CN1222465A - 一种真空紧急刹车装置 - Google Patents

Abstract

一种真空紧急刹车装置,由盖体、连接板、伸缩拉杆、真空泵、回位弹簧、开关等构成。它由刹车踏板、开关控制、利用真空源对盖体下方的摩擦体与路面间形成的密封空腔持续抽真空,形成一个低压真空区,在盖体内外形成气压差,此压差作用于摩擦体并阻止摩擦体运动,产生制动效果。本发明可在现有车辆制动效果基础上,缩短制动距离20%—50%,为车辆安全运行,飞机安全着陆,提供一种安全可靠的紧急制动装置。

Description

一种真空紧急刹车装置

本发明涉及一种车辆行驶、飞机着陆的紧急刹车装置。

众所周知，汽车已成为现代人们生活中不可缺少的交通运输工具，给人们的生活水平提高和社会的进步起了很大的作用。但在汽车带来诸多好处的同时也为人们带来灾难，这就是频繁发生的交通事故。交通事故发生的一个重要原因是，车辆在急刹车后，无法解决本身的惯性，而继续向前滑行，滑行距离越远，造成交通事故的可能性越大，因而如何尽量缩短刹车距离，特别是紧急制动距离很有必要。

为解决上述问题，必须先了解影响刹车距离的因素。设一辆车的质量为M(kg)，刹车距离为L(m)，附着系数为φ，则车速为ν(m/s)的车辆紧急刹车，从刹车至停车间的距离L：则可用下式表示： $F\·L=\frac{1}{2}M{\mathrm{\υ}}^2$                      (1)

式中，F为摩擦力(N)，

又因为：

      F=φN=φMg     (2)式中，N为刹车时车辆作用于路面的正压力，g为重力加速度。

将2式代人1式，得 $L=\frac{{\mathrm{MY}}^2}{2^F}=\frac{{\mathrm{\υ}}^2}{2^{\mathrm{\φ}}g}$              (3)

将g=9.8m/S²，车速ν(km/h)代人(3)式，得： $L=\frac{{\mathrm{\υ}}^2}{{254}^{\mathrm{\φ}}}$               (4)由(4)式中见，刹车距离L只与ν、φ有关，而与M无关。所以，在车速ν一定的情况下，φ越大，L越小，而φ是一个在一定范围内变化的值，如何使φ保持最大，现有的ABS防抱死刹车系统基本上满足了这一要求，使L尽量保持在最小状态，但因刹车距离而产生的交通事故仍然频繁发生，故设计新的紧急刹车装置尤为必要。

徐玉庆设计了《一种汽车惯性阻尼装置》(公告号2269347)，它是在汽车底盘上设一托架，托架通过弹性铰链、连接支杆装总吸盘，总吸盘上设有带单向阀的排气孔。在紧急刹车时，通过操纵机构使总吸盘迅速着地滑行并变形，总吸盘的空气由排气口排出，滑行时铲口将污物铲除，保证总吸盘的边缘与地面较好地吸附，增大汽车与地面的接触面及阻力，减少汽车急刹车后惯性滑性距离。从其描述看，他是想利用吸盘的吸力，增大汽车与地面的接触面及阻力紧急刹车。但其描述又为总吸盘着地后，总吸盘内的空气由排气口排出，既有气体排出，盘内的空气必大于或等于外部的气压，因而不可能形成负压或真空，因面不可能有吸力。另外从前面分析可见制动距离与接触面积无关，故其接触面积增大，也增大不了阻力。由上述分析看，由总吸盘对地面的吸力，来减少滑行距离的构想不能成立。

本发明的目的是针对上述存在的问题，旨在提供一种可通过大气压力，增加对地面的吸力，从而增大阻力，减少刹车距离，并可缩短制动距离20％-50％的紧急刹车装置。

本发明目的的实现方式为，一种真空紧急刹车装置，盖体10通过伸缩拉杆6、支承直11和连接板15连接，联接板用螺栓装在汽车后桥2上。汽缸7两端分别与连接板15、支承杆11相连。汽缸与电磁阀22之间，电磁阀与空压机26的贮气筒25之间分别用软管20、24连通。盖体10下边有摩擦体33、密封带31，摩擦体间有空腔37，空腔上方的盖体上通过软管16与真空源相通的孔13。气缸7旁装回位弹簧5。

蓄电池27的正极通过刹车踏板28、开关29分接电磁阀的电磁线圈21、真空泵19，再接负极。

下面参照附图详述本发明。

图1本发明结构示意图

图2盖体剖示图

图3盖体仰视图

参照附图，盖体10在静或动状态中始终处于与路面平行的位置。支承杆11的上部通过销12与连接板15相联，联接板15靠螺栓安装于汽车后桥2上。支承杆11内部装有弹簧，弹簧起减震和调节高度的作用。支承杆11下部通过销9与伸缩拉杆6相联，伸缩拉杆另一端通过销3与连接板15相联。

