一种汽车电子稳定控制系统用柱塞泵的制作方法

1.本发明属于柱塞泵领域，尤其涉及一种汽车电子稳定控制系统用柱塞泵。


背景技术：

2.汽车电子稳定控制系统（esc）是车辆新型的主动安全系统，是汽车防抱死制动系统(abs)和牵引力控制系统(tcs)功能的进一步扩展，其能够通过（电子控制单元）ecu控制前后、左右车轮的驱动力和制动力，确保车辆行驶的侧向稳定性。其中，esc工作过程中需要使用柱塞泵提供制动液（油脂），相关技术中的柱塞泵一般包括泵体、柱塞机构和堵头，泵体内形成柱塞腔，堵头内形成排油腔，泵体上设置有进油口，进油口与外部油箱之间设置有可间歇开闭的油路，堵头上设置有出油口，并且排油腔与柱塞腔之间也设置有可间歇开闭的油路。柱塞机构一般为柱塞杆，将柱塞杆伸入至柱塞腔内，并通过动力源（一般为电机和凸轮机构组成）驱动柱塞杆沿着柱塞腔作往复运动，就会改变柱塞腔内的压力大小，这样当柱塞杆相对柱塞腔外移时，柱塞腔内压力减小，外部油箱就会通过油路将制动液压入至进油口，再由进油口进入到柱塞腔，然后在柱塞杆向柱塞腔内行进时，柱塞腔压力增大，就会将柱塞腔与排油腔之间的油路打开，制动液就能够进入排油腔，再从出油口排出完成供油。
3.其中，为使得制动液从进油口进入到柱塞腔内，需要设置一个供制动液流动的通道，相关技术中均为在柱塞杆上设置，具体的说，在柱塞杆上沿轴向在其中心开设轴向通道以与柱塞腔连通，并在柱塞杆上沿其径向开设径向通道以连通进油口与轴向通道，进而制动液可沿着进油口、径向通道和轴向通道进入到柱塞腔内。这样的结构存在以下的问题：受柱塞杆的尺寸影响，轴向通道的孔径较小，也即单位截面上制动液量较少，这样供油时间较长，影响esc反应时间。另外为了保证供油量就需要延长轴向通道内的长度，使得轴向通道内能够储存较多的制动液，以满足供油需求，但这样就导致了柱塞杆长度过长，柱塞泵整体产品尺寸较大，对于esc来说影响其部件布局设计。还有，制动液自身具有一定的粘度，在轴向通道尺寸较小的情况下，制动液的流动也会较为缓慢，所需的压力就非常大。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，为此，本发明采用如下技术方案：一种汽车电子稳定控制系统用柱塞泵，包括泵体和柱塞机构，所述泵体内形成有柱塞腔，所述柱塞机构伸入至所述柱塞腔内且能够相对泵体往复移动；所述柱塞机构包括柱塞杆和固定设置于所述柱塞杆上的柱塞环，所述柱塞环将柱塞腔分隔为供油腔和建压腔，所述泵体上设置有供油腔吸入制动液的进油口；所述柱塞杆朝向柱塞腔的端部与柱塞环配合形成储油腔，所述柱塞环具有供油端和排油端，所述供油端上设置有将所述供油腔与储油腔连通的供油通道，所述排油端设置有在所述储油腔与建压腔之间可间歇开闭的第一排油通道。
5.本发明具有以下有益效果：1、将进油口至柱塞腔整段供制动液流通的通道作出更改设计，利用柱塞环将柱塞
腔分隔为供油腔和建压腔，并在柱塞环上形成储油腔和供油通道，供油腔、供油通道和储油腔均可设计较大尺寸，这样制动液可通过进油口、供油腔、供油通道和储油腔快速的流入至建压腔内，单位时间内制动液的量增加，能够满足泵油快、泵油量大的需求，提升esc的反应速度；2、由于供油腔、供油通道和储油腔均非设置于柱塞杆内部，柱塞杆的长度仅需满足吸油、排油过程的往复动作行程要求即可，无需额外增加设计尺寸，能够大大减短相关技术中柱塞杆的长度，减少空间占用；3、由于供油腔、供油通道和储油腔均非设置于柱塞杆内部，柱塞杆的强度相较于现有技术增强，更加不容易发生损坏，延长其使用寿命；4、另外，制动液在流经供油腔、供油通道和储油腔时，由于整个通道中尺寸较大，制动液流动速度会加快，同时所需压力较小。
6.优选的，所述柱塞环的外径大于所述柱塞杆的外径，所述柱塞杆的端部固定设置在所述供油端上，所述供油通道设置于所述供油端位于所述柱塞杆外圈的部分上，并且所述供油通道沿周向均匀设置有多个。这样设置从尺寸上能够保证柱塞环内部的储油腔具有较大的容纳空间，供油端上设置的供油通道的尺寸也能够设计较大；另外将供油通道均匀设置能够保证在制动液流经供油通道的过程中柱塞泵整体稳定，不会引起晃动。
