CN100422012C - 气动阀和包括该种阀的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及一种气动阀，用于通过利用气动流体的气动部件(5)限制从低压气动流体源(3)得到的气动流体的压力级，其特征在于，阀包括壳(11)，裙板(21)以流体密封、滑动的方式安装在壳(11)中，裙板把壳(11)的内部分成第一腔室(17)和第二腔室(19)，壳包括第一孔(13)、第二孔(15)和第三孔(23)，第一孔使得能够从低压气动流体源(3)供给第一腔室(17)，第二孔与第一腔室(17)和部件(5)连接，第三孔(23)使得能够供给第二腔室(19)高压气动流体，第一腔室(17)还包括置于裙板(21)与壳(11)之间的使裙板(21)返回的弹性装置(27)，裙板(21)包括封闭真空源(3)和气动部件(5)之间的至少连接孔(13、15)的装置(33、41)。本发明特别被应用于汽车工业中。本发明主要应用于制造机动车辆的制动系统，特别是制造私人汽车的制动系统的工业中。

Description

气动阀和包括该种阀的制动系统
本发明主要涉及一种用于限制负压级的气动阀，并且具体地涉及一种用于限制低压级使得能够加强一个气力制动助力伺服马达的至少一个腔室内的低压级的控制的气动阀，并且涉及一种包括该种阀的制动系统。
已知类型的气动制动助力伺服马达用的负压源，也称为真空源，包括一个气动真空泵(例如叶轮泵，并且特别是单叶轮泵)，所述气动真空泵包括一个第一腔室和一个第二腔室，所述第一腔室用于抽取容纳在伺服马达的一个腔室中的气动流体，称为低压腔室，而所述第二腔室用于输送来自伺服马达的低压腔室的所述气动流体，称为排放腔室。
还已知在由包括所述伺服马达的机动车的汽油发动机的发动机负压提供真空源的装置。
不论是真空泵还是发动机负压两者都有可能达到一个不可控制的低压值，特别是对于发动机负压，低压级会根据发动机的运转状况而变化。
而且，有时必须把供应到伺服马达的气动流体的压力级限制到一个预定值，所述预定值高于由真空源可以达到的低压值，以避免因为伺服马达的两个腔室之间过大的压力差引起的运转问题。
已知通过使用一个测量存在于伺服马达的低压腔室内部压力的压力传感器，并且使得一个电磁阀的控制能够中断伺服马达与真空源之间的连接，以调节伺服马达的至少一个腔室内部存在的压力级。由压力传感器测出的压力值数据传输到一个电子计算机，所述计算机向电磁阀发送一个适当的指令。然而由于压力传感器的价格、电磁阀的价格以及把传感器装配进伺服马达的复杂性和连接到计算机的电连接的复杂性使得这些装置成本高昂。而且，压力传感器的安装需要一个形成在伺服马达的机壳中的一个孔、需要例如由一个密封件来提供流体密封。这样，由于制动时伺服马达的机壳变形的事实，机壳中的孔的存在就可能是泄露的根源，降低伺服马达的效率和降低司机的舒适性，还不说这些事情会危及司机。
因此，本发明的目的是提供一个可靠的和易于装配的装置，在一个利用通过真空源得到的低压气动流体的部件中，所述装置把所述气动流体的压力值限制到一个高于用真空源得到的压力值的一个预定值。
本发明的另一个目的是提供还具有低廉成本价格的这样一种装置。
这些目的通过一种包括一个阀装置的阀实现，所述阀装置置于一个真空源与一个使用从真空源得到的低压气动流体的部件之间，所述阀装置对从真空源得到的压力级的变化灵敏，并且当检测到的压力级低于预定值时，中断从真空源把气动流体吸入进所述部件中。
换言之，是一种包括一种密闭件的阀，所述的密闭件在其面的第一个面上承受低压，在与第一面相反的第二面上承受高压，所述的密闭件在可以在压差的作用下移动，并且在一个预定的压力差值下中断真空源和所述部件之间的连接。
本发明主要涉及一种气动阀，用于通过一种利用气动流体的气动部件来限制从一个低压气动流体源得到的气动流体的压力级，其特征在于，所述阀包括一个壳，一个裙板以流体密封、滑动的方式安装在所述壳中，所述裙板把壳的内部分成一个第一腔室和一个第二腔室，所述的壳包括一个第一孔、一个第二孔和一个第三孔，所述第一孔使得能够从低压气动流体源供给第一腔室，所述第二孔连接第一腔室和所述部件，所述第三腔室使得能够供给第二腔室高压气动流体，第一腔室还包括置于所述裙板与所述壳之间的使所述裙板返回的弹性装置，所述裙板包括封闭真空源和所述气动部件之间的至少一个连接孔的装置。
