CN107344547B - 一种电动汽车制动主缸总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车制动主缸总成，包括设有内腔的缸体，所述内腔从前到后依次设有第一级柱塞总成、第二级柱塞总成、第一级活塞总成、第二级活塞总成，所述踏板模拟器包括具有内腔的外壳，所述内腔由前侧的小径孔和后侧的大径孔组成，所述小径孔的内径小于大径孔的内径，所述小径孔内设有一级活塞，所述大径孔内设有二级活塞，所述一级活塞与二级活塞之间设有一级弹簧，所述二级活塞与内腔后端之间设有二级弹簧，所述外壳的前部设有与小径孔前侧连通的进液孔。本发明解决了***断电，全解耦制动***意外断电，制动力不足且制动液缺失状态下的危险状况，而且可以在一个踏板模拟器的情况下，模拟不同驾驶员的对踏板的制动感需求。

Description

一种电动汽车制动主缸总成
技术领域
本发明涉及汽车制动技术领域，具体涉及一种运用于电动汽车制动的制动液压***。
背景技术
随着电动汽车的迅速发展，制动***由于电动车采用非内燃机提供动力。制动***助力部分缺少真空源。继而迫使电动汽车制动***进行变革。故此出现了在制动***中制动动作与制动执行解耦的工作模式，制动动作即为驾驶员踩制动踏板的动作，制动执行即为摩擦片与制动盘或者制动鼓作用的动作。在隔离这个过程中，驾驶员的制动动作使制动主缸排出的制动也并不直接作用于制动执行器，计入踏板模拟器，但是当突发***断电状况，制动液进如踏板模拟器后无法返回主缸，在此时轮缸制动力不足时，需要额外的制动液补充轮缸提供制动力时，传统的主缸无法满足这种特殊情况，所以需求一个容器来收集该部分制动液，并模拟传统制动踏板感。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种电动汽车制动主缸总成，可以在制动***断电，制动液封存于踏板模拟器时提供额外所需制动液，并模拟传统制动踏板感。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种电动汽车制动主缸总成，包括设有内腔的缸体，所述内腔从前到后依次设有第一级柱塞总成、第二级柱塞总成、第一级活塞总成、第二级活塞总成，所述第一级柱塞总成与第二级柱塞总成之间设有第一级柱塞复位弹簧，所述第二级柱塞总成与第一级活塞总成之间设有第二级柱塞复位弹簧，所述第一级活塞总成与第二级活塞总成之间设有第一级活塞复位弹簧，所述第二级活塞总成与内腔后端之间设有第二级活塞复位弹簧，所述内腔在第一级柱塞总成与第二级柱塞总成之间设有P1腔，所述内腔在第二级柱塞总成与第一级活塞总成之间设有P2腔，所述内腔在第一级活塞总成与第二级活塞总成之间设有P3腔，所述内腔在第二级活塞总成与内腔后端之间设有P4腔，所述P1腔和P2腔与踏板模拟器连接，所述P3腔和P3腔连接轮缸，所述P3腔连接有向P1腔单向连通的单向阀，所述P4腔连接有向P2腔单向连通的单向阀，所述第一级活塞总成和第二级活塞总成上均设有由前向后单向连通的单向阀；当正常状态下踩制动的时候，P1腔和P2腔制动液进入踏板模拟器，当制动***断电，制动踏板已经下踩且制动力不足时，驾驶员深踩踏板，使第一级活塞总成和第二级活塞总成继续后移，最终P3和P4腔制动液将进入轮缸补偿制动力，所述踏板模拟器包括具有内腔的外壳，所述内腔由前侧的小径孔和后侧的大径孔组成，所述小径孔的内径小于大径孔的内径，所述小径孔内设有一级活塞，所述大径孔内设有二级活塞，所述一级活塞与二级活塞之间设有一级弹簧，所述二级活塞与内腔后端之间设有二级弹簧，所述外壳的前部设有与小径孔前侧连通的进液孔。
优选的，所述P1腔经由一个常闭电磁阀与踏板模拟器连接，所述P2腔经由一个常开电磁阀与踏板模拟器连接。
优选的，所述内腔的后部为直径大于前部直径的阶梯孔，所述阶梯孔的侧壁对应P3腔和P3腔位置分别加工有一个单向阀孔，所述单向阀孔内安装有单向阀。
优选的，所述第一级活塞总成和第二级活塞总成上的单向阀由活塞单向阀弹簧、单向阀座和密封钢球构成，所述单向阀座上设有阀孔，所述密封钢球在活塞单向阀弹簧作用下单向密封阀孔。
