CN108891395B - 一种车辆及其前后轮制动力分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆的前后轮制动力分配系统，包括用于提供制动压力的双腔制动总泵、分别与所述双腔制动总泵上两路独立的出油口连通的前轮制动器和后轮制动器、连通于所述前轮制动器与所述双腔制动总泵其中一路出油口之间的固定比例阀，以及连通于所述后轮制动器与所述双腔制动总泵的另一路出油口之间、用于根据预设的后桥载荷变化与理想后桥制动力的对应关系控制所述双腔制动总泵对所述后轮制动器的输出压力的感载比例阀。本发明能够针对前后桥的载荷变化合理地分配后桥的制动力，保证后桥具有适当的制动力，避免出现后桥制动不足或制动过度现象，提高车辆制动稳定性和可靠性。本发明还公开一种车辆，其有益效果如上所述。

Description

一种车辆及其前后轮制动力分配系统

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种车辆的前后轮制动力分配系统。本发明还涉及一种包括上述前后轮制动力分配系统的车辆。

背景技术

随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。

工业车辆领域，不同种类的车辆已投入生产使用。其中物流设备车辆主要分叉车、仓储车和牵引车等。以牵引车为例，牵引车是以牵引车通过挂钩连接拖车组工作，常用于中长距离点对点运输，如汽车制造业仓库向装配线的运输、机场的行李运输。

牵引车辆的工况较特别，由于其以牵引作用为主，要求驱动轮的附着力大，因而前后车桥载荷、车轮规格相差较大，前轮制动器较小，许用制动力低，后轮制动器较大，许用制动力高。并且，牵引车辆在空载和满载进行牵引作业时，前后桥荷的变化非常大，再加上车体惯性和牵引货物的顶推作用，牵引车辆在制动时，前后桥荷的变化更加显著。

目前，牵引车辆上一般都设置有四轮制动管路系统，主要分为单管路制动系统和双管路制动系统。其中，单管路制动系统的内部互相连通，一般由三通或四通把总泵输出的制动液分配给四个制动器，每个制动器的压力相同。单管路制动系统因没有备份，当其中一个点泄漏以后，整个系统压力都会受到影响，直至压力为零，导致制动完全失效，安全等级低，应用越来越少。而双管路制动系统由两个管路系统组成，两个系统是相互独立的，当其中一个系统失效时不会影响另外一个系统，安全等级高，应用越来越广。

双管路制动系统又分等压双管路制动系统和分压双管路制动系统两种，其中，等压双管路制动系统的特点是：每个管路分配到两个制动器，由于前、后制动压力相同，制动压力最大不能超过制动器允许压力，即按许用制动压力小的值提供，同时，为防止车轮打滑，制动力不能超过车轮的附着力，两者取小值，制动压力低，不能充分利用车轮的附着力，导致整车制动力小，制动距离长，由此导致等压双管路系统应用越来越少。而分压双管路制动系统，由于系统可提供不同的压力，符合制动器对不同的许用压力要求，也可尽量利用车轮的附着力，得到较好的制动效果，因此分压双管路系统应用越来越多。

然而，分压双管路系统目前仍存在以下问题：比例阀的压力比例是固定的，只能实现静态比例控制，在设计中，要兼顾制动器最大承压力、静态桥荷较容易，但对空载、满载牵引前后桥荷变化，即前、后桥存在的载荷转移等因素较难满足。实际工程使用中，后桥往往存在制动不足和制动过度现象，对于前者，桥荷附着力利用不足，制动力小于车轮的附着力，造成制动距离长，制动操纵力大；对于后者，制动力大于车轮的附着力，当制动操纵力大时，由于前后桥荷载荷转移等因素，后桥载荷减小，即后桥车轮的附着力减小，当制动力不变时，后轮会打滑，形成拖痕，严重影响车辆制动稳定性(车辆跑偏、甩尾)，造成安全隐患，同时因车轮的滑动摩擦系数小于滚动摩擦系数，打滑反而会造成制动距离更长，车轮磨损严重，寿命短。

因此，如何针对前后桥的载荷变化合理地分配前后桥的制动力，保证后桥具有适当的制动力，避免出现后桥制动不足或制动过度现象，提高车辆制动稳定性和可靠性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆的前后轮制动力分配系统，能够针对前后桥的载荷变化合理地分配前后桥的制动力，保证后桥具有适当的制动力，避免出现后桥制动不足或制动过度现象，提高车辆制动稳定性和可靠性。本发明的另一目的是提供一种车辆。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆的前后轮制动力分配系统，包括用于提供制动压力的双腔制动总泵、分别与所述双腔制动总泵上两路独立的出油口连通的前轮制动器和后轮制动器、连通于所述前轮制动器与所述双腔制动总泵其中一路出油口之间的固定比例阀，以及连通于所述后轮制动器与所述双腔制动总泵的另一路出油口之间、用于根据预设的后桥载荷变化与理想后桥制动力的对应关系控制所述双腔制动总泵对所述后轮制动器的输出压力的感载比例阀。

