液体阻尼式制动系统的制作方法

本实用新型涉及制动技术领域，具体地指一种液体阻尼式制动系统。

背景技术：

制动系统在我们的生产生活中非常常见，在日常的交通工具和运动机械装置中，制动系统一直影响着我们的生产生活安全。总体来说，应用最为广泛的传统的摩擦式制动系统主要由制动架、摩擦元件和松闸器组成，然而，现有的摩擦式制动系统通常由于摩擦元件结构复杂、摩擦材料的快速消耗、摩擦式制动方式的摩擦发热的固疾不可避免的损坏摩擦材料的性能，导致摩擦制动的阻力不足发生的制动失灵，给我们的生命和财产带来巨大损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、无材料磨损、制动效果好、制动成本低的液体阻尼式制动系统，解决现有制动系统的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的液体阻尼式制动系统包括阻尼部分和制动控制部分，所述阻尼部分包括一个与设备本体固定联接的密封的齿轮箱，设置在所述齿轮箱内与齿轮箱内腔匹配的至少一对相对啮合的齿轮，主动齿轮的主动轮轴为制动轴伸出齿轮箱与外部驱动轴连接或者就是外部驱动轴，所述相对啮合的齿轮两侧的齿轮箱上分别设有流通管道，两条流通管道在齿轮箱体上有引出口与制动液储液箱的两个接口相连，形成一个制动液密封循环通道；所述制动控制部分包括至少一个设置在循环通道上的制动开关阀，制动开关阀的控制端连接制动控制机构，由制动控制机构控制制动开关阀的开闭状态达到减速制动的目的。

所述制动开关阀分别是设置在两条流通管道的第一液压开关阀和第二液压开关阀，两个液压开关阀分别置于两条流通管道的通路上，分别控制两条流通管道的开闭；两个液压开关阀的结构相同，包括筒状壳体，筒状壳体两侧壁分别有一个开口，连通被隔断的流通管道，筒状壳体内设置开关滑塞，两个液压开关阀的开关滑塞上有一个径向通孔，分别与两条流通管道对应，开关滑塞与筒底之间设复位弹簧，筒状壳体的外端上开有驱动液体进口和驱动液出口，两个液压开关阀的驱动液体进口和驱动液出口都与制动控制机构连接。

所述制动控制机构为液压驱动装置，包括依次连接的储油罐、油泵、活塞缸，活塞缸的控制端连接制动操作机构，活塞缸的输出端通过进液管连接第一液压开关阀和第二液压开关阀的进油口，第一液压开关阀和第二液压开关阀的出油口通过出液管连接储油罐，在进液管和出液管上分别设置进液电磁阀和出液电磁阀。

本实用新型的一种汽车用液体阻尼式制动系统，包括阻尼部分和制动控制部分，阻尼部分包括一个密封的齿轮箱，所述齿轮箱的外壳与车体本身所设的制动器安装底座固定联接，设置在所述齿轮箱内与齿轮箱内腔匹配的至少一对相对啮合的齿轮，主动齿轮的主动轮轴为制动轴伸出齿轮箱与汽车轮的外部驱动轴连接；所述相对啮合的齿轮两侧的齿轮箱上分别设有流通管道，两条流通管道在齿轮箱体上有引出两个管道口、通过两根连接管分别与制动液储液箱的两个接口相连，形成一个制动液密封循环通道；所述制动控制部分包括至少一个设置在循环通道上的制动开关阀，制动开关阀的控制端连接制动控制机构，由制动控制机构控制制动开关阀的开闭状态达到减速制动的目的。

所述制动开关阀分别是设置在两条流通管道的第一液压开关阀和第二液压开关阀，两个液压开关阀分别置于两条流通管道的通路上，分别控制两条流通管道的开闭；两个液压开关阀结构相同，包括筒状壳体，筒状壳体的两侧壁分别有一个开口，连通被隔断的流通管道，筒状壳体内设置开关滑塞，两个液压开关阀的开关滑塞上有一个径向通孔，分别与两条流通管道对应， 开关滑塞与筒底之间设复位弹簧，筒状壳体的外端上开有驱动液体进口和驱动液出口，两个液压开关阀的驱动液体进口和驱动液出口都与制动控制机构连接。

