说明书 气压制动助力器 本发明涉及用于为机动车辆制动提供助力的气压助力器。
这种助力器已经很普遍，并且经常用于汽车技术中。它有一个外壳，固定在将发动机舱与驾驶室分开的挡板上，使其能被驾驶室内的制动踏板带动，并能起动主缸的初级活塞。主缸位于发动机舱内，通过液压系统与汽车制动器连接。
为使上述助力器的运行以及驾驶员踏下制动踏板时的感觉最佳化，长期以来，人们就在研究减弱人们所称的触发力，即起动助力器所需的力。
然而，人们发现存在一个物理下限，上述触发力不能下降至极限下。因为助力器在起动之后重新恢复静止状态时，释出一定的力，称为反冲力。很容易理解，触发力不能低于反冲力。
例如，从文献WO 94/04403中可了解一种对应于主权利要求前序部分的助力器，其触发力被减弱的办法是，使助力器后腔室内的压力作用于构成助力器三通阀的阀门地后面。
上述已知的助力器包括一个带有对称轴线的外壳，由一个活动壁构件以密封方式分隔出一个前腔室和一个后腔室。前腔室始终与低压源接通，后腔室通过三通阀有选择地与前腔室或高压源接通，三通阀用一个操纵杆起动，操纵杆可借助于柱塞的前面顶在推杆的后面，柱塞在活动壁的孔内滑动，三通阀有一个阀门，放在活动壁的管状后部，通过其前部环形面与在柱塞上形成的第一个环形阀座以及在活动壁上形成的第二个环形阀座配合，第一个阀座与第二个阀座同轴，并且直径小于第二个阀座，阀门的前部环形面可在活动壁的管状后部内活动，并通过其内、外边缘与管状后部密封，阀门前部环形面上至少有一个孔，使位于阀门前部环形面后的腔室与位于第一和第二阀座之间的空间相通。
这种设计可使压差分布在三通阀的各个部分，这样可减少三通阀上各返位弹簧在静止和工作状态下的应力。其结果是，最初压紧上述弹簧所需的触发力可减弱。
然而，从目前制造商的要求来看，该已知助力器的触发力仍很大，因此还应减小。
因此，本发明的目的是提出一种助力器，其触发力最大可能地减小，并为该目的进一步减小反冲力。
为了上述目的，根据本发明，施加在柱塞上的低压和高压所产生的合力始终为零或者可忽略不计。
本发明的其它目的、特征和优点，将在后面参照附图对示意性的具体例子所作的说明中，更清楚地反映出来。
唯一的一个附图是根据本发明的气压制动助力器后部中间的侧面纵向剖视图。
图中示出了气压制动助力器的中后部，助力器按习惯方式放在汽车制动踏板和控制该车液压制动系统的主缸之间。习惯上，人们把助力器对着主缸的部分称为助力器的“前部”，对着制动踏板的部分称为助力器的“后部”。这样，在图上，左边为前，右边为后。
图示的助力器包括一个外壳10，呈贝壳状，围绕轴线X-X’回转对称。图中仅示出该外壳10的后部中间部分。
活动壁结构12在外壳10中限定出前腔室14和后腔室16。活动壁12与弹性材料制成的柔性伸展膜片配合，膜片的内周边通过垫圈18，以密封方式进入沿助力器轴线X-X’放置的空心助力活塞20内，而其外周边(图上未示出)则以密封方式固定在外壳10上。
空心活塞20由管状部分22向后延伸，以密封方式穿过外壳10的后壁。压缩弹簧24置于活塞20和外壳10的前壁(图中未示出)之间，在正常情况下，将活塞20维持在图示的后部静止位，在该位置时，后腔室16的容积为最小，而前腔室14的容积为最大。
活塞20在后管部22前面的活动壁的中心部分有一个孔26，其中滑动着柱塞28。助力器的操纵杆30亦沿轴线X-X’置放，其前端铰接固定在柱塞28的盲孔内。
操纵杆30的后端(图中未示出)突出在管状部分22的外面，直接受汽车制动踏板(未示出)控制，并通过复位弹簧31返回静止位。
当受柱塞28控制的助力装置起动时，围绕操纵杆30的环形空间(32)，可通过活塞20中部的径向通道34，与后腔室16相通。
例如，从上面提到的文献中知道，这些助力装置包括一个带环形阀门36的三通阀以及两个同轴的环形阀座20a和28a，阀座分别位于活塞20的后中部和柱塞28的后部。座28a的直径小于20a，两座之间形成间隙35，与径向通道34相通。
阀门36为一般的管形结构，它有一个后部38，被密封固定在管状部分22上，还有一个活动的前部环形面40，可沿轴线X-X’方向活动，该前面通过弹簧42向前压紧。
