CN113775596A - 一种制动缸及制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆制动系统技术领域，公开了一种制动缸及制动系统，该制动缸包括缸体和活塞，活塞滑动设置于缸体的容纳腔内，缸体包括第一开口和用于密封第一开口的密封组件；密封组件包括密封件和偏压力件，密封件密封连接于第一开口处；偏压力件设置于容纳腔内，偏压力件的一端抵紧于活塞，另一端抵紧于密封件，以使密封件密封覆盖于第一开口处。该制动缸，偏压力件分别沿缸体的轴向和径向将密封件抵紧于缸体的内壁，活塞推动容纳腔内的制动液分别沿缸体的轴向和径向挤压密封件以使密封件抵紧于缸体的内壁，从而有效避免容纳腔内的制动液沿密封件和缸体的内壁之间泄漏，且密封件不受温度的影响，密封效果好。

Description

一种制动缸及制动系统
技术领域
本发明涉及车辆制动系统技术领域，尤其涉及一种制动缸及制动系统。
背景技术
目前电动化与智能化是汽车领域发展的必然趋势，在汽车底盘领域，集成制动系统成为配合智能化汽车发展必不可少的系统。集成制动系统是一个机械、电子、液压领域均涉及的系统，集成了很多液压缸和油路。其中，集成制动系统的主缸与制动踏板连接，在驾驶员踩制动踏板进行制动时，主缸内会建立相应的制动压力，因此主缸必须保持密封状态以防止制动液泄漏。
目前现有的主缸，其主缸的尾部通过密封圈和螺纹固定连接的结构对主缸进行密封，这种密封结构易受温度的影响而存在泄漏制动液的隐患，导致主缸的密封性能差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制动缸及制动系统，能够避免温度对主缸的密封结构的影响，能够有效防止主缸内的制动液泄漏。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种制动缸，包括缸体和活塞，所述活塞滑动设置于所述缸体的容纳腔内，所述缸体包括第一开口和用于密封所述第一开口的密封组件；
所述密封组件包括：
密封件，所述密封件密封连接于所述第一开口处；
偏压力件，设置于所述容纳腔内，所述偏压力件的一端抵紧于所述活塞，另一端抵紧于所述密封件，以使所述密封件密封覆盖于所述第一开口处。
具体地，所述密封件包括第一密封部和与所述第一密封部连接的第二密封部，所述第二密封部的轴向一端形成所述第二开口，另一端设有所述第一密封部，所述第一密封部的径向尺寸小于所述第二开口的径向尺寸，所述偏压力件的轴向一端抵紧于所述第一密封部以使所述密封件密封覆盖于所述第一开口处。
具体地，所述容纳腔包括锥形腔，所述第二密封部受所述偏压力件的作用抵接于所述锥形腔的锥形内壁。
具体地，所述密封件还包括连接部，所述连接部连接于所述第二密封部的所述第二开口处，所述连接部与所述缸体的内壁过盈连接。
具体地，所述密封组件还包括开口环，所述开口环嵌设于所述缸体且用于轴向固定所述密封件。
具体地，所述密封件的所述第一密封部、所述第二密封部和所述连接部一体成型。
具体地，所述偏压力件包括相连接的第一弹性部和第二弹性部，所述第一弹性部呈柱状螺旋延伸，所述第二弹性部呈锥状螺旋延伸，所述第一弹性部抵紧于所述活塞，所述第二弹性部抵紧于所述密封件。
具体地，所述第一弹性部为直弹簧；所述第二弹性部为锥弹簧，或所述第二弹性部为由橡胶材料制成的锥形件。
具体地，所述第一开口的外侧还设置有与所述缸体可拆卸连接的支撑端盖，所述支撑端盖朝向所述第一开口的一侧设有支撑面，所述支撑面用于支撑所述密封件。
一种制动系统，包括制动踏板、踏板模拟器和制动缸，所述制动踏板与所述踏板模拟器的输入端传动连接，所述踏板模拟器的输出端与所述制动缸的活塞传动连接，其中，所述制动缸为上述的制动缸。
本发明的有益效果：
