CN102167023A - 一种液压缓速制动机 - Google Patents

Abstract

一种液压缓速制动机，是缓速制动离合器一端与车辆传动主轴相连，另一端与刹车变量泵相连接，刹车变量泵通过液管与桥式回路相连通；各检测单元与桥式回路、变量泵和液压马达连控；定值减压单元与液压马达和冷却循环系统连接，并由温度检测单元反馈。本发明液压能产生的制动力矩随机动车辆运行自动调整，避免了发生液压冲击，制动时快速投入，非制动时快速退出，避免了消耗车辆的牵引功率，适用于机动车辆的制动使用。

Description

一种液压缓速制动机

技术领域

本发明涉及一种液压缓速制动机，尤其是一种与机动车辆转动轮系直接连接的用于机动车辆自冷式液压缓速制动机。

背景技术

交通事故的主要原因是制动失效与制动不良引起的，特别是重载车辆发生刹车失灵事故会造成巨大的生命和财产损失。

现有机动车辆制动是通过刹车装置藉由刹车片和轮鼓或碟盘之间产生摩擦来使车辆的速度降低直至停止，并在摩擦的过程中将汽车行驶时的动能转变成热能消耗掉。

车辆制动器摩擦副有足够大的摩擦系数和路面对轮胎产生足够的附着作用是保证车辆安全运行减速的关键环节。在连续下坡或路况复杂的山地丘陵运行的重载车辆，频繁制动时，将相当数量的动能和势能通过制动摩擦副转化为热能。制动器摩擦副局部空间往往无法将这么多集中的热量散发，极易产生高温，导致热衰退和摩擦系数大幅下降，从而出现刹车失灵。也就是说制动器摩擦副高温是导致刹车失灵的重要根源。解决制动器发热问题有两种途径。其一是常用的淋水降温辅助制动，但消耗水资源，降温效果不易控制，在冬天淋水极易在路面结冰，形成安全隐患。其二是将制动过程中部分能量和势能通过其他形式转化为热能，分担部分制动负荷。

发动机制动是将汽车动力源的发动机变成消耗汽车动能从而对汽车起减速作用的空气压缩机只适合部分柴油机，并且对发动机进行较大的改造后方可安装发动机缓速器，推广使用具有一定的局限性；排气制动是在发动机排气管出口处安装一个蝶形阀，其阀口打开时不影响发动机正常工作，不起制动作用。制动时关闭阀口，停止供油，发动机在汽车转动系的带动下，如同压气机一样工作而起到制动效果，但只适用于柴油机，制动力不可调，噪声大，易导致气门卡死，汽缸垫损坏等故障。缓速器是一种利用液力或电磁力的作用产生制动力矩，将车辆的机械能转化为热能并消耗到空气中去的辅助制动装置。电涡流缓速器是基于法拉第电磁感应原理，将汽车行驶的机械能转化为电涡流，并且以热能的形式散发掉，从而实现车辆的减速。但其体积较大，能力制动力矩小，线圈易老化，消耗一定的电能。液力缓速器是依靠腔内液流的循环流动对车辆叶片的冲击作用来将车辆机械能转化为液体热能，再通过一定冷却散热方式将热能散发出去，从而实现车辆的减速制动。但其低速制动性能差，有一定的局限性。

重载车辆整机传动效率在83%左右，发动机水泵、风扇、冷却系统要消耗掉总功率的10%以上，牵引力产生的能力有一半左右是消耗到制动过程中。因此，基于飞轮、蓄电池、蓄能器的能量再生制动系统相继产生。飞轮储能结构复杂，但能量损失小，功率传递效率高；电储能结构控制简单，但转化效率较低，且结构庞大，成本高；液压储能易与原传动系统形成混合传动，但储能与释能的转换与控制还没有达到有效应用的条件。

现有车辆制动系还没有完全解决车辆的安全制动问题，特别是对于在山地丘陵运行的重载车辆。连续下坡的重载车辆，重力势能不断地转化成车辆加速的动能。如果不能够及时有效地转化这部分能量，其后果不堪设想。摩擦制动发热导致刹车失灵；缓速辅助制动能起一定的作用，但也存在局限性和自身冷却耗能的问题；再生制动又很难有连续储存能量的条件，不能储存的多余能量还会发热诱发安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压缓速制动机，用以克服现有车辆制动装置在制动时的直接摩擦制动，容易发热，容易失灵的问题。

基于上述问题和目的，本发明所采取的措施包括机械部分、液压部分和电控部分，机械部分含有取力器、缓速制动离合器、取力器的输出轴和刹车变量泵的输入轴；液压部分含有刹车变量泵、油缸、桥式回路、液压马达、加载单元、定值减压单元和液压管道；电控部分主要是由检测控制单元所控制的速度检测、温度检测和压力检测，其中：

所述的机械部分是通过取力器将车辆的主传动轴与缓速制动离合器相连接，缓速制动离合器的另一端与刹车变量泵的输入轴相连接；

所述的液压部分是刹车变量泵开始旋转，液压油从油箱通过桥式回路和液压管道被吸入然后再经由液压管道和桥式回路被排出，排出的液压油均经液压管道分为两路一路流到加载单元另一路流到定值减压单元，流到定制减压单元的液压油通过液压管道流入液压马达进入到流场冷却单元进行冷却；

所述的电控部分是由检测控制单元所控制的通过传感器和电线连接的三个检测部分，速度检测、压力检测和温度检测。其中压力检测检测的是刹车变量泵的转速，压力检测检测的是刹车变量泵的出口压力，温度检测所检测的是循环系统的液压油。

