CN1061752A - 汽车紧急安全刹车装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能用于各种汽车的独立的紧 急安全刹车装置。该装置主要包括液压或气动式电 源开关、磁力开关机构、真空助力器、真空泵、联动双 腔液压总泵、液压油管线、单活塞液压缸、摇杆机构、 三角形制动器、锁定机构和工作状态监控系统。与现 有技术对比，其主要优点是：结构更加完善合理，制动 作用更强，刹车距离更短，动作迅速可靠、自动化程度 更高，并且具有工作状态监控系统，便于操作。它不 需改变汽车的原结构，即可安装，广大司机很愿意应 用。

Description

本发明涉及汽车刹车装置，特别是一种能用于各种汽车的独立的紧急安全刹车装置。

现用的汽车刹车装置分为气动和液动两类，都是利用刹车片顶住制动毂，使车轮不能转动，实现紧急制动刹车。但由于高速行驶的汽车惯性较大，在强制车轮不转的情况下汽车仍会向前冲出几十米才能停住，大量车毁人亡的悲剧往往就发生在这几十米之内。近几年来，在专利文献中出现了一些新的汽车刹车装置。例如，专利号为CN87215363U，名称为“汽车雨天助刹车器”的专利，是在汽车后轮前方有一个与气缸活塞相连的楔形制动块，刹车时活塞将楔形制动块迅速插入后轮与路面相交的间隙中，使汽车尽快刹住。该专利的刹车作用虽然有所提高，但其气缸和连杆是安装在汽车大梁上，在车轮的撞击力作用下，会使大梁受力变形，并且一但楔形块被车轮压住，必须倒车才能收回活塞杆，既不方便又不利于安全。又例如，专利号为89213108.X，名称为“投掷式紧急制动装置”的专利，在紧急刹车时，将系在皮带一端的三角形堰木抛到车轮的前下方，将高速行驶的汽车刹住。该专利的制动作用也较强，但其缺点是三角形堰木难以保证抛掷到车轮前的理想位置，并且当车速过快时车轮会压过三角形堰木，将皮带拉断，引起车身剧烈跳动。再例如，专利号91203457.2，名称为“汽车高速制动装置”的专利，与现用的汽车制动器配合，可作为应急制动和驻车制动，其特征是在汽车的后桥上固定一座架，一连杆与座架活动联接，一曲杆与连杆活动联接，有三棱柱体或四棱柱体的橡胶块装在曲杆上位于汽车后轮的前方，制动时，操动拉丝去拉动凸轮机构使连杆转下，橡胶块即接触地面并迅速挡住后轮阻止汽车前进。该项专利虽然比前两项专利有所提高，但其自动化程度仍然不高，动作也比较迟缓，并且同样缺少工作状态监控系统。

本发明的目的就在于克服传统刹车装置的缺点和上述专利技术的不足之处，提供一种结构更加完善，性能更加先进，自动化程度较高，并且具有工作状态监控系统的汽车紧急安全刹车装置。它不但能进一步缩短刹车距离，最大限度地减少行车事故，并且操作更加灵活方便，所以更有利于推广应用。

本发明的上述目的是由下述技术方案实现的。

该装置主要由液压或气动式电源开关、磁力开关机构、真空助力器、真空泵、联动双腔液压总泵、液压油管线、单活塞液压缸、摇杆机构、三角形制动器、锁定机构和工作状态监控系统组成。其中，液压式电源开关用于油刹汽车，主要由调整螺柱、锁紧螺帽、压力弹簧、开关压帽、绝缘垫、触头、接触盘、绝缘盘、膜片和开关壳体组成。磁力开关机构主要由线圈、铁芯和盖板组成。真空助力器主要由前后壳体、空气滤芯、真空阀回位弹簧、真空阀座、真空通道、空气阀、通气道、膜片座、橡胶反作用盘、膜片、膜片回位弹簧、推杆、真空筒、单向阀和真空管组成。真空泵主要由壳体、转子弹簧和叶片组成。联动双腔液压总泵主要由缸体、前后活塞、前后腔室、皮圈、弹簧、液压监示开关、进油孔和补偿孔组成。单活塞液压缸主要由缸体、皮圈、活塞、推杆、连接杈和防护套组成。摇杆机构主要由摇臂、摇臂轴承、机械摆臂、机械调节臂、回位弹簧、上限位挡块、侧限位挡块组成。三角形制动器主要由三角形支承架、顶柱、顶柱销、自动调节助力板、连接轴、底座、刹车块和回位弹簧组成。锁定机构主要由杠杆、杠杆支承轴、锁定栓、锁栓套和回位弹簧组成。工作状态监控系统主要包括一个三档位开关、三个常开式按钮开关、一个液压式开关、一个液压监示开关和三只发光二极管。

