CN113864363B - 一种用于气压鼓式制动器的促动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及鼓式制动器技术领域，公开一种用于气压鼓式制动器的促动系统，当接收模块接收到用户发送的指令信息后，电控单元即控制驱动组件启动，以使第一推动件相对第二推动件运动，第一推动件推动与之相连的制动蹄片张开，实现对车轮的快速制动。由于电流速度远大于制动管路内气体的流速，在制动气室内压强达到预设值之前，第一推动件即可在驱动组件的作用下将制动蹄片张开，开始对车轮制动，从而消除制动气室在建立制动压力过程中所产生的制动空行程，有效缩短制动响应时间和制动距离，提高车辆的行驶安全性。由于第一推动件是在驱动组件和制动气室的共同作用下使制动蹄片保持张开状态，完成制动，因此减少了制动气室所需的用气量。

Description

一种用于气压鼓式制动器的促动系统

技术领域

本发明涉及鼓式制动器技术领域，尤其涉及一种用于气压鼓式制动器的促动系统。

背景技术

鼓式制动器是利用制动传动机构使制动蹄将制动摩擦片压紧在制动鼓内侧，从而产生制动力，根据需要使车轮减速或在最短的距离内停车，以确保行车安全，并保障汽车停放可靠不能自动滑移。气压制动是用制动踏板控制一个气流阀门来控制制动力。制动时，根据踏板的行程控制从储气筒通向各制动分泵的空气压力，制动管路里的空气压力使制动分泵动作，带动制动器工作。气压制动一般使用鼓式制动器，气压制动要依靠依附于发动机上的空气压缩机提供压力空气作为制动的动力。气室通气后通过调整臂、凸轮轴等机械结构，撑开制动蹄片使摩擦衬片与制动鼓相摩擦，车辆在摩擦作用下减速制动。

现有技术中的气压鼓式制动器，在制动开始后，储气筒向气室充气增压，在气压的作用下推杆移动，但由于制动蹄片与制动鼓之间的间隙通过一定的杠杆比被放大，推杆需要移动较大的行程才能将制动蹄片撑开。因此，传统气压制动过程中存在空行程阶段。由于制动空行程的存在，制动响应时间加长，导致制动距离增大，车辆无法在最短距离内停下，影响车辆行驶的安全性。并且，现有技术中的气压鼓式制动器的用气量大。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种用于气压鼓式制动器的促动系统，能够快速消除制动空行程，缩短制动响应时间和制动距离，减少用气量。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于气压鼓式制动器的促动系统，包括：

推动结构，包括相连的第一推动件和第二推动件，所述第一推动件与气压鼓式制动器的制动蹄片连接，所述第二推动件与所述气压鼓式制动器的气室膜片连接，所述第一推动件与所述第二推动件的连接长度可调；

驱动组件，所述驱动组件的输出端与所述第一推动件连接，并能够驱动所述第一推动件相对所述第二推动件运动，以调节所述第一推动件与所述第二推动件的连接长度；

接收模块，用于接收用户的指令信息；

电控单元，能够接收并处理所述接收模块接收的指令信息，并控制所述驱动组件驱动所述第一推动件相对所述第二推动件运动。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，所述第一推动件包括第一杆和第二杆，所述驱动组件的输出端与所述第一杆传动连接，所述第二杆与所述制动蹄片连接。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，所述驱动组件包括驱动齿轮，所述第一杆的外周壁上沿周向设置有轮齿，所述驱动齿轮通过所述轮齿与所述第一杆传动连接。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，所述第二推动件包括撑板以及设置于所述撑板上的第三杆，所述撑板与所述气压鼓式制动器的气室膜片贴合，所述第一杆的中心沿长度方向设置有容纳腔，所述第三杆伸入所述容纳腔，并在所述容纳腔内的伸入长度可调。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，所述第三杆的外周壁上设置有外螺纹，所述容纳腔的内周壁上设置有内螺纹，所述第三杆和所述第一杆通过所述外螺纹和所述内螺纹连接。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，所述第三杆在所述容纳腔内具有第一极限位置和第二极限位置，所述第三杆处于所述第一极限位置时，所述制动蹄片张开，所述第三杆处于所述第二极限位置时，所述制动蹄片闭合。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，所述驱动组件还包括固定于所述撑板上的驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述驱动齿轮传动连接。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，还包括相连的连接叉、调整臂和凸轮轴，所述第二杆远离所述第一杆的一端与所述连接叉连接，所述凸轮轴与所述制动蹄片配合，所述凸轮轴能够在所述连接叉的推力作用下驱动所述制动蹄片张开。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，所述制动蹄片上设置有滚轮，所述凸轮轴的凸轮与所述滚轮滚动配合。

