專利名稱：氣液混合多活塞盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)，具體涉及一種汽車用盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車制動(dòng)系統(tǒng)按產(chǎn)生制動(dòng)力介質(zhì)的不同，分為液壓制動(dòng)系統(tǒng)和氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。液壓盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)系統(tǒng)一般主要由液壓盤(pán)式制動(dòng)器、液壓主泵、貯液罐、制動(dòng)踏板組成，貯液罐與液壓主泵的活塞腔相連通，液壓主泵的活塞腔由油管與液壓盤(pán)式制動(dòng)器分泵的活塞腔相連通，液壓主泵的活塞桿與制動(dòng)踏板相連接。由于液壓制動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生制動(dòng)效能的促動(dòng)力主要來(lái)自于人力和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的真空助力，而發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的真空助力又很有限，為了保證汽車能獲得足夠的制動(dòng)效能，而又使得所需駕駛員踩制動(dòng)踏板的踏板力在普通人力所能承受的范圍。因此，液壓制動(dòng)系統(tǒng)僅用于轎車及輕型以下的各類汽車，而中型及中型以上的各類汽車，幾乎無(wú)一例外地均采用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。
理論和實(shí)踐均表明由于氣體的粘度遠(yuǎn)低于液體，氣壓系統(tǒng)的氣體壓力通常只有液壓制動(dòng)系統(tǒng)中液體壓力的約1/20，且在汽車處于非制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)控制閥至各制動(dòng)分泵的整個(gè)管路系統(tǒng)及各制動(dòng)分泵中均處于大氣狀態(tài)，因此，1、氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的各制動(dòng)分泵不僅結(jié)構(gòu)尺寸很大而無(wú)法向液壓制動(dòng)系統(tǒng)那樣將制動(dòng)分泵置于制動(dòng)器中(氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)分泵均設(shè)置在制動(dòng)器外)而且，還必須設(shè)計(jì)一套傳力及力放大機(jī)構(gòu)，以將制動(dòng)分泵活塞的推力放大后傳給制動(dòng)蹄的張開(kāi)機(jī)構(gòu)。正因?yàn)槿绱?，盡管盤(pán)式制動(dòng)器具有制動(dòng)效能恒定、熱穩(wěn)定性和涉水恢復(fù)性良好等許多鼓式制動(dòng)器所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但盤(pán)式制動(dòng)器卻較難在氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中得到應(yīng)用(因?yàn)闅鈮罕P(pán)式制動(dòng)器的傳力及力放大機(jī)構(gòu)比氣壓鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，制造更困難，成本更高)；2、裝用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的汽車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)起作用的時(shí)間遠(yuǎn)比液壓系統(tǒng)長(zhǎng)，在相同條件下緊急制動(dòng)，裝氣壓制動(dòng)的汽車，其制動(dòng)距離比裝用液壓制動(dòng)的汽車長(zhǎng)，故氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的汽車其安全性不如液壓制動(dòng)系統(tǒng)的汽車。

發(fā)明內(nèi)容
為了充分發(fā)揮液壓盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，克服氣壓制動(dòng)系統(tǒng)(包括鼓式制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng))上述之諸多不足，本發(fā)明的目的在于提供一種制動(dòng)壓力大、所需踏板力很小、制動(dòng)距離短的氣液混合多活塞盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是氣液混合多活塞盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)，它包括液壓盤(pán)式制動(dòng)器2、液壓主泵7、貯液罐8，貯液罐8與液壓主泵7的活塞腔相連通，液壓主泵7由油管與液壓盤(pán)式制動(dòng)器2的液壓分泵相連通，其特征在于液壓主泵7的活塞桿與動(dòng)力氣室9的氣壓活塞桿相連接，動(dòng)力氣室9的氣腔由第一進(jìn)氣管10與氣壓制動(dòng)控制閥13的輸出端口相連通，氣壓制動(dòng)控制閥13上設(shè)有制動(dòng)踏板12，氣壓制動(dòng)控制閥13的輸入端口A、輸入端口B由第二進(jìn)氣管11及第三進(jìn)氣管14分別與貯氣筒的兩個(gè)相互獨(dú)立的氣室或與兩個(gè)貯氣筒連通，貯氣筒由進(jìn)氣管與打氣泵22相連通。
