CN1320534A - 汽车调头、转向、防火装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种轻型汽车的调头、转向、防火装置。该装置能使汽车的调头速度接近极限,并且操作省力,适合应用在警用汽车、赛车和军用汽车上。该装置通过设置在制动系统中的电磁阀[16][17]等元件,控制车轮的制动状态,通过车轮滑系统减少后车轮与地面的摩擦力,使汽车在制动的同时完成调头。利用车轮润滑系统设置了汽车防火灭火装置。

Description

汽车调头、转向、防火装置

本发明涉及一种轻型汽车的调头、转向、防火装置。

一般的轻型汽车在宽度小于10米的道路上调头时，需要经过以下几个步骤：首先将汽车驶到路的右侧，然后向左打足方向盘使汽车转向，汽车到达左侧时向右回轮，再将汽车倒到路的右侧并向左回轮，最后向前行驶完成调头。以上调头过程费时费力。

本发明主要是为警车、军车、赛车和国家领导专用车所设计的一种调头、转向、防火装置，它所要达到的目地是使中低速行驶的骄车在很短的时间内完成调头或转向，当汽车发生严重碰撞时能自动进行防火、灭火。

本装置是通过调控车轮的制动状态，使汽车产生回转力矩，通过车轮润滑系统，利用后轮的侧滑来完成汽车的调头。以下通过附图来说明它的原理，在图1中，汽车沿速度ν的方向运动，汽车的调头时速为24至30公里，G点为汽车的质心，调头时，汽车左前轮〔1〕做防抱死制动，右前轮〔2〕不做任何制动，左后轮〔3〕和右后轮〔4〕做抱死制动，由于汽车右后轮〔3〕和左后轮〔4〕的制动力基本相等，且侧向力为零，汽车的惯性力P_G与左前轮〔1〕的制动力P₁将对汽车产生一个回转矩M₁，使后轮〔3〕〔4〕发生侧滑，汽车开始沿逆时针方向转动；图2是汽车转动角度小于90度时车轮的受力情况，两个前轮〔1〕〔2〕的侧向力P′₁、P′₂将对汽车产生回转力矩M₂,M₂与M₁的方向相同；图3为汽车转过90度后的受力情况，此时左前轮〔1〕的制动力P₁所产生的回转力矩M₁已经反向，M₁将阻止汽车的转动，所以当汽车转过90度时，司机将停止对左前轮〔1〕的制动，汽车最终是通过对两个后轮〔3〕〔4〕的抱死制动完成调头和停车。图4为汽车旋转180度后停车。

汽车调头、转向、防火装置由调头转向控制系统、防火控制系统、调头转向制动系统、车轮润滑系统和防火系统构成。

图5是由四个二位二通电磁阀〔9〕〔10〕〔11〕〔12〕与液压制系统构成的调头转向制动系统。图5中的元件分别是轮缸〔5〕〔6〕〔7〕〔8〕，蓄液箱〔13〕，制动主缸〔14〕和制动踏板〔15〕。图6是由二个二位三通电磁换向阀〔16〕〔17〕与液压制动系统构成的调头制动系统。图7中的储液箱〔19〕、电动机〔20〕、泵〔21〕、单向阀〔22〕、喷头〔23〕〔24〕构成了车轮润滑系统，喷头〔23〕〔24〕分别设置在两个后车轮〔3〕〔4〕的右侧，并分别对准两个后轮〔3〕〔4〕右侧的地面。图8为图5的调头转向控制系统，开关〔34〕〔35〕分别设置在方向盘左右两侧的轮辐〔51〕上，见图9，通过开关〔34〕控制达林顿管〔38〕〔39〕〔40〕来控制电磁阀〔9〕〔10〕和电动机〔20〕，通过开关〔35〕控制达林顿管〔41〕〔42〕来控制电磁阀〔11〕〔12〕。提示器〔43〕通过喇叭〔45〕的声响提醒司机调头后断开电源开关〔49〕。当车速进入调头的速度范围时，速度提示器〔44〕通过设置在车内的喇叭〔46〕提示司机。

