气压助力器 【技术领域】
本发明涉及汽车制动系统， 更具体地说， 涉及汽车制动系统的气压助力器。背景技术 传统的汽车制动系统利用真空助力器， 其工作原理是利用汽油发动机作为真空 源， 使得真空助力器中的一个腔体出现真空 ( 或接近真空 ) 状态， 而另一个腔体保持在大气 压力下， 于是， 利用两个腔体之间的压力差实现助力。
随着汽车使用的广泛和能源问题的突出， 传统的汽车面临变革， 新能源车不断出 现， 同时， 在极端条件下 ( 例如高原地区 ) 使用汽车的需求也越来越多。在上述的背景下， 传统的真空助力器存在以下的重要缺陷 ：
1) 新能源车一般以电池或者燃料电池作为能源， 不再使用汽油发动机， 于是， 真空 助力器中最重要的一个环节 ： 真空源不再存在。 由于工作原理的不同， 电池车或者燃料电池 车的发动机不提供真空源。虽然可以采用车载真空泵的方式来提供真空源， 但是车载真空 泵受体积和功率的限制， 无法达到汽油发动机同样的真空效果， 使得真空助力器的效果大 打折扣。
2) 真空助力器的助力效果来源于外界大气压和真空状态之间的压差， 在高原的环 境下， 外界大气压本来就比较小， 同时， 由于真空源在高原工作效率降低， 是实现的 “真空” 压强较大， 两者之间的压差就减小了， 和上面同样的道理， 真空助力器的效果受到影响。
发明内容
本发明的实施例提出一种气压助力器， 利用大于大气压的压缩空气气压和外界大 气压之间的压差实现助力， 解决了上述的问题。
根据一实施例， 气压助力器包括产生大于大气压力的压缩空气的空气压力泵， 还 包括压缩腔， 压缩腔包括置于一密封外壳内的前腔和后腔， 前腔和后腔之间有隔离壁， 隔离 壁具有一开孔， 一控制阀与开孔密封配合， 控制阀开启时前腔和后腔相贯通， 控制阀闭合时 前腔和后腔相隔离， 后腔具有一压缩空气入口， 接收来自空气压力泵的压缩空气， 前腔具有 排气口。
在常规状态下， 气压助力器处于释放位置， 空气压力泵产生大于大气压力的压缩 空气， 并通过压缩空气入口将压缩空气提供给后腔使得后腔具有大于大气压力的空气压 力， 通过控制阀的开启的调节使得前腔具有与后腔等同的空气压力。 在制动状态下， 气压助 力器处于制动位置， 控制阀保持闭合， 前腔的排气口打开， 前腔内的压缩空气通过排气口排 出， 前腔内的空气压力逐渐下降到最低与大气压力等同 ； 气压助力器通过前腔的空气压力 和后腔的空气压力之间的压差提供助力。 在返程状态下， 气压助力器处于返程位置， 控制阀 开启， 前腔和后腔互相连通， 前腔内的空气压力逐渐与后腔内的空气压力等同， 气压助力器 不再提供助力。
在返程状态下， 也可以同时将前腔的排气口闭合， 后腔的压缩空气入口打开， 前腔和后腔重新具有大于大气压力的空气压力， 直接回到常规状态， 为后一次制动操作做准备。
该气压助力器应用于不具备真空源的汽车制动系统， 比如非汽油发动机汽车的汽 车制动系统。
在一个实施例中， 空气压力泵通过压缩空气通道连接压缩空气入口。 并且， 空气压 力泵是电子空气压力泵。
本发明的实施例提供的气压助力器利用空气压力泵产生大于大气压的压缩空气 气压， 并利用该压缩空气气压和外界大气压之间的压差实现助力， 完全改变了传统真空助 力器的工作原理， 该气压助力器在外界大气压力较低时可以获得更好的助力效果， 同时， 空 气压力泵的效率和稳定性好于车载真空泵， 因此在各种类型的汽车上， 该气压助力器都能 获得较好的效果。 附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、 性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描 述而变得更加明显， 在附图中， 相同的附图标记始终表示相同的特征， 其中 ：
图 1 揭示了根据一实施例的气压助力器的结构图 ；
图 2 揭示了处于释放位置的气压助力器状态 ； 图 3 揭示了处于制动位置的气压助力器状态 ； 图 4 揭示了处于返程位置的气压助力器状态。具体实施方式
参考图 1- 图 4 所示， 揭示了气压助力器， 该气压助力器利用空气压力泵产生大于 大气压的压缩空气气压， 并利用该压缩空气气压和外界大气压之间的压差实现助力， 该气 压助力器包括 ： 空气压力泵 102 和压缩腔 104。
空气压力泵 102 产生大于大气压力的压缩空气。 在一个实施例中， 空气压力泵 102 可以是由电子空气压力泵实现。