本发明还涉及一种气动阀，其特征在于，裙板包括一个密闭件，所述密闭件能够与一个在第一腔室与低压气动流体源之间的第一连接孔的周边上形成的阀座相配合。
本发明还涉及一种气动阀，其特征在于，所述密闭件这样安装，即它从裙板伸进第一腔室内。
本发明还涉及一种气动阀，其特征在于，所述密闭件包括一个弹性体帽以增强密闭件与所述阀座之间的接触的流体密封。
本发明还涉及一种气动阀，其特征在于，第一气动腔室与第二气动腔室之间的流体密封借助于一个固定在所述壳和所述裙板两者上的展开膜产生。
本发明还涉及一种气动阀，其特征在于，所述裙板包括相互固定的第一盘和第二盘，并且在于，所述展开膜夹紧在第一盘和第二盘之间。
本发明还涉及一种气动阀，其特征在于，存在于第二气动腔室中的高压气动流体是大气压力的空气。
本发明还涉及一种制动系统，包括一个气力制动助力伺服马达、一个以流体密封方式连接到至少一个置于车轮高度的制动装置的主缸和一个真空源，其特征在于，它包括一个根据本发明以流体密封的方式连接到低压气动流体源并且连接到伺服马达的气动阀，所述伺服马达形成气动部件。
本发明还涉及一种制动系统，其特征在于，所述低压气动流体源是内燃机的进气口。
本发明还涉及一种制动系统，其特征在于，所述低压气动流体源是一个具有由电动机驱动的至少一个叶轮的泵。
本发明还涉及一种制动系统，其特征在于，所述低压气动流体源是一个具有由装备有所述制动系统的车辆的发动机驱动的至少一个叶轮的泵。
借助于下面的说明以及作为非限制性示例给出的附图将会较好地理解本发明，并且其中前后分别地对应于图中的左和右，并且附图中：
图1是本发明的用于限制低压级的气动阀的详细横截面图；
图2是一个制动系统的图示，所述制动系统包括图1的用于限制低压级的阀。
例如对于气力制动助力伺服马达的压力级采用的术语“真空”和“负压”对应于低于大气压的压力，并且特别地对应于0Pa至95000Pa之间的压力。
在图1中可以看出本发明的阀9包括一个壳11，所述壳11具有第一和第二连接孔13、15，所述第一和第二连接孔13、15以流体密封的方式分别地连接到一个真空源和一个利用低压气动流体的部件(未图示)，所述真空源例如是一个真空泵或者是一个内燃机的进气口(未图示)，所述利用低压气动流体的部件例如是一个气力制动助力伺服马达，负压源和伺服马达由一个供给管线(未图示)以流体密封的方式连接，负压源与使用低压气动流体的元件之间的连接可以由阀9对低于预定值P的压力值以流体密封的方式封闭。
壳11优选由一个盆43和一个盖45形成，所述盆43形成壳11的前壁31，且孔13和15在所述盆43中形成，而盖45形成壳11的后壁，盆43和盖45以一种固定的方式(例如通过一个螺母和螺栓装置)相互连接。
所述阀还包括由一个裙板21以流体密封的方式分隔开的第一和第二气动腔室17、19，所述裙板21这样安装，即它在壳11中滑动，流体密封由一个既固定到壳上也固定到裙板21上的展开膜22产生，所述膜优选由弹性体(例如橡)胶制造。然而可以对流体密封采取由一个安装在裙板21的径向外周边上并且在壳的内壁上滑动的密封件提供，或者由其它的流体密封手段提供。
在所示的例子中，盆43与盖45之间的流体密封通过夹紧在盖45的径向外末端与盆43的径向外末端之间的展开膜22的径向外末端提供。
然而，可以设想通过一个密封件，例如一个夹紧在盆43和盖45径向外末端之间的一个扁平密封件来提供流体密封。
第一气动腔室17(下面将称为前腔室)分别通过第一和第二孔13和15连接到负压源3，并与所述部件连接。
向第二气动腔室19(或者说后腔室)供给高压(例如大气压力)的气动流体。在图示的例子中，第二腔室19连接到外环境，并且经由一个形成在壳的盖45中的第三孔23供给大气压力的空气。
一个弹性返回装置27，优选为一个柱形弹簧，置于前腔室17中，并且以它被压缩在裙板21与壳11的盆43的后面29之间的方式装配。