优选的，所述一级活塞与二级活塞之间还设有橡胶弹簧且二级弹簧与橡胶弹簧之间具有力重合过渡带。
优选的，所述一级活塞的后部设有第一凸柱，所述第一凸柱开设有用于安装橡胶弹簧的弹簧安装孔，所述二级活塞的前部设有阶梯凸柱，所述阶梯凸柱活动连接在弹簧安装孔内并可以压缩橡胶弹簧，所述一级弹簧连接在第一凸柱和阶梯凸柱上。
优选的，所述橡胶弹簧为中心轴向贯通的圆柱体。
优选的，所述内腔的后端由后端盖封闭，所述后端盖与大径孔内壁螺纹连接，并根据旋入深度不同对二级弹簧进行预紧力预设。
优选的，所述二级弹簧由二级大弹簧和二级小弹簧组成。
优选的，所述二级活塞的后部设有第二凸柱，所述后端盖的前侧设有第三凸柱，所述二级小弹簧连接在第二凸柱和第三凸柱上。
本发明采用上述技术方案，带来的有益效果是：
当正常状态下踩制动的时候，P1和P2腔制动液进入踏板模拟器。当非正常状态，***断电，制动踏板已经下踩且制动力不足时，驾驶员深踩踏板，P3和P4腔制动液将进入轮缸补偿制动力。因此解决了***断电，全解耦制动***意外断电，制动力不足且制动液缺失状态下的危险状况，存储腔的制动液不会影响常规制动状态的制动感觉。
当驾驶员踩下制动主缸排除的制动液流经外壳进液孔进入小径孔与一级活塞形成的腔室中。第一阶段制动液经进液孔进入腔室时一级活塞后移，同时一级弹簧受力开始压缩，该阶段为快速增压阶段模拟制动***弹性变形阶段。当腔室内压力达到一定值，至二级弹簧预紧力产生的压力时，二级弹簧开始工作，在二级弹簧压缩时，用于模拟制动***的刚性制动阶段。因此，可以在一个踏板模拟器的情况下，模拟不同驾驶员的对踏板的制动感需求，同时通过多级阶段模拟传统制动***的制动踏板感，可以非常好契合传统制动踏板感。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1是电动汽车制动主缸出液口端示意图。
图2是电动汽车制动主缸进液口端示意图。
图3是电动汽车制动主缸的缸体示意图。
图4是电动汽车制动主缸的第一级活塞总成/第二级活塞总成示意图。
图5是电动汽车制动主缸的后盖示意图。
图6是电动汽车制动主缸常规状态示意图。
图7是电动汽车制动主缸二级工作阶段示意图。
图8是电动汽车制动主缸第三级工作阶段示意图。
图9是踏板模拟器的整体结构示意图。
图10是踏板模拟器的外壳示意图。
图11是踏板模拟器的一级活塞示意图。
图12是踏板模拟器的二级活塞示意图。
图13是踏板模拟器后端盖示意图。
图14是踏板模拟器初始工作阶段示意图。
图15是踏板模拟器二级工作阶段示意图。
图16是踏板模拟器第三级工作阶段示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
一种电动汽车制动主缸总成，包括制动主缸、踏板模拟器。
制动主缸的实施例，如图1和图2所示，一种电动汽车制动主缸，包括设有内腔的缸体3所述内腔从前到后依次设有第一级柱塞总成1、第二级柱塞总成2、第一级活塞总成4、第二级活塞总成6，所述第一级柱塞总成1与第二级柱塞总成2之间设有第一级柱塞复位弹簧，所述第二级柱塞总成2与第一级活塞总成4之间设有第二级柱塞复位弹簧，第一级柱塞总成1、第二级柱塞总成2上设有Y型密封圈12。所述第一级活塞总成4与第二级活塞总成6之间设有第一级活塞复位弹簧5，所述第二级活塞总成6与内腔后端之间设有第二级活塞复位弹簧7，所述内腔在第一级柱塞总成1与第二级柱塞总成2之间设有P1腔，所述内腔在第二级柱塞总成2与第一级活塞总成4之间设有P2腔，所述内腔在第一级活塞总成4与第二级活塞总成6之间设有P3腔，所述内腔在第二级活塞总成6与内腔后端之间设有P4腔，所述P1腔和P2腔与踏板模拟器连接，所述P3腔和P3腔连接轮缸，所述P3腔连接有向P1腔单向连通的单向阀，所述P4腔连接有向P2腔单向连通的单向阀，所述第一级活塞总成4和第二级活塞总成6上均设有由前向后单向连通的单向阀。
当正常状态下踩制动的时候，P1腔和P2腔制动液进入踏板模拟器，当制动***断电，制动踏板已经下踩且制动力不足时，驾驶员深踩踏板，使第一级活塞总成和第二级活塞总成继续后移，最终P3和P4腔制动液将进入轮缸补偿制动力。
