CN1435351A - 摩托车闭环控制防抱死制动系统 - Google Patents

Abstract

本闭环控制摩托车防抱死制动系统采用的是机械飞球控制机构，它用的制动器为摩托车机械盘式制动器，它具有简单、可靠、性能好、成本低的优点，它的性能完全能满足摩托车防抱死制动的需要，它的价格只是国外电液ABS的3～5％左右。使用它后可大幅减少车祸造成的损失约30％。

Description

摩托车闭环控制防抱死制动系统

本发明涉及摩托车防抱死制动系(ABS)。

汽车、摩托车使用ABS制动系，可使它们在任何时候方向均可控制，防止侧滑的产生，可大幅提高和改善它们的安全性，这已是不争的事实。有资料介绍汽车使用ABS制动系后可使车祸下降30％以上，所以汽车、摩托车使用ABS制动系已是业内急于采用的技术。现在常用的摩托车ABS有两种结构，如摩托车技术一书中介绍的，一种是德国宝马公司生产的轮子转速传感器收集轮胎转速发信号---单片机(PC机)控制----高压液压伺服糸统提供操纵力----液压盘式制动器制动的产品。另一种是日本本田公司生产的轮边飞球机构(转速高低产生不同的离心力，就如柴油机调速器一样)收集轮胎转速并发信号控制----高压液压伺服糸统提供操纵力-----液压盘式制动器制动的结构。上述两种产品均能很好实现摩托车闭环控制ABS制动，宝马公司的灵敏度高些，本田公司的灵敏度低一些，但已足够满足摩托车的需要了，它的价格也低一些。但它们都有一个共同的问题，要实现闭环控制ABS制动都少不了一套精度很高、结构复杂的高压液压伺服操纵系统。从而导致它们的价格很高，宝马公司的一套摩托车ABS制动系，价格高达1180美元(本田公司的价格低一些，约6000元人民币)，约合人民币1万元左右，而国内一辆125摩托车的价格在3300元左右，它们的ABS是国内摩托车价格的3倍，因而无法推广，即使在美国、日本、欧州这些先进国家都无法推广。本发明就是要提供一种能满足摩托车需要，价格低(约300元人民币)，又能实现闭环控制的摩托车用ABS制动系统。宝马公司、本田公司的ABS制动系统均为闭环控制系统。国内有人搞的限压阀类ABS(他们自己说的)，由于性能差，不能实现闭环控制，因而不必介绍了。

本发明的ABS主要由四个部件构成，一个是增力比很大(效能因数很高)的摩托车机械盘式制动器，如附图5，它有两个活塞，采用主付一大一小活塞结构是为了得到很大的增力比，一个是飞球控制系统，另一个是采集两个操纵力(飞球控制力和驾驶员的操纵力)然后向机械盘式制动器提供控制力的分配器，再一个是手把。为什么宝马公司和本田公司的ABS不能直接由飞球机构直接操纵控制液压盘式制动器来实现ABS呢？主要是现有液压盘式制动器的制动效能因数太低(既操纵力一定，操纵行程一定时其制动力太小)，飞球机构由转速产生的离心操纵力太小，无法直接操纵液压盘式制动器进行ABS制动。液压摩托车盘式制动器的增力比一般只有50～60倍，既手把上施加1公斤操纵力，液压盘式制动器(单边)产生50～60公斤的正压力。这样手把上要8～11公斤的操纵力才能把摩托车按规定的要求制动下来。而我发明的摩托车机械盘式制动器(已有两个专利保护)的增力比却可高达400～500倍(单边)，这样手把上施加1～1.5公斤的操纵力即可把同样的摩托车按同样的要求制动下来，这种制动器只需如此小的操纵力，从而为飞球机构产生的离心力直接操纵它实现ABS制动提供了可能。

