CN117799587A - 一种减小踏板行程的车辆助力制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，包括制动主缸、液压分配缸体、动力活塞、滑阀和反馈活塞；所述制动主缸内设主缸活塞，所述滑阀安装在动力活塞内，一端伸出动力活塞外可与汽车的制动踏板联接；所述动力活塞安装在液压分配缸体内，将液压分配缸体的内腔分隔成预充腔和助力腔前后两个腔室；在所述预充腔内轴向设置行程活塞，所述行程活塞的直径大于主缸活塞的直径，所述行程活塞可随动力活塞前后移动。增设行程活塞，实际上增大了动力活塞位于预充端侧部分的活塞体积，使动力活塞移动相同的距离，可排出更多的制动液。因此在卡钳需液量要求一样的情况下，本方案的踏板行程更短。

Description

一种减小踏板行程的车辆助力制动装置

技术领域

本发明涉及一种应用于汽车制动的助力装置，特别是涉及一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，属于汽车制动装置领域。

背景技术

新能源车辆与燃油车的动力源差异，导致新能源车辆继续采用真空助力器来作为刹车助力时需要额外增加辅助真空源发生设备和储气罐，与液压储液罐相比，储气罐体积大，装配车辆上有很大的空间限制。在满载质量较小的商用车上使用真空助力器时刹车力偏小无法满足刹车需求，而采用高压气作为刹车动力时，结构复杂，安装空间和价格控制有很大挑战。

商用车采用液压助力时制动卡钳需液量大，而为满足法规无助力刹车要求，助力器缸径又无法做太大，且制动踏板比大，与一般的乘用车相比，达到同样的制动压力，踏板行程更长。

发明内容

本发明提供一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其安装在车辆上可减小助力制动踏板行程，增加制动力。

本发明通过以下技术方案予以实现。

本发明的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，包括制动主缸、液压分配缸体、内设过油通道的动力活塞、滑阀和反馈活塞；所述制动主缸内设主缸活塞，所述主缸活塞分为第一活塞和第二活塞，所述液压分配缸体可分别与储液罐、动力单元连接；所述滑阀安装在动力活塞内，一端伸出动力活塞外可与汽车的制动踏板联接；所述动力活塞安装在液压分配缸体内，将液压分配缸体的内腔分隔成预充腔和助力腔前后两个腔室；在所述预充腔内轴向设置行程活塞，所述行程活塞的直径大于主缸活塞的直径，所述行程活塞可随动力活塞前后移动。

所述动力活塞的前部外径小于其后部外径，该前部为动力活塞的预充腔端，所述行程活塞为环形，套设在所述动力活塞预充腔端的外周圈上。

所述行程活塞与动力活塞一体成型。

所述液压分配缸体包括前缸孔和后缸孔，前缸孔径向方向设有出油口，出油口可与储液罐连接，后缸孔径向方向设有高压口，高压口可与所述动力单元连接。

所述动力活塞的外圈上前后各设置一个密封件，两密封件之间设有径向高压通道，所述动力活塞可沿所述液压分配缸体轴向前后移动，所述液压分配缸体的高压口始终位于两个密封件之间，使所述动力活塞的径向高压通道与液压分配缸体的高压口始终连通，所述动力活塞轴向过油通道的前后通道口分别连通预充腔和助力腔，所述动力活塞设有径向出油口，所述径向出油口与液压分配缸体的出油口连通。所述密封件是格莱圈。

所述行程活塞外圈设有密封体，内圈设有密封件，所述行程活塞设置在所述动力活塞轴向方向上，所述行程活塞的密封体将预充腔和所述动力活塞的出油口隔开两边，所述行程活塞随着所述动力活塞前进或后退，且所述行程活塞的密封体始终保持在所述液压分配缸体出油口前侧。所述密封体是格莱圈，密封件是密封圈。

