一種制動氣室和包括該制動氣室的剎車系統以及機動車的製作方法

2023-10-24 19:36:52 3

專利名稱：一種制動氣室和包括該制動氣室的剎車系統以及機動車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機動車領域，更具體的說是涉及一種制動氣室。本實用新型還涉 及一種剎車系統以及一種機動車。
背景技術：
機動車的制動是通過剎車系統實現的。剎車制動的過程俗稱剎車；根據剎車系統 動力不同，機動車剎車一般有油剎和氣剎，所述油剎結構簡單，利用液壓油為剎車泵提供動 力，所述氣剎結構較複雜，利用高壓氣體為剎車泵提供動力。由於氣剎反應迅速、所能提供 的剎車制動力大(氣壓高，可以達到8-10個標準大氣壓)，所以氣剎方式被廣泛應用於大中 型機動車，以確保行車安全。氣剎制動系統包括制動氣室和制動裝置。目前市場上，最常見 的制動氣室為活塞式彈簧制動氣室。請參考圖1，圖1為現有技術中活塞式彈簧制動氣室的結構示意圖。活塞式彈簧制動氣室包括殼體1、儲能彈簧2、活塞3、活塞軸管4和膜片5 ；其中， 殼體1的隔板11將殼體1內空間分成前腔室和後腔室，膜片5將前腔室分為行車制動進出 氣腔室C和制動腔室D，活塞3與殼體1可滑動配合，將後腔室分成儲能腔室A和駐車制動 進出氣腔室B，儲能腔室A內設置有兩端分別支撐在殼體1和活塞3上的儲能彈簧2 ；活塞 軸管4與隔板11滑動配合，且其第一端與活塞3固定，第二端的端面與膜片5相牴觸；後腔 室內還設置有活塞軸杆件6，活塞軸杆件6固定連接於殼體1，儲能彈簧2以活塞軸杆件6 為中心設置於後殼體1與活塞3之間，且活塞3周邊與後殼體1密封滑動配合；活塞軸管4 一端與活塞3固定，且套接於活塞軸杆件6，兩者可滑動配合；活塞軸管5為筒狀，內部形成 的內腔。活塞軸杆件6與活塞軸管4配合間隙形成第二通氣孔31，第二通氣孔31連通儲能 腔室A和活塞軸管4的內腔；活塞軸管5的另一端伸入於行車制動進出氣腔室C，該端設置 有第一通氣孔，第一通氣孔通過預設的通氣道(圖中未示出)直接將活塞軸管4的內腔與 外界相連通。活塞軸管4中間部分與殼體隔板可滑動配合。當啟動機動車時，駐車制動進出氣腔室B充入壓縮空氣，壓縮空氣推動活塞3壓縮 儲能彈簧2，儲能腔室A的容積變小，內部氣體通過第二通氣孔31進入活塞軸管4的內腔 中，再經過第一通氣孔排出至外界，完成駐車制動解除。在行車過程中，如需要緊急制動，則 將行車制動進出氣腔室C內充入壓縮空氣，壓縮空氣使膜片5向制動腔室D方向凹陷，帶動 制動腔室D中的外部制動裝置動作，完成制動，制動完成後，帶動制動腔室D內的壓縮氣體 就會被轉換裝置(圖中未標出)排出，恢復正常氣壓。當機動車停止的同時，駐車制動進出 氣腔室B內的壓縮氣體也被排出，儲能彈簧2推動活塞3滑動，此時儲能腔室A的容積逐漸 變大，內部氣壓減小，外界空氣通過活塞軸管4的第一通氣孔進入到活塞軸管4內腔，再經 第二通氣孔31進入儲能氣室A內實現氣體補償，同時，活塞軸管4在儲能彈簧2以及活塞 3的帶動下伸入行車制動進出氣腔室C並抵住膜片5，通過膜片驅動外部制動裝置移動，實 現駐車制動。在上述制動過程中，由於活塞軸管4的第一通氣孔與外界直接相通；外界空氣通過第一通氣孔進入儲能腔室A進行氣體補償的同時，在氣壓的吸力作用，外界的灰塵、汙水 以及泥漿等雜物很容易被一同吸入儲能腔室A內，造成部分零件損壞，從而縮短產品的使 用壽命。同時，包括上述制動氣室的剎車系統以及機動車也會因制動氣室部分零件損壞而 造成車輛的制動故障，產生安全隱患問題。因此，如何減少進入制動氣室的內部腔室中雜物，從而延長制動氣室的使用壽命， 進而減少剎車系統以及機動車發生制動故障是本領域技術人員需要解決的問題。

