CN113353039A - 一种车辆刹车失效紧急保护系统 - Google Patents

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CN113353039A CN202110835296.9A CN202110835296A CN113353039A CN 113353039 A CN113353039 A CN 113353039A CN 202110835296 A CN202110835296 A CN 202110835296A CN 113353039 A CN113353039 A CN 113353039A
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张亚炎
田海峰
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Abstract

本发明公开了一种车辆刹车失效紧急保护系统，属于汽车制动领域，通过在现有的刹车卡钳的基础上创造性的加入紧急制动器来为汽车制动系统添加第三道保护，一定程度上避免了刹车失效带来的伤害，紧急制动器通过监测活塞的位移来判断刹车是否失效，并以此触发点火器来将火药引燃，利用火药燃烧时的高温使叠氮化钠块分解出氮气，大量的氮气进入到刹车卡钳的油道中，利用气体压力挤压刹车油，从而让活塞移动使刹车片与刹车盘摩擦，在刹车总泵或分泵和刹车油及其管路失效时可起到紧急制动的作用，有效保护了乘客的安全，另外当车辆发生碰撞后也可触发紧急制动器来对车辆进行制动，避免二次伤害。

Description

一种车辆刹车失效紧急保护系统
技术领域
本发明涉及汽车制动领域，更具体地说，涉及一种车辆刹车失效紧急保护系统。
背景技术
汽车制动系统是指为了在技术上保证汽车的安全行驶，提高汽车的平均速度等，而在汽车上安装制动装置专门的制动机构。一般来说汽车制动系统包括行车制动装置和停车制动装置两套独立的装置。其中行车制动装置是由驾驶员用脚来操纵的，故又称脚制动装置。停车制动装置是由驾驶员用手操纵的，故又称手制动装置。行车制动装置的功用是使正在行驶中的汽车减速或在最短的距离内停车。而停车制动装置的功用是使已经停在各种路面上的汽车保持不动。但是，有时在紧急情况下，两种制动装置可同时使用而增加汽车制动的效果。有些特殊用途的汽车和经常在山区行驶的汽车，长期而又频繁地制动将导致行车制动装置过热，因此在这些汽车上往往增设各种不同型式的辅助制动装置，以便在下坡时稳定车速。
刹车的重要性即使不在此赘述都知道其到底有多重要，虽然刹车只是车辆的一个组成部分，但是一旦刹车出现故障，后果是难以想象的。造成刹车失效的原因有多种，主要有一：对刹车系统缺乏必要的保养，刹车总泵里的杂质太多，密封不严、真空助力泵失效、刹车油过脏或几种刹车油混合使用后出现的气阻、刹车总泵或分泵漏油、储气罐或管路借口漏气；二：由于操作不当导致机件失灵，如长时间下坡会使刹车片摩擦生热、刹车毂碳化、刹车功能完全失效；三：由于严重超载，在重力加速的作用下，嘉达了车辆运动惯性，直接导致刹车失灵。
刹车装置主要分为蝶式(盘式)和鼓式两种，对于蝶式刹车盘来说不论因何种原因导致的刹车失效，最终都会造成刹车卡钳中的活塞无法带动刹车片前进，目前装有蝶式刹车装置的车辆都有两种紧急制动装置，手刹和发动机制动，但是对于新手和经验不足的女性司机来说手刹和发动机制动并不能及时的解决刹车失效的问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种车辆刹车失效紧急保护系统，通过在现有的刹车卡钳的基础上创造性的加入紧急制动器来为汽车制动系统添加第三道保护，一定程度上避免了刹车失效带来的伤害，紧急制动器通过监测活塞的位移来判断刹车是否失效，并以此触发点火器来将火药引燃，利用火药燃烧时的高温使叠氮化钠块分解出氮气，大量的氮气进入到刹车卡钳的油道中，利用气体压力挤压刹车油，从而让活塞移动使刹车片与刹车盘摩擦，在刹车总泵或分泵和刹车油及其管路失效时可起到紧急制动的作用，有效保护了乘客的安全，另外当车辆发生碰撞后也可触发紧急制动器来对车辆进行制动，避免二次伤害。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种车辆刹车失效紧急保护系统，包括紧急制动系统，所述紧急制动系统包括刹车模块、反馈模块和触发模块，所述刹车模块包括油刹机构和手刹机构，所述反馈模块包括安装于刹车卡钳活塞上的位移传感器，所述触发模块包括安装于刹车卡钳上的紧急制动器；
