CN201227992Y - 一种汽车用制动棒及新型制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车用制动棒和新型制动系统，属于汽车制造技术领域，现有制动技术都是利用车轮上的制动部件的摩擦止动，制动距离长，不及时，常发生车祸；本实用新型提供了一种制动棒及新型制动系统，所述制动棒是一根上下两端有变化的圆柱，其上端为一活塞，其下端侧面制作成尖锐的牛角形，活塞直接装入活塞缸，控制部分采用机械或电子线路，当控制部分发出指令，动力缸工作，将制动棒急剧推出并刺入路面实现制动；本系统由于制动及时，制动距离短将大幅度减少车祸，可广泛用于长途客、货车、越野车等各种车辆，减少交通事故，提高车辆安全性能。

Description

一种汽车用制动棒及新型制动系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车用制动棒及新型制动系统，属于汽车制造技术领域。

背景技术

汽车的制动系统是汽车的非常重要的系统，它直接关系到汽车自身及乘员货物的安全。传统的制动方式是利用对装在车轮上的制动部件的摩擦，使车轮停转而达到对汽车止动的目的，此种制动方式可称为轮式制动方式。这在很多文献中有很翔实的记载。

第一汽车制造厂编的《解放牌载重汽车零件目录》(机械工业出版社1977年12月北京第四版1977年12月北京第五次印刷)第3页记载了：“刹车、脚刹车、蹄片式，由压缩空气驱动，作用于全部车轮上，手刹车、圆盘式，装于传动系统中，机械式操纵”，从第83页至101页运用文字和多幅详尽的图样记载了通过对车轮制动部件的摩擦实现制动；运用“机械式操纵”控制制动，由压缩空气驱动的刹车(制动)系统，“前轮刹车器”、“后轮刹车器”，“踏板”。

二十一世纪的新型时尚的汽车的制动系统没有根本的变化。金盾出版社2006年12月出版的《新编汽车底盘维修图解》第157页至第174页“七、制动系的维修”，图7-2就示出了“行车制动装置”、“车轮驻车制动系”，图7-4示出了上海桑塔纳轿车液压制动系统。5、“前轮盘式制动器”。6、“后轮鼓式制动器”，“图7-1东风EQ1090E型汽车气压鼓式前轮制动器”，“图7-18示出桑塔纳2000型轿车前轮制动器分解图”，还有文字记载的“桑塔纳盘式车轮制动器”，“图7-55桑塔纳2000型轿车后轮制动器分解图”，“图7-58拆卸后轮制动器制动蹄”，“图7-86示出了EQ1092型汽车前轮制动器”，“图7-87示出EQ192型汽车后轮制动器”。

2008年第3期《汽车导购》第40页登载的周身可以找到很多相当前卫的设计理念的新生代代表的自动时尚型马自达2的制动装置型式(前/后)通风盘式/鼓式；全新威驰(V/DS)的制动装置型式(前/后)为通风盘式/鼓式。克莱斯勒铂锐CHRYSLER制动装置型式(前/后)通风盘式/实心盘式。08年3.28—4.03，NO：392《车友报》A22顶级改装阿斯顿·马丁V8就有一幅图是“硕大的刹车盘一览无余，很是抢眼”，“刹车盘”仍然在车轮上。《车荐通》08年4期75页记载奥迪A8L的前后都是通风盘式刹车。《汽车导购》08年3期23页登载的道奇锋哲的制动装置是前后皆盘式。

上述文献记载都直接间接证明了传统的制动方式都是通过车轮上的制动部件，如前轮盘式制动器，后轮鼓式制动器的摩擦使车轮止动，无论是行车或驻车，前轮或后轮，盘式或鼓式，通风盘式或实心盘式，各种改变都没有跳出车轮制动的范围；从公知的事实到公开使用，从城市到乡村的公路上行驶的汽车，甚至更广泛的农用车，摩托车，自行车，从机动车到非机动车都没有车轮摩擦制动之外的方式；总之，从二十世纪中叶到二十一世纪初，以至2008年所记载传递的信息全部都是车轮摩擦制动方式。

轮式制动的最大技术问题是这种制动方式仅仅是停止，并且是逐渐地停止加于车轮的继续前进的动力和加速度，对汽车在行驶中已获得的惯性力没有影响，或影响很小；就是说这种惯性力不是消耗在制动过程中，而是主要消耗在“轮胎拖印”中。正是这种惯性力推动汽车继续前进较长的一段距离，这段距离的长度，即所谓“轮胎拖印”的长度取决于汽车的总重量和速度，也取决于路面状况。人民交通出版社出版，湖南省交通学校编的《汽车维修》记载的全轮制动理论计算距离为1.3—1.7m(压印及拖印距离)。

