專利名稱：氣泵回能與摩擦結(jié)合的雙功能剎車裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣泵剎車回能制動(dòng)及摩擦制動(dòng)雙系統(tǒng)剎車裝置，屬于載運(yùn) 工具技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
將剎車能量轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s空氣能進(jìn)行存儲(chǔ)，可節(jié)約能源，大幅度減少車輛行
駛的油耗。目前剎車回能的方式主要釆用兩類 一是將剎車能量帶動(dòng)一個(gè)發(fā)電 機(jī)發(fā)電，并將電能存儲(chǔ)；二是釆用將剎車能量轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s空氣能進(jìn)行存儲(chǔ)。電 能存儲(chǔ)回能的方式能量利用率較低，電能轉(zhuǎn)換裝置成本也較高，難以推廣；壓 縮空氣的回能方式，通常是將回能裝置設(shè)置在汽車的傳動(dòng)總軸位置，這種回能 裝置較大且復(fù)雜，機(jī)構(gòu)過于沉重，并且這種壓縮空氣回能剎車不如剎車片容易 控制，因此在應(yīng)用中存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣泵回能與摩擦結(jié)合的雙功能剎車裝置，結(jié)構(gòu)小 巧方便，成本較低，易實(shí)施，啟動(dòng)可利用剎車時(shí)的儲(chǔ)能，剎車時(shí)摩擦制動(dòng)和氣 泵剎車回能制動(dòng)兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)起作用，制動(dòng)更安全。
解決本發(fā)明的技術(shù)問題所釆用的方案是制動(dòng)鼓與軸心盤固定成一體，制 動(dòng)蹄裝在制動(dòng)鼓空腔中，其特征是氣泵裝在與車軸垂直的滑動(dòng)軸上，氣泵的 轉(zhuǎn)軸延伸到制動(dòng)鼓內(nèi)，轉(zhuǎn)軸末端裝摩擦滾輪，滑動(dòng)軸末端裝有電磁鐵并設(shè)置有 抵壓著氣泵的復(fù)位彈簧，氣泵用輸氣管經(jīng)電磁閥和氣壓控制電磁閥連接到高壓 儲(chǔ)氣罐，電磁閥和氣壓控制電磁閥與電子控制裝置電控連接，電子控制裝置的 開關(guān)與制動(dòng)踏板和加油踏板聯(lián)動(dòng)，輪輞邊緣安裝轉(zhuǎn)速傳感器并通過信號(hào)線接到 電子控制裝置中的ABS控制板。
當(dāng)剎車時(shí)，剎車踏板就詞時(shí)接通了滑動(dòng)軸末端的制動(dòng)電磁鐵和剎車的電源 開關(guān)。①制動(dòng)電磁鐵通電產(chǎn)生磁力，氣泵的滑動(dòng)座受吸引向電磁鐵方向運(yùn)動(dòng)， 被磁力固定。于是氣泵轉(zhuǎn)軸上的摩擦滾輪緊壓在制動(dòng)鼓的內(nèi)表面，使氣泵工作， 同時(shí)車輛傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)蹄也緊壓在制動(dòng)鼓上；②同時(shí)，與氣泵連 接的電磁閥由于電子控制裝置的開關(guān)接通，閩芯移動(dòng)，使氣泵處于壓縮空氣的 工作狀態(tài)，控制著將吸入的空氣通過輸氣管流經(jīng)氣壓控制電磁閩后，進(jìn)入到高 壓儲(chǔ)氣罐內(nèi)。剎車力度越強(qiáng)，與之聯(lián)動(dòng)可變電阻的阻值越大，電子控制裝置使 流入氣壓控制電磁閥的線圈電流越大，磁力越強(qiáng)，錐形閥門芯關(guān)閉越緊，壓縮 空氣壓力增加，氣泵的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩加大，剎車力矩加大，這樣就實(shí)現(xiàn)了電控剎車力矩的目的，電控制動(dòng)對(duì)于剎車踏板全程都起作用。
