CN107989920B - 离合器主缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合器主缸，属于汽车配件技术领域，其包括壳体，壳体上设置有进油口和出油口，壳体内设置有腔体和活塞，出油口处设置有接头嵌件，接头嵌件由金属制成，接头嵌件的一端与出油口的内壁之间设置有密封圈，接头嵌件外围周圈开设有与所述密封圈相适配的密封槽，所述壳体采用塑料基材注塑成型，且注塑前，所述密封圈已装配至接头嵌件的密封槽内，接头嵌件、密封圈连同塑料基材一起完成壳体的注塑。本发明中离合器主缸的壳体材料选用的是适用于制动液环境的塑料，在壳体的出油口和法兰板安装界面处均采用了金属嵌件增加其结构强度，从而可以代替目前大量应用的金属壳体离合器主缸，达到了减少加工成本和汽车轻量化设计的目的。

Description

离合器主缸

技术领域

本发明属于汽车配件技术领域，尤其涉及一种离合器主缸。

背景技术

传统的离合器主缸大多采用铸铁或铸铝的金属壳体，以满足通过机加工来保证高精度尺寸的需求和表面处理达到耐腐蚀性的要求。高强度塑料虽然已经在汽车领域广泛应用，但是在离合器主缸应用中由于高液压和耐制动液要求，将高强度塑料用于制作离合器主缸的应用较少。

因为塑料强度的问题，在取代金属壳体时，需要加金属嵌件来保证和金属壳体一致的安装强度和密封要求。金属嵌件除实现安装功能外，很多应用场合要求嵌入接头，实现气路或者油路的密封。常规的嵌件注塑由于塑料基材和金属嵌件的材料差异，热膨胀系数不同，塑料和金属嵌件之间会形成缝隙，密封失效风险高，此外，接头嵌件装配时受到螺纹扭矩的影响，会加大泄露风险，导致产品失效。

为解决密封问题，目前常用的解决方案有两种：一种是采用高强度塑料接头取代金属接头作为嵌件，减少与塑料基材的热膨胀差异，但是高强度塑料接头嵌件达不到金属嵌件强度，在高扭矩接头装配时有破损风险；另一种是采用嵌件和塑料基材之间加密封胶，但是密封胶不能耐受高压，其只能适用于低压防尘防水密封，在高压气路或者油路应用中仍有失效风险。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

发明内容

本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种离合器主缸，以降低加工成本，减轻主缸重量。

本发明所采用的技术方案为：

离合器主缸，包括壳体，壳体上设置有进油口和出油口，壳体内设置有腔体和活塞，活塞滑动安置于腔体内，所述腔体被套设于活塞左侧的左密封件和套设于活塞右侧的右密封件分隔为供液腔和工作腔，进油口与供液腔相连通，出油口设置在工作腔的末端，出油口处设置有接头嵌件，接头嵌件由金属制成，接头嵌件的一端与出油口的内壁之间设置有密封圈，接头嵌件外围周圈开设有与所述密封圈相适配的密封槽，所述壳体采用塑料基材注塑成型，且注塑前，所述密封圈已装配至接头嵌件的密封槽内，接头嵌件、密封圈连同塑料基材一起完成壳体的注塑。

所述接头嵌件的内部中空，密封槽的槽底开设有与所述接头嵌件的内部相连通的散热孔。

所述腔体的内壁上开设有多条制动液补偿槽，各制动液补偿槽在腔体内壁上的设置位置为近进油口侧，所述供液腔和工作腔通过制动液补偿槽相连通。

所述腔体呈阶梯轴状，各所述制动液补偿槽为直接注塑成型，且各制动液补偿槽的一端均开设在阶梯轴状腔体的两不同内径的交接处。

所述活塞的左端中央位置处设置有安装导向孔，安装导向孔内设置有中心阀，所述中心阀为金属嵌件硫化橡胶伞状结构。

所述活塞的左侧设置有弹簧座及设置在弹簧座上的回位弹簧，所述中心阀通过回位弹簧抵靠在活塞上。

所述活塞的右端设置有球窝关节，所述球窝关节包括球头及与球头相连通的推杆安装孔，球头处设置有第一金属嵌件，所述第一金属嵌件呈帽型，所述推杆安装孔的孔径从左至右依次增大。