汽车调头前，司机首先将开关〔49〕〔50〕接通，使开关〔36〕在A的位置上，开关〔49〕为组合开关，它将调头控制系统的电源接通的同时，也将汽车后轮的防抱死控制电路断开，此时汽车后轮不能进行防抱死制动，只有前轮可进行防抱死制动。调头时，司机踩下离合器并按开关〔34〕，电动机〔20〕使泵〔21〕工作，当储液箱〔19〕中的水经喷头〔23〕〔24〕洒在后车轮右侧地面时，延迟电路〔37〕正好使达林顿管〔39〕〔40〕导通，电磁阀〔9〕导通，电磁阀〔10〕关闭，右前轮〔2〕将无法制动，此时司机迅速踩下制动踏板〔15〕，两个后车轮〔3〕〔4〕将形成抱死制动，左前轮〔1〕则为防抱死制动；当汽车旋转到90度时，司机右手指按开关〔35〕，电磁阀〔11〕导通，电磁阀〔12〕关闭，左前轮缸〔5〕中的压力液回储液箱〔13〕，此时汽车完全由两个后轮〔3〕〔4〕制动，最终完成调头和停车。调头结束后，司机断开电源开关〔49〕，后车轮的防抱死控制电路将同时被接通。

在汽车拉力赛或其它紧急场合中，司机为了争取时间，常通过汽车后轮的侧滑进行转弯，利用本装置则可使这种“侧滑转向”更加容易控制和操作，并可减少汽车通过急转弯路段的时间。汽车拉力赛时，司机接通开关〔50〕，使开关〔36〕外在B的位置上，当遇到向左的急转变时，司机踩制动踏板减速，使汽车在急转弯处由高速变为中、低速，同时在急转弯处司机用左手姆指点按一下开关〔34〕，电磁阀〔9〕〔10〕动作后又复位，右前轮〔2〕的制动力在短暂的消失后又恢复，它所形成的回转力矩将使汽车后轮形成一定距离的侧滑，侧滑距离的长短由开关〔34〕的接通时间、汽车的速度及车轮转向角确定。这种主动控制的“侧滑转向”能使汽车在车轮转向角不大的情况下，通过急转弯，并且制动与转向一气合成，省时省力。当需要向右急转弯时，司机在制动时用右手点按下开关〔35〕，方法与左转弯时相同。

图10为图6的调头转向控制系统的原理图。开关〔34〕〔35〕通过达林顿管〔38〕〔53〕〔54〕控制电动机〔20〕二位三通电磁换向阀〔55〕〔56〕，其原理与图5、图8相同。

图7既是车轮润滑系统也是防火系统，喷头〔33〕对准汽油箱，喷头〔30〕设置在汽车前剖易起火部位。图11为防火控制系统的原理图。当汽车起火时，司机接通开关〔57〕〔65〕，并迅速离开汽车，此时电磁换向阀〔25〕换向，电动机〔20〕〔29〕使泵〔21〕〔27〕工作，储液箱〔19〕中的水与容器〔28〕中的高浓度灭火剂混合后，经喷头〔30〕〔33〕喷出灭火。

在每百次的汽车碰撞实验中，有5次起火事件。为此专门在汽车上设置一种碰撞防火、灭火装置。当汽车前部发生严重碰撞时，电脑〔64〕根据碰撞传感器的信息，在打开安全气囊的同时，断开汽车前部装置的电源，使电磁阀〔25〕换向，电动机〔20〕〔29〕工作，电磁阀〔32〕关闭，灭火剂经喷头〔30〕喷洒到汽车的前部进行防火灭火。

在一些汽车追尾事故中，可发生汽油箱起火，为此在汽车尾部设置碰撞传感器〔62〕〔63〕，当汽车被严重追尾时，电脑〔64〕将根据碰撞传感器〔62〕〔63〕的信息，使电磁换向阀〔25〕换向，电磁阀〔31〕关闭，电动机〔20〕〔29〕工作，灭火剂经喷头〔33〕喷向汽油箱，进行防火、灭火。

