CN1316358A - 汽车紧急制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轻型汽车的行车制动装置。该装置的特点是通过设置在转向盘上的制动开关控制电磁阀[7]、[8]、[9]、[10]，用蓄压器[6]的压力进行紧急制动，从而使紧急制动的操作轻便、快速、可靠。该装置与现有的助力式液压制动装置组合在一起，使汽车行车制动装置的紧急制动性能和可靠性明显改善。它可用在专门为腿脚失去活动能力的人所设计的汽车上。

Description

汽车紧急制动装置

本发明涉及一种轻型汽车的行车制动装置。

目前，轻型汽车的行车制动装置是由制动踏板、助力器、制动主缸、液压管路、轮缸和制动器组成。这种制动装置对于一般情况下的汽车减速和停车，其综合性能较为理想。但在紧急制动时存在以下不足：①司机的制动操作时间较长；②汽车减速度上升时间较长；③油门和离合器也要用脚控制，在遇到紧急情况时，个别心理素质差的司机，在慌乱中可产生操作失误，而将脚踩在加速踏板或离合器踏板上；④当制动分缸和管路有气体、踏板自由程较大、以及摩擦片与制动鼓间隙较大时，都将影响紧急制动的效果。

世界每年发生的交通事故，造成40万人死亡，800多万人受伤，我国99年的交通事故比98年增长19.3％，汽车交通事故已成为一种越来越严重的公害。要减轻这种公害，其方法之一是改进汽车的制动装置。本发明主要是为减少和减轻交通事故而设计的一种汽车紧急制动装置，它特别适用于事故率高的出租车。本发明所要达到的具体目的是：

①减少汽车紧急制动的时间；

②提高制动系的可靠性；

③使紧急制动操作快速、轻便；

④避免司机在紧急制动时，由于紧张所产生的操作失误；

⑤为腿脚失去活动能力的人提供一种汽车制动装置。

以下通过附图说明本发明的结构和工作原理。图1是本发明的液压制动系统，它是在助力式液压制动系统的基础上，增加了一个用手控制的紧急制动系统，紧急制动系统由电动机[1]、液压泵[2]、单向阀[3]、压力控制开关[4]、压力表[5]、蓄压器[6]、电磁阀[7]、[8]、[9]、[10]、以及图2中的制动开关组成。紧急制动系统与助力式液压制动系统组合在一起，两个系统共用储液罐[17]、感载比例阀[15]、[16]、制动管路[21]、[22]、轮缸[11]、[12]、[13]、[14]。在图1中，助力式液压制动系统的主要部件为制动主缸[18]、助力器[19]、制动踏板[20]，该系统主要用于汽车的紧急制动。

为了能使司机方便的用手进行制动操作，专门设计了一种转动式按板开关司机通过用手按制动开关的按板进行制动操作，转动式按板开关具有按板面积大的特点。

图2、图3为设置在转向盘上的转动式按板开关的结构图，它由箱体[45]、盖[80]、支架[23]、[37]、轴[28]、旋臂[32]、限位架[34]、扭转弹簧[25]、[29]、[33]和按板[39]构成。箱体[45]安装或塑铸在轮辐[38]上，两个支架[23]、[37]固定在箱体[45]上轴[28]安装在支架[23]、[37]上，按板[39]的一端设有两个带孔的连杆[24]、[36]，按板[39]通过连杆[24]、[36]与轴[28]结合，安装在轴[28]上的两个扭转弹簧[25]、[33]用于按板[39]的复位；带有触头[41]的旋臂[32]与轴[28]结合，轴[28]上的扭转弹簧[29]用于旋臂[32]复位；图4为支架[23]、[37]和限位架[34]，图5为图4的俯视图，限位架[34]凹槽的左右两壁，用于限制旋臂[32]沿轴[28]的轴线方向滑动，凹槽的下部用于限定旋臂[32]的旋转范围；按板[39]下部的触头[31]与旋臂[32]上的触头[41]相对设置，按板下部的触头[26]与箱体[45]底部的触头[46]相对设置，设置两对触头[26]、[46]为的是提高按板的支撑力；接线螺钉按装在按板[39]的连杆[36]上，接线螺钉[30]安装在旋臂[32]靠近轴[28]的一端；盖[80]由螺钉固定在箱体[45]上。

