CN113530894A - 车辆制动系统及其蓄能器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种包括蓄能器(40)的车辆制动系统，所述蓄能器(40)包括：缸体(410)，其具有限定出流体端口(412)的第一端部；和端盖(450)，其被安装于所述缸体(410)的第二端部并且与所述缸体(410)共同限定出与所述流体端口(412)流体连通的活塞腔(430)；和被容置于所述活塞腔(430)内并且能够在其中轴向往复移动的活塞(440)，弹性元件(460)夹置于活塞(440)和端盖(450)之间，活塞腔(430)被活塞(440)分隔为与流体端口(412)流体连通的高压侧和弹性元件(460)所处的低压侧，其中，所述蓄能器(40)还包括被配置用于将从所述活塞腔(430)的高压侧泄露到所述活塞腔(430)的低压侧的制动液引导离开所述低压侧的排泄口(499)。本申请还涉及该车辆制动系统中的蓄能器。

Description

车辆制动系统及其蓄能器
技术领域
本发明涉及一种车辆制动系统以及用于该车辆制动系统的蓄能器。
背景技术
通常车辆中安装有车辆制动系统以对车辆提供安全制动。车辆制动系统主要包括制动回路和将制动液提供给制动回路的制动主缸。制动回路包含电磁控制阀、蓄能器和泵等液压元件，以实现并控制被传递到车轮处的制动轮缸的制动压力。蓄能器是制动回路中的能量储蓄装置，其根据需要填充制动液以储存系统中的能量，或者排出制动液以释放能量。
蓄能器包括缸体和在缸体内轴向往复运动的活塞。活塞和缸体之间通常设置有起引导作用的两个引导环和在这两个引导环之间起密封作用的密封件。在活塞于缸体内轴向运动时，引导环和密封件都抵靠着缸体的内表面往复滑动。
一方面，硬质材料的引导环在往复移动时可能对其滑动接触的缸体内表面造成擦伤或其它摩擦缺陷，这时弹性材料的密封件在移动至与此擦伤区域相接触时不再能够良好地密封活塞的外表面和缸体的内表面，可能造成制动液的泄露；另一方面，密封件的老化、摩损也可能导致制动液的泄露。泄露的制动液累积到一定程度，不但会影响活塞的运动、并因而影响蓄能器的性能，而且蓄能器还存在端盖爆裂的危险。
希望能解决上述技术问题。
发明内容
本申请的目的是减轻、甚至消除蓄能器内部泄露的制动液对蓄能器、以及因而对车轮制动系统的影响。
本申请的上述目的通过一种包括蓄能器的车辆制动系统实现，所述蓄能器包括：
缸体，其具有限定出流体端口的第一端部；和
端盖，其被安装于所述缸体的第二端部并且与所述缸体共同限定出与所述流体端口流体连通的活塞腔；和
被容置于所述活塞腔内并且能够在其中轴向往复移动的活塞，弹性元件夹置于活塞和端盖之间，活塞腔被活塞分隔为与流体端口流体连通的高压侧和弹性元件所处的低压侧，
本申请还涉及一种蓄能器，所述蓄能器是在上述车辆制动系统中使用的所述蓄能器。
根据本申请的车辆制动系统，通过设置将泄露的制动液引导离开活塞腔的排泄口，解决了蓄能器内难以避免的制动液泄露现象对蓄能器带来的不利影响。排泄口的设置实现了将蓄能器的缸体和活塞之间泄露的制动液及时、彻底地排出活塞腔的技术目的，最大程度地减轻、甚至消除了制动液泄露对蓄能器、以及因而对制动系统的影响。
附图说明
从结合附图、在下面给出的详细说明中能更全面地理解本申请的前述及其它方面。需要指出的是，出于清楚说明以及突出重点的目的，各附图并未按比例绘制，并且与本申请的重点无关的部分可能被省略，但这并不会影响对本申请的理解。例如，本申请的车辆制动系统中还可以包括许多因为与本申请的重点无关而在附图中未示出的部件，在附图中示出的部件也不必须存在于所有车辆制动系统的实施方式中。
在附图中：
图1简化示意了根据本申请的第一实施例的车辆制动系统的一部分的液压回路图；
图2简化示意了根据本申请的第二实施例的车辆制动系统的一部分的液压回路图；
图3是适于在图1的车辆制动系统中使用的蓄能器的一部分的剖视图。
具体实施方式
在本申请的各附图中，结构相同或功能相似的部件或特征用相同的附图标记表示。
如图1所示，根据本申请的第一实施例的车辆制动系统包括制动主缸10、存储有制动液的制动液贮存器20、以及与所述制动主缸10操作性相连的制动踏板30。制动主缸10与制动液贮存器20选择性流体连通以从其接收制动液，制动主缸10和制动踏板30之间可以连接有制动助力器(未示出)。致动或按下制动踏板30可以使得制动主缸10从制动助力器处获得制动助力而将制动主缸10内的制动液加压并供出。本部分不是本申请的重点，这里不详细解释。