實用新型內容本實用新型的一個目的在於提供一種制動氣室，該制動氣室能 夠提高內部腔室密 封性能，減少進入制動氣室的內部腔室中的雜物，從而延長了產品的使用壽命。本實用新型的另一目的是提供了一種包括上述制動氣室的剎車系統以及包括該 剎車系統的機動車。為實現上述目的，本實用新型提供了一種制動氣室，該制動氣室包括殼體、儲能彈 簧、活塞、活塞軸管和膜片；所述殼體的隔板將所述殼體內空間分成前腔室和後腔室，所述 膜片將所述前腔室分為行車制動進出氣腔室和制動腔室，所述活塞與所述殼體可滑動配 合，將所述後腔室分成儲能腔室和駐車制動進出氣腔室，所述儲能腔室設置有兩端分別支 撐在所述殼體和所述活塞上的儲能彈簧；所述活塞軸管與所述隔板滑動配合，其第一端與 所述活塞固定，第二端的端面與所述膜片相牴觸；其特徵在於，所述活塞軸管還包括閥體和 閥芯，所述閥體形成閥芯腔，所述閥芯腔通過第一孔和第二孔分別與所述行車制動進出氣 腔室和所述儲能腔室相通；所述閥芯與所述閥芯腔滑動配合，且具有連通第一孔和第二孔 的中間孔；所述閥芯的第一端與所述閥體之間形成的承壓空間與第一孔相通，所述閥芯的 第二端與所述閥體之間設置有彈簧，在自由狀態下，所述彈簧處於壓縮狀態；所述閥芯的第 二端面與所述閥體相配合時，所述中間孔和第二孔之間保持隔離。優選地，所述活塞軸管為中空的管，其第二端設置有連通所述儲能腔室和活塞軸 管的內腔的通氣孔，所述第二孔與活塞軸管內腔相通。優選地，還包括活塞軸杆件，所述活塞軸杆件第一端與所述殼體固定連接，第二端 通過通氣孔伸入所述活塞軸管的內腔中。優選地，所述閥體具有伸入承壓空間的突臺。優選地，所述突臺的高度等於所述第一孔的直徑。優選地，所述閥體包括閥本體和閥體蓋，所述閥體蓋設置有所述第二孔，所述閥體 蓋安裝在所述閥本體上，所述閥體蓋與所述閥本體之間設置有內密封墊圈。優選地，所述閥體安裝在所述活塞軸管上，所述閥體與所述活塞軸管之間設置有 密封墊圈。優選地，所述閥體於相對應設置所述密封墊圈的位置設置有密封凹槽。本實用新型還提供了一種剎車系統，該剎車系統包括制動氣室和制動裝置，所述 制動氣室為上述任意一項所述的制動氣室，所述制動裝置一端伸入於制動氣室內部的制動 腔室中且與膜片相接觸。本實用新型還提供了一種機動車，該種機動車包括車體，剎車系統為上述所述的剎車系統，所述剎車系統與車體固定。相對於上述背景技術，本實用新型提供的制動氣室中，其活塞軸管還包括閥體和 閥芯，閥體形成閥芯腔，閥芯腔通過第一孔和第二孔分別與行車制動進出氣腔室和儲能腔 室相通；閥芯與閥芯腔滑動配合，閥芯的第一端與閥體之間形成的承壓空間與第一孔相通， 閥芯的第二端與閥體之間設置有彈簧，在自由狀態下，彈簧處於壓縮狀態；閥芯的第二端面 與閥體相配合時，第二孔封閉。上述閥體與閥芯設置將行車制動進出氣腔室與儲能腔室相連通，能夠實現儲能腔 室與行車制動進出氣腔室之間的氣體交換，因此使該制動氣室的內部相對於外界形成一種 封閉式結構。該封閉式結構能夠減少進入制動氣室內部腔室的雜物，提高制動氣室內 部的 清潔度，延長了制動氣室的使用壽命。該制動氣室進一步包括活塞軸杆件，活塞軸杆件與活塞軸管滑動配合；這樣能夠 使活塞軸管以及活塞的滑動更加穩定。閥體還進一步設置有突臺，使閥芯與端體之間始終保持一定的空隙，時刻保持良 好的通氣性。此外，包括該制動氣室的剎車系統以及機動車也因此避免了發生制動故障等安全 隱患現象。