本发明液压缓速制动机利用车辆需要转化掉的多余动能转化为液压能，并马上利用液压能来驱动冷却散热系统，不仅起到制动缓速的作用，而其还能节约因冷却散热所消耗的能量。不但有利于保证重载车辆的安全运行，还能达到节能环保的效果。

本发明采用刹车变量泵等装置进行缓速制动，同时系统自带冷却装置不需要额外的能量来进行冷却。在非制动工况下，该液压制动系统的所有元件压力均为零压，从而避免了系统发热问题。

本发明采用温度检测、速度检测和压力检测系统，确保了系统的安全性及可靠性。

与现有技术相比，本发明液压能产生的制动力矩能够随着车辆的运行情况自动调节，避免发生液压冲击；液压制动缓速与车辆主制动系的动态耦合与复合制动系统的制动力自动分配；在不用外动力的前提下，如利用液压能量完成冷却水的循环或冷却风的流动，解决液压制动过程中产生热量的分散冷却，避免局部高温；液压制动缓速系统工况的自动转化与控制，制动时能快速投入，非制动时快速退出，避免消耗车辆的牵引功率。适用于机动车辆，特别重载汽车的制动使用。

附图说明

图1是本发明的原理结构示意图。

图中：1：刹车变量泵； 2：油缸； 3：缓速制动离合器； 4：取力器； 5：变速器； 6：车辆主离合器；7：发动机； 8：桥式回路； 9：加载单元； 10：定值减压单元； 11: 液压马达； 12：流场冷却单元；13：检测控制单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的详细说明：

实施例1

实施本发明一种液压缓速制动机，包括三部分；机械部分、液压部分和电控部分，机械部分含有取力器、缓速制动离合器、取力器的输出轴和刹车变量泵的输入轴；液压部分含有刹车变量泵、油缸、桥式回路、液压马达、加载单元、定值减压单元和液压管道；电控部分主要是由检测控制单元所控制的速度检测、温度检测和压力检测。其中：包括刹车变量泵1、油缸2、缓速制动离合器3、取力器4、变速器5、车辆主离合器6、发动机7、桥式回路8、加载单元9、 定值减压单元10、液压马达11、流场冷却单元12和检测控制单元13。其构成在于：

在所述的机械部分中车辆的传动主轴通过取力器4连接到缓速制动离合器3缓速离合器3的另一半与刹车变量泵1的输入轴相连接，当重载车辆处于行车工况时，缓速离合器3处于分离状态，液压缓速制动器处于间歇状态；当汽车需要连续制动时，缓速离合器3得电与液压制动系统接通，利用被制动系统的机械能驱动液压缓速元件并能转化为液压能。

在所述的液压部分中由于重载车辆制动时分为上坡或下坡两种工况故刹车变量泵1选用双向泵。此处仅以刹车变量泵1逆时针旋转为例说明该装置的具体实施方式。刹车变量泵1开始逆时针运转，桥式回路8通过左上角的单向阀经过液压管道从油缸1开始吸油从右下角的单向阀流出。由于定值减压单元10的作用使得液压油从刹车变量泵1的出口经液压管路、桥式回路8出来以后分为两路：给刹车变量泵1加载实现缓速辅助制动从而避免了刹车所产生的冲击,刹车变量泵1作为负载按需要产生相应的制动力矩，制动力矩的大小与油泵出口压力和排量成正比；另一路流入冷却系统，冷却系统通过联轴器由液压马达11驱动的，目的在于冷却工作液，这样就使得在不用外动力的前提下，利用液压能量完成冷却水的循环或冷却风的流动，解决液压制动过程中产生热量的分散冷却，避免局部高温。

在所述的电控部分中，主要是由检测控制单元13所控制的包括速度检测、压力检测和温度检测三个部分。速度检测是由电线连接到测量刹车变量泵1的转速的传感器上；压力检测是由电线连接到桥式回路的出口处的传感器上；温度检测也是由电线连接到液压油的冷却系统的循环回路上。在压力检测和速度检测的共同作用下加载单元9产生相应的制动阻力，刹车变量泵1按需要产生相应的制动力矩。在温度检测的作用下决定流场冷却单元的液压油应继续在系统中冷却还是回到油缸中。

该液压缓速制动机，主要应用于大型重载汽车的制动中，安装时可按车内空间调整按图纸顺序逐步安装；也可将其制作成小尺寸的系统安装在小型汽车中。

Claims (4)

1.一种液压缓速制动机，具有一机械部分是设置有一缓速离合器（3）通过取力器（4）给力于变速器（5），缓速离合器（3）的另一端取力于刹车变量泵（1）的输入轴；

具有一液压部分是设置有一刹车变量泵（1）连通桥式回路（8），桥式回路（8）分别连通有加载单元（9）和定值减压单元（10），定值减压单元（10）连通有刹车变量泵（1）和液压马达（11）；

具有一电控部分是设置有一检测控制单元（13）分别连接有刹车变量泵（1）检测速度、连接有桥式回路（8）检测压力，连接到液压油冷却系统循环回路检测温度。

2.如权利要求1所述的液压缓速制动机，其刹车变量泵（1）作为负载按需产生相应的制动力矩，制动力矩的大小与油泵出口压力和排量成正比。

3.如权利要求1所述的液压缓速制动机，其监测控制单元（13）控制给刹车变量泵（1）加载实现缓速辅助制动。

4.如权利要求1所述的液压缓速制动机，其加载单元（9）是通过检测控制单元（13）控制系统压力改变制动力矩。

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