CN1261309A - 由截面差调整动态液压反作用的制动主缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气压制动助力器的液压反作用制动主缸,包括接受辅助力的主活塞(12)和滑动安装在主活塞中的液压反作用装置,液压反作用装置还包括推杆(3),并接受起动力。根据本发明,液压反作用装置还包括中心密封活塞(4)、阶梯状空心反作用活塞(5)、变比活塞(6)和三个弹簧(71,72,73),整体的布置使得在快速施加起动力的情况下,推杆(3)接受的反作用力只与反作用活塞(5)的一个内截面(51)和一个外截面(53)的差别成比例。

Description

由截面差调整动态液压反作用的制动主缸

本发明涉及气压制动助力器的液压反作用制动主缸，它包括：一个钻有主镗孔的缸体和一个钻有次镗孔的柱形主活塞，活塞与缸体接触的外端可以接受一个沿第一方向的辅助力，主活塞滑动密封安装在主镗孔内，在主镗孔内确定了一个液压工作室；液压反作用装置滑动安装在次镗孔中，并且包括一个推杆，推杆向着缸体的外端接受沿第一方向的起动力，辅助力比起动力有一定的滞后，滞后随着施加起动力的速度而增加。

例如，专利FR-2724354中描述了这种类型的制动主缸。

这类装置有了最新的发展，以提高它们克服气压制动助力器动态缺陷的能力。

人们知道，使用气压制动助力器是为了给司机在制动踏板上施加的起动力提供辅助制动力，并且辅助制动力理论上与起动力成正比，它的不足之处是只有在比起动力滞后一定时间后才能发出辅助力。

由于辅助力造成助力器的前、后两个室内气动压力的压差(前室与减压源连通，后室制动时与大气连通)，并且辅助力滞后于起动力是由于制动时穿过助力器的入口阀进入后室的空气流量有限，制动越突然，这种滞后也越大。

然而，快速制动一般都是紧急情况，在这种情况下，正好相反，司机特别需要(越早越好)尽可能大的辅助力。

出于这种考虑，最近开发了液压反作用制动主缸，一方面使得助力器入口阀的开口幅度更大，因而空气流量增加；另一方面可以对反作用力进行动态调整，也就是根据制动的速度调整辅助力的一部分(使反作用制动主缸克服起动力)，以根据起动力调整辅助力。

因此，借助于没有预先公开的文献中描述的装置，与正常制动情况下的值相比，可以大大降低紧急制动的情况下的反作用力，这样就可以相应增加紧急制动情况下所需的制动力。

但是，在开发这种装置时，还遇到一个问题，即很难获得很高的辅助力与起动力之比，也就是说反作用力太小。

本发明的目的就是提出解决该问题的方法。

为此目的，并根据上面所述，本发明制动主缸的主要特征在于，液压反作用装置除了推杆外包括：一个中心密封活塞，在第一方向上与推杆连接，并且包括一个径向延伸，该径向延伸通过沿第一方向的第一弹性力靠在主活塞的内肩部，该中心封闭活塞还有一个朝向第一方向并带有一个密封座的前面；一个阶梯状的空心反作用活塞具有一个第一内截面，中心密封活塞就用滑动密封的方式安装在这部分中，反作用活塞的第二内截面沿第一方向在第一内截面之后，反作用活塞的外截面密封滑动在次镗孔内，反作用活塞受第二弹性力的作用，该力的方向为与第一方向相反的第二方向，其强度小于第一弹性力，并向着一个静止位置，反作用活塞在该位置上顶靠在径向延伸上，而反作用活塞又沿第二方向推推杆，使其顶靠一个与径向延伸一起移动的活动挡块；一个变比活塞呈管状，开口朝向工作室，密封滑动安装在反作用活塞的第二内截面中，它有一个静止位置，在该位置上，变比活塞在第三弹性力的作用下贴靠在密封座上，第三弹性力的方向为第二方向，并小于第二弹性力，该变比活塞有一个传动挡块，它可以使反作用活塞在从静止位置的一个不为零的冲程后沿第一方向带动变比活塞，从而使变比活塞选择性地使反作用活塞的第一内截面与工作室连通，以回应快速施加在推杆上的起动力，起动力通过反作用活塞传递给变比活塞。

在最简单的情况下，反作用活塞有一些向第二方向延伸的支撑片，延伸至中心密封活塞的径向延伸处，中心密封活塞就靠这些支撑片贴靠在推杆上。

在这种布置中，活动挡块本身可由一个衬套的内缩构成，衬套在第一弹性力的作用下顶靠在中心密封活塞的径向延伸上。

因此，在紧急制动的情况下，借助于本发明，就有可能按照意愿减少反作用力，如果反作用活塞的第一内截面的直径与外截面直径相同，甚至可以完全消除反作用力。

最简单的是，可以通过压缩状态下工作的第一弹簧来施加第一弹性力，该弹簧在衬套和次镗孔中的第一固定支座之间；第二弹性力通过压缩状态下工作的第二弹簧施加，第二弹簧在反作用活塞的外肩和次镗孔中的第二固定支座之间；第三弹性力通过压缩在反作用活塞和变比活塞之间的第三弹簧施加。

