CN105752064A - 汽车液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车液压制动系统，包括：用于产生压缩气体的气泵，该气泵输出压缩气体到贮气筒中，所述贮气筒存储压缩气体；具有压力腔的气压助力器，该压力腔通过压力腔进气阀和管路与所述贮气筒连接；制动主缸的活塞推杆穿过所述气压助力器与踏板机构连接；所述踏板机构向所述活塞推杆施加向压力液方向的推力，所述活塞推杆向压力液方向的移动与所述压力腔进气阀的开启具有随动作用；在所述压力腔进气阀开启后，所述贮气筒的压缩气体进入所述压力腔，压力腔的压力对所述活塞推杆向压力液方向进一步施加推力。本发明可以提高制动效率、减小能耗。

Description

汽车液压制动系统

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种汽车液压制动系统。

背景技术

目前，在传统的汽车液压制动系统中，发动机驱动汽车利用发动机吸气过程产生的真空源，并需要设置1个真空助力器、1个保持真空度的真空筒，在制动踏板踩下、推动制动主缸活塞时打开真空作用开关，吸引助力器膜片移动推动制动主缸活塞，增加油缸内油压，加大施加于车轮制动器的制动力。

在电动汽车技术领域，液压制动系统主要是沿用发动机驱动汽车真空助力的技术方案。但是由于电动汽车没有发动机，所以没有发动机吸气过程中产生的真空负压，因此在继续沿用传统的真空助力技术的现有技术方案中，需要增加1个电动机驱动的真空泵来替代发动机产生真空源，其它结构与传统汽车相同。

但是，现有的这种电动汽车液压制动系统的技术方案，虽然可以实现制动系统助力作用，但是其缺点是：电动真空泵的真空度低，可靠性较差，电机需要较长的时间工作，耗费较多的电能，制动效率低下。而且，为了解决真空度低的问题，需要较大的真空助力器的径向尺寸，导致体积较大，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车液压制动系统，以提高制动效率、减小能耗。

本发明提供的技术方案包括：

一种汽车液压制动系统，包括：

气泵11，所述气泵11用于产生压缩气体；

贮气筒12，所述贮气筒12与所述气泵11通过管路连接，所述气泵11输出压缩气体到贮气筒12中，所述贮气筒12存储所述压缩气体；

气压助力器14，所述气压助力器14内具有压力腔，该压力腔通过压力腔进气阀24和管路与所述贮气筒12连接；

制动主缸15，所述制动主缸15中具有压力液和用于推动所述压力液的活塞和活塞推杆25；

踏板机构13，所述制动主缸15的活塞推杆25穿过所述气压助力器14与所述踏板机构13连接；所述踏板机构13向所述活塞推杆25施加向压力液方向的推力，所述活塞推杆25向压力液方向的移动与所述压力腔进气阀24的开启具有随动作用；在所述压力腔进气阀24开启后，所述贮气筒12的压缩气体进入所述压力腔，压力腔的压力对所述活塞推杆25向压力液方向进一步施加推力。

在本发明的一种优选实施例中，该系统进一步包括；

制动分缸16，所述制动分缸16与所述制动主缸15通过压力液的管路连接，并与车轮的制动器连接以实施制动力，所述制动分缸16接收到所述制动主缸15的压力液后向车轮的制动器实施制动力。

在本发明的一种优选实施例中，所述气压助力器14具体包括：隔膜23，所述隔膜23将所述气压助力器14的内腔分隔为压力腔和常压腔；所述压力腔具有压力腔进气阀24和压力腔排气阀26，所述压力腔进气阀24通过管路与所述贮气筒12连接；所述制动主缸15的活塞推杆25与所述气压助力器14的隔膜23和所述踏板机构13连接，该活塞推杆25在所述踏板机构13和/或所述隔膜23的推力作用下向压力液方向径向移动；所述活塞推杆25向压力液方向的移动与所述压力腔进气阀24的开启具有随动作用，所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动与所述压力腔排气阀26的开启具有一致性。

在本发明的一种优选实施例中，所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动与所述压力腔排气阀26的开启具有一致性，为：所述压力腔排气阀26在所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时随动开启，或者所述压力腔排气阀26在所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时立即开启。

在本发明的一种优选实施例中，所述气压助力器14包括回位弹簧27，该回位弹簧27设置在所述活塞推杆25朝向制动主缸15的方向上，用于对所述活塞推杆25施加朝向踏板机构13的弹力。