作为本发明的用于气压鼓式制动器的促动系统的优选方案，所述气压鼓式制动器上连接有电磁阀，所述接收模块包括制动踏板和位移传感器，用户通过所述制动踏板发送指令至所述位移传感器，所述电控单元能够接收并处理所述位移传感器的位移信息，并控制所述驱动组件和所述电磁阀启动。

本发明的有益效果为：

本发明提供的用于气压鼓式制动器的促动系统，当接收模块接收到用户发送的指令信息后，电控单元即控制驱动组件启动，以使第一推动件相对第二推动件运动，当第一推动件远离第二推动件时，第一推动件推动与之相连的制动蹄片张开，从而实现对车轮的快速制动。由于电流速度远大于制动管路内气体的流速，也就是说，在气压鼓式制动器的制动气室内压力达到预设值之前，第一推动件即可在驱动组件的作用下将制动蹄片张开，开始对车轮进行制动，从而消除制动气室在建立制动压力过程中所产生的制动空行程，有效缩短制动响应时间和制动距离，提高车辆的行驶安全性。当气压鼓式制动器的制动气室内压力增加到预设值时，气室膜片对第二推动件产生推力，第一推动件在第二推动件的推力作用下持续推动制动蹄片，使制动蹄片保持张开状态，直至制动完成。由于第一推动件是在驱动组件和制动气室的共同作用下使制动蹄片保持张开状态，完成制动，因此减少了制动气室所需的用气量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的用于气压鼓式制动器的促动系统的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的用于气压鼓式制动器的促动系统的推动结构与驱动组件的连接示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的用于气压鼓式制动器的促动系统的第一推动件的示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的用于气压鼓式制动器的促动系统的第二推动件的示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的用于气压鼓式制动器的促动系统的制动流程图；

图6是本发明具体实施方式提供的用于气压鼓式制动器的促动系统的解除制动流程图；

图7是本发明具体实施方式提供的普通气压鼓式制动器的制动行程曲线图。

图中：

1-推动结构；2-驱动组件；3-连接叉；4-调整臂；5-凸轮轴；

11-第一推动件； 12-第二推动件；

111-第一杆； 112-第二杆；

1111-轮齿； 1112-容纳腔；

121-撑板； 122-第三杆；

21-驱动齿轮；22-驱动电机；

51-凸轮；

101-制动气室；102-气室膜片；103-制动蹄片；104-滚轮；

200-制动器支架。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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。

如图1所示，本实施例提供一种用于气压鼓式制动器的促动系统，可以在气动控制的鼓式制动器中使用，该用于气压鼓式制动器的促动系统包括推动结构1、驱动组件2、接收模块和电控单元。

其中，推动结构1包括相连的第一推动件11和第二推动件12，第一推动件11与气压鼓式制动器的制动蹄片103连接，第二推动件12与气压鼓式制动器的气室膜片102连接。第一推动件11与第二推动件12的连接长度可调，通过调节第一推动件11与第二推动件12的连接长度，能够使第一推动件11推动制动蹄片103张开，从而使制动蹄片103与制动鼓接触摩擦，车辆在摩擦作用下减速制动。驱动组件2的输出端与第一推动件11连接，并能够驱动第一推动件11相对第二推动件12运动，以调节第一推动件11与第二推动件12的连接长度。接收模块用于接收用户的指令信息，电控单元能够接收并处理接收模块接收的指令信息，并控制驱动组件2驱动第一推动件11相对第二推动件12运动。