圖1為現有技術中活塞式彈簧制動氣室的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例一提供的制動氣室的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例二提供的制動氣室的結構示意圖；圖4為圖2以及圖3中I-I部分的局部放大示意圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種制動氣室，該結構的制動氣室內部相對於外界形成一種封 閉式結構，實現制動氣室內部腔室之間的氣體交換，保證了氣室內部的清潔度，從而延長了 產品的使用壽命。為了使本技術領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面將結合附 圖和具體實施例對本實用新型提供的技術方案作進一步的詳細說明。本實用新型提供的技 術方案是以現有技術為基礎的，因此，以下部分沿用背景技術中的附圖標記。請參考圖2以及圖4，圖2為本實用新型實施例一提供的制動氣室的結構示意圖； 圖4為圖2以及圖3中I-I部分的局部放大示意圖。本實用新型提供的制動氣室包括殼體1、儲能彈簧2、活塞3、活塞軸管4和膜片5， 其中，殼體1的隔板11將殼體1內空間分成前腔室和後腔室，膜片5將前腔室分為行車制 動進出氣腔室C和制動腔室D，活塞3與殼體1可滑動配合，將後腔室分成儲能腔室A和駐 車制動進出氣腔室B，儲能腔室A設置有兩端分別支撐在殼體1和活塞3上的儲能彈簧2 ； 活塞軸管4中間部分與隔板11滑動配合，且其第一端與活塞3固定，活塞軸管4第二端的 端面與膜片5相牴觸；活塞軸管4還包括一個閥，該閥包括閥體41和閥芯42 ；閥體41內形 成閥芯腔，閥芯腔通過第一孔411和第二孔412分別與行車制動進出氣腔室C和儲能腔室A相通；閥芯42與閥芯腔滑動配合；閥芯42的第一端與閥體41之間形成的承壓空間與第一孔411相通，閥芯42的第二端與閥體41之間設置有彈簧43，在自由狀態下，彈簧43處於 壓縮狀態；閥芯42的第二端面與閥體41相配合時，第二孔412封閉。其中閥芯42上還設 置有中間孔，該中間孔在閥芯42兩端面設有開口。中間孔的結構有很多種，可以根據實際 需要選擇合適的結構。如圖2所示，本實施例中，活塞軸管4為中空的管，其第一端設置有連通所述儲能 腔室A和活塞軸管4的內腔的通氣孔44，且閥體41與閥芯42位於活塞軸管4第二端部的 內腔中，閥體41的第二孔412與活塞軸管4的內腔相連通，並通過活塞軸管4的內腔、通氣 孔44與儲能腔室A相通；第一孔411直接與行車制動進出氣腔室C相通。將活塞軸管4設計為中空結構，利用內腔安裝閥體41與閥芯42，能夠在實現氣體 連通的同時，使整體結構更加緊湊，節省內部空間。當然，也可以設置其他結構使第一孔411 和第二孔412分別與行車制動進出氣腔室C和儲能腔室A相通。當要啟動機動車時，駐車制動進出氣腔室B由預設的高壓氣體進出氣口充入壓縮 空氣，利用壓縮氣體的高壓力推動活塞3滑動，活塞3壓縮儲能彈簧2向殼體1左方(以附 圖2為參照)滑動；同時，儲能腔室A的容積變小，儲能腔室A中的氣體壓強增大，儲能腔室 A中的氣體通過第二孔412。由於彈簧43的作用，閥芯42的第二端面與閥體41相分離，第 二孔412與閥芯42的中間孔通過閥芯42的第二端面與閥體41之間的間隙相通。這樣，儲 能腔室A中的氣體能夠經過閥芯42的中間孔、第一孔411進入行車制動進出氣腔室C內， 使活塞3順利向左移動，此時活塞軸管4被活塞3帶動不再牴觸膜片5，解除駐車制動。在行車過程中，如需要緊急制動，則行車制動進出氣腔室C內由預設高壓氣體進 出氣口充入壓縮空氣，壓縮空氣擠壓膜片5。壓縮氣體進入行車制動進出氣腔室C的同時， 也會通過閥體41的第一孔411進入閥體41與閥芯42第一端形成的承壓空間，此時由於氣 體壓力較大，使閥芯42在相對於閥體41移動，並克服彈簧43的彈力，使閥芯42第二端面 與閥體41相配合，使閥芯42的中間孔與第二孔412保持隔離，對壓縮氣體形成阻尼作用， 使行車制動進出氣腔室C在瞬間形成一個密閉的高壓腔室，迫使膜片5高制動腔室D —側 凹陷，帶動制動腔室D中的外部制動裝置動作，順利完成行車中的制動。