7.优选的，所述供油通道沿供油方向具有供油进入口、中间导向段和供油供入口，所述供油进入口的径向长度大于所述柱塞环壁厚的50%，所有所述供油进入口的轴向弧长总长度大于所述柱塞环外圈周长的50%。这样设置保证供油进入口的尺寸足够大，以满足泵油速度和泵油量的需求。
8.优选的，所述中间导向段设置为圆滑过渡。由于制动液具有一定的粘度，将中间导向段设置为圆滑过渡可保证其流动顺畅。
9.优选的，所述供油端上在相邻两个所述供油通道之间形成有凸块，所述凸块的数量与所述供油通道的数量相同且均匀间隔设置，所述凸块上均设置有台阶槽，所述柱塞杆的端部与多个所述台阶槽的内壁过盈配合。这样设置方便将柱塞杆和柱塞环分体设计，便于制造也便于装配。
10.优选的，所述柱塞杆的端面与所述供油通道一一对应设置有拓宽槽。在柱塞杆的端部设置上述拓宽槽，能够拓展供油通道的整体尺寸，进一步满足泵油速度和泵油量的需求。
11.优选的，所述柱塞杆上设置有与所述凸块的端面相适配的挡油片。
12.优选的，所述柱塞环内的储油腔具有柱形储油段和圆台形储油段，所述圆台形储油段形成于所述排油端上，并且所述供油通道与柱形储油段连通，所述第一排油通道与所述圆台形储油段连通。通过设置圆台形储油段，在第一排油通道开启时，制动液由储油腔流出，由于设置有圆台形储油段，制动液流通的截面积减小，则其流速会增加，从而能够将储油腔内的制动液快速排出至建压腔内。
13.优选的，该柱塞泵还包括设置于泵体上的堵头，所述堵头内形成有排油腔，并且所述堵头上设置有与排油腔连通的出油口；所述排油腔与所述建压腔之间设置有可间歇开闭的第二排油通道。
14.优选的，所述泵体包括沿柱塞杆的轴向依次设置的第一壳体、第二壳体和第三壳
体，所述第一壳体上设置有所述进油口，所述第二壳体和第三壳体均与所述柱塞环间隙配合，并且所述第二壳体和第三壳体之间设置有密封圈。由于柱塞环需要与第二壳体及第三壳体间隙配合，因此对第二壳体以及第三壳体的加工精度要求很高，将泵体分体设计为三个结构，减短每个结构的高度尺寸，方便其制造，也可以更好地保证第二壳体、第三壳体的内径尺寸以满足精度要求。
15.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
16.图1是本发明实施例一提供的一种汽车电子稳定控制系统用柱塞泵的结构示意图；图2是实施例一中柱塞泵的爆炸图；图3是实施例一中柱塞泵的剖视图；图4是实施例一中柱塞杆与柱塞环沿轴向的剖视图；图5是实施例一中柱塞环的结构示意图；图6是实施例二中柱塞杆与柱塞环沿轴向的剖视图；图7是实施例三中柱塞杆与柱塞环的俯视图。
17.其中，1.泵体，10.柱塞腔，100.建压腔，101.供油腔，11.第一壳体，110.进油口，12.第二壳体，13.第三壳体，130.第二排油通道，14.泵体支撑环，2.柱塞杆，20.挡油片，21.拓宽槽，3.柱塞环，30.储油腔，300.柱形储油段，301.圆台形储油段，31.供油端，310.供油通道，311.凸块，3110.台阶槽，32.排油端，320.第一排油通道,33.柱塞复位弹簧，34.第一弹簧，340.第一钢球，4.堵头，40.排油腔，41.出油口，42.第二弹簧，420.第二钢球，5.密封圈。
具体实施方式
18.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.下面参考附图描述本发明实施例。
20.实施例一：本实施例提供了一种汽车电子稳定控制系统用柱塞泵，如图1至图5中所示，该柱塞泵包括泵体1和柱塞机构，本实施例中的柱塞机构包括柱塞杆2和设置于柱塞杆2上的柱塞环3。在泵体1内形成有柱塞腔10，柱塞环3以及部分柱塞杆2伸入至柱塞腔10内且能够相对泵体1往复移动。本实施例中利用柱塞环3将柱塞腔10分隔为供油腔和建压腔100，泵体1上设置有供供油腔101吸入制动液的进油口110；柱塞杆2朝向柱塞腔10的端部与柱塞环3配合形成储油腔30，柱塞环3具有供油端31和排油端32，供油端31上设置有将供油腔与储油腔30连通的供油通道310，排油端32设置有在储油腔30与建压腔100之间可间歇开闭的第一排油通道320。
21.在使用时，将该柱塞泵的进油口110与油箱通过可间歇开闭的吸油油路连通，将该柱塞泵的出油口41与需要泵入制动液的设备连通，将该柱塞泵的柱塞杆2远离柱塞环3的一