本发明的目的在于提供一种制动缸及制动系统，该制动缸，通过在缸体的尾部固定连接密封件，密封件与缸体尾部的内壁贴合将第一开口密封，在缸体内设置偏压力件，偏压力件始终处于压缩状态，偏压力件沿轴向的一端抵紧于活塞，另一端抵紧于密封件，从而偏压力件将密封件抵紧于缸体的内壁，可以理解的是，密封件能够发生一定的弹性形变，从而偏压力件作用于密封件的轴向力使得密封件与缸体的内壁紧密贴合，从而密封件将缸体的第一开口处密封覆盖，避免了容纳腔内的制动液沿密封件和缸体的内壁之间泄漏；尤其地，当活塞沿缸体的轴向靠近密封件时，活塞沿轴向对偏压力件施加作用力的同时，活塞还推动容纳腔内的制动液分别沿缸体的轴向和径向挤压密封件，作用于偏压力件的作用力和制动液同时作用于密封件，进一步将密封件压紧于缸体的内壁，从而进一步避免了容纳腔内的制动液从而密封件和缸体的内壁之间泄漏，同时该制动缸的密封件不受温度的影响，具有良好的防止制动液泄漏的效果。
附图说明
图1是本发明的具体实施例提供的制动缸的结构示意图；
图2是本发明的具体实施例提供的制动缸的密封件的结构示意图；
图3是本发明的具体实施例提供的制动缸的缸体的结构示意图。
图中：
1、缸体；11、容纳腔；111、锥形腔；112、第一凹槽；113、第二凹槽；
2、活塞；
3、密封件；31、第一密封部；32、第二密封部；33、连接部；331、翻边；
4、偏压力件；41、第一弹性部；42、第二弹性部；
5、支撑端盖；51、支撑面；
6、开口环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
集成制动系统的主缸与制动踏板传动连接，在驾驶员踩制动踏板进行制动时，主缸内会建立相应的制动压力，因此主缸必须保持密封状态以防止制动液泄漏。目前现有的主缸，其主缸的尾部通过密封圈和螺纹固定连接的结构对主缸进行密封，这种密封结构易受温度的影响而存在泄漏制动液的隐患，导致主缸的密封性能差。
本发明提供一种制动缸，如图1所示，该制动缸包括缸体1和活塞2，活塞2滑动设置于缸体1的容纳腔11内，缸体1包括第一开口和用于密封第一开口的密封组件；密封组件包括密封件3和偏压力件4，密封件3密封连接于第一开口处；偏压力件4设置于容纳腔11内，偏压力件4的一端抵紧于活塞2，另一端抵紧于密封件3，以使密封件3密封覆盖于第一开口处。
如图1所示，该制动缸，通过在缸体1的尾部固定连接密封件3，密封件3与缸体1的内壁贴合将第一开口密封，在缸体1内设置偏压力件4，偏压力件4始终处于压缩状态，偏压力件4沿轴向的一端抵紧于活塞2，另一端抵紧于密封件3，从而偏压力件4将密封件3抵紧于缸体1的内壁，可以理解的是，密封件3能够发生一定的弹性形变，从而偏压力件4作用于密封件3的轴向力使得密封件3与缸体1的内壁紧密贴合，从而密封件3将缸体1的第一开口处密封覆盖，避免了容纳腔11内的制动液沿密封件3和缸体1的内壁之间泄漏；尤其地，当活塞2沿缸体1的轴向靠近密封件3时，活塞2沿轴向对偏压力件4施加作用力的同时，活塞2还推动容纳腔11内的制动液分别沿缸体1的轴向和径向挤压密封件3，作用于偏压力件4的作用力和制动液同时作用于密封件3，进一步将密封件3压紧于缸体1的内壁，从而进一步避免了容纳腔11内的制动液从密封件3和缸体1的内壁之间泄漏，同时该制动缸的密封件3不受温度的影响，具有良好的防止制动液泄漏的效果。
其中，如图1-3所示，密封件3包括第一密封部31和与第一密封部31连接的第二密封部32，第二密封部32的轴向一端形成第二开口，另一端设有第一密封部31，第一密封部31的径向尺寸小于第二开口的径向尺寸，偏压力件4的轴向一端抵紧于第一密封部31以使密封件3密封覆盖于第一开口处。