飞球控制机构的结构如附图1中所示，它由装在摩托车车轮圈园柱形(也可以不是园柱形的，也可以不装在幅条内)的幅条内，在离心力的作用下能上下移动的几组飞球，以及钢丝绳、滚轮、隔离套组、回位簧等零件组成。在飞球上安钢球和使用滚轮的目的是为了减小飞球上下移动的阻力，使它更加灵敏。它的工作原理是这样的，当摩托车停止时，飞球产生的离心力为零，在回位簧的作用下，飞球都在车轮中心处。当摩托车启动车轮转动后，几组飞球产生的离心力逐渐加大，当离心力大于回位簧的拉力后，飞球向车轮的外边移动，联接飞球的钢丝绳经滚轮和隔离套并经过车轮轴中心的孔拉动飞球机构钢绳。当车速减小车轮转速下降到一定时，回位簧的拉力大于飞球产生的离心力后，飞球又向车轮的中心移动，隔离套的内圈只能拉住飞球机构钢绳移动而不能转动。也可采用轮边增速机构(象日本本田公司的一样)来传动一套专门的飞球离心机构，如飞球离心机构的转速比车轮高1～2倍等，以减小它的重量和体积，并提高它在车轮低速时对制动器的控制能力。

附图1为这种闭环控制的ABS的联接示意图，这种闭环控制的ABS它的工作原理如下，摩托车在行驶中，当摩托车手不进行制动时，手把联接控制器的手把钢绳放松，分配器中的杠杆在制动器回位簧、手把钢绳回位簧和飞球机构的钢绳向下拉动下处于下端(如附图2中所示)，制动器不工作。当驾驶员握紧手把进行制动时，飞球机构由于车轮转速较高离心力大，它的钢绳压住分配器中杠杆的右端，这时手把钢绳拉动杠杆以飞球机构钢绳联接杠杆的一端为中心(杠杆右端)，向顺时针方向转动，杠杆的左端向上拉动制动器狠刹车轮进行强制动(如附图3)。车轮转速在制动器强力制动下迅速下降，当车轮转速下降到一定转速时(这个转速可根据需要设计)，由于飞球机构产生的离心力减小(手把不动)，这时飞球钢绳在制动器回位簧等的作用下向上移，杠杆以手把钢绳与杠杆联接处为中心向逆时针方向转动，制动器钢绳向下移动，制动器减小制动力(如附图4)。制动力减小后，车轮转速又上升，飞球机构产生的离心力又增大，杠杆在飞球钢绳的拉动下，又以手把钢绳与杠杆联接处为中心向顺时针方向转动(手把不动)，制动器又增加制动力，车轮转速又下降，制动器又减小制动力，这样周而复始，最后将摩托车按不抱死的要求制动下来，从而实现了闭环控制ABS制动。

从上面的介绍中可以知道这种防抱死制动器具有结构简单可靠，成本低廉，能满足摩托车实现实时闭环控制防抱死制动(ABS)，推广使用后将产生巨大的社会效益，大幅减小摩托车制动方面产生的车祸造成的人员和财产损失。设计时应注意各处的灵敏度，减小各处的摩擦损失，从而使它反映更快更灵敏。如果手把握力太小时，可在手把纲绳处设置个压簧，从而可精确控制刹车。

附图1为闭环控制防抱死制动(ABS)装在摩托车轮上的情况和飞球控制机构的结构图。

附图2为摩托车未制动状态的分配器杠杆工作示意图。

附图3为强力制动状态的分配器杠杆工作示意图。

附图4为防抱死制动状态的分配器杠杆工作示意图。

附图5为用于防抱死制动糸的双活塞机械盘式制动器的总装图。

Claims (5)

1一种摩托车闭环控制的防抱死制动系统，它由手把、隔离套等零件组，其特征为：手把钢绳的一头联接手把，另一头联接分配器中的杠杆上，飞球机构纲绳一头联接飞球机构，另一头联接分配器中的杠杆上，制动器钢绳的一头联接制动器，另一头联接分配器的杠杆上。

2根据权利要求1中所述的摩托车防抱死制动系统，其特征为：所述的制动器为机械盘式制动器。

3根据权利要求1中所述的摩托车防抱死制动系统，其特征为：控制机构为飞球机构。

4根据权利要求1中所述的摩托车防抱死制动系统，其特征为：分配器的主要零件为杠杆。

5根据权利要求1中所述的摩托车防抱死制动系统，其特征为：制动器钢绳的一头联接在分配器杠杆的一端头，飞球机构钢绳的一头联接在分配器杠杆的另一端头，手把钢绳的一头联接在分配器杠杆两端头之间。

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