中国汽车报社主办，汽车族杂志社出版的2008年3月刊载的96—0km/h制动距离(m)2008雪佛兰Silverado 2500HD为48.8，3500HD为47.6；2008福特SuPER DUTYF-250为47.5m，F-450为44.2m，2008丰田Tunda4×2DoubleCab4.7L；4×4Crewma×5.7L，Limited在96-0km/h制动距离(m)，分别为44.2和41.8。

2007年中国发生道路交通事故30多万起，造成8万多人死亡，38万多人受伤，直接财产损失12亿元，平均每天发生交通事故近900起，每天有200多人死于车祸。重要原因之一是刹车片失效，制动失灵。

由于汽车制造技术二百多年的不断发展进步，汽车各系统的制造技术日臻完善，这在不少文献中有所记载，这是新型制动系统可以借鉴，甚至可以完全移植的技术。在第一汽车制造厂编的《解放牌载重汽车零件目录》(修订第四版，记载了运用“机械式操纵”，控制制动的由“压缩空气驱动”的刹车系统。

徐寅生、龚延成主编，金盾出版社出版(2006年12月第1版第1次印刷)的《新编汽车底盘维修图解》157页至197页用文字和原理图记载了制动系统的各部分的结构原理，“行车制动装置”，“车轮驻车制动系”，“凸轮张开式中央驻车制动系”，“行车制动系又分为液压制动和气压制动两种类型”，“上海桑塔纳轿车液压制动系统”，“解放CA1092型汽车气压制动系统”，“单回路制动系”，“前后分立式液压制动系”，“对角分立式液压制动系”，“东风EQ1090E型汽车气压鼓式前轮制动器，在书中其它部分也记载着控制(信息传递)，动力和直接制动部分的技术状况。

人民交通出版社1979年4月第1版第1次印刷，湖南省交通学校编的《汽车维修》一书也在330页至346页集中记载了制动系统的控制、动力、制动各部分的结构，并指出了“所有汽车上都装有两套独立工作的制动装置，即脚制动器和手制动器”，“脚制动器又分为：气压制动和液压制动。有的还有辅助机件如真空增压器或气压增压器”，在书的其它部分也记载了有关控制，动力和制动的机构。

在《新编国产汽车电路图册》，《新编汽车电路燃油喷射系统结构与检修》《轿车选购与用户手册》，《汽车电子控制技术自学读本》，》汽车电控系统故障诊断检修实例》，《汽车维修工艺》，《东风柴油汽车结构与使用维修》，《新编桑塔纳系列轿车结构与使用维修》这些书中都记载了很多可供新型制动系统实现其制造的可供借鉴的结构，有的甚至可以直接用于新型的路面制动系统的各部分。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是在汽车制动时制动系统不能及时消除，消耗其在行驶中已获得的惯性力；制动部件摩擦制动时间过长，过程较长；以及部分解决控制部分机械较复杂，容易出现故障，并不易被发现，造成制动失灵的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种与传统汽车制动系统根本不同的，可称为汽车路面制动系统，也可称为新一代的完全新型的汽车制动系统。制动系统包括三个部分，即控制、动力、直接制动三个部分。作为制动系统的直接制动部件，所述制动棒的形状是一根上下两端有变化的圆柱形合金棒，其直径及长度因车型不同而异，一般而论，小车直径较小，大车直径应较大；轻载车直径应较小，重载车直径应较大，其长度L＝L₁+L₂+L₃；L₁＝动力缸口至制动棒座的距离；L₂＝车轮半径÷CoS(90-θ)m；L₃＝n×0.1(m)，n为1—8之间的自然数，所述制动棒的下端为能剌入路面的尖头，其上端为一活塞，将活塞直接安装在名为动力缸的气缸内，将动力缸和制动棒通过基座分别安装在汽车底盘尾端和后桥上；在汽车需要紧急制动时，由制动系统的控制(信息传递)部分根据司机的操控发出指令，使动力部分的动力缸工作，推动活塞及制动棒冲出，并使制动棒剌入路面，使汽车在行驶中获得的惯性力通过制动棒迅速传递并消耗在路面和制动过程中，实现制动。路面的反作用力通过制动棒传递到汽车，在一定条件汽车后部及后车轮可能抬起，使后轮空转，产生更好的制动效果。此制动棒可称为A—1型制动棒。

