CN107813808A - 一种应用于液压制动系统的气压助力器总成 - Google Patents
一种应用于液压制动系统的气压助力器总成 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于液压制动系统技术领域，具体涉及一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，包括输入推杆、进气座、活塞筒、阀体、前壳体、助力活塞、后壳体、加强板、输出推杆、助力活塞回位弹簧、输入推杆防脱落机构、活塞回位弹簧、活塞、橡胶弹簧、阀门、阀门回位弹簧和阀门套；利用高压空气作为助力源，利用橡胶弹簧和活塞实现动态平衡，提高液压制动系统的制动能力。
Description
技术领域
本发明属于液压制动系统技术领域，具体涉及一种应用于液压制动系统的气压助力器总成。
背景技术
传统轻型载货汽车的液压制动系统多采用真空助力器总成，因真空助力器总成受结构、尺寸以及大气压强的限制，仅能应用于小吨位的轻型载货汽车，且真空助力器总成的助力效果弱，同时针对国五、国六排放标准，轻型载货汽车需配有高压气源作为尿素供给系统的驱动，因此利用气压助力器来替代真空助力器已是轻型载货汽车液压制动系统改进的重大课题；相对于国五、国六排放标准配备高压气源仍采用真空助力系统的车辆，采用气压助力系统成本更低，但现有技术中的气压助力器随动平衡只由阀门实现，存在制动时制动踏板随动性和制动感觉差等缺点。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，利用高压空气作为助力源，利用橡胶弹簧和活塞实现动态平衡，提高液压制动系统的制动能力。
本发明所采用的技术方案是：
一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，包括输入推杆1、进气座2、活塞筒4、阀体5、前壳体6、助力活塞11、后壳体12、加强板13、输出推杆15、助力活塞回位弹簧16、输入推杆防脱落机构20、活塞回位弹簧27、活塞28、橡胶弹簧29、阀门33、阀门回位弹簧34和阀门套38，其中前壳体6和后壳体12固定连接后形成腔体，助力活塞11设置在后壳体12上，将前壳体6和后壳体12固定连接后形成的腔体分隔成第一腔体A和第二腔体B，且在助力活塞11与后壳体12接触部位装有助力活塞密封圈9和助力活塞导向套10；加强板13固定在后壳体12的最后端，后壳体12上开设有排气口14；所述的第二腔体B内助力活塞11和加强板13之间设置有助力活塞回位弹簧16，其中输出推杆15设置在助力活塞回位弹簧16内并与助力活塞11配合连接；
输入推杆防脱落机构20由硫化挡圈39和孔用弹性挡圈40构成，输入推杆1通过硫化挡圈39卡到输入力推杆1上的凸台后被孔用弹性挡圈40固定于进气座2上，即输入推杆1通过输入推杆防脱落机构20与进气座2相连接，同时输入推杆1伸入进气座2部分与导向块22相接触；
进气座2伸入到阀体5中与阀体5通过螺纹固定连接，阀体5为前窄后宽的筒体，进气座2与阀体5固定连接后在阀体5宽的一端内形成腔体，且在进气座2与阀体5接触部位安装有矩形密封圈21、O型密封圈I23；阀体5通过螺纹固定连接在活塞筒4内，并在接触部位装有O型密封圈IV26和O型密封圈V31，活塞筒4伸入前壳体6内与助力活塞11的中心孔通过螺纹固定连接并进行密封，活塞筒4与前壳体6接触部位设置有活塞筒密封圈17、活塞筒导向套18和防尘圈19，由于活塞筒4伸入前壳体6内，所以固定在活塞筒4内的阀体5窄的一端也插入到第一腔体A内的助力活塞11的中心孔内并形成第五腔体E，阀体5与助力活塞11接触面装有O型密封圈III25；