优选地，所述固定比例阀上设置有进油口、出油口和直通油口，且所述固定比例阀的进油口与所述双腔制动总泵的一路出油口连通，所述固定比例阀的出油口与所述前轮制动器连通，所述固定比例阀的直通油口与其进油口连通。

优选地，所述感载比例阀上设置有进油口、保护油口和出油口，所述感载比例阀的进油口与所述双腔制动总泵的出油口连通，所述感载比例阀的出油口与所述后轮制动器连通，所述感载比例阀的保护油口与所述固定比例阀的直通油口连通，且在所述固定比例阀的直通油口压力为零时，所述感载比例阀的进油口与其出油口直通。

优选地，还包括设置于后桥上、用于减缓振动的板簧和连接在所述板簧上的感载弹簧，所述感载比例阀设置在车体底架上，所述感载弹簧的另一端连接在所述感载比例阀的阀芯控制杆上，且所述感载弹簧的伸缩方向平行于所述感载比例阀的阀芯移动方向。

优选地，所述车体底架上设置有用于与所述阀芯控制杆相抵接、用于限制所述感载比例阀的最大输出压力的限位柱。

优选地，所述板簧具体包括若干层互相堆叠的弹性板。

本发明还提供一种车辆，包括车体和设置于所述车体上的前后轮制动力分配系统，其中，所述前后轮制动力分配系统具体为上述任一项所述的前后轮制动力分配系统。

优选地，所述车辆具体为工业车辆。

本发明所提供的车辆的前后轮制动力分配系统，主要包括双腔制动总泵、前轮制动器、后轮制动器、固定比例阀和感载比例阀。其中，双腔制动总泵主要用于提供制动压力，是制动系统的制动压力来源，其特点是“双腔”，即在其上同时设置有两个压力腔，并且对应设置有两个独立的出油口，其中一个出油口与前轮制动器连通，另一个出油口与后轮制动器连通。固定比例阀连通在前轮制动器与双腔制动总泵的一个出油口之间，可按照固定比例降低制动压力进行输出，由于前桥的载荷变化小，许用制动力小，且对整体制动性能影响不大，因此通过固定比例阀即可满足前轮制动器在不同载荷工况下的制动力需求。感载比例阀连通在后轮制动器与双腔制动总泵的另一路出油口之间，其主要作用与固定比例阀相同，即按照一定比例降低制动压力后再输出到后轮制动器中，不同的是，感载比例阀降低制动力的比例是能够随时变动的(0％～100％)，其变动依据是预设的后桥载荷变化与理想后桥制动力的对应关系，一般的，后桥载荷变大时，后轮附着力也变大，相应的后桥制动力需求变大，此时感载比例阀的制动压力降低比例很低，甚至为零(即不降低)；反之，当后桥载荷变小时，后轮附着力也变小，相应的后桥制动力需求变小，此时感载比例阀的制动压力降低比例适当提高。总之，感载比例阀的核心作用就是根据后桥载荷的实时变化控制双腔制动总泵对后轮制动器的输出压力，使得后轮制动器总是能够在不超过后轮附着力的情况下获得最大的制动力，实现缩短车辆制动距离、防止甩尾打滑的目的。综上所述，本发明所提供的车辆的前后轮制动力分配系统，能够针对前后桥的载荷变化合理地分配前后桥的制动力，保证后桥具有适当的制动力，避免出现后桥制动不足或制动过度现象，提高车辆制动稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式中系统液压管路连接结构示意图。

图2为图1中所示的感载比例阀在车辆上的安装结构示意图。

图3为图1中所示的感载比例阀的一种特性曲线图。

其中，图1—图2中：

双腔制动总泵—1，前轮制动器—2，后轮制动器—3，固定比例阀—4，感载比例阀—5，阀芯控制杆—501，后桥—6，车体底架—7，板簧—8，感载弹簧—9，限位柱—10。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式中系统液压管路连接结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，车辆的前后轮制动力分配系统主要包括双腔制动总泵1、前轮制动器2、后轮制动器3、固定比例阀4和感载比例阀5。

其中，双腔制动总泵1主要用于提供制动压力，是制动系统的制动压力来源，其特点是“双腔”，即在其上同时设置有两个压力腔，并且对应设置有两个独立的出油口，其中一个出油口与前轮制动器2连通，另一个出油口与后轮制动器3连通。

固定比例阀4连通在前轮制动器2与双腔制动总泵1的一个出油口之间，可按照固定比例降低制动压力进行输出，由于前桥的载荷变化小，许用制动力小，且对整体制动性能影响不大，因此通过固定比例阀4即可满足前轮制动器2在不同载荷工况下的制动力需求。

