CN107830081A - 液压助力缸 - Google Patents

Abstract

本发明提供了液压助力缸，属于机械技术领域。它解决了现有的操纵装置在使用时容易使外接设备长时间处于高负荷状态的问题。本液压助力缸，包括具有进液口和出液口的缸体、设置于缸体内的活塞以及呈杆状的推动件，进液口和出液口能通过开设于活塞上的过液通道相连通，活塞上还具有呈柱状的过液腔，过液通道包括开设于过液腔侧壁上能将过液腔与所述进液口相连通的进液通道，推动件内端具有伸入过液腔内的过液部，过液部能在所述过液腔中沿轴向平移，当过液部处于不同位置时过液部的侧部能不同程度地部分阻挡进液通道或者不阻挡进液通道。本液压助力缸具有使用安全性高的优点。

Description

液压助力缸

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种液压助力缸，尤其涉及一种液压离合与制动助力主缸。

背景技术

离合制动系统是车辆行驶的重要组成部分，可采用机械式的操纵结构进行操作与控制。但是，随着车辆功率的不断提高，对离合器的扭矩传递能力的要求也不断提高，如果通过加大弹簧压紧力等方法来提高离合器扭矩储备系数，会大大增加踩下踏板的沉重感，增加了驾驶员的劳动强度，降低了操纵舒适性。为此，通过液压助力装置来对车辆的离合与制动系统进行操作辅助的方法得到了广泛应用。

例如，人们设计了一种带液压助力的拖拉机离合器操纵装置的操作方法并申请了中国专利(其申请号为：201510110056.7；其公布号为：CN104728309A)，该操纵装置包括助力油缸、设置于助力油缸内的活塞、阀杆、堵块、复位弹簧以及安全阀，助力油缸内被活塞和堵块分隔出下腔、上腔和回油空腔并分别与助力油缸的进油口、出油口和回油口相连通，阀杆贯穿活塞和堵块，阀杆内开设有油道，油道一端与下腔相连通，侧部与上腔相连通，另一端通过安全阀与回油空腔相连通，助力油缸上还设置有用于与踏板相连接的节流阀，该节流阀的内端具有圆锥头，该圆锥头与油道上位于下腔内的端口正对且能封堵该端口。在使用时，由操作人员踩下踏板，推动节流阀封堵油道端口，则下腔内的压力随着从进油口进入的油液的增多不断增大，推动活塞以及伸出助力油缸并与踏板对应连接的活塞杆上移，即通过下腔的油压升高推动活塞以及活塞杆的移动以减少对踏板作用力的需求，减少操作人员的劳动强度。

但是，上述操纵装置在使用时，是由外接的油泵通过进油口向助力油缸内提供油液的，如操作人员用力踩下踏板使得节流阀将油道端口封堵时，下腔内的油压会不断升高，则外接的油泵等设备所承受的负荷也不断增高，外接设备长时间处于高负荷的状态极易造成设备故障或损坏。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种液压助力缸，所要解决的技术问题是如何在助力缸能起到正常辅助作用的基础上降低外接设备的负荷。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

液压助力缸，包括具有进液口和回液口的缸体、设置于缸体内的活塞以及呈杆状的推动件，所述进液口和回液口能通过开设于所述活塞上的过液通道相连通，其特征在于，所述活塞上还具有呈柱状的过液腔，所述过液通道包括开设于过液腔侧壁上能将上述过液腔与所述进液口相连通的进液通道，所述推动件内端具有伸入上述过液腔内的过液部，所述过液部能在所述过液腔中沿轴向平移，当所述过液部处于不同位置时过液部的侧部能不同程度地部分阻挡上述进液通道或者不阻挡上述进液通道。

