连通，蓄能罐14内部弹性元件为高压氮气弹簧，初始压力在5MPa～10MPa，最大压力50MPa，蓄液量根据不同制动系统需求在30ml～100ml。

本发明工作过程包括：

两位三通电磁阀未通电，装配状态下助力盘两侧密封腔均为真空，合力为零，助力盘在回位簧的作用下将通气垫圈压在后壳体内端面上。当电子控制单元ECU检测到蓄能罐压力值低于预设的压力下限值时，ECU发出指令，两位三通电磁阀通电，空气通过两位三通电磁阀迅速进入后腔，助力盘两侧产生压差，助力盘推动主缸推杆、活塞向前移动。主缸前腔制动液建立压力，当前腔内制动液压力大于蓄能罐内压力时，单向阀开启，高压制动液进入蓄能罐。

活塞继续向前移动，当活塞上的永磁环触发霍尔传感器一时，ECU发出指令，两位三通电磁阀断电，后腔与真空源相通，助力盘两侧压力差为零，活塞在弹簧力的作用下后移，主缸前腔产生真空，皮碗外缘唇边回缩，制动液通过小孔及活塞与主缸内孔的间隙经皮碗外侧唇边补充进入主缸前腔。

活塞继续向后移动，当活塞上的永磁环触发霍尔传感器二时，ECU发出指令，两位三通电磁阀通电，活塞向前移动。

在ECU的控制下，活塞在霍尔传感器a和霍尔传感器b位置反复移动直到蓄能罐压力达到预设的上限值时，电磁阀保持断电状态，主缸停止建压。

当进行车辆主动制动时，ECU发出指令，常闭电磁阀通电，高压制动液迅速进入HCU,实现车辆的主动制动，由于高压蓄能罐内输出压力稳定，因此可以实现车辆主动制动压力的精确控制。

当ECU检测到蓄能罐压力值低于预设的压力下限值时，进行下一个建压循环。

导向杆涂润滑脂，由于开有通气槽，导向杆与主缸推杆内盲孔可以顺畅的相对滑动。

通气垫圈一端塑胶层可以消除助力盘回位时与后壳体的金属撞击声。

Claims (3)

1.一种汽车制动系统用主动增压装置，其特征在于：包括真空助力组件、主缸组件、储液罐组件、高压蓄能器组件；

所述真空助力组件中前壳体、膜片、后壳体在外缘铆接，前壳体，加强板由铆钉连接，回位弹簧一端与加强板接触、另一端与主缸推杆的底座台肩接触，主缸推杆底座端面有矩形环槽，主缸推杆内部有轴向盲孔，盲孔开口端在底座端面中心，助力盘台肩内侧与主缸推杆底座外缘间隙配合，矩形密封圈与推杆底座端面、助力盘台肩内端面过盈配合，助力盘中心有孔，孔径大于导向杆导向部分直径，导向杆与后壳体中心处轴向铆接，导向杆头部为球面，导向杆与轴向盲孔间隙配合，导向杆轴向开有通气槽一，助力盘台肩外圆与通气垫圈内圆过盈配合，前壳体气路接头与真空源连通，后壳体气路接头与两位三通电磁阀连接，两位三通电磁阀另一端两个端口分别与大气和真空源连接，未通电状态下气路接头与真空源贯通；

所述主缸组件中弹簧一端与主缸内孔底部接触、另一端与活塞台肩接触，活塞前端面轴向有螺纹孔，螺钉将永磁环固定在活塞端面上，与主皮碗后端面配合的台肩圆周方向均布细孔，活塞另一端装配副皮碗和O型圈，主缸法兰面有矩形环槽，螺母将主缸法兰面固定在前壳体端面上，矩形密封圈与矩形环槽、前壳体端面过盈配合，主缸内孔径向开有小孔，将主缸内孔和主缸进液口贯通，活塞后端有盲孔，装配状态下与主缸推杆球头接触，主缸体外侧靠近前端位置安装有霍尔位置传感器一，装配状态下靠近永磁环位置安装有霍尔位置传感器二；

所述储液罐组件通过连接套与主缸进液口过盈连接，旋盖与储液罐旋紧后有小孔与大气相通；

所述高压蓄能器组件中蓄能罐口与主缸出液口连接管路中间装有单向阀，蓄能罐口处安装有压力传感器，蓄能罐口与单向阀之间增加支路与两位两通常闭电磁阀连通，常闭电磁阀另一端通过管路与液压控制单元连通。

2.根据权利要求1所述的汽车制动系统用主动增压装置，其特征在于：所述通气垫圈为刚性垫圈，装配状态下与后壳体接触部分涂有塑胶层，径向开有通气槽二。

3.根据权利要求1所述的汽车制动系统用主动增压装置，其特征在于：所述蓄能罐内部弹性元件为高压氮气弹簧，初始压力在5MPa～10MPa，最大压力50MPa，蓄液量根据不同制动系统需求在30ml～100ml。