所述的液壓盤(pán)式制動(dòng)器2的液壓分泵個(gè)數(shù)為2-6個(gè)。
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，打氣泵22將空氣加壓后送入貯氣筒，當(dāng)需制動(dòng)時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板12，氣壓制動(dòng)控制閥13便接通貯氣筒到動(dòng)力氣室9的氣路，動(dòng)力氣室9在氣壓的作用下推動(dòng)氣壓活塞桿帶動(dòng)液壓活塞桿左移，將貯液罐8中的制動(dòng)液壓入車輪液壓盤(pán)式制動(dòng)器2的液壓分泵(或稱液壓缸)中，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。本發(fā)明采用動(dòng)力氣室9與液壓主泵7相接合，動(dòng)力氣室9的氣壓活塞桿提供的推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有液壓盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)系統(tǒng)中由人力和發(fā)動(dòng)進(jìn)氣系統(tǒng)所提供的真空助力之和，本發(fā)明產(chǎn)生的制動(dòng)壓力大、制動(dòng)距離短；由于動(dòng)力氣室中活塞直徑遠(yuǎn)比制動(dòng)液壓主泵中活塞的直徑大，從而便實(shí)現(xiàn)了氣液轉(zhuǎn)換過(guò)程中的壓力放大(利用動(dòng)力氣室中的氣體壓力推動(dòng)液壓主泵活塞的方式實(shí)現(xiàn)壓力的放大)。采用液壓盤(pán)式制動(dòng)器，具有制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間短、制動(dòng)效能恒定、熱穩(wěn)定性及涉水恢復(fù)性好、制動(dòng)距離短等特點(diǎn)。此外，由于在制動(dòng)時(shí)，駕駛員對(duì)制動(dòng)踏板12的操縱僅僅只是打開(kāi)氣壓制動(dòng)控制閥13，因此與現(xiàn)有的液壓盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)系統(tǒng)相比，所需踏板力很小。氣液混合式制動(dòng)系統(tǒng)不僅具有上述液壓盤(pán)時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)及氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，而且由于系統(tǒng)中力的放大是由氣液轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(動(dòng)力氣室、液壓助泵)實(shí)現(xiàn)的，因此氣液混合多活塞盤(pán)時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、結(jié)構(gòu)緊奏、布置方便等特點(diǎn)。
本發(fā)明的多活塞液壓盤(pán)式制動(dòng)器2的液壓分泵個(gè)數(shù)為2-6個(gè)，具有制動(dòng)摩擦塊受力均勻的特點(diǎn)；液壓分泵的個(gè)數(shù)可根據(jù)汽車總質(zhì)量的不同對(duì)制動(dòng)力的實(shí)際需要而設(shè)置不同數(shù)量。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的活塞盤(pán)式制動(dòng)器的零部件結(jié)構(gòu)示意中1-車輪轉(zhuǎn)速傳感器，2-液壓盤(pán)式制動(dòng)器，3-控制器，4-分配閥，5-第一油管，6-第二油管，7-液壓主泵，8-貯液罐，9-動(dòng)力氣室，10-第一進(jìn)氣管，11-第二進(jìn)氣管，12-制動(dòng)踏板，13-氣壓制動(dòng)控制閥，14-第三進(jìn)氣管，15-第二貯氣筒，16-單向閥，17-第四進(jìn)氣管，18-第一貯氣筒，19-第五進(jìn)氣管，20-調(diào)壓閥，21-第六進(jìn)氣管，22-打氣泵，23-回氣管，24-制動(dòng)摩擦塊支承夾，25-左制動(dòng)摩擦塊，26-制動(dòng)鉗體，27-第二液壓分泵，28-第一液壓分泵，29-制動(dòng)鉗安裝螺栓，30-右制動(dòng)摩擦塊，31-制動(dòng)盤(pán)，32-第二活塞組件，33-第一活塞組件。