本液压助力缸使用时，将推动件上伸出缸体的外端与踏板直接或间接连接，操作人员踩下踏板时，对推动件施加向内的作用力，使得推动件带动过液部向过液部内移动并靠近活塞，直至抵靠在过液部底部的活塞上，此时过液部并不完全封堵进液通道，而是部分阻挡进液通道，使被部分阻挡后的进液通道处的可流通截面面积小于进液口处的可流通截面面积，即是指被部分阻挡后的进液通道内可供液态介质流过的各处截面面积中最小的横截面积小于进液口内可供液态介质流过的各处截面面积中最小的横截面积，使得流经过液通道的流通量减小，则活塞靠近进液口一侧的进液速度大于出液速度，压力不断升高，与活塞靠近回液口一侧形成压差，即可推动活塞，从而利用活塞的移动来提供踩下踏板的辅助力，减少操作人员的劳动强度。同时，本液压助力缸的过液部即便是在与活塞相抵靠时仍旧只是部分阻挡进液通道，即在推动件带动过液部沿过液部轴向平移的过程中，过液通道将始终处于连通的状态，则外接设备供给缸体的液态介质始终会通过过液通道流向回液口，避免了活塞靠近进液口一侧的压力不断地持续升高而使外接设备负荷过大的情况，保证本液压助力缸使用时，外接设备以及使用本液压助力缸的车辆的安全性。而将进液通道开设于过液腔的侧部能方便改变液态介质的流动方向，方便过液部通过侧部来对进液通道进行阻挡，减少阻挡时受到的阻力，保证部分阻挡的有效性，进而保证活塞两侧能稳定地产生压差以推动活塞动作来辅助操作人员踩踏踏板，同时，避免了因操作不当导致过液导通完全被堵死而造成外接设备负荷过大的情况。

在上述的液压助力缸中，所述过液部的侧部具有凸出呈环形的凸肩，所述凸肩能随所述过液部向所述进液通道靠近并部分阻挡上述进液通道。通过凸出的凸肩来阻挡进液通道，能更好地靠近进液通道的端口，使得凸肩对进液通道的部分阻挡的效果更好，进而保证活塞两侧能稳定地产生压差以推动活塞动作来辅助操作人员踩踏踏板，同时，避免了因操作不当导致过液导通完全被堵死而造成外接设备负荷过大的情况。

在上述的液压助力缸中，所述凸肩上朝向上述进液通道端口的一侧具有倾斜设置的导向面。在用于部分阻挡进液通道的凸肩上设置导向面，可方便进液通道端口处的液态介质流出，减少凸肩对进液通道进行部分阻挡时的阻力，保证阻挡动作的顺畅和稳定进行，更好地为操作人员提供辅助力，减少操作人员的操作强度。

在上述的液压助力缸中，所述过液部的外侧还具有凸出呈环形的挡肩，所述凸肩与挡肩之间形成环形的密封槽，所述密封槽内设置有环形密封件。通过凸肩和挡肩来对密封件两侧进行限位，保证密封件的位置不会因长时间使用而发生位移或形变，保证部分阻挡过液通道的效果，进而保证活塞两侧能稳定地产生压差以推动活塞动作来辅助操作人员踩踏踏板，同时，避免了因操作不当导致过液导通完全被堵死而造成外接设备负荷过大的情况。

在上述的液压助力缸中，所述进液通道至少包括均贯穿开设在所述活塞侧部的进液孔一和进液孔二，所述进液孔一的出口相对于进液孔二的出口更靠近所述凸肩。进液孔一和进液孔二的前后位置设置，使得当过液部抵靠在活塞上时过液部侧部的密封件能封堵进液孔一且不封堵进液孔二或配合凸肩部分阻挡进液孔二，这样通过进液孔一和进液孔二的前后位置错开设置的方式配合过液部的环形凸肩以及密封件来形成部分阻挡进液通道的方案，结构更简单，且部分阻挡的密封效果更稳定，不会因长期使用造成过液通道被完全封堵的情况，保证了降低外接设备负荷的性能。

在上述的液压助力缸中，所述过液通道还包括能将过液腔与回液口相连通的回液通道，所述回液通道的进口开设于所述过液腔的底部。回液通道的开设较为方便，且能使液态介质的流动更顺畅。

在上述的液压助力缸中，所述进液通道的最小横截面积小于上述回液通道的最小横截面积。进液通道的横截面积小于回液通道，则通过过液部阻挡较小横截面的进液通道能更有效地减少流经的液态介质流通量。