在进气座2与阀体5形成的腔体内装有活塞28，活塞28与阀体5之间设有活塞回位弹簧27，由活塞28与阀体5构成并且在活塞回位弹簧27所在位置处的腔体为第四腔体D，活塞回位弹簧27一端与阀体5接触，另一端与活塞28接触将活塞28挤压在进气座2上；活塞28与阀体5之间还装有O型密封圈I23和活塞导向套30，橡胶弹簧29设置在活塞28与进气座2之间，导向块22一端伸入进气座2中并插入橡胶弹簧29的内孔中，导向块22的另一端与进气座2接触并在接触部位设置有孔用挡圈I32，导向块22内部开孔并可在进气座2内部滑动，起导向作用，其内部开孔用于排除橡胶弹簧29变形时在活塞28与橡胶弹簧29间产生的高压气体；
阀体5窄的一端内部设置有阀门套38，阀门套38与阀体5之间装有O型密封圈VI35和孔用挡圈II36，阀门套38内孔上装有阀门33，阀门33通过阀门回位弹簧34挤压在阀体5上，且阀门套38与阀门33间设置有O型密封圈VII37，由阀体5、阀门33和阀门套38构成并且在阀门回位弹簧34所在位置处的腔体为第三腔体C。
所述的活塞筒4上设置有内环槽41、通道e、用于与助力活塞11连接的助力活塞螺纹42和用于与阀体5连接的第一阀体螺纹43。
所述的助力活塞11上设置有三个第一通道d、三个第二通道g以及与活塞筒4连接的第一活塞筒螺纹111；
所述的进气座2上设置有进气口201、进气座通道a以及与阀体5连接的第二阀体螺纹202，进气座2进气座通道a尽头由钢球3堵塞密封。
所述的阀体5外圆周分布有三个第一阀体通道b，阀体5宽部和窄部交接处外侧分布有三个第二阀体通道f，阀体5宽部和窄部交接处内侧分布有三个第三阀体通道c，阀体5上还设有与进气座2连接的进气座螺纹51和与活塞筒4连接的第二活塞筒螺纹52。
本发明的有益效果如下：
1、相比真空助力器的制动能力明显增大，制动效果好；
2、助力平衡由橡胶弹簧和活塞来实现，使制动时制动踏板具有良好的随动性和操纵感；
3、大吨位轻型载货汽车应用本发明的液压制动系统相对气压制动系统成本低；
4、针对国五、国六排放标准的液压制动轻型载货汽车采用该发明，可与尿素供给系统采用同一高压气源，省去真空伺服系统部分，大大降低整车成本。
附图说明
图1为本发明的液压制动系统气压助力器总成剖视图。
图2为本发明的液压制动系统气压助力器总成局部放大图。
图3为本发明的液压制动系统气压助力器总成局部放大图。
图4为本发明的液压制动系统气压助力器总成的进气座结构示意图。
图5为本发明的液压制动系统气压助力器总成的阀体结构示意图。
图6为本发明的液压制动系统气压助力器总成的活塞筒结构示意图。
图7为本发明的液压制动系统气压助力器总成的助力活塞结构示意图。
其中：1输入推杆；2进气座；201进气口；a进气座通道；202第二阀体螺纹；3钢球；4活塞筒；41内环槽；e通道；42助力活塞螺纹；43第一阀体螺纹；5阀体；51进气座螺纹；52第二活塞筒螺纹；b第一阀体通道；f第二阀体通道；c第三阀体通道；6前壳体；7螺栓组；8密封圈；9助力活塞密封圈；10助力活塞导向套；11助力活塞；d第一通道；g第二通道；111第一活塞筒螺纹；12后壳体；13加强板；14排气口；15输出推杆；16助力活塞回位弹簧；17活塞筒密封圈；18活塞筒导向套；19防尘圈；20输入推杆防脱落机构；21矩形密封圈；22导向块；23O型密封圈I；24O型密封圈II；25O型密封圈III；26O型密封圈IV；27活塞回位弹簧；28活塞；29橡胶弹簧；30活塞导向套；31O型密封圈V；32孔用挡圈I；33阀门；34阀门回位弹簧；35O型密封圈VI；36孔用挡圈II；37O型密封圈VII；38阀门套；39硫化挡圈；40孔用弹簧挡圈，A第一腔体；B第二腔体；C第三腔体；D第四腔体；E第五腔体。