CN1724298A - 高真空性止回阀 - Google Patents

Abstract

一个直接连接到车辆制动助力器的高真空性止回阀，它增加所供给的真空的局部真空性，并限制气体回流制动助力器的可能性。止回阀包括一个文丘里管通过车辆发动机的进气歧管处的局部真空来减小第一进气口和出气口之间的流动气体的气压。通过明显地减小气压，止回阀增强了可用于提供给制动助力器的局部真空度。文丘里管与直接连到制动助力器的第二进气孔进行气流交换，从而使得第二进气口的气压向文丘里管里的增强局部真空的方向变化。止回阀里的阀座和密封件协作以允许气体从第二进气口流向文丘里管，但不能反向流动。

Description

高真空性止回阀

技术领域

本发明涉及止回阀和车辆制动系统领域，进一步而言，涉及配合车辆制动系统助力器使用的吸气止回阀。

背景技术

目前绝大多数车辆功率制动系统使用车辆内燃机在进气歧管内产生的真空协助制动系统的运行。通常，这样的车辆功率制动系统包括一个具有箱体(housing)的制动助力器，箱体封住前室和后室，前室和后室被一块可移动的隔板分开。进气歧管内产生的真空，通过一条管道与前室相连，以在前室和后室产生一个局部真空，从而使得可移动隔板处于悬挂状态。然后，当司机踩踏车辆刹车踏板进行制动时，后室的真空状态中断并处于大气压状态，从而在可移动隔板两侧产生压力差。这个压力差驱动可移动隔板向前室移动，依次由制动推杆产生推力传递到与制动助力器相连的制动主缸。该推力使得制动液受压，然后通过管道将制动液传送至位于车辆前后轮的制动驱动器，从而对汽车进行制动。

当司机停止踩踏车辆刹车踏板时，大气中的空气得以从后室流入前室。利用在进气歧管内产生的真空，气体从前室排出，因此再次在前室内产生局部真空并使得可移动隔板回到悬挂位置。止回阀可以被安装在制动助力器箱体的外部或者安装在制动助力器箱体内，它允许气体从前室流出。

根据美国交通部制定的某项安全标准，制动助力器的可移动隔板两侧的压力差不能低于车辆指定值。

但是在某些情况下，在进气歧管内产生的局部真空可能较低，因此，在车辆运行过程中，这个压差并不能一直足以保证车辆去满足这些标准。例如，在冷启动条件下，或当车辆的变速器、动力方向盘或环境控制压缩机正在运行时，制动助力器内可能产生真空损失。而且，车辆可以将真空辅助用于其它一些用途或系统，例如环境控制风门、停车制动释放执行、发动机安装调试以及燃料净化。结果，车辆制动助力器可能得到较小的真空。

因此，在工业领域里存在一种需求，即止回阀可固定在制动助力器上，它可以从制动助力器内吸取气流，从而增强或增加制动助力器内的真空度，并解决现存的或将来会产生的上述或其它问题或困难。

发明内容

本发明涉及一个高真空性止回阀，与车辆制动助力器直接相连，其增加提供到制动助力器的局部真空并且限制气体回流到制动助力器的可能性。根据其中的一个典型具体实施例，高真空性止回阀包含阀体，所述阀体具有通过管道连接到车辆内燃机的入气口的第一进气口；适合于与车辆制动系统的制动助力器直接相连的第二进气口；以及，适合于通过管道与车辆内燃机的进气歧管相连的出气口。这个阀体规定了一个文丘里管，在进气歧管出现局部真空状态时，文丘里管允许气体在第一进气口与出气口之间流动，使得文丘里管喉部的流动气体的压力降至最低，因此，喉部的气体压力低于进气歧管处的气压。这样，文丘里管增强了进气歧管处的局部真空，以在文丘里管喉部产生一个较大的局部真空。借助文丘里管喉部与第二出气口的气流交换，第二进气口的气压易于在喉部达到局部真空，因此为车辆制动助力器提供了更大的局部真空，这是进气歧管达不到的。

根据此典型实施例，阀体进一步规定了一个阀座，它位于文丘里管与第二进气口之间。位于阀座里的密封件用来在第一个位置和第二个位置之间的移动，在第一个位置，文丘里管喉部处减少的气压促使气体从第二进气口流动到文丘里管；在第二个位置，气体被限制从文丘里管流向第二进气口。