在本发明的一种优选实施例中，所述气压助力器14的所述隔膜23具有指定的刚性弹力。

在本发明的一种优选实施例中，所述气压助力器14进一步包括：常压腔进气阀21和常压腔排气阀22；所述活塞推杆25向压力液方向的移动，与所述常压腔排气阀22的开启具有一致性，与所述常压腔进气阀21的关闭具有一致性；所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动，与所述常压腔进气阀21的开启具有一致性，与所述常压腔排气阀22的关闭具有一致性。

在本发明的一种优选实施例中，所述常压腔进气阀21的进气通道具有空气过滤装置。

在本发明的一种优选实施例中，所述气泵11具体为电动气泵。

与现有技术的方案相比，本发明的技术方案通过把真空(负压)助力的方法改为气压正压助力，可以大幅提高制动力，提高制动效率和制动效果，也提高了制动系统的可靠性；而且，由于本发明的方案制动效率高，因此在同等制动力条件下可以缩小气压助力器的体积，减轻助力器重量，大幅降低了成本；而且，气泵电机工作时间较真空泵电机工作时间大幅减少，可以节约一部分电能，减小能量消耗。本发明尤其适用于电动汽车。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明所述电动汽车液压制动系统的一种结构组成示意图；

图2为本发明所述气压助力器的一种剖视图。

标号说明：

11----电动气泵；

12----贮气筒；

13----踏板机构；

14----气压助力器；

15----制动主缸；

16----制动分缸；

21----常压腔进气阀；

22----常压腔排气阀；

23----隔膜；

24----压力腔进气阀；

25----活塞推杆；

26----压力腔排气阀；

27----回力弹簧。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

图1为本发明所述汽车液压制动系统的一种结构组成示意图；图2为本发明所述气压助力器的一种剖视图。参见图1和图2，该汽车液压制动系统包括：

气泵11，所述气泵11用于产生压缩气体；

贮气筒12，所述贮气筒12与所述气泵11通过管路连接，所述气泵11输出压缩气体到贮气筒12中，所述贮气筒12存储所述压缩气体；

气压助力器14，所述气压助力器14内具有压力腔，该压力腔通过压力腔进气阀24和管路与所述贮气筒12连接；

制动主缸15，所述制动主缸15中具有压力液和用于推动所述压力液的活塞和活塞推杆25；

踏板机构13，所述制动主缸15的活塞推杆25穿过所述气压助力器14与所述踏板机构13连接；所述踏板机构13向所述活塞推杆25施加向压力液方向的推力，所述活塞推杆25向压力液方向的移动与所述压力腔进气阀24的开启具有随动作用；在所述压力腔进气阀24开启后，所述贮气筒12的压缩气体进入所述压力腔，压力腔的压力对所述活塞推杆25向压力液方向进一步施加推力。

该汽车液压制动系统还可进一步包括制动分缸16，所述制动分缸16与所述制动主缸15通过压力液的管路连接，并与车轮的制动器连接以实施制动力，所述制动分缸16接收到所述制动主缸15的压力液后向车轮的制动器实施制动力。

如图1所示，所述气泵11产生0.1-0.6MPa的压缩空气，贮存于贮气筒12，当踏板机构13开始实施制动时，压缩空气由贮气筒12进入气压助力器14推动助力器膜片带动制动主缸的活塞推杆移动，推动制动主缸15内的压力液以较高的压力流向各制动分缸，加大施加于车轮制动器的制动力。

在本发明所述液压制动系统的一种优选的实施方式中，所述压缩气体例如可以是压缩空气，但是根据实际应用场景的需要，也可以采用某种特殊的气体，例如惰性气体等等。

在本发明所述液压制动系统的一种优选的实施方式中，所述气泵11具体可以是电动气泵。当然，所述气泵11也可以是其它动力形式的气泵，例如油气动力的气泵等等。相对于真空泵来说，气泵体积小巧、噪音低、功耗小，成本较低。

所述气压助力器14的内部结构以实现所述压缩气体进入所述压力腔后，压力腔的压力对所述活塞推杆25向压力液方向进一步施加推力为主要目的，为了实现这个主要目的，在本发明的一种优选实施例中，如图2位本发明一种实施例中所述气压助力器的切面图，如图2所示，在该实施例中所述气压助力器14可以具体包括：

隔膜23，所述隔膜23将所述气压助力器14的内腔分隔为压力腔和常压腔；所述压力腔具有压力腔进气阀24和压力腔排气阀26，所述压力腔进气阀24通过管路与所述贮气筒12连接；