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，氣液混合多活塞盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)，它包括多活塞液壓盤(pán)式制動(dòng)器2、分配閥4、液壓主泵7、貯液罐8、動(dòng)力氣室9、制動(dòng)踏板12、氣壓制動(dòng)控制閥13、第二貯氣筒15、第一貯氣筒18、打氣泵22，打氣泵22的出氣端口由第六進(jìn)氣管21與第一貯氣筒18相連通，第六進(jìn)氣管21上設(shè)有調(diào)壓閥20，打氣泵22的回氣路端口由回氣管23與第一貯氣筒18相連通；第一貯氣筒18由第五進(jìn)氣管19、第四進(jìn)氣管17分別與第二貯氣筒15相連通，第五進(jìn)氣管19、第四進(jìn)氣管17上分別設(shè)有單向閥16，第二貯氣筒15的兩個(gè)相互獨(dú)立的氣室的輸出端口分別由第二進(jìn)氣管11和第三進(jìn)氣管14與氣壓制動(dòng)控制閥13的輸入端口A、輸入端口B相連通，氣壓制動(dòng)控制閥13的輸出端口由第一進(jìn)氣管10與動(dòng)力氣室9的氣腔相連通，氣壓制動(dòng)控制閥13上設(shè)有制動(dòng)踏板12，制動(dòng)踏板12通過(guò)氣壓控制閥控制第一進(jìn)氣管10與第二進(jìn)氣管11及第三進(jìn)氣管14相連通；動(dòng)力氣室9的氣壓活塞桿與液壓主泵7的液壓活塞桿相連接，貯液罐8與液壓主泵7的活塞腔相連通，液壓主泵7的活塞腔由第二油管6與分配閥4相連通，分配閥4由第一油管5與活液壓式制動(dòng)器2的液壓分泵活塞腔相連通。制動(dòng)踏板12、氣壓制動(dòng)控制閥13、第二貯氣筒15、第一貯氣筒18、打氣泵22組成的供氣裝置可采用現(xiàn)有的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還適用于ABS系統(tǒng)(制動(dòng)防抱死系統(tǒng))，車輪轉(zhuǎn)速傳感器1、控制器3為ABS系統(tǒng)的重要部件。
如圖2所示，所述的活塞盤(pán)式制動(dòng)器2的制動(dòng)鉗體上的液壓分泵個(gè)數(shù)為2個(gè)，第一液壓分泵28、第二液壓分泵27設(shè)置在制動(dòng)鉗體26的右側(cè)，為浮動(dòng)鉗式結(jié)構(gòu)。如采用固定鉗式結(jié)構(gòu)，制動(dòng)鉗體26的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置液壓分泵，左右兩側(cè)各2個(gè)，一共4個(gè)液壓分泵。對(duì)于浮動(dòng)鉗式結(jié)構(gòu)，制動(dòng)鉗體26上最多可設(shè)置6個(gè)液壓分泵。
多活塞液壓盤(pán)式制動(dòng)器主要由制動(dòng)摩擦塊支承夾24、左制動(dòng)摩擦塊25、制動(dòng)鉗體26、第二液壓分泵27、第一液壓分泵28、制動(dòng)鉗安裝螺栓29、右制動(dòng)摩擦塊30、制動(dòng)盤(pán)31、第二活塞組件32、第一活塞組件33組成。
汽車液壓盤(pán)式制動(dòng)器有2個(gè)十分重要的指標(biāo)，即最大制動(dòng)效能(制動(dòng)器能夠產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩)和制動(dòng)摩擦塊單位面積上的壓力(它反映了活塞盤(pán)式制動(dòng)器的使用壽命)。
一、制動(dòng)效能若設(shè)左制動(dòng)摩擦塊25、右制動(dòng)摩擦塊30作用在制動(dòng)盤(pán)31上摩擦力的合力為F、此摩擦力的等效作用中心至制動(dòng)盤(pán)軸心線的距離為R、制動(dòng)摩擦塊與制動(dòng)盤(pán)間的摩擦系數(shù)為f、第一液壓分泵28的活塞和第二液壓分泵27的活塞推動(dòng)制動(dòng)摩擦塊作用在制動(dòng)盤(pán)上的正壓力為N，則液壓盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩M為M＝2F.R＝2N.f.R(1)當(dāng)液壓盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)確定后，則f和R不可改變，由式(1)可知，欲提高液壓盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩M，唯一的方法就是增加正壓力N。
若設(shè)單個(gè)活塞的有效面積為A，液壓分泵內(nèi)的液體壓力為P、液壓盤(pán)式制動(dòng)器中活塞的數(shù)量為n，則制動(dòng)摩擦塊作用在制動(dòng)盤(pán)上的正壓力N為N＝nAP(2)，將(2)式代入(1)式得M＝2nAPfR(3)，由3式知，欲提高液壓盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，有三種方法一是增加活塞的數(shù)量n；二是提高液體的壓力P，對(duì)于汽車制動(dòng)系統(tǒng)而言，壓力P不益太高，否則會(huì)帶來(lái)密封困難、管路在高壓作用下發(fā)生變形而影響液壓盤(pán)式制動(dòng)器性能等諸多問(wèn)題；三是增大活塞的面積A，由圖2可以看出，受盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的限制，活塞面積A的增加十分有限。