機(jī)械制動(dòng)仍然釆用傳統(tǒng)車輛的結(jié)構(gòu)，踩下剎車踏板時(shí)，對(duì)于機(jī)械制動(dòng)而言 前半程是空行程，繼續(xù)向下釆剎車踏板，機(jī)械制動(dòng)開始起作用。制動(dòng)鼓內(nèi)的制 動(dòng)蹄張開，進(jìn)行摩擦制動(dòng)。在剎車的后半行程，摩擦制動(dòng)和氣泵制動(dòng)同時(shí)工作。
綜合上述，本發(fā)明的剎車系統(tǒng)具有了機(jī)械及電控雙重控制剎車力矩的功能。 充分保證了制動(dòng)的安全性。
本裝置氣泵移動(dòng)的滑動(dòng)軸是通過固定座固定在車軸軸承上的，氣泵又固定 在滑動(dòng)座上，滑動(dòng)座裝在滑動(dòng)軸上，復(fù)位彈簧一端抵壓著滑動(dòng)軸末端的電磁鐵 支座上，另一端抵壓著滑動(dòng)座，使氣泵在不工作時(shí)保持摩擦滾輪脫離制動(dòng)鼓。
所述的與氣泵輸氣管相連的電磁閥釆用二位一通的電磁閥， 一閥口接氣泵 的出口，另一閥口接氣泵的入口；制動(dòng)踏板和加油踏板都與一可變電阻聯(lián)動(dòng)，
電子控制裝置中采用三極管放大電路與繼電器連接成，ABS控制板的輸出端以
及所述可變電阻都接入三極管放大電路的輸入端，而輸出端的繼電器與氣壓控
制電磁閩連接；在制動(dòng)踏板和加油踏板處分別裝有開關(guān)，各開關(guān)分別對(duì)應(yīng)串聯(lián) 有繼電器，各繼電器的觸點(diǎn)又與三極管放大電路的電源串聯(lián)并同時(shí)與電磁閥的 對(duì)應(yīng)線圈連接。
所述的在制動(dòng)鼓的邊緣還裝有一制動(dòng)器護(hù)罩，將制動(dòng)蹄和氣泵的摩擦滾輪 包容在其中,從而對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)構(gòu)件起到較好的保護(hù)作用。
在所述的氣壓控制電磁閥中釆用了錐形閥芯及對(duì)應(yīng)的錐形閥孔，閥芯端面 抵壓著閥彈簧，通過本裝置的電子控制裝置，可調(diào)整流經(jīng)氣壓控制電磁閥的磁 力線圈電流的大小，達(dá)到調(diào)整錐形閥芯與錐形閥孔之間縫隙的大小，也就可以 起到調(diào)整進(jìn)入高壓儲(chǔ)氣罐或驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)氣壓的大小。
本發(fā)明的有益效果是釆用氣泵回能的方式來回收存儲(chǔ)剎車時(shí)的能量，結(jié)構(gòu) 小巧方便，適用于中型及重型車。剎車的能量通過氣泵轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏簹獾哪芰窟M(jìn)行 回收，避免了場(chǎng)下坡時(shí)，摩擦制動(dòng)過熱的—缺點(diǎn)。所回收的能量在汽車啟動(dòng)時(shí)重新 釋放，變?yōu)閯?dòng)能，可充分利用能源，降低油耗，且回能裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較 低。在急剎車時(shí)，摩擦制動(dòng)和氣泵剎車回能制動(dòng)兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)起作用，實(shí)現(xiàn)雙系 統(tǒng)制動(dòng)，制動(dòng)更安全。具有ABS功能。使制動(dòng)更具有充分的安全性。


圖l為本發(fā)明機(jī)械部分整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明機(jī)械部分局部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的氣動(dòng)和電控原理示意圖； 圖4為本發(fā)明的氣壓控制電磁閥示意圖。