所述制动系统的动力缸的动力可以采用压缩空气，液压动力等普通动力，还可以采用炸药或火药作动力，如可以使用价格低廉的火棉或液氧炸药。

所述制动系统的控制部分，即信息的传递部分可以采用现代汽车相同的机械操控系统，也可以采用电子线路实现信息的传递和对动力缸的控制，由于机械操纵设备结构复杂，制造相对更困难，使用过程也易出故障，使用电子线路更相对可靠，对于所述制动系统运转中的十分简单的信息传递，经过长时间改进完善的汽车制造技术没有难度，本领域普通技术人员不需要付出创造性劳动就能实现制造。

本实用新型——汽车路面制动系统的各个部分都可以有改进，直接制动部分的A—1型制动棒就需要作出一些改进，即增加一些附加的技术特征，对其作进一步的限定。可在所述制动棒的下端的正面采用三角形，并在正面设计切削槽(此处所谓切削槽及制动棒的各种角基本借鉴，或说源自机械制造领域中车刀的各种角)，其侧面后边的平面改为抛物线的一段的曲面，这样的改进就可以增强制动棒的强度，减少路面对制动棒的阻力，这种改进的制动棒可称为A—2型制动棒。

由于传统方式的摩擦车轮上的制动部件，使车轮停转，再利用车轮与地面的摩擦，产生轮胎拖印消耗汽车的惯性力，逐渐停止汽车相对于路面的运动。这种方式对惯性力影响很小，很慢，作用路程长，轮胎拖印长，制动时间长，难免酿成交通事故，甚至严重的群死群伤事故，对国家和人民生命财产造成巨大损失。新型的制动系统没有传统制动那样长的制动距离，当然也不能太短，太短会给车内人员造成太大伤害，新型制动系统虽然会对路面造成一定的损坏，但损坏很有限，从制动距离的相对较短可知损坏是不大的，并且是可以控制的，制动棒刺入路面的深度，制动距离的长短，对路面损坏的大小，各种类型的车辆虽然各有不同，但都取决于汽车总重、速度、车动力、制动系统动力的大小，制动棒的直径，制动棒的∠a，∠β，∠r等多种因素的总和，可以经过反复实验选取一个平衡点，用对路面的最小损坏，换取最好的制动效果，提高汽车的安全性能。新型制动系统的效果可参见以下效果对照表。

从上述技术背景和发明内容的阐述及书刊文献的摘录，可清楚的看到本实用新型除制动棒是开拓性的发明，本制动系统的技术方案是采用已有的，长时间被公知和普遍广泛运用的成熟的汽车制造技术去解决长时间存在的技术问题。

本发明虽然是全新的独立的制动系统，但它对传统的制动方式并不是要取代，而是一种补充和辅助，或者是分工和合作，但它又并非是始终的配角，在面临车毁人亡重大事故的严重关头，它又承担着关键的作用。本实用新型的应用是广泛的，各种车辆都可以安装使用，尤其是需要在山路上行驶的车辆，如长途大客车、大货车、越野车、工具车、特种车辆，各型轿车，农用三轮，农用四轮等，只要采用安装了本系统就能提高车辆安全性能减少事故。虽然本申请不能讨论新系统的安装及管理的问题，也不能解决损毁路面的快速修复问题，但可以在本系统的技术方案中采取措施，降低系统的机动性，方便管理，防止本系统的滥用。

附图说明

图1是汽车用A—1型制动棒主视图。

图2是汽车用A—1型制动棒A—A剖视图。

图3是汽车用A—2型制动棒主视图。

图4是汽车用A—2型制动棒B—B剖视图。

图5是普通动力动力缸结构主视图。

图6是普通动力动力缸结构C—C剖视图。

图7是压缩空气和液压动力缸结构主视图。

图8是压缩空气和液压动力缸结构D—D剖视图。

图9是炸药动力动力缸结构主视图。

图10是炸药动力动力缸结构E—E剖视图。

图11是汽车用制动系安装位置主视图。

图12是汽车用制动系安装位置后视图。

图13是汽车用制动系工作状态图。

图14是S—1型制动系统结构组成框图。

图15是S—2型制动系统结构组成框图。

图16是S—3型制动系统结构组成框图。

图17是S—4型制动系统结构组成框图。

具体实施方式

如图1和图2所示为A—1型制动棒1，这是制动系统直接用于制动的部件，所述制动棒是一根上下两端有变化的圆柱1—2，其上端直接连接一个活塞1—3，1—4为活塞环槽，其下端正面为椭圆的一段圆弧1—1，椭圆的半径之一为R1，其下端侧面为尖锐的牛角形1—5，其角为楔角β。