液压式电源开关直接安装在原来的液压制动系统的液压管路中合适的位置。如果用于气刹车车辆，则将常开钮开关安装在气压制动控制阀拉臂合适的位置。磁力开关机构与真空助力器同心联接，真空助力器又与联动双腔液压总泵同心联接，并且都安装在车架合适的位置。单活塞液压缸有五套，一套加大的用于推动摇臂，固定安装在后桥中间合适的位置，两套分别用于左右两个三角形制动器，安装在制动器的三角支承架上，并且该液压缸总成的推杈与制动器顶柱中部的连接销相连;另外两套分别用于左右两个锁定机构，与连接杈和锁定机构的杠杆联成一体，分别安装在后桥的两块加长底板的前方。联动双腔液压总泵的高压油出口用液压油管线与各单活塞液压缸进油口相联。摇杆机构的轴承安装在后桥两块加长底板上方。限位挡块也安装在加长底板上，用来限制摆臂的摆角。摇杆的两端与轴承的中心连接。机械摆臂和机械调节臂上端与摇杆轴承相连，下端分别与三角形制动器的轴销和支承销相联。此外，机械调节臂上臂中部挂有收复拉簧，该拉簧的上端挂在锁定机构的上方。三角形制动器的三角形支承架上端挂着两根拉力弹簧，分别拉着顶柱和自动调节助力板。锁定机构固定安装在汽车后桥两块加长底板的前方。工作状态监控系统中的三档位开关和三只发光二极管都安装在驾驶室内。液压监示开关安装在联动双腔液压总泵的后端。

该装置的工作过程是：当驾驶员发现紧急情况需要紧急刹车时，立即用力将刹车踏板踏到底，使液压式电源开关接通磁力开关机构的电源。在电磁力的作用下，封闭住真空助力器的真空通道，使真空助力器产生真空力去推动联动双腔液压总泵，总泵的高压油就流向单活塞液压缸。在液压力的作用下，锁定机构的锁定栓立即缩进锁栓套，使三角形制动器被开释。与此同时，其它单活塞液压缸的活塞在高压油的推动下，使摆臂立即摆动，三角形制动器立即下落。在下落的同时，三角形制动器也在单活塞液压缸活塞推动下使顶柱把自动调节助力板顶起一定角度。三角形制动器正好落在后车轮的前方与路面形成的夹角处，靠制动摩擦块与路面产生较大的摩擦阻力把汽车立即刹住。当汽车重新开动时，驾驶员将刹车踏板放开，磁力开关的电源就被断开，使磁力开关失去电磁力。在回位弹簧作用下，封闭空气阀，真空助力器失去压力差，联动双腔液压总泵在弹簧的作用下使活塞回位、液压力解除，各个单塞液压缸的活塞回位。此时，三角形制动器的顶柱和自动调节助力板向前摆动复位;摇杆机构的机械摆臂和机械调节臂在复位弹簧拉力作用下，将三角形制动器向上收起复位;由于锁定机构的锁栓在弹簧的作用下也被弹出复位，并因锁栓外端面是朝下的斜面，所以三角形制动器向上收起后能被自动锁住。在此过程中，监控系统的发光二极管亮或灭，驾驶员即判断出该刹车装置的工作是否正常。

本发明与已有技术对比，其主要优点是：结构更加完善合理，制动作用更强，刹车距离更短，动作迅速可靠。由于自动化程度较高，并且具有工作状态监控系统，所以操作更加方便。该装置不需改变汽车原有结构设计，既可用于油刹车汽车，又可用于气刹车汽车，通用性好，零部件易购，自行设计部分加工和装配也不困难，维修更换非常方便。因此，广大司机很愿意应用。

附图1是该装置在汽车上的安装位置前视示意图。图2是其液压式电源开关的结构示意图。图3是其摇杆机构和三角形制动器结构示意图。图4是其锁定机构的结构示意图。图5是该装置用于气刹车车辆时的开关接线示意图。图6是该装置的工作原理示意图。