所述左密封件为左唇形密封圈，右密封件为右唇形密封圈，左唇形密封圈的外径小于右唇形密封圈的外径，且左、右唇形密封圈的唇形口均朝向工作腔；所述活塞的左端外侧还套置有左耐磨导向环，左耐磨导向环位于左唇形密封圈的右侧，活塞的右端外侧还套置有右耐磨导向环，右耐磨导向环位于右唇形密封圈的右侧，左耐磨导向环的外径小于右耐磨导向环的外径。

所述壳体的外围周圈沿壳体轴向均布有多条加强筋，所述加强筋由塑料制成；所述壳体的外侧设置有用于实现壳体安装定位的法兰板，法兰板由塑料制成，法兰板位于加强筋的右侧，法兰板上开设有定位孔，定位孔内设置有第二金属嵌件。

所述壳体的右端设置有限制活塞移动的锁止机构，锁止机构包括固定件、旋转件及定位弹垫，所述固定件与壳体右端固连且一体成型，固定件为环状结构，固定件的内侧沿其周圈设置有多个呈凸起状的锁止块，所述旋转件呈盘状，旋转件的中央开设有供离合器主缸推杆穿过的通孔，旋转件的外端面上设置有呈凸起状的工具筋，旋转件的外围周圈均布有与锁止块数量相同的限位筋组件，各限位筋组件均包括第一限位筋和第二限位筋，且第一限位筋的高度大于第二限位筋的高度，属于同一限位筋组件的第一限位筋和第二限位筋之间的间隙略大于锁止块的长度，安装时，将所述旋转件和定位弹垫一起压入所述固定件内，其中定位弹垫位于旋转件左侧，用力推顶旋转件及定位弹垫，使旋转件上的第二限位筋低于所述锁止块的高度，将旋转件自第一限位筋向第二限位筋的方向旋转直至第一限位筋抵接到锁止块处无法旋转为止，释放压力，定位弹垫回弹至自由状态，旋转件实现定位锁止。

所述固定件的外圈开设有多个减重孔。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

1、本发明中离合器主缸的壳体材料选用的是适用于制动液环境的塑料，在壳体的出油口和法兰板安装界面处均采用了金属嵌件增加其结构强度，从而可以代替目前大量应用的金属壳体离合器主缸，达到减少加工成本和汽车轻量化设计的目的。此外，本发明中的塑料壳体，避免了机加工和表面处理工艺，符合环保和轻量化设计趋势，壳体内部零部件设计紧凑，减少了关键特性计算的尺寸链，易于保证产品的一致性。

2、本发明中的出油口处设置了金属接头嵌件，且壳体注塑之前，密封圈已装配至接头嵌件上，接头嵌件、密封圈和壳体一起完成高温注塑，将密封圈紧密包裹在塑料基材和金属接头嵌件之间，密封圈吸收了由于塑料基材和金属接头嵌件材料不同导致的收缩率变化，消除了两者之间的间隙，达到了密封效果。且本发明中这种注塑密封方法扩展了塑料材料在高压气路或者液路工作条件下的常规阀类产品中的应用。

3、本发明中的制动液补偿槽在阶梯轴状腔体的阶梯过渡处直接注塑成型，避免了壳体单一尺寸深孔设计和现有补偿槽的倒扣结构，注塑工艺好，易于脱模。

4、本发明充分考虑了塑料壳体的加工工艺性，采用由固定件和旋转件组成的锁止机构代替常规的卡簧和垫片组合结构，本发明中的锁止机构可以直接通过型芯拼插形成，避免了现有技术中的复杂的倒扣型芯设计，且旋转件上设置有限位筋组件，保证了旋转件旋转到位且不会自由转动，同时固定件上设置有工具块，便于主缸装配工具的应用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明除去防尘罩和旋转件后的结构示意图。