所述紧急制动器包括气体发生器，所述气体发生器通过螺栓与刹车卡钳固定连接，所述气体发生器的内部开设有气体发生腔，且气体发生腔的顶部安装有与触发模块电连接的点火器，所述气体发生腔的内部固定连接有气体隔绝壳，且气体隔绝壳靠近点火器的侧壁开设有引火口，所述气体隔绝壳靠近引火口的内部填充有火药，且气体隔绝壳的内部还填充有叠氮化钠块，所述气体发生腔的下端连通有出气口，且出气口的内壁卡接有封气块，所述气体隔绝壳位于出气口两侧的内壁均开设有检测腔，所述检测腔中镶嵌有滤水器，且位于检测腔中的滤水器一端铺洒有钠粉，所述检测腔的位于滤水器上浮的内壁固定连接有触发罩，且检测腔位于触发罩上方的内壁安装有与触发模块电连接的压力传感器。
进一步的，所述叠氮化钠块将火药包裹住，这样是为了火药燃烧时产生的火苗蹿入到刹车卡钳的油道中而引燃刹车油，且叠氮化钠块与火药的填充比例为5:1，既要保证能产生大量的氮气来挤压刹车油，又要避免火药燃烧太剧烈而引燃刹车油，因此采用此混合比例最为合适。
进一步的，所述滤水器包括吸水球，所述吸水球由外部球段、中部圆柱段和内部平板段组成，所述外部球段的外表面镶嵌有多个导水件，导水件用于吸收刹车油中的水分，并以此传递给吸水球。
进一步的，所述吸水球和导水件均采用不吸油的高吸水性材质，所述吸水球的吸水性大于导水件的吸水性，是为了保证水分能被引到内部与钠粉反应产生氢气。
进一步的，所述封气块的下端通过连接绳与出气口的内壁固定连接，是为了在更换气体发生器时能连带着把封气块取出来，以免封气块进入到刹车卡钳后而影响其正常工作，所述封气块的两侧侧壁均固定连接有弹性卡块，且出气口的内壁开设有与弹性卡块匹配的卡槽。
进一步的，所述弹性卡块包括半球形的高摩擦性的包覆层，高摩擦性是为了在刹车卡钳正常工作时，刹车油的油压将封气块挤入气体发生器的内部，且包覆层的内部填充有弱弹性材料，使其保持一定的弹性，确保在氮气产生时能将封气块挤出来。
进一步的，所述气体隔绝壳靠近引火口的外侧壁固定连接有圈火罩，且点火器贯穿至圈火罩内部，这样是为了点火器的火焰能快速引燃火药。
进一步的，所述刹车卡钳靠近气体发生器的内壁固定连接有开设有贯穿孔的密封罩，且气体发生器贯穿密封罩，当插入气体发生器时，由于硅胶的贴合性比较好，因此在气体发生器穿过密封罩上的孔时能起到很好的密封作用，避免发生漏油。
进一步的，所述触发罩采用高弹性材料，且触发罩位于压力传感器下方的外表面镶嵌有金属触碰片，当水与钠粉反应时，产生的大量氢气使触发罩膨胀，从而让金属触碰片触发压力传感器。
进一步的，所述紧急制动系统还包括碰撞报警模块，且碰撞报警模块与点火器电连接，碰撞报警模块在车辆发生碰撞后启动紧急制动器对车辆进行减速，避免乘客受到二次伤害。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过在现有的刹车卡钳的基础上创造性的加入紧急制动器来为汽车制动系统添加第三道保护，一定程度上避免了刹车失效带来的伤害，紧急制动器通过监测活塞的位移来判断刹车是否失效，并以此触发点火器来将火药引燃，利用火药燃烧时的高温使叠氮化钠块分解出氮气，大量的氮气进入到刹车卡钳的油道中，利用气体压力挤压刹车油，从而让活塞移动使刹车片与刹车盘摩擦，在刹车总泵或分泵和刹车油及其管路失效时可起到紧急制动的作用，有效保护了乘客的安全，另外当车辆发生碰撞后也可触发紧急制动器来对车辆进行制动，避免二次伤害。
(2)叠氮化钠块将火药包裹住，这样是为了火药燃烧时产生的火苗蹿入到刹车卡钳的油道中而引燃刹车油，且叠氮化钠块与火药的填充比例为5:1，既要保证能产生大量的氮气来挤压刹车油，又要避免火药燃烧太剧烈而引燃刹车油，因此采用此混合比例最为合适。
