发明内容
针对上述问题,本发明提供一种带紧急制动功能的助力器,该助力器不但可以达到正常情况下的制动效果;并且在紧急情况下,通过滑块和滑套的应用,在踏板力较小的情况下,只要能够保持一定的速度使制动踏板快速下压,便能大幅度的提高制动力,使车辆在短时间内获得最大的制动减速度,获得较常规助力器更为迅速的制动。
本发明通过以下技术手段实现:一种带紧急制动功能的助力器,包括一个活塞外壳,其可滑动地安装在一个壳体中;一个外缘紧封于壳体的膜片,一个与膜片配合的膜板,所述活塞外壳、膜板和膜片将助力器内部分成前、后两个腔,前腔为真空腔,后腔为大气腔;一个位于所述活塞外壳内的控制阀机构,其用于实现将气体输送到所述大气腔中或将气体从所述大气腔中排出的控制;一个用来对所述控制阀机构进行操作的操纵杆;
所述控制阀机构包括:一个与所述操纵杆相连接的止动底座,其上形成一个大气阀座;一个在所述活塞外壳上形成的第一真空阀座;以及一个阀圈总成,其可坐靠在所述大气阀座和第一真空阀座上,所述大气阀座和阀圈总成形成大气阀口,所述第一真空阀座和阀圈总成形成第一真空阀口;所述活塞外壳内轴向上还设有一个环形管状凸起,所述止动底座安装于该环形管状凸起内;
还包括一个滑动地安装在所述活塞外壳内环形管状凸起外的管状滑套装置;所述滑套装置尾端形成与第一真空阀座径向相邻且并置的第二真空阀座,所述第二真空阀座与阀圈总成形成第二真空阀口;
一个止动装置,其用于在非紧急制动情况下,将所述滑套装置保持在相对于活塞外壳前沿的位置;
一个回位装置,其用于当所述操纵杆返回到非制动位置时,使所述滑套装置返回到非紧急制动位置;
紧急制动时,当所述操纵杆从非制动位置向前移动一定给定行程,推动止动装置滑动,改变所述滑套装置的止动状态,使滑套装置相对于所述活塞外壳后退,从而使所述阀圈总成坐靠在第二真空阀座上,真空阀口关闭,而大气阀座与阀圈总成脱离,大气阀口的开度大于常规制动过程中的开度;
本发明还可做以下改进:
所述滑套装置上设有凸台三,还设有两端分别抵靠于所述凸台前端面和活塞外壳内表面突起的筋上的滑套回位弹簧一,该滑套回位弹簧一使滑套装置具备相对活塞外壳向后位移的力;所述滑套装置径向上开设孔一,孔一前端设有两级阶梯型凸台,紧邻孔一的凸台一径向高度小于凸台二的径向高度;所述止动底座前端为前小后大的圆锥形;所述止动装置为一T型滑块,其小端穿过滑套装置的孔一,与止动底座前端的圆锥斜面间隙配合;常规制动时,滑块大端抵靠于滑套装置凸台一的平面上,限制滑套装置相对于活塞外壳向后位移;紧急制动时,由于止动底座向前位移的行程超过滑块小端与止动底座前端圆锥斜面的间隙,止动底座前端圆锥斜面推动滑块小端向下位移,使滑块大端也向下位移,脱离滑套装置的凸台平面,此时滑套装置在滑套回位弹簧一的作用下向后滑动,至滑套装置凸台二的平面抵靠在滑块大端上,所述滑套装置推动阀圈总成相对活塞外壳向后位移,使大气阀座与阀圈总成脱离,大气阀口的开度大于常规制动过程中的开度。
还包括有钥匙,所述滑套装置径向上还开设孔二,所述钥匙为杆状,其一端抵靠于壳体内壁,另一端穿过孔二,与止动底座的前端的法兰面相抵靠,限制止动底座向后位移。
所述滑块的大端的下端面上设有两个开口槽,所述回位装置为一开口圆环形的滑块卡簧,所述滑块卡簧的环形部分安装在活塞外壳上,开口的两端分别卡在滑块大端下端面的两个开口槽内;对滑块做弹性固定;常规制动时,使该滑块大端卡于滑套装置凸台一的平面上,紧急制动结束后,滑套装置在回位弹簧二和钥匙的作用下回到正常制动位置,滑块卡簧使滑块向上移动至非紧急制动位置。
所述滑套装置外表面沿轴向上设有凹槽二,与活塞外壳内表面突起的筋配合,保证滑套处在相对活塞外壳的最前沿。
所述滑套装置后端设有环形凹槽一,该环形凹槽一内装有与活塞外壳内表面密封的密封圈。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:
1)本发明的一种带紧急制动功能的助力器,不但可以达到常规的制动效果;并且在紧急情况下,通过滑块和滑套的应用,在踏板力较小的情况下,只要能够保持一定的速度使制动踏板快速下压,便能大幅度的提高制动力,使车辆在短时间内获得最大的制动减速度,获得较常规助力器更为迅速的制动。
2)本发明的一种带紧急制动功能的助力器,实现紧急制动功能的部件结构简单,无需复杂的电路或电器元件,可保证长期稳定的实现紧急制动,并且具有成本低,安装方便的优点。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明,但不对本发明造成任何限制。
实施例1
如图1、图2所示,一种带紧急制动功能的助力器,包括后壳34、前壳31,在后壳体内滑动地安装一个活塞外壳7。在后壳口部安装一个环形的后壳密封圈3,使活塞外壳***与后壳34形成密封。还包括一个外缘紧封于壳体的膜片33,一个与膜片33配合的膜板32,膜板32、膜片33连接在活塞外壳7的外周,并通过锁片35将膜片、膜板铆压固定在活塞外壳上,所述活塞外壳、膜板32和膜片33将助力器内部分成前、后两个腔,前腔为真空腔26,后腔为大气腔25;前壳31通过膜片33外缘与后壳34铆接密封;主缸总成(图中未示出)与前壳接口29处连接密封;制动主缸第一活塞与真空助力器调节杆组件36连接,通过制动主缸总成传递输出力;所述调节杆组件由调节杆22和插接头21组成。
在前壳31真空接头密封圈28处装配一个真空单向阀(图中未示出),从该真空单向阀处引入负压。真空阀密封圈口以堵头27堵住避免进入杂物。回位弹簧二30装配在真空腔26内,其一端抵靠前壳内壁,另一端抵靠活塞外壳7,回位弹簧二30向后压迫活塞外壳7,在钥匙18的限位下,保持在图1所示的非制动位置上。
所述活塞外壳7前端设有沿轴向的环形凸起7a,该环形凸起7a内形成凹槽二7a1,槽内由后向前依次安装反馈盘23、调整杆22。所述调整杆22前端面有一个盲孔,用于固定插接头21,插接头21连接制动主缸总成第一活塞(图上未示出)进行输出力传递。在回位弹簧二30、压碟20的作用下,保证上述零件与活塞外壳7连接不脱落。在凹槽二7a1内中心还设有一通孔7b,其前端直径大,与比例盘配合,用以放置比例盘24,后端直径小,与止动底座4前端配合,用于放置止动底座4前端。当助力器被启动时,作用在调节杆组件36的制动反应力通过反馈盘23、比例盘24、止动底座4、及操纵杆11传至制动踏板(图中未示出)上。
所述制动主缸总成(图中未示出)与助力器总成装配时,在制动主缸预紧力的做用下,第一活塞开始压迫调节杆组件36,调节杆组件36相对于活塞外壳7向后位移,迫使反馈盘23压缩并与凹槽二7a1的内底面7a2形成密封。
活塞外壳内设有一个控制阀机构37,其用于实现将气体输送到所述大气腔中或将气体从所述大气腔中排出的控制;使大气腔25与真空腔26的两腔压差在失衡和平衡两种状态下变化。
所述控制阀机构37包括:一个与所述操纵杆11相连接的止动底座4,其上形成一个大气阀座S3;一个在所述活塞外壳7上形成的第一真空阀座S1;以及一个装配在操纵杆11的轴向上的阀圈总成16,其后由前向后依次设有阀圈弹簧8、阀碗15、支撑弹簧14和过滤海绵10,所述过滤海绵10装配于操纵杆11的法兰后端面;所述阀碗15前端外圆面15a与阀圈总成16内圆面密封;所述阀碗15后端外周设有凸台,该凸台上装有阀碗密封圈9,与活塞外壳7后端面形成密封。所述阀圈弹簧8一端抵靠阀圈总成16,另一端抵靠阀碗15外壁;所述支撑弹簧14一端抵靠操纵杆11的法兰前端面,另一端抵靠阀碗15前端内壁。