通过设置第二密封部32的轴向一端形成第二开口，另一端设有第一密封部31，具体地，在本实施例中，第二密封部32呈锥形，如此增大了偏压力件4与密封件3的接触面积，同时，容纳腔11内的制动液从第二密封部32的第二开口处流入第二密封部32内，增大了容纳腔11内的制动液流入第二密封部32内的流通速率，使得容纳腔11内的制动液迅速流入第二密封部32内；其中，当偏压力件4穿过第二开口并抵紧于密封件3的第一密封部31，偏压力件4还分别沿缸体1的轴向和径向将密封件3的第二密封部32压紧于缸体1的内壁，通过设置第一密封部31的径向尺寸小于第二开口的径向尺寸，如图1所示，第二密封部32与缸体1的内壁贴合且部分位于缸盖1的容纳腔11外，第一密封部31也位于缸体1的容纳腔外，从而，当活塞2沿缸体1的轴向靠近密封件3时，活塞2沿轴向施加于偏压力件4的作用力传递至密封件3，使得第一密封部31沿缸体1的轴向能够发生一定的弹性变形，从而进一步沿缸体1的轴向和径向将密封件3的第二密封部32压紧于缸体1的内壁，进一步加强了第二密封部32与缸体1的内壁紧密贴合的贴合效果，进一步提升了密封件3的密封性，避免了容纳腔11内的制动液沿密封件3和缸体1内壁之间泄漏，提高了该制动缸的密封性能。作为一种替代方案，偏压力件4沿轴向的一端仅压紧于第二密封部32。也能实现将密封件3的第二密封部32分别沿轴向和径向压紧于缸体1的内壁。
在其他实施例中，密封件3也可呈柱形桶状。容纳腔111内的制动液分别沿缸体1的轴向和径向将密封件3压紧于缸体1的内壁，偏压力件4沿缸体1的轴向将密封件3压紧于缸体1的内壁。
具体地，容纳腔11包括锥形腔111，第二密封部32受偏压力件4的作用抵接于锥形腔111的锥形内壁。在本实施例中，第二密封部32呈锥形，第二密封部32与锥形腔111相适配，当偏压力件4穿过第二开口并抵紧于密封件3的第一密封部31时，偏压力件4还分别沿缸体1的轴向和径向将密封件3的第二密封部32压紧于锥形腔111的锥形内壁，使得第二密封部32与锥形腔111的锥形内壁紧密贴合，避免了容纳腔11内的制动液沿密封件3和锥形腔111的锥形内壁之间泄漏，提高了该制动缸的密封性能。
其中，如图1-3所示，密封件3还包括连接部33，连接部33连接于第二密封部32的第二开口处，连接部33与缸体1的内壁过盈连接。可以理解的是，将连接部33连接于第二密封部32的第二开口处，即将连接部33连接于第二密封部32的大端，增大了容纳腔11内的制动液流入第二密封部32内的流通速率，使得容纳腔11内的制动液迅速流入锥形腔111；通过将密封件3的连接部33与缸体1的内壁过盈连接，在实现将密封件3装配于缸体1的同时还能够避免缸体1内的制动液从连接部33与缸体1的连接处泄漏。具体地，在本实施例中，连接部33设有翻边331，缸体1的内壁设有第一凹槽112，翻边331过盈插接于第一凹槽112，从而在将密封件3装配于缸体1的同时避免了容纳腔11内的制动液从翻边331与缸体1的内壁的第一凹槽112的连接处泄漏；同时，偏压力件4将第二密封部32压紧于锥形腔111的锥形内壁，可以理解的是，即使容纳腔11内的制动液从翻边331与缸体1的第一凹槽112的连接处泄漏，偏压力件4将密封件3的第二密封部32压紧于锥形腔111的锥形内壁，也能够有效防止制动液从密封件3和锥形腔111的锥形内壁之间泄漏。
其中，密封组件还包括开口环6，开口环6嵌设于缸体1且用于轴向固定密封件3。如此设置，开口环6能够沿轴向限定密封件3的装配位置，从而防止密封件3沿缸体1的轴向窜动，进一步保证密封件3的密封性能。具体地，在实施例中，缸体1尾部的缸壁开设有与第一凹槽112连通的第二凹槽113，开口环6嵌设于第二凹槽113，且开口环6沿缸体1的轴向分别抵紧于第二凹槽113的侧壁和连接部33。如此，开口环6将密封件3的连接部33压紧于第一凹槽112的侧壁，从而限定了密封件3的装配位置，防止密封件3沿缸体1的轴向窜动，从而进一步保证了密封件3的密封性能。
具体地，开口环6由金属材料制成。优选地，开口环6选用钢材制成。由钢材制成的开口环6具有较好的结构强度，且具有一定的弹性变形能力。
进一步具体地，第二凹槽113内设有密封圈，密封圈和开口环6间隔设置，且密封圈沿缸体1的径向靠近缸体1的中心轴线。如此设置，密封圈能防止容纳腔11内的制动液从第二凹槽113处流入第一凹槽112和翻边331的连接处，从而进一步增强了密封件3的密封效果。