所述第一活塞的后部设回位活塞腔，相匹配的回位活塞安装在其中，回位弹簧设置在回位活塞与回位活塞腔之间，所述回位活塞可在回位弹簧作用下随第一活塞前后移动；所述动力活塞的轴向过油通道还设有单向阀，所述单向阀包括轴向安装的顶杆、阀芯和弹簧，弹簧将阀芯顶在单向阀的阀口上；顶杆一端与阀芯接触，另一端与回位活塞接触，顶杆可随动力活塞前后移动，回位活塞可推动单向阀顶杆移动。

回位活塞在制动活塞向前移动(制动踏板行程不变)的过程中推动所述单向阀顶杆移动，单向阀顶杆在所述回位活塞的作用下推动阀芯，使单向阀保持打开，让预充腔充入更多的制动液，从而减小踏板行程。所述，所述单向阀可以控制所述动力活塞圆形过油通道与预充腔开闭状态。

所述回位活塞腔底部设弹簧座，所述回位弹簧安装在弹簧座内。

所述液压分配缸体的内腔为轴向圆形腔。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

(1)增设行程活塞，实际上增大了动力活塞位于预充端侧部分的活塞体积(例如改大行程活塞直径尺寸)，使动力活塞移动相同的距离，可排出更多的制动液。因此在卡钳需液量要求一样的情况下，本方案的踏板行程更短。

(2)增设单向阀，允许制动液流入预充腔，从而在不增加制动踏板行程的情况下，快速提高输出制动压力。

(3)增设回位活塞，可以在制动活塞向前移动(制动踏板行程不变)的过程中，保持单向阀打开，让预充腔充入更多的制动液，从而减小踏板行程。

当驾驶员踩踏制动踏板时，滑阀阀口打开，蓄能器制动液体通过滑阀、单向阀流入预充腔，且推动制动主缸活塞移动，开始输出制动液压，当单向阀关闭后，预充完成。制动液继续流入助力腔，动力活塞移动，滑阀关闭。当继续踩踏制动踏板，滑阀阀口打开，制动液流入助力腔且推动行程活塞，行程活塞继而推动预充腔制动液和主缸活塞移动，由于行程活塞直径大于主缸活塞，行程活塞移动距离小于主缸活塞，从而实现减小制动踏板行程。

附图说明

图1为本发明的一种减小踏板行程的车辆助力制动设备的实施例1的示意结构剖视图；

图2为图1中行程活塞的结构剖视图；

图3为本发明的一种减小踏板行程的车辆助力制动设备的实施例2的示意结构剖视图；

图4为图1、3中的单向阀打开状态的结构剖视图；

图5为图1、3中的单向阀关闭状态的结构剖视图；

图6是本发明单向阀打开时制动液的流动方向示意图；

图7是本发明单向阀关闭时制动液的流动方向示意图。

附图标记说明：

1-储液罐；2-动力单元；2a-柱塞泵；2b-电机；2c-蓄能器；2d-液压传感器；3-液压分配缸体；3a-高压口；3b-出油口；3c-后缸孔；3d-前缸孔；4-动力活塞；4a-径向高压通道；4b-径向出油口；4c-轴向过油通道；4d-预充腔端；5-助力腔；6-密封件；7-叉头；8-滑阀；8a-加压阀口；9-格莱圈密封件；10-弹簧；11-反馈活塞；12-行程活塞；12a-行程活塞本体；12b-密封件；12c-密封体；12d-挡圈；13-单向阀；13a-顶杆；13b-阀体；13c-阀芯；13d-阀口；14-回位活塞；15-回位弹簧；16-第一活塞；17-第二活塞；18-预充腔；19-制动主缸；20-制动轮缸。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明及其工作状态作进一步说明。

实施例一

如图1、图2、图4、图5所示结构是本减小踏板行程的车辆助力制动装置的实施例之一，它包括制动主缸19、液压分配缸体3、内设过油通道4a的动力活塞4、滑阀8、反馈活塞11、行程活塞12、单向阀13、回位活塞14、回位弹簧15；

所述制动主缸19内设主缸活塞，主缸活塞分为第一活塞16和第二活塞17，所述液压分配缸体3，包括前缸孔3d和后缸孔3c，前缸孔径向方向设有出油口3b，出油口可与储液罐1连接，后缸孔径向方向设有高压口3a，高压口可与所述动力单元2连接；