在上述的液压助力缸中，所述过液部呈桶状，该过液部的开口朝向所述过液腔的出口，且过液部的开口能覆盖所述过液腔的出口，所述进液通道还包括贯穿开设于所述过液部侧部的通液孔，所述过液部内还设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与活塞以及过液部相抵靠。过液部的开口能完全覆盖过液腔的出口，能保证过液部稳定地抵靠在实体的活塞上，不出现偏移，而通过侧部的通液孔配合过液部的内腔的实现液态介质的通过，避免了过液部端口处受到冲击的情况，进一步保证了过液部抵靠在活塞上的稳定性，进而保证过液部对进液通道进行部分阻挡时的稳定性，达到为外接设备稳定泄压的效果，避免外接设备持续处于高负荷状态的情况，弹簧设置于筒状的过液部内可通过过液部的内壁来对弹簧提供支撑，保证复位的稳定性。

在上述的液压助力缸中，所述过液部与推动件为一体式结构，所述活塞上靠近所述过液腔的端口处固定有限位件，所述过液部能在所述过液腔内沿着推动件的轴线方向来回移动且所述活塞能通过所述限位件带动过液部移动。活塞因两侧的压力不同而向内移动后能通过限位件带动过液部以及推动件同步向内移动，以便于辅助推动件向内移动，减少操作人员的劳动强度。

在上述的液压助力缸中，所述进液孔一出口的孔口横截面积为所述进液孔一上最小处，所述进液孔二出口的孔口横截面积为所述进液孔二上最小处。出口孔口的横截面积小，使得过液部对进液通道的流通量的阻挡效果更好。

在上述的液压助力缸中，所述进液通道包括贯穿开设于活塞上的侧孔，所述过液部的侧部能在平移后部分阻挡该侧孔。根据需要，可将进液通道仅设置为单一的侧孔，当过液部抵靠在活塞上时，仅能部分阻挡侧孔而不完全阻挡。

与现有技术相比，本液压助力缸在使用时，始终不完全阻断液态介质从进液腔向回液腔流动的过液通道，使过液通道处于常开的状态，使得进液腔内的液态介质能始终通过过液通道流入到回液腔中并从回液口流出，降低了进液腔内的压力，进而降低了外接供液设备的负荷，保证了外接设备和车辆的使用安全性。同时，因液态介质始终通过过液通道实现循环，即便使用本液压助力缸的车辆熄火，缸体内仍残留部分油液，可为推动件的踩下提供一定的助力，保证熄火后离合踏板仍旧可踩下，为车辆使用提供了便利，对农用设备在劳动过程中提供了很大的帮助。

附图说明

图1是本液压助力缸中过液通道完全开启时的剖视结构示意图。

图2是本液压助力缸中过液通道完全开启时过液部处的放大图。

图3是本液压助力缸中过液通道被部分阻挡时的剖视结构示意图。

图4本液压助力缸中过液通道被部分阻挡时过液部处的放大图。

图5是本液压助力缸中进液通道处的剖视结构示意图。

图中，1、缸体；11、进液口；12、回液口；13、进液腔；14、回液腔；2、活塞；21、过液通道；21a、回液通道；21b、进液通道；21c、进液孔一；21d、进液孔二；22、过液腔；3、推动件；4、过液部；41、密封件；42、通液孔；43、凸肩；43a、导向面；44、挡肩；5、弹簧；6、限位件。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图3所示，液压助力缸包括具有进液口11和回液口12的缸体1、设置于缸体1内的活塞2以及呈杆状的推动件3，活塞2将缸体1内分隔出与进液口11相连通的进液腔13以及与回液口12相连通的回液腔14，进液腔13和回液腔14之间通过开设于活塞2上的过液通道21相连通。

其中，活塞2朝向推动件3的一端凹入并形成一呈圆柱状的过液腔22，过液通道21包括开设于过液腔22侧部的能将进液腔13和过液腔22相连通的进液通道21b以及能将过液腔22与回液腔14相连通的回液通道21a，推动件3的内端具有过液部4且过液部4位于过液腔22内。过液部4在推动件3的作用下能在所述过液腔22中沿轴向平移，当过液部4处于不同位置时过液部4的侧部能不同面积地部分阻挡进液通道21b或者不阻挡上述进液通道21b。即过液部4抵靠在活塞2上时，过液部4的侧部能部分阻挡进液通道21b，并使被阻挡后的整个过液通道21处的可流通截面面积小于上述进液口11处的可流通截面面积。在本实施例中，过液部4阻挡处为过液通道21横截面积最小处，即进液通道21b的最小横截面积小于回液通道21a的最小横截面积。