有利的是，本发明涉及的高真空性止回阀直接连接车辆制动系统的制动助力器，能够使气体从制动助力器的前室流出，而不会流入前室。因此，该高真空性止回阀消除了把止回阀放置在制动助力器里来执行相同功能的需要。本发明涉及的高真空性止回阀也可作为吸气器使用，以增加车辆内燃机的进气歧管产生的局部真空性，可用于车辆制动系统，也可能应用于需要真空辅助的其它车辆装置或系统中。在以前，这种高真空度是由安装在车辆制动系统和进气歧管之间的管道里的吸气器来实现的。因此，高真空性止回阀消除了对置于管道内吸气器的需要，也不需要管道延伸到吸气器与制动助力器之间。所以，高真空性止回阀至少取代了车辆中的3个或更多的部件，从而降低了车辆成本和复杂程度并提高了汽车可靠性。进一步说，高真空性止回阀进气口和出气口相对的方位使得第二进气口很容易直接插入制动助力器，插入前后对附加管道都没有干扰。结合附图阅读和理解此说明，本发明的其它对象、特征和优势显而易见。

附图说明

图1为本发明实施例的高真空性止回阀的侧面正视图。

图2为图1中的高真空性止回阀的顶视平面图。

图3为图2中的高真空性止回阀的沿线3-3的剖面图，为使图形更清楚，第一部分与第二部分被分开。

图4为图1中的高真空性止回阀第一部分的底视平面图。

图5为图1中的配备高真空性止回阀的车辆制动系统的部分的顶视平面图。

图6为图5中的车辆制动系统的部分的左视正视图。

具体实施方式

现在参看附图，在所有附图中用相同的数字表示相同元件。图1根据本发明的一个典型实施例的高真空性止回阀10的侧面正视图。高真空性止回阀10主要包括阀体12，阀体通常由第一阀部14和第二阀部16(见图3)组成。阀部14和16更适宜用注模、耐热的硬质塑料进行制造，可以抵御发动机舱的制动系统助力器工作中产生的冲击力、压力和温度。在制造时，阀部14和16通过超声焊接、高温或其他可行的方法或技术牢固地连接在一起。应理解为阀部14和16也可以用其它合适的塑料、金属或其结合来进行制造。

第一阀部14有一个进气口18和相反的出气口20，两者沿纵向延伸的轴线22直线排列，如图1和图2所示。第一阀部还包含一个隔板24，它规定了在进气口18中的第一开口26和在出气口20中的第二开口28。通常这两个开口26和28的截面是圆形的。在隔板24的进气口18和出气口20处分别有多个倒刺30和32，它们伸展到第一开口26和第二开口28。位于进气口18处的倒刺30的作用是，当高真空性止回阀10工作时，在入气口18和车辆进气通气管之间保持一个管道或软管，管道或软管在进气口18处连接到高真空性止回阀10。同样地，位于出气口20处的倒刺32的作用是，在出气口20和车辆发动机组的进气歧管之间保持一个管道或软管，管道或软管在出气口20处连接到高真空性止回阀10。

如图3的剖面图所示，隔板24规定一条通路34，其伸展于第一开口26和第二开口28之间的第一阀部14内。借助通道34，第一和第二开口26和28(以及进气口18和出气口20)直接进行气流交换。通道34包括第一分部36、第二分部38，以及喉部40，喉部连接第一和第二分部36、38使其中气体相互交换。第一分部36伸展于第一开口26和喉部40之间，并且第一开口26和喉部40之间的横截面面积逐渐减小，因此在第一开口26处的横截面面积是最大的。同样地，第二分部38伸展于第一阀部阀座42(如下所述)的第二钻孔48(如下所示)和喉部40之间，并且第二钻孔48与喉部40之间的横截面面积逐渐减小，在接近第二钻孔48处的第二分部横截面面积是最大的。总体来说，第一分部36、第二分部38以及喉部40构成了一个汇聚-分散的，或文丘里管的管口装置，它能够在减少气压的同时，加快在其中通过的气流的速度。通常，最大气流速度与最小气压都出现在喉部40处。