所述滑阀8安装在动力活塞4内，一端伸出动力活塞4外可与汽车的制动踏板联接；

所述动力活塞4安装在液压分配缸体3内，将液压分配缸体3的轴向圆形内腔分隔成预充腔18和助力腔5前后两个腔室；所述动力活塞4的外周圈上前后各设置一个格莱圈密封件9，两格莱圈密封件9之间设有径向高压通道4a，所述动力活塞4可沿所述液压分配缸体3轴向前后移动，所述液压分配缸体3的高压口3a始终位于两个格莱圈密封件9之间，使所述动力活塞4的径向高压通道4a与液压分配缸体3的高压口3a始终连通，所述动力活塞4的轴向过油通道4c的前后通道口分别连通预充腔18和助力腔5，所述动力活塞4设有径向出油口4b，所述径向出油口4b与液压分配缸体3的出油口3b连通。

所述动力活塞4前部的格莱圈密封件9之前的部分为动力活塞的预充腔端4d；所述行程活塞12为环形，套设在所述动力活塞4预充腔端4d的外周圈上，其外圈直径大于主缸活塞的直径，所述行程活塞12可随动力活塞4前后移动。

所述行程活塞外圈12设有格莱圈密封体12c，内圈设有密封件12b，所述格莱圈密封体12c将预充腔18和动力活塞4的径向出油口4b隔开两边，并始终保持在液压分配缸体3出油口3b的前侧。

所述第一活塞16的后部设有环形的回位活塞腔，回位活塞腔底部轴向凸起一弹簧座，回位弹簧15套在弹簧座上，回位活塞14安装在回位活塞腔中，所述回位活塞14可在回位弹簧15作用下随第一活塞前后移动。

所述单向阀13设在动力活塞4的轴向过油通道4c上，所述单向阀13包括轴向安装的顶杆13a、阀芯13c和弹簧13b，弹簧13b将阀芯13c顶在单向阀13的阀口13d上；顶杆13a一端与阀芯13c接触，另一端与回位活塞14接触，顶杆13a可随动力活塞4前后移动，回位活塞14可推动单向阀顶杆13a移动。

回位活塞在制动活塞向前移动(制动踏板行程不变)的过程中推动所述单向阀顶杆移动，单向阀顶杆在所述回位活塞的作用下推动阀芯，使单向阀保持打开，让预充腔充入更多的制动液，从而减小踏板行程。所述单向阀可以控制所述动力活塞圆形过油通道与预充腔开闭状态。

如图1所示的助力制动设备，在非工作时，在弹簧力作用下，动力活塞4和滑阀8的加压阀口8a关闭，蓄能器2c中制动液体不进入助力腔5，制动主缸19不产生制动液压。

如图6、图7所示，工作时，驾驶员踩下制动踏板，叉头7推动滑阀8阀芯中的加压阀口8a打开，单向阀13初始位置被顶杆13a顶开，保持阀口13d打开，蓄能器2c中制动液体通过单向阀13流入预充腔18，并推动第一活塞16、第二活塞17移动，输出制动液压，建立预充压力。驾驶员继续踩下制动踏板，流入预充腔18的制动液体推动第一活塞16向前移动直至单向阀13的顶杆13a与回位活塞14分离，单向阀13的阀口13d关闭，制动主缸19输出液压为预充液压，从而在不增加踏板行程的情况下，使制动主缸19输出液压快速上升，并减少制动主缸19空行程带来的液压损失。此时蓄能器2c制动液体无法流入预充腔18，只能流入助力腔5，推动动力活塞4、行程活塞12向前移动，行程活塞12移动时推动预充腔18中制动液体移动，同时预充腔18中制动液体推动第一活塞16移动，增大制动主缸19的输出压力，直到动力活塞4和滑阀8的加压阀口8a重新关闭，液压平衡，且过程中行程活塞12直径大于第一活塞16直径，行程活塞12移动距离小于第一活塞16，从而制动踏板位移小于第一活塞16移动行程。

