CN100526127C - 互逆式汽车中央制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够使行驶的汽车减速甚至停车的中央制动器，按其结构特点称之为互逆式汽车中央制动器。通过设置一组与汽车各车桥车轮相关联且旋转方向相反的旋转元件，连同相应的固定元件置于与变速器或车桥或车架固连的箱壳内，再配以受制动传动机构控制的压盘、止推轴承或传力杠杆、制动油缸或制动气室等，即组成了本发明的互逆式汽车中央制动器。制动时旋转方向相反的旋转元件及固定元件之间彼此压紧，相互摩擦，从而达到使与旋转元件相关联的车桥车轮减速直至车辆停车的目的。与传统汽车制动器相比本发明具有结构简单、零件数目少、所有车轮同时进行关联制动、既可用作行车制动器又可兼作停车制动器的特点。

Description

互逆式汽车中央制动器
技术领域
本发明涉及一种能够使行驶的汽车减速甚至停车的中央制动器，按其结构特点称之为互逆式汽车中央制动器。
背景技术
众所周知，为了保证汽车使用过程中的安全性和可靠性，汽车上必须装备制动系统，以便驾驶员根据汽车行驶过程中的道路交通情况方便地控制汽车的行驶速度，实现汽车的强制减速甚至停车。这一功能是靠汽车上的制动系实现的。汽车制动系包括两大部分，其一是直接产生制动力矩的部分，称为制动器；其二是传递来自驾驶员或其它力源的作用力至制动器的传动机构，称为制动传动机构。
制动器是汽车制动系的主要组成部分，其基本原理是利用其中的固定元件与旋转元件的相互摩擦，借助摩擦力使旋转元件的角速度降低，从而达到降低汽车行驶速度直至停车的目的。制动器按其安装部位的不同可分为车轮制动器和中央制动器两大类，车轮制动器的旋转元件安装在车轮上，其制动力矩直接作用于车轮；中央制动器的旋转元件安装在汽车传动系的传动轴上，其制动力矩通过传动轴和驱动桥再传到车轮上。
目前，车轮制动器和中央制动器又各自分为鼓式和盘式两大类。车轮制动器要安装在每个车轮上，也就是说有几个车轮就要安装几个车轮制动器，且车轮制动器一般用作行车制动器，即只有当驾驶员踩下制动踏板时才起作用，放开制动踏板时，制动作用即消失。中央制动器安装在传动系的传动轴上，对于双轴非越野汽车，以及对于双轴越野汽车仅有一桥驱动时的行驶工况，中央制动器起作用时仅驱动桥上的车轮有制动作用；对于双轴越野汽车前后桥同时驱动的行驶工况，中央制动器起作用时两驱动桥上的车轮都有制动作用。另外，与车轮制动器不同，目前的中央制动器都用作停车制动器，且都是手操纵的。
由此可见，就目前普通双轴汽车的行车制动器而言，若不考虑制动传动机构的机械、液压或气压联动作用，制动过程中不但前后车轴或车桥上车轮之间的制动行为互不关联，即使同一车轴或车桥上的车轮之间的制动行为也互不关联，这为汽车制动系统的布置、汽车制动过程的控制以及汽车制动稳定性控制带来了很大的不便。具体来讲，目前车轮制动器和中央制动器各自的缺点和不足可总结如下：
车轮制动器的小足：
①所有车轮都要安装一个车轮制动器，制动传动机构复杂，零件数目多；
②不同车轮制动器的制动作用互不关联；
③不便于进行制动过程及制动稳定性控制；
④不便于同时作为停车制动器，一般多用作行车制动器。
中央制动器的不足：
①仅对与传动轴相联的驱动桥上的车轮起制动作用；
②仅用作停车制动器，不能用作行车制动器。
发明内容