如图2和图4所示，过液腔22为呈柱状的凹腔且开口朝向推动件3方向，回液通道21a的进口开设于过液腔22的底部，过液部4呈桶状且开口朝向回液通道21a的进口设置且过液部4的开口能完全覆盖回液通道21a的进口。过液部4具有开口一端的外侧与过液腔22内壁之间形成供液态介质流过的间隙。进液通道21b包括均贯穿开设在活塞2侧部的进液孔一21c和进液孔二21d以及贯穿开设于过液部4侧部的通液孔42。如图5所示，进液孔一21c和进液孔二21d的数量均为数个，且绕过液腔22的轴线呈环形分布。根据需要，进液孔一21c出口的孔口横截面积可为进液孔一21c上最小处，进液孔二21d出口的孔口横截面积可为进液孔二21d上最小处。

过液部4的外侧具有凸出呈圆环形的凸肩43以及凸出呈圆环形的挡肩44，凸肩43和挡肩44之间形成圆环形的密封槽，密封槽内设置有呈圆环形密封件41，该密封件41的两侧能分别与过液部4以及过液腔22的侧壁相抵靠并实现密封，通液孔42的位置位于凸肩43与过液部4开口之间，进液孔一21c和进液孔二21d的位置位于密封件41和回液通道21a的进口之间，当过液部4受到推动件3的推力作用向内移动时，密封件41逐渐向进液孔一21c和进液孔二21d靠近。在本实施例中，进液孔一21c的出口相对于进液孔二21d的出口更靠近凸肩43；靠近进液孔一21c的凸肩43上靠近进液孔一21c的一端具有方便液态介质向远离密封件41的方向输送的导向面43a。过液部4内还设置有弹簧5，该弹簧5的两端分别抵靠在过液腔22底部以及过液部4的底部，过液部4能在弹簧5的弹力作用下将推动件3向推动件3的外端方向推出。

过液部4与推动件3为一体式结构，活塞2上靠近过液腔22的端口处固定有限位件6，过液部4能在过液腔22内沿着推动件3的轴线方向来回移动且活塞2能通过限位件6带动过液部4以及推动件3同步移动。在本实施例中，限位件6为卡簧，当然，根据需要也可选用凸沿等结构；推动件3还包括均呈圆杆状的推杆、滑块以及顶杆，三者依次同轴线设置且连为一体，推杆的外端伸出缸体1用于与踏板对应连接，顶杆的内端与过液部4相连。

本液压助力缸未使用时，在弹簧的弹力作用下，过液部4和推动件3向外移动，进液腔13与回液腔14之间通过未被阻挡的过液通道21相连通，从进液口11进入缸体1内的液态介质可沿着过液通道21从进液腔13进入到回液腔14，两者之间压力平衡且能形成常开的液态介质输送回路，则即便车辆熄火，因缸体1内仍残留有油液，可为活塞2以及推动件3的移动提供一定的辅助力，减少操作人员的劳动强度。

本液压助力缸使用时，由操作人员踩下踏板，对推动件3施加向内移动的作用力，进而带动过液部4向过液腔22的底部方向逐渐移动。当过液部4与过液腔22的底部，即活塞2相抵靠时，过液部4侧部的密封件41能完全封堵过液腔22侧部的进液孔一21c且配合相邻设置的凸肩43部分阻挡进液孔二21d，使得进液孔二21d可出液的横截面积小于进液口11的最小横截面积。此时，由外接设备送入进液腔13内的液态介质多于从进液腔13输送至回液腔14内的液态介质，进液腔13内的压力逐渐升高，与回液腔14之间形成压力差，活塞2在压力差的作用下被推动向回液腔14方向移动。当活塞2的移动距离大于过液部4相对于活塞2的移动距离时，限位件6与过液部4相抵靠并带动过液部4以及推动件3随活塞2一起移动，减少了操作人员踩下踏板的所需的作用力，起到了辅助作用。

