CN1484592A - 汽车的制动助力器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制动装置，包括主缸(2)，主活塞(3)，手动控制件(4)，制动助力器(6)，助力器(6)连接手动控制件(4)，紧急增力阀包括反作用活塞(17)，其由比例控制单元(24)控制而往返移动，比例控制前端有一头部(25)，位于腔(26)中，在反作用活塞(17)和主活塞的孔(18)中更前端所容纳的套筒(27)之间，此套筒(27)具有轴向通道(28)，快速活塞(29)能够在其中滑动，该快速活塞后端与头部(25)形成切断阀(28)，其能够切断快速活塞的通道(30)的入口。它包括装置(E)，其包括滑动安装的套筒(27)，用于限定腔(26)与位于套筒(27)前面主活塞孔的区域(18a)之间的压力差，将压力差限定为一个低于引起切断阀打开的值。

Description

汽车的制动助力器装置
技术领域
本发明涉及一种汽车助力制动装置，其包括一个主缸，其控制至少一个制动线路中的压力，一个主活塞被安装成在主缸中滑动，以在其中产生一个压力变化，此主活塞承受一个致动力，该致动力由一个手动控制件施加的输入力和一个助力器施加的助力构成；该手动控制件通常包括一个制动踏板，该助力器被连接到该手动控制件。
背景技术
助力器可以是气动的，并且包括一个刚性的外壳，由移动隔板分成两个气动腔，该隔板可以承受在手动控制件致动的阀的作用下的腔之间的压力差。
此种类型的制动装置例如由EP-B-0 662 894中已知。
执行制动的状态可以不同。第一种情况对应于普通的状态，当从一定距离处看到一个障碍，并且执行制动相对地缓和；此制动被称为“慢制动”。另一种情况是突然制动，或者“紧急制动”，例如当一个障碍突然出现在驾驶员的前面，其不得不使汽车尽快停下。
为了满足这些不同的制动情况，上面限定形式的助力制动装置已经附加一个紧急辅助阀，其能够引入至少两个助力比，分别相应于慢制动和紧急制动；用于慢制动的助力比较低，与手动控制件的前进对抗的反作用较大。为了紧急制动，助力比较高，与手动控制件的对抗的反作用较弱，这意味着，驾驶员能够制动更长时间，并且更重。
按照惯例，术语“前面”用在说明书其余部分中，表示从控制件向主缸的方向，术语“后部”或“后面”用来表示相反的方向。
紧急辅助阀包括一个反作用活塞，其以密封的方式在主活塞的孔的后面滑动，此孔的前部与主缸的内容积连通，反作用活塞具有一个轴向通道，比例控制在其中通过。比例控制的前端具有一个头部，位于一个腔中，在反作用活塞和主活塞的孔中更前端的套筒之间。此套筒具有一个轴向通道，一个横截面小于反作用活塞的快速活塞能够在其中滑动，该快速活塞也具有一个轴向通道，两端打开，快速活塞的此后端与比例控制的头部形成一个阀，其能够切断快速活塞的通道的入口。
慢助力比涉及反作用活塞，其具有较大的横截面；紧急制动涉及快速活塞，其具有较小的横截面。
很明显，这样一个设置有一个紧急辅助阀的制动装置，当操作和制动力整体满意时，产生噪音，特别是慢制动结束时。
发明内容
本发明的目的是提供一种前面限定的形式的制动装置，设置有一个紧急辅助阀，其中不出现前面提到的缺点，或者至少出现较小的程度。此方法简单，经济，是理想的。
根据本发明，一种前面限定的形式的助力制动装置，设置有一个紧急辅助阀，其特征在于，其包括一个限定一方面是反作用活塞和套筒之间的腔以及另一方面是主活塞的孔的区域之间的压力差的装置，该主活塞位于套筒的前面，将压力差限定为一个低于能够使比例控制的头部和快速活塞的后端形成的阀打开的值。
在找到此方法之前，本发明人不得不找到噪音源。本发明人能够确定，此噪音是在慢制动状态下超出制动器能够提供的最大助力之力产生的，也就是说，超过后面限定的“饱和”点，其是由于阀的突然打开造成的液体的突然流动。根据本发明，阀的这样的不需要的打开被避免，噪音被消除。而且，阀被影响得较少，其寿命得到改善。
根据本发明的第一种可能性，用于限定压力差的装置包括安装套筒，使套筒能够以密封的方式在主活塞的孔中滑动。有利的是，一个固定的挡板，特别是设置被固定在主活塞的孔壁中的一个环，以保持套筒在面向反作用活塞的一侧，而套筒的另一侧承受弹簧的作用。