本发明具有以下优点：

①使汽车的调头速度接近极限；

②当道路两侧没有物体时，本装置能使一辆轴距2.7米，轮距1.5米的汽车在4米宽的道路上实现调头；

③本装置使汽车通过急转弯路段的平均速度提高；

④当汽车发生严重碰撞时，具有自动防火、灭火功能，在行驶中的汽车起火时，司机可接通开关〔57〕〔65〕进行灭火。

⑤成本低，性能价格上高。

本发明最适合应用以以下四种汽车上：

①用于警用汽车，当警察驾车发现对面驶来的汽车正是要追捕的汽车时，用本装置进行快速调头，可防止罪犯逃脱。

②用于军用汽车，可增加轻型军用汽车在战争时的机动能力；

③用于接力赛车，可提高赛车的成绩；

④世界上一些国家领导人在乘车外出时，有被暗杀的危险，例如美国总统肯尼迪就是被暗杀在汽车上，柬埔塞首相洪森的车队曾遭伏击，为此可在国家重要领导的专用汽车上应用本装置，以备万一。

储液箱〔19〕上的加液口盖〔18〕与汽油箱的加油口盖分别设置在汽车的左右两侧，在加液口盖〔18〕上设有“水”的标记，在汽车壳体上的外加液盖内侧设置盖锁，以防止将汽油加到储液箱〔19〕中。当气温在零度以下时使用防冻液。储液箱〔19〕的容积一般要保证汽车能进行10次以上的调头。

汽车调头时，乘员系安全带，司机使汽车靠近道路的中线行驶，调头结束后，汽车在回转力矩的作用下，将会停在道路的中线上，或道路中线的另一侧，司机需立即使汽车加速，以免影响其它车辆的行驶。

如果道路两侧有路台，调头时汽车右侧距路台的距离应大于2米，路的宽度应大于6米。

在汽车调头操作中，要求汽车在转动到150度至210度的范围内停车，司机如果发现车身旋转速度过快，就不按开关〔35〕，而用图3中P₁产生的回转力矩M₁，来减少汽车的转动，并可停止按开关〔34〕，用四个车轮同时制动。

本装置适合在平坦的道路上使汽车调头，在不平的路面上不能使用。

在利用本装置进行“侧滑转向”时，司机必需具有一定的经验和技术，所以司机在使用本装置进行“侧滑转向”前，必须经过专门培训。

Claims (10)

1、一个由调头转向控制系统、防火控制系统、车轮润滑系统、调头转向制动系统和防火系统组成的汽车调头、转向、防火装置，其特征是调头转向控制系统控制车轮润滑系统和调头转向制动系统，防火控制系统控制防火系统，车轮润滑系统与防火系统共同使用储液箱〔19〕、电动机〔20〕、泵〔21〕、单向阀〔22〕。

2、根据权利要求1，其特征是车轮润滑系统由储液箱〔19〕、电动机〔20〕、泵〔21〕、单向阀〔22〕或低压溢流阀、二位三通电磁换向阀〔25〕、喷头〔23〕〔24〕组成，通过管路或阀体，泵〔21〕的进液口和出液口分别与储液箱〔19〕和单向阀〔22〕的进液口相连，二位三通电磁换向阀〔25〕的进液口和常开位置的出液口分别与单向阀〔22〕的出液口和喷头〔23〕〔24〕相连，喷头〔23〕〔24〕分别设置在汽车左右后轮〔3〕〔4〕的右侧，并对准后轮〔3〕〔4〕右侧的地面，靠左行驶的汽车则将喷头〔23〕〔24〕分别设置在汽车左右后轮〔3〕〔4〕的左侧，并将喷头分别对准左后轮〔4〕和右后轮〔3〕的左侧地面，储液箱〔19〕内装水或其它润滑液体，储液箱〔19〕的加液盖〔18〕与汽油箱的加液盖分别设置在汽车的左右两则。

