CN111102306B - 离合器助力器 - Google Patents
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Abstract
一种离合器助力器，包括外壳、液腔、气腔、在液压和气压的作用下向前推动助力推杆的助力活塞以及在液压的作用下向所述气腔进气以从助力活塞活塞盘后侧面向前推动该助力活塞的进气阀，所述液腔内具有油封以及第一气封，所述助力活塞为塑料活塞，所述油封以及第一气封轴向由后至前固定于所述活塞杆的后端。本发明由于在活塞杆的后端使用了动密封，离合器摩擦片磨损后,助力活塞的前后支撑点的距离不变，不会因为结构失稳而造成油封和气封受挤压不均，影响密封效果，同时，采用塑料活塞重量轻，更加不容易造成油封和气封受挤压不均。
Description
技术领域
本发明属于离合操纵技术领域，尤其涉及一种离合器助力器。
背景技术
离合器助力器是汽车离合器操纵机构中重要组成部分，其驱动的来源是离合器总泵A，离合器总泵A是指连接在离合器脚踏板B并通过油管C与离合器助力器D连接的部分，作用是采集踏板行程信息通过助力器的作用使离合器实现分离，参见图6。
在商用车的手动变速箱上通过车载增压气源辅助驱动离合器助力器分离离合器拨叉是最常见的减小离合踏板力的方法。离合器助力器将总泵的流体位移转换为离合器杆的机械运动。
如图7所示，目前国内的离合器助力器中左侧是液腔D1,而右侧是主气缸D2，总泵A过来的制动液一方面推动金属活塞杆D3驱动整个活塞盘D4向右侧移动,从而使金属推杆D5伸出,推动离合器的拨叉实现离合器的分离，同时制动液会进入进气阀D6阀体一端,开启进气阀口,使压缩空气进入主气缸D2,助推活塞盘D4向右侧移动,助力金属推杆D5的伸出来分离离合器。
当离合器脚踏板B松开,制动液回液压力释放,此时进气阀D6在内部回位弹簧作用下回位关闭,主气缸D2的压缩空气经过排气通道排出，金属活塞杆D3和金属活塞盘D4由于失去了制动液压力和气压,在离合器摩擦盘的反作用下,向左移动直到离合器完全结合为止。
上述结构的离合器助力器的主要缺点为:金属活塞前后两端分别通过金属推杆D5上的油封D7和气封D8以及活塞盘D4上的气封支撑，由于油封D7和气封D8为静态密封结构,当离合器摩擦片磨损后,金属推杆D5的初始位置会往气缸内移动进而使金属推杆D5向左移动，此时，前后支撑距离变短，导致活塞杆左端失稳，密封圈受挤压不均，影响密封效果。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种离合器助力器。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种离合器助力器，包括外壳、液腔、气腔、在液压和气压的作用下向前推动助力推杆的助力活塞以及在液压的作用下向所述气腔进气以从助力活塞活塞盘后侧面向前推动该助力活塞的进气阀，所述外壳上具有用于向所述液腔以及进气阀进液的进液口，所述液腔以及气腔形成于所述外壳内，所述液腔内具有油封以及第一气封，所述助力活塞的活塞盘设于所述气腔中，该活塞盘与气腔后侧壁之间设有回位弹簧，所述回位弹簧的前端与所述活塞盘连接，该助力活塞的活塞杆伸入所述液腔中并穿过所述油封以及第一气封，所述活塞盘的周面上设有第二气封，所述助力活塞为塑料活塞，所述油封以及第一气封轴向由后至前固定于所述活塞杆的后端。
所述活塞盘与活塞杆一体连接。
所述活塞杆上设有位于所述油封以及第一气封之间的第一导向环，所述活塞盘的周面上设有第二导向环。
所述油封、第一气封以及第二气封均为密封圈。
所述活塞盘的前侧面中心位置具有卡接口，所述助力推杆的后端与所述卡接口卡接，所述回位弹簧初始预压缩于所述活塞盘与气腔后侧壁之间。
所述活塞杆内部为空腔，所述活塞杆上设有与所述空腔连通的第一气孔以及第二气孔，所述第一气孔位于所述油封与第一气封之间，所述第二气孔位于所述气腔内活塞盘后侧。
所述外为一体铸造的壳体。