(3)滤水器包括吸水球，吸水球由外部球段、中部圆柱段和内部平板段组成，外部球段的外表面镶嵌有多个导水件，导水件用于吸收刹车油中的水分，并以此传递给吸水球。
(4)吸水球和导水件均采用不吸油的高吸水性材质，吸水球的吸水性大于导水件的吸水性，是为了保证水分能被引到内部与钠粉反应产生氢气。
(5)封气块的下端通过连接绳与出气口的内壁固定连接，是为了在更换气体发生器时能连带着把封气块取出来，以免封气块进入到刹车卡钳后而影响其正常工作，封气块的两侧侧壁均固定连接有弹性卡块，且出气口的内壁开设有与弹性卡块匹配的卡槽。
(6)弹性卡块包括半球形的高摩擦性的包覆层，高摩擦性是为了在刹车卡钳正常工作时，刹车油的油压将封气块挤入气体发生器的内部，且包覆层的内部填充有弱弹性材料，使其保持一定的弹性，确保在氮气产生时能将封气块挤出来。
(7)气体隔绝壳靠近引火口的外侧壁固定连接有圈火罩，且点火器贯穿至圈火罩内部，这样是为了点火器的火焰能快速引燃火药。
(8)刹车卡钳靠近气体发生器的内壁固定连接有开设有贯穿孔的密封罩，且气体发生器贯穿密封罩，当插入气体发生器时，由于硅胶的贴合性比较好，因此在气体发生器穿过密封罩上的孔时能起到很好的密封作用，避免发生漏油。
(9)触发罩采用高弹性材料，且触发罩位于压力传感器下方的外表面镶嵌有金属触碰片，当水与钠粉反应时，产生的大量氢气使触发罩膨胀，从而让金属触碰片触发压力传感器。
(10)紧急制动系统还包括碰撞报警模块，且碰撞报警模块与点火器电连接，碰撞报警模块在车辆发生碰撞后启动紧急制动器对车辆进行减速，避免乘客受到二次伤害。
附图说明
图1为本发明的模块原理图；
图2为本发明的立体结构示意图；
图3为本发明的紧急制动器工作前状态示意图；
图4为本发明的紧急制动器工作后状态示意图；
图5为本发明的紧急制动器喷气前状态示意图；
图6为本发明的紧急制动器喷气后状态示意图；
图7为本发明的压力传感器触发前状态示意图；
图8为本发明的压力传感器触发后状态示意图；
图9为本发明的弹性卡块剖面结构示意图；
图10为本发明的刹车系统示意图；
图11为现有的刹车系统示意图；
图12为本发明的模块连接图。
图中附图标记说明：
1气体发生器、2气体隔绝壳、201引火口、3点火器、301圈火罩、4火药、5叠氮化钠块、6封气块、601弹性卡块、7滤水器、701吸水球、702导水件、8触发罩、9压力传感器、10位移传感器、11密封罩。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
请参阅图1-12，一种车辆刹车失效紧急保护系统，请参阅图1-4和图12，包括紧急制动系统，紧急制动系统包括刹车模块、反馈模块和触发模块，刹车模块包括油刹机构和手刹机构(这是现有技术，在此不再详细赘述)，反馈模块包括安装于刹车卡钳活塞上的位移传感器10(具体工作原理和结构为本领域技术人员所熟知的公知技术，其具体型号可根据实际需求进行选择，在此不再详细赘述)，触发模块包括安装于刹车卡钳上的紧急制动器，紧急制动系统还包括碰撞报警模块，且碰撞报警模块与点火器3电连接，碰撞报警模块在车辆发生碰撞后启动紧急制动器对车辆进行减速，避免乘客受到二次伤害；
请参阅图2和图5-6，紧急制动器包括气体发生器1，刹车卡钳靠近气体发生器1的内壁固定连接有开设有贯穿孔的密封罩11，且气体发生器1贯穿密封罩11，当插入气体发生器1时，由于硅胶的贴合性比较好，因此在气体发生器1穿过密封罩11上的孔时能起到很好的密封作用，避免发生漏油，气体发生器1通过螺栓与刹车卡钳固定连接，气体发生器1的内部开设有气体发生腔，且气体发生腔的顶部安装有与触发模块电连接的点火器3(具体工作原理和结构为本领域技术人员所熟知的公知技术，其具体型号可根据实际需求进行选择，在此不再详细赘述)，气体发生腔的内部固定连接有气体隔绝壳2，且气体隔绝壳2靠近点火器3的侧壁开设有引火口201，气体隔绝壳2靠近引火口201的外侧壁固定连接有圈火罩301，且点火器3贯穿至圈火罩301内部，这样是为了点火器3的火焰能快速引燃火药4，气体隔绝壳2靠近引火口201的内部填充有火药4，且气体隔绝壳2的内部还填充有叠氮化钠块5(叠氮化钠块在高温下能快速分解出氮气，主要参考安全气囊的原理)，叠氮化钠块5将火药4包裹住，这样是为了火药4燃烧时产生的火苗蹿入到刹车卡钳的油道中而引燃刹车油，且叠氮化钠块5与火药4的填充比例为5:1，既要保证能产生大量的氮气来挤压刹车油，又要避免火药4燃烧太剧烈而引燃刹车油，因此采用此混合比例最为合适；