根据一种替换形式，套筒在主活塞的孔中轴向不动，并且限定压力差的装置包括一个连接通道，连接腔与套筒前区这两个空间，并且设置有一个止回阀，该阀被确定为在一个值，该值使得在腔-前区方向的流动没有明显的噪音。
根据另一个替换形式，在腔中设置一个可压缩的泡沫体的环，一旦达到给定的限定值，此环能够减小体积，该压力小于避免阀打开的可接受的限定值。
除了上面的解释的设置，本发明包括一定数目的其它设置，在下面全面地涉及，针对一些示例，参照附图详细地描述，但是它们不以任何形式限制。其中：
附图说明
图1是根据本发明的制动装置的局部剖视图的截面部分剖视图；
图2是一个曲线图，表示制动压力的变化绘制在坐标轴上，作为横轴上的施加在制动踏板上的输入力的函数；
图3是采用较大的比例，表示在达到饱和之前在慢制动过程中的图1的元件部分剖视图；
图4是表示在达到饱和之后在慢制动过程中的图3元件采用较大的比例的轴向剖面；
图5最后地示意地表示实施例的一个替换形式。
本发明的制动装置的总体结构和一般操作特别是从专利EP-B-0662 894或者FR-B-2 658 466中已知，因此只简单给出剩余部分。对于更详细的内容，请参见上述的两个专利。
图1表示一个汽车制动装置1，其包括一个被部分表示出的主缸2，和主活塞3被安装成在主缸2中滑动。一个手动控制件4包括与主活塞3同轴的臂(linkage)，该控制件被设计成在此活塞上从后向前施加一个输入力，也就是说，在图1中表示为从右向左。主活塞3的向前位移使得连接到至少一个液压制动线路的主缸2的内容积(interiorvolune)5中的液体压力增加。控制件4一般由一制动踏板4a致动，图中示意地表示。
一个气压助力器6被连接到该控制件4。助力器6包括一个刚性外壳7，该外壳的内部借助一移动的隔板8以密封的方式分成两个气压室7a，7b，该隔板具有一个膜片8a和一个刚性裙部8b；该膜片由弹性体制造。室7a通过一个接口永久地连接到一个局部真空的源(未画出)。气动活塞9采用套的形式与主活塞3同轴且固定到刚性裙部8b。气动活塞9通过O形环11以密封的方式被安装成在推杆分配器10上滑动，推杆分配器10包括向着前方的较小直径的延伸部10a，和向着后方的轴向盲孔壳体10b向后打开，用来容纳一个设置在臂4端部的球4b。
在活塞3的相对侧，推杆分配器10具有一个截锥形加宽部12，其可以以密封的方式地靠在弹性环13上，该弹性环13以轴向平动的方式连接到气动活塞9。组件12，13构成三通阀B的部分(部分示出)，其或者允许室7b与大气隔绝以及室7a，7b连通，或者当加宽部12轴向移动离开环13时，允许室7a，7b相互隔绝以及使大气压下的空气进入到室7b中。
如图1所示，气动活塞9借助于活塞9与壳体7对面的壁，即固定主缸2的壁之间的压缩弹簧14向着停止位置返回。一个杯15带有中间开口16经其外边缘轴向靠在气动活塞9的一个肩部。弹簧14压此杯的边缘，使之靠在活塞9上。杯15经围绕其开口16的内边缘轴向靠在主活塞3的后端。推杆分配器10的延伸部10a能够自由地穿过开口16。
一个紧急辅助阀VA被设置成引入至少两个助力比，分别相应于慢制动和紧急制动。
阀VA包括一个反作用(reaction)活塞17，其一个较小的直径的前部17a以密封的方式在主活塞3的轴向孔18中滑动，由O形环17b密封。反作用活塞的后部17c有一个较大的直径，并且具有一个法兰19，其能够在主活塞3的孔18的较大直径的后部区域滑动。一个由弹性材料制造的环20靠法兰19放置，在部分17a的同侧。此环20能够在轴向靠在主活塞3的肩部21。在另一侧，法兰19作为预加载螺旋压缩弹簧22的轴向负荷的基础，该弹簧称为跳簧。在其另一个后端，弹簧22靠在一个由塑料制造的夹簧23上，该夹簧固定在主活塞3上，反作用活塞的后部17c在其中滑动。
反作用活塞17具有一个轴向孔，比例控制24以密封的方式在其中滑动，由O形环24a密封。比例控制24的后端靠在推杆分配器10的延伸部10a。比例控制24的前端具有一个头部25，位于在反作用活塞17和孔18的更前端的套筒27之间的孔18的腔26中。
