CN101879889B - 一种汽车风能辅助制动系统 - Google Patents
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Abstract
一种汽车风能辅助制动系统，其包括隐藏于汽车后备箱上的辅助制动翼板，辅助制动翼板一端铰接在汽车后挡风玻璃下部边框，辅助制动翼板两侧固定在两三角形支架上，三角形支架的一边与辅助制动翼板固连，辅助制动翼板、三角形支架均与汽车后备箱盖板共用铰点Ⅰ，与辅助制动翼板相对的三角形支架一个角上的半球窝与液压缸活塞一端的球头相连，液压缸下部通过铰点Ⅱ铰接于后备箱底部，液压缸与从蓄压器分出的一条安装有控制油路闭合的电磁阀的油路连接，蓄压器与汽车ABS系统电动液压泵相连，蓄压器通过油路与液压油箱相连，电磁阀与汽车ABS系统控制器相连，电磁阀通过回流油路直接通向液压油箱。本发明结构简单，工作可靠，体积小，制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车辅助制动系统，尤其是涉及一种汽车紧急制动时使用的风能辅助制动系统。
背景技术
在汽车工业高度发展的现在，汽车的制动减速系统仍然是利用车轮与地面及制动器间的摩擦这个纯物理过程来实现的，能耗较高，在汽车快速行驶的情况下，制动的可靠性也欠佳。
在日本和欧洲，空气动力学制动技术已经成功地应用到列车的制动上面。该制动方式充分利用了风能这种清洁、自然、环保的能源，而且该制动装置既无磨耗件，又无摩擦热，因而具有可靠性高、维修费用低等特点。并且，空气动力阻力与速度的平方成正比，速度越高则制动力越大，在高速时这一制动方式具有优良的性能（参见“空气动力制动研究初探”，《铁道车辆》 2009，47(3)：10-12.），研究表明，汽车在高于70km/h的速度行驶时，气动阻力成为行车过程中的主要阻力（参见“空气阻力与车身造型研究”，《公路与汽运》 2008，2(2)：5-8.）。而40%的气动阻力系数又取决于汽车的外形，特别是尾部外形（参见Hucho W H著 《Aerodynamics of road vehicle》 London: Butterworth; 1997.）。因此，在汽车行驶速度不断提高的情况下，对于汽车尾部外形的改进，将大大改善汽车空气动力学性能。因次，风力辅助制动装置在汽车上的应用应当很具发展性。
中国专利CN 200610013500.4号公开了一种风力辅助制动装置——机动车风力制动板, 该机动车风力制动板如能可靠工作，可以提高机动车制动的可靠性。但该机动车风力制动板存在以下几个明显缺陷：（1）机构过于复杂，撇开其工作可靠性不说，机构复杂意味着制造成本会相当高，并且维护成本也会相应增加；（2）其设置的多个卷筒和钢丝绳会大大降低车身内部使用空间，并可能干涉车顶天窗及后备箱的功能和布置；（3）根据其描述，高达300公斤的气动阻力势必对于铰点和受力点的结构存在巨大强度要求；并且，该机构将在每次制动动作中开启，但在机动车低速行驶时是没有必要的；（4）在追求制动效果的同时，忽视了美观性，毫无美感可言，还需要增加一些原车没有的配套机构，例如后防倾轮。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有机动车风力辅助制动装置存在的上述缺陷，提供一种结构简单，工作可靠，体积小，制造成本低，安装可以不改变现有车辆外形的汽车风能辅助制动系统。