请参阅图6和图9，气体发生腔的下端连通有出气口，且出气口的内壁卡接有封气块6，封气块6的下端通过连接绳与出气口的内壁固定连接，是为了在更换气体发生器1时能连带着把封气块6取出来，以免封气块6进入到刹车卡钳后而影响其正常工作，封气块6的两侧侧壁均固定连接有弹性卡块601，且出气口的内壁开设有与弹性卡块601匹配的卡槽，弹性卡块601包括半球形的高摩擦性的包覆层，高摩擦性是为了在刹车卡钳正常工作时，刹车油的油压将封气块6挤入气体发生器1的内部，且包覆层的内部填充有弱弹性材料，使其保持一定的弹性，确保在氮气产生时能将封气块6挤出来；
请参阅图7-8,气体隔绝壳2位于出气口两侧的内壁均开设有检测腔，检测腔中镶嵌有滤水器7，且位于检测腔中的滤水器7一端铺洒有钠粉，滤水器7包括吸水球701，吸水球701由外部球段、中部圆柱段和内部平板段组成，外部球段的外表面镶嵌有多个导水件702，导水件702用于吸收刹车油中的水分，并以此传递给吸水球701，吸水球701和导水件702均采用不吸油的高吸水性材质(可优先选用高吸水性树脂或A3分子筛等材质)，吸水球701的吸水性大于导水件702的吸水性，是为了保证水分能被引到内部与钠粉反应产生氢气；
请参阅图7-8，检测腔的位于滤水器7上浮的内壁固定连接有触发罩8，触发罩8采用高弹性材料，且触发罩8位于压力传感器9下方的外表面镶嵌有金属触碰片，当水与钠粉反应时，产生的大量氢气使触发罩8膨胀，从而让金属触碰片触发压力传感器9，且检测腔位于触发罩8上方的内壁安装有与触发模块电连接的压力传感器9(具体工作原理和结构为本领域技术人员所熟知的公知技术，其具体型号可根据实际需求进行选择，在此不再详细赘述)。
本方案的工作原理为：正常工作状态下，踩动刹车踏板后刹车总泵中的刹车油进入到刹车卡钳中，活塞带动刹车片与刹车盘摩擦，从而进行正常的制动，此时活塞中的位移传感器10将监测到的信号传给反馈模块后并不启动点火器3，当刹车失效后，刹车总泵中的刹车油无法进入到刹车卡钳中，活塞无法移动，进而活塞中的位移传感器10将监测到的信号传给反馈模块，反馈模块将信号传给触发模块，触发模块启动点火器3以给火药4点火，火药4引起叠氮化钠块5分解出氮气，大量的氮气冲破封气块6进入到刹车卡钳的油道中，气压挤压刹车油以驱动活塞移动，从而让刹车片与刹车盘摩擦，当刹车模块正常工作时，而刹车油中混入水分后，导水件702吸收油中的水并将水传递给吸水球701，当水被引导到钠粉附近时与其发生剧烈反应产生高温和氢气，进而使得触发罩8膨胀触发压力传感器9，压力传感器9将信号传递给触发模块，在下一次踩动制动踏板时触发模块启动点火器3以进行紧急制动，避免刹车油失效而造成的安全事故发生。
通过在现有的刹车卡钳的基础上创造性的加入紧急制动器来为汽车制动系统添加第三道保护，一定程度上避免了刹车失效带来的伤害，紧急制动器通过监测活塞的位移来判断刹车是否失效，并以此触发点火器来将火药引燃，利用火药燃烧时的高温使叠氮化钠块分解出氮气，大量的氮气进入到刹车卡钳的油道中，利用气体压力挤压刹车油，从而让活塞移动使刹车片与刹车盘摩擦，在刹车总泵或分泵和刹车油及其管路失效时可起到紧急制动的作用，有效保护了乘客的安全，另外当车辆发生碰撞后也可触发紧急制动器来对车辆进行制动，避免二次伤害。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆刹车失效紧急保护系统，包括紧急制动系统，其特征在于：所述紧急制动系统包括刹车模块、反馈模块和触发模块，所述刹车模块包括油刹机构和手刹机构，所述反馈模块包括安装于刹车卡钳活塞上的位移传感器(10)，所述触发模块包括安装于刹车卡钳上的紧急制动器；
