CN207403720U - 双工况无极变比真空助力器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及真空助力器技术领域，尤其涉及一种双工况无极变比真空助力器，它包括壳体（1）、移动阀体（2）、分隔件（3），所述移动阀体（2）内依次设有推杆（4）、反馈盘组件以及顶杆（5），所述推杆（4）上套设有气密阀帽组件，所述气密阀帽组件包括气密阀帽（14），所述移动阀体（2）内设有阻挡件（16），且在初始状态下，气密阀帽与阻挡件之间相距L。这种真空助力器能实现半程助力。

Description

双工况无极变比真空助力器

技术领域

本实用新型涉及真空助力器技术领域，尤其涉及一种双工况无极变比真空助力器。

背景技术

现有技术的真空助力器一般都只有一个工况，即它是全程进行助力的，即在离合器控制段也助力，在制动过程中也助力，而现有技术也有一种需求，即在离合器控制段不进行助力，而在制动过程中进行助力，即进行半程助力，但是现有技术并没有真空助力器能达到这个功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能实现半程助力的双工况无极变比真空助力器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种双工况无极变比真空助力器，它包括壳体、设置在壳体内的移动阀体、设置在壳体以及移动阀体之间用于将壳体与移动阀体之间的空腔分成两个腔体的分隔件，移动阀体内依次设有推杆、反馈盘组件以及顶杆，两个腔体分别为第一腔体以及第二腔体，第一腔体内设有用于将第一腔体分隔成第一真空腔以及第一空气腔的第一皮膜，第二腔体内设有用于将第二腔体分隔成第二真空腔以及第二空气腔的第二皮膜，推杆上套设有气密阀帽组件，气密阀帽组件包括套设在推杆上的弹簧座、一端与弹簧座相抵的弹簧组件以及与弹簧组件另一端相抵的气密阀帽，气密阀帽上端与移动阀体接触且密封，气密阀帽下端设有与推杆接触且密封的空气阀膜，移动阀体内设有用于阻挡气密阀帽组件进而使第一空气腔以及第二空气腔与外界空气导通的阻挡件，阻挡件上设有用于抵住气密阀帽下端进而使得气密阀帽下端的空气阀膜与推杆脱开的第一接触环，且第一接触环下部与推杆之间设有供外接气体流入第一空气腔以及第二空气腔的进气通道，

且在初始状态下，气密阀帽与阻挡件之间相距L。

采用以上结构与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：采用这种气密阀帽组件与阻挡件，并且在初始状态下将气密阀帽与阻挡件之间设置间距L，这样开始时推杆移动气密阀帽与阻挡件之间是没有作用关系的，即真空助力器此时不进行助力的，只有当推杆继续移动，推动气密阀帽与阻挡件上的第一接触环接触后才开始进行助力，达到了半程助力的功能。

作为优选，气密阀帽中部还设有真空阀膜，阻挡件上还设有用于与真空阀膜相抵进而防止从气密阀帽下端进入的气体沿着气密阀帽进入第一真空腔以及第二真空腔的第二接触环。设置一个第二接触环，这样可以有效防止外接气体进入到真空腔内。

作为优选，第二接触环与阻挡件分体设置，且第二接触环与阻挡件之间设有驱动弹簧。这样接触时对真空阀膜的冲击力较小，真空阀膜不容易损坏。

作为优选，气密阀帽包括帽体、设置在帽体外圆周上的第一骨架、设置在帽体内圆周内的第二骨架以及设置在帽体内圆周上的收口卷簧，第一骨架与第二骨架一端接触且可转动。这样设置，气密阀帽与第一接触环接触后能方便的转动打开，两者不会因为碰撞而损坏。

推杆与移动阀体之间还设有滤清圈与消音圈，且滤清圈与消音圈均采用可弹性形变的材料制成。这样可以可靠的保证了推杆相对球体可以稍微摆动一定角度的情况下，空气腔不会漏气。

作为优选，反馈盘组件包括反馈盘、一端与反馈盘中部相抵且另一端与推杆相抵的压力输入塞、套设在压力输入塞外且与反馈盘边缘相抵的反馈承接盘、设置在反馈盘外部用于帮助反馈盘快速复位的复位机构以及用于套住反馈盘、复位机构以及反馈承接盘的封闭套，且反馈盘与压力输入塞接触一端为球面。这样设置，采用球面的反馈盘更容易被挤压形变，而且设置一个复位机构，在没有推杆压力的情况下能快速的进行复位。

作为优选，反馈盘整体为三角形，且反馈盘与压力输入塞接触部分为与压力输入塞配合的内凹弧面。设置成三角形结构，这样受力挤压后能方便的变成圆形，反馈效果较好，而且与压入输入塞接触部分设置成内凹弧面，这样两者能更好匹配。