本发明的技术方案是：其包括隐藏于汽车后备箱上的辅助制动翼板，所述辅助制动翼板一端铰接在汽车后挡风玻璃下部边框上，辅助制动翼板两侧固定在两三角形支架上，三角形支架的一边与辅助制动翼板固连，辅助制动翼板、三角形支架均与汽车后备箱盖板共用铰点Ⅰ，与辅助制动翼板相对的三角形支架一个角上的半球窝与液压缸活塞一端的球头相连，液压缸下部通过铰点Ⅱ固定铰接于后备箱底部，所述液压缸与从蓄压器分出的一条安装有控制油路闭合的电磁阀的油路连接，所述蓄压器与汽车ABS系统(汽车防抱死制动系统，Anti-brake system)的电动液压泵相连，蓄压器通过油路与液压油箱相连，所述电磁阀与汽车ABS系统的控制器相连，所述电磁阀通过回流油路直接通向液压油箱。
所述液压缸上设有限位卡点，限位卡点设于后备箱内壁。当有需要开启后备箱时，球头与半球窝分离，液压缸在限位卡点的作用下不会随意摆动，保持原来位置固定不变，以保证在后备箱盖关闭时，球头和半球窝能再次耦合。
为了避免辅助制动翼板在行车颠簸中的抖动，或者在平时被随意翻开，所述辅助制动翼板内侧设置有电磁开关，所述电磁开关的电路与ABS系统的控制器相连，在ABS系统干预汽车制动时，ABS控制器给予电磁开关一个开启信号，并不影响辅助制动翼板的正常工作。
所述液压缸优选2个，以利于分担制动力，提高工作的可靠性。
现在市面上绝大多数汽车均装有ABS系统的，因此本发明对于绝大部分汽车都适用。
当汽车启动时，用于保压和升压的电动液压泵能在短时间内将液压油箱内的液压油压入蓄压器内，蓄压器内的制动液压迅速加到14~18MPa（参见齐志鹏著《汽车制动系统的机构原理与检修》北京：人民邮电出版社，2002）。当ABS的车轮转速传感器感应到了车轮的抱死时，即紧急制动状态时，由ABS系统的控制器发出指令对于制动压力调节器工作的同时，给控制该机构液压缸的电磁阀一个开启信号，连接液压缸与蓄压器的油路开通，高达十几兆帕的高压油能在极短时间内从蓄压器流入铰接于后备箱底部的液压缸，推动液压缸的活塞工作。紧急制动信号解除，ABS系统停止介入辅助制动，ABS系统的控制器对于电磁阀的开启信号中断，电磁阀复位，液压缸内的液压油通过回流油路流回到液压油箱。
由于本发明之辅助制动翼板翻动的铰点也是后备箱的铰点，因此，如果需要开启后备箱，则球头与球窝分离，该机构的存在不会干涉到后备箱的正常使用。
本发明之辅助制动翼板隐藏在后备箱上，可不改变现有车辆外形的状态，在行驶中，可保证车身的一体化来降低风阻系数；紧急制动时，本发明液压缸的活塞工作，活塞将三角形支架顶起，自身同时发生顺时针绕下部铰点转动，三角形支架则绕与汽车后备箱盖板共用的铰点Ⅰ转动而张启，辅助制动翼板在三角形支架的作用下，在极短时间内翻开并调节到一个特定的角度，该角度由液压缸内活塞运动的距离而定，以达到最大限度利用水平方向突然增加的气动阻力，以及由辅助制动翼板产生的负升力，提高车轮与地面的制动力和气动阻力，以此提高制动效率，减少制动时间。当制动解除时，液压油回流，液压缸的活塞收回使得辅助制动翼板收回。
本发明结构简单，工作可靠，体积小，制造成本低，安装可以不改变现有车辆外形。
附图说明
图1为本发明一实施例的执行机构结构示意图；
图2为图1所示执行机构的立体图；
图3为本发明实施例的控制装置结构及紧急制动时的液压油箱内液压油流向液压缸油路示意图；
图4为图3所示控制装置制动解除时液压缸液压油流回液压油箱油路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照附图，本实施例包括隐藏于汽车后备箱上的辅助制动翼板1，所述辅助制动翼板1一端铰接在汽车后挡风玻璃下部边框上，辅助制动翼板1两侧固定在两三角形支架3上，三角形支架3的一边与辅助制动翼板1固连，辅助制动翼板1、三角形支架3均与汽车后备箱盖板共用铰点Ⅰ2，与辅助制动翼板1相对的三角形支架3一个角上的半球窝4与液压缸6活塞一端的球头8相连，液压缸6下部通过铰点Ⅱ7固定铰接于后备箱底部，所述液压缸6与从蓄压器9分出的一条安装有控制油路闭合的电磁阀10的油路14连接，所述蓄压器9与汽车ABS系统的电动液压泵11相连，蓄压器9通过油路与液压油箱12相连，所述电磁阀10与汽车ABS系统的控制器13相连，所述电磁阀10通过回流油路15直接通向液压油箱12。