针对上述车轮制动器和中央制动器的不足，本发明提供一种结构简单、零件数目少、所有车轮同时进行关联制动、既可用作行车制动器又可兼作停车制动器的新型汽车中央制动器，按其结构特点称之为互逆式汽车中央制动器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设置一组与汽车各车桥车轮相关联且旋转方向相反的旋转元件，连同相应的固定元件置于与变速器或车桥或车架固连的箱壳内，再配以受制动传动机构控制的压盘、止推轴承或传力杠杆、制动油缸或制动气室等，即组成了本发明的互逆式汽车中央制动器。制动时旋转方向相反的旋转元件及固定元件之间彼此压紧，相互摩擦，从而达到使与旋转元件相关联的车桥车轮减速直至车辆停车的目的。
旋转元件与车桥车轮之间的关联是通过原车传动轴或附加制动用传动轴实现的，制动用传动轴可以从变速器、分动器、驱动桥或非驱动桥中引出，具体从哪一总成中引出要视互逆式汽车中央制动器的安装位置和结构要求而定。
为了通过制动用传动轴实现旋转元件与车桥车轮之间的关联，对于非全桥驱动的车辆，其原来的非驱动桥要采用类似驱动桥或转向驱动桥的结构；对于全桥驱动的车辆，利用原车的驱动桥及相应的传动轴可以自然实现旋转元件与车桥车轮之间的关联，这样可以保证车辆运动时所有车轮都能通过传动轴或制动用传动轴与旋转元件关联，也就是说只要车轮滚动旋转元件就在始终转动。与不同车桥车轮相关联的旋转元件在汽车前进或后倒过程中旋转方向始终相反，这可以通过驱动桥或转向驱动桥的具体结构来保证。
根据制动力矩、制动器离地间隙及安装空间等条件的限制，旋转元件可以采用摩擦圆盘或摩擦锥筒等多种结构形式，且通过花键与传动轴或制动用传动轴一端相联并能沿轴向微量滑动，以便于制动时彼此压紧，相互摩擦。
上述作为旋转元件的摩擦圆盘或摩擦锥筒置于与变速器或车桥或车架固连的箱壳内，再配以作为固定元件的圆形压盘或锥筒形压盘，连同止推轴承或传力杠杆、制动油缸或制动气室等，即组成了本发明的互逆式汽车中央制动器，它可以布置在汽车变速器或分动器的前部或后部，也可以布置在汽车前桥的后部，或布置在汽车后桥的前部。
对于双轴汽车，要使用两个旋转方向相反的旋转元件；而对于三轴汽车，可以在制动器内设置三个旋转方向依次相反的旋转元件，也可以对其中的两轴车轮使用上述互逆式汽车中央制动器，而第三轴上的车轮仍然采用传统的车轮制动器进行制动。
本发明的互逆式汽车中央制动器，配以经过特殊设计的制动油缸、制动气室或传力杠杆，可以由传统的液压、气压或机械制动传动机构控制，显然，它既可以用作行车制动器也可以用作停车制动器。
当汽车行驶过程中驾驶员制动时，由制动传动机构控制的传力介质进入制动油缸或制动气室，通过止推轴承或传力杠杆带动圆形压盘或锥筒形压盘移动，将旋转方向相反的摩擦圆盘或摩擦锥筒压紧，制动力矩大小与压紧程度有关，压紧程度又取决于驾驶员操纵制动踏板的力的大小，从而实现了行车制动器的功能。若汽车停驶状态下圆形压盘或锥筒形压盘的移动是由停车制动传动机构来控制的，则可以实现停车制动器的功能。由于汽车行驶制动时旋转方向相反的旋转元件彼此压紧，相互反驱，形成内耗，这是该中央制动器称之为互逆式汽车中央制动器的原因。
本发明的有益效果是，不同车轮的制动作用相互关联，同一车轴上两侧车轮的制动力通过差速器自动分配，可以提高制动时汽车的方向稳定性；由于采用摩擦圆盘或摩擦锥筒作为旋转元件，制动效能的恒定性优于鼓式车轮制动器；制动过程可以实现集中控制，制动传动机构简单，维修调整方便，零件数目少；便于同时作为行车制动器和停车制动器使用，便于制动优化控制技术及其它制动技术的实施与应用(如制动防抱技术、制动能量回收技术等)。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明在双轴汽车上的应用作进一步说明。
