CN1207710A - 制动增力器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车的制动增力器,它的控制阀(12)可与移动阀门活塞(9)的操纵杆(7)无关地借助于电磁铁(20)操纵,电磁铁操纵第三密封面(24),它可以使工作腔(3)通风。为了尤其在压力下降区通过在可外来控制的制动增力器的控制阀(12)处结构性的改变达到由电磁铁(20)的电枢(31)、带有第三密封面(24)的套筒(32)以及控制阀(12)的阀体(10)构成的负载系统的特性线稳定化,按本发明设置一些装置(36、37、39)。它们可以在第三密封面(24)从阀体(10)回动期间的压力降低阶段在工作腔(3)与低压腔(4)之间实现有控制的(定量的)气动压力平衡,或降低要由电磁铁(20)施加的力。
Description
本发明涉及一种汽车的气动制动增力器，其内腔被一可运动的壁分为一低压腔和一工作腔；以及有一个支承可运动的壁的控制器外壳，其中装有一控制阀，它控制作用在可运动的壁上的气动压差，既可通过操纵杆借助于阀门活塞也可与操纵杆无关通过一与阀门活塞固定连接的电磁铁操纵，并由三个互相同心设置的密封面及一个与这些密封面配合工作的阀体组成，其中第一密封面制在控制器外壳内，第二密封面制在阀门活塞上，而第三密封面制在一个与电磁铁配合工作的套筒上。
由ED 4324205A1已知此类制动增力器及其用于制动压力调节。为此目的借助于一位置调节器调节上面已提及的套筒的位置，位移传感器的信号输入位置调节器，位置调节器控制输入电磁铁的电流使套筒有一个稳定的位置，从而防止负载特性线严重失稳。在这种情况下在位置调节器上游连接一压力调节器，压者的输出信号与处于下游的位置调节器的额定位置相应。
因此本发明的目的是，采取一些措施能够在压力下降范围内通过可外来控制的制动增力器控制阀处结构性变化达到稳定负载特性线。尤其应能取消使用前面提及的昂贵的位置调节器以及所需的传感器。
按本发明为达到此目的采取的措施是，设置一些装置，它们可以在第三密封面从阀体回动期间的压力降低阶段在工作腔与低压腔之间实现有控制的气动压力平衡，或降低要由电磁铁施加的力。
为了使发明思想具体化，本发明的一种有利的改进设计规定，设有一个可相对于第三密封面移动地安装的环，它通过一个弹性的或可压缩的元件作为中间连接支承在套筒上，它的面朝阀体的边缘区有一些径向缺口，并在缓解位置设置成相对于第三密封面朝阀体方向轴向错移。
在本发明对象另一种有利的设计中，阀体在第三密封面的贴合区内制有一附加的环面，环面上有径向开口。
在另一种可供选择的方案中，第三密封面制有轴向凹槽或凹陷，它们可例如设计为波形密封边。
在从属权利要求3至5中提到了本发明对象的其他有利的设计。
在下面结合附图对实施例的说明中详细解释了本发明。在附图中表示：
图1按本发明的制动增力器结构纵剖面，部分断开，处于
未活动的准备位置；
图2a至d按图1的制动增力器控制阀的第一种方案，比例
放大地表示处于静止、压力上升、压力保持和压
力下降位置；
图3按图1的制动增力器控制阀的第二种方案在有控
制的压力下降位置；
图4a和4b按图1的制动增力器控制阀第三和第四种方案在
有控制的压力下降位置；以及
图5图1中表示的制动增力器中电磁铁和控制阀功能
的曲线图，亦即由电磁铁所施加的力FEM和套
筒所需要的力与套筒回移距离SH关系的曲线。
在图中所画的按本发明的低压制动增力器的仅仅示意表示的增力器外壳1，通过可轴向运动的壁2分成一个工作腔3和一个低压腔4。轴向运动的壁2由一个用薄板深冲的薄膜盘8和一个贴靠在此薄膜盘上的隔膜18组成，图中没有进一步表示后者在薄膜盘8外周边与增力器外壳1之间构成卷边膜作为密封装置。
