制动系统以及车辆制动用的扇环形制动主缸的制作方法

本实用新型涉及车辆制动技术领域，具体而言涉及一种车辆制动用的扇环形制动主缸及制动系统。

背景技术：

车辆制动系统是保障车辆正常、安全行驶的关键。制动系统主要包括供能装置、控制装置、传动装置和制动器四部分，制动主缸是传动装置中的关键，其一般安装在汽车的前部，靠近驾驶室或者发动机舱的位置，实现力到液压的转换，作为能量转换装置，在驾驶员或者自动驾驶系统/辅助驾驶系统的控制下，与轮缸一起，实现车辆的制动。在一般的车辆上，通常是由制动踏板(或助力器的顶杆)控制活塞，将制动踏板和助力器产生的力转换为相应的液压，以一定的压力压入制动轮缸，从而产生制动动作的制动力。

现有的制动主缸，如图1所示，为直线型主缸，在主缸的内部有两个活塞、两个弹簧以及两个主皮碗。当踏动制动踏板时，通过连接机构推动第一活塞，制动主缸开始工作。进一步压下制动踏板，在制动主缸和管路中建立压力。作用在第一活塞和第二活塞上产生的力，第二活塞其回路中的制动液，同样在两个回路中建立起相同的制动压力。这样的直线型主缸在安装时，需要比较大的空间，而由于车辆前部的空间限制与约束，这样的需求往往会带来更多的成本和空间的占用。

为了解决上述问题，技术人员新提出一种旋转制动主缸，旋转制动主缸具有一横截面为圆形的空腔，在空腔内部放置一转动轴，转动轴连接有至少一个活塞，在活塞和空腔之间形成液缸。当踏板被制动后，转动轴发生自转，带动活塞与空腔发生相对转动，液缸容积变化，实现制动。但这样的结构存在一个问题，一旦活塞发生变形、受力不均，活塞极易翻转。另外，为了使液缸能够恢复到初始状态容积，通常在活塞一侧设置有恢复机构，例如弹簧，当恢复机构对活塞的弹力作用在一点时，也容易导致活塞翻转，并且这样的结构要达到合同的密封性加工不易。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种车辆制动用的扇环形制动主缸，利于在车辆前部的有限空间内布置，可方便地由外部旋转运动驱动推动部活塞运动实现制动液压的供给，并且液缸的密封性好，对加工精度要求低。

为达成上述目的，本实用新型提出一种车辆制动用的扇环形制动主缸，其特征在于，包括：

第一固定部，其具有横截面呈扇环形的第一空腔，该第一空腔具有几何意义上的回转轴线；

转轴，其被设置成受外力驱动而围绕其旋转轴线自转，该旋转轴线与所述第一空腔的回转轴线重合；

第一传动机构；

第一推动部，其一端套接在所述第一空腔内，另一端通过第一传动机构与所述转轴连接，该第一推动部被设置成在转轴自转时，绕所述转轴的旋转轴线转动，使第一推动部与第一固定部发生相对位移；

在所述第一推动部与第一空腔之间形成的一用于容纳制动液、且横截面成扇环形的第一液缸，所述第一推动部与第一固定部发生相对位移时，该第一液缸的容积发生变化；

供制动液流入所述第一液缸的第一制动液入口；以及

供制动液流出所述第一液缸的第一制动液出口。

进一步的，该扇环形主缸还包括：

恢复机构，该恢复机构被设置成具有使第一液缸恢复到初始状态容积的趋势。

进一步的，该扇环形主缸还包括：

设置在所述第一液缸内可沿第一空腔周向运动的至少一个活塞，活塞堵塞在第一液缸内，用于分割第一液缸形成子液缸，并使被分割的多个子液缸形成串联形式。

进一步的，所述每个子液缸内设置一个或多个第一制动液入口与第一制动液出口，优选是成对设置。

进一步的，所述子液缸内还设置有弹性装置，所述弹性装置被设置成与活塞连接，并具有使活塞运动以将每个子液缸恢复到初始状态的趋势。

进一步的，所述子液缸内还设置有扇环形导杆，扇环形导杆与第一空腔同轴，用于活塞运动的导向。

进一步的，所述弹性装置通过一平面件作用在活塞两侧，使得弹性复位力均匀分布在活塞两侧，利于活塞保持平衡。

进一步的，该扇环形主缸还包括：

第二固定部，其具有横截面呈扇环形的第二空腔，该第二空腔具有几何意义上的回转轴线，且第二空腔的回转轴线与第一空腔的回转轴线重合；

第二传动机构；

第二推动部，其一端套接在所述第二空腔内，另一端通过第二传动机构与所述转轴连接，该第二推动部被设置成在转轴自转时，绕转轴的旋转轴线转动，使第二推动部与第二固定部发生相对位移；

