专利名称：气压式刹车辅助器的制作方法
技术领域：
本发明属于机械领域，具体涉及一种配置在机动车上能在高速电磁阀的控制下对车辆进行辅助制动时设备。
背景技术：
根据美国通用公司的研究人员调查发现，如果在发生交通事故前，驾驶员提前0.5秒发现事故，并及时采取措施，则会避免90％的交通事故。因此如果利用一种合适的装备来代替驾驶员实现自动刹车，则可有效地降低交通事故的比例，极大地提高乘客和驾驶员的安全。
目前国内仅仅清华大学汽车安全与节能国家重点实验室申请了液压式制动执行器的专利，它是利用一套由电机、油泵、蓄能器、高低压开关阀构成的液压系统来实现车辆的自动执行，高低压开关阀的开启信号来自车间距离控制器。当车间距离小于安全距离时可以及时动作而有效地将车辆进行制动，从而避免或者减少交通事故的发生。由于它设计了一套独立于车辆本身制动的液压系统，成本大大增加，而且高压液压系统，也不利于密封、安装和维修。
发明内容
本发明的目的是提供一种气压式真空辅助器，在机动车车间距离小于安全距离，驾驶员失去意识或者来不及及时采取刹车时，代替驾驶员对车辆进行自动制动。
本发明气压式刹车辅助器，主要包括一控制器、发动机喉管、汽车的真空助力器和制动总泵以及气压真空辅助器。控制器是用来通过车距触发气压真空辅助器工作的。真空助力器通过一膜片将其分成助力室和真空室。气压真空辅助器主要是一个密闭的阀体，该阀体分为上下两个腔体，上面是大腔体、下面为小腔体；在大腔体侧面开有一个进气口、上面开有一出气口，同时在小腔体的侧面另开有一出气口；上述的进出气口均为衬套设计，通过衬套再与进气或者出气管道相连，目的是加强气体的密封性能，上下出气管道及发动机的进气喉管均与真空助力器相连通。在上述的大小腔体内分别设有大小活塞各一个，大小弹簧通过各自的弹簧座固定在大小活塞上。在大活塞的上下两端还设有两个密封圈，对大活塞进行气体密封；在小活塞的上下也设有密封圈，同时在小活塞的下方设置一吸合式电磁铁。其工作原理是当车间距离小于安全距离时，控制器促使电磁铁通电，电磁铁阀芯在磁场的作用下顶起小活塞，然后通过弹簧的作用，顶起大活塞，于是打开进气口，大气通过进气口进入气压真空辅助器的大腔体内，进入气压真空辅助器中的大气通过大腔体上部的出气口进入真空助力器中的助力室，真空助力器在进入的空气作用下，通过膜片压迫推动助力器活塞杆向前移动，触动制动总泵，然后制动总泵的高压制动液通过制动管路进入四个车轮的制动分泵，驱动制动分泵对四个车轮实施制动。
当大活塞上的受力达到平衡时，开始关闭进气口，这个阶段为保压过程，在这个过程中，伴随着大活塞的向下回落，小弹簧上的弹力逐渐增大，当小活塞在小弹簧的弹力，自身的重力和上部气体的压力联合作用下开始向下加速时，大腔体内的大气经由小活塞下降处产生的缝隙并经过小腔体的出气口释放到真空助力器左部的真空室，从而将大气引入真空助力器的真空室，导致真空助力器膜片两侧的压力差逐步减小，当两侧的压差相等时，真空助力器停止动作，此时制动总泵停止动作，制动过程结束。本发明的优点在于通过本发明可实现自动刹车，有效地降低交通事故，极大地提高乘客和驾驶员的安全。由于本发明是在机动车现有的制动系统基础上完成的刹车辅助器，因而具有成本低，安装维修方便的特点，同时相对独立于车辆本身制动的液压系统而言，利于密封并且能耗低。