图3为本发明的半剖结构示意图。

图4为本发明除去活塞、中心阀、弹簧座和回位弹簧后的半剖图。

图5为本发明中活塞及中心阀的结构示意图。

图6为本发明中接头嵌件的结构示意图。

图7为将旋转件压入固定件后的状态示意图。

图8为将旋转件沿固定件旋转到位后的状态示意图。

图9示出了当快速释放离合器踏板且液压油不能及时返回主缸时，制动液的流向示意图。

图10示出了本发明中旋转件、固定件及定位弹垫的相对位置关系示意图。

其中，

1、壳体 2、腔体 21、供液腔 22、工作腔 3、接头嵌件 31、嵌件本体 32、贯通孔 33、堵头 34、第一安装定位槽 35、第二安装定位槽 36、散热孔 4、O 型密封圈5、回位弹簧 6、弹簧座 7、中心阀 8、活塞 81、左唇形密封圈 82、右唇形密封圈 83、左耐磨导向环 84、右耐磨导向环 85、第一金属嵌件 86、推杆安装孔 9、进油口 10、管接头 11、防尘罩 12、加强筋 13、第二金属嵌件 14、固定件 141、锁止块 142、减重孔 143、卡槽 15、旋转件 151、工具筋 152、第一限位筋 153、第二限位筋 16、法兰板 17、制动液补偿槽 18、定位弹垫

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图10所示，离合器主缸，包括由塑料制成的壳体1。所述壳体1的外围周圈沿壳体1轴向均布有多条加强筋12，所述加强筋12由塑料制成。所述壳体1的外侧设置有用于实现壳体1安装定位的法兰板16，法兰板16由塑料制成，法兰板16位于加强筋12的右侧，法兰板16上开设有定位孔，定位孔内设置有第二金属嵌件13，保证了安装强度。所述壳体1的右端设置有与其相连的防尘罩11。

所述壳体1上设置有进油口9和出油口，壳体1内设置有腔体2和活塞8，活塞8滑动安置于腔体内，所述腔体被套设于活塞8左侧的左密封件和套设于活塞8右侧的右密封件分隔为供液腔21和工作腔22。

所述进油口9处设置有管接头10，且进油口9与供液腔21相连通。

所述出油口设置在工作腔22的末端，工作腔22通过管道与离合器助力缸相接通。出油口处设置有接头嵌件3，接头嵌件3由金属制成。接头嵌件3的一端与出油口的内壁之间设置有O型密封圈4，接头嵌件3外围周圈开设有与所述O型密封圈4相适配的密封槽。具体地来说，所述接头嵌件3包括嵌件本体31，嵌件本体31的中央沿其轴向开设有供制动液通过的贯通孔32，嵌件本体31的前端设置有堵头33，嵌件本体31的外围周圈设置有第一安装定位槽34和第二安装定位槽35。所述嵌件本体31为内部中空结构，密封槽34的槽底开设有与所述嵌件本体31的内部相连通的散热孔36，以实现注塑过程中的热气能够通过该散热孔36进入嵌件本体31的内部中空结构并排出。

此外，所述堵头33的外径大于嵌件本体31的外径，可以承受接头嵌件3安装使的扭矩压力，保证接头嵌件3拧紧扭矩稳定，避免受到塑料材料变形影响造成扭矩变化。

所述壳体1采用塑料基材注塑成型，且注塑前，所述O型密封圈4已装配至接头嵌件3 的密封槽内，接头嵌件3、O型密封圈4连同塑料基材一起完成壳体的注塑。注塑之前将O型密封圈4装配到接头嵌件3上，然后再进行高温注塑，将O型密封圈4紧密包裹在塑料基材和金属接头嵌件3之间，O型密封圈4可以吸收由于塑料基材和金属接头嵌件3材料不同而导致的收缩率变化，消除了两者之间的间隙，达到了非常好的密封效果。