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，如图1、2、3所示，包括输入推杆1、进气座2、活塞筒4、阀体5、前壳体6、助力活塞11、后壳体12、加强板13、输出推杆15、助力活塞回位弹簧16、输入推杆防脱落机构20、活塞回位弹簧27、活塞28、橡胶弹簧29、阀门33、阀门回位弹簧34和阀门套38，其中前壳体6和后壳体12固定连接后形成腔体，助力活塞11设置在后壳体12上后将前壳体6和后壳体12固定连接后形成的腔体分隔成第一腔体A和第二腔体B，且在助力活塞11与后壳体12接触部位装有助力活塞密封圈9和助力活塞导向套10；加强板13固定在后壳体12的最后端，后壳体12上开设有排气口14；所述的第二腔体B内助力活塞11和加强板13之间设置有助力活塞回位弹簧16，其中输出推杆15设置在助力活塞回位弹簧16内并与助力活塞11配合连接；
输入推杆防脱落机构20由硫化挡圈39和孔用弹性挡圈40构成，输入推杆1通过硫化挡圈39卡到输入力推杆1上的凸台后被孔用弹性挡圈40固定于进气座2上，即输入推杆1通过输入推杆防脱落机构20与进气座2相连接，同时输入推杆1伸入进气座2部分与导向块22相接触；
如图1、图2、图3、图4和图5所示，进气座2伸入到阀体5中，通过进气座2上的第二阀体螺纹202与阀体5上的进气座螺纹51螺纹固定连接，阀体5为前窄后宽的筒体，进气座2与阀体5固定连接后在阀体5宽的一端内形成腔体，且在进气座2与阀体5接触部位安装有矩形密封圈21和O型密封圈I23；阀体5通过其上的第二活塞筒螺纹52与活塞筒4上的第一阀体螺纹43螺纹固定连接，并在接触部位装有O型密封圈IV26和O型密封圈V31，活塞筒4伸入前壳体6内并通过其上的助力活塞螺纹42与助力活塞11的中心孔处的第一活塞筒螺纹111螺纹固定连接并进行密封，活塞筒4与前壳体6接触部位设置有活塞筒密封圈17、活塞筒导向套18和防尘圈19，由于活塞筒4伸入前壳体6内，所以固定在活塞筒4内的阀体5窄的一端也插入到第一腔体A内的助力活塞11的中心孔内并形成第五腔体E，阀体5与助力活塞11接触面设置有O型密封圈III25；
在进气座2与阀体5形成的腔体内装有活塞28，活塞28与阀体5之间设有活塞回位弹簧27，由活塞28与阀体5构成并且在活塞回位弹簧27所在位置处的腔体为第四腔体D，活塞回位弹簧27一端与阀体5接触，另一端与活塞28接触将活塞28挤压在进气座2上；活塞28与阀体5之间还装有O型密封圈I23和活塞导向套30，橡胶弹簧29设置在活塞28与进气座2之间，导向块22一端伸入进气座2中并插入橡胶弹簧29的内孔中，导向块22的另一端与进气座2接触并在接触部位设置有孔用挡圈I32，导向块22内部开孔并可在进气座2内部滑动，起导向作用，其内部开孔用于排除橡胶弹簧29变形时在活塞28与橡胶弹簧29间产生的高压气体；
阀体5窄的一端内部设置有阀门套38，阀门套38与阀体5之间装有O型密封圈VI35和孔用挡圈II36，阀门套38内孔上装有阀门33，阀门33通过阀门回位弹簧34挤压在阀体5上，且阀门套38与阀门33间设置有O型密封圈VII37，由阀体5、阀门33和阀门套38构成并且在阀门回位弹簧34所在位置处的腔体为第三腔体C。
如图6所示，所述的活塞筒4上设置有内环槽41、通道e、用于与助力活塞11连接的助力活塞螺纹42和用于与阀体5连接的第一阀体螺纹43。
如图7所示，所述的助力活塞11上设置有三个第一通道d、三个第二通道g以及与活塞筒4连接的第一活塞筒螺纹111；
如图4所示，所述的进气座2上设置有进气口201、进气座通道a以及与阀体5连接的第二阀体螺纹202，进气座2进气座通道a尽头由钢球3堵塞密封。
如图5所示，所述的阀体5外圆周分布有三个第一阀体通道b，阀体5宽部和窄部交接处外侧分布有三个第二阀体通道f，阀体5宽部和窄部交接处内侧分布有三个第三阀体通道c，阀体5上还设有与进气座2连接的进气座螺纹51和与活塞筒4连接的第二活塞筒螺纹52。
本发明的工作过程如下：
本发明的气压助力器总成在未制动状态时：高压空气通过进气座2上的进气口21、进气座通道a以及阀体5外圆周分布的三个第一阀体通道b进入到第三腔体C，由于阀门回位弹簧34将阀门33推靠到阀体5上，阀门33处于关闭状态，从而隔绝高压空气进入第一腔体A，此时第一腔体A、第二腔体B均为大气压强。