这里，本液压助力缸的过液部4即便是在与活塞2相抵靠时仍旧只是部分阻挡过液通道21，使得过液通道21始终处于连通的状态，则外接设备供给进液腔13的液态介质始终会通过过液通道21流向回液腔14并从回液口12流出，避免了进液腔13内的压力不断地持续升高而使外接设备负荷过大的情况，保证本液压助力缸使用时，外接设备以及使用本液压助力缸的车辆的安全性。

另外，活塞2还将缸体1内分隔出出液腔，缸体1上还开设有与出液腔相连通的出液口，出液腔与回液腔14之间通过出液通道连通，该出液通道中还设置有中心阀组件，该中心阀组件能在回液腔14中压力较大时开启出液通道，并使液态介质经出液腔并从出液口中流出。缸体1内的回液腔14中还设置有能使活塞2复位的复位弹簧。

除以上技术方案以外，进液通道21b还可仅包括贯穿开设于活塞2上的侧孔，过液部4的侧部能在平移后部分阻挡该侧孔。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.液压助力缸，包括具有进液口(11)和回液口(12)的缸体(1)、设置于缸体(1)内的活塞(2)以及呈杆状的推动件(3)，所述进液口(11)和回液口(12)能通过开设于所述活塞(2)上的过液通道(21)相连通，其特征在于，所述活塞(2)上还具有呈柱状的过液腔(22)，所述过液通道(21)包括开设于过液腔(22)侧壁上能将上述过液腔(22)与所述进液口(11)相连通的进液通道(21b)，所述推动件(3)内端具有伸入上述过液腔(22)内的过液部(4)，所述过液部(4)能在所述过液腔(22)中沿轴向平移，当所述过液部(4)在处于不同位置时过液部(4)的侧部能不同程度地部分阻挡上述进液通道(21b)或者不阻挡上述进液通道(21b)。

2.根据权利要求1所述的液压助力缸，其特征在于，所述过液部(4)的侧部具有凸出呈环形的凸肩(43)，所述凸肩(43)能随所述过液部(4)向所述进液通道(21b)靠近并部分阻挡上述进液通道(21b)。

3.根据权利要求2所述的液压助力缸，其特征在于，所述凸肩(43)上朝向上述进液通道(21b)端口的一侧具有倾斜设置的导向面(43a)。

4.根据权利要求2或3所述的液压助力缸，其特征在于，所述过液部(4)的外侧还具有凸出呈环形的挡肩(44)，所述凸肩(43)与挡肩(44)之间形成环形的密封槽，所述密封槽内设置有环形密封件(41)。

5.根据权利要求2或3所述的液压助力缸，其特征在于，所述进液通道(21b)至少包括均贯穿开设在所述活塞(2)侧部的进液孔一(21c)和进液孔二(21d)，所述进液孔一(21c)的出口相对于进液孔二(21d)的出口更靠近所述凸肩(43)。

6.根据权利要求1或2或3所述的液压助力缸，其特征在于，所述过液通道(21)还包括能将过液腔(22)与回液口(12)相连通的回液通道(21a)，所述回液通道(21a)的进口开设于所述过液腔(22)的底部。

7.根据权利要求6所述的液压助力缸，其特征在于，所述进液通道(21b)的最小横截面积小于上述回液通道(21a)的最小横截面积。

8.根据权利要求7所述的液压助力缸，其特征在于，所述过液部(4)呈桶状，该过液部(4)的开口朝向所述过液腔(22)的出口，且过液部(4)的开口能覆盖所述过液腔(22)的出口，所述进液通道(21b)还包括贯穿开设于所述过液部(4)侧部的通液孔(42)，所述过液部(4)内还设置有弹簧(5)，所述弹簧(5)的两端分别与活塞(2)以及过液部(4)相抵靠。

9.根据权利要求1或2或3所述的液压助力缸，其特征在于，所述过液部(4)与推动件(3)为一体式结构，所述活塞(2)上靠近所述过液腔(22)的端口处固定有限位件(6)，所述过液部(4)能在所述过液腔(22)内沿着推动件(3)的轴线方向来回移动且所述活塞(2)能通过所述限位件(6)带动过液部(4)移动。

10.根据权利要求1或2或3所述的液压助力缸，其特征在于，所述进液通道(21b)包括贯穿开设于活塞上的侧孔，所述过液部(4)的侧部能在平移后部分阻挡该侧孔。