该阀还包括一个由裙板21和一个阀座35支承的密闭件33，当阀9关闭真空源与供给有负压的部件之间的连接时，所述阀座35能够容纳密闭件33。
在所示的范例性的实施例中，阀座35由一个环绕连接前腔室17的内部与真空流体源3的孔13的环形突起37形成。当然可以设想封闭腔室17与供给源3之间的第二连接孔15，而不是封闭第一孔13，或者同时封闭第一13和第二15连接孔。
密闭件33优选地以固定的方式附着在裙板21上并且与阀座35接触，密闭件33优选由一个从裙板21伸进腔室17的基本上为圆柱形的部分36形成。
在图示的实施例中，裙板21包括通道39，部分36通过卷边以固定的方式安装于通道39中。然而，还可以将部分36通过胶粘或者用螺丝固定到所述裙板上。
还可以设想使裙板21直接地形成一个密闭件并且与阀座35正对；例如，如果有必要使密闭件从含有裙板21的主平面上突出，密闭件则通过冲压成形。
密闭件33优选包括一个用于封闭的橡胶41制成的部分，所述部分形成一个罩并且覆盖圆柱形部分36的前纵向末端以增强密闭件33与阀座35之间的接触的流体密封。
裙板21优选由以固定的方式连接在一起的第一和第二盘53、55形成。
在所示的实例中，第一和第二盘分别包括一个中心孔54、56，形成一个密闭件33的部分36以横穿的方式安装于中心孔中，把第一和第二盘53、55固定在一起，例如通过卷边实现，更加具体地说是通过绕孔54、56的部分36的外周边的弹性变形实现。一个中心孔58也设在展开的膜22中，孔58具有大体上等于盘53、55的孔54、56的直径并且允许密闭件33通过和使膜22通过夹紧固定在第一和第二盘53、55之间。
该实施例有可能以一种简单的方式把密闭件安装到裙板上并且把膜22以流体密封的方式安装到裙板上。
在静止的状态下，裙板21优选支承在形成于盖45的内表面上的销钉57上。
在图2中可以看到包括一个本发明的阀9的制动系统S的总体示意图。本发明的制动系统S包括一个气力制动助力伺服马达5，气力制动助力伺服马达5形成利用低压空气的部件并且由一个连接到一个制动踏板63上的操纵杆61控制，制动踏板63可以由司机操作，一个主缸65，该主缸65相对于伺服马达5设置在与制动踏板63一侧相对的一侧上，并且固定在所述伺服马达上并且通过一个推力杆(未图示)的中介接收由后者提供的助力。
主缸65由一个液压管线68以流体密封的方式连接到至少一个置于车轮高度的制动器67上，并且优选连接到四个车轮的四个制动器上。气力制动助力伺服马达5包括一个负压腔室(不可见)，所述负压腔室以流体密封的方式连接到真空源3(例如一个电动真空泵)上。在真空泵3与伺服马达的负压腔室之间设置有本发明的阀9，阀9与真空泵3和与伺服马达5的连接与图2所示一致。
本发明的阀9优选固定到伺服马达5的机壳上或者在源3是真空泵的情况下固定到真空源的壳上。
在图2所示的示意图中，没有示出阀9是与伺服马达结合还是与真空泵结合，以使示意图更加清晰。
伺服马达和主缸的功能以及伺服马达与主缸的配合将不加以更详细地说明，因为这些是本领域普通技术人员所已知的。
下面说明所述阀在图3的制动系统中的功能。
对于由真空泵得到的高于预定值P的气压值，负压腔室通过本发明的阀9的腔室17的中介与真空泵3连接。
当真空源3提供的压力低于预定值P，并且因此存在于腔室17内部的压力低于预定值P时，在存在于腔室17和19之间的差值压力的作用下，裙板21带着密闭件33向前平移，所述密闭件33这时作用在阀座35上并且中断源3与伺服马达5之间的连接。从而，存在于伺服马达的腔室2中的压力基本固定在预定值P。
当腔室17中的压力上升时，就是说当在制动时需要伺服马达时，并且当负压腔室17中的压力变得大于预定值P时，通过真空源3，密闭件33从阀座35上脱开，使真空源3与伺服马达5的负压腔室62之间连接。并且这持续到存在于腔室17内部的压力变得低于预定值P为止。
阀9的打开和关闭并且因此预定的压力值P等于裙板的面积与存在于腔室17与19之间的压差的乘积减去在密闭件33与阀座35发生接触时的弹簧27的负载。从而易于通过改变弹簧27的负载改变关闭和开启阀的预定值P。