本发明的气压助力器总成在制动状态时：踏板力传递到输入推杆1，通过导向块22、橡胶弹簧29将力传递给活塞28，活塞回位弹簧27被压缩，输入推杆1、导向块22、橡胶弹簧29、活塞28一同前移，活塞28脱离进气座2前移至阀门33，此时阀门33即将开启，即活塞28与阀门33刚刚接触，此处是气压助力器升压时的平衡位置，随着踏板力的增加，活塞28压紧阀门33致使由第一腔体A至第五腔体E的排气通道关闭，同时将阀门33和阀体5分开致使由第三腔体C至第一腔体A的进气通道开启，高压空气经阀体5与阀门33间隙进入到第四腔体D，第四腔体D内高压气体通过阀体5端部分布的三个第二阀体通道f、助力活塞11的三个第一通道d、活塞筒4上的内环槽41和通道e进入第一腔体A产生伺服力；同时第四腔体D内高压气体作用于活塞28，活塞28克服橡胶弹簧29的力向进气座2方向运动，直到活塞28的两侧的力达到平衡为止，此时阀门33与阀体5、活塞28同时接触，由第三腔体C至第一腔体A的进气通道和由第一腔体A至第五腔体E的排气通道同时关闭，达到助力平衡。由于助力平衡由橡胶弹簧29和活塞28来实现，使得伺服力随输入推杆1输入力的逐渐增加而成固定比例增长，从而使制动时具有良好的随动性和操纵感。当达到最大伺服力时，继续增加输入力，活塞28压靠于阀体5上，踏板力的传递由活塞28作用到阀体5，由于阀体5与活塞筒4、助力活塞11采用螺纹连接固定为一体、输出推杆15固定于助力活塞11上，气压助力器的输入力与输出力将等量增长。
本发明的气压助力器总成在取消制动时：随着输入力的减小输入推杆1、导向块22、橡胶弹簧29、活塞28后移，当达到最大助力点时，阀门33与阀体5、活塞28同时接触，由第三腔体C至第一腔体A的进气通道和由第一腔体A至第五腔体E的排气通道同时关闭，随着输入力的继续减小，阀门33与阀体5压紧同时与活塞28脱离，此时由第一腔体A至第五腔体E的排气通道开启，由第三腔体C至第一腔体A的进气通道道关闭，第一腔体A内高压空气经活塞筒4上的通道e和内环槽41、助力活塞11的三个第一通道d、阀体5上分布的三个第二阀体通道f进入到第四腔体D，再经过活塞28与阀门33间间隙、阀门33中心孔到达第五腔体E，通过助力活塞11上的第二通道g流入到第二腔体B排入大气中，第一腔体A的压强将下降，伺服力减小，就这样随着输入力的逐渐减小，伺服力也将成固定比例的减小，直至制动完全取消。
Claims (5)
1.一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，其特征在于包括输入推杆(1)、进气座(2)、活塞筒(4)、阀体(5)、前壳体(6)、助力活塞(11)、后壳体(12)、加强板(13)、输出推杆(15)、助力活塞回位弹簧(16)、输入推杆防脱落机构(20)、活塞回位弹簧(27)、活塞(28)、橡胶弹簧(29)、阀门(33)、阀门回位弹簧(34)和阀门套(38)，其中前壳体(6)和后壳体(12)固定连接后形成腔体，助力活塞(11)设置在后壳体(12)上，将前壳体(6)和后壳体(12)固定连接后形成的腔体分隔成第一腔体(A)和第二腔体(B)，且在助力活塞(11)与后壳体(12)接触部位装有助力活塞密封圈(9)和助力活塞导向套(10)；加强板(13)固定在后壳体(12)的最后端，后壳体(12)上开设有排气口(14)；所述的第二腔体(B)内助力活塞(11)和加强板(13)之间设置有助力活塞回位弹簧(16)，其中输出推杆(15)设置在助力活塞回位弹簧(16)内并与助力活塞(11)配合连接；
输入推杆防脱落机构(20)由硫化挡圈(39)和孔用弹性挡圈(40)构成，输入推杆(1)通过硫化挡圈(39)卡到输入力推杆(1)上的凸台后被孔用弹性挡圈(40)固定于进气座(2)上，即输入推杆(1)通过输入推杆防脱落机构(20)与进气座(2)相连接，同时输入推杆(1)伸入进气座(2)部分与导向块(22)相接触；