作为优选，复位机构为蜂窝筛或者弹性箍之间的至少一种。设置成弹性箍结构简单，设置成蜂窝筛则复位效果较好。

作为优选，推杆上还设有供外界气体快速进入进气通道的快速进气道。这样可以实现空气腔快速打开到最大开启状态，从而实现紧急制动时提供最大助力。

附图说明

图1为本实用新型双工况无极变比真空助力器初始状态的剖视图。

图2为图1中A处的放大示意图。

图3为图1中B处的放大示意图。

图4为本实用新型双工况无极变比真空助力器气密阀帽组件与阻挡件接触时的剖视图。

图5为本实用新型双工况无极变比真空助力器中气密阀帽的结构示意图。

图6为本实用新型双工况无极变比真空助力器中反馈盘与复位机构的结构示意图。

图7为本实用新型双工况无极变比真空助力器中反馈盘的结构示意图。

图8为本实用新型双工况无极变比真空助力器中推杆的结构示意图。

如图所示：1、壳体；2、移动阀体；3、分隔件；4、推杆；5、顶杆；6、第一真空腔；7、第一空气腔；8、第一皮膜；9、第二真空腔；10、第二空气腔；11、第二皮膜；12、弹簧座；13、弹簧组件；14、气密阀帽；15、空气阀膜；16、阻挡件；17、第一接触环；18、进气通道；19、真空阀膜；20、第二接触环；21、帽体；22、第一骨架；23、第二骨架；24、收口卷簧；25、滤清圈；26、消音圈；27、反馈盘；28、压力输入塞；29、反馈承接盘；30、复位机构；31、封闭套；32、快速进气道。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步描述，但是本实用新型不仅限于以下具体实施方式。

一种双工况无极变比真空助力器，它包括壳体1、设置在壳体1内的移动阀体2、设置在壳体1以及移动阀体2之间用于将壳体与移动阀体之间的空腔分成两个腔体的分隔件3，移动阀体2内依次设有推杆4、反馈盘组件以及顶杆5，两个腔体分别为第一腔体以及第二腔体，第一腔体内设有用于将第一腔体分隔成第一真空腔6以及第一空气腔7的第一皮膜8，第二腔体内设有用于将第二腔体分隔成第二真空腔9以及第二空气腔10的第二皮膜11，其特征在于：推杆4上套设有气密阀帽组件，气密阀帽组件包括套设在推杆4上的弹簧座12、一端与弹簧座12相抵的弹簧组件13以及与弹簧组件13另一端相抵的气密阀帽14，气密阀帽14上端与移动阀体2接触且密封，气密阀帽14下端设有与推杆4接触且密封的空气阀膜15，移动阀体2内设有用于阻挡气密阀帽组件进而使第一空气腔以及第二空气腔与外界空气导通的阻挡件16，阻挡件16上设有用于抵住气密阀帽下端进而使得气密阀帽下端的空气阀膜与推杆脱开的第一接触环17，且第一接触环17下部与推杆4之间设有供外接气体流入第一空气腔以及第二空气腔的进气通道18，

且在初始状态下，气密阀帽与阻挡件之间相距L。本具体实施例中L设置为20-30mm。如果将L设置成0，则变成了全程助力了。

气密阀帽14中部还设有真空阀膜19，阻挡件16上还设有用于与真空阀膜19相抵进而防止从气密阀帽下端进入的气体沿着气密阀帽进入第一真空腔以及第二真空腔的第二接触环20。

第二接触环20与阻挡件16分体设置，且第二接触环20与阻挡件16之间设有驱动弹簧。

气密阀帽14包括帽体21、设置在帽体外圆周上的第一骨架22、设置在帽体内圆周内的第二骨架23以及设置在帽体内圆周上的收口卷簧24，第一骨架22与第二骨架23一端接触且可转动。设置收口卷簧24主要是为了保证进气口的密闭性，使得气密阀帽上的空气阀与推杆之间密闭性更好。

推杆4与移动阀体2之间还设有滤清圈25与消音圈26，且滤清圈25与消音圈26均采用可弹性形变的材料制成，然后与收口卷簧对空气阀膜的作用，可以可靠地保证推杆相对球体摆动±3°的情况下，空气阀不会发生漏气现象。

当然，这种空气阀由轴向位置来控制开启的模式，就可较好地实现该真空助力器“两工况”的功能，即实现‘半程助力’的工作能力。而且还可根据脚踏板推杆实际的行程的需要，可进行合理而且灵活的设计开启接触环，从而就可规划或设计出推杆整个行程中，“助力段”与“非助力段”的工作区域。这是目前广泛使用的真空助力器径向开启的空气阀与真空阀，所不能实现或较难实现的功能。这可以说，是真空助力器空气阀‘轴向密闭与开启’的一大优势。