压缩腔 104 包括置于一密封外壳 106 内的前腔 103 和后腔 105， 前腔 103 和后腔 105 之间有隔离壁 108， 隔离壁 108 具有一开孔， 控制阀 110 与开孔密封配合， 控制阀 110 开 启时前腔 103 和后腔 105 相贯通， 控制阀 110 闭合时前腔 103 和后腔 105 相隔离， 后腔 105 具有一压缩空气入口 107， 接收来自空气压力泵 102 的压缩空气， 而前腔 103 具有排气口 ( 图中未示出 )。参考图 1 所示的实施例， 空气压力泵 102 通过压缩空气通道 101 连接压缩 空气入口 107， 该压缩空气通道 101 与空气压力泵 102 以及与压缩空气入口 107 之间都以密 封连接。
图 2- 图 4 揭示了上述的气压助力器的工作过程 ：
参考图 2 所示， 在常规状态下， 气压助力器处于释放位置， 空气压力泵 102 产生大 于大气压力的压缩空气， 并通过压缩空气入口 107 将压缩空气提供给后腔 105 使得后腔 105 具有大于大气压力的空气压力， 通过控制阀 110 的适当开启来调节， 使得前腔 103 具有与后 腔 105 等同的空气压力。需要说明的是， 在后续的循环中， 可以直接在后面所描述的返程状 态中完成对前腔 103 和后腔 105 加压的操作， 即在经过返程状态之后， 气压助力器会回到释 放位置。在释放位置下， 前腔 103 和后腔 105 具有同等的空气压力， 该压力都大于外界的大气压力。 参考图 3 所示， 在制动状态下， 气压助力器处于制动位置， 控制阀 110 保持闭合， 即 后腔 105 的压力保持不变， 前腔 103 的排气口打开， 前腔 103 内的压缩空气通过排气口排 出， 前腔 103 内的空气压力逐渐下降到与大气压力等同。由于后腔 105 的压力没有变化， 此 时前腔 103 和后腔 105 之间出现压差， 气压助力器利用该压差提供助力。当前腔 103 内的 空气压力下降到与大气压等同时， 气压助力器提供的助力达到最大。 同时通过调节前腔 103 的排气量， 可以调节气压助力器提供的助力的大小。通过调节空气压力泵 102 产生的压缩 空气的气压， 可以调节气压助力器所能提供的最大助力的大小。
参考图 3 所示， 返程状态下， 气压助力器处于返程位置， 控制阀 110 开启， 前腔 103 和后腔 105 互相连通， 前腔 103 内的空气压力逐渐与后腔 105 内的空气压力等同， 前腔和后 腔之间压差消失， 气压助力器不再提供助力。
在一个实施例中， 在返程状态下， 前腔 103 的排气口可以闭合， 而后腔 105 的压缩 空气入口 107 打开， 前腔 103 和后腔 105 重新具有大于大气压力的空气压力， 即回到释放位 置 ( 这就是前面所说的在经过返程状态之后， 气压助力器会回到释放位置 )。 为下一次的制 动操作做好准备。
通过上述的分析可见， 该气压助力器利用空气压力泵提供大于大气压的压缩空 气， 改变了传统真空助力器的工作原理， 不再需要真空源， 因此可以应用于诸如非汽油发动 机汽车 ( 新能源汽车 ) 的汽车制动系统， 在这些汽车制动系统中不具备真空源。
综合而言， 本发明的实施例提供的气压助力器具有下述的效果 ：
通过压缩空气代替传统真空来形成压力差并提供助力 ；
助力功能可以不再受大气压力高低的影响， 可以应用于高海拔行驶的车辆 ；
压缩空气压力可以根据不同的要求进行设定 ；
由于更高的压力差被提供， 尺寸可以减小 ；
由于更高的压力差被提供， 空气容积可相应减小， 助力器制动反应时间可以加 快；
可以适应所有的车型 ；
电子空压泵与电子真空泵相比控制逻辑更为简单 ；
生产装配工艺与传统的真空助力器类似。
尤其对于非汽油发动机的汽车及新能源汽车， 包括柴油车， 电动车， 燃料电池车， 混合动力车等等。由于没有真空源， 势必需要真空泵来进行工作， 相比传统真空助力器， 气 压助力器具有更好的适应性， 且相同规格的产品成本基本一致。
在高海拔区域行驶的车辆。 由于海拔越高， 大气压力越小， 而且在我国西部包括西 藏， 青海等地高速公路都位于海拔 5000 米以上， 传统的真空助力器即使配备高功率的真空 泵也无法在这些地方达到足够的真空助力功能。相比较， 气压助力器根本不受环境大气压 力的影响。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的， 熟悉本领域的 人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下， 对上述实施例做出种种修改或变化， 因而本 发明的保护范围并不被上述实施例所限， 而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最 大范围。