本实施例提供的用于气压鼓式制动器的促动系统，当接收模块接收到用户发送的指令信息后，电控单元即控制驱动组件2启动，以使第一推动件11相对第二推动件12运动，当第一推动件11远离第二推动件12时，第一推动件11推动与之相连的制动蹄片103张开，从而实现对车轮的快速制动。由于电流速度远大于制动管路内气体的流速，也就是说，在气压鼓式制动器的制动气室101内压力达到预设值之前，第一推动件11即可在驱动组件2的作用下将制动蹄片103张开，开始对车轮进行制动，从而消除制动气室101在建立制动压力过程中所产生的制动空行程，有效缩短制动响应时间和制动距离，提高车辆的行驶安全性。当气压鼓式制动器的制动气室101内压力增加到预设值时，气室膜片102对第二推动件12产生推力，第一推动件11在第二推动件12的推力作用下持续推动制动蹄片103，使制动蹄片103保持张开状态，直至制动完成。由于第一推动件11是在驱动组件2和制动气室101的共同作用下使制动蹄片103保持张开状态，完成制动，因此减少了制动气室101所需的用气量。

如图1和图2所示，可选地，第一推动件11包括第一杆111和第二杆112，驱动组件2的输出端与第一杆111传动连接，第二杆112与气压鼓式制动器的制动蹄片103连接。具体地，驱动组件2包括驱动齿轮21，第一杆111的外周壁上沿周向设置有轮齿1111，驱动齿轮21通过轮齿1111与第一杆111传动连接。即第一杆111上的轮齿1111与驱动齿轮21的轮齿相互啮合，当驱动齿轮21转动时，第一杆111在驱动齿轮21的轮齿拨动力作用下相对第二推动件12转动，从而使第一推动件11远离第二推动件12，第一推动件11推动制动蹄片103张开，开始对车轮进行制动。

本实施例中，采用驱动齿轮21和第一杆111上的轮齿1111实现驱动组件2与第一推动件11的传动连接，齿轮传动的方式，传动比高且运行平稳可靠。在其他实施例中，也可采用涡轮蜗杆等传动机构实现。

可选地，参阅图1、图2和图3，第二推动件12包括撑板121以及设置于撑板121上的第三杆122，撑板121与气压鼓式制动器的气室膜片102贴合。当制动气室101内的压力达到预设值时，气动压力通过气室膜片102传递给撑板121，进而推动第一推动件11使制动蹄片103保持张开状态。进一步地，本实施例中，第一杆111的中心沿长度方向设置有容纳腔1112，第三杆122伸入容纳腔1112，并在容纳腔1112内的伸入长度可调。当驱动齿轮21通过第一杆111带动第一推动件11相对第二推动件12转动时，第三杆122逐渐脱离容纳腔1112，即第三杆122位于容纳腔1112内的长度逐渐变短，第一推动件11和第二推动件12的总长度变长，从而使第一推动件11向制动蹄片103的方向移动，以推动制动蹄片103张开。

可选地，参阅图3和图4，第三杆122的外周壁上设置有外螺纹，容纳腔1112的内周壁上设置有内螺纹，第三杆122和第一杆111通过外螺纹和内螺纹连接。即第三杆122伸入容纳腔1112内，并与第一杆111螺纹连接，驱动齿轮21驱动第一杆111转动时，第三杆122旋出容纳腔1112，驱动齿轮21停止转动时，第三杆122和第一杆111通过螺纹连接锁紧。螺纹连接的方式，在实现第一推动件11和第二推动件12连接长度调节的同时，能够保证第一推动件11和第二推动件12始终连接。

本实施例中，第三杆122在容纳腔1112内具有第一极限位置和第二极限位置。当第三杆122处于第一极限位置时，第三杆122的杆端到达容纳腔1112的腔口处，但未脱离容纳腔1112，第一杆111与第三杆122锁止固定在一起，第一推动件11和第二推动件12的总长度达到最大，气压鼓式制动器的制动蹄片103张开，车辆进入制动状态。当第三杆122处于第二极限位置时，第三杆122的杆端位于容纳腔1112的底部，即第三杆122伸入容纳腔1112内的长度达到最大，第一推动件11和第二推动件12的总长度达到最小。此时，第一推动件11对制动蹄片103的推力消失，气压鼓式制动器的制动蹄片103闭合，车轮解除制动。