端与动力源连接。具体的，本实施例中的动力源为电机加凸轮机构，利用电机驱动凸轮机构作偏心运动，凸轮机构通过偏心运动带动柱塞杆2向柱塞腔10内移动，柱塞腔10内还设置有用于推动柱塞机构的柱塞复位弹簧33，也即通过凸轮机构和柱塞复位弹簧33相配合来带动柱塞机构作往复运动。在该过程中改变柱塞腔10内压力大小，当柱塞腔10内压力减小时，吸油油路打开，柱塞泵将制动液由油箱内通过吸油油路和进油口110吸入至供油腔101内，再由供油腔101经过供油通道310流入至储油腔30内，最后通过第一排油通道320流入至建压腔100；当柱塞腔10内压力增大时，建压腔100内的制动液流入至排油腔40内，最终排油腔40内的制动液经过出油口41流出并向设备提供制动液。
22.本实施例中通过将进油口110至柱塞腔10整段供制动液流通的通道作出更改设计，利用柱塞环3将柱塞腔10分隔为供油腔101和建压腔100，并在柱塞环3上形成储油腔30和供油通道310，供油腔101、供油通道310和储油腔30均可设计较大尺寸。这样制动液可通过进油口110、供油腔101、供油通道310和储油腔30快速的流入至建压腔100内，单位时间内制动液的量增加，能够满足泵油快、泵油量大的需求，提升esc的反应速度。同时由于供油腔、供油通道310和储油腔30均非设置于柱塞杆2内部，柱塞杆2的长度仅需满足吸油、排油过程的往复动作行程要求即可，无需额外增加设计尺寸，能够大大减短相关技术中柱塞杆2的长度，减少空间占用；同时由于无需开设中心通道，能够保证柱塞杆2自身的强度，延长其使用寿命。另外，制动液在流经供油腔、供油通道310和储油腔30时，由于整个通道中尺寸较大，制动液流动速度会加快，同时所需压力较小。
23.结合图4和图5所示，本实施例中的柱塞环3的外径大于柱塞杆2的外径，将柱塞杆2的端部固定设置在供油端31上，这样供油端31就具有位于柱塞杆2外圈的部分，而本实施例中的供油通道310就设置于供油端31位于柱塞杆2外圈的部分上，并且供油通道310沿周向均匀设置有多个。具体到本实施例中，供油通道310设置有六个，一般设置4~8个能够达到较好的平衡性和满足尺寸要求。这样设置从尺寸上能够保证柱塞环3内部的储油腔30具有较大的容纳空间，供油端31上设置的供油通道310的尺寸也能够设计较大；另外将供油通道310均匀设置能够保证在制动液流经供油通道310的过程中柱塞泵整体稳定，不会引起晃动。本实施例中还对供油通道310的具体尺寸作出设计，具体的，供油通道310沿供油方向具有供油进入口、中间导向段和供油供入口，其中，供油进入口的径向长度大于柱塞环3壁厚的50%，所有供油进入口的轴向弧长总长度大于柱塞环3外圈周长的50%。这样设置保证供油进入口的尺寸足够大，以满足泵油速度和泵油量的需求。另外，本实施例中柱塞环3的壁厚尺寸大于柱塞杆2外径尺寸的25%，这样结合前述对供油进入口的径向长度尺寸以及供油进入口的轴向弧长总长度尺寸的设计，能够更好地保证过油通道。
24.如前所述，制动液自身具有一定的粘度，其在流动过程中与整个供制动液流动的通道的内壁会有一定的摩擦作用，会对其流速产生影响。本实施例中提供的该柱塞泵通过增加供制动液流动的通道的尺寸的方式解决上述问题，为了更好地保证制动液的流速，本实施例中将中间导向段设置为圆滑过渡，这样能够使得制动液流经中间导向段时能够更快流过。
25.另外，本实施例中还对柱塞环3内的储油腔30的形状进行了设计，具体的，本实施例中的储油腔30具有柱形储油段300和圆台形储油段301，圆台形储油段301形成于排油端32上，并且供油通道310与柱形储油段连通，第一排油通道320与圆台形储油段连通。通过设
置圆台形储油段301，在第一排油通道320开启时，制动液由储油腔30流出，由于设置有圆台形储油段，制动液流通的截面积减小，则其流速会增加，从而能够将储油腔30内的制动液快速排出至建压腔100内。
