CN109515416A - 大功率柴油汽车液压制动惯性助力器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大功率柴油汽车液压制动惯性助力器，汽车后桥上固定减速器（12），汽车传动轴（9）串联传动轴齿轮（10），减速器输入齿轮（11）啮合传动轴齿轮（10），减速器输出轴上安装惯性盘（5）并悬挂凸轮盘（4），制动钳（3）固定在凸轮盘（4）下部，惯性盘（5）放入制动钳（3）口内，制动钳（3）连接制动总泵（2）活塞，制动总泵（2）活塞连杆连接制动踏板（1），凸轮盘（4）的凹槽内安装滚轮（8），三角板杠杆（7）顶角固定滚轮（8）上，三角板杠杆（7）的一底角连接助力泵（6）活塞顶杆，助力泵（6）活塞连接制动器分泵。本发明有充足力源提供制动器制动，进退制动灵活，制动不消耗燃料，制动效能和安全系数好。

Description

大功率柴油汽车液压制动惯性助力器

技术领域

本发明涉及汽车配件，具体涉及一种大功率柴油汽车液压制动惯性助力器。

背景技术

大中型客货汽车都是气压制动的柴油汽车，气压制动系统在制动时，首先要将储气罐内的高压气体迅速充入制动分室内，让凸轮轴支撑制动蹄与制动鼓摩擦制动，制动分室内气压由零上升到8kg/cm²以上，需要占用一定的时间才能充足。而凸轮轴支撑制动蹄前，必需先克服两个制动蹄回位弹簧125kg的拉力后，才能挤压制动蹄与制动鼓摩擦制动，这也要占用一定的时间。

从踩下制动踏板到制动蹄与制动鼓摩擦前，这段时间是制动器起作用时间。有关资料表明，制动器起作用时间是0.3-0.9秒，这是气体有可压缩性和制动系统结构形成的，无法改变。

假设汽车在100km/h速度中制动，制动器起作用时间，按最快0.5秒计算产生的距离是：1000m×100÷60÷60×0.5=13.8m。由此可见，从驾驶员踩下制动踏板开始，到制动蹄压上制动鼓止，在这段制动器起作用时间内，汽车已经向前滚动了13.8m。这段距离内，驾驶员意识中是刹车了，而实际上并未刹车，这虽不是制动的距离，但在理论方面属于制动距离，因为测算任何车辆制动时间和制动距离，都是从踩下制动踏板的刹车灯亮开始、到汽车停车为止，计算它的制动时间和轮胎拖印。如果制动器起作用时间是0.9秒，它的距离便是29.99m，多危险！这段距离的存在，就是汽车发生交通事故的主要原因。

以前，汽车发动机功率较小跑不快，而且路面不平路况很差，汽车只能慢慢行驶，虽然制动器起作用时间较长，也还能凑合使用，而交通事故却也很少发生。原因是：路上汽车少、路面不好跑、汽车跑不快，所以事故少。

1978年以后，首先提出“要想富、先修路”口号，全国各地投入大量人力、物力和资金，修建一级公路和高速公路，大中型客货汽车也都改用了大功率的发动机。时代变了，路好跑了，车速也高了，而汽车的制动系统却没有变化。仍然使用迟钝的气压制动系统，太不相称了！这个动力大制动慢的汽车，怎么敢放心大胆地开快呢；众所周知：一个具有优良动力性的汽车，而缺乏可靠的制动性，再优良的动力性也是不能发挥的。所以，交通管理部门只好采用“限速行驶”的方法，达到减少交通事故的目的。从理论上分析：“限速”是一种消极无奈之举，压制了汽车运输生产力的发展，“限速行驶”不但浪费汽车燃料，也浪费运输时间，更辜负了修建高速公路的意义。取消“限速”的唯一办法：只有设法提高汽车的制动效能和安全系统，才能提高汽车和公路的运输生产力，又能保护驾乘人员生命财产的安全。