如图1和图2所示，可选地，驱动组件2还包括固定于撑板121上的驱动电机22，驱动电机22的输出轴与驱动齿轮21传动连接，接收模块接收到用户的制动指令信息后，电控单元即控制驱动电机22启动，通过驱动齿轮21带动第一杆111转动，从而使第一推动件11推动制动蹄片103张开。反之，当接收模块接收到解除制动的指令信息后，电控单元即控制驱动电机22反转，驱动齿轮21带动第一杆111反转，第三杆122旋入容纳腔1112内，第一推动件11远离制动蹄片103，制动蹄片103闭合，从而解除制动。

本实施例中，驱动电机22的壳体焊接于撑板121上，固定牢靠。在其他实施例中，驱动电机22也可通过螺栓连接等方式固定。此外，将驱动电机22设置于撑板121上，使得整体结构更紧凑，有利于制动系统的紧凑化布置。

如图1所示，可选地，用于气压鼓式制动器的促动系统还包括相连的连接叉3、调整臂4和凸轮轴5，调整臂4和凸轮轴5通过制动器支架200固定于车架上。第二杆112远离第一杆111的一端与连接叉3连接，凸轮轴5与气压鼓式制动器的制动蹄片103配合，凸轮轴5能够在连接叉3的推力作用下驱动制动蹄片103张开。本实施例中，气压鼓式制动器的制动蹄片103上设置有滚轮104，凸轮轴5的凸轮51与滚轮104滚动配合。当第一推动件11向远离第二推动件12的方向移动时，第一推动件11推动连接叉3，连接叉3推动调整臂4，使调整臂4带动凸轮轴5转动，凸轮轴5远离调整臂4的一端的凸轮51与滚轮104滚动配合，从而将制动蹄片103撑开，制动蹄片103与制动鼓接触，使车轮在制动蹄片103与制动鼓的摩擦力作用下停止转动。

可选地，气压鼓式制动器上连接有电磁阀，接收模块包括制动踏板和位移传感器，用户通过制动踏板发送指令至位移传感器，电控单元能够接收并处理位移传感器的位移信息，并控制驱动组件2和电磁阀启动。

电控单元的控制过程如图5所示，正常情况下，驾驶员踩下制动踏板瞬间，位移传感器将位移信号转换为电信号，发送给电控单元，电控单元判断位移量是否达到始动值(开始制动的预设值)。若位移量达到始动值，则电控单元同时向电磁阀和驱动电机22发送工作指令，驱动电机22启动，同时供气单元开始向制动气室101供气。由于电流速度远大于管内气体流速，驱动电机22在制动气室101建立起气压之前便开始工作。在瞬时大电流的作用下，驱动电机22带动驱动齿轮21高速转动，驱动齿轮21带动与之相啮合的第一杆111转动(即第一推动件11相对第二推动件12转动)。高速转动的第一推动件11快速远离第二推动件12，即第三杆122旋出容纳腔1112，直至第三杆122处于第一极限位置，第一杆111和第三杆122通过螺纹互相锁止，驱动电机22断电停转。在第一推动件11的推动下，连接叉3和调整臂4通过一定的杠杆比，带动凸轮轴5转动，凸轮轴5的凸轮51与滚轮104滚动配合，使制动蹄片103张开，从而消除制动空行程。

消除制动空行程后，制动气室101内的气体压力达到额定压力，气室膜片102将压力作用到第二推动件12的撑板121，第二推动件12经第一推动件11、连接叉3和调整臂4将制动压力传递到凸轮轴5，在凸轮轴5压力作用下使制动蹄片103保持张开状态，直至制动结束。

需要说明的是，当电控单元因断电发生故障时，该促动系统不影响整车制动效果，此时制动过程与普通气压鼓式制动器无异。

本实施例提供的用于气压鼓式制动器的促动系统，在松开制动踏板后的具体工作过程如下：

如图6所示，驾驶员松开制动踏板，电控单元判断位移量是否达到解除值(解除制动的预设值)。若位移量达到解除值，则电控单元同时给电磁阀和驱动电机22发送指令，各制动气室101的排气口打开，制动气室101压力骤降。同时驱动电机22反向转动，驱动齿轮21带动第一推动件11反转，直至第三杆122处于第二极限位置，第一杆111和第三杆122通过螺纹互相锁止，驱动电机22断电停转，制动蹄片103与制动鼓快速脱离，制动过程结束。