进气座(2)伸入到阀体(5)中与阀体(5)通过螺纹固定连接，阀体(5)为前窄后宽的筒体，进气座(2)与阀体(5)固定连接后在阀体(5)宽的一端内形成腔体，且在进气座(2)与阀体(5)接触部位安装有矩形密封圈(21)、O型密封圈I(23)；阀体(5)通过螺纹固定连接在活塞筒(4)内，并在接触部位装有O型密封圈IV(26)和O型密封圈V(31)，活塞筒(4)伸入前壳体(6)内与助力活塞(11)的中心孔通过螺纹固定连接并进行密封，活塞筒(4)与前壳体(6)接触部位设置有活塞筒密封圈(17)、活塞筒导向套(18)和防尘圈(19)，由于活塞筒(4)伸入前壳体(6)内，所以固定在活塞筒(4)内的阀体(5)窄的一端也插入到第一腔体(A)内的助力活塞(11)的中心孔内并形成第五腔体(E)，阀体(5)与助力活塞(11)接触面装有O型密封圈III(25)；
在进气座(2)与阀体(5)形成的腔体内装有活塞(28)，活塞(28)与阀体(5)之间设有活塞回位弹簧(27)，由活塞(28)与阀体(5)构成并且在活塞回位弹簧(27)所在位置处的腔体为第四腔体(D)，活塞回位弹簧(27)一端与阀体(5)接触，另一端与活塞(28)接触将活塞(28)挤压在进气座(2)上；活塞(28)与阀体(5)之间还装有O型密封圈I(23)和活塞导向套(30)，橡胶弹簧(29)设置在活塞(28)与进气座(2)之间，导向块(22)一端伸入进气座(2)中并插入橡胶弹簧(29)的内孔中，导向块(22)的另一端与进气座(2)接触并在接触部位设置有孔用挡圈I(32)，导向块(22)内部开孔并可在进气座(2)内部滑动，起导向作用，其内部开孔用于排除橡胶弹簧(29)变形时在活塞(28)与橡胶弹簧(29)间产生的高压气体；
阀体5窄的一端内部设置有阀门套(38)，阀门套(38)与阀体(5)之间装有O型密封圈VI(35)和孔用挡圈II(36)，阀门套(38)内孔上装有阀门(33)，阀门(33)通过阀门回位弹簧(34)挤压在阀体(5)上，且阀门套(38)与阀门(33)间设置有O型密封圈VII(37)，由阀体(5)、阀门(33)和阀门套(38)构成并且在阀门回位弹簧(34)所在位置处的腔体为第三腔体(C)。
2.如权利要求1所述的一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，其特征在于所述的活塞筒(4)上设置有内环槽(41)、通道(e)、用于与助力活塞(11)连接的助力活塞螺纹(42)和用于与阀体(5)连接的第一阀体螺纹(43)。
3.如权利要求2所述的一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，其特征在于所述的助力活塞(11)上设置有三个第一通道(d)、三个第二通道(g)以及与活塞筒(4)连接的第一活塞筒螺纹(111)。
4.如权利要求3所述的一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，其特征在于所述的进气座(2)上设置有进气口(201)、进气座通道(a)以及与阀体(5)连接的第二阀体螺纹(202)，进气座(2)进气座通道(a)尽头由钢球(3)堵塞密封。
5.如权利要求4所述的一种应用于液压制动系统的气压助力器总成，其特征在于所述的阀体(5)外圆周分布有三个第一阀体通道(b)，阀体(5)宽部和窄部交接处外侧分布有三个第二阀体通道(f)，阀体(5)宽部和窄部交接处内侧分布有三个第三阀体通道(c)，阀体(5)上还设有与进气座(2)连接的进气座螺纹(51)和与活塞筒(4)连接的第二活塞筒螺纹(52)。
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