紧急制动时，司机在四个手指不离开转向盘的情况下，用拇指下按板[39]，按板[39]的触头[31]与旋臂[32]上的触头[41]首先接触，常开式二位二通电磁阀[7]、[8]关闭，随着按板[39]继续下移，触头[26]与箱体[45]上的触头[46]接触，常闭式二位二通电磁阀[9]、[10]导通，蓄压器[6]的压力进入轮缸，形成紧急制动。

当汽车需要减速时，司机将按板[39]按下后立刻抬起一点，使触头[26]和[46]接触后又分开，使触头[31]和[41]保持接触，此时，电磁阀[9]、[10]导通后又关闭，轮缸将产生一定的制动压力，由于电磁阀[7]、[8]仍然关闭，轮缸将保持这一制动压力，从而形成了汽车减速制动。当需要停止减速时，司机抬起手指，触头[31]与[41]分开，电磁阀[7]、[8]导通，压力液经主缸[18]回储液罐[17]。在以上的制动过程中，司机用于制动操作的手仍然可对转向进行控制。在转向盘的中央位置和中央靠上的位置设置安全气囊[71]，将转向盘后面的仪表设置的转向盘的右侧，即将仪表设置在中央控制台的上方。

图6为电磁阀驱动电路，图中的元件分别是限流电阻[53]、[54]、[55]、[56]，大功率达林顿管[57]、[58]、[59]、[60]，电磁阀[7]、[8]、[9]、[10]的线圈[61]、[62]、[63]、[64]，大功率低值电阻[65]、[66]、[67]、[68]。天关[51]代表触头[31]和[41]，开关[52]代表触头[26]和[46]。开关[69]、[70]设置在驾驶室内，当某一制动管路泄漏时，将泄漏管路中的电磁阀电路断开，这样在制动时，制动液将不外泄，从而保证另一条制动管路能正常工作。

在图[2]的转向盘上设置4个制动开关是为了在汽车转向时进行制动操作，转向时司机应按一定的规则操作，例如：汽车左转弯时，司机的双手将在转向盘上倒换操作，但是手轮[27C]处始终是右手的操作位置，手轮[27D]处始终是左手的操作位置；当汽车右转弯时，手轮[27A]处始终是左手的操作位置，手轮[27B]处始终是右手的操作位置。这样操作能使司机在转向时进行紧急制动，在图[7]的转向盘上设置了两个制动开关，转向盘的另一部分为安全气囊[72]，操作时无论汽车向左转弯还是向右转弯，手轮[27C]处始终是右手的操作位置，在转向时使司机养成以上的操作习惯并不困难。为了转向时制动方便，在图[8]的转向盘上设置了6个制动开关，转向盘的中央为安全气囊[73]。

本发明具有以下特点和效果：

(1)用手指操作制动装置比用脚操作具有以下优点：

1>．手到大脑的距离比脚近，脑指令到达手的时间此脚快0.01秒；

2>．手指的移动速度、灵敏程度以及准确性都高于脚；

3>．用脚进行制动操作时，脚要先抬起然后再踏下，脚的运动是一个加速、减速、再加速的过程，而姆指按制动开关时则没有减速过程，姆指的运动轨迹是一条圆滑的曲线，所以姆指的运动顺畅、快速；

4>．紧急制动操作时，脚由抬起到踏下，其行程为200至300毫米，而手指的行程仅为60毫米。

(2)根据有关资料介绍，大多数司机将脚移动到制动踏板的时间为0.27秒，一般骄车的减速度上升时间为0.36秒。使用紧急制动装置时，手指从移动到按下开关的时间为0.15秒，电磁阀的换向时间小于0.02秒，由于蓄压器[6]的高压直接由管路[21]、[22]进入轮缸[11]、[12]、[13]、[14]，汽车减速度上升时间应小于0.15秒。所以在相同的条件下，紧急制动装置要比现在的助力式制动装置提前0.2秒使汽车停住，也就是说它将使时速36公里的汽车提前2米停车，使时速90公里的汽车提前5米停车。据《与架驶员谈制动》(作者：周天佑，人民交通出版社，53页)一书介绍：“苏联依万诺夫斯科动力大学毕克斯切列维1972年进行了专门研究，确定40％碰撞行人是在汽车距碰撞点不超过5米，在紧急制动情况下发生的。”由此预测，如果汽车采用紧急制动装置，将可使汽车与行人的碰撞事故下降30％以上。