结合附图对本发明的实施例进一步说明如下。附图1中，1是油压刹车系统中原来的刹车踏板，2是原有的油刹车总泵，3是液压式电源开关，4是磁力开关机构，5是真空助力器，6是真空筒，7是真空泵，8是联动双腔液压总泵，9是液压油管线，10是加大的单活塞液压油缸，11是锁定机构液压缸，12是三角形制动器液压缸，13是车架，14是汽车后桥，15是摇杆机构，16是摇臂，17是三角形制动器，18是汽车后轮，19是钢板弹簧，20是U形螺栓，21是U型螺栓底板。附图2中，22是制动总泵液压油管，23是液压式电源开关壳体，24是开关压帽，25是调整螺柱，26是锁紧螺帽，27是膜片，28是绝缘盘，29是接触盘，30是压力弹簧，31是开关触头，32是绝缘垫。附图4中，33是锁定机构的锁止套，34是回位弹簧，35是锁止销，36是杠杆，37是支承轴，38是连接杈。附图5中，39是气刹车系统的原刹车踏板，40是其原制动控制阀，41是其调节螺钉。附图6中，42是磁力开关阀的盖板，43是磁力开关阀的线圈，44是磁力铁芯;45是助力器室后壳体，46是助力器室前壳体，47是助力器室后腔，48是助力器室前腔，49是通气道，50是真空通道，51是推杆，52是联动双腔液压总泵的前工作腔，53是其后工作腔，54是其液压监示开关。附图3和6中，55是摇杆机构的架位弹簧，56是其摇臂轴承，57是侧限位挡块，58是摆臂，59是机械调节臂上臂，60是弹性关节，61是机械调节臂下臂，62是三角形制动器的自动调节助力板，63是助力板轴销，64是其回位弹簧，65是顶柱，66是顶柱轴销，67是三角支承架，68是三角形制动器底板，69是其刹车摩擦块，70是锁定机构上限位挡块。K₁、K₂、K₃、K₄是其监控电路系统中的开关，D₁、D₂、D₃是其监控电路系统中的发光二极管。

该装置的上述各组成部分中有一部分是汽车已有的专用部件，无需另行设计加工。例如，真空泵7、真空筒6、液压油管线9等。有一部分配件只需加大尺寸即可用于该装置中，例如，磁力开关4，真空助力器5，联动双腔液压总泵8，摇杆机构用的单活塞液压缸10等。有些部件需要自行设计加工，例如，液压式电源开关3，锁定机构中的锁定部分，摇杆机构15和三角形制动器17等。

需要特别说明的是，附图2所示的液压式电源开关中的调整螺柱25是根据驾驶员对刹车装置反应快慢的要求加以调整，压力弹簧30的压力越小反应越快。附图5中的开关K₄专用于气刹车汽车，K₄上方的调整螺钉41也是根据驾驶员对刹车装置反应快慢的要求加以调整，离开关越近反应越快。附图4所示的锁定机构中，锁止销35的外露端部为斜面形状，并且在安装时其斜面向下，应调整到当其单活塞液压缸11的油压最高时，其锁止销35能全部缩进锁止套33内。图3中的上限位挡块70用来限制三角形制动器17向上复位时的固定位置，在此位置正好压住形状K₂，使发光二极管D₁接通电源发亮。侧限位挡块57用来限制三角形制动器下落刹车时摆臂58向后摆动的固定位置，在此位置摆臂58正好压住开关K₃，也使发光二极管D₁接通电源发亮。摇杆机构中的摇臂16的中间安装在加大的单活塞液压缸10的推杆拨杈上，摇臂两端与摇杆机构的机械调节臂上臂59和摆臂58相联。机械调节臂上臂59与下臂61之间的弹性关节60的作用是根据路面与车轮之间角度大小自动调节，使三角形制动器17能与车轮18和路面牢靠而紧密接触，产生强大的摩擦阻力。三角形制动器17中的自动调节助力板62的作用是承担车轮18的刹车惯性冲击力，并将此冲击力通过三角形制动器的顶柱65传递到其底板68和刹车摩擦块69，使摩擦块与路面之间产生强大的摩擦阻力，将汽车刹住。自动调节助力板62的另一个作用是，当汽车刹住后再重新向前开动时，不需要倒车，只要松开制动踏板1，使单活塞液压缸12的油压降低，自动调节助力板62就在回位弹簧64的拉力作用下向前收复回位离开车轮18，同时在回位弹簧55的拉力作用下，将三角形制动器17向上拉起复位。前述几项专利提供的刹车装置，都必须倒车才能收起制动垫块或堰木。附图2或6中的开关K₁是汽车上已有的配件，当此开关推到底（即置于1挡位）时，本装置就等于没有装用。遇有紧急情况时，仍靠原有的传统刹车装置刹车。当拉至2挡位时，本装置就投入正常工作和监示状态。当在冰雪道路的下坡处停车，或在雨雪天气路滑不利于紧急制动时，可将开关K₁置于3挡位，便不受原制动踏板1或39的限制，而自动起到制动作用。需要解除制动时，再推回原挡位即可。图6中的发光二极管D₁专用于监示本装置的机械部分工作是否正常，它受开关K₁、K₂和K₃控制。当开关K₁置于2档位，并正在行车或正常停车时，因三角形制器17处于收起位置，已将开关K₂压住，所以D₁亮。当紧急刹车时，三角形制动器17刚离开锁定机构的一瞬间，因开关K₂断开使D₁暂时断电由亮转灭，直到三角形制动器17落于车轮前方，摇杆机构的摆臂58压住开关K₃时，又将电源接通使D₁发亮。这就证明本装置的机械部分工作正常。发光二极管D₂专用于监示本装置的液压系统工作是否正常，它受开关K₁和液压开关54控制。当开关K₁置于2档，并且在正常行车时，D₂不应当亮。当处于紧急刹车状态时，D₂应当亮。这就证明本装置的液压系统工作正常。发光二极管D₃专用于监示本装置的电路系统工作是否正常，它受开关K₁和液压式电源开关3（或开关K₄）控制。当K₁置于2档，汽车正常行驶或不是紧急刹车时，D₃就不亮。当施行紧急刹车时，D₃就应当亮，放松刹车踏板1（或39）时，D₃就由亮转灭。这就证明电路系统工作正常，并且表明制动已开始解除，还证明开关K₁和液压式电源开关3（或开关K₄）都工作正常。附图2、5、6中的两处连接点E和F，为油刹车与气刹车两类汽车应用本装置时的电路开关转换接点。附图6中，如果汽车用的是柴油发动机，就要加装真空泵7和真空筒6，真空泵的动力来自于发电机的电枢轴上的联轴套。由真空泵7将真空筒6抽成真空状态，向真空助力器5提供真空助力。如果汽车用的是汽油发动机，当发动机处于怠速行驶时，气缸就会产生很大的真空度，把真空筒6抽成真空状态，同样也可以向真空助力器5提供真空助力。所以汽油发动机汽车应用本刹车装置可以免装真空泵7。附图中的A、B、C表示紧急刹车时高压油的流动方向。