气压制动系统另一个缺点就是浪费燃料。在汽车发动机的机体上，固定了一台空气压缩机，专门向储气罐内充气，保证制动分室有充足的气压制动。空气压缩机皮带盘与发动机皮带盘永远是一个分不开的整体，只要发动机一启动，便牵引空气压缩机旋转。所以，发动机牵引空气压缩机旋转，需要消耗一定量的柴油，才能保持储气罐内有足够的气压备用。一台空气压缩机约1kw功率，充气一天大约消耗2kg柴油，一年消耗600kg的柴油，如果按2000万辆汽车计算，每年空气压缩机就浪费1200万吨的柴油；多可惜。

载量大的汽车在高速公路上快速行驶，制动时惯性很大，必须要有优良的制动系统克服惯性，才能让汽车在较短的距离内停车。根据以上分析认为：气压制动系统在使用中，由于制动器起作用时间太长，加之它浪费燃料相当严重，不能再用于大功率汽车制动，应该停止气压制动系统在汽车上继续使用，改用新型高科技制动系统。

发明内容

本发明的目的是：设计一种大功率柴油汽车液压制动惯性助力器，具备以下条件：第一，制动系统有充足的力源提供制动器制动；第二，制动器起作用时间不大于0.15秒；第三，制动器对汽车进退制动灵活；第四，制动系统不消耗燃料；第五，制动系统在制动中的制动效能和安全系数都很好。

本发明的技术解决方案是：该大功率柴油汽车液压制动惯性助力器包括制动踏板、制动总泵、制动钳、凸轮盘、惯性盘、助力泵、三角板杠杆、滚轮、汽车传动轴、传动轴齿轮和减速器，在汽车后桥上部固定一个支架安装减速器，汽车传动轴与后桥连接的万向节中串联固定一个传动轴齿轮，减速器的减速器输入齿轮啮合汽车传动轴上的传动轴齿轮，减速器的伸出壳体外的减速器输出轴的一侧轴头上安装惯性盘，并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘，制动钳固定在凸轮盘下部利用自重永远下垂，惯性盘放入制动钳的口内并能在制动钳的口内旋转，制动钳连接制动总泵的活塞，制动总泵的活塞连杆连接制动踏板，凸轮盘上端的凹槽内安装滚轮，三角板杠杆的顶角固定在滚轮上，三角板杠杆的其中一底角连接助力泵的活塞顶杆，助力泵的活塞连接若干个制动器分泵。

其中，三角板杠杆是传递凸轮盘推力的，若改变三角板杠杆的重点和力点位置，调整三角板杠杆的杠杆比，可以提高助力泵的活塞推力。

其中，助力泵的内径和长度，根据车轮制动器的数量而定；车轮制动器越多，助力泵的体积越大，输出的制动液也越多；助力泵输出的液压越大，车轮制动器的制动力也越大。

本发明的另一技术解决方案是：“惯性助力器”由二组结构类似的助力装置构成，减速器的伸出壳体外的减速器输出轴的两侧轴头上分别安装一号助力装置和二号助力装置；所述的一号助力装置包括制动踏板、制动总泵、制动钳、凸轮盘、惯性盘、助力泵、三角板杠杆、滚轮、汽车传动轴、传动轴齿轮和减速器，在汽车后桥上部固定一个支架安装减速器，汽车传动轴与后桥连接的万向节中串联固定一个传动轴齿轮，减速器的减速器输入齿轮啮合汽车传动轴上的传动轴齿轮，减速器的伸出壳体外的减速器输出轴的一侧轴头上安装惯性盘，并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘，制动钳固定在凸轮盘下部利用自重永远下垂，惯性盘放入制动钳的口内并能在制动钳的口内旋转，制动钳连接制动总泵的活塞，制动总泵的活塞连杆连接制动踏板，凸轮盘上端的凹槽内安装滚轮，三角板杠杆的顶角固定在滚轮上，三角板杠杆的其中一底角连接助力泵的活塞顶杆；所述的二号助力装置包括制动钳、凸轮盘、惯性盘、助力泵、三角板杠杆、滚轮，减速器的伸出壳体外的减速器输出轴的另一侧轴头上安装惯性盘，并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘，制动钳固定在凸轮盘下部利用自重永远下垂，惯性盘放入制动钳的口内并能在制动钳的口内旋转，制动钳连接助力泵的活塞，凸轮盘上端的凹槽内安装滚轮，三角板杠杆的顶角固定在滚轮上，三角板杠杆的其中一底角连接助力泵的活塞顶杆，助力泵的活塞连接若干个制动器分泵。