图1示出的车辆制动系统是对角式双回路制动系统，图中示出的是用于左后车轮和右前车轮的制动回路部分。
在图示的制动回路中，车辆制动系统包括制动线路，制动线路包括起始于制动主缸10的出液口的总制动线路L1和经过常通控制阀15后总制动线路L1被分叉形成的第一分制动线路L11和第二分制动线路L12，第一分制动线路L11和第二分制动线路L12上分别设有第一常通控制阀25和第二常通控制阀35，第一常通控制阀25被设置用于控制左后车轮的制动轮缸26，第二常通控制阀35被设置用于控制右前车轮的制动轮缸36。在本申请中，常通控制阀25和35可以配置为二位电磁阀，该电磁阀在电子控制设备、例如车辆的中央电子控制单元(ECU)的控制下能够在允许流体流经的导通状态和禁止流体流经的截止状态之间切换。“常通控制阀”是指该阀在未被供电的情况下始终处于导通状态，而在被供电时切换到截止状态。
在图1所示的制动回路中，车辆制动系统还包括释放线路，释放线路包括起始于左后车轮的制动轮缸26的第一分释放回路L21和起始于右前车轮的制动轮缸36的第二分释放回路L22，第一分释放回路L21和第一分释放回路L22分别设置有常闭控制阀45和55。经过各自的常闭控制阀45和55之后，第一分释放回路L21和第一分释放回路L22汇聚成总释放回路L2。总释放回路L2上设置有蓄能器40以及沿着制动液的流动方向位于蓄能器40下游的泵50。泵50的出液口通向总制动线路L1，至此总释放回路L2被流体连接到总制动线路L1。与常通控制阀类似，“常闭控制阀”指该阀在未被供电的情况下始终处于截止状态，而在被供电时切换到导通状态。本申请中的各控制阀的状态和切换和/或制动踏板30的状态都可以通过车辆的ECU监控或控制。
可选地，如图1所示，为了提供过压保护，可以为每个常通控制阀15，25和35并联连接一单向阀14，24和34。
如图1所示的车辆制动系统，当制动踏板30被致动时，例如驾驶员在驾驶车辆时踩踏了制动踏板30，由于压力差而由助力器产生助力，制动主缸10通过接收来自助力器的放大的力而产生制动压力，使得其中的制动液被加压并且从出液口排出到总制动线路L1。进入总制动线路L1的制动液依次经过处于导通状态的常通控制阀15和处于导通状态的常通控制阀25进入左后车轮的制动轮缸26，向左后车轮提供制动力。同样，进入总制动线路L1的制动液依次经过处于导通状态的常通控制阀15和处于导通状态的常通控制阀35进入右前车轮的制动轮缸36，向右前车轮提供制动力
制动踏板30被释放时，或者由于其它原因，制动轮缸内的制动压力需要降低时。在电子控制设备、例如车辆ECU的控制下，常闭控制阀45和55从截止状态切换到导通状态，分制动线路L11和L12上的常通控制阀45和55从导通状态切换到截止状态，从而制动轮缸26和36中的制动液进入分释放线路L21和L22并且经过已经切换到导通状态的常闭控制阀45和55。流经常闭控制阀45和55之后，分释放线路L21和L22中的制动液汇聚到总释放线路L2中，进入并且存储在蓄能器40中。当马达70启动时，泵50启动，在蓄能器40中被加压的制动液得以排出，打开单向阀60，被抽取到泵50中。然后，制动液被泵50泵送到总制动线路L1，经由常通控制阀15回到制动主缸10。
上面描述的是本第一实施例的车辆制动系统的其中一个制动回路的工作原理，本领域内技术人员应理解，由用于左前车轮的制动轮缸和右后车轮的制动轮缸构成的另一个制动回路类似于上述针对左后车轮的制动轮缸和右前车轮的制动轮缸构成的制动回路，这里不再赘述。
从图1的实施例中，可以看到，车辆制动系统还包括使蓄能器40和制动液贮存器20流体连通的排泄线路L3。排泄线路L3被配置用于将蓄能器40中泄露的制动液引导到常压环境下的制动液贮存器20。在无法避免蓄能器40内发生制动液泄漏的情况下，设置及时排出泄露的制动液的排泄线路L3是非常有利的，这使得泄露的制动液能够及时地排出蓄能器，而不再伤害蓄能器的功能行使和特性。
图2是根据本申请的第二实施例的车辆制动系统的一部分的液压回路图。本实施例不同于图1的第一实施例在于，本实施例的排泄线路L3被构造成将蓄能器40内泄露的制动液引导入从蓄能器40排放到泵50的制动液流中。在泵50致动后产生的负压下，在蓄能器40中加压过的制动液被排出，蓄能器40内泄露的制动液被引入此负压环境中。此负压环境使得蓄能器40中泄露的制动液排放地更彻底。
可选地，如图2所示，一单向阀42设置于蓄能器40的排泄口处，此单向阀的开口压力设置为0，即不对蓄能器40内泄露的制动液的排出设置障碍。但此单向阀的设置有利地排除了在意外情况下制动液回流到蓄能器内的可能。