本申请中初始状态是气密阀帽是不与两个接触环接触的，即气密阀帽组件与阻挡件之间是留有一段距离的，当推杆开始推动时，此时气密阀帽组件与阻挡件之间还没有接触，即还没有开始进行助力，当推杆移动一段距离后，气密阀帽组件与阻挡件接触，即气密阀帽上的空气阀膜与阻挡件上的第一接触环接触，第一接触环顶开空气阀膜，这样空气腔就会与外接空气连通，这样开始实现助力。并且同时在第一接触环顶开空气阀膜时，第二接触环会与真空阀膜相抵，防止外接空气进入真空腔。

设计变比反馈盘的目的是为了让脚踏的负荷尽量趋于一致，避免最大踏板力时，不同年龄段或性别以及疲劳等体力的差异而导致，可能出现的正常坐姿下踏不动踏板的现象，同时，也避免所需踏板力较小时而助力比偏大所导致的‘踏板疲软’的现象发生。为此设计了变比反馈盘，以保证最大踏板力时反馈盘有最大的助力比。

本案例是按当今还未提出的‘无极变比反馈盘’这一特例来设计的。其中最核心的就是无极变比感载系统，该系统作为推杆组件的中间连接件，由封闭套与推杆头弹性卡圈将顶杆与推杆连接在一起。

反馈盘组件包括反馈盘27、一端与反馈盘中部相抵且另一端与推杆相抵的压力输入塞28、套设在压力输入塞外且与反馈盘边缘相抵的反馈承接盘29、设置在反馈盘外部用于帮助反馈盘快速复位的复位机构30以及用于套住反馈盘、复位机构以及反馈承接盘的封闭套31，且反馈盘27与压力输入塞28接触一端为球面。本申请中反馈盘可以采用玻纤橡胶材料，以保持高的回弹能力与疲劳特性。反馈盘27与反馈承接盘29可充高压空气、压力油或不填充任何介质，该介质仅起到对反馈盘快速复位的压力作用，而不提供踏板压力反馈的作用。

当然，作为本案例的辅助说明，为提高反馈盘27弹变特性，或提高反馈盘27的摩擦寿命，可以在与反馈盘27相接触的推杆4和反馈承接盘29的两接触面之间添加抗压润滑脂或润滑油，也可用石墨介质，或推杆4和反馈承接盘29的接触面进行塑化或皂化处理等多种工艺方案。

反馈盘27整体为三角形，且反馈盘27与压力输入塞28接触部分为与压力输入塞28配合的内凹弧面。

复位机构30为蜂窝筛或者弹性箍之间的至少一种。其中图中的蜂窝筛是按照圆筒来设计的，但并不排除三角形、五角形、六边形等其他中空结构件。

推杆4上还设有供外界气体快速进入进气通道18的快速进气道32。作为更可靠的优化设计还应考虑紧急制动的工作状况。当踏板在紧急制动时，为了得到最大的助动力，根据本专利空气阀轴向启闭的特点，还可在推杆4上加工快速进气道（可以是月牙槽结构，也可以是方槽、孔等各种结构），就可以实现空气阀快速打开到最大开启状态，从而实现紧急制动时的最大助力力。

如图所示，本案例紧急制动情形分析：当紧急制动猛踩踏板的过程中，推杆4轴向位移会瞬间超过4.5～5mm，从而达到最大助动来设计的。这是因为当紧急制动时，推杆猛地前移，缸体由于在复位弹簧反作用力下，其因惯性迟滞，缸体还未来得及向前移动，其分离环已迅速将空气阀完全打开，即阀膜快速开启已且越过进气键槽的位置，此时进气量最大，进气可以瞬间充满助力腔，从而快速达到最大助力点。