如图1和图3所示，所述内腔的后部为直径大于前部直径的阶梯孔31，所述阶梯孔的侧壁对应P3腔和P3腔位置分别加工有一个单向阀孔32，所述单向阀孔内安装有单向阀。所述单向阀孔中集成了由缸体单向阀钢球9、缸体单向阀弹簧10、缸体单向阀挡圈11构成的单向阀。所述内腔的后端口开设有定位台阶孔33，定位台阶孔开设有内螺纹。
如图1和图5所示，所述后盖8设有连接凸台，连接凸台上加工有外螺纹81，连接凸台后端与后盖后部之间设有密封圈槽82，所述后盖通过外螺纹81与内腔后端口内螺纹连接，密封圈槽内设有与内腔后端口密封的密封圈。
如图4所示，所述第一级活塞总成4和第二级活塞总成6包括活塞本体41/61，活塞本体中心开设有阶梯阀孔，单向阀设于阶梯阀孔内，单向阀由活塞单向阀弹簧43/63、单向阀座44/64和密封钢球45/65构成，所述单向阀座44/64上设有阀孔，所述密封钢球45/65在单向阀弹簧43/63作用下单向密封阀孔。活塞本体外圆设有密封槽，密封槽内安装有密封圈42/62。
如图6所示，为由制动主缸组成电动车制动***完全解耦结构制动执行部分，所述P1腔经由一个常闭电磁阀与踏板模拟器连接，所述P2腔经由一个常开电磁阀与踏板模拟器连接。P1腔和P4腔联通，P2腔和P3腔联通。
在常规制动过程，备用制动液腔室制动液不会流出对常规制动***造成影响，只有当轮缸压力不足，备用腔室的制动液才会补偿轮缸，实现补偿制动。
如图7所示，为由本发明构成制动执行部分常规工作时制动压力建立及制动液流向示意。当驾驶员执行制动时，流入轮缸管路由电磁阀关闭，流入踏板模拟器的电磁阀打开，推动第一柱塞总成1前移，两柱塞总成腔室建立压力P1和P2，储液腔两活塞腔室建立压力为P3和P4，由于P1和P4腔之间有单向阀ΔP4，P2和P3腔之间由单向阀ΔP3，故此P3和P4腔内的制动液无法进入踏板模拟器。
如图8所示，为由本发明构成制动执行部分断电失效工作时制动压力建立及制动液流向示意。当在制动过程中断电，电磁阀断电复位，踏板模拟器的制动液被封存于踏板模拟器，主缸出现制动液缺失，联通轮缸的管路打开，当轮缸制动力不足，驾驶员可以通过深踩制动踏板，使第一活塞总成4第二活塞总成6继续前移，提升P3，P4腔室压力，使P4＞P1，P3＞P2，即可推开缸体上的单向阀，为轮缸进行制动力补充。
当制动主缸在解耦制动***中断电状态下，制动液被封于踏板模拟器后，制动液量不足时，且制动力达不到时，通过驾驶员惯性深踩实现补偿制动液的方法补偿制动力作用。该制动主缸可以在制动***断电，制动液封存于踏板模拟器时提供额外所需制动液，同时常规制动时不会影响***制动。
本发明解决制动***在断电情况下，轮缸制动力不足，制动液被封存导致制动液不足无法及时为轮缸供液提供制动的情况，提高了制动***的安全性。
踏板模拟器的实施例一，如图9和图10所示，一种电动汽车制动踏板模拟器，包括具有内孔的外壳1，所述内孔由前侧的小径孔12和后侧的大径孔13组成，所述内孔的后端由后端盖7封闭，大径孔的后部设有内螺纹14，所述小径孔的内径小于大径孔的内径，所述小径孔内设有一级活塞2，所述大径孔内设有二级活塞5，所述一级活塞2与二级活塞5之间设有一级弹簧4，所述二级活塞与内孔后端之间设有二级弹簧6，所述外壳的前部设有与小径孔前侧连通的进液孔11，一级活塞2与内孔前端之间形成腔室。
当驾驶员踩下制动主缸排除的制动液流经外壳进液孔11进入小径孔与一级活塞形成的腔室中。第一阶段制动液经进液孔11进入腔室时一级活塞2后移，同时一级弹簧4受力开始压缩，该阶段为快速增压阶段模拟制动***弹性变形阶段。当腔室内压力达到一定值，至二级弹簧6预紧力产生的压力时，二级弹簧6开始工作，在二级弹簧6压缩时，用于模拟制动***的刚性制动阶段。因此，可以在一个踏板模拟器的情况下，模拟不同驾驶员的对踏板的制动感需求，同时通过多级阶段模拟传统制动***的制动踏板感，可以非常好契合传统制动踏板感。