Claims (7)

1、一种能用于各种汽车的独立的紧急安全刹车装置，其特征是该装置由液压或气动式电源开关、磁力开关机构、真空助力器、真空泵、联动双腔液压总泵、液压油管线、单活塞液压缸、摇杆机构、三角形制动器、锁定机构和工作状态监控系统组成；其中，液压式电源开关用于油刹车汽车，直接安装在原有的液压制动系统的液压管路中合适的位置，如果用于气刹车车辆，则将常开按钮开关安装在气压制动控制阀拉臂合适的位置；磁力开关机构与真空助力器同心联接，真空助力器又与联动双腔液压总泵同心联接，并且都安装在车架合适的位置；单活塞液压缸有五套，一套加大的用于推动摇臂，固定安装在后桥中间合适的位置，两套分别用于左右两个三角形制动器，安装在制动器的三角形支承架上，另外两套分别用于左右两个锁定机构，安装在后桥的两块加长底板的前方：联动双腔液压总泵的高压油出口用液压油管线与各单活塞液压缸进油口相联；摇杆机构的轴承安装在后桥两块加长底板上方，摇杆机构机械摆臂和机械调节臂上端均与摇杆轴承相联，下端与三角形制动器相联；锁定机构固定安装在汽车后桥两块加长底板的前方。

2、根据权利要求1所述的汽车紧急安全刹车装置，其特征是液压式电源开关由调整螺柱、锁紧螺帽、压力弹簧、开关压帽、绝缘垫、触头、接触盘、绝缘盘、膜片和开关壳体组成。

3、根据权利要求1所述的汽车紧急安全刹车装置，其特征是摇杆机构由摇臂、摇臂轴承、机械摆臂、机械调节臂、回位弹簧、上限位挡块，侧限位挡块组成。

4、根据权利要求1或2所述的汽车紧急安全刹车装置，其特征是摇杆机构中的机械调节臂由上臂、下臂和弹性关节组成，弹性关节处于上臂与下臂之间。

5、根据权利要求1所述的汽车紧急安全刹车装置，其特征是三角形制动器由三角形支承架、顶柱、顶柱销、自动调节助力板、连接轴、底座、刹车块和回位弹簧组成。

6、根据权利要求1所述的汽车紧急安全刹车装置，其特征是锁定机构由杠杆、杠杆支承轴、锁定栓、锁栓套和回位弹簧组成。

7、根据权利要求1所述的汽车紧急安全刹车装置，其特征是工作状态监控系统包括一个三档位开关、三个常开式按钮开关、一个液压式开关、一个液压监示开关和三只发光二极管，其中的三挡位开关和三只发光二极管都安装在驾驶室内，液压监示开关安装在联动双腔液压总泵的后端。

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