在所述第二推动部与第二空腔之间形成的一用于容纳制动液、且横截面成扇环形的第二液缸，第二推动部与第二固定部发生相对位移时，该第二液缸的容积发生变化；

所述转轴发生自转时，第一液缸与第二液缸的容积变化趋势一致；

供制动液流入所述第二液缸的第二制动液入口；以及

供制动液流出所述第二液缸的第二制动液出口。

本实用新型还提出一种具有前述扇环形制动主缸的制动系统以及具有这样的制动系统的车辆，尤其是新能源汽车。

本实用新型的扇环形制动主缸，在安装时占用很小的空间即可，而且其在接收来自踏板的操控时，可以直接接收来自踏板的旋转方向的力或者经过增压后的旋转方向的力，这样的扇环形制动主缸在工作时也通过周向的旋转而产生液压输出，可以有效提高效率和可靠性。

而且，在使用本实用新型的扇环形制动主缸时，也不需要配备特殊的直线型助力器，只需要使用传统的旋转电机即可与踏板以及制动主缸配合，成本低，空间占用少。对于车辆前部的有限空间来说，本实用新型的扇环形制动主缸在配套整个制动系统时对于空间的需求无疑大大降低。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是现有技术中直线主缸的结构示意图。

图2是根据本实用新型第一实施例的扇环形制动主缸的截面结构示意图。

图3是根据本实用新型第二实施例的扇环形制动主缸的截面结构示意图。

图4是根据本实用新型第三实施例的扇环形制动主缸的截面结构示意图。

图5是本实用新型第三实施例中扇环形制动主缸既具有并联结构也具有串联结构的截面结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

实施例一

结合图2所示，根据本实用新型的实施例，一种车辆制动用的扇环形制动主缸，具有第一固定部101，第一固定部101的内部定义了一个横截面呈扇环形的第一空腔，该第一空腔存在几何意义上的回转轴线。

该第一固定部101即为扇环形制动主缸的缸体，其所具有的第一空腔的形状以及大小根据实际需求设置，缸筒的截面形状不局限于圆形。

在第一空腔之外设置一转轴2，该转轴2被设置成受外力驱动而围绕其旋转轴线自转，转轴2的旋转轴线与前述第一空腔的回转轴线重合。

第一空腔内套接有第一推动部102，第一推动部102套接在第一空腔内的一端设置有第一耳部107，第一耳部107堵塞在缸体内，与缸体之间形成一密闭的空间，该空间内容纳有制动液，形成该制动主缸的第一液缸104。当第一推动部102受到来自制动踏板和/或助力器的推动时，第一推动部102与第一固定部101发生相对位移，该第一液缸104的容积发生变化。当外力驱动第一推动部102使第一液缸104容积变小时，制动液被推出第一液缸，当外力驱动第一推动部102使第一液缸104容积变大时，制动液被补充至第一液缸104内。

本例的制动主缸还具有供制动液流入所述第一液缸的第一制动液入口以及供制动液流出所述第一液缸的第一制动液出口。制动液补充液罐经由供压入口管路105向缸体内补充制动液，并经由制动液出口以及供压出口管路106输出液压至制动主缸，从而产生所需的制动力。

第一推动部102远离第一空腔的一端通过第一传动机构103与转轴2连接，如此，转轴2在外力作用下发生自转时，第一传动机构103携带第一推动部102围绕转轴2的旋转轴线转动，从而使第一耳部107与第一空腔之间发生相对位移，改变第一液缸104的容积。该第一传动机构103可以简单地采用一连接杆，其一端固定在转轴2外侧，另一端固定在第一推动部102上，第一传动机构103用以将转轴2的自转力传递至第一推动部102，使第一推动部102围绕转轴2的旋转轴线转动。

转轴2的自转通常选择通过传统的旋转电机来实现，这样的结构设计不需要如图1中的直线型主缸一样配置专用的直线型助力器，成本低，空间占用少。

相对于圆形旋转主缸来说，扇环形旋转主缸的转轴2、传动机构和部分推动部均位于缸体之外，液缸的密封型主要靠第一耳部107与缸体内壁的紧密接触实现，对加工精度要求低，密封性好，且不会如圆形旋转主缸一般，由于受力不均而发生翻转。

在一些典型的利用图2所示的扇环形制动主缸的制动系统中，当制动踏板受到踩踏时，通过传感器将踏板运动信号发送至制动系统ECU，控制助力器的助力输出以及反馈装置提供至踏板的反馈，助力器的输出经由导杆等传递机构将力传递到第一推动部102上，驱动第一推动部102旋转，使得第一液缸104的容积发生变化，从而引起内部制动液的补充以及液压的输出(通过供压入口管路105和供压出口管路106实现)，液压输出到轮缸后由制动器例如盘式制动器或者鼓式制动器执行制动动作，从而实现踏板制动。

踏板到主缸的力的传递采用非直接式的传递，而是通过电信号的方式实现踏板运动的感知以及制动需求的计算，例如还可以在在踏板制动反馈装置与助力器之间还设置了一个用于机械解耦的离合装置。