所述外壳上具有用于安装所述进气阀的第一孔状安装腔，该安装腔的前端为敞口，后端与所述进液口连通，所述进气阀包括第一阀座、密封堵头、滤芯、第一弹簧、进气接头、第一阀芯以及第二弹簧，所述第一阀座固定于所述安装腔的前端，其将所述安装腔分隔为前腔以及后腔，所述密封堵头位于所述前腔内，且初始密封所述第一阀座的阀座口，所述滤芯与所述第一阀座的前端插接，所述第一弹簧设于所述滤芯与密封堵头之间，所述进气接头与所述滤芯插接，所述第一阀芯设于所述后腔，该第一阀芯的前端具有可穿过所述阀座口头部，所述第二弹簧设于所述第一阀座与第一阀芯之间，所述后腔在所述第一阀座与第一阀芯之间通过形成于所述外壳上的第一气道与所述气腔连通。
本方案还包括分离保护阀，所述外壳上具有第二孔状安装腔，所述分离保护阀包括第二阀座、第二阀芯以及阀杆，所述第二阀座的周壁上轴向由后至前依次具有与排气阀连接的第一口以及与气源连接的第二口，所述第二阀座设于所述第二孔状安装腔中，所述第二阀芯前后滑动设于所述第二阀座中，两者的中心线与所述助力活塞的中心线平行，所述第二阀芯的周面具有径向截面呈环形的凹部，该凹部与第二阀座之间形成初始仅与所述第一口连通、在第二阀芯向前移动后与所述第一口以及第二口连通的活动腔，所述阀杆的后端与所述第二阀芯连接，前端伸入所述气腔且与所述助力活塞连接。
所述助力活塞的活塞盘的周面上具有卡槽，所述阀杆的前端设有与所述卡槽卡接的卡头。
本发明由于在活塞杆的后端使用了动密封，离合器摩擦片磨损后,助力活塞的前后支撑点的距离不变，不会因为结构失稳而造成油封和气封受挤压不均，影响密封效果，同时，采用塑料活塞重量轻，更加不容易造成油封和气封受挤压不均。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的后视结构示意图；
图3为本发明的助力活塞的连接结构示意图；
图4为本发明的进气阀的结构示意图；
图5为本发明的分离保护阀的结构示意图；
图6为离合器总泵、离合器脚踏板以及离合器助力器的关系示意图；
图7为现有离合器助力器的示意图；
图8为本发明的进气阀与气腔的进出气示意图；
图9为本发明气腔中气体的排出路线示意图；
图10为本发明消除负压示意图。
具体实施方式
如图1以及图2所示，一种离合器助力器，包括外壳1100、助力活塞1200、助力推杆1300以及进气阀1400。
外壳1100内形成液腔1110以及气腔1120，液腔1110以及气腔1120后前布置且中心线重合，两者连通，该外壳1100上具有用于向液腔1110以及进气阀1400进液的进液口，进液口设有进液接头1130。
如图3所示，助力活塞1200为塑料活塞，其由活塞盘1210以及设于活塞盘1210后侧中心位置的活塞杆1220构成。
其中，活塞盘1210设于气腔1120中，其周面上设有第二气封1260，该活塞盘1210与气腔后侧壁之间设有回位弹簧1230，回位弹簧1230的前端与活塞盘1210连接。
活塞杆1220伸入液腔1110中并穿过油封1240以及第一气封1250，油封1240以及第一气封1250轴向由后至前固定于活塞杆1220的后端，形成动密封，可随活塞杆1220移动。
助力活塞1200前后分别通过第二气封1260以及油封1240和第一气封1250进行支撑。
助力推杆1300与活塞盘1210前侧的中心处连接。
总泵过来的制动液一方面通过液压推动助力活塞1200向前移动,助力活塞1200推动助力推杆1300向前移动,从而推动离合器的拨叉实现离合器的分离，同时制动液会进入进气阀1400,进气阀1400在液压的作用下向气腔1120进气，从而从活塞盘1210后侧面通过气压向前辅助推动该助力活塞1200。
当离合踏板松开,制动液回液压力释放,此时进气阀1400关闭,气腔1120的压缩空气排出，助力活塞1200由于失去了制动液压力和气压,在离合器摩擦盘的反作用下,向后移动,直到离合器完全结合为止。
本发明由于在活塞杆1220的后端使用了动密封，离合器摩擦片磨损后,助力活塞1200的前后支撑点的距离不变，不会因为结构失稳而造成油封和气封受挤压不均，影响密封效果，同时，采用塑料活塞重量轻，更加不容易造成油封和气封受挤压不均，保证了密封结构在整个离合器磨损周期的稳定性，也实现了结构的轻量化，简化了生产装配过程。