第一阀部14进一步包括第一阀部阀座42和44，它们分别包括由隔板24规定的第一钻孔46和第二钻孔48。第一和第二钻孔46和48通常具有圆形截而。隔板24还规定了沟道50，伸展于第一钻孔46和通道34的喉部40之间，从而建立第一钻孔46和通道34之间(以及第一阀部阀座42和通道34之间)的气体通路。第二钻孔48与通道34直接进行气流交换。隔板24还具有舌状物52和54，在第一和第二阀部14和16连接在一起时，隔板的舌状物用来提高第一阀部阀座42、44和第二阀部阀座74、76(如下所示)的配合情况。此外，如图4的底视平面图的最佳所示，隔板24的突起的指状物56和58沿着空间角度分隔半径，部分地伸展进入到对应的第一钻孔46和第二钻孔48内，以支撑柔性的可移动密封件60和61。通常，密封件60和61相对较薄，形状是圆形的。

在制造高真空性止回阀10时，第二阀部16是用来配合第一阀部14。如图1和图3所示，第二阀部16具有一个设于围着横向轴64的进气口62。根据本发明的典型实施例，横向轴64与纵向轴22正交。通过设定进气口62围着横向轴64，而进气口18和出气口20沿纵向轴22同轴排列，如下所示，进气口62可被插入制动助力器96的箱体100，同时一根管道连接进气口18，一根管道连接出气口20，两根管道互不干扰。或者，借助这样的定位，在进气口62插入制动助力器96的箱体100后，管道很容易连接至进气口18和出气口20。类似地，借助这样的定位，很容易把高真空性止回阀10从制动助力器移走。因此，进气口18、62和出气口20这种相对的方位，为把高真空性止回阀10插入车辆制动助力器或从制动助力器移走提供了充分的灵活性。

第二阀部16包括一个隔板66，它规定了在进气口62处的一个开口68。通常，开口68具有圆形横截面。在进气口62处，隔板66有一个制动助力器界面70，当高真空性止回阀在工作中时，界面70用来改善在车辆制动助力器96的箱体100的开口104和索环108中的进气口62的止动性和固定性。在此典型实施例中，制动助力器界面70包括多个倒刺，它们在进气口62处突起，并围着开口68伸展。隔板66也有一个肩部72，它沿制动助力器界面70内侧的进气口62周围伸展。在进气口62插入车辆制动助力器96的箱体100时，肩部72可作为一个障碍以限制进气口62向车辆制动助力器的箱体的开口104和索环108内移动。

如图3所示，第二阀部16还包括第二阀部阀座74和76，它们分别包括由隔板66规定的第一和第二钻孔78和80。第一和第二钻孔78和80通常具有圆形截面。隔板66还规定了舱室82，其伸展于第一和第二钻孔78和80之间；还规定了通道84，其在舱室82和开口68之间的进气口62内横向轴64周围伸展。舱室82与第一和第二钻孔78、80和通道84进行气流交换，因此使气体在第一和第二钻孔78、80和通道84(以及第二阀部阀座74、76和通道84)之间流动。在第二阀部阀座74和76，隔板66具有第一和第二凹形部分86和88，其外径略小于密封件60和61的直径。在第二阀部阀座74和76，隔板还规定了第一和第二凹槽90和92，它们是对第一阀部14的隔板24的舌状物52和54的补充；在高真空性止回阀10制造时，当第一和第二阀部14和16连接在一起时，凹槽90和92接收舌状物52和54。

应当注意，在本发明的其它典型实施例中，隔板66可以规定额外的与舱室82进行气流交换的进气口。这些额外的进气口可连接至有真空或真空辅助要求的其它车辆装置和系统，举例来说但不限于这些例子，如环境控制压缩机、环境控制风门、变速器、车速控制系统、停车制动释放执行、发动机安装调试以及燃料净化系统。

高真空性止回阀10的装配是通过排列第一阀部阀座42、44和第二阀部阀座74、76，使得隔板24的舌状物52、54和隔板66的凹槽90、92排成一行。放置密封件60和61使其接触并固定在隔板24的突出的指状物56、58上。随后，第一和第二阀部14和16一起进行压制，通过超声焊接、高温或其他可行的方法或技术连接在一起。用来连接第一和第二阀部14、16的特别方法或技术通常根据成形阀部的材料。

通常，高真空性止回阀10用于连接具有制动助力器96和主缸98的车辆制动系统94，如图5和图6的顶视平面图和左视正视图所示。这样的制动助力器96包括箱体100，它至少部分地封闭了前室和后室。前室与后室与传统的车辆制动系统中具有的前室、后室非常相似，并且工作方式也非常相似。箱体100具有的隔板102规定了在其中的开口104和通过其中的通道(图中未画)。通道(图中未画)伸展于开口104和前室之间，这样，气体能够在开口104和前室之间通过通道(图中未画)流动。索环108位于开口104内，用于高真空性止回阀10的进气口62的接收和固定。