解除制动，驾驶员松开制动踏板，动力活塞4和滑阀阀芯8的泄压阀口打开，制动液体从助力腔5流回储液罐1中，在制动主缸19液压力和弹簧力的作用下动力活塞4后移直至回到初始位置，制动主缸19制动液压降低，继续松开制动踏板，回位活塞14与单向阀13接触，顶杆13a推开阀口13d，制动液体从预充腔18流回储液罐1，第一活塞16后移，直到完成泄压。

制动功能备份：

当动力单元2失效时，踏板直接推动力活塞4、第一活塞16进行无助力制动。

当预充腔18泄漏失效时，与动力单元2失效一样，踏板直接推动力活塞4、第一活塞16进行无助力制动。

当制动主缸19单腔失效时，与传统制动主缸单腔失效后一样，进行有助力单腔失效制动。

实施例二

图3、图4、图5所示结构是本减小踏板行程的车辆助力制动装置的实施例之二，它与实施例一的区别是：行程活塞12与动力活塞4一体成型。

Claims (9)

1.一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，包括制动主缸、液压分配缸体、内设过油通道的动力活塞、滑阀和反馈活塞；所述制动主缸内设主缸活塞，所述主缸活塞分为第一活塞和第二活塞，所述液压分配缸体可分别与储液罐、动力单元连接；所述滑阀安装在动力活塞内，一端伸出动力活塞外可与汽车的制动踏板联接，其特征在于：所述动力活塞安装在液压分配缸体内，将液压分配缸体的内腔分隔成预充腔和助力腔前后两个腔室；在所述预充腔内轴向设置行程活塞，所述行程活塞的直径大于主缸活塞的直径，所述行程活塞可随动力活塞前后移动。

2.根据权利要求1所述的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其特征在于：所述动力活塞的前部外径小于其后部外径，该前部为动力活塞的预充腔端，所述行程活塞为环形，套设在所述动力活塞预充腔端的外周圈上。

3.根据权利要求2所述的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其特征在于：所述行程活塞与动力活塞一体成型。

4.根据权利要求2或3所述的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其特征在于：所述液压分配缸体包括前缸孔和后缸孔，前缸孔径向方向设有出油口，出油口可与储液罐连接，后缸孔径向方向设有高压口，高压口可与所述动力单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其特征在于：所述动力活塞的外圈上前后各设置一个密封件，两密封件之间设有径向高压通道，所述动力活塞可沿所述液压分配缸体轴向前后移动，所述液压分配缸体的高压口始终位于两个密封件之间，使所述动力活塞的径向高压通道与液压分配缸体的高压口始终连通，所述动力活塞轴向过油通道的前后通道口分别连通预充腔和助力腔，所述动力活塞设有径向出油口，所述径向出油口与液压分配缸体的出油口连通。

6.根据权利要求5所述的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其特征在于：所述行程活塞外圈设有密封体，内圈设有密封件，所述行程活塞设置在所述动力活塞轴向方向上，所述行程活塞的密封体将预充腔和所述动力活塞的出油口隔开两边，所述行程活塞随着所述动力活塞前进或后退，且所述行程活塞的密封体始终保持在所述液压分配缸体出油口前侧。

7.根据权利要求6所述的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其特征在于：在所述第一活塞的后部设回位活塞腔，相匹配的回位活塞安装在其中，回位弹簧设置在回位活塞与回位活塞腔之间，所述回位活塞可在回位弹簧作用下随第一活塞前后移动；所述动力活塞的轴向过油通道还设有单向阀，所述单向阀包括轴向安装的顶杆、阀芯和弹簧，弹簧将阀芯顶在单向阀的阀口上；顶杆一端与阀芯接触，另一端与回位活塞接触，顶杆可随动力活塞前后移动，回位活塞可推动单向阀顶杆移动。

8.根据权利要求7所述的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其特征在于：所述回位活塞腔底部设弹簧座，所述回位弹簧安装在弹簧座内。

9.根据权利要求8所述的一种减小踏板行程的车辆助力制动装置，其特征在于：所述液压分配缸体的内腔为轴向圆形腔。