在本实施例中，活塞盘1210与活塞杆1220一体注塑成型，活塞和活塞杆合二为一，一方面减小了分泵的重量，相对以前的金属活塞整体重量降低了30％，另一方面减小了金属活塞和金属活塞杆复杂的装配工序。
在本实施例中，活塞杆1220上设有位于油封1240以及第一气封1250之间的第一导向环1270，活塞盘1210的周面上设有第二导向环1280。
具体地，油封1240、第一气封1250以及第二气封1260均为密封圈，活塞杆1220以及活塞盘1210上具有用于固定密封圈以及导向环的环形凹槽。
在本实施例中，活塞盘1210的前侧面中心位置具有卡接口1211，助力推杆1300的后端与卡接口1211卡接，回位弹簧1230初始预压缩于活塞盘1210与气腔1120后侧壁之间，在未工作状态，回位弹簧1230能保证助力推杆1300与活塞盘1210之间存在一定的挤压力，避免助力推杆1300从卡接口1211脱出。
在本实施例中，活塞杆1220内部为空腔，活塞杆1220上设有与空腔连通的第一气孔以及第二气孔，第一气孔位于油封1240与第一气封1250之间，第二气孔位于气腔1120内活塞盘1210后侧。具体地，第二气孔设置在卡接口1211上。
如图10所示，第二气孔排出的气体经过第二气道由排气阀1600排出，这样可以消除高压运动在油封1240与第一气封1250之间形成的负压，维持稳定的大气压力。
在本实施例中，外壳1100为一体铸造的壳体，一次性机加工液腔1110以及气腔1120，保证同轴度避免活塞杆1220的偏心运动，很大程度改善现有结构存在活塞杆偏心运动导致密封失效的问题。
具体地，外壳1100上具有用于安装进气阀1400的第一孔状安装腔，该安装腔的前端为敞口，后端与进液口连通。
如图1、图2以及图4所示，进气阀1400包括第一阀座1410、密封堵头1420、滤芯1430、第一弹簧1440、进气接头1450、第一阀芯1460、第二弹簧1470以及气源接头1480。
第一阀座1410固定于上述安装腔的前端，其将安装腔分隔为前腔以及后腔，密封堵头1420位于前腔内，且初始密封第一阀座1410的阀座口，滤芯1430与第一阀座1410的前端插接，第一弹簧1440设于滤芯1430与密封堵头1420之间，进气接头1450与滤芯1430插接，第一阀芯1460设于后腔，该第一阀芯1460的前端具有可穿过阀座口的头部1461，第二弹簧1470设于第一阀座1410与第一阀芯1460之间，上述后腔在第一阀座1410与第一阀芯1460之间通过形成于外壳1100上的第一气道与气腔1120连通(参见图8，通过第一气道气体可以进出气腔1120)，气源接头1480连接进气接头1450。
在本实施例中，头部1461初始与密封堵头1420不接触。头部1461为圆柱形。
第一阀芯1460上设有唇形密封圈1462。
较佳地，如图5所示，本发明还设计了分离保护阀1500，外壳1100上具有第二孔状安装腔，分离保护阀1500包括第二阀座1510、第二阀芯1520以及阀杆1530。
第二阀座1510的周壁上轴向由后至前依次具有与排气阀1600连接的第一口1511以及与气源连接的第二口1512，第二阀座1510设于第二孔状安装腔中，第二阀芯1520前后滑动设于第二阀座1510中，两者的中心线与助力活塞的中心线平行，第二阀芯1520的周面具有径向截面呈环形的凹部，该凹部与第二阀座1510之间形成初始仅与第一口1511连通、在第二阀芯1520向前移动后与第一口1511以及第二口1512连通的活动腔A，阀杆1530的后端与第二阀芯1520连接，前端伸入气腔且与助力活塞1200连接。
在本实施例中，第二口1512与进气阀1400的进气接头1450连通，从而与气源连接。
当助力活塞1200向前移动时，第二阀芯1520会在阀杆1530的牵引下向前移动，当移动到设定距离，即活动腔A与第一口1511以及第二口1512连通时，来自气源的气体经活动腔A从排气阀1600排出，这样可以为换挡助力缸或者高低档切换提供合适时机的气源，避免离合器未完全分离情况下换挡而损坏变速箱。