如图9和图11所示，一级活塞2外圆设有第一密封圈槽21，一级活塞2设于小径孔内，第一密封圈槽21装有一级活塞密封圈8和挡圈9与小径孔内孔壁密封，一级活塞后侧的第一活塞环形端面23用于支撑一级弹簧4前端，一级活塞的后部设有第一凸柱24，一级弹簧的前部外套在第一凸柱24上。
如图9和图12所示，二级活塞5外圆设有第二密封圈槽53，第二密封圈槽53内装有二级活塞密封圈10，二级活塞5装在大径孔13中，并由大径孔13和小径孔12之间的阶梯进行限位。二级活塞的前部设有阶梯凸柱51，阶梯凸柱51由前部的小径部和后部的大径部组成，且小径部的直径小于大径部的直径，一级弹簧的后部外套在阶梯凸柱51上，并与第二活塞环形端面抵接。二级活塞的后部设有第二凸柱54，二级活塞后侧环绕第二凸柱54设有第三活塞环形端面52和第四活塞环形端面，第三活塞环形端面52向后凸出于第四活塞环形端面。
如图9和图13所示，后端盖7设有向前凸出的第三凸柱71、第五活塞环形端面72，第五活塞环形端面向前凸出于第六活塞环形端面，第三凸柱71凸出于第五活塞环形端面72。后端盖后部设有与大径孔后部的内螺纹螺纹旋合的螺纹段73。另外，后端盖的后端中心设有内六角孔74，用于与扳手连接，方便通过扳手带动后端盖旋转。根据旋入深度不同对二级弹簧进行预紧力预设。踏板感可通过对后端盖在外壳中旋入深度对二级弹簧预紧力进行设置，从而模拟出不同制动器的制动特性，不需要更换其中的零部件，具有极大地普适性。
踏板模拟器的实施例二，如图9所示，与实施例1的不同在于，一级活塞2与二级活塞5之间还设有橡胶弹簧3且二级弹簧6与橡胶弹簧3之间具有力重合过渡带。能够良好的模拟出传统踏板感觉，消除力突变感。
当腔室内压力达到一定值，二级活塞5开始挤压橡胶弹簧3，一级活塞内压力继续增大至二级弹簧预紧力产生的压力时，二级弹簧开始工作。把模拟制动踏板感觉分为三个阶段，三阶段分段工作可以良好的模拟踏板感。
其中，如图11所示，第一凸柱24开设有用于安装橡胶弹簧3的弹簧安装孔22。如图4所示，阶梯凸柱51的小径部活动连接在弹簧安装孔22内并可以压缩橡胶弹簧3，进一步的，橡胶弹簧3为中心轴向贯通的圆柱体，以利于压缩并产生弹性力。
另外，如图9所示，上述两个实施例中，二级弹簧6可以采用两个，二级弹簧6由二级大弹簧和二级小弹簧组成，二级大弹簧直径大于二级小弹簧且压缩力大于二级小弹簧。以提升二级弹簧6的工作可靠性。二级大弹簧嵌套在二级小弹簧外圆侧，二级小弹簧的前部外套在第二凸柱54上，二级小弹簧的后部外套在第三凸柱71上，二级小弹簧的前端与第三活塞环形端面52抵接，二级小弹簧的后端与第五活塞环形端面72抵接，二级大弹簧的前端与第四活塞环形端面抵接，二级大弹簧的后端与第六活塞环形端面抵接。
如图14所示，驾驶员踩下制动主缸排除的制动液流经进液孔11进入小径孔12与一级活塞2形成的活塞腔中。在第一阶段制动液进入活塞腔时一级活塞后移，同时一级弹簧4受力开始压缩，当一级活塞移动S位移时活塞腔建立P1阶段压力，该阶段为快速增压阶段模拟制动***弹性变形阶段，开始对橡胶弹簧3进行压缩。此刻准备进入二级工作阶段。
如图15所示，当一级活塞2从S运动到S1过程中，橡胶弹簧3完全压缩。一级活塞2与二级活塞5的阶梯凸柱51前部小径部进行孔轴配合达到限位处，橡胶弹簧3也压缩到最大，此时二级弹簧6开始压缩。此时活塞腔压力为P2阶段。该阶段压强建立有橡胶弹簧3的压缩参与，用于模拟制动***从弹性***变为刚性时的过渡状态。
如图16所示，活塞从S1运动到S2时，仅二级弹簧6工作，此时活塞腔内压力为P3阶段，用于模拟制动***的刚性制动阶段。
本发明可调踏板感汽车制动踏板模拟器工作的过程中，先模拟制动***的快速压力增加的阶段，为制动***各个部件在弹性膨胀的过程，其次是模拟弹性膨胀到制动***刚性不变，该阶段制动压力受***影响不大，更多是受到制动液自身的弹性影响的阶段。经过对后端盖7的调节二级弹簧6的预紧力，可以模拟不同制动***刚性阶段的刚度。所以该发明可以提供一个非常优秀的踏板感，而且可调，大大拓展了应用范围。