其中，密封件3的第一密封部31、第二密封部32和连接部33一体成型。能够增强密封件3的结构强度，避免密封件3在偏压力件4和制动液的作用下在第一密封部31和第二密封部32的连接处，以及第二密封部32和连接部33的连接处产生裂纹或断裂，从而进一步提高密封件3的工作性能。作为一种可替代方案，也可将密封件3的第二密封部32的大端与连接部33焊接，将第二密封部32的小端与第一密封部31焊接。
其中，密封件3由金属板件制成。可以理解的是金属板件为薄的板件，金属板件的结构强度好，且能保证密封件3具有一定的弹性变形量。在其他实施例中，密封件3也可由非金属材料制成。
其中，如图1和图3所示，偏压力件4包括相连接的第一弹性部41和第二弹性部42，第一弹性部41呈柱状螺旋延伸，第二弹性部42呈锥状螺旋延伸，第一弹性部41抵紧于活塞2，第二弹性部42抵紧于第一密封部31。通过设置第一弹性部41呈柱状螺旋延伸，第二弹性部42呈锥状螺旋延伸，第一弹性部41沿轴向抵紧于活塞2，第二弹性部42沿轴向的端部抵紧于第一密封部31，第二弹性部42和第二密封部32的形状相适配，使得第二弹性部42还抵紧于第二密封部32的内侧壁，增大了第二弹性部42与第二密封部32的接触面积，提高了密封件3的密封性能，同时还使得密封件3的第二密封部32受力均匀，提高了密封件3的使用寿命；同时，第二弹性部42和锥形腔111的结构相适配，提高该制动缸的空间利用率，同时也能增大偏压力件4的弹力范围。
具体地，第一弹性部41为直弹簧；第二弹性部42为锥弹簧，或第二弹性部42为由橡胶材料制成的锥形件。在本实施例中，第一弹性部41为直弹簧，第二弹性部42为锥弹簧，第一弹性部41沿轴向抵接于活塞2，第二弹性部42沿轴向的端部抵紧于第一密封部31，且第二弹性部42分别沿轴向和径向抵接于第二密封部32，使得第二密封部32沿轴向和沿径向受力均匀，从而将第二密封部32的外侧壁均匀的压紧于锥形腔111的锥形内壁。
进一步具体地，偏压力件4的第一弹性部41和第二弹性部42一体成型。以保证偏压力件4的工作性能。
具体地，活塞2设有限位槽，第一弹性部41靠近活塞2的一端位于限位槽内。限位槽能够限定偏压力件4沿缸体1的径向的装配位置，且能有效避免第一弹性部41与容纳腔11的侧壁接触，从而避免第一弹性部41划伤容纳腔11的侧壁，从而避免容纳腔11内的制动液从活塞2与容纳腔11的侧壁之间泄漏，同时也降低了该制动缸的维修成本。
作为一种替代方案，第一弹性部41为直弹簧，第二弹性部42为由橡胶材料制成的锥形件。可以理解的是，第二弹性部42为由橡胶材料制成的实心的锥形件，锥形件的形状与第二密封部32的形状相适配，能够完全贴合于第一密封部31和第二密封部32的侧壁，从而在偏压力件4的第一弹性部41的作用下，第二弹性部42分别沿轴向和径向抵紧于第二密封部32，以使第二密封部32沿轴向和沿径向受力均匀，从而将第二密封部32的侧壁均匀的压紧于锥形腔111的锥形内壁。
其中，如图1所示，第一开口的外侧设置有与缸体1可拆卸连接的支撑端盖5，支撑端盖5朝向第一开口的一侧设有支撑面51，支撑面51用于支撑密封件3。可以理解的是，密封件3具有弹性，能够发生一定的弹性形变，偏压力件4和/或制动液对密封件3施加作用力时，密封件3具有沿轴向靠近支撑端盖5的变形趋势，故通过设置支撑端盖5，支撑端盖5的支撑面51能够支撑密封件3，可以理解的是，支撑端盖5的支撑面51和第一密封部31之间存在间隙，既能保证密封件3能够沿轴向发生一定的形变，又能沿轴向限定密封件3的变形量，以保护密封件3的第一密封部31，以及第一密封件31和第二密封部32的连接处不发生断裂；同时设置缸体1与支撑端盖5可拆卸连接，能够便于装配、拆卸和更换密封件3，降低了制动缸的维修成本。
具体地，支撑面51设有弹性垫层，第一密封部31能抵接于弹性垫层。如此设置，当密封件3沿轴向靠近支撑端盖5时，弹性垫层与第一密封部31接触，弹性垫层能够发生弹性形变，故能够有效缓冲密封件3，避免破坏密封件3的结构，进一步降低了制动缸的维修成本。