可通过操纵杆7操纵的控制阀12装在一个支承运动的壁2并密封地在增力器外壳1内导引的控制器外壳5中，及由一个制在控制器外壳5上的第一密封面15、一个制在与操纵杆7连接的阀门活塞9上的第二密封面16、以及一个与两个密封面15、16配合作用的在一个密封地装在控制器外壳5中的导引件21内导引的环状阀体10组成，阀体10借助于一个支承在导引件21上的阀门弹簧22压在阀座15、16上。工作腔3可通过一个侧面的在控制器外壳5内延伸的通道28与低压腔4连通。
制动力通过一个端面贴靠在控制器外壳5上的橡胶弹性反作用盘6以及一个带有头部凸缘23的压杆14，传递给一个图中没有表示的制动器主制动缸的操纵活塞，制动器主缸装在低压侧的半个增力器外壳上。
在图中示意表示的支承在增力器外壳1低压侧端壁上的复位弹簧26，将运动的壁2保持在图示的起始位置。此外，设第二个压力弹簧或活塞杆回位弹簧27，它一端间接支承在操纵杆7上，另一端支承在导引件21上，它的力用于使阀门活塞9或其密封面16有预紧力地压在阀体10上。
为了使工作腔3在操纵控制阀12时能与大气连通，在控制器外壳5中还制有一个近似于沿径向延伸的通道29。在制动过程结束时阀门活塞9的回归运动受横向构件11限制，它在图中表示的低压制动增力器的缓解位置贴靠在制在增力器外壳1上的止挡38上。
由图还可看出，阀体10有一个与两个密封面15、16配合工作的环形密封面44，它借助于一金属加强盘45增强并设有多个轴向通孔19。此外，阀体10有一个沿径向制在里面的密封唇13以及一个沿径向制在外面的第二密封唇41，在阀体10在控制器外壳5内的装配状态，后者密封地贴靠在前面已提及的导引阀体10的导引件21上。所以在控制器外壳5中构成了一个气动腔17。通过通孔19和制在密封面44中的没有进一步画出的流动通道的孔，将气动腔17与一个由密封面15、16为边界构成的环腔43连通，上述气动通道29通入此环腔，所以制在阀体10背对密封面44一侧的气动腔17与工作腔3持续连接并在阀体10上形成压力平衡。
因此，所介绍的结构可以减小在制动增力器的夹紧力与作用在阀门活塞上的复位力之间的差别，目的是在保持夹紧力不变的情况下能提高复位力或在保持复位力不变的情况下能减小夹紧力，从而达到改善按本发明的制动增力器滞后现象的目的。
为了能引入与操纵杆7无关的按本发明制动增力器的外来的操纵，沿径向在第一密封面15与第二密封面16之间设一第三密封24，它可借助于电磁铁20操纵，后者最好装在一个与阀门活塞9固定连接的壳体25内并因而可与阀门活塞9一起在控制器外壳5内移动。电磁铁20由一个装在壳体25内的线圈46以及一个可轴向移动地安装的圆柱形电枢31组成，电枢部分地在一个封闭壳体25的密封件30内导引以及套筒32支承在电枢上，套筒32与前面提及的第三密封面24连接。在阀门活塞9与套筒32之间装有一个压力弹簧40，它将电枢31保持在其起始位置，在此起始位置，第三密封面24相对于制在阀门活塞9上的第二密封面16沿轴向错移，所以在第三密封面24与阀体10的密封面44之间存在一个间隙。与此同时设有一个最好在径向围绕着套筒32的环36，它通过一个弹性的或可压缩的元件37作为中间连接支靠在套筒32上，另一侧则沿轴向贴靠在一个制在套筒32上的止挡51(图2)上，所以在环36与套筒32之间可以实施一个相对运动。环36的宽度设计为，使环36面朝阀体10的边缘区与密封面44的距离小于密封面44与第三密封面24之间的距离。所述的边缘区有轴向缺口39。在控制器外壳5内导引的密封件30借助于一个传动盘33压靠在前面已提及的反作用盘6上，并可以将引入操纵杆7的输入力传递给反作用盘6。