本发明的优点是：

1、从制动踏板下的制动总泵到制动钳、助力泵直至制动器分泵，全部采用液压传动方式，充分发挥液压制动的优点，减少制动器起作用时间。

2、汽车惯性的能量，与它的质量和速度有直接关系；任何运动的物体，都会产生一定量的惯性，计算惯性能量的公式是：“质量×秒速=惯性”，这是一个永恒的定理；假设：5000kg的汽车在60km/h的速度中制动，需要克服惯性的能量是：5000kg×（60000÷60÷60）=83333kg，多么强大的能量！已经超过汽车自重的16倍以上！由此可见，惯性助力器的惯性盘与制动钳摩擦产生的拉力，那怕只有惯性能量的1‰，助力泵的活塞获得的推力也是很大的，所以：“惯性助力器”提供给制动器的制动力源很充足，这就是利用汽车惯性，克服汽车惯性的制动方式，惯性越大，制动力也越大，永远是正比例。

3、使用惯性制动后，各车轮制动器改用盘式制动，不再使用鼓式制动器，不会影响汽车的加速度和减速度。

4、在惯性助力器中，制动钳接受制动总泵输入的液压后，便夹紧惯性盘摩擦，其实这也是一个制动器，也对车辆产生制动作用。

5、凸轮盘的上半径两侧弧度相等，滚轮无论被凸轮盘的上半径那侧挤压，都会向上移动，所以惯性制动对汽车的进退制动效果相同。

6、惯性助力器中，减速器是决定惯性盘转速的主要装置；制动钳夹惯性盘摩擦中，如果惯性盘转速太快，制动钳与惯性盘的摩擦系数不大，致使惯性盘拖带制动钳和凸轮盘的拉力不大，凸轮盘挤压滚轮的推力也不大，三角板杠杆推助力泵的活塞的压力也不大，助力泵输入车轮制动器的制动钳的液压也不大，最终产生车轮制动器的制动力不足，刹不住汽车现象；所以，惯性盘转速不能太快；惯性盘低速旋转，可以提高它与制动钳的摩擦系数，获得较大的推力，从而也提高了车轮制动器的制动力，这是“静摩擦系数大于动摩擦系数”真理决定的；但是，惯性盘转速太慢会增加制动时间，加大制动距离；汽车传动轴与车轮转速比约4：1，车轮滚1圈，汽车传动轴旋转4圈；设车轮外径是0.8m，滚1圈距离是2.5m；制动钳夹紧惯性盘一起转动产生拉力，其实并不要1圈，只要惯性盘转1/8圈即可产生拉力，牵引制动钳和凸轮盘转动；而凸轮盘只要转动15°便产生了推力（时间约0.015秒），挤压滚轮推动三角板杠杆；如果将减速器与汽车传动轴的减速比定为1：8计算：那么惯性盘转1圈=汽车传动轴转8圈=车轮转2圈；即惯性盘1/8圈=汽车传动轴1圈=车轮1/4圈，滚动距离约0.7m，再计算一下0.7m起作用时间是多少；设汽车在60km/h速度中制动，0.7m的时间是：1000m×60÷60÷60=16.6m/s，0.7÷16.6=0.04秒；惯性助力器起作用时间为：0.04秒+0.015秒=0.055秒，不大于0.15秒。