所述液压缸6上设有限位卡点5，限位卡点5设于后备箱内壁。当有需要开启后备箱时，球头8与半球窝4分离，液压缸6在限位卡点5的作用下不会随意摆动，保持原来位置固定不变，以保证在后备箱盖关闭时，球头8与半球窝4能再次耦合。
为了避免辅助制动翼板1在行车颠簸中的抖动，或者在平时被随意翻开，所述辅助制动翼板1内侧设置有电磁开关(图中未示出)，所述电磁开关的电路与ABS系统的控制器13相连，在ABS系统干预汽车制动时，控制器13给予电磁开关一个开启信号，并不影响辅助制动翼板1的正常工作。
所述液压缸6为2个，以利于分担制动力，提高工作的可靠性。
当汽车启动时，用于保压和升压的电动液压泵11能在短时间内将液压油箱12内的液压油16压入蓄压器9内，蓄压器9内的制动液压迅速加到14~18MPa（参见齐志鹏著《汽车制动系统的机构原理与检修》北京：人民邮电出版社，2002）。当ABS的车轮转速传感器感应到了车轮的抱死时，即紧急制动状态时，由ABS系统的控制器13发出指令对于制动压力调节器工作的同时，给控制该机构液压缸6的电磁阀10一个开启信号，连接液压缸6与蓄压器9的油路14开通，高达十几兆帕的高压油能在极短时间内从蓄压器9流入铰接于后备箱底部的液压缸6，推动液压缸6的活塞工作。紧急制动信号解除，ABS系统停止介入辅助制动，ABS系统的控制器13对于电磁阀10的开启信号中断，电磁阀10复位，液压缸6内的液压油通过回流油路15流回到液压油箱12。
由于本发明之辅助制动翼板1翻动的铰点也是后备箱的铰点，因此，如果需要开启后备箱，则球头8与半球窝4分离，该机构的存在不会干涉到后备箱的使用。该机构的优点是机构简单可靠，占用空间小，布置方便。
本发明之辅助制动翼板1隐藏在后备箱中，可不改变现有车辆外形的状态，在行驶中，可保证车身的一体化来降低风阻系数；紧急制动时，本发明液压缸6的活塞工作，活塞将三角形支架3顶起，自身同时发生顺时针绕下部铰点转动，三角形支架3则绕与汽车后备箱盖板共用的铰点Ⅰ2转动而张启，辅助制动翼板1在三角形支架3的作用下，在极短时间内翻开并调节到一个特定的角度，该角度由液压缸6内活塞运动的距离而定，以达到最大限度利用水平方向突然增加的气动阻力，以及由辅助制动翼板1产生的负升力，提高车轮与地面的制动力和气动阻力，以此提高制动效率，减少制动时间。当制动解除时，液压油回流，液压缸的活塞收回使得辅助制动翼板1亦收回。
Claims (4)
1. 一种汽车风能辅助制动系统，其特征在于，包括隐藏于汽车后备箱上的辅助制动翼板，所述辅助制动翼板一端铰接在汽车后挡风玻璃下部边框上，辅助制动翼板两侧固定在两三角形支架上，三角形支架的一边与辅助制动翼板固连，辅助制动翼板、三角形支架均与汽车后备箱盖板共用铰点Ⅰ，与辅助制动翼板相对的三角形支架一个角上的半球窝与液压缸活塞一端的球头相连，液压缸下部通过铰点Ⅱ固定铰接于后备箱底部，所述液压缸与从蓄压器分出的一条安装有控制油路闭合的电磁阀的油路连接，所述蓄压器与汽车ABS系统的电动液压泵相连，蓄压器通过油路与液压油箱相连，所述电磁阀与汽车ABS系统的控制器相连，所述电磁阀通过回流油路直接通向液压油箱。
2.根据权利要求1所述的汽车风能辅助制动系统，其特征在于，所述液压缸上设有限位卡点，限位卡点设于后备箱内壁。
3.根据权利要求1或2所述的汽车风能辅助制动系统，其特征在于，所述辅助制动翼板内侧设置有电磁开关，所述电磁开关的电路与ABS系统的控制器相连。
4.根据权利要求1或2所述的汽车风能辅助制动系统，其特征在于，所述液压缸为2个。
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