套筒27具有一个轴向孔28，从其中完全穿过，并且一个快速活塞29被安装成以密封的方式滑动，由O形环29a密封。快速活塞29的外径小于反作用活塞的部分17a的外径。快速活塞29具有一个通道30从中轴向地穿过，两端打开。快速活塞29的前端靠在一个环31上，由一个弹簧32弹性地按压套筒27。弹簧32的另一端靠在一个位于孔18的前面的端壁33。孔18的前区域18a，其中容纳有弹簧32，经通道34与主缸2的内容积5连通。弹簧32承受的预载低于弹簧22。还设置有一个阀35，从而当容积5不再有压力时，此容积能够从一个储液器(未示出)重新供给液体。
快速活塞29的后端被定位在腔26中，靠近比例控制24的头部25。快速活塞29的此后端与头部25形成一个阀36，其在快速活塞29的端部表面例如具有一个环形的支承表面37(图3)，和一个弹性挡板38固定在头部25，其部分地相对于头部突出，此部分具有一个环形的周边，能够密封地靠在该支承表面37。一个压缩弹簧39被分别定位在活塞29的两个肩部之间，在头部25上，以便打开静止的阀36。
根据本发明，一个装置E被设置，用来限制腔26与位于套筒27的与腔26相对侧的区域18a之间的压力差，限定在一个值，使得阀36在慢制动时超过饱和点不能打开。优选的是，压力差被限定为低于5巴。
在继续描述之前，参见图2解释一个术语“饱和”。
图2中曲线C表示，在坐标轴上，制动压力P或者容积5中的液压，作为输入力F的函数，该输入力在轴向作用在控制件4上。曲线C包括一个在坐标轴上零值的水平的第一部分C1，其相应于臂4的移动，用于操作三通阀B。
C1下面是一个垂直段C2，称为“跳”，其相应于弹簧22由反作用活塞17压缩的阶段，随着主缸2中的液体压力的增加，成为由主活塞3上的助力器施加的助力的结果。反作用活塞17后退，直到其抵靠延伸部10a。
曲线C以段C3的陡的梯度的形式继续，其相应于控制件4和主活塞3的助力器7的作用的结合。当助力器6的助力达到其最大值时，也就是说，当两个腔8a，8b之间的压力差能够不再增加时，发生饱和；此状态相应于横标值F4。曲线C以段C4的形式继续，其梯度不如段C3的陡，因为压力P的增加只由于手动施加在件4上的输入力的增加。
根据第一种可能性，用于限定腔26和区域18a之间的压力差的装置E，位于套筒27中，被安装成在孔18中滑动。套筒27以密封的方式滑动，由O形环27a密封。一个弹性开口环(split ring)40被固定在孔18的槽中，在套筒27的后面，用作套筒27被弹簧32推动的轴向挡板。
安装套筒27，使得其能够滑动，允许此套筒向前移动，也就是说，沿增加腔26的体积的方向运动，并且因此降低此腔中的压力。
根据图5示意地表示的一种替换形式，套筒27在孔18中轴向不动，用于限定腔26和区域18a之间的压力差的装置E，包括一个连接通道41，连接这两个空间，并且设置有一个止回阀42，其能够允许液体从腔26到区域18a。阀42被确定为在一个压力值，该值足够低，优选低于5巴，使液体没有明显噪音地流动。
根据另一个替换形式，未示出，在腔26中设置一个预压缩的多孔状泡沫体的环，只能够向上挤压某一限定的压力，例如约80巴，使得通过向上挤压限定压力，以允许在此腔26中用于液体的该容积增加。
事实上，根据本发明的助力的制动装置，在慢制动的情况下操作如下。
手动控制件4相对慢地移动到左侧。阀B被致动，并且切断腔7a和7b之间的连通，然后截锥形加宽部12从弹性环13离开，其允许大气压下的空气进入到气压助力器6的室7b中。移动隔板8将助力传送到气动活塞9，其靠着弹簧14的作用向前移动。活塞9携带着杯15一起，向前推动主活塞3。由于阀36打开，容积5和腔26中的液体压力增加。该压力引起反作用活塞17上的向后的力。当此力达到和超过弹簧22预载时，反作用活塞17后退，直到其抵靠延伸部10a，如图3所示。该跳C2发生。
在输入力对元件4的作用下，推杆分配器10继续其向前的移动；气动活塞9跟随推杆分配器10，并且以助力推压主活塞3。容积5和腔26中的液体压力连续增加。
当饱和达到时，助力器6产生其最大的助力。主活塞3在一段时间里保持饱和，因为压力P向后施加的力与助力平衡。