在该优选的实施方式中，弹簧27是一种单个柱形螺旋弹簧，但是复式螺旋弹簧、单个或者双个锥形弹簧或者任何其它类型的弹性返回装置当然也是适用的。
对于高于P的压力，弹性装置27的几何结构能够使密闭件33相对于阀座35移动，避免伺服马达5与负压源3之间的任何压力损失。
本发明的阀可以用于任何用低压气动流体工作并且需要把低压值限制到一个底值(例如95000Pa)的系统。
在此制造出了一种气动阀，用于限制气力制动助力伺服马达的负压腔室中的压力级，它简单并且可靠，并且其简化了其在已知类型的制动系统中的装配。
本发明特别被应用于汽车工业中。
本发明主要应用于制造机动车辆的制动系统，特别是制造私人汽车的制动系统的工业中。

Claims (10)

1. 一种气动阀，用于通过利用气动流体的气动部件(5)限制从一个低压气动流体源(3)得到的气动流体的压力级，其特征在于，所述阀包括一个壳(11)，一个裙板(21)以流体密封、滑动的方式安装在所述壳(11)中，所述裙板把壳(11)的内部分成一个第一腔室(17)和一个第二腔室(19)，所述的壳包括一个第一孔(13)、一个第二孔(15)和一个第三孔(23)，所述第一孔使得能够从所述低压气动流体源(3)供给所述第一腔室(17)，所述第二孔连接所述第一腔室(17)和所述部件(5)，所述第三孔(23)使得能够供给所述第二腔室(19)高压气动流体，所述第一腔室(17)还包括置于所述裙板(21)与所述壳(11)之间的使所述裙板(21)返回的弹性装置(27)，所述裙板(21)包括封闭所述真空源(3)和所述气动部件(5)之间的至少一个连接孔(13、15)的装置(33、41)，所述裙板(21)包括一个密闭件(33)，所述密闭件能够与一个在所述第一腔室(17)与所述低压气动流体源(3)之间的所述第一连接孔(13)的周边上形成的阀座(35)相配合，所述裙板可断开所述第一腔室(17)和所述低压气动流体源(3)之间的连接，并且所述第一腔室连接到负压源并与大气隔开。
2. 如权利要求1所述的气动阀，其特征在于，所述密闭件(33)这样安装，即它从所述裙板(21)伸进所述第一腔室(17)中。
3. 如权利要求1或2所述的气动阀，其特征在于，所述密闭件(33)包括一个弹性体帽(41)，以增强所述密闭件(33)与所述阀座(35)之间的接触的流体密封。
4. 如前任一权利要求所述的气动阀，其特征在于，所述第一气动腔室(17)与所述第二气动腔室(19)之间的流体密封借助于一个固定在所述壳(11)和所述裙板(21)两者上的展开膜(22)产生。
5. 如前权利要求所述的气动阀，其特征在于，所述裙板(21)包括相互固定的第一盘(53)和第二盘(55)，并且，所述展开膜(22)夹在所述第一盘(53)和所述第二盘(55)之间。
6. 如前任一权利要求所述的气动阀，其特征在于，存在于所述第二气动腔室(19)中的高压气动流体是大气压力下的空气。
7. 一种制动系统，包括一个气力制动助力伺服马达(5)、一个以流体密封的方式连接到至少一个置于车轮高度的制动器(67)的主缸(65)和一个真空源(3)，其特征在于，所述制动系统包括一个如前任一权利要求所述的气动阀，所述气动阀以流体密封的方式连接到所述低压气动流体源(3)并且连接到一个伺服马达(5)，所述伺服马达(5)形成所述气动部件(5)。
8. 如权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述低压气动流体源(3)是内燃机的进气口。
9. 如权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述低压气动流体源(3)是一个具有由电动机驱动的至少一个叶轮的泵。
10. 如权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述低压气动流体源(3)是一个具有由装备有所述制动系统的车辆的发动机驱动的至少一个叶轮的泵。
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