行車制動完成後，行車制動進出氣腔室C內的壓縮氣體就會由高壓氣體進出氣口 被轉換裝置(圖中未標出)排出，恢復正常氣壓；當車停止時，駐車制動進出氣腔室B內的 壓縮氣體也經高壓氣體進出氣口被排出，儲能彈簧2釋放彈性勢能推動活塞3滑動，儲能腔 室A的容積逐漸變大氣壓變小，此時行車制動進出氣腔室C中氣體通過閥體41的第一孔 411。此時氣體壓力很小，閥芯42在彈簧43的彈力作用下移動，閥芯42的第二端面與閥體 41分離，此時氣體能夠通過閥體41的第二孔412進入到儲能氣室A中實現氣體補償；這樣 就能夠使活塞3順利移動；活塞軸管4在活塞3的帶動下抵住膜片5，實現駐車制動。在上述制動過程中，制動腔室內部的氣體只是在內部各腔室間相互交換，相對於 外界形成一種封閉式結構，也就減少了當外界氣體進入制動腔室內部過程中，帶入灰塵、汙 水等雜物的現象，提高了制動腔室內部的清潔度，從而延長了產品的使用壽命。請參考圖3和圖4，圖3為本實用新型實施例二提供的制動氣室的結構示意圖；圖 4為圖2以及圖3中I-I部分的局部放大示意圖。在實施例一的基礎上，制動氣室還包括活塞軸杆件6，活塞軸杆件6第一端與殼體1固定連接，第二端通過通氣孔44伸入活塞軸管4內腔。活塞軸杆件6能夠通過手動的方 法向外拉出殼體之外，從而帶動活塞軸管4以及活塞3擠壓儲能彈簧2，使活塞軸管4與膜 片5脫離牴觸狀態，從而實現制動解除。 另外，閥體41內側設置有伸入承壓空間的突臺413，突臺413可以使閥芯42第一 端面與閥體41之間始終保持預定的空隙；可以根據第一孔411的大小，使突臺413具有適 當的高度，本例中，突臺413的高度等於第一孔411的直徑，當然還可以將突臺413的高度 設置為略大於或者略小於第一孔411的直徑長度，只要能夠保證第一孔411的通氣通暢即 可。突臺413的設置使閥芯42與閥體41之間始終保持一定地空隙，避免當閥芯42與閥體 41緊密接觸時，閥芯42的側壁面封堵第一孔411的現象。閥體41進一步包括閥本體414和閥體蓋415，閥體蓋415設置有第二孔412，閥體 蓋415安裝在閥本體414上，閥體蓋415與閥芯42第二端之間設置有彈簧43，且閥體蓋415 與閥本體414之間設置有內密封墊圈。該結構具有結構簡單，安裝拆卸方便的特點，使制動 氣室的生產成本也比較低。為了更好地保證各個腔室之間的氣密性，閥體41與活塞軸管4之間也設置有密封 墊圈。為了更好地保證各密封墊圈的定位，於閥體41相對應設置密封墊圈的位置上進一步 設置有密封凹槽416。本實用新型還提供了一種剎車系統，該剎車系統包括上述各實施例中的制動氣室 和制動裝置，制動裝置一端伸入於制動氣室內部的制動腔室D中，且與膜片5相接觸。還提 供了一種包括該剎車系統的機動車。由於上述制動氣室能夠使該剎車系統更加穩定，防止 發生制動故障，具有上述技術效果，包括該制動氣室的剎車系統及機動車也具有相應的技 術效果。本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新 型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的。因此，本實 用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特 點相一致的最寬的範圍。