前部环形面40通过其内侧边缘与后部38相连，并通过其外侧边缘以密封方式在管状部分22内滑动，从而使其与后部38一起确定腔室44的范围。
前部环形面上有孔46，它使该腔室44与位于阀座20a和28a之间的间隙35相通。
根据本发明，柱塞28通过密封圈50在孔26内密封滑动安装，如图所示，密封圈设在柱塞的外凹槽处并与孔26的壁配合，或者也可以变型方式，将密封圈放入孔26的凹槽内并与柱塞的外表面配合。
这样，密封圈50在柱塞28的前部、孔26内确定出一个容积52，它通过在轴向可见的孔54始终与环形空间32相通。
当整个助力器处于静止状态时，操纵杆30以及柱塞28被向后压紧，这时，柱塞通过座28a顶在前面40上，并轻轻地使该面离开座20a，从而使三通阀在正常情况下，借助径向通道34以及在活塞20的中央部分形成的基本轴向的通道48，使助力器的两个腔室14和16之间相通。
在上述情况下，腔室44内的压力等于助力器前腔室16内的低压，且阀门36的前面40通过环形空间32内的高压，盖紧在座28a上。这样，将前面40向前压紧的弹簧42只施加很小的力。
此外，由于有了孔54，容积52与环形空间32相通，后者由高压源的压力控制。因此，柱塞28一方面承受阀门36的前面40施加在座28a上的力，另一方面承受容积52内的压力施加在孔26内滑动柱塞截面上的力。
本发明可最佳地控制上述这些力，尤其是它使孔26的直径等于座28a的直径，非常简单地使上述合力成为零。因为，这时高压施加在柱塞28的位于容积52内的前面，即施加在孔26内的滑动段S的表面，以及柱塞后面由座28a限定的表面上。由于这两个面相等，或者考虑加工公差，非常接近，所以由施加在柱塞上的低压和高压产生的合力为零或可忽略不计。
当汽车驾驶员起动制动踏板时，操纵杆30、柱塞28以及阀门36首先产生一个向前的动作，通过关闭阀20a-40的通道，使腔室14和16隔断，然后，在第二步中，打开阀28a-40通道，通过空间35和通道34，使后腔室16和环形空间32接通。
在该工作阶段，助力器后腔室16中的压力和腔室44同样地上升，一直上升至环形空间32中高压的最大值，这时助力器处于通常所称的饱和状态。
在助力器后腔室16中上升的压力在活动壁12上形成压差，产生一个助推力，使壁向前移动，该力通过活塞20的前部环形面对反作用盘58的作用，传递给推杆56，反作用盘的中心部分被柱塞28的前面顶住。
在上述工作阶段中，柱塞28外围的压力在助力器前腔室14内永久的低压和环形空间32内的高压之间变化。但是，和前面的情况一样，高压施加在柱塞28在孔26中由滑动段S限定的前面以及由座28a限定的后表面上。在此，施加在柱塞上的高压以及可变压力产生的合力仍然为零或可忽略不计。
另外可以看到，反作用盘58置于推杆56和柱塞28之间，推杆位于处在低压控制下的助力器的前腔室中，而柱塞的前面则位于高压控制的容积52内。本发明以非常方便的方式，借助反作用盘58简单地实现助力器前腔室和容积52之间的密封。例如，反作用盘58可用力装入与推杆56连成一体的腔60内。
当汽车驾驶员松开制动踏板时，操纵杆30以及柱塞28被杆上的弹簧31返回其后部位。这时，柱塞28的座28a顶在阀门36的前面40上，并使它完全后退，以使阀20a-40的通道大开。在该工作阶段，由于与前腔室14接通，助力器后腔室16内的压力急剧下降。
这时，柱塞28外围的压力下降至助力器前腔室14内永久的低压值。与前面的运行阶段一样，高压施加在柱塞28处于孔26滑动段S限定的前面和座28a限定的后表面上。这里，施加在柱塞上的高压和可变压力产生的合力仍然为零或可忽略不计。
由此得知，在助力器工作阶段之后返回静止状态的该阶段，复位弹簧31不再象诸如前述文献介绍的现有技术那样，要克服由围绕柱塞的可变压力产生的可变力。由此可见，该弹簧31的静止预应力可大大降低，这样，助力器的反冲力亦大幅度下降。助力器的触发力亦可以同样的幅度减弱，从而能够满足汽车制造商当前的要求。
当然，本发明不限于已经介绍的具体实施例，相反，它可在不超出所附的权力要求的范围的情况下，接受本行业人员提出的诸多修改。