感载比例阀5连通在后轮制动器3与双腔制动总泵1的另一路出油口之间，其主要作用与固定比例阀4相同，即按照一定比例降低制动压力后再输出到后轮制动器3中，不同的是，感载比例阀5降低制动力的比例是能够随时变动的(0％～100％)，其变动依据是预设的后桥6载荷变化与理想后桥6制动力的对应关系。一般的，后桥6载荷变大时，后轮附着力也变大，相应的后桥6制动力需求变大，此时感载比例阀5的制动压力降低比例很低，甚至为零(即不降低)；反之，当后桥6载荷变小时，后轮附着力也变小，相应的后桥6制动力需求变小，此时感载比例阀5的制动压力降低比例提高。

总之，感载比例阀5的核心作用就是根据后桥6载荷的实时变化控制双腔制动总泵1对后轮制动器3的输出压力，使得后轮制动器3总是能够在不超过后轮附着力的情况下获得最大的制动力，实现缩短车辆制动距离、防止甩尾打滑的目的。

综上所述，本实施例所提供的车辆的前后轮制动力分配系统，能够针对前后桥6的载荷变化合理地分配前后桥6的制动力，保证后桥6具有适当的制动力，避免出现后桥6制动不足或制动过度现象，提高车辆制动稳定性和可靠性。

其中，关于感载比例阀5的控制依据和工作特性，可如图3所示。图上标出在两种弹簧力作用下，在特性曲线上对应P1，P2的转折点，并形成不同的输入/输出特性曲线。如对应P1转折点的特性曲线，在输入6MPa时输出3.5MPa，对应P2转折点的特性曲线，在输入6MPa时输出6MPa。不同的弹簧力，曲线对应的转折点不同。

在关于固定比例阀4的一种优选实施方式中，该固定比例阀4上设置有进油口和出油口。其中，其进油口与双腔制动总泵1的一路出油口连通，其出油口与前轮制动器2连通，如此，从双腔制动总泵1的其中一个出油口(压力为P1)中流出的压力油，即可进入到固定比例阀4的进油口中，在固定比例阀4中经过阀芯比例降压后从其出油口(压力为P11)中流出，并进入到前轮制动器2中。

另外，在固定比例阀4上还设置有直通油口，该直通油口与其进油口连通，不经过阀芯的降压作用，也就是说，直通油口的压力与进油口的压力相等，均为P1，其所起作用将在后续内容中论述。

在关于感载比例阀5的一种优选实施方式中，该感载比例阀5上设置有进油口、出油口和保护油口。其中，其进油口的双腔制动总泵1的出油口连通，其出油口与后轮制动器3连通，如此，从双腔制动总泵1的另一个出油口(压力为P2)中流出的压力油，即可进入到感载比例阀5的进油口中，在感载比例阀5中经过阀芯比例降压后从其出油口(压力为P21)中流出，并进入到后轮制动器3中。保护油口是感载比例阀5的特殊油口，其与固定比例阀4的直通油口连通，当固定比例阀4的直通油口中的压力正常时，为感载比例阀5提供基准工作压力，保证阀芯能够在阀体内正常往复移动，使得感载比例阀5具有正常的感载、分配压力功能。而当固定比例阀4的直通油口中的压力为零(或接近于零)时，阀芯被限制在预设位置，失去感载和压力分配功能，此时感载比例阀5的进油口与出油口直接连通，也就是P21＝P2，在此种情况下保证后轮制动器3具有最大的制动压力。

如图2所示，图2为图1中所示的感载比例阀在车辆上的安装结构示意图。

另外，为方便感载比例阀5能够感应后桥6的载荷变化而分配制动压力，本实施例在感载比例阀5上设置了感载弹簧9，同时在后桥6上设置有用于减缓振动的板簧8。具体的，该感载弹簧9的一端连接在板簧8上，该感载弹簧9的另一端连接在感载比例阀5的阀芯控制杆501上，而感载比例阀5本身设置在车体底架7上。同时，该感载弹簧9的伸缩方向平行于感载比例阀5的阀芯移动方向。如此，由于感载弹簧9的两端连接在感载比例阀5和板簧8上，因此，当后桥6的载荷发生转移或变化时，车体底架7与后桥6之间的间距将相应变化(增大或减小)，而板簧8与感载比例阀5之间的间距也同样发生变化，在此变化过程中，感载弹簧9的两端将产生拉伸或压缩，其弹力增大或减小。