圖1 4中各標(biāo)號(hào)依次表示輪胎l、輪輞齒圈2、轉(zhuǎn)速傳感器3、輻條4、制動(dòng)鼓5、摩擦滾輪6、軸心盤7、制動(dòng)器護(hù)罩8、輪輞9、電磁鐵IO、復(fù)位彈 簧ll、滑動(dòng)軸12、氣泵進(jìn)出氣口 13、氣泵14、滑動(dòng)座15、固定座16、車軸軸 承17、車軸18、制動(dòng)蹄19、電磁閥20、氣壓控制電磁閥21、高壓儲(chǔ)氣罐22、 輸氣管23、錐形閩芯24、摩擦制動(dòng)閥25、閩彈簧26、 ABS控制板27。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1-4和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參見圖1、 2,本裝置的機(jī)械制動(dòng)仍然采用傳統(tǒng)車輛的制動(dòng)結(jié)構(gòu)，即制動(dòng)鼓 5與軸心盤7固定成一體，制動(dòng)蹄19裝在制動(dòng)鼓5空腔中。本裝置的電控氣泵 回能制動(dòng)機(jī)構(gòu)是，氣泵14固定在滑動(dòng)座15上，滑動(dòng)座15又裝在滑動(dòng)軸12上， 滑動(dòng)軸12與車軸18垂直，四根對(duì)稱地固定在固定座16上，固定座16又固定 在車軸軸承17上，滑動(dòng)軸12的移動(dòng)末端通過支座安裝著電磁鐵10,在電磁鐵 的支座與滑動(dòng)座15之間抵壓著復(fù)位彈簧11。氣泵14的轉(zhuǎn)軸延伸到制動(dòng)鼓5內(nèi)， 轉(zhuǎn)軸末端所裝的摩擦滾輪6正對(duì)著制動(dòng)鼓5內(nèi)壁。當(dāng)電磁鐵10得電時(shí)，氣泵14 工作，電磁鐵10將滑動(dòng)座15吸起，使氣泵14轉(zhuǎn)軸的摩擦滾輪6緊貼在制動(dòng)鼓 5上，隨摩擦滾輪6轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行壓氣，或者由高壓氣體舉動(dòng)摩擦滾輪6而帶動(dòng)制 動(dòng)鼓5轉(zhuǎn)動(dòng)。氣泵14的氣泵進(jìn)出氣口 13通過輸氣管23依次連接電磁閬20和 氣壓控制電磁閥21,電磁閥20釆用二位一通的電磁閥， 一閥口接氣泵的出口， 另一閥口接氣泵14的入口，當(dāng)剎車時(shí)電磁閥20處在氣泵14向高壓儲(chǔ)氣罐22 輸送壓縮空氣的狀態(tài)；當(dāng)加速時(shí)電磁閥20處在高壓儲(chǔ)氣罐22向氣泵14輸送壓 縮空氣的狀態(tài)，氣泵14此時(shí)轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)馬達(dá)。
參見圖3，在電控方面，剎車時(shí)，剎車踏板向下運(yùn)動(dòng)，接通剎車電源開關(guān) Kl， 二位一通的電磁閥20的繼電器Jl接通，閥芯移動(dòng)，使流向高壓儲(chǔ)氣罐22 工位的閥孔打開。氣泵14處于壓縮空氣的工作狀態(tài)，將空氣由電磁閥20的吸 氣孔吸入空氣進(jìn)行壓縮，壓縮的高壓空氣由輸氣管23經(jīng)過氣壓控制電磁閥21 進(jìn)入到高壓儲(chǔ)氣罐22內(nèi)(高壓儲(chǔ)氣罐22裝有安全閥)。剎車力度越強(qiáng)，與剎車 踏板相連的滑動(dòng)可變電阻R阻值越大，三極管放大電路中的VT2的電流越大， 氣壓控制電磁閥21的線圈電流越大，磁力越強(qiáng)，錐形閥芯24 (見圖4)關(guān)閉越 緊，壓縮空氣壓力增加，氣泵14的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩加大，剎車力矩也隨之加大，這樣 就實(shí)現(xiàn)了電控剎車力矩的目的。另外，剎車踏板剛向下運(yùn)動(dòng)的初始階段，電控 的氣泵剎車力矩首先做功；剎車踏板繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)械式摩擦剎車裝 置才開始工作，提供了機(jī)械摩擦和電控氣泵阻力的雙重控制剎車力矩，從而使 車輛的制動(dòng)更加安全。