所述腔体2呈阶梯轴状，优选地，所述腔体2包括从左至右依次相连的第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室的内径小于第二腔室的内径，第二腔室的内径小于第三腔室的内径。

所述腔体2的内壁上开设有六条制动液补偿槽17，六条制动液补偿槽17整体上沿腔体2 周向均布，各制动液补偿槽17沿腔体2轴向开设，也就是说各制动液补偿槽17的长度方向与腔体2的轴向相互平行。各制动液补偿槽17在腔体2内壁上的设置位置为近进油口9侧，所述供液腔21和工作腔22通过制动液补偿槽17相连通。

各所述制动液补偿槽17为直接注塑成型，且为了便于脱模，各制动液补偿槽17的一端均开设在阶梯轴状腔体2的两不同内径的交接处，从图4中可以看出，本发明的制动液补偿槽17 优选地设置在第二腔室处，且其一端位于第二腔室和第三腔室的交接处。为保证成型后各制动液补偿槽17的内壁光滑无毛刺，将各所述制动液补偿槽17的槽底均设计为圆角状。

所述活塞8的左端中央位置处设置有安装导向孔，安装导向孔内设置有中心阀7，所述中心阀7为金属嵌件硫化橡胶伞状结构。所述活塞8的左侧设置有弹簧座6及设置在弹簧座6 上的回位弹簧5，所述中心阀7通过回位弹簧5抵靠在活塞8上。

所述中心阀7安装到位后，其橡胶伞贴到活塞8左侧安装导向孔的台阶面上，且中心阀 7为常闭状态，工作腔22和供液腔21靠制动液补偿槽17连通。当踩踏离合器踏板压缩活塞8通过制动液补偿槽17后，工作腔22开始建立压力，压力会把中心阀7压紧到活塞8左侧的台阶面上，起到密封保压作用，工作腔22和供液腔21完全不联通。当快速释放离合器踏板且液压油不能及时返回主缸时，工作腔22的压力会小于供液腔21的压力，这时中心阀7 的橡胶伞会在负压下张开，如图9所示，供液腔21内的制动液会通过活塞8内部的制动液通道经由中心阀7流入工作腔22，时时消除负压，保证活塞8的快速回位，活塞8回位后，工作腔22中多余的制动液会通过制动液补偿槽17返回供液腔21，回归到初始状态。

此外，中心阀7的负压补液功能也可以提高制动液的加注效率，在加注时，可以通过快速释放离合器踏板，利用负压原理，使大量制动液快速经由中心阀7流入管路。另外，中心阀7时时消除负压的功能，可以减少活塞8的回位阻力，降低回位弹簧力，从而降低踏板力，符合当前小踏板力发展趋势。

所述活塞8的右端设置有球窝关节，所述球窝关节包括球头及与球头相连通的推杆安装孔 86，球头处设置有第一金属嵌件85，所述第一金属嵌件85呈帽型，第一金属嵌件85很好地贴合在球头的外表面上，增强了球窝关节的耐磨性。此外，所述第一金属嵌件85设计有工艺孔，保证活塞注塑时第一金属嵌件的精确定位。所述推杆安装孔86的孔径从左至右依次增大。

所述左密封件为左唇形密封圈81，右密封件为右唇形密封圈82，左唇形密封圈81的外径小于右唇形密封圈82的外径，且左、右唇形密封圈的唇形口均朝向工作腔22。

所述活塞8的左端外侧还套置有左耐磨导向环83，左耐磨导向环83位于左唇形密封圈 81的右侧，活塞8的右端外侧还套置有右耐磨导向环84，右耐磨导向环84位于右唇形密封圈82的右侧，左耐磨导向环83的外径小于右耐磨导向环84的外径。所述活塞8左端的外围周圈还开设有与所述左耐磨导向环83位置相对且相互适配的左安装槽，活塞8右端的外围周圈还开设有与所述右耐磨导向环84位置相对且相互适配的右安装槽。所述左、右耐磨导向环实现了活塞8导向的同时，避免了活塞8与壳体1的直接接触，从而减少了活塞8的磨损，延长了其使用寿命，提高了性能。