控制件4在手动输入力作用下继续前进。比例控制24相对于主活塞3前进，并且头部25经其塞38压靠快速活塞29的支承表面37。阀36关闭。靠在延伸部10a上的反作用活塞17也相对于主活塞3前进，直到环20抵靠主活塞3的肩部21，如图4所示。控制件4上的继续输入的力允许主活塞3被驱动，经反作用活塞17，并且制动压力增加。
在反作用活塞17相对于主活塞3向前移动期间，腔23的容积趋于减小，使得在此腔26中，压力增加，如果太大，阀36突然打开，产生开始描述时提到的噪音，这是跳变流动(sudden flow)的结果。
根据本发明此不期望的流动被避免，因为套筒27向前移动，当腔26中的压力增加时，压缩弹簧32。因此，腔26中的压力被保持在一限定的值，其不引起阀36打开；优选地，腔26与区域18a之间的压力差被限定在低于5巴。
根据图5中的替换形式，套筒27在孔28中不移动，而是阀42允许液体在压力下从腔26流动到区域18a，该压力足够低，没有可察觉的噪音。优选地，腔26与区域18a之间的压力差被限定在低于5巴。
快速制动下的操作没有改变。一旦快速制动开始，环20保持靠在主活塞3的肩部21。
当驾驶员的脚释放制动踏板4a时，阀B一方面接通12和13，另一方面，允许腔7a和7b中的压力回到平衡状态，因此取消助力器6的作用，结束制动并且回到静止位置。
虽然采用一个气压助力器进行了描述，但是助力器可以是液压的，只是饱和相应于最大助力。

Claims (9)

1.一种汽车的助力制动装置，包括一个主缸(2)，其控制至少一个制动线路中的压力，一个主活塞(3)安装成在主缸中滑动，以在其中产生一个压力变化，此主活塞(3)承受一个致动力，该致动力由一个手动控制件(4)施加的输入力和一个助力器(6)施加的助力构成，该助力器(6)连接到该手动控制件(4)，一个紧急辅助阀(VA)包括一个反作用活塞(17)，其以密封的方式在主活塞(3)的孔(18)的后部滑动，此孔的前部(18a)与主缸的内容积(5)连通，反作用活塞(17)包括一个轴向通道，一个比例控制(24)在其中通过，比例控制的前端具有一个头部(25)，位于反作用活塞(17)和主活塞的孔中更向前的套筒(27)之间的一个腔(26)中，该套筒(27)具有一个轴向通道(28)，一个横截面小于反作用活塞的快速活塞(29)能够在其中滑动，该快速活塞也具有一个轴向通道(30)，每一端打开，快速活塞的后端与比例控制的头部形成一个阀(36)，其能够切断至快速活塞的通道(30)的入口，
其特征在于，它包括一个装置(E)，用于限定一方面是反作用活塞(17)和套筒(27)之间的腔(26)与另一方面是主活塞的孔的区域(18a)之间的压力差，该主活塞位于套筒(27)的前面，将该压力差限定为一个低于能够使比例控制的头部和快速活塞的后端形成的阀打开的值。
2.根据权利要求1的助力制动装置，其特征在于，装置(E)能够将腔(26)和区域(18a)之间的压力差限定为低于5巴的值。
3.根据权利要求1或2的助力制动装置，其特征在于用于限定压力差的装置(E)在于安装套筒，使得能够在主活塞(3)的孔(18)中滑动。
4.根据权利要求3的助力制动装置，其特征在于，一个密封件(27a)用于使套筒(27)在孔(18)中的滑动安装密封不漏。
5.根据权利要求3或4的助力制动装置，其特征在于在套筒(27)的后面设置一个固定的挡板(40)，以保持套筒在面向反作用活塞(17)的一侧，而套筒的另一侧承受弹簧(32)的作用。
6.根据权利要求5的助力制动装置，其特征在于，该固定的挡板是由一个被固定在主活塞的孔壁(18)中的一个环(40)形成。
7.根据权利要求1或2的助力制动装置，其特征在于，该套筒(27)在主活塞(3)的孔(18)中轴向不动，并且限定压力差的装置(E)包括一个连接通道(41)用以连接腔(26)与套筒前区(18a)，此连接通道包括有一个止回阀(42)，该阀被额定为一个值，使得在腔-前区方向上的流动没有明显的噪音。
8.根据权利要求7的助力制动装置，其特征在于，所述止回阀(42)被额定在低于5巴的值。
9.根据权利要求1或2的助力制动装置，其特征在于，一个可压缩的泡沫体的环被设置在腔(26)中，一旦达到给定的压力值，此环能够减小体积，该压力小于适合于避免阀(36)打开的限定值。
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