操纵杆11的球头部分铆接在止动底座4的凹槽内,使得阀圈弹簧8压缩,具备一个使阀圈总成16相对活塞外壳7向前运动的力;支撑弹簧14被迫压缩,具备一个使操纵杆11和止动底座4相对活塞外壳7向后运动的力;这样就使得阀圈总成16从后侧抵靠在第一真空阀座S1、大气阀座S3上;所述大气阀座S3和阀圈总成16形成大气阀口K2,所述大气阀口K2与活塞外壳内的可变压力通道42连接,当大气阀口K2打开时,真空助力器大气腔25与大气连通。所述可变压力通道42在活塞外壳7上有通道开口一42a、通道开口二42b。
所述第一真空阀座S1和阀圈总成16形成第一真空阀口K1;所述第一真空阀口K1与活塞外壳内通道41连接,当第一真空阀口K1打开时,真空助力器真空腔26与大气腔25相连通。所述阀圈总成16由阀圈39和嵌片40组成,所述嵌片40镶在阀圈39内部对阀圈起支撑作用;
所述活塞外壳7内轴向上还设有一个环形管状凸起38,所述止动底座4安装于该环形管状凸起38内;还包括一个滑动地安装在所述活塞外壳7内环形管状凸起38外的管状滑套装置2;所述滑套装置2尾端形成与第一真空阀座S1径向相邻且并置的第二真空阀座S2,所述第二真空阀座S2与阀圈总成16形成第二真空阀口K3;
所述滑套装置2后端设有环形凹槽一2a,该环形凹槽一2a内装有与活塞外壳内表面密封的密封圈5。第一真空阀口K1和第二真空阀口K3在密封圈5的作用下保持密封。
所述滑套装置2上设有凸台三2b,还设有两端分别抵靠于所述凸台2b前端面和活塞外壳内表面突起的筋44上的滑套回位弹簧一17,该滑套回位弹簧一17使滑套装置2具备相对活塞外壳7向后位移的力。
所述滑套装置2径向上开设孔一2f,孔一2f前端设有两级阶梯型凸台,紧邻孔一2f的凸台一2d径向高度小于凸台二2e的径向高度;所述止动底座4前端为前小后大的圆锥形;
还包括一个止动装置,其用于在非紧急制动情况下,将所述滑套装置2保持在相对于活塞外壳7前沿的位置;所述止动装置为一T型滑块19,其小端19a穿过滑套装置2的孔一2f,与止动底座4前端的圆锥斜面间隙配合;常规制动时,滑块大端19b抵靠于滑套装置2凸台一的平面2d1上,限制滑套装置2相对于活塞外壳向后位移;紧急制动时,由于止动底座4向前位移的行程超过滑块小端19a与止动底座4前端圆锥斜面的间隙,止动底座4前端圆锥斜面推动滑块小端19a向侧向位移,使滑块大端19b也向侧向位移,脱离滑套装置2的凸台平面2d1,此时滑套装置2在滑套回位弹簧一17的作用下向后滑动,至滑套装置2凸台二的平面2e1抵靠在滑块大端19b上,所述滑套装置2推动阀圈总成16相对活塞外壳向后位移,使大气阀座S3与阀圈总成16脱离,大气阀口K2的开度大于常规制动过程中的开度。
还包括有钥匙18,所述滑套装置2径向上还开设孔二2c,所述钥匙18为杆状,其一端抵靠于壳体内壁34a,另一端穿过孔二2c,与止动底座的前端的法兰面4a相抵靠,限制止动底座向后位移。
还包括一个回位装置,其用于当所述操纵杆11返回到非制动位置时,使所述滑套装置2返回到非紧急制动位置;滑块19的大端19b的下端面上设有两个开口槽19c,所述回位装置为一开口圆环形的滑块卡簧1,所述滑块卡簧1的环形部分安装在活塞外壳7上,开口的两端分别卡在滑块大端19b下端面的两个开口槽19c内;对滑块做弹性固定;常规制动时,使该滑块大端19b卡于滑套装置2凸台一的平面2d1上,紧急制动结束后,滑套装置2在回位弹簧二(30)和钥匙18的作用下回到正常制动位置,滑块卡簧1使滑块向上移动至非紧急制动位置。
所述滑套装置2外表面沿轴向上设有凹槽二2g,与活塞外壳内表面突起的筋44配合,保证滑套处在相对活塞外壳的最前沿。
所述滑套装置2后端设有环形凹槽一2a,该环形凹槽一2a内装有与活塞外壳内表面密封的密封圈5。