使用中，通过将进气口62插入开口104和索环108，高真空性止回阀10直接固定在车辆制动助力器96的箱体100上，如图5和图6所示。索环108辅助阻止进气口62从箱体100分离，以及辅助密封开口104，因此气体不会从进气口62和开口104之间的发动机舱进入制动助力器96的前室。在设置进气口62在开口104和索环108内之后，推动在进气口62的多个倒刺30之上的第一管道的第一端口的开口、以将第一管道的第一端口固定到高真空性止回阀10上，这样第一管道或软管在进气口18处连接高真空性止回阀10。然后，连接第一管道的第二端口到车辆进气通气管装置或其它进气装置上，因此使得气体在高真空性止回阀10的进气口62和进气通气管或装置之间流动。接下来，推动在出气口20的多个倒刺32之上的第二管道的第一端口的开口，以将第二管道的第一端口附着在高真空性止回阀上，这样第二管道或软管在出气口20处连接高真空性止回阀10。然后，第二管道的第二端口固定到车辆发动机组的进气歧管处的装置，因此允许气体在高真空性止回阀10和进气歧管之间流动。

如上所述所安装的具有高真空性止回阀10的车辆在工作时，车辆发动机在进气歧管处产生局部真空，使得气体通过第一和第二管道流动，进而流过进气口18和出气口20。当驱使气体从进气口18流向出气口20时，气体流过通道34时随着其速度被通道34的文丘里管增加及其压力进一步被减少，气体被加速。借助文丘里管进一步降低气体的气压，车辆发动机产生的局部真空度被高真空性止回阀10显著提高。在通道34里气压的进一步降低(也就是局部真空性的显著提高)使得密封件60、61被拉到伸展于第一阀部阀座42、44的第一和第二钻孔46、48之间的突出指状物56、58。密封件60、61在这样的位置时，允许气体经过第一和第二阀部阀座42、44、74、76，从舱室82流到通道34。结果，气体也通过进气口62进入舱室82，因此在进气口62内部产生局部真空，并向制动助力器96提供真空辅助(以及向车辆制动系统提供)。

典型地，传统车辆内燃机工作时，在进气歧管处产生大约7英寸汞柱(7”Hg)的局部真空。本发明的高真空性止回阀10增强局部真空，使得进气口62处的局部真空大约是18英寸汞柱(18”Hg)。这种增强使得局部真空增长了157％，这至少部分归功于通道34中的文丘里管配置。

如果由于某些原因舱室82和进气口62的气流方向被翻转，密封件60、61被拉到第二阀部阀座74、76的第一和第二凹形部分86和88。这样，高真空性止回阀也可作为止回阀使用，类似于许多车辆制动系统的制动助力器内部使用的止回阀或连接到制动助力器的止回阀。

上面对本发明的典型实施例进行了详细描述，应理解为，在如前面的描述和所附的权利范围所定义的本发明精神和发明范围内的变更和改进都可以得到实现。

Claims (20)

1.一种车辆制动系统的高真空性止回阀，包括：

阀体，所述阀体具有通过管道连接到车辆内燃机的入气口的第一进气口，适合于与车辆制动系统的制动助力器直接连接的第二进气口，以及，适合于通过管道与车辆内燃机的进气歧管相连的出气口，所述进气歧管的气压低于大气压；所述阀体规定了通道，通道伸展于所述第一进气口和所述出气口之间，其对进气歧管的气压作出反应使气体能够从所述第一进气口流到所述出气口；所述通道设有一用于减小从所述第一进气口流向所述出气口的气体气压的文丘里管；所述文丘里管设有一喉部，在所述喉部，从上述第一进气口流向上述出气口的气体气压处于最小值并且低于进气歧管的气压；所述阀体进一步规定了一个阀座，所述阀座与所述第二进气口和所述文丘里管的所述喉部进行气流交换；以及

密封件，其位于所述阀座里、适合于在第一个位置和第二个位置之间移动，在第一个位置，所述文丘里管喉部处减小的气压促使气体经过所述阀座从所述第二进气口流动到所述文丘里管的喉部；在第二个位置，气体被限制从所述文丘里管的喉部流向所述第二进气口。