具体地，支撑端盖5设有内螺纹，缸体1设有外螺纹，内螺纹和外螺纹螺纹配合。如此设置，便于装配和拆卸密封件3；同时，即使有制动液从第二密封部32和锥形腔111的锥形内壁之间泄漏，支撑端盖5也能进一步防止从第二密封部32和锥形腔111的锥形内壁之间泄漏的制动液从支撑端盖5处流出。作为一种替代方案，通过螺钉依次螺接于支撑端盖5和缸体1；或将支撑端盖5卡接于缸体1。
其中，本实施例还提供一种制动系统，其包括上述的制动缸。
该制动系统包括制动踏板、踏板模拟器和制动缸，制动踏板与踏板模拟器的输入端传动连接，踏板模拟器的输出端与制动缸的活塞2传动连接，其中，制动缸为上述的制动缸。从而带动该制动缸的活塞2沿缸体1的轴向滑动位于缸体1的容纳腔11内。
其中，缸体1可为该制动缸中单独的零部件，也可以将制动缸集成于制动系统的阀体，即直接在阀体内设置液压腔，将阀体的液压腔的腔壁作为缸体1的内壁，制成集成式制动缸。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制动缸，包括缸体(1)和活塞(2)，所述活塞(2)滑动设置于所述缸体(1)的容纳腔(11)内，所述缸体(1)包括第一开口和用于密封所述第一开口的密封组件；
其特征在于，所述密封组件包括：
密封件(3)，所述密封件(3)密封连接于所述第一开口处；
偏压力件(4)，设置于所述容纳腔(11)内，所述偏压力件(4)的一端抵紧于所述活塞(2)，另一端抵紧于所述密封件(3)，以使所述密封件(3)密封覆盖于所述第一开口处。
2.根据权利要求1所述的制动缸，其特征在于，所述密封件(3)包括第一密封部(31)和与所述第一密封部(31)连接的第二密封部(32)，所述第二密封部(32)的轴向一端形成第二开口，另一端设有所述第一密封部(31)，所述第一密封部(31)的径向尺寸小于所述第二开口的径向尺寸，所述偏压力件(4)的轴向一端抵紧于所述第一密封部(31)以使所述密封件(3)密封覆盖于所述第一开口处。
3.根据权利要求2所述的制动缸，其特征在于，所述容纳腔(11)包括锥形腔(111)，所述第二密封部(32)受所述偏压力件(4)的作用抵接于所述锥形腔(111)的锥形内壁。
4.根据权利要求2所述的制动缸，其特征在于，所述密封件(3)还包括连接部(33)，所述连接部(33)连接于所述第二密封部(32)的所述第二开口处，所述连接部(33)与所述缸体(1)的内壁过盈连接。
5.根据权利要求4所述的制动缸，其特征在于，所述密封组件还包括开口环(6)，所述开口环(6)嵌设于所述缸体(1)且用于轴向固定所述密封件(3)。
6.根据权利要求4所述的制动缸，其特征在于，所述密封件(3)的所述第一密封部(31)、所述第二密封部(32)和所述连接部(33)一体成型。
7.根据权利要求2所述的制动缸，其特征在于，所述偏压力件(4)包括相连接的第一弹性部(41)和第二弹性部(42)，所述第一弹性部(41)呈柱状螺旋延伸，所述第二弹性部(42)呈锥状螺旋延伸，所述第一弹性部(41)抵紧于所述活塞(2)，所述第二弹性部(42)抵紧于所述密封件(3)。
8.根据权利要求7所述的制动缸，其特征在于，所述第一弹性部(41)为直弹簧；所述第二弹性部(42)为锥弹簧，或所述第二弹性部(42)为由橡胶材料制成的锥形件。
9.根据权利要求1-7任一项所述的制动缸，其特征在于，所述第一开口的外侧还设置有与所述缸体(1)可拆卸连接的支撑端盖(5)，所述支撑端盖(5)朝向所述第一开口的一侧设有支撑面(51)，所述支撑面(51)用于支撑所述密封件(3)。
10.一种制动系统，包括制动踏板、踏板模拟器和制动缸，所述制动踏板与所述踏板模拟器的输入端传动连接，所述踏板模拟器的输出端与所述制动缸的活塞(2)传动连接，其特征在于，所述制动缸为权利要求1-9任一项所述的制动缸。
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