所述紧急制动器包括气体发生器(1)，所述气体发生器(1)通过螺栓与刹车卡钳固定连接，所述气体发生器(1)的内部开设有气体发生腔，且气体发生腔的顶部安装有与触发模块电连接的点火器(3)，所述气体发生腔的内部固定连接有气体隔绝壳(2)，且气体隔绝壳(2)靠近点火器(3)的侧壁开设有引火口(201)，所述气体隔绝壳(2)靠近引火口(201)的内部填充有火药(4)，且气体隔绝壳(2)的内部还填充有叠氮化钠块(5)，所述气体发生腔的下端连通有出气口，且出气口的内壁卡接有封气块(6)，所述气体隔绝壳(2)位于出气口两侧的内壁均开设有检测腔，所述检测腔中镶嵌有滤水器(7)，且位于检测腔中的滤水器(7)一端铺洒有钠粉，所述检测腔的位于滤水器(7)上浮的内壁固定连接有触发罩(8)，且检测腔位于触发罩(8)上方的内壁安装有与触发模块电连接的压力传感器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述叠氮化钠块(5)将火药(4)包裹住，且叠氮化钠块(5)与火药(4)的填充比例为5:1。
3.根据权利要求1所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述滤水器(7)包括吸水球(701)，所述吸水球(701)由外部球段、中部圆柱段和内部平板段组成，所述外部球段的外表面镶嵌有多个导水件(702)。
4.根据权利要求3所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述吸水球(701)和导水件(702)均采用不吸油的高吸水性材质，所述吸水球(701)的吸水性大于导水件(702)的吸水性。
5.根据权利要求1所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述封气块(6)的下端通过连接绳与出气口的内壁固定连接，所述封气块(6)的两侧侧壁均固定连接有弹性卡块(601)，且出气口的内壁开设有与弹性卡块(601)匹配的卡槽。
6.根据权利要求5所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述弹性卡块(601)包括半球形的高摩擦性的包覆层，且包覆层的内部填充有弱弹性材料。
7.根据权利要求1所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述气体隔绝壳(2)靠近引火口(201)的外侧壁固定连接有圈火罩(301)，且点火器(3)贯穿至圈火罩(301)内部。
8.根据权利要求1所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述刹车卡钳靠近气体发生器(1)的内壁固定连接有开设有贯穿孔的密封罩(11)，且气体发生器(1)贯穿密封罩(11)。
9.根据权利要求1所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述触发罩(8)采用高弹性材料，且触发罩(8)位于压力传感器(9)下方的外表面镶嵌有金属触碰片。
10.根据权利要求1所述的一种车辆刹车失效紧急保护系统，其特征在于：所述紧急制动系统还包括碰撞报警模块，且碰撞报警模块与点火器(3)电连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113734114A (zh) * 2021-11-03 2021-12-03 杭州夏树科技有限公司 一种用于电动汽车的辅助应急制动装置
CN114215492A (zh) * 2021-12-16 2022-03-22 山东省煤田地质局第三勘探队 一种用于水文地质钻孔分层抽水的止水装置

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