如图3和图4所示是A—2型制动棒2，它是A—1型制动棒的改进型，为使制动棒更坚固和在工作时减少阻力，更可靠的工作，将制动棒1下端正面制作成一个锐角∠α，成为制动棒2的2—1，即刀尖角∠α成锐角，下端正面制作切削槽2—8，将侧面三角形的后边改制成抛物线的一段2—7，下端侧视图为牛角形尖角2—5即楔角∠β2。

图14示出了S—1型车用新型制动系统(以下简称S—1系)的结构组成和工作原理框图，S—1系包括控制，动力(分为左右两部分)，直接制动(分为左右两部分)三个组成部分。S—1系的特征在于安装了A—1型制动棒1，将其上端直接装入动力缸3，见图1，图2，图5和图6，将动力缸座3—2和制动棒座1—6分别安装在车底盘后部11和后桥10上，每辆车安装二个动力缸(分为左右)和二根制动棒(分为左右)，见图11、图12；动力缸3可以使用各种普通动力，控制部分9采用机械装置，在需要紧急制动时，控制部分9发出指令，启动动力部分工作，推动活塞1—3使制动棒1获得动力冲出动力缸3，刺入路面6，实现制动，如图13。8为车轮，7为后桥总承。

图15示出了S—2型车用新型制动系统(以下简称S—2系)的结构组成和工作原理框图，S—2系统是S—1系统的改进型，直接制动部分不用A—1型制动棒1，改用A—2型制动棒2，动力部分采用压缩空气；控制部分9改用电子线路，参见图3、图4、图7、图8、图11、图12和图13。4—3为单向阀。

图16示出了S—3型车用新型制动系统(以下简称S—3系)的结构组成和工作原理框图，S—3系统是S—1系统的改进型，直接制动部分不用A—1型制动棒1，改用A—2型制动棒2，动力部分采用液压动力，控制部分9改用电子线路，参见图3、图4、图7、图8、图11、图12和图13。

图17示出了S—4型车用新型制动系统(以下简称S—4系)的结构组成和工作原理框图，S—4系统是S—1系统的改进型，直接制动部分不用A—1制动棒1，改用A—2制动棒2，动力部分采用炸药5—4作动力，控制部分9改用电子线路，参见图3、图4、图9、图10、图11、图12和图13。

各个实施例的各型制动系统的各个部分不是绝对不变的，如S—1系统的控制——信息传递部分也可以采用电子线路，动力部分也可以采用其它动力，在一定条件下也可以不用动力缸，如轻载小车且动力足够，可以只使用机械设备，将信息的传递和动力的传递合二为一，如有的汽车的制动系统一样。一般而论，电子线路控制比较机械设备控制更简便可靠，故本实用新型多数实施例采用电子线路控制。各种动力有比较大的差别，需要很多的实验和长期的实践，取得丰富的数据，选取最适合的几种模式，作为重点的推广。可以预见在本发明公开后，会有更多热心的人投入到新的车用制动系统的研究和探索中去。

Claims (6)

1、一种新型的汽车用制动棒，其特征在于：所述制动棒(1)是一根上下两端有改变的圆柱形合金棒(1-2)，其上端为一活塞(1-3)，其下端正面为椭圆的一段圆弧(1-1)，下端侧面为尖锐的牛角形(1-5)。

2、如权利要求1所述制动棒，其特征是：其下端正面为一锐角(2-1)，并在下端正面制作切削槽(2-8)，其侧面后边制作成抛物线的一段(2-7)。

3、一种汽车用新型制动系统，包括控制部分；其特征在于：所述制动系统装有如权利要求1所述的制动棒(1)，所述制动棒上端的活塞(1-3)直接安装在动力缸(3)内，将动力缸(3)的缸座(3-3)和制动棒的棒座(1-6)分别安装在车底盘后部(11)和后桥(10)上；动力部分使用普通动力，当控制部分(9)发出制动的指令，动力缸(3)开始工作，推动制动棒(1)冲出，剌入路面(6)，实现制动。

4、如权利要求2或3所述的制动系统，其特征在于：在所述制动棒的下端正面制作成一个锐角(2-1)，并在下端正面制作切削槽(2-8)，其侧面后边制作成抛物线的一段(2-7)；动力缸(3)使用压缩空气作动力；在控制部分(9)使用电子线路传递指令，进行操控。

5、如权利要求2或3所述的制动系统，其特征在于：采用了权利要求2所述制动棒；动力缸(3)使用液压动力；在控制部分(9)使用电子线路进行操控。

6、如权利要求2或3所述的制动系统，其特征在于：采用了权利要求2所述制动棒；动力缸(3)使用炸药(5—4)作动力；在控制部分(9)使用电子线路进行操控。

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