所述制动主缸15的活塞推杆25与所述气压助力器14的隔膜23和所述踏板机构13连接，该活塞推杆25在所述踏板机构13和/或所述隔膜23的推力作用下向压力液方向(如图2所示为向左)径向移动；所述活塞推杆25向压力液方向的移动与所述压力腔进气阀24的开启具有随动作用，所述活塞推杆25向踏板机构13方向(如图2所示为向右)的移动与所述压力腔排气阀26的开启具有一致性。

所述活塞推杆25向压力液方向的移动与所述压力腔进气阀24的开启具有随动作用，是指：所述活塞推杆25向压力液方向的移动距离与所述压力腔进气阀24的开启程度呈正相关，即所述活塞推杆25向压力液方向的移动距离越大，所述压力腔进气阀24的开启程度也越大。反之，所述活塞推杆25向压力液方向的移动距离减小，所述压力腔进气阀24的开启程度也减小。

所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动与所述压力腔排气阀26的开启具有一致性，是指：所述压力腔排气阀26在所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时随动开启，或者所述压力腔排气阀26在所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时立即开启。所述随动开启是指，所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动距离与所述压力腔排气阀26的开启程度呈正相关，即所述活塞推杆25向踏板机构方向的移动距离越大，所述压力腔排气阀26的开启程度也越大。反之，所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动距离减小，所述压力腔排气阀26的开启程度也减小。

进一步的，所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动与所述压力腔进气阀24的关闭方向具有随动作用。

所述活塞推杆25的移动与所述压力腔进气阀24和压力腔排气阀26开启和关闭作用，以及所述的随动作用，实现具体可以采用常用的机械结构实现，也可以采用电气控制来实现。例如在采用电气控制的实现方案中，所述压力腔进气阀24的开关程度由电压来控制，该电压由一传感器输出，该传感器用于检测所述活塞推杆25的移动方向和距离，在初始状态时所述传感器的输出电压为0，所述压力腔进气阀24在电压为0的状态下为关闭状态，当所述活塞推杆25向压力液方向移动时所述传感器根据该移动方向和移动距离确定输出电压，移动距离越大电压也越大，进而所述压力腔进气阀24的开启程度也越大。当所述活塞推杆25向压力液方向的移动距离减小(即向踏板机构的方向移动)，所述传感器输出的电压也随之减小，进而压力腔进气阀24的开启程度也减小。

在一种实施例中，如图2所示，所述气压助力器14还可以包括推杆回位弹簧27，该推杆回位弹簧27设置在所述活塞推杆25朝向制动主缸15的方向上，用于对所述活塞推杆25施加朝向踏板机构13的弹力。

当然，在另外的实施例中，所述气压助力器14的所述隔膜23可以具有指定的刚性弹力，在这种实施例中，就可以省略掉所述回位弹簧27，当活塞推杆25向压力液方向移动后如果松开踏板，则在所述隔膜23的刚性弹力作用下，所述活塞推杆25还会被弹回到初始位置。

在图2所示的实施例中，所述气压助力器14还进一步包括：常压腔进气阀21和常压腔排气阀22。在所述非工作状态：所述活塞推杆25处于右极限位置，所述压力腔进气阀24、压力腔排气阀26、常压腔进气阀21和常压腔排气阀22都处于关闭状态。

所述活塞推杆25向压力液方向(如图2为向左)的移动，与所述常压腔排气阀22的开启具有一致性，与所述常压腔进气阀21的关闭具有一致性；所述活塞推杆25向踏板机构13方向(如图2为向右)的移动，与所述常压腔进气阀21的开启具有一致性，与所述常压腔排气阀22的关闭具有一致性。也就是说，当活塞推杆25向压力液方向的移动时，所述常压腔排气阀22开启，所述常压腔进气阀21关闭；当所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时，所述常压腔进气阀21开启，所述常压腔排气阀22关闭。

与上述活塞推杆25的移动与所述压力腔进气阀24和压力腔排气阀26开启和关闭作用，以及所述的随动作用类似。此处，所述活塞推杆25的移动与所述常压腔进气阀21和常压腔排气阀22开启和关闭作用，具体可以采用常用的机械结构实现，也可以采用电气控制来实现。

下面介绍一下在具有常压腔进气阀21和常压腔排气阀22的实施例中，如图2所示，所述的汽车液压制动系统的各个工作状态：

非工作状态：所述活塞推杆25在该回位弹簧27和或所述隔膜23固有的弹性刚力的作用下，处于右极限位置，所述压力腔进气阀24、压力腔排气阀26、常压腔进气阀21和常压腔排气阀22都处于关闭状态。