图1是本发明的系统结构图；图2是本发明的气压式刹车辅助器的主视图的剖视图；图3是本发明的气压式刹车辅助器正常阶段的剖视图；图4是本发明的气压式刹车辅助器应用阶段的剖视图；图5是本发明的气压式刹车辅助器释放阶段的剖视图；图6是本发明的气压式刹车辅助器保压阶段的剖视图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明气压式刹车辅助器，主要包括一控制器8、发动机1及其喉管2、汽车的真空助力器7和制动总泵6以及气压真空辅助器3。控制器8是用来通过车距触发气压真空辅助器3工作的。真空助力器7通过一膜片701将其分成助力室702和真空室703。如图2所示，气压真空辅助器3主要是一个密闭的阀体，该阀体分为上下两个腔体，上面是大腔体11、下面为小腔体21；在大腔体11侧面开有一个进气口16、上面开有一出气口10，同时在小腔体21的侧面另开有一出气口24；上述的进气口16上设有衬套15，出气口10、24亦设有衬套9、23；通过衬套9、15、23再与进气或者出气管道相连，目的是加强气体的密封效果，连接出气口10、24的管道及发动机的进气喉管2均与真空助力器7相连通。在上述的大小腔体11、21内分别设有大活塞13、小活塞20各一个，大弹簧12、小弹簧18通过各自的大弹簧座26、19固定在大小活塞13、20上。在大活塞13的上下两端还设有两个密封圈14、17，对大活塞13进行气体密封；在小活塞20的上下两端同样也设有密封圈25、22，同时在小活塞20的下方设置一吸合式电磁铁4。
本发明是一种气压式刹车辅助器，它利用发动机1喉管2处的真空度，联合常规汽车的真空助力器7和制动总泵6进行工作。整个工作过程分为如下的四个阶段正常阶段、开始阶段、释放阶段、保压阶段。四个阶段的工作原理如图3、图4、图5和图6所示。
正常阶段图2中的小活塞20开启，真空助力器7的真空室703和助力室702连通，膜片701两侧没有压差，真空助力器7不工作。主要依靠驾驶员在紧急情况下踩制动踏板来实现制动。当驾驶员踩制动踏板时，真空助力器的膜片701在压差的作用下向真空室703一侧移动，同时带动活塞杆推动制动主缸，将制动主泵6内的压力油压入四个车轮5的制动分泵油缸，从而实现制动，其工作状态见图3所示。
应用阶段当前车和跟随车间距离小于安全距离时，并且驾驶员失去意识、来不及或者忘记制动时，图1中的控制器8向电磁铁4发出脉冲信号，促使电磁铁4通电，电磁铁4的阀芯伸长，顶起小活塞20，然后通过小弹簧18，顶起大活塞13，最后达到打开图4中进气口16，外界大气通过进气口16进入，并且通过出气口10进入图1中的真空助力器7的助力室702。在膜片701右侧产生压力，推动真空助力器7的活塞杆左移，再推动制动总泵6的活塞，制动总泵6的高压制动液体通过制动管路到达四个车轮5的四个制动分泵，通过制动分泵产生制动，其工作状态见图4所示。
释放阶段当图2中的大活塞13在大弹簧12的弹力、小弹簧18的弹力、大气对大活塞13的上下表面的压力差的联合作用下，从最大位移处开始下降，在合力平衡时，大活塞13下降到最低点，封闭进气口16。同时，在大弹簧18的弹力、重力和上部气体的压力作用下，小活塞20被顶开。真空助力器7助力室702的气体通过出气口24进入到真空室703内，导致助力室702内的气体压力释放。当真空助力器7的膜片701两侧压力平衡时，真空助力器7不工作，同时当小活塞20受力达到平衡时，出气口24重新关闭，其工作状态见图5所示。