在本实施例中，助力活塞1200的活塞盘1210的周面上具有卡槽，阀杆1530的前端设有与卡槽卡接的卡头1531，具体地，卡头1531与阀杆1530螺纹连接。
在本实施例中，阀杆1530插入第二阀芯1520中，两者过盈装配。
在本实施例中，第一孔状安装腔的后端与分离保护阀1500的活动腔A连通，第一阀芯1460轴向具有贯通孔，当进气阀1400关闭,气腔1120的压缩空气从第一气道进入第一孔状安装腔的后腔，并由贯通孔进入第一孔状安装腔的后端，进而进入活动腔A，最后通过排气阀1600排出，参见图5、图8以及图9。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (8)
1.一种离合器助力器，包括外壳、液腔、气腔、在液压和气压的作用下向前推动助力推杆的助力活塞以及在液压的作用下向所述气腔进气以从助力活塞活塞盘后侧面向前推动该助力活塞的进气阀，所述外壳上具有用于向所述液腔以及进气阀进液的进液口，所述液腔以及气腔形成于所述外壳内，所述液腔内具有油封以及第一气封，所述助力活塞的活塞盘设于所述气腔中，该活塞盘与气腔后侧壁之间设有回位弹簧，所述回位弹簧的前端与所述活塞盘连接，该助力活塞的活塞杆伸入所述液腔中并穿过所述油封以及第一气封，所述活塞盘的周面上设有第二气封，所述助力活塞为塑料活塞，所述油封以及第一气封轴向由后至前固定于所述活塞杆的后端，其特征在于，还包括分离保护阀，所述外壳上具有第二孔状安装腔，所述分离保护阀包括第二阀座、第二阀芯以及阀杆，所述第二阀座的周壁上轴向由后至前依次具有与排气阀连接的第一口以及与气源连接的第二口，所述第二阀座设于所述第二孔状安装腔中，所述第二阀芯前后滑动设于所述第二阀座中，两者的中心线与所述助力活塞的中心线平行，所述第二阀芯的周面具有径向截面呈环形的凹部，该凹部与第二阀座之间形成初始仅与所述第一口连通、在第二阀芯向前移动后与所述第一口以及第二口连通的活动腔，所述阀杆的后端与所述第二阀芯连接，前端伸入所述气腔且与所述助力活塞连接：所述助力活塞的活塞盘的周面上具有卡槽，所述阀杆的前端螺纹连接有与卡槽卡接的卡头。
2.根据权利要求1所述的一种离合器助力器，其特征在于，所述活塞盘与活塞杆一体连接。
3.根据权利要求2所述的一种离合器助力器，其特征在于，所述活塞杆上设有位于所述油封以及第一气封之间的第一导向环，所述活塞盘的周面上设有第二导向环。
4.根据权利要求3所述的一种离合器助力器，其特征在于，所述油封、第一气封以及第二气封均为密封圈。
5.根据权利要求4所述的一种离合器助力器，其特征在于，所述活塞盘的前侧面中心位置具有卡接口，所述助力推杆的后端与所述卡接口卡接，所述回位弹簧初始预压缩于所述活塞盘与气腔后侧壁之间。
6.根据权利要求5所述的一种离合器助力器，其特征在于，所述活塞杆内部为空腔，所述活塞杆上设有与所述空腔连通的第一气孔以及第二气孔，所述第一气孔位于所述油封与第一气封之间，所述第二气孔位于所述气腔内活塞盘后侧。
7.根据权利要求6所述的一种离合器助力器，其特征在于，所述外壳为一体铸造的壳体。
8.根据权利要求1或6所述的一种离合器助力器，其特征在于，所述外壳上具有用于安装所述进气阀的第一孔状安装腔，该安装腔的前端为敞口，后端与所述进液口连通，所述进气阀包括第一阀座、密封堵头、滤芯、第一弹簧、进气接头、第一阀芯以及第二弹簧，所述第一阀座固定于所述安装腔的前端，其将所述安装腔分隔为前腔以及后腔，所述密封堵头位于所述前腔内，且初始密封所述第一阀座的阀座口，所述滤芯与所述第一阀座的前端插接，所述第一弹簧设于所述滤芯与密封堵头之间，所述进气接头与所述滤芯插接，所述第一阀芯设于所述后腔，该第一阀芯的前端具有可穿过所述阀座口头部，所述第二弹簧设于所述第一阀座与第一阀芯之间，所述后腔在所述第一阀座与第一阀芯之间通过形成于所述外壳上的第一气道与所述气腔连通。
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