通过下面的非限定性的描述并参照附图可以更好地了解本发明的其它特征和优点，附图如下：

—图1为包括本发明制动主缸的助力器的整体剖视图；

—图2为集中示出本发明特征的制动主缸的局部放大剖视图。

正如前面所指出的，本发明涉及液压反作用制动主缸1，用于装备气压制动助力器2。

众所周知，气压助力器(图1)包括—个刚性外壳21、一个带有刚性边缘23的活动挡板22、一个气动活塞24、一个三通阀25和一个通过制动踏板(未示出)动作的控制杆26。

活动挡板22以密封的方式将刚性外壳21的内体积分为两个体积互补并且可变的气室C1和C2。第一室(或前室)C1通过止回阀28与低压源D连通，第二室(或后室)C2通过三通阀25选择性地与低压源D连通，或者与较高的压力源A、例如大气连通。

借助于这种布置，可以使后室C2与第二源A连通的三通阀25造成前、后室C1和C2之间产生压差，因此活动挡板22处于助力器的辅助力的作用之下，并向外壳21的内部移动。

实际上，三通阀25被活塞24所支撑，它向后室的开口受沿轴向方向S+施加在控制杆26上的起动力的控制，控制杆本身也被活塞24所支撑，并终止于触头29。

制动主缸1位于控制杆26的延长线上，主要包括缸体11，主活塞12和推杆3就装配在缸体11上，推杆3是液压反作用装置的一部分，下面还要对这些装置进行详细描述。

缸体11上钻有一个主镗孔110，主活塞12就滑动密封安装在其中，以限定工作室13，工作室在液压控制下工作，主活塞为圆柱形，并钻有次镗孔120。

主活塞12的端部12a位于缸体11之外，为气动活塞24提供了一个支座，以接受通过活动挡板22沿轴向S+整体传递给气动活塞的辅助力。同样，位于缸体之外的推杆端部3a为触头29提供了一个支座，以接受司机沿轴向S+施加、并通过控制杆26传递的起动力。

特别作为本发明主题的液压反作用装置(图2)除推杆3外主要包括中心密封活塞4、反作用活塞5和变比活塞6。

中心密封活塞4沿方向S+处于推杆3的下游，并包括径向延伸41，通过第一弹簧71贴靠在主活塞12的内肩部121上。更确切地说，弹簧71压缩在次镗孔120中的固定支座122和衬套8内缩形成的活动挡块81之间，通过衬套8将沿方向S+的弹性力施加到径向延伸41上。

另外，中心密封活塞4有一个朝向方向S+的前面42，并带有一个密封座43。

反作用活塞5呈空心阶梯状，包括第一内截面51、第二内截面52和外截面53，中心密封活塞4密封滑动安装在第一内截面51中，第二内截面52沿方向S+在第一内截面51之后，外截面53密封滑动安装在第二孔120中。

反作用活塞受第二弹簧72的作用，作用方向为与S+相反的方向S-，指向图2所示的静止位置，在该位置上，反作用活塞贴靠在径向延伸41上。第二弹簧72的硬度小于第一弹簧71，因此被压缩在反作用活塞5的外肩54和次镗孔120内的第二支座123之间。

正如图2所示，反作用活塞5具有向反方向S-延伸的支撑片55，延伸至中心密封活塞4的径向延伸41处，反作用活塞5在弹簧72的作用下，通过支撑片顶靠在推杆3的边缘31上，因而推杆3沿反方向S-顶靠在活动挡块81上。

变比活塞6为管状，开口朝向工作室13，密封滑动安装在反作用活塞5的第二内截面52中。该变比活塞6有一个静止位置(如图2所示)，在该位置上，反作用活塞在第三弹簧73的作用下贴靠在密封座43上，第三弹簧73的硬度低于第二弹簧，压缩在反作用活塞5和变比活塞6之间，因而给变比活塞6施加一个沿反方向S-的弹性力。

另外，变比活塞6还有一个传动挡块61，可以使反作用活塞从其静止位置起运行一个不为零的冲程H后沿方向S+带动变比活塞6。

最后，在本发明的一个极端的实施方式中，反作用活塞5的第一内截面51和外截面53具有同一直径。

本发明的制动主缸的工作如下。

在向控制杆上施加一个变化比较慢的起动力的情况下，触头29深入一个小于或等于冲程H的距离，使反作用活塞5带动变比活塞6，致使阀门25打开，因此将空气吸入到后室C2。

在这些条件下，活动挡板22在主活塞12的端部12a上施加一个辅助力，该力向方向S+移动主活塞，并且与反作用活塞5沿方向S+的与主活塞12的相对运动相反，因而阻止反作用活塞5带动变比活塞6。