保压阶段当图2小活塞20在大弹簧18和大气压力作用下达到平衡，此时小活塞20运动到最下端，出气口24关闭。真空助力器7的助力室702和真空室703的气体不连通，大腔体11和小腔体21内的气体保持一定的压力。小活塞20和大活塞13都关闭，真空助力器7膜片701两端的大气压力平衡，此时气压真空辅助器3停止工作，具体工作状态见附图6所示。
权利要求
1.一种气压式刹车辅助器，主要包括一控制器、发动机喉管、汽车的真空助力器和制动总泵，控制器是用来通过车距触发气压真空辅助器工作的；真空助力器通过一膜片将其分成助力室和真空室两部份；其特征在于，还包括一个气压真空辅助器，该气压真空辅助器主要是一个密闭的阀体，该阀体分为上下两个腔体，上面是大腔体、下面为小腔体，在大腔体侧面开有一个进气口、上面开有一出气口，同时在小腔体的侧面另开有一出气口，上下出气口的管道及发动机的进气喉管均与真空助力器相连通；在上述的大小腔体内分别设有大小活塞各一个，另有大小弹簧均通过各自的弹簧座固定在大小活塞上，同时在小活塞的下方设置一吸合式电磁铁。
2.根据权利要求1所述的一种气压式刹车辅助器，其特征在于进、出气口均为衬套设计，通过衬套再与进气或者出气管道相连。
3.根据权利要求1所述的一种气压式刹车辅助器，其特征在于在大活塞的上下两端还设有两个密封圈，在小活塞的上下两端也设有两个密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种气压式刹车辅助器，其特征在于电磁铁通过控制器的脉冲信号触发通电，电磁铁阀芯在磁场的作用下顶起小活塞，通过弹簧的作用，顶起大活塞，打开进气口，大气通过进气口进入气压真空辅助器的大腔体内。
5.根据权利要求1或4所述的一种气压式刹车辅助器，其特征在于进入气压真空辅助器大腔体中的大气通过大腔体上部的出气口进入真空助力器中的助力室，真空助力器在进入的空气作用下，通过膜片压迫推动助力器活塞杆向前移动，触动制动总泵，然后制动总泵的高压制动液通过制动管路进入四个车轮的制动分泵，驱动制动分泵对四个车轮实施制动。
6.根据权利要求1所述的一种气压式刹车辅助器，其特征在于大活塞在弹簧的弹力、大气压力差的联合作用下，从最大位移处开始下降，在合力平衡时，大活塞下降到最低点，封闭进气口，同时在弹簧弹力、重力和上部气体的压力作用下，小活塞被顶回，真空助力器的气体通过小腔体上的出气口进入到真空助力器的真空室内。
7.根据权利要求1或6所述的一种气压式刹车辅助器，其特征在于真空助力器室的膜片两侧压力平衡时，真空助力器不工作，同时当小活塞受力达到平衡时，小腔体上的出气口重新关闭。
8.根据权利要求1所述的一种气压式刹车辅助器，其特征在于电磁铁在没被触发时，该气压式刹车辅助器不工作，可正常驾驶机动车。
全文摘要
本发明气压式刹车辅助器，主要包括一控制器、发动机喉管、汽车的真空助力器和制动总泵以及气压真空辅助器。由于驾驶员失去意识或者来不及制动时，通过自动触发气压真空辅助器上的电磁铁，使气压真空辅助器工作，空气进入真空助力器，在进入的空气作用下，通过膜片压追推动助力器活塞杆向前移动，触动制动总泵，制动总泵的高压制动液通过制动管路进入四个车轮的制动分泵，驱动制动分泵对四个车轮实施制动。通过本发明可对车辆的进行有效制动，极大地提高了车辆的安全性能，而且具有成本低，安装维修方便的优点。
文档编号B60T13/52GK101016049SQ200710064130
公开日2007年8月15日 申请日期2007年3月1日 优先权日2007年3月1日
发明者施绍有, 高峰, 丁靖 申请人:北京航空航天大学