7、汽车使用惯性制动后，不等于完好无缺；由于惯性制动灵敏度很高，驾驶员很难准确控制，制动踏板力一旦过大，车轮制动器便会抱死车轮拖滑，容易发生跑偏、侧滑现象，这是极其危险的现象；所以，汽车还必需加装ABS调整车轮制动器制动力，提高汽车制动的安全系数和制动效能，二者结合便是一个十分完美的制动系统。

8、重型“柴油汽车”载量很大，制动时的惯性也很大，汽车的制动车轮较多，制动时仅靠助力泵输入各轮制动器分泵的液压制动，克服不了强大的惯性，必需要再次提高制动器分泵的液压，才能满足制动要求；所以，重型“柴油汽车”的“惯性助力器”由二组相同结构的惯性助力装置构成，第一助力泵与第二制动钳连接，提高第二制动钳液压与第二惯性盘摩擦产生更大的推力，从而使第二助力泵产生更大液压输出，第二助力泵与各车轮制动分泵连接，使各轮制动器分泵获得高压制动液制动；在重型“柴油汽车”的“惯性助力器”中，两次利用惯性提高制动液压，保证车轮制动器有很大的液压产生制动力制动。

9、本发明提高了制动器的制动效能和安全系数，减少了交通事故的发生，保护了驾乘人员生命财产的安全，提高了汽车和高速公路的运输生产率。

10、采用本发明后，汽车发动机摘除了空气压缩机，减少了发动机的负荷，可以较大地减少燃料消耗，使发动机取得“节能减排”的巨大成功，本发明具有很高的社会价值和经济价值，将会把我国汽车工业技术推向世界汽车技术的先进行列。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一；

图2为本发明的结构示意图之二。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术解决方案，但不能理解为是对技术方案的限制，在此基础上的等同改进皆属于本发明的保护范围。

如图1所示，该大功率柴油汽车液压制动惯性助力器包括制动踏板1、制动总泵2、制动钳3、凸轮盘4、惯性盘5、助力泵6、三角板杠杆7、滚轮8、汽车传动轴9、传动轴齿轮10和减速器12，在汽车后桥上部固定一个支架安装减速器12，汽车传动轴9与后桥连接的万向节中串联固定一个传动轴齿轮10，减速器12的减速器输入齿轮11啮合汽车传动轴9上的传动轴齿轮10，减速器12的伸出壳体外的减速器输出轴的一侧轴头上安装惯性盘5，并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘4，制动钳3固定在凸轮盘4下部利用自重永远下垂，惯性盘5放入制动钳3的口内并能在制动钳3的口内旋转，制动钳3连接制动总泵2的活塞，制动总泵2的活塞连杆连接制动踏板1，凸轮盘4上端的凹槽内安装滚轮8，三角板杠杆7的顶角固定在滚轮8上，三角板杠杆7的其中一底角连接助力泵6的活塞顶杆，助力泵6的活塞连接若干个制动器分泵。

其中，三角板杠杆7是传递凸轮盘4推力的，若改变三角板杠杆7的重点和力点位置，调整三角板杠杆7的杠杆比，可以提高助力泵6的活塞推力。

其中，助力泵6的内径和长度，根据车轮制动器的数量而定；车轮制动器越多，助力泵6的体积越大，输出的制动液也越多；助力泵6输出的液压越大，车轮制动器的制动力也越大。

制动时，当驾驶员踩下制动踏板1向制动总泵2的活塞施加压力后，制动总泵2便将较大液压的制动液输入制动钳3内，使制动钳3夹紧旋转中的惯性盘5，惯性盘5拖带制动钳3和凸轮盘4一同转动，凸轮盘4转动时便挤压滚轮8向上移动，由于滚轮8与助力泵6活塞顶杆都固定在三角板杠杆7上，一旦滚轮8向上移动，助力泵6的活塞顶杆必然挤压助力泵的活塞，助力泵6便向各个制动器分泵输入较大液压的制动液，让车轮制动器的制动钳夹紧制动盘制动。