制动工作状态，踏动踏板时，踏板机构13的力作用于所述活塞推杆25上，并压缩活塞推杆25对应的回位弹簧27，同时使得所述活塞推杆27向压力液方向(如图2中为向左)移动，由于该方向移动与所述压力腔进气阀24开启的随动作用，所述压力腔进气阀24会开启，此时压力腔排气阀26关闭，压力腔开始进入压缩空气，压缩空气使得压力腔的空间膨胀，而对应的常压腔的空间缩小，从而推动所述隔膜23向常压腔方向移动，进而将所述活塞推杆25向压力液方向移动。此时，所述常压腔排气阀22开启，排出常压腔内的空气从而避免产生背压。经过所述活塞推杆25的移动传递，使制动主缸15的活塞移动，产生液压，将压力液压向制动分缸，从而使得制动分缸产生张开力，推动车轮制动器的摩擦片产生制动力。随着所述活塞推杆25移动行程的增加，具有随动作用的压力腔进气阀24的开启程度也随之增加，进而所述压力腔的进气气压加大，进气量增加，使制动主缸内和制动分缸的液压提高，产生越来越大的制动力。制动踏板踩到底、具有随动功能的压力腔进气阀24的进气气压最大，制动主缸内和制动分缸的油压最高，产生的制动力最大。

解除制动的状态：松开制动踏板，气压助力器14内的回位弹簧27将所述活塞推杆25向踏板机构13方向推回，所述压力腔进气阀24关闭，所述压力腔排气阀26开启，压力腔的压缩空气排出，同时常压腔进气阀21开启，常压腔排气阀22关闭。随着活塞推杆25向踏板机构13方向移动，所述压力腔的压缩空气排出，常压腔空气又进入，压力腔的空间缩小，所述隔膜23也逐渐向初始位置回退，所述活塞推杆25在回位弹簧27和隔膜23的作用下，回到初始位置，气压助力器14回到解除制动状态，此时由于活塞推杆25回退到初始位置，所述制动主缸15内的压力液的液压也减小至初始状态，制动分缸16内的液压也减小至初始状态，导致车轮制动器的摩擦片的制动力消失。

另外，在进一步的实施例中，所述常压腔进气阀21的进气通道可以增加一个空气过滤装置，增加进入常压腔的空气的洁净程度，减缓污浊空气对设备的腐蚀，延缓设备的老化。

当然，图2所述实施例是一种较佳的实施例，目的是避免常压腔空气对所述隔膜23产生背压。在另外的实施例中，也可以省略掉所述压腔进气阀21和常压腔排气阀22，只是需要较大的踏板力而已。

下面介绍一下在不具有常压腔进气阀21和常压腔排气阀22的实施例中，所述的汽车液压制动系统的各个工作状态：

非工作状态：所述活塞推杆25在所述回位弹簧27的作用下，处于右极限位置，所述压力腔进气阀24和压力腔排气阀26都处于关闭状态。

制动工作状态，踏动踏板时，踏板机构13的力作用于所述活塞推杆25上，并压缩活塞推杆25对应的回位弹簧27，同时使得所述活塞推杆27向压力液方向如图2中为向左移动，由于该方向移动与所述压力腔进气阀24开启的随动作用，所述压力腔进气阀24会开启，此时压力腔排气阀26关闭，压力腔开始进入压缩空气，压缩空气使得压力腔的空间膨胀，而对应的常压腔的空间缩小，从而推动所述隔膜23向常压腔方向移动，进而将所述活塞推杆25向压力液方向移动。经过所述活塞推杆25的移动传递，使制动主缸15的活塞移动，产生液压，将压力液压向制动分缸，从而使得制动分缸产生张开力，推动车轮制动器的摩擦片产生制动力。随着所述活塞推杆25移动行程的增加，具有随动作用的压力腔进气阀24的开启程度也随之增加，进而所述压力腔的进气气压加大，进气量增加，使制动主缸内和制动分缸的液压提高，产生越来越大的制动力。制动踏板踩到底、具有随动功能的压力腔进气阀24的进气气压最大，制动主缸内和制动分缸的油压最高，产生的制动力最大。