如图7、图8及图10所示，所述壳体1的右端设置有限制活塞8移动的锁止机构，锁止机构包括固定件14、旋转件15及定位弹垫18。

所述固定件14与壳体1右端固连且一体成型，固定件14为环状结构，固定件14的内侧沿其周圈设置有四个呈凸起状的锁止块141。各所述锁止块141的截面均为与固定件14的环状结构相适配的弧状。所述固定件14的外圈开设有四个减重孔142。外侧减重孔142与内侧锁止块141的位置一一对应。

此外，所述固定件14的外围周圈还开设有用于安装所述防尘罩11的卡槽143。

所述旋转件15呈盘状，旋转件15的中央开设有供离合器主缸推杆穿过的通孔，旋转件 15的外端面上设置有呈凸起状的工具筋151，旋转件15的外围周圈均布有与锁止块141数量相同的限位筋组件，各限位筋组件均包括第一限位筋152和第二限位筋153，且第一限位筋 152的高度大于第二限位筋153的高度，第二限位筋153高度较低。属于同一限位筋组件的第一限位筋152和第二限位筋153之间的间隙略大于锁止块141的长度。安装时，将所述旋转件15和定位弹垫18一起压入所述固定件14内，其中定位弹垫18位于旋转件15左侧，用力推顶旋转件15及定位弹垫18，使旋转件15上的第二限位筋153低于所述锁止块141的高度，将旋转件15自第一限位筋152向第二限位筋153的方向旋转，旋转过程中，第二限位筋153可从锁止块141底部穿过，直至第一限位筋152抵接到锁止块141处无法旋转为止，此时释放压力，定位弹垫18回弹至自由状态，旋转件15在所述回位弹簧5及定位弹垫18的作用下，压紧在固定件14上，实现锁止。如图7和图8所示，图7和图8示出了旋转件15从压入到锁止的状态变换，旋转件15压入固定件14后通过旋转实现定位，旋转时旋转件15自第一限位筋152向第二限位筋153的方向旋转直至第一限位筋152抵接到锁止块141处无法旋转为止。

所述定位弹垫18为弹性塑料材料，其横截面为拱形结构，在锁旋转件15安装过程中，所述定位弹垫18的压缩阻力小，易于压缩，当旋转件15安装到位后，定位弹垫又可回弹为自由状态，支撑在旋转件15与活塞之间，避免了旋转件15在活塞压缩后失去顶紧力的情况下，由于车辆振动导致旋转件窜动旋转，无法复位。

本发明的工作原理为：

本发明中的活塞8处于初始位置时，左唇形密封圈81位于制动液补偿槽17处，供液腔 21和工作腔22通过制动液补偿槽17和中心阀7相通。踩下离合踏板，即活塞8促动时，离合器主缸内的左唇形密封圈81移过制动液补偿槽17，中心阀7受压关闭，工作腔22密闭，此后通过油管将制动液自离合器主缸转移到离合器助力缸的液压缸中。释放离合踏板，活塞8在回位弹簧5的作用下回位，制动液在离合器压盘的作用力下返回到主缸，如果离合器主缸活塞8的回位速度快于系统的响应速度，在油路中形成负压，则中心阀7开启，供液腔21和工作腔22相通，制动液得以补偿。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可完成。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.离合器主缸，包括壳体，壳体上设置有进油口和出油口，壳体内设置有腔体和活塞，活塞滑动安置于腔体内，所述腔体被套设于活塞左侧的左密封件和套设于活塞右侧的右密封件分隔为供液腔和工作腔，进油口与供液腔相连通，出油口设置在工作腔的末端，其特征在于，出油口处设置有接头嵌件，接头嵌件由金属制成，接头嵌件的一端与出油口的内壁之间设置有密封圈，接头嵌件外围周圈开设有与所述密封圈相适配的密封槽，所述壳体采用塑料基材注塑成型，且注塑前，所述密封圈已装配至接头嵌件的密封槽内，接头嵌件、密封圈连同塑料基材一起完成壳体的注塑，所述接头嵌件的内部中空，密封槽的槽底开设有与所述接头嵌件的内部相连通的散热孔。