为了更直观地展示本实施例的用于气压鼓式制动器的促动系统的效果，可以通过试验进行测试。如图7所示，通过试验测得的普通气压鼓式制动器制动行程曲线，制动空行程达30mm，至少需要0.256s才能完全消除空行程。而使用该促动系统后，由于驱动电机22响应速度快、齿轮传动比大，在0.256s时间内可快速消除该制动空行程。

按照GB7258规定：制动初速度30km/h时，空载制动距离应小于等于9m，满载制动距离应小于等于10m。采用本实施例的促动系统后，最多可缩短制动距离2.13米，有益效果显著。

根据GB12676规定：制动初速度60km/h时，满载制动距离应小于等于36.7m。采用本实施例的促动系统后，最多可缩短制动距离4.27米，有益效果显著。

同时，采用本实施例的促动系统后，每个气室可减少用气量0.896L，有益效果显著。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，包括：

推动结构(1)，包括相连的第一推动件(11)和第二推动件(12)，所述第一推动件(11)与气压鼓式制动器的制动蹄片(103)连接，所述第二推动件(12)与所述气压鼓式制动器的气室膜片(102)连接，所述第一推动件(11)与所述第二推动件(12)的连接长度可调；

驱动组件(2)，所述驱动组件(2)的输出端与所述第一推动件(11)连接，并能够驱动所述第一推动件(11)相对所述第二推动件(12)运动，以调节所述第一推动件(11)与所述第二推动件(12)的连接长度；

接收模块，用于接收用户的指令信息；

电控单元，能够接收并处理所述接收模块接收的指令信息，并控制所述驱动组件(2)驱动所述第一推动件(11)相对所述第二推动件(12)运动；

所述气压鼓式制动器上连接有电磁阀，所述接收模块包括制动踏板和位移传感器，用户通过所述制动踏板发送指令至所述位移传感器，所述电控单元能够接收并处理所述位移传感器的位移信息，并控制所述驱动组件(2)和所述电磁阀启动。

2.根据权利要求1所述的用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，所述第一推动件(11)包括第一杆(111)和第二杆(112)，所述驱动组件(2)的输出端与所述第一杆(111)传动连接，所述第二杆(112)与所述制动蹄片(103)连接。

3.根据权利要求2所述的用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，所述驱动组件(2)包括驱动齿轮(21)，所述第一杆(111)的外周壁上沿周向设置有轮齿(1111)，所述驱动齿轮(21)通过所述轮齿(1111)与所述第一杆(111)传动连接。

4.根据权利要求3所述的用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，所述第二推动件(12)包括撑板(121)以及设置于所述撑板(121)上的第三杆(122)，所述撑板(121)与所述气压鼓式制动器的气室膜片(102)贴合，所述第一杆(111)的中心沿长度方向设置有容纳腔(1112)，所述第三杆(122)伸入所述容纳腔(1112)，并在所述容纳腔(1112)内的伸入长度可调。

5.根据权利要求4所述的用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，所述第三杆(122)的外周壁上设置有外螺纹，所述容纳腔(1112)的内周壁上设置有内螺纹，所述第三杆(122)和所述第一杆(111)通过所述外螺纹和所述内螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，所述第三杆(122)在所述容纳腔(1112)内具有第一极限位置和第二极限位置，所述第三杆(122)处于所述第一极限位置时，所述制动蹄片(103)张开，所述第三杆(122)处于所述第二极限位置时，所述制动蹄片(103)闭合。

7.根据权利要求4所述的用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，所述驱动组件(2)还包括固定于所述撑板(121)上的驱动电机(22)，所述驱动电机(22)的输出端与所述驱动齿轮(21)传动连接。

8.根据权利要求2所述的用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，还包括相连的连接叉(3)、调整臂(4)和凸轮轴(5)，所述第二杆(112)远离所述第一杆(111)的一端与所述连接叉(3)连接，所述凸轮轴(5)与所述制动蹄片(103)配合，所述凸轮轴(5)能够在所述连接叉(3)的推力作用下驱动所述制动蹄片(103)张开。

9.根据权利要求8所述的用于气压鼓式制动器的促动系统，其特征在于，所述制动蹄片(103)上设置有滚轮(104)，所述凸轮轴(5)的凸轮(51)与所述滚轮(104)滚动配合。