图1和图2是本发明的机械原理图，其中图1是互逆式汽车中央制动器中的旋转元件采用摩擦圆盘的情形，图2是旋转元件采用摩擦锥筒的情形。为了清楚说明互逆式汽车中央制动器的工作原理，两图中均省略了发动机、变速器等其它汽车总成及互逆式汽车中央制动器的箱壳等部件。
图3和图4是本发明互逆式汽车中央制动器安装在变速器附近的两个实施例，其中图3所示实施例中制动器安装在变速器的后部，图4所示实施例中制动器安装在变速器的前部，二者的旋转元件均采用摩擦圆盘。
图5和图6是本发明互逆式汽车中央制动器安装在前桥后部的两个实施例，其中图5所示实施例中的旋转元件是摩擦圆盘，图6所示实施例中的旋转元件是摩擦锥筒。
图1图2中1.前桥(含差速器)，2.制动用传动轴，3.摩擦圆盘或锥筒，4.传动轴，5.后桥(含差速器)，6.摩擦衬片(或金属摩擦面)。
图3图4中1.前桥(含差速器)，2.制动用传动轴，3.摩擦圆盘或锥筒，4.压盘，5.传动轴，6.后桥(含差速器)，7.制动器壳，8.制动油缸或制动气室。
图5图6中1.前桥(含差速器)，2.摩擦圆盘或锥筒，3.压盘，4.制动用传动轴，5.传动轴，6.后桥(含差速器)，7.制动油缸或制动气室，8.制动器壳。
具体实施方式
从上述互逆式汽车中央制动器的技术方案和几个实施例中不难看出，对双轴汽车而言，本发明的技术关键在于制动器中包含了两个旋转方向相反的旋转元件，且每个旋转元件分别与双轴汽车某一轴上的两个车轮相关联，这样当该中央制动器起作用时，可以使双轴汽车的四个车轮同时具有制动效果，从而实现了四轮汽车制动的集中控制。
本发明具体实施方式的差别在于制动器中旋转元件形状的不同，如是采用摩擦圆盘还是采用摩擦锥筒，以及制动器在汽车上的布置位置，如是放在汽车变速器的前部或是后部，还是放在汽车前桥的后部，或是放在汽车后桥的前部。具体采用何种实施方式主要取决于车辆驱动系统布置形式、制动力矩、制动器离地间隙及安装空间等条件限制以及整车的质量分配状况等。
图3和图4所示的实施例是互逆式中央制动器放在前置后驱动汽车的变速器附近的情形，其中图3所示实施例中制动器安装在变速器的后部，图4所示实施例中制动器安装在变速器的前部。二者的旋转元件均采用摩擦圆盘，当然该两实施例中的旋转元件也可以根据制动力矩、制动器离地间隙、安装空间等条件的限制而采用摩擦锥筒。另外，当汽车质量分配偏向后轴时，宜采用图3的实施方式；而当质量分配偏向前轴时，宜采用图4的实施方式。图3和图4的实施方式对全驱和非全驱的双轴汽车都适用。
图5和图6所示的实施例是对于后驱动汽车，互逆式汽车中央制动器安装在前桥后部的情形，其中图5所示的实施例中的旋转元件是摩擦圆盘，图6所示的实施例中的旋转元件是摩擦锥筒。与此两实施例类似，对于前驱动汽车，互逆式汽车中央制动器也可以安装在后桥前部。旋转元件是采用摩擦圆盘还是摩擦锥筒也要根据制动力矩、制动器离地间隙及安装空间等条件的限制而具体确定。

Claims (1)

1.一种互逆式汽车中央制动器，制动器壳内设有固定元件和旋转元件，利用固定元件与旋转元件工作表面的相互摩擦而产生制动力矩，其特征是：在制动器壳内，设置两个工作表面形状为摩擦圆盘或摩擦锥筒的所述旋转元件，一个旋转元件用一制动用传动轴引出制动器壳，并与汽车前桥的两侧车轮相关联，另一个旋转元件经另一制动用传动轴引出制动器壳，并与汽车后桥的两侧车轮相关联，所述固定元件为圆形压盘或锥筒形压盘。
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