(3)汽车的油门和离合器也是用脚来控制，当突然发生紧急情况需要紧急制动时，个另司机由于惊慌而产生操作失误，将脚踩在加速踏板或离合器踏板上。紧急制动开关是设置在方向盘上，且方向盘上只设制动开关，因此它可避免以上情况的发生。

(4)本发明的特点之一是能使中、低速行驶的汽车提前制动，与现在的制动装置相比，紧急制动装置能使时速18公里、36公里和54公里的汽车分别提前1米、2米和3米停车。在我国，城市中行驶的出租车通常是以中、低速行驶，但出租车的事故率仍然很高，在中国人民保险公司本溪分公司投保的出租车有2791台，99年的出险件数高达5075件，如果将出租车与一些行人的碰撞事故也考虑在内，平均每台出租车每年紧急制动的次数应在15次以上。如果在出租车上应用紧急制动装置，将会使城市交通事故的数量明显降低。

(5)据有关资料介绍，在因车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的车祸占事故总数的45％。现在的制动装置虽然采用了双制动管路，但如果制动主缸、助力器、制动操作装置故障仍会导致事故。本发明则使汽车制动系统完全实现双保险，当制动主缸、助力器等故障时，仍可使用紧急制动装置。

(6)现在的助力式液压制动装置，当制动管路和分缸有空气、以及摩擦鼓与摩擦片之间间隙较大时，都将会严重影响紧急制动效果。而在紧急制动装置中，蓄压器的能量可供几次紧急制动操作，既使出现以上情况，它也能保持制动效果。

(7)紧急制动装置采用电开关进行制动操作，所以操作轻便，司机的性别和身体强弱不会影响制动效果。

(8)它可设置在专门为腿脚失去活动能力的人所设计的汽车内。

(9)紧急制动装置既具有紧急制动的功能，还具有减速和停车的功能。

(10)当防抱死系统工作时，制动踏板将会振动，而紧急制动装置则不存在这种现象。

(11)本发明可具有经注效果，一般的骄车，虽然平均每年仅有3至5次的紧急制动，但这些制动都是很关键的，一旦出现事故，将会造成人员伤亡和车辆损伤，给当事人造成几百元至几万元、甚至更高的损失，紧急制动装置成本只有几千元。

(12)本发明能提高道路上行人和车辆的安全系数，使相当数量的人免受交通事故所带来的精神和肉体上的痛苦，具有积极的社会效果。

(13)转向盘上安装制动开关后，需将转向盘后方的仪表移到中央控制台的上方，仪表移动后具有以下优点：

1>．由于没有方向盘阻挡视线，司机观察仪表一目了然；

2>．车内其他乘员可方便的观察仪表，了解汽车的行驶状态；

3>．车内乘员可根据仪表提醒司机，例如车速接近或超过规定的道路行驶速度。

(14)司机在驾驶时，如果突发重病，或在战争时司机遭受枪击，车内的其他乘员可通过转向盘上的制动开关对汽车进行控制。

制动时，司机是在不看制动开关的情况下操作，姆指的运动具有一定的误差，按板[39]的宽度取40至60毫米。

每位司机的手大小不同，为此可制造不同的转向盘，使箱壁[48]到手轮[27]内侧的距离分别为30、35和40毫米等。

转向盘上制动开关的导线由电缆盘引出。

为防止司机开车时无意中触碰制动开关，按板[39]的高度应低于箱壁[48]的上端5毫米；按板[39]可采用红、粉红、黄、桔黄等醒目颜色，盖[80]和箱壁[48]可采用灰、黑等颜色。

汽车防抱死系统能提高制动安全性，图9是在图1的液压制动系统中，按装了上海制动系统有限公司生产的MK20-I型防抱死液压系统。由于两个对角设置的制动管路结构相同，在图9中只画出一条制动管路，电磁阀[74]、[75]对轮缸[12]进行防抱死控制，电磁阀[76]、[77]对轮缸[13]进行防抱死控制，返回的制动液经低压蓄能器[78]由液压泵[79]送回制动主缸[18]。

Claims (10)