3、根据权利要求1和权利要求2，其特征是防火系统由储液箱〔19〕、电动机〔20〕、泵〔21〕、单向阀〔22〕、二位三通电磁换向阀〔25〕、容器〔28〕、电动机〔29〕、泵〔27〕、单向阀〔26〕或溢流阀、常开式二位二通电磁阀〔31〕〔32〕、喷头〔30〕〔33〕组成，通过管路或阀体，二位三通电磁换向阀〔25〕的常闭出液口分别与单向阀〔26〕的出液口，二位二通电磁阀〔31〕〔32〕的进液口相连，二位二通电磁阀〔31〕〔32〕的出液口分别与喷头〔30〕〔33〕相连，泵〔27〕的进液口和出液口分别与容器〔28〕和单向阀〔26〕的进液口相连，泵〔21〕〔27〕分别由电动机〔20〕〔29〕驱动，容器〔28〕内装高浓度灭火剂，喷头〔33〕〔30〕分别对准汽油箱和汽车前部易起火部位，喷头〔30〕〔33〕的数量分别为1至6个。

4、根据权利要求1，其特征是调头转向制动系统中，通过管路或阀体，常开式二位二通电磁阀〔10〕的两个液口分别与制动主缸〔14〕和右前轮缸〔6〕相连，常闭式二位二通电磁阀〔9〕的两个液口分别与右前轮缸〔6〕和低压管路相连，常闭式二位二通电磁阀〔11〕的两个液口分别与左前轮缸〔5〕和低压管路相连，常开式二位二通电磁阀〔12〕的两个液口分别与左前轮缸〔5〕和制动主缸〔14〕相连。

5、根据权利要求1，其特征是调头转向控制系统中，通过管路或阀体，二位三通电磁换向阀〔16〕的两个常开液口分别与右前轮缸〔6〕和制动主缸〔14〕相连，二位三通电磁换向阀〔16〕的常闭液口与储液箱〔13〕相连，二位三通电磁换向阀〔17〕的两个常开液口分别与左前轮缸〔5〕和制动主缸〔14〕相连，二位三通电磁换向阀〔17〕的常闭液口与储液箱〔13〕相连。

6、根据权利要求1和权力要求4，调头转向控制系统的特征是，开关〔34〕通过达林顿管〔38〕〔39〕〔40〕控制电动机〔20〕、电磁阀〔9〕〔10〕，开关〔35〕通过达林顿管〔41〕〔42〕控制电磁阀〔11〕〔12〕，达林顿管〔39〕〔40〕的控制端设延迟电路〔37〕、开关〔36〕，调头电源提示器〔43〕、调头速度提示器〔44〕、警示灯〔47〕〔48〕分别并联在调头转向控制电路上，所有林达顿管均可用继电器代替。

7、根据权利要求1和权利要求5，调头转向控制系统的特征是，开关〔34〕通过林达顿管〔38〕〔53〕控制电动机〔20〕和二位三通电磁换向阀〔55〕，开关〔35〕通过达林顿管〔54〕控制二位三通电磁换向阀〔56〕，所有达林顿管均可用继电器代替。

8、根据权利要求1、权利要求6和权利要求7，其特征是开关〔34〕、〔35〕分别设置在方向盘左右两侧的轮辐〔51〕或手轮〔52〕上，或者开关〔34〕〔35〕设置在方向盘附近。

9、根据权利要求6和权利要求7，其特征是开关〔49〕由一个常开式开关和一个常闭式开关组合而成，两个开关为同步动作，常开式开关为调头控制系统的电源开关，常闭式开关设置在后轮〔3〕〔4〕的防抱死控制电路上。

10、根据权利要求1，防火控制系统的特征是，开关〔57〕通过控制达林顿管〔66〕〔58〕〔59〕来控制电动机〔20〕〔29〕和电二位三通磁换向阀〔25〕，电脑〔64〕通过所有碰撞传感器的信息控制达林顿管〔66〕〔58〕〔59〕〔60〕〔61〕，达林顿管〔66〕〔58〕〔59〕〔60〕〔61〕分别控制电动机〔20〕〔29〕、电磁阀〔25〕〔31〕〔32〕，所有达林顿管均可用继电器代替，碰撞传感器〔62〕〔63〕设置在汽车的后部，数量为2至4个。

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