图3示出了适于在图1和2的车辆制动系统中使用的蓄能器40的一部分的剖视图。
蓄能器40包括缸体410，缸体410包括可以如图所示形成为一体、也可以分开形成然后密封附接到一起的侧部414和第一端部416，第一端部416限定出允许制动液进出蓄能器40的流体端口412。缸盖或堵塞450密封安装于缸体410的第二端部。缸体410和缸盖450共同限定出活塞腔430，活塞440被容置于活塞腔430中并且在其中可沿轴向Z往复移动。
对于活塞腔430来说，在活塞440的靠近缸体410的流体端口412的一侧称为其高压侧，相反，弹性元件460所处的一侧称为低压侧。弹性元件460在活塞腔430的低压侧中被夹置于活塞440和端盖450之间。弹性元件460可以是弹簧或任何其他形式的弹性元件。
在图3中，弹性元件460的一端抵接活塞440，另一端抵接端盖450，端盖450是包括实心基部452和从实心基部452上朝向活塞腔430突伸的凸台454的实心零件，弹性元件460部分地套装在端盖450的凸台454上以稳定和固定弹性元件460的位置。在未示出的一种结构中，活塞440可以形成有从活塞440的低压侧端面向活塞440内部延伸并终止于其内部的凹部，用于接收弹性元件460的至少一部分，以起到类似地使弹性元件460稳定和固定的目的。
当来自制动缸体的制动液经由蓄能器40的流体端口412进入活塞腔430时，制动液到达活塞腔430的高压侧，制动液致使活塞440抵抗着弹性元件460的弹性力朝向低压侧移动，弹性元件460完成蓄能操作。当车辆制动系统的泵50启动时，位于活塞腔430高压侧的制动液被经由流体端口412抽出蓄能器40，弹性元件460朝向活塞的高压侧移动，释放能量。
蓄能器40还包括分别靠近活塞腔430的高压侧和低压侧设置在活塞440上的第一引导环480和第二引导环490，它们在活塞440于活塞腔430内轴向移动时起引导作用。一密封件470沿轴向Z设置于第一引导环480和第二引导环490之间。
在图3的结构中，活塞440在其外表面上形成有适于安装第一引导环480、第二引导环490和密封件470的环形槽485、495和475。在图示实施例中，第一引导环480和第二引导环490被成形为具有开口的环形件，使得它们能够在活塞440安装到活塞腔430之前卡装在活塞440的对应环形槽485和495中。密封件470可以是本领域内技术人员熟知的密封元件，例如O形圈。同样，在活塞440被安装在活塞腔430内之前，密封件470被套装卡合在环形槽475内。虽然图3中示出了上述结构，但是本领域内的技术人员应理解，第一引导环480和第二引导环490以及密封件470可以具有不同于图3所示的配置，例如第一引导环480和第二引导环490中的一个可以设计成适配在形成于缸体410面对着活塞腔430的内表面上并且被设计成在活塞440的轴向移动过程中不干涉密封件470的往复轴向移动，这能够在一定程度上减少密封件470的磨损，因而能够减少制动液的泄露。
然而，制动液从活塞440的高压侧经由相对移动的活塞440的外表面和活塞腔430的内表面之间的空间泄露到活塞440的低压侧是不可避免的。
为了解决泄露的制动液损害蓄能器40的性能的问题，可以采用将泄露的制动液及时排出的方法。为此，本申请的蓄能器40包括被配置用于将从活塞440的高压侧泄露到低压侧的制动液排放出去的排泄口499。
根据图1的车辆制动系统的第一实施例，泄露的制动液被排放到常压环境下的容器，例如制动液存贮器或其它任何容器。此时，排泄口499延伸穿透缸体410通向蓄能器40的外面，如图3所示。使用时，在排泄口499处连接外部管路，外部管路的另一端通向常压环境中的容器。外部管路可以是在本领域内常用的任何适当的管路，例如刚性的金属硬管道，优选能够提供便携性和灵活性优势的非金属柔性管道
可选地，根据图2的车辆制动系统的第二实施例，泄露的制动液被排放到负压环境中。为此，排泄口499可以配置为通过形成于蓄能器40的缸体410内部的内部管道和/或如上述位于蓄能器40的缸体410外部的外部管道连接到总释放线路L2，以便在蓄能器40排放高压制动液时将泄露到活塞440的低压侧的制动液一并抽吸到泵50。在此实施例中，如图2所示的单向阀42是必要的，以在允许制动液排出低压侧的同时禁止制动液从该低压侧进入活塞腔430。在这种情况下，尽管未示出，上述的排泄口400可以采用不穿透缸体410、而是经由缸体410内部的流体通道连接至流体端口412的方式。
本申请不对排泄口499的数量、形状、尺寸和布置进行限制。