作为反馈盘特例设计，本专利选用‘无极变比反馈盘’作为研究开发对象，是为了满足脚踏负荷尽量趋于一致的要求。其中该组件的核心元件是无极反馈盘，以及保障反馈盘无极变比功能的‘蜂窝筛’机构。其功能的实现如下所述：当踏动踏板给压力输入塞28加压时，由于反馈盘27背面的反馈承接盘29的球面结构，那么在反馈盘27体积受压时，其三个端角将会向中心移动，从而形成由三角形向圆形过渡的变形，当该变形与‘蜂窝筛’（即复位机构30）弹性作用力达到平衡时，则变形停止。由于在等弧长的情况下圆所占的面积比三角形大，所以，随着压力输入塞28压力的加大，反馈盘27作用在反馈承接盘29上的面积也就越大。由于助力比Ir = S1/S0（注：S0为压力输入塞28与反馈盘27的接触面积；S1为反馈承接盘29与反馈盘27的接触面积）则助力比也就越大。所以，该可以保证踏板力越大时助力比也就越大的更为先进地控制过程。另外，由于反馈盘27由三角形向圆形过渡的变形是一个连续的过程，所以称为该助力比的应变也就是一个连续的“无极”控制过程，故该机构称为“无极变比反馈盘系统”，该系统对人机控制具有优良的操控特性。当然，作为简化设计，该无极变比系统，可以去掉蜂窝筛，而保留并采用优质弹性箍（具有良好的高弹复位特性与高的感载应力应变特性）与高密橡胶反馈盘的硫化整件结构。

Claims (9)

1.一种双工况无极变比真空助力器，它包括壳体（1）、设置在壳体（1）内的移动阀体（2）、设置在壳体（1）以及移动阀体（2）之间用于将壳体与移动阀体之间的空腔分成两个腔体的分隔件（3），所述移动阀体（2）内依次设有推杆（4）、反馈盘组件以及顶杆（5），所述两个腔体分别为第一腔体以及第二腔体，所述第一腔体内设有用于将第一腔体分隔成第一真空腔（6）以及第一空气腔（7）的第一皮膜（8），所述第二腔体内设有用于将第二腔体分隔成第二真空腔（9）以及第二空气腔（10）的第二皮膜（11），其特征在于：所述推杆（4）上套设有气密阀帽组件，所述气密阀帽组件包括套设在推杆（4）上的弹簧座（12）、一端与弹簧座（12）相抵的弹簧组件（13）以及与弹簧组件（13）另一端相抵的气密阀帽（14），所述气密阀帽（14）上端与移动阀体（2）接触且密封，所述气密阀帽（14）下端设有与推杆（4）接触且密封的空气阀膜（15），所述移动阀体（2）内设有用于阻挡气密阀帽组件进而使第一空气腔以及第二空气腔与外界空气导通的阻挡件（16），所述阻挡件（16）上设有用于抵住气密阀帽下端进而使得气密阀帽下端的空气阀膜与推杆脱开的第一接触环（17），且所述第一接触环（17）下部与推杆（4）之间设有供外接气体流入第一空气腔以及第二空气腔的进气通道（18），

且在初始状态下，气密阀帽与阻挡件之间相距L。

2.根据权利要求1所述的一种双工况无极变比真空助力器，其特征在于：所述气密阀帽（14）中部还设有真空阀膜（19），所述阻挡件（16）上还设有用于与真空阀膜（19）相抵进而防止从气密阀帽下端进入的气体沿着气密阀帽进入第一真空腔以及第二真空腔的第二接触环（20）。

3.根据权利要求2所述的一种双工况无极变比真空助力器，其特征在于：所述第二接触环（20）与阻挡件（16）分体设置，且所述第二接触环（20）与阻挡件（16）之间设有驱动弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种双工况无极变比真空助力器，其特征在于：所述气密阀帽（14）包括帽体（21）、设置在帽体外圆周上的第一骨架（22）、设置在帽体内圆周内的第二骨架（23）以及设置在帽体内圆周上的收口卷簧（24），所述第一骨架（22）与第二骨架（23）一端接触且可转动。

5.根据权利要求1所述的一种双工况无极变比真空助力器，其特征在于：所述推杆（4）与移动阀体（2）之间还设有滤清圈（25）与消音圈（26），且所述滤清圈（25）与消音圈（26）均采用可弹性形变的材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种双工况无极变比真空助力器，其特征在于：所述反馈盘组件包括反馈盘（27）、一端与反馈盘中部相抵且另一端与推杆相抵的压力输入塞（28）、套设在压力输入塞外且与反馈盘边缘相抵的反馈承接盘（29）、设置在反馈盘外部用于帮助反馈盘快速复位的复位机构（30）以及用于套住反馈盘、复位机构以及反馈承接盘的封闭套（31），且所述反馈盘（27）与压力输入塞（28）接触一端为球面。

7.根据权利要求6所述的一种双工况无极变比真空助力器，其特征在于：所述反馈盘（27）整体为三角形，且所述反馈盘（27）与压力输入塞（28）接触部分为与压力输入塞（28）配合的内凹弧面。

8.根据权利要求6所述的一种双工况无极变比真空助力器，其特征在于：所述复位机构（30）为蜂窝筛或者弹性箍之间的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种双工况无极变比真空助力器，其特征在于：所述推杆（4）上还设有供外界气体快速进入进气通道（18）的快速进气道（32）。