最后，在图中表示的按本发明的制动增力器设计中还设有电开关机构47、48，它们主要在制动过程有重要作用，借助于它们除司机操纵外控制电磁铁20，以便不取决于司机的愿望地造成完全制动(所谓协助制动功能)。其中有特别重要意义的是，开关机构47、48在每次制动时都工作。与此同时必须保证，在外力支持下的制动过程结束后电磁铁20可靠地断开。所表示的开关机构由一个最好固定在阀门活塞9或电磁铁20的壳体25上有两个开关位置的微型开关47以及一个通过移动运动操纵微型开关47的操纵元件48组成，后者在一个制在控制器外壳5内的孔中密封地导引并与一个固定在增力器外壳上的止挡配合作用，此止挡用19表示并可例如通过后部的半个增力器外壳的一个径向凸缘构成。在操纵元件48与控制器外壳5之间装一压力弹簧50，所以操纵元件48背对微型开关47的那一端在预压力作用下压靠在止挡50上。
由图2可见在控制阀的外来的操纵下借助于电磁铁20的控制阀12的各个操纵阶段。在图2a中表示的控制阀12的静止位置或准备位置，阀体10既贴靠在第一密封面15上也贴靠在第二密封面16上，所以制动增力器的两个腔3、4互相隔开并切断了工作腔3与大气的连通。结合图1已提及的环36边缘区及第三密封面24处于分别与阀体10的密封面44有一个间距处。
为了控制图2b所示的压力上升位置电磁铁20通电，所以第三密封面24和环36在弹性元件37同时被压缩时首先贴靠在阀体10上，接着使阀体10克服阀门弹簧22(图1)的力朝图的右方移动，所以在第二密封面16与阀体10之间形成一个间隙并实现工作腔3的通风。在这种情况下第一密封面15按功能由第三密封面24替代。
在图2c所示的压力保持阶段，第二密封面16和第三密封面24封闭，所以在增力器外壳内形成的气动压力不可能发生改变。
最后图2d表示有控制的压力下降阶段，此时第二密封面16保持封闭，及第三密封面24从密封面44离开，而环36以其边缘区在弹性元件37的预压力作用下贴靠在密封面44上，所以通过前面曾提及的在压力下降的一开始被套筒32部分覆盖的缺口39，从工作腔3定量地吸出空气，并因而实现降低在气动制动增力器1外壳内控制的气动压力。
在图3所表示的按本发明对象的第二种方案中，弹性元件137早期硫化在套筒32与环36之间，所以可以取消结合图1和2所提及的止挡51。
图4a表示了一种具有已知套筒132的方案，它的密封面124与一个略加改变的阀体110配合作用。阀体110在第三密封面124的贴合区制有附加的环面52，它有径向开口53，在压力上升时通过第三密封面124压入阀体110的材料内将开口封闭。在套筒132回移时第三密封面124完全释放它与阀体110之间的间隙前，通过不断释放开口53实现定量的压力下降。
最后，图4b表示了具有已知套筒232的另一种方案，套筒232构成第三密封面224的边缘区有一些轴向凹槽或凹陷54，它们例如图中所示可设计为波形密封边。在第三密封面224靠放在阀体210的橡胶材料上时，第三密封面224在一段时间内保持不密封，直至它如此深地压入橡胶材料，以致凹槽54的轴向边界也已与橡胶接触并导致完全密封。在套筒232回移时第三密封面224完全释放它与阀体210之间的间隙时，通过不断地释放凹槽54实现定量的压力下降。