2.根据权利要求1所述的高真空性止回阀，所述第二进气口适合与车辆制动系统的制动助力器的前室直接进行气流交换。

3.根据权利要求1所述的高真空性止回阀，所述第二进气口设有一通过制动助力器的开口进行接收的制动助力器界面。

4.根据权利要求3所述的高真空性止回阀，所述制动助力器界面包括从所述第二进气口伸展的倒刺。

5.根据权利要求1所述的高真空性止回阀，所述第二进气口设有一通过制动助力器的索环进行接收的制动助力器界面。

6.根据权利要求1所述的高真空性止回阀，所述第二进气口设有一限制所述第二进气口插入制动助力器的肩部。

7.根据权利要求1所述的高真空性止回阀，所述高真空性止回阀能够取代传统车辆制动系统中的吸气器和止回阀。

8.一种车辆制动系统的高真空性止回阀，包括：

第一阀部，所述第一阀部具有连接到内燃机的入气口的第一进气口，和适合于连接到内燃机的进气歧管的出气口；所述第一阀部规定了文丘里管，其对进气歧管的气压作出反应使其中的气体能够从所述第一进气口流向所述出气口，并且减小从所述第一进气口流向所述出气口的气压；所述文丘里管设有一喉部，在所述喉部，从所述第一进气口流向所述出气口的气压低于进气歧管的气压；所述第一阀部进一步规定了一个阀座，所述阀座与所述文丘里管的喉部进行气流交换；

第二阀部，所述第二阀部具有直接连接到车辆制动系统的制动助力器的第二进气口；所述第二阀部规定了一阀座，该阀座与所述第二进气口进行气流交换；以及

设置成抵靠所述第一阀部的阀座的密封件，所述密封件允许所述第二进气口的气压趋向所述文丘里管的喉部的降低的气压，并允许气体从所述第二进气口流向所述喉部；所述密封件进一步抵靠所述第二阀部的阀座，使至少部分阻塞所述第二进气口和所述文丘里管的喉部之间的气体流动。

9.根据权利要求8所述的高真空性止回阀，所述高真空性止回阀适合取代吸气器以增加制动助力器中的局部真空度。

10.根据权利要求8所述的高真空性止回阀，所述高真空性止回阀适合取代止回阀以限制气体回流到制动助力器。

11.根据权利要求8所述的高真空性止回阀，所述高真空止回阀适合于插入制动助力器的箱体中。

12.根据权利要求9所述的高真空性止回阀，所述高真空性止回阀设有肩部以限制插入制动助力器箱体的深度。

13.根据权利要求8所述的高真空性止回阀，所述高真空性止回阀设有用于把附件固定到制动助力器的制动助力器界面。

14.根据权利要求13所述的高真空性止回阀，所述制动助力器界面包括伸展于最近的所述第二进气口的倒钩。。

15.一种车辆制动系统的高真空性止回阀，包括：

设于第一进气口和出气口之间为气流交换的文丘里管；所述第一进气口和所述出气口沿纵向轴线基本上同轴排列；所述文丘里管进一步设在第二进气口和所述出气口之间；所述第二进气口沿基本横向于所述纵向轴的轴线排列；所述文丘里管可以增加车辆发动机的进气支管的局部真空度；

设于所述第二进气口和所述出气口之间的气流通路上的阀座；以及

用于与所述阀座交互作用的密封件，所述密封件可在第一个位置和第二个位置之间移动，在第一个位置，产生可用于第二进气口的增加的局部真空；在第二个位置，基本限制气体流出所述第二进气口。

16.根据权利要求15所述的高真空性止回阀，所述第二进气口被设置相对于所述第一进气口的位置，以使所述第二进气口能够插入制动助力器，所述制动助力器上的管道连接到所述第一进气口。

17.根据权利要求15所述的高真空性止回阀，所述第二进气口被设置相对于所述出气口的位置，以使得所述第二进气口能够插入制动助力器，所述制动助力器上的管道连接到所述出气口。

18.根据权利要求15所述的高真空性止回阀，所述高真空性止回阀进一步包括为了固定所述高真空性止回阀到制动助力器的制动助力器界面。

19.根据权利要求18所述的高真空性止回阀，所述制动助力器界面包括至少部分围绕所述第二进气口部分伸展的倒钩。

20.根据权利要求15所述的高真空性止回阀，所述高真空性止回阀还包括用于限制所述高真空性止回阀插入制动助力器的肩部。

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