图2以及下述实施例将要说明以及在此基础上得到启示或者教导的扇环形制动主缸均可以利用到这样的或者类似的制动系统中，实现本实用新型的制动主缸的空间占用小，安装简单，可靠性好的优点。

结合图2所示，扇环形制动主缸还设置有用于使液缸恢复到初始状态容积的恢复机构108，例如采用设置在第一液缸104内的弹簧等弹性机构，与所述第一推动部的第一耳部107接合并具有使第一推动部102运动以将第一液缸恢复到初始状态的趋势。

在另一些例子中，恢复机构还可以采用其他形式，例如回转弹簧，与所述第一推动部的旋转轴线平行地安装，并具有使第一推动部102运动以将液缸恢复到初始状态的趋势。

当然，恢复机构还可以以其他方式来实现，并不限于压缩弹簧或者回转弹簧。

实施例二

图3给出了本实用新型扇环形制动主缸的另一实施例，在本例中，扇环形制动主缸还具有一活塞109，设置在第一液缸104内并可沿第一空腔周向运动，活塞堵塞在第一液缸内，用于分割第一液缸形成子液缸，并使被分割的多个子液缸形成串联形式。

采用这种串联形式多个子液缸的设计，可进一步增强制动系统的可靠性。

在另一些可选的实施例中，当推动部102收到来自制动踏板和/或助力器的推动时可设置至少一个这样的活塞109，例如根据一些特定需求或者场合的实际，还可以设置两个或者两个以上这样的活塞，形成多个串联在一起的子液缸。

如图3所示，每个子液缸内优选地还设置有恢复机构，例如弹簧，设置在由活塞109所分隔开的空间内，恢复机构被设置成与活塞109连接，并具有使活塞109运动以将每个子液缸恢复到初始状态的趋势。这样的恢复机构，也可以采用上述内容中所描述的弹簧等恢复机构，但并不限于此。

图3中与前述图2中的各组成部分的功能、作用和效果均相同的组成部件、部分或构造均采用相同的标号来表示，其具体实现在本实施例中不再赘述。

实施例三

结合图4所示，本实用新型扇环形制动主缸的另一实施例，在本例中，扇环形制动主缸具有两个制动缸体，这两个制动缸体分别位于转轴2的两侧，其回转轴线均与转轴2的旋转轴线重合。制动缸体100的结构如图2，在此不赘述。

制动缸体200与制动缸体100类似，包括第二固定部201、第二传动机构203、第二推动部202，其中，第二推动部202具有第二耳部207，第二耳部207与第二固定部201之间形成一密闭空间，构成第二液缸204，用于容纳制动液，且在第二推动部202与第二固定部201之间发生相对位移时，第二液缸204的容积发生变化，产生制动力。

转轴2发生自转时，第一液缸104与第二液缸204的容积变化趋势一致。例如，如图4所示的其中一个实施例，当转轴2发生逆时针旋转时，第一液缸104与第二液缸204的容积均趋向于减小，排出制动液。当转轴2发生顺时针旋转时，第一液缸104与第二液缸204的容积均趋向于增大，制动液被分别补充至第一液缸104和第二液缸204内。应当理解，转轴2在向某一方向旋转时的液缸内的容积变化是由结构设计决定，而不局限于上述图示实施例。

前述结构被称之为制动主缸的并联结构，能够进一步增强制动系统的可靠性。

在实际应用中，并联缸体的数量不局限于2个，可以根据实际需求设置多个缸体，每个缸体的形状可以设置成一样，也可以设置成不一样。结合图5，每个缸体内还可以根据需求设置一个或者多个活塞和恢复机构。但所有缸体均应当使其回转轴线与转轴2的旋转轴线重合，并且在转轴沿某一方向自转时，所有并联缸体的液缸容积变化趋势应当相同。

并联的多个缸体之间可以交叠设置，也可以具有同一圆心。并联的多个缸体均以转轴2为圆心将更加有利于减小扇环形制动主缸的体积。

结合图2～图4所示，制动缸体100具有一个制动液入口和一个制动液出口，制动缸体200具有两个制动液出口，制动缸体300的每个子液缸均具有一个制动液出口和一个制动液入口。

在实际应用中，制动液入口和制动液出口的数量以及结构设计是根据实际需求设置，通常，一个制动缸体至少具有一个制动液出口，对于制动液入口的数量没有要求。考虑到泄露问题造成的油液损失，设置一至多个制动液入口会更好。

结合图2～图4所示，前述多个实施例所描述的扇环形制动主缸均以缸体作为固定部，而推动部作为旋转部来进行说明，此时，推动部受到外力作用旋转而产生液压的输出。在另一些实施例中，还可以以转轴、传动机构、推动部结合在一起作为固定部，而以缸体作为旋转部，如此当缸体受到外力作用时，发生旋转而产生液压的输出。其原理与上述内容所描述的类似，在此也不再赘述。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。