松開剎車后，電控裝置處于斷電狀態(tài)，起進(jìn)出氣控制作用的電磁閥20在回 到中間位置，氣泵進(jìn)出氣口 13關(guān)閉，高壓空氣存儲(chǔ)于高壓儲(chǔ)氣罐22內(nèi)，不會(huì)泄漏。
當(dāng)汽車離合器連接好之后，汽車啟動(dòng)時(shí)，踩下油門，油門踏板與電子控制
裝置中的開關(guān)K2在機(jī)械上是聯(lián)動(dòng)的，這時(shí)高壓儲(chǔ)氣罐22向氣泵14供氣，氣泵 14此時(shí)轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)馬達(dá)，摩擦滾輪6帶動(dòng)制動(dòng)鼓5轉(zhuǎn)動(dòng)。油門電源開關(guān)K2接 通，電磁閥20的控制繼電器J2接通，閩芯與上述移動(dòng)方向相反，氣管發(fā)生切 換。氣泵14處于氣動(dòng)馬達(dá)的工作狀態(tài)，高壓儲(chǔ)氣罐22內(nèi)的壓縮空氣由高壓空 氣通過氣壓控制電磁閥21經(jīng)氣泵輸氣管23進(jìn)入氣泵14 (氣動(dòng)馬達(dá))內(nèi)，油門 力度越強(qiáng)，與之相連的滑動(dòng)電阻R阻值越小，VT2的電流越小，氣壓控制電磁 閥21的線圈中電流越小，磁力越弱，錐形閥芯24受閥彈簧26推開的作用(見 圖4),開度越大，輸出壓縮空氣壓力增加，氣泵14的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩加大，啟動(dòng)力矩 加大，這樣就實(shí)現(xiàn)了機(jī)械及電控雙重控制起動(dòng)力矩的功能。
ABS功能見圖3,當(dāng)車輛緊急制動(dòng)時(shí),①車輪的轉(zhuǎn)速在制動(dòng)系統(tǒng)的作用 下迅速降低，當(dāng)輪輞輪輞齒圈2旁安裝的轉(zhuǎn)速傳感器3感知到車輪即將停止轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，由轉(zhuǎn)速傳感器3發(fā)出信號(hào)iV到ABS控制板27, ABS控制板27給出一個(gè) 指令傳送到剎車的電子控制裝置中放大電路的輸入端，通過調(diào)節(jié)控制氣壓控制 電磁閥21的線圈電流來減小制動(dòng)力，當(dāng)車輪恢復(fù)到車輪又即將停轉(zhuǎn)時(shí)制動(dòng)力再 減小，如此反復(fù)，確保車輪不被抱死；②ABS控制板27給出的指令同時(shí)傳送到 原有汽車的摩擦制動(dòng)閥25，通過調(diào)節(jié)控制摩擦制動(dòng)力，確保車輪不被抱死，這 樣就從兩方面實(shí)行了 ABS功能。即當(dāng)車輪恢復(fù)到車輪又即將停轉(zhuǎn)時(shí)制動(dòng)力再減 小，如此反復(fù)，確保車輪不被抱死，這種動(dòng)作是十分迅速的，每秒鐘大約發(fā)生 幾十次。這樣既能保持足夠的制動(dòng)力，又能防止車輪抱死后車輛失去控制。