如图2所示，本发明的另一技术解决方案是：“惯性助力器”由二组结构类似的助力装置构成，减速器12的伸出壳体外的减速器输出轴的两侧轴头上分别安装一号助力装置和二号助力装置；所述的一号助力装置包括制动踏板1、制动总泵2、制动钳3a、凸轮盘4a、惯性盘5a、助力泵6a、三角板杠杆7a、滚轮8a、汽车传动轴9、传动轴齿轮10和减速器12，在汽车后桥上部固定一个支架安装减速器12，汽车传动轴9与后桥连接的万向节中串联固定一个传动轴齿轮10，减速器12的减速器输入齿轮11啮合汽车传动轴9上的传动轴齿轮10，减速器12的伸出壳体外的减速器输出轴的一侧轴头上安装惯性盘5a，并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘4a，制动钳3a固定在凸轮盘4a下部利用自重永远下垂，惯性盘5a放入制动钳3a的口内并能在制动钳3a的口内旋转，制动钳3a连接制动总泵2的活塞，制动总泵2的活塞连杆连接制动踏板1，凸轮盘4a上端的凹槽内安装滚轮8a，三角板杠杆7a的顶角固定在滚轮8a上，三角板杠杆7a的其中一底角连接助力泵6a的活塞顶杆；所述的二号助力装置包括制动钳3b、凸轮盘4b、惯性盘5b、助力泵6b、三角板杠杆7b、滚轮8b，减速器12的伸出壳体外的减速器输出轴的另一侧轴头上安装惯性盘5b，并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘4b，制动钳3b固定在凸轮盘4b下部利用自重永远下垂，惯性盘5b放入制动钳3b的口内并能在制动钳3b的口内旋转，制动钳3b连接助力泵6a的活塞，凸轮盘4b上端的凹槽内安装滚轮8b，三角板杠杆7b的顶角固定在滚轮8b上，三角板杠杆7b的其中一底角连接助力泵6b的活塞顶杆，助力泵6b的活塞连接若干个制动器分泵c。

制动时，当驾驶员踩下制动踏板1向制动总泵2的活塞施加压力后，制动总泵2便将较大液压的制动液输入制动钳3a内，使制动钳3a夹紧旋转中的惯性盘5a，惯性盘5a拖带制动钳3a和凸轮盘4a一同转动，凸轮盘4a转动时便挤压滚轮8a向上移动，由于滚轮8a与助力泵6a活塞顶杆都固定在三角板杠杆7a上，一旦滚轮8a向上移动，助力泵6a的活塞顶杆必然挤压助力泵的活塞，助力泵6a便将较大液压的制动液输入制动钳3b内，使制动钳3b夹紧旋转中的惯性盘5b，惯性盘5b拖带制动钳3b和凸轮盘4b一同转动，凸轮盘4b转动时便挤压滚轮8b向上移动，由于滚轮8b与助力泵6b活塞顶杆都固定在三角板杠杆7b上，一旦滚轮8b向上移动，助力泵6b的活塞顶杆必然挤压助力泵的活塞，助力泵6b向各个制动器分泵c输入较大液压的制动液，让车轮制动器的制动钳夹紧制动盘制动。

Claims (4)