紧急制动时,当所述操纵杆11从非制动位置向前移动一定给定行程,推动止动装置滑动,改变所述滑套装置2的止动状态,使滑套装置2相对于所述活塞外壳7后退,从而使所述阀圈总成16坐靠在第二真空阀座S2上,真空阀口K3关闭,而大气阀座S3与阀圈总成16脱离,大气阀口K2的开度大于常规制动过程中的开度;
如图1、图2和图3所示,装配时,压迫操纵杆组件43使止动底座4向前位移,所述操纵杆组件由操纵杆11、止动底座4、螺母12、叉头13组成;此时将钥匙18从活塞外壳中的可变压力通道开口一42a处装入,经过滑套2后端上的一个径向开口2c,然后与止动底座的前端的法兰面4a相抵靠,此时活塞外壳7在回位弹簧30压迫下向后运动,钥匙18一端抵靠在后壳34开口处的内壁凸台34a处,并且使钥匙18抵靠在可变压力通道开口一42a的前端面上。并且由于钥匙18的位移带动滑套装置2向前位移,使得滑套装置2前端的凸台面2d1比可变压力通道开口二42b的前端面更为靠前,此时滑块19从可变压力通道开口二42b处装配进来,滑套装置2前端的两个台阶2d在滑套回位弹簧17的作用下抵靠在滑块平面区域19b上,滑套装置2保持处于相对活塞外壳7的最前端。
当发动机启动时,通过真空软管向助力器真空腔25输入一个负压。由于大气与后腔25相通,前腔26与后腔25之间就形成了压差。在大气的作用下,膜片33、膜板32推动活塞外壳7向前运动,止动底座4、操纵杆11、支撑弹簧14相对活塞外壳向后位移,大气阀口K2关闭。此时助力器前、后腔达到一个伺服平衡状态,当发动机停止时踩下制动踏板,有足够的制动力输出。
本发明的助力器常规制动过程如下:制动踏板(图中未示出)在正常工作时,踩下制动踏板,操纵杆11、止动底座4相对活塞外壳7向前发生位移,大气阀口K2打开,大气进入大气腔25。真空腔26和大气腔25在大气压差作用下,使膜片33、膜板32带动活塞外壳7向前位移。在制动主缸(图中未示出)的预紧力作用下,调节杆组件36产生一个反向制动力并开始压缩反馈盘23。反馈盘23被反向压缩抵靠在比例盘24上,反向制动力通过比例盘24、止动底座4、操纵杆组件43传递到制动踏板上,开始制动。制动反应前的时间点由图6中所示的突增点JP1表示,制动反应通过止动底座4、操纵杆11传递到未画出的制动踏板上。随后,输出以一定的助力比SR1上升。
本发明的助力器紧急制动过程如下:当制动踏板以一定速度,快速下压进行紧急制动的操作过程中,止动底座4在操纵杆组件43的快速推动下向前位移。与正常制动相比,止动底座4相对于活塞外壳7的位移有所增大,因此止动底座4前端锥形斜面推动滑块19向侧向运动,使滑块大端19b脱离滑套装置2的凸台平面2d1,释放滑套装置2。滑套装置2在滑套回位弹簧一17的作用下,相对于活塞外壳7向后位移抵靠在阀圈总成16上,使得大气阀口K2开口度大于在正常制动过程中出现的开度。大气被迅速引入大气腔25,使制动助力器迅速产生一个幅度增大的输出。在助力器达到伺服平衡状态时,大气阀口K2关闭,止动底座4、操纵杆11向后位移增大。
如上所述,在紧急制动操作过程中。输出力的突增量将大于正常制动操作期间,如图6中点JP2所示。当其达到伺服平衡状态时,制动反应通过止动底座4、操纵杆11传递到制动踏板。随后,输出以一定的助力比SR2上升。
当制动结束时,大气阀口K2关闭,第一真空阀口K1打开,活塞外壳7在回位弹簧二30和两腔压差的作用下开始回位,活塞外壳7整体向后移动,钥匙18由于一端抵靠在后壳34开口处的内壁凸台34a处,并不移动,所以相对活塞外壳7向前移动,滑套2在钥匙18的作用下回到正常制动位置,此时滑块19在滑块卡簧1的作用下回位,使滑套2保持在常规的制动状态位置。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例,不能以此来限定本发明的权利范围,因此,依本发明申请专利范围所作的等同变化仍属本发明所涵盖的范围。