特 別是在濕滑路面上，車輪抱死會(huì)發(fā)生側(cè)滑、打轉(zhuǎn)，十分危險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1、一種氣泵回能與摩擦結(jié)合的雙功能剎車裝置，制動(dòng)鼓與軸心盤固定成一體，制動(dòng)蹄裝在制動(dòng)鼓空腔中，其特征是氣泵裝在與車軸垂直的滑動(dòng)軸上，氣泵的轉(zhuǎn)軸延伸到制動(dòng)鼓內(nèi)，轉(zhuǎn)軸末端裝摩擦滾輪，滑動(dòng)軸末端裝有電磁鐵并設(shè)置有抵壓著氣泵的復(fù)位彈簧，氣泵用輸氣管經(jīng)電磁閥和氣壓控制電磁閥連接到高壓儲(chǔ)氣罐，電磁閥和氣壓控制電磁閥與電子控制裝置電控連接，電子控制裝置的開關(guān)與制動(dòng)踏板和加油踏板聯(lián)動(dòng)，輪輞邊緣安裝轉(zhuǎn)速傳感器并通過信號(hào)線接到電子控制裝置中的ABS控制板。
2、 按權(quán)利要求1所述的氣泵回能與摩擦結(jié)合的雙功能剎車裝置,其特征是: 氣泵移動(dòng)的滑動(dòng)軸通過固定座固定在車軸軸承上，氣泵固定在滑動(dòng)座上，滑動(dòng) 座裝在滑動(dòng)軸上，復(fù)位彈簧一端抵壓著滑動(dòng)軸末端的電磁鐵支座上，另一端抵 壓著滑動(dòng)座。
3、 按權(quán)利要求1所述的氣泵回能與摩擦結(jié)合的雙功能剎車裝置,其特征是 與氣泵輸氣管相連的電磁閥釆用二位一通的電磁閥， 一閥口接氣泵的出口，另 一閥口接氣泵的入口；制動(dòng)踏板和加油踏板都與一可變電阻聯(lián)動(dòng)，電子控制裝 置中釆用三極管放大電路與繼電器連接成，ABS控制板的輸出端以及所述可變 電阻都接入三極管放大電路的輸入端，而輸出端的繼電器與氣壓控制電磁閥連 接；在制動(dòng)踏板和加油踏板處分別裝有開關(guān)，各開關(guān)分別對(duì)應(yīng)串聯(lián)有繼電器， 各繼電器的觸點(diǎn)又與三極管放大電路的電源串聯(lián)并同時(shí)與電磁閩的對(duì)應(yīng)線圈連 接。
4、 按權(quán)利要求2所述的氣泵回能與摩擦結(jié)合的雙功能剎車裝置,其特征是 在制動(dòng)鼓的邊緣還裝有一制動(dòng)器護(hù)罩,將制動(dòng)蹄和氣泵的摩擦滾輪包容在其中。
5、 按權(quán)利要求3所述的氣泵回能與摩擦結(jié)合的雙功能剎車裝置，其特征是-. 在所述的氣壓控制電磁閥中采用了錐形閥芯及對(duì)應(yīng)的錐形閥孔，閥芯端面抵壓 著閩彈簧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種剎車裝置，特別是氣泵儲(chǔ)能制動(dòng)及摩擦制動(dòng)雙功能剎車裝置，屬于載運(yùn)工具技術(shù)領(lǐng)域。本裝置在制動(dòng)鼓剎車裝置基礎(chǔ)上，將氣泵裝在與車軸垂直的滑動(dòng)軸上，氣泵的轉(zhuǎn)軸延伸到制動(dòng)鼓內(nèi)，轉(zhuǎn)軸末端裝摩擦滾輪，滑動(dòng)軸末端裝有電磁鐵并設(shè)置有抵壓著氣泵的復(fù)位彈簧，氣泵用輸氣管經(jīng)電磁閥和氣壓控制電磁閥連接到高壓儲(chǔ)氣罐，電磁閥和氣壓控制電磁閥與電子控制裝置電控連接，電子控制裝置的開關(guān)與制動(dòng)踏板和加油踏板聯(lián)動(dòng)，輪輞邊緣安裝轉(zhuǎn)速傳感器并通過信號(hào)線接到電子控制裝置中的ABS控制板。本裝置結(jié)構(gòu)小巧方便，成本較低，易實(shí)施，啟動(dòng)可利用剎車時(shí)的儲(chǔ)能，剎車時(shí)摩擦制動(dòng)和氣泵剎車回能制動(dòng)兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)起作用，制動(dòng)更安全。
文檔編號(hào)B60T8/17GK101574929SQ20091009449
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者陳蜀喬 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)