1．一个由电动机[1]、液压泵[2]、单向阀[3]、压力控制开关[4]、压力表[5]、蓄压器[6]、常开式二位二通电磁阀[7]和[8]、常闭式二位二通电磁阀[9]和[10]、制动开关、电磁阀驱动电路与助力式液压制动装置的部分元件组合而成的汽车紧急制动装置，汽车紧急制动装置与助力式液压制动装置共同使用储液罐[17]，感载比例阀[15]、[16]，轮缸[11]、[12]、[13]、[14]，制动管路[21]、[22]，以及制动器。

2．根据权利要求1所述的洫紧急制动装置，其液压元件的连通特征是：液压泵[2]的进液口和出液口分别与储液罐[17]和单向阀[3]的进液口相通，电磁阀[9]的两个液口分别与单向阀[3]的出液口和制动管路[21]相通，电磁阀[10]的两个液口分别与单向阀[3]的出液口和制动管路[22]相通，压力控制器[4]、液压表[5]、蓄压器[6]的液口与电磁阀[9]、[10]到单向阀[3]之间的通路相连，电磁阀[7]的两个液口分别与制动管路[21]和制动主缸[18]相通，电磁阀[8]的两个液口分别与制动管路[22]和制动主缸[18]相通，上述液压元件组装在一个阀体上。

3．根据权利要求1，其特征是制动开关为转动式按板开关或按钮开关、按键开关，设置在转向盘的轮辐[38]上，数量为1至12个。

4．根据权利要求3，其特征是转动式按板开关由箱体[45]、盖[80]、按板[39]、支架[23]、[37]、轴[28]、扭转弹簧[25]、[29]、[33]、旋臂[32]、限位架[34]组成，在一个箱体[45]和盖[80]内，设置1至6个按板[39]、支架[23]、[37]、轴[28]、扭转弹簧[23]、[29]、[33]、旋臂[32]、限位架[34]。

5．根据权利要求4，其特征是塑料箱体[45]安装或塑铸在轮辐[38]上，箱体[45]靠近手轮一侧的箱壁面[47]、[49]为圆弧面，圆弧面[47]、[49]的中心线与转向盘的轴心线重合，箱壁[48]的内侧上端设有限位凸台[40]，在箱体[45]靠近箱壁[48]的底面处，设有对称的两个触头[46]，如果在箱壁[48]上做一个剖面，使轴[28]与该剖面垂直并使转向盘的轴心线在该剖面上，则箱壁[48]在该剖面的两条曲线是以轴[28]的轴心为圆心的圆弧线。

6．根据权利要求4，其特征是盖[80]靠近按板[39]一侧的端面为圆弧面[42]，圆弧面[42]的中心线与转向盘轴心线相重合，圆弧面[42]到限位台[40]的距离为35至60毫米。

7．根据权利要求4，其特征是轴[28]安装在固定于箱体[45]底部的两个支架[23]、[37]上，触头[26]与触头[46]的连线中点至中点向下2毫米的范围为轴[28]的高度范围，轴[28]的轴心线与转向盘的轴心线垂直。

8．根据权利要求4，其特征是“凹”字型的限位架[34]位于轴[28]靠近转向盘中心一侧，或直角槽型限位架位于轴[28]的另一侧，限位架[34]与支架[23]、[37]为一体或塑铸在箱体[45]上。

9．根据权利要求4，其特征是旋臂[32]的一端装有触头[41]，另一端设有凸台[44、接线螺钉[30]和金属套构成的孔，旋臂[32]的孔与轴[28]结合，凸台[44]安放在限位架[34]内，安装在轴[28]上的扭转弹簧[29]与旋臂[32]作用。

10．根据权利要求4，其特征是塑料按板[39]的两个侧面为圆弧面[43]、[50]，圆弧面[43]、[50]的中心线与转向盘的轴心线重合，按板[39]的另外两个侧面为平面，转向盘的轴心线分别在两个平面的沿长面上，按板[39]下部的触头[26]、[31]分别与触头[46]和触头[41]相对设置，在按板[39]圆弧面[43]的一端设有两个对称的连杆[24]、[36]，连杆[24]、[36]上由金属套构成的孔与轴[28]结合，轴[28]上的扭转弹簧[25]、[33]分别与连杆[24]、[36]作用，连杆[36] 上设接线螺钉[35]。

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