權利要求1.一種制動氣室，包括殼體(1)、儲能彈簧(2)、活塞(3)、活塞軸管(4)和膜片(5)；所 述殼體⑴的隔板(11)將所述殼體⑴內空間分成前腔室和後腔室，所述膜片(5)將所述 前腔室分為行車制動進出氣腔室(C)和制動腔室(D)，所述活塞(3)與所述殼體(1)可滑動 配合，將所述後腔室分成儲能腔室(A)和駐車制動進出氣腔室(B)，所述儲能腔室(A)設置 有兩端分別支撐在所述殼體(1)和所述活塞(3)上的儲能彈簧(2)；所述活塞軸管(4)與所 述隔板(11)滑動配合，其第一端與所述活塞(3)固定，第二端的端面與所述膜片(5)相抵 觸；其特徵在於，所述活塞軸管(4)還包括閥體(41)和閥芯(42)，所述閥體(41)形成閥芯 腔，所述閥芯腔通過第一孔(411)和第二孔(412)分別與所述行車制動進出氣腔室(C)和 所述儲能腔室㈧相通；所述閥芯(42)與所述閥芯腔滑動配合，且具有連通第一孔(411) 和第二孔(412)的中間孔；所述閥芯(42)的第一端與所述閥體(41)之間形成的承壓空間 與第一孔(411)相通，所述閥芯(42)的第二端與所述閥體(41)之間設置有彈簧(43)，在自 由狀態下，所述彈簧(43)處於壓縮狀態；所述閥芯(42)的第二端面與所述閥體(41)相配 合時，所述中間孔和第二孔(412)之間保持隔離。
2.根據權利要求1所述的制動氣室，其特徵在於，所述活塞軸管(4)為中空的管，其 第二端設置有連通所述儲能腔室(A)和活塞軸管(4)的內腔的通氣孔(44)，所述第二孔 (412)與活塞軸管(4)內腔相通。
3.根據權利要求2所述的制動氣室，其特徵在於，還包括活塞軸杆件(6)，所述活塞軸 杆件(6)第一端與所述殼體(1)固定連接，第二端通過通氣孔(44)伸入所述活塞軸管(4) 的內腔中。
4.根據權利要求1所述的制動氣室，其特徵在於，所述閥體(41)具有伸入承壓空間的 突臺(413)。
5.根據權利要求4所述的制動氣室，其特徵在於，所述突臺(413)的高度等於所述第一 孔(411)的直徑。
6.根據權利要求5所述的制動氣室，其特徵在於，所述閥體(41)包括閥本體(414)和 閥體蓋(415)，所述閥體蓋(415)設置有所述第二孔(412)，所述閥體蓋(415)安裝在所述 閥本體(414)上，所述閥體蓋(415)與所述閥本體(414)之間設置有內密封墊圈。
7.根據權利要求1-6任意一項所述的制動氣室，其特徵在於，所述閥體(41)安裝在所 述活塞軸管(4)上，所述閥體(41)與所述活塞軸管(4)之間設置有密封墊圈。
8.根據權利要求7所述的制動氣室，其特徵在於，所述閥體(41)於相對應設置所述密 封墊圈的位置設置有密封凹槽(416)。
9.一種剎車系統，包括制動氣室和制動裝置，其特徵在於，所述制動氣室為上述權利要 求1-8任意一項所述的制動氣室，所述制動裝置一端伸入於制動氣室內部的制動腔室(D) 中且與膜片(5)相接觸。
10.一種機動車，包括車體，其特徵在於，剎車系統為上述權利要求9所述的剎車系統， 所述剎車系統與車體固定。
專利摘要本實用新型公開了一種制動氣室，該制動氣室包括殼體、儲能彈簧、活塞、活塞軸管和膜片，殼體的隔板將殼體內空間分成前腔室和後腔室，活塞與殼體可滑動配合，將後腔室分成儲能腔室和駐車制動進出氣腔室，儲能腔室設置有儲能彈簧；活塞軸管與隔板滑動配合，且其第一端與活塞固定，第二端的端面與膜片相牴觸；活塞軸管還包括閥體和閥芯，閥芯的第二端與閥體之間設置有彈簧，閥芯的第二端面與閥體相配合時，第二孔封閉。本實用新型還公開了一種包括上述制動氣室的剎車系統以及一種包括該剎車系統的機動車。本實用新型提供的制動氣室實現了內部腔室間的氣體交換，保證了制動氣室內部的清潔度，從而延長了產品的使用壽命。
文檔編號F16D65/14GK201884528SQ20102058570
公開日2011年6月29日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者嶽喜傑, 張玉田, 王立明, 程曉民, 陳永輝 申請人:公主嶺安寶有限責任公司