可选地，由于端盖450限定活塞腔430、具体为活塞440的低压侧的至少一部分，所以，将排泄口499设置在端盖450的适当位置处也是可能的。另外蓄能器40的排泄口499还可能延伸穿过缸体410以及端盖450两者，只要能够实现将泄露到活塞440的低压侧的制动液引导到缸体410的外面即可。
根据本申请，由于设置有排泄口499，蓄能器40的端盖450不再需要加工用于设置透气性部件的通孔，降低了端盖450的加工制造成本，以及不再需要在端盖450中设置比较昂贵的透气性部件。
上面参考附图的具体实施例详细描述了本申请的车辆制动系统，在无法绝对避免蓄能器发生泄露的情况下，本申请的蓄能器实现了将泄露的制动液及时引导出蓄能器的目的，避免、甚至消除了泄露的制动液损害蓄能器性能的技术问题。泄露的制动液可被引导到常压环境中，或者引导到负压环境中，这能够更加彻底地排出泄露的制动液。
本领域技术人员还应理解，本申请不限于图中示出的和上面描述的具体实施例，在不脱离本申请精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (13)

1.一种包括蓄能器(40)的车辆制动系统，所述蓄能器(40)包括：
缸体(410)，其具有限定出流体端口(412)的第一端部；和
端盖(450)，其被安装于所述缸体(410)的第二端部并且与所述缸体(410)共同限定出与所述流体端口(412)流体连通的活塞腔(430)；和
被容置于所述活塞腔(430)内并且能够在其中轴向往复移动的活塞(440)，弹性元件(460)夹置于活塞(440)和端盖(450)之间，活塞腔(430)被活塞(440)分隔为与流体端口(412)流体连通的高压侧和弹性元件(460)所处的低压侧，
其中，所述蓄能器(40)还包括被配置用于将从所述活塞腔(430)的高压侧泄露到所述活塞腔(430)的低压侧的制动液引导离开所述低压侧的排泄口(499)。
2.根据权利要求1所述的车辆制动系统，其中，所述排泄口(499)被配置用于经由位于缸体(410)外面的外部管道将泄露的制动液引导到处于常压环境的容器。
3.根据权利要求2所述的车辆制动系统，其中，所述外部管道是刚性管道或柔性管道。
4.根据权利要求1所述的车辆制动系统，其中，所述排泄口(499)被配置用于使泄露到所述低压侧的制动液经由位于缸体(410)外面的外部管道和/或经由在所述缸体(410)内部延伸的内部管道汇入从所述流体端口(412)排出的制动液流中。
5.根据权利要求4所述的车辆制动系统，其中，所述排泄口(499)处设有只允许泄露的制动液流出所述低压侧、但不允许制动液进入所述低压侧的单向阀。
6.根据权利要求5所述的车辆制动系统，其中，所述单向阀的开启压力约为零。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的车辆制动系统，其中，所述排泄口(499)被形成在所述缸体(410)和所述端盖(450)中的至少一个中。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的车辆制动系统，其中，所述蓄能器(40)的端盖(450)是实心零件。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的车辆制动系统，还包括靠近所述高压侧和低压侧设置于所述活塞(440)和缸体(410)之间的第一引导环(480)和第二引导环(490)。
10.根据权利要求9所述的车辆制动系统，其中，所述第一引导环(480)和第二引导环(490)是带有开口的环形件。
11.根据权利要求10所述的车辆制动系统，其中，所述第一引导环(480)和第二引导环(490)之一被卡装在形成于所述活塞(440)的面对着缸体(410)的外表面上的环形槽中，所述第一引导环和第二引导环中的另一个被卡装在形成于所述活塞(440)的面对着缸体(410)的外表面上的环形槽中或者卡装在形成于所述缸体(410)的面对着活塞(440)的内表面上的环形槽中。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的车辆制动系统，还包括在轴向上设置于所述第一引导环和第二引导环之间的密封件(470)，所述活塞(440)的外表面形成有用于接收密封件(470)的密封槽(475)。
13.一种蓄能器，所述蓄能器是在根据权利要求1-12中任一项所述的车辆制动系统中使用的所述蓄能器(40)。
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