要求液壓盤(pán)式制動(dòng)器產(chǎn)生最大制動(dòng)力矩的大小隨汽車總質(zhì)量的不同而不同，由此可見(jiàn)，改變汽車液壓盤(pán)式制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩最有效的方法是改變?cè)O(shè)置在制動(dòng)鉗體中液壓分泵的活塞數(shù)量n的多少。對(duì)于轎車及輕型以下的各類汽車常取n＝1～2；對(duì)于中型汽車，取n＝2～4；對(duì)于重型汽車，n一般為3～6。圖2示出的是n＝2時(shí)的情況。
二、制動(dòng)摩擦塊單位面積上的壓力Pd制動(dòng)摩擦塊單位面積上壓力的大小直接影響到液壓盤(pán)式制動(dòng)器的壽命。壓力Pd越大，制動(dòng)摩擦塊越易磨損，即壽命越短；壓力Pd越小，則摩擦塊的壽命越長(zhǎng)。在確保液壓盤(pán)式制動(dòng)器有足夠制動(dòng)效能的前提下，而又減小摩擦塊單位面積上壓力Pd唯一的方法是增大制動(dòng)摩擦塊的摩擦面積。從圖2中不難看出，因受液壓盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的限制，制動(dòng)摩擦塊的寬度無(wú)法增加，欲望增大摩擦塊的摩擦面積，就必須增加制動(dòng)摩擦塊長(zhǎng)度方向的尺寸。
制動(dòng)摩擦塊長(zhǎng)度加大后，若仍用單個(gè)活塞對(duì)其施力，則必然導(dǎo)致在制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)摩擦塊的受力不均勻，這顯然時(shí)液壓盤(pán)式制動(dòng)器所不允許的。由此可見(jiàn)，從保證液壓盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)摩擦塊單位面積上壓力分布合理的角度來(lái)看，汽車總質(zhì)量大的汽車，其中液壓盤(pán)式制動(dòng)器中活塞的數(shù)量亦應(yīng)增加。因?yàn)橹苿?dòng)效能要求高的汽車，其液壓盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)摩擦塊的摩擦面積應(yīng)相應(yīng)增大。
權(quán)利要求
1.氣液混合多活塞盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)，它包括多活塞液壓盤(pán)式制動(dòng)器(2)、液壓主泵(7)、貯液罐(8)，貯液罐(8)與液壓主泵(7)的活塞腔相連通，液壓主泵(7)的活塞腔由油管與多活塞液壓盤(pán)式制動(dòng)器(2)的液壓分泵的活塞腔相連通，其特征在于液壓主泵(7)的活塞桿與動(dòng)力氣室(9)的氣壓活塞桿相連接，動(dòng)力氣室(9)的氣腔由第一進(jìn)氣管(10)與氣壓制動(dòng)控制閥(13)的輸出端口相連通，氣壓制動(dòng)控制閥(13)上設(shè)有制動(dòng)踏板(12)，氣壓制動(dòng)控制閥(13)的輸入端口(A)、輸入端口(B)由第二進(jìn)氣管(11)及第三進(jìn)氣管(14)分別與貯氣筒的兩個(gè)相互獨(dú)立的氣室或與兩個(gè)貯氣筒連通，貯氣筒由進(jìn)氣管與打氣泵(22)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液混合多活塞盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)，其特征在于所述的液壓盤(pán)式制動(dòng)器(2)的液壓分泵個(gè)數(shù)為2-6個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)。氣液混合多活塞盤(pán)式制動(dòng)器系統(tǒng)，它包括液壓盤(pán)式制動(dòng)器(2)、液壓主泵(7)、貯液罐(8)，液壓主泵(7)的活塞腔由油管與液壓盤(pán)式制動(dòng)器(2)的液壓分泵的活塞腔相連通，其特征在于液壓主泵(7)的活塞桿與動(dòng)力氣室(9)的氣壓活塞桿相連接，動(dòng)力氣室(9)的氣腔由第一進(jìn)氣管(10)與氣壓制動(dòng)控制閥(13)的輸出端口相連通，氣壓制動(dòng)控制閥(13)上設(shè)有制動(dòng)踏板(12)，氣壓制動(dòng)控制閥(13)的輸入端口(A)、輸入端口(B)由第二進(jìn)氣管(11)及第三進(jìn)氣管(14)分別與貯氣筒的兩個(gè)相互獨(dú)立的氣室或與兩個(gè)貯氣筒連通。本發(fā)明具有制動(dòng)壓力大、所需踏板力很小、制動(dòng)距離短、制動(dòng)摩擦塊受力均勻的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60T11/10GK1730325SQ20051001927
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者華林, 何耀華 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)