盖体骨架36为金属骨架，中部开有孔13，软管16连通孔13与真空泵19的进气口。摩擦体33通过螺栓34装在盖体下边。摩擦体为橡胶制品，其与地面接触的表面有轮胎状花纹。盖体四周装有弹性密封带31、密封圈32，密封带与密封圈间形成的空腔与摩擦体间的空腔37间有气孔38相通。

本发明的工作原理如下。

行车途中，刹车踏板28位于虚线处，开关29断开，电磁阀22的电磁线圈21无电，电磁阀22处于常位Ⅰ，真空泵19无电不工作，盖体10在回位弹簧5的作用下收起，处于图中虚线位置。

刹车时，踩下刹车踏板28至实线位，开关29接通，电磁线圈21得电并工作，使电磁阀22处于接通Ⅱ位，空压机贮气筒25中的压缩空气经软管24、软管20流入气缸7内，所产生的推力克服了回位弹簧的拉力，盖体10迅速下移，并带动伸缩拉杆10展开。盖体落至图中实线位置后，盖体下方的空腔与地面14形成密封腔。

同时真空源也得电工作，通过软管16对密封腔抽真空，使盖体10内外形成压差，压力继续下压盖体，使摩擦体与路面紧密接触，增大摩擦力与阻力，达到制动之目的，此压力贯穿于整个制动过程中，真空源可采用真空泵19。

停车后，松开刹车踏板28回至虚线位，开关29断开，真空泵19、电磁线圈21失电，电磁阀22回位Ⅰ处，盖散10密封腔内真空解除，汽缸7内的高压气体经电磁阀22放出。在回位弹簧5的作用下，空气经密封带30、密封圈31与路面14间的空隙进人空腔37内，盖体10回至虚线位置，并由回位弹簧5保持住，以备下次再用，

图中其它标注分别为：1汽车后轮、4销、8销、12汽车大梁、18油承分离器及过滤器、23弹簧、29销座。

由以上工作过程可看出，本发明比原刹车装置多了通过摩擦体作用于路面的大气压力，并贯穿于整个过程中。这样车辆对路面的压力除Mg外，还多了ΔPA，其中ΔP为盖体在制动过程中的内外压力差，A为盖体与路面间形成的密封面积，此时(2)式即变为：

F′=φMg+ΔPAg               (5)将5式代人3式中 $L\′=\frac{{\mathrm{\υ}}^2}{254^{\mathrm{\φ}}(1+\frac{\mathrm{\ΔPA}}{M})}$                (6)

由(6)式可见，采用本发明，只要真空泵在刹车过程中对盖体持续抽真空，就必然有ΔP存在，刹车距离就肯定要缩短。

综上所述，由于本发明利用大气压力产生制动，这与传统只利用地心应力制动有了质的的不同，同时又增大了接触、密封面积，其制动效果更佳。此外盖体下的摩擦体可减少对路面的损害。采用本发明，可在现有车辆制动效果基础上，缩短割动距离20％-50％，为车辆安全运行、飞机安全着陆，提供了一种安全可靠的紧急制动源。

Claims (7)

1、一种真空紧急刹车装置，其特征在于盖体(10)通过伸缩拉杆(6)、支承杆(10)和连接板(15)连接，连接板用螺栓装在汽车后桥(2)上，汽缸(7)两端分别与连接板(15)、支承杆(10)相连，汽缸与电磁阀(27)之间，电磁阀与空压机(26)的贮气筒(25)之间分别用软管(20)、(24)连通，盖体(10)下边有摩擦体(33)、密封带(31)，摩擦体间有空腔(37)，空腔上方的盖体上有通过软管(16)与真空源相通的孔(13)，气缸(7)旁装回位弹簧(5)，

蓄电池(27)的正极通过刹车踏板(28)、开关(29)分接电磁阀的电磁线圈(21)、真空泵(19)，再接负极，

2、根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于盖体骨架(36)为金属骨架，中部开接通空腔、真空泵的孔(13)。

3、根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于盖体(10)下方的密封带(30)内有密封圈(31)，密封带与密封圈间形成的空腔与摩擦体间的空腔(37)间有气孔(38)相通。

4、根据权利要求3所述的刹车装置，其特征在于摩擦体(33)为橡胶制品，密封带、密封圈为弹性制品。

3、根据权利要求4所述的刹车装置，其特征在于摩擦体与地面接触的表面有轮胎状花纹。

4、根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于支承杆(11)内部装有弹簧，

5、根据权利要求1所这的刹车装置，其特征在于真空源可采用真空泵(19)。

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