在这种工作方式中，室13中的液压施加在反作用活塞的外截面53上，最后推动反作用活塞5、中心封闭活塞4和衬套8，同时压缩第一弹簧71，因此给推杆3施加了一个与起动力相反的正常反作用力。

在向控制杆上施加一个变化比较快的起动力的情况下，在后室C2吸入足够量的空气使活动挡板22能够在主活塞12的端部12a上施加一个能够沿方向S+移动主活塞并赶上反作用活塞5的运动之前，反作用活塞5就沿方向S+带动变比活塞6。

在这种工作方式中，变比活塞6使反作用活塞的第一内截面51与工作室13连通，因而对于反作用活塞和推杆3，室13中的液压就只施加在反作用活塞的外截面53和同一反作用活塞的第一内截面51的差上。

因此，如果反作用活塞5的第一内截面51和外截面53的直径相同或大约相同，根据本发明，在快速施加起动力的情况下，就有可能消除或减小施加在推杆3上的与起动力相反的反作用力，因而增加了紧急制动情况下的起动力。

Claims (7)

1.气压制动助力器的液压反作用制动主缸，包括：

一个钻有主镗孔(110)的缸体(11)；

一个钻有次镗孔的柱形柱主活塞(12)，它在缸体之外的端部(12a)能够接受第一方向(S+)的辅助力，该主活塞密封安装在主镗孔内，在主镗孔内限定了液压工作室(13)；

液压反作用装置滑动安装在次镗孔中，并且包括推杆(3)，它在缸体外部的端部(3a)可以接受第一方向(S+)的起动力；

辅助力相对于起动力有一个滞后，滞后随着施加起动力的速度而增加；

其特征在于，液压反作用装置还包括：

一个中心密封活塞(4)，沿第一方向(S+)在推杆(3)之后，并且包括一个径向延伸(41)，该径向延伸通过沿第一方向的第一弹性力贴靠在主活塞的内肩(121)上，该密封中心活塞(4)另外还有一个朝向第一方向的前面(42)，并带有一个密封座(43)；

一个阶梯状空心反作用活塞(5)，该反作用活塞具有第一内截面(51)、第二内截面(52)和外截面(53)，密封中心活塞(4)滑动密封安装在第一内截面(51)中，第二内截面(52)沿第一方向在第一内截面(51)之后，外截面(53)滑动密封安装在次镗孔(120)中，反作用活塞(5)被沿与第一方向相反的第二方向(S-)的第二弹性力推向一个静止位置，在该位置上反作用活塞(5)贴靠在径向延伸(41)上，反作用活塞(5)又向第二方向(S-)推动推杆(3)，使其贴靠活动挡块(81)，挡块(81)与径向延伸(41)一起移动；

一个管状的变比活塞(6)，开口朝向工作室(13)，滑动密封安装在反作用活塞(5)的第二内截面(52)中，该变比活塞(6)有一个静止位置，在该位置上，变比活塞(6)在第三弹性力的作用下贴靠在密封座(41)上，第三弹性力的方向为第二方向(S-)，并且小于第二弹性力，该变比活塞(6)有一个传动挡块(61)，使反作用活塞(5)可以在从其静止位置移动一个不为零的冲程(H)后向第一方向(S+)带动变比活塞(6)，这就使变比活塞(6)选择性地连通反作用活塞(5)的第一内截面(51)和工作室(13)，以回应快速施加在推杆上的起动力，起动力通过反作用活塞(5)传递给变比活塞(6)。

2.根据权利要求1所述的液压反作用制动主缸，其特征在于：反作用活塞(5)带有向第二方向(S-)延伸的支撑片(55)，延伸至密封中心活塞的径向延伸(41)处，反作用活塞(5)就通过支撑片(55)贴靠在推杆(3)上。

3.根据上述权利要求之一所述的液压反作用制动主缸，其特征在于：活动挡块(81)由衬套(8)内缩构成，衬套(8)在第一弹性力的作用下贴靠在中心密封活塞的径向延伸(41)上。

4.根据上述权利要求之一所述的液压反作用制动主缸，其特征在于：反作用活塞(5)的第一内截面(51)和外截面(53)具有相同直径。

5.根据权利要求3所述的液压反作用制动主缸，其特征在于：第一弹性力由衬套(8)和次镗孔中的第一固定支座(122)之间以压缩状态工作的第一弹簧(71)施加。

6.根据权利要求1所述的液压反作用制动主缸，其特征在于：第二弹性力由反作用活塞(5)的外肩(54)和次镗孔(120)中的第二固定支座(123)之间以压缩状态工作的第二弹簧(72)施加。

7.根据权利要求1所述的液压反作用制动主缸，其特征在于：第三弹性力由反作用活塞(5)和变比活塞(6)之间以压缩状态工作的第三弹簧(73)施加。

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