解除制动的状态：松开制动踏板，气压助力器14内的回位弹簧27将所述活塞推杆25向踏板机构13方向推回，所述压力腔进气阀24的关闭方向与所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动具有一致关系，该一致关系可以是：所述压力腔进气阀24在所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时随动关闭，或者所述压力腔进气阀24在所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时立即关闭。所述压力腔排气阀26的开启与所述活塞推杆25向踏板机构13方向的移动具有一致关系，该一致关系可以是：所述压力腔排气阀26在所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时随动开启，或者所述压力腔排气阀26在所述活塞推杆25向踏板机构13方向移动时立即开启。随着活塞推杆25向踏板机构13方向移动，所述压力腔的压缩空气排出。压力腔的空间缩小，所述隔膜23也逐渐向初始位置回退，所述活塞推杆25在回位弹簧27和隔膜23的作用下，回到初始位置，气压助力器14回到解除制动状态，此时由于活塞推杆25回退到初始位置，所述制动主缸15内的压力液的液压也减小至初始状态，制动分缸16内的液压也减小至初始状态，导致车轮制动器的摩擦片的制动力消失。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车液压制动系统，其特征在于，包括：

气泵(11)，所述气泵(11)用于产生压缩气体；

贮气筒(12)，所述贮气筒(12)与所述气泵(11)通过管路连接，所述气泵(11)输出压缩气体到贮气筒(12)中，所述贮气筒(12)存储所述压缩气体；

气压助力器(14)，所述气压助力器(14)内具有压力腔，该压力腔通过压力腔进气阀(24)和管路与所述贮气筒(12)连接；

制动主缸(15)，所述制动主缸(15)中具有压力液和用于推动所述压力液的活塞和活塞推杆(25)；

踏板机构(13)，所述制动主缸(15)的活塞推杆(25)穿过所述气压助力器(14)与所述踏板机构(13)连接；所述踏板机构(13)向所述活塞推杆(25)施加向压力液方向的推力，所述活塞推杆(25)向压力液方向的移动与所述压力腔进气阀(24)的开启具有随动作用；在所述压力腔进气阀(24)开启后，所述贮气筒(12)的压缩气体进入所述压力腔，压力腔的压力对所述活塞推杆(25)向压力液方向进一步施加推力。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括；

制动分缸(16)，所述制动分缸(16)与所述制动主缸(15)通过压力液的管路连接，并与车轮的制动器连接以实施制动力，所述制动分缸(16)接收到所述制动主缸(15)的压力液后向车轮的制动器实施制动力。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气压助力器(14)具体包括：隔膜(23)，所述隔膜(23)将所述气压助力器(14)的内腔分隔为压力腔和常压腔；所述压力腔具有压力腔进气阀(24)和压力腔排气阀(26)，所述压力腔进气阀(24)通过管路与所述贮气筒(12)连接；所述制动主缸(15)的活塞推杆(25)与所述气压助力器(14)的隔膜(23)和所述踏板机构(13)连接，该活塞推杆(25)在所述踏板机构(13)和/或所述隔膜(23)的推力作用下向压力液方向径向移动；所述活塞推杆(25)向压力液方向的移动与所述压力腔进气阀(24)的开启具有随动作用，所述活塞推杆(25)向踏板机构(13)方向的移动与所述压力腔排气阀(26)的开启具有一致性。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述活塞推杆(25)向踏板机构(13)方向的移动与所述压力腔排气阀(26)的开启具有一致性，为：所述压力腔排气阀(26)在所述活塞推杆(25)向踏板机构(13)方向移动时随动开启，或者所述压力腔排气阀(26)在所述活塞推杆(25)向踏板机构(13)方向移动时立即开启。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述气压助力器(14)包括回位弹簧(27)，该回位弹簧(27)设置在所述活塞推杆(25)朝向制动主缸(15)的方向上，用于对所述活塞推杆(25)施加朝向踏板机构(13)的弹力。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述气压助力器(14)的所述隔膜(23)具有指定的刚性弹力。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述气压助力器(14)进一步包括：常压腔进气阀(21)和常压腔排气阀(22)；

所述活塞推杆(25)向压力液方向的移动，与所述常压腔排气阀(22)的开启具有一致性，与所述常压腔进气阀(21)的关闭具有一致性；所述活塞推杆(25)向踏板机构(13)方向的移动，与所述常压腔进气阀(21)的开启具有一致性，与所述常压腔排气阀(22)的关闭具有一致性。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述常压腔进气阀(21)的进气通道具有空气过滤装置。

9.根据权利要求1至8任一项所述的系统，其特征在于，所述气泵(11)具体为电动气泵。