2.根据权利要求1所述的离合器主缸，其特征在于，所述腔体的内壁上开设有多条制动液补偿槽，各制动液补偿槽在腔体内壁上的设置位置为近进油口侧，所述供液腔和工作腔通过制动液补偿槽相连通。

3.根据权利要求2所述的离合器主缸，其特征在于，所述腔体呈阶梯轴状，各所述制动液补偿槽为直接注塑成型，且各制动液补偿槽的一端均开设在阶梯轴状腔体的两不同内径的交接处。

4.根据权利要求1所述的离合器主缸，其特征在于，所述活塞的左端中央位置处设置有安装导向孔，安装导向孔内设置有中心阀，所述中心阀为金属嵌件硫化橡胶伞状结构。

5.根据权利要求4所述的离合器主缸，其特征在于，所述活塞的左侧设置有弹簧座及设置在弹簧座上的回位弹簧，所述中心阀通过回位弹簧抵靠在活塞上。

6.根据权利要求1所述的离合器主缸，其特征在于，所述活塞的右端设置有球窝关节，所述球窝关节包括球头及与球头相连通的推杆安装孔，球头处设置有第一金属嵌件，所述第一金属嵌件呈帽型，所述推杆安装孔的孔径从左至右依次增大。

7.根据权利要求1所述的离合器主缸，其特征在于，所述左密封件为左唇形密封圈，右密封件为右唇形密封圈，左唇形密封圈的外径小于右唇形密封圈的外径，且左、右唇形密封圈的唇形口均朝向工作腔；所述活塞的左端外侧还套置有左耐磨导向环，左耐磨导向环位于左唇形密封圈的右侧，活塞的右端外侧还套置有右耐磨导向环，右耐磨导向环位于右唇形密封圈的右侧，左耐磨导向环的外径小于右耐磨导向环的外径。

8.根据权利要求1所述的离合器主缸，其特征在于，所述壳体的外围周圈沿壳体轴向均布有多条加强筋，所述加强筋由塑料制成；所述壳体的外侧设置有用于实现壳体安装定位的法兰板，法兰板由塑料制成，法兰板位于加强筋的右侧，法兰板上开设有定位孔，定位孔内设置有第二金属嵌件。

9.根据权利要求1所述的离合器主缸，其特征在于，所述壳体的右端设置有限制活塞移动的锁止机构，锁止机构包括固定件、旋转件及定位弹垫，所述固定件与壳体右端固连且一体成型，固定件为环状结构，固定件的内侧沿其周圈设置有多个呈凸起状的锁止块，所述旋转件呈盘状，旋转件的中央开设有供离合器主缸推杆穿过的通孔，旋转件的外端面上设置有呈凸起状的工具筋，旋转件的外围周圈均布有与锁止块数量相同的限位筋组件，各限位筋组件均包括第一限位筋和第二限位筋，且第一限位筋的高度大于第二限位筋的高度，属于同一限位筋组件的第一限位筋和第二限位筋之间的间隙略大于锁止块的长度，安装时，将所述旋转件和定位弹垫一起压入所述固定件内，其中定位弹垫位于旋转件左侧，用力推顶旋转件及定位弹垫，使旋转件上的第二限位筋低于所述锁止块的高度，将旋转件自第一限位筋向第二限位筋的方向旋转直至第一限位筋抵接到锁止块处无法旋转为止，释放压力，定位弹垫回弹至自由状态，旋转件实现定位锁止。

10.根据权利要求9所述的离合器主缸，其特征在于，所述固定件的外圈开设有多个减重孔。