重要的是，感载弹簧9连接在感载比例阀5的阀芯控制杆501上，该阀芯控制杆501内部与阀芯(如柱塞等)连接，主要用于控制阀芯在阀体内的移动状态。当阀芯控制杆501受到外力时，阀芯控制杆501上的合力状态将反应到阀芯上，进而推动阀芯在阀体内正向或反向移动。因此，在感载弹簧9的弹力发生变化时，阀芯控制杆501上的合力也同样发生变化，进而对阀芯产生相应的推动力，使得阀芯移动到阀体内的对应位置处，利用阀芯上的差径面积实现输入压力与输出压力的分配。

比如，当桥荷前移时(制动状态)，驱动桥荷变小，在板簧8的弹性作用下，后桥6与车体底架7的距离变大，感载弹簧9拉长，弹力变大，作用在阀芯控制杆501上的力F(合)也变大，最大输出油压变小，制动力随之减小。反之，当桥荷后移时(过坑或上坡等状态)，驱动桥荷变大，在板簧8的弹性作用下，后桥6与车体底架7的距离变小，感载弹簧9拉伸量变小，弹力变小，作用在阀芯控制杆501上的力F(合)也变小，最大输出油压变大，制动力随之增加。

另外，考虑到后轮制动器3的制动压力承载极限，本实施例在车体底架7上设置了限位柱10。具体的，该限位柱10的顶端可连接在车体底架7上，而其底端垂直向下延伸，并且正对着感载比例阀5上的阀芯控制杆501。当后桥6载荷过大、弹力非常小时，车体底架7下沉距离较大，导致限位柱10的底端与阀芯控制杆501相抵接，此时阀芯控制杆501将保持在当前位置，并且作用在阀芯控制杆501上的力F(合)将保持固定，使得感载比例阀5保持固定最大输出油压。

在关于板簧8的一种优选实施方式中，该板簧8具体可包括若干层互相堆叠的弹性板，比如钢板等。

本实施例还提供一种车辆，主要包括车体和设置在车体上的前后轮制动力分配系统，其中，该前后轮制动力分配系统的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

需要说明的是，本实施例中所述车辆，具体指的是工程中使用的牵引车辆。当然，其余类型的工程车辆也同样可以采用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种车辆的前后轮制动力分配系统，其特征在于，包括用于提供制动压力的双腔制动总泵（1）、分别与所述双腔制动总泵（1）上两路独立的出油口连通的前轮制动器（2）和后轮制动器（3）、连通于所述前轮制动器（2）与所述双腔制动总泵（1）其中一路出油口之间的固定比例阀（4），以及连通于所述后轮制动器（3）与所述双腔制动总泵（1）的另一路出油口之间、用于根据预设的后桥载荷变化与理想后桥制动力的对应关系控制所述双腔制动总泵（1）对所述后轮制动器（3）的输出压力的感载比例阀（5），所述感载比例阀（5）在不同弹簧力作用下形成不同的输入/输出特性曲线。

2.根据权利要求1所述的前后轮制动力分配系统，其特征在于，所述固定比例阀（4）上设置有进油口、出油口和直通油口，且所述固定比例阀（4）的进油口与所述双腔制动总泵（1）的一路出油口连通，所述固定比例阀（4）的出油口与所述前轮制动器（2）连通，所述固定比例阀（4）的直通油口与其进油口连通。

3.根据权利要求2所述的前后轮制动力分配系统，其特征在于，所述感载比例阀（5）上设置有进油口、保护油口和出油口，所述感载比例阀（5）的进油口与所述双腔制动总泵（1）的出油口连通，所述感载比例阀（5）的出油口与所述后轮制动器（3）连通，所述感载比例阀（5）的保护油口与所述固定比例阀（4）的直通油口连通，且在所述固定比例阀（4）的直通油口压力为零时，所述感载比例阀（5）的进油口与其出油口直通。

4.根据权利要求1-3任一项所述的前后轮制动力分配系统，其特征在于，还包括设置于后桥（6）上、用于减缓振动的板簧（8）和连接在所述板簧（8）上的感载弹簧（9），所述感载比例阀（5）设置在车体底架（7）上，所述感载弹簧（9）的另一端连接在所述感载比例阀（5）的阀芯控制杆（501）上，且所述感载弹簧（9）的伸缩方向平行于所述感载比例阀（5）的阀芯移动方向。

5.根据权利要求4所述的前后轮制动力分配系统，其特征在于，所述车体底架（7）上设置有用于与所述阀芯控制杆（501）相抵接、用于限制所述感载比例阀（5）的最大输出压力的限位柱（10）。

6.根据权利要求5所述的前后轮制动力分配系统，其特征在于，所述板簧（8）具体包括若干层互相堆叠的弹性板。

7.一种车辆，包括车体和设置于所述车体上的前后轮制动力分配系统，其特征在于，所述前后轮制动力分配系统具体为权利要求1-6任一项所述的前后轮制动力分配系统。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆具体为工业车辆。

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