1.大功率柴油汽车液压制动惯性助力器，其特征是：该助力器包括制动踏板（1）、制动总泵（2）、制动钳（3）、凸轮盘（4）、惯性盘（5）、助力泵（6）、三角板杠杆（7）、滚轮（8）、汽车传动轴（9）、传动轴齿轮（10）和减速器（12），在汽车后桥上部固定一个支架安装减速器（12），汽车传动轴（9）与后桥连接的万向节中串联固定一个传动轴齿轮（10），减速器（12）的减速器输入齿轮（11）啮合汽车传动轴（9）上的传动轴齿轮（10），减速器（12）的伸出壳体外的减速器输出轴的一侧轴头上安装惯性盘（5），并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘（4），制动钳（3）固定在凸轮盘（4）下部利用自重永远下垂，惯性盘（5）放入制动钳（3）的口内并能在制动钳（3）的口内旋转，制动钳（3）连接制动总泵（2）的活塞，制动总泵（2）的活塞连杆连接制动踏板（1），凸轮盘（4）上端的凹槽内安装滚轮（8），三角板杠杆（7）的顶角固定在滚轮（8）上，三角板杠杆（7）的其中一底角连接助力泵（6）的活塞顶杆，助力泵（6）的活塞连接若干个制动器分泵。

2.根据权利要求1所述的大功率柴油汽车液压制动惯性助力器，其特征是：三角板杠杆（7）是传递凸轮盘（4）推力的，若改变三角板杠杆（7）的重点和力点位置，调整三角板杠杆（7）的杠杆比，提高助力泵（6）活塞推力。

3.根据权利要求1所述的大功率柴油汽车液压制动惯性助力器，其特征是：助力泵（6）的内径和长度，根据车轮制动器的数量而定；车轮制动器越多，助力泵（6）的体积越大，输出的制动液也越多；助力泵（6）输出的液压越大，车轮制动器的制动力也越大。

4.大功率柴油汽车液压制动惯性助力器，其特征是：该助力器由二组结构类似的助力装置构成，减速器（12）的伸出壳体外的减速器输出轴的两侧轴头上分别安装一号助力装置和二号助力装置；所述的一号助力装置包括制动踏板（1）、制动总泵（2）、制动钳（3a）、凸轮盘（4a）、惯性盘（5a）、助力泵（6a）、三角板杠杆（7a）、滚轮（8a）、汽车传动轴（9）、传动轴齿轮（10）和减速器（12），在汽车后桥上部固定一个支架安装减速器（12），汽车传动轴（9）与后桥连接的万向节中串联固定一个传动轴齿轮（10），减速器（12）的减速器输入齿轮（11）啮合汽车传动轴（9）上的传动轴齿轮（10），减速器（12）的伸出壳体外的减速器输出轴的一侧轴头上安装惯性盘（5a），并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘（4a），制动钳（3a）固定在凸轮盘（4a）下部利用自重永远下垂，惯性盘（5a）放入制动钳（3a）的口内并能在制动钳（3a）的口内旋转，制动钳（3a）连接制动总泵（2）的活塞，制动总泵（2）的活塞连杆连接制动踏板（1），凸轮盘（4a）上端的凹槽内安装滚轮（8a），三角板杠杆（7a）的顶角固定在滚轮（8a）上，三角板杠杆（7a）的其中一底角连接助力泵（6a）的活塞顶杆；所述的二号助力装置包括制动钳（3b）、凸轮盘（4b）、惯性盘（5b）、助力泵（6b）、三角板杠杆（7b）、滚轮（8b），减速器（12）的伸出壳体外的减速器输出轴的另一侧轴头上安装惯性盘（5b），并在轴孔凸出的外圆台阶上悬挂凸轮盘（4b），制动钳（3b）固定在凸轮盘（4b）下部利用自重永远下垂，惯性盘（5b）放入制动钳（3b）的口内并能在制动钳（3b）的口内旋转，制动钳（3b）连接助力泵（6a）的活塞，凸轮盘（4b）上端的凹槽内安装滚轮（8b），三角板杠杆（7b）的顶角固定在滚轮（8b）上，三角板杠杆（7b）的其中一底角连接助力泵（6b）的活塞顶杆，助力泵（6b）的活塞连接若干个制动器分泵。