26.本实施例中将柱塞杆2的端部与柱塞泵上的供油端31固定装配，具体到本实施例中，供油端31上在相邻两个供油通道310之间形成有凸块311，凸块311的数量与供油通道310的数量相同且均匀间隔设置，凸块311上均设置有台阶槽3110，柱塞杆2的端部与多个台阶槽3110的内壁过盈配合。这样设置方便将柱塞杆2和柱塞环3分体设计，便于制造也便于装配，同时过盈配合能够很好地保证二者固定连接的稳定性。可以理解的是，在其它的实施方式中，也可以使用焊接的方式将两者固定（当然此时柱塞机构的材质需要能够焊接），但其装配要求更高。
27.本实施例中柱塞环3将柱塞腔10分隔为供油腔101和建压腔100，这样的分隔是指供油腔101内的制动液只能通过设定的供油通道310、储油腔30和第一排油通道320流入至建压腔100内，因此柱塞环3与泵体1需要高精度的间隙配合，这样对泵体1的内径的加工精度有很高的要求，这样制造成本很高、合规率也较低。为解决上述问题，本实施例中将泵体1分体设计，具体的，泵体1包括沿柱塞杆2的轴向依次设置的第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13，其中，第一壳体11上设置有进油口110，第二壳体12和第三壳体13均与柱塞环3间隙配合，并且第二壳体12和第三壳体13之间设置有密封圈5。柱塞环3在进行往复运动时的形成大致处于第二壳体12内，因此在加工时仅需要第二壳体12按照高精度的要求进行加工，而第三壳体13的加工精度要求就可以降低，第一壳体11的加工精度可以进一步降低。
28.该柱塞泵还包括设置于泵体1上的堵头4，堵头4内形成有排油腔40，并且堵头4上设置有与排油腔40连通的出油口41，排油腔40与建压腔100之间设置有可间歇开闭的第二排油通道130。该柱塞泵还包括泵体支撑环14，其用于在装配该柱塞泵时对柱塞泵形成定位，在泵体支撑环14与第一壳体11之间也设置有密封圈。
29.第一排油通道320和第二排油通道130可间歇的开闭是通过弹簧和钢球的配合实现的，具体到本实施例中，在柱塞腔10内设置有第一弹簧34和第一钢球340，在排油腔40内设置有第二弹簧42和第二钢球420。第一钢球340通过第一弹簧34的顶推作用而抵压在第一排油通道320处，对第一排油通道320形成密封，第二钢球420通过第二弹簧42的顶推作用而抵压在第二排油通道130处，对第二排油通道130形成密封。当柱塞机构在柱塞复位弹簧33的顶推作用下相对柱塞腔10移动退出至一定高度时，储油腔30内吸入较多的制动液，制动液将第一钢珠压迫推开，这样制动液就能够流入至建压腔100内；当柱塞机构在凸轮机构的驱动下相对柱塞腔10移动并压入至一定深度时，建压腔100内的压力增加，就会将第二钢珠压迫推开，这样制动液就能够流入至排油腔40内。
30.实施例二：本实施例也提供了一种汽车电子稳定控制系统用柱塞泵，本实施例与上述实施例一的区别在于，本实施例中进一步增加了供油通道310的横截面积，能够使得制动液的流速更快，单位时间内的流量更大。具体的，如图6所示，本实施例中在柱塞杆2的端面设置有与供油通道310一一对应的拓宽槽21，拓宽槽21与对应的供油通道310连通形成尺寸更大的油路。
31.实施例三：本实施例也提供了一种汽车电子稳定控制系统用柱塞泵，本实施例与上述实施例一、二的区别在于，如图7所示，本实施例中在柱塞杆2上设置有与凸块311的端
面相适配的挡油片20。
32.上述实施例一、二中对柱塞泵的结构作出改进，解决了柱塞泵泵油量少、慢且尺寸较大的问题，经过改进，上述的柱塞泵的泵油量的最大值能够超出部分车型上相关的汽车电子稳定控制系统所需。如果根据不同车型上的汽车电子稳定控制系统专门设计柱塞环3上供油通道310的尺寸以及储油腔30的尺寸，那所需的模具类型多、成本高。因此，为了解决该问题，本实施例中对柱塞机构的结构作出进一步的更改设计，通过增设挡油片20，在装配时可以根据所需的泵油量，将挡油片20对准凸块311的端面进行装配或者将挡油片20相对凸块311的端面偏转一定角度进行设置。这样能够大大地提升该柱塞泵在汽车电子稳定控制系统上的适配性，提升其适用范围。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
36.在本发明中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。