在踏板模拟器的实施例一和实施例二中，术语“前”、“后”是以进液孔为前方作为参照，而对发明各部件的位置进行描述，而不能理解为对发明的限制。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种电动汽车制动主缸总成，包括设有内腔的缸体，其特征在于，所述内腔从前到后依次设有第一级柱塞总成、第二级柱塞总成、第一级活塞总成、第二级活塞总成，所述第一级柱塞总成与第二级柱塞总成之间设有第一级柱塞复位弹簧，所述第二级柱塞总成与第一级活塞总成之间设有第二级柱塞复位弹簧，所述第一级活塞总成与第二级活塞总成之间设有第一级活塞复位弹簧，所述第二级活塞总成与内腔后端之间设有第二级活塞复位弹簧，所述内腔在第一级柱塞总成与第二级柱塞总成之间设有P1腔，所述内腔在第二级柱塞总成与第一级活塞总成之间设有P2腔，所述内腔在第一级活塞总成与第二级活塞总成之间设有P3腔，所述内腔在第二级活塞总成与内腔后端之间设有P4腔，所述P1腔和P2腔与踏板模拟器连接，所述P3腔和P3腔连接轮缸，所述P3腔连接有向P1腔单向连通的单向阀，所述P4腔连接有向P2腔单向连通的单向阀，所述第一级活塞总成和第二级活塞总成上均设有由前向后单向连通的单向阀；当正常状态下踩制动的时候，P1腔和P2腔制动液进入踏板模拟器，当制动***断电，制动踏板已经下踩且制动力不足时，驾驶员深踩踏板，使第一级活塞总成和第二级活塞总成继续后移，最终P3和P4腔制动液将进入轮缸补偿制动力，所述踏板模拟器包括具有内腔的外壳，所述内腔由前侧的小径孔和后侧的大径孔组成，所述小径孔的内径小于大径孔的内径，所述小径孔内设有一级活塞，所述大径孔内设有二级活塞，所述一级活塞与二级活塞之间设有一级弹簧，所述二级活塞与内腔后端之间设有二级弹簧，所述外壳的前部设有与小径孔前侧连通的进液孔。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述P1腔经由一个常闭电磁阀与踏板模拟器连接，所述P2腔经由一个常开电磁阀与踏板模拟器连接。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述内腔的后部为直径大于前部直径的阶梯孔，所述阶梯孔的侧壁对应P3腔和P3腔位置分别加工有一个单向阀孔，所述单向阀孔内安装有单向阀。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述第一级活塞总成和第二级活塞总成上的单向阀由活塞单向阀弹簧、单向阀座和密封钢球构成，所述单向阀座上设有阀孔，所述密封钢球在活塞单向阀弹簧作用下单向密封阀孔。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述一级活塞与二级活塞之间还设有橡胶弹簧且二级弹簧与橡胶弹簧之间具有力重合过渡带。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述一级活塞的后部设有第一凸柱，所述第一凸柱开设有用于安装橡胶弹簧的弹簧安装孔，所述二级活塞的前部设有阶梯凸柱，所述阶梯凸柱活动连接在弹簧安装孔内并可以压缩橡胶弹簧，所述一级弹簧连接在第一凸柱和阶梯凸柱上。
7.根据权利要求5所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述橡胶弹簧为中心轴向贯通的圆柱体。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述内腔的后端由后端盖封闭，所述后端盖与大径孔内壁螺纹连接，并根据旋入深度不同对二级弹簧进行预紧力预设。
9.根据权利要求8所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述二级弹簧由二级大弹簧和二级小弹簧组成。
10.根据权利要求9所述的一种电动汽车制动主缸总成，其特征在于：所述二级活塞的后部设有第二凸柱，所述后端盖的前侧设有第三凸柱，所述二级小弹簧连接在第二凸柱和第三凸柱上。
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