由图5表示的力-距离特性线的曲线图可知这里所说明的和表示的可外来操纵的制动增力器的功能。由图可以看出，用I1、I2和13表示的变化曲线表示了电磁铁20在用第一、第二和第三种电流值操纵时它的三种不同的力-距离特性线。用II表示的变化曲线表示了由电磁铁20的电枢31、套筒32、阀体10及已说明的一些弹簧构成的负载系统的性能。特性线II的第一段AB表示在套筒32和阀门活塞9之间比较软的压力弹簧40的作用，在第三密封面24要贴靠在阀体10的密封面44上之前必须克服弹簧40的力。第二段BC表示电磁铁20施加的力增加，直至特性线II与曲线I2的交点C发生第三密封面24与阀体10密封面44之间的接触为止，环36的边缘区借助于上述电磁铁施加的力压入密封面44的材料内。在第三段CD中，无论是环36的边缘区还是第三密封面24，均压入密封面44内并与此同时克服阀门弹簧22的力移动阀体10，直至点D开始打开第二密封面16并因而开始压力上升。在套筒32进一步移动时，在第二密封面16与阀体10密封面44之间形成一个确定的间隙，并因而形成工作腔3内存在的气动压力的确定的梯度。当达到所要求的压力值时，供入电磁铁20的电流降低，所以套筒32回移。在曲线段DC，其中输入电磁铁20的电流例如降到值I1以及第二密封面16和第三密封面24均封闭，此时实现在图2c中所表示的气动压力保持阶段。通过电流进一步降到值I2，套筒32和环36进一步回移，直至点C进入压力下降阶段(图2d)。在进一步降低电流例如到值I3，在曲线段CB中第三密封面24与密封面44之间的距离增大，此时环36的边缘区在弹性元件37的作用下仍贴靠在密封面44上。曲线段CB与这样一个区域相对应，即在此区域内负载系统可通过在I2和I3之间改变供入电磁铁20的电流值稳定地调整，换句话说在此区域内在第三密封面24与阀体10密封面44之间通过环36边缘区作为中间连接可形成一个确定的间隙，并因而在工作腔3内存在的气动压力可形成确定的梯度。负载特性线II在这一段内有一个比电流值I2和I3之间的电磁铁20力-距离特性线更大的斜度。在力-距离特性线I3与负载特性II的接触点B，此时环36的边缘区离开阀体10的密封面44，同时意味着是在稳定区与不稳定区BA之间的过渡点。
Claims (8)
1.汽车的制动增力器，有一个增力器外壳，其内腔被一可运动的壁分为一低压腔和一工作腔；以及有一个支承可运动的壁的控制器外壳，其中装有一控制阀，它控制作用在可运动的壁上的气动压差，既可通过操纵杆借助于阀门活塞也可与操纵杆无关通过一与阀门活塞固定连接的电磁铁操纵，并由三个互相同心设置的密封面及一个与这些密封面配合工作的阀体组成，其中第一密封面制在控制器外壳内，第二密封面制在阀门活塞上，而第三密封面制在一个与电磁铁配合工作的套筒上，其特征为：设有装置(36、37、39)，它们可以在第三密封面(24)从阀体(10)回动期间的压力降低阶段在工作腔(3)与低压腔(4)之间实现有控制的气动压力平衡。
2.按照权利要求1所述的制动增力器，其特征为：设有一个可相对于第三密封面(24)移动地安装的环(36)，它通过一个弹性的或可压缩的元件(37)作为中间连接支承在套筒(32)上，它的面朝阀体(10)的边缘区有一些径向缺口(39)，并在缓解位置时它设置成相对于第三密封面(24)朝阀体(10)的方向沿轴向错移。
3.按照权利要求2所述的制动增力器，其特征为：环(36)在径向围绕第三密封面(24)。
4.按照权利要求2或3所述的制动增力器，其特征为：环(36)在静止位置贴靠在一个制在套筒(32)上的止挡(51)上。
5.按照权利要求2或3所述的制动增力器，其特征为：弹性元件(37)早期硫化在套筒(32)上和环(36)上。
6.按照权利要求1所述的制动增力器，其特征为：阀体(10)在第三密封面(24)的贴合区内制有一附加环面(52)，它有径向开口(53)。
7.按照权利要求1所述的制动增力器，其特征为：第三密封面(224)制有轴向凹槽(54)。
8.按照权利要求7所述的制动增力器，其特征为：第三密封面(224)有一波形密封边。
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