所述的制动控制机构为液压驱动装置，包括依次连接的储油罐、油泵、活塞缸，活塞缸的制动操作机构是制动脚踏，活塞缸的输出端通过进液管连接第一液压开关阀和第二液压开关阀的进油口，第一液压开关阀和第二液压开关阀的出油口通过出液管连接储油罐；在进液管和出液管上分别设置进液电磁阀和出液电磁阀，作为电控开关。

本实用新型的一种火车用液体阻尼式制动系统，包括阻尼部分和制动控制部分，所述阻尼部分包括对应于每个火车车轮的密封的齿轮箱，齿轮箱设置在火车车轮的轮轴上，与轮轴滑动密封连接，其外壳与车厢转向架固定联接，在所述齿轮箱内与齿轮箱内腔匹配的至少一对相对啮合的齿轮，其中主动齿轮的主动轮轴为制动轴，制动轴与火车车轮的轮轴共轴，所述相对啮合的齿轮两侧的齿轮箱上分别设有流通管道，两条流通管道在齿轮箱体上的两个引出管道口通过两根连接管连接制动液储液箱，制动液储液箱设置在转向架上，所述制动控制部分包括设置在两条流通管道或两根连接管上的制动开关阀，制动开关阀的控制端连接火车制动控制机构，由火车制动控制机构控制制动开关阀的开闭状态达到减速制动的目的。

所述的火车用液体阻尼式制动系统，火车同一转向架两侧分别设前后齿轮箱，同侧的齿轮箱共用一个制动液储液箱。

所述制动开关阀分别是设置在两条流通管道的第一液压开关阀和第二液压开关阀，两个液压开关阀分别置于两条流通管道的通路上，分别控制两条流通管道的开闭；两个液压开关阀结构相同，包括筒状壳体，筒状壳体的两侧壁分别有一个开口，连通被隔断的流通管道，筒状壳体内设置开关滑塞，两个液压开关阀的开关滑塞上有一个径向通孔，分别与两条流通管道对应，开关滑塞与筒底之间设复位弹簧，筒状壳体的外端上开有驱动液体进口和驱动液出口，两个液压开关阀的驱动液体进口和驱动液出口都与液压驱动装置连接。

所述液压驱动装置包括依次连接的储油罐、电动油泵、活塞缸，活塞缸的制动操作机构是火车控制系统，活塞缸的输出端通过进液管连接第一液压开关阀和第二液压开关阀的进油口，第一液压开关阀和第二液压开关阀的出油口通过出液管连接储油罐；在进液管和出液管上分别设置进液电磁阀和出液电磁阀，作为电控开关。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过将齿轮箱结构改装后应用于制动领域，解决了传统摩擦制动的材料磨损大、制动效果欠佳、制动成本高等问题，同时有效避免了传统摩擦制动因发热导致的制动失效的现象，本实用新型的液体阻尼式制动系统在传动轴、齿轮付和齿轮箱外壳强度足够的情况下不会出现制动失效的故障，有效保障了人民的生命财产安全；本实用新型的液体阻尼式制动系统结构简单、制造成本低、使用维护方便、操作制动简单易控，制动安全可靠，且能形成设备所需的任意制动特性曲线，满足实际需要。

附图说明

图1为本实用新型外啮合的液体阻尼式制动系统的结构示意图；

图2为本实用新型外啮合的液体阻尼式制动系统的液压开关阀与齿轮箱结构示意图；

图3为本实用新型外啮合的液体阻尼式制动系统的阻尼部分结构示意图；

图4为本实用新型内啮合的液体阻尼式制动系统的液压开关阀与齿轮箱结构示意图；

图5为本实用新型汽车用液体阻尼式制动系统的一种实施例的结构示意图；

图6为本实用新型火车用液体阻尼式制动系统的一种实施例的结构示意图；

图7为本实用新型火车用外啮合的液体阻尼式制动系统的液压开关阀与齿轮箱结构示意图；

图中：1-齿轮箱，2-从动齿轮，3-从动轮轴，4-主动齿轮，5-主动轮轴，6、7-流通管道(6.1、7.1-引出口)，8-制动液储液箱(8.1、8.2-接口)，9-制动开关阀9(9a-第一液压开关阀，9b-第二液压开关阀，9.1-筒状壳体，9.2-开关滑塞，9.3-复位弹簧，9.4-驱动液体进口，9.5-驱动液出口，9.6、9.7-径向通孔)，10、11-连接管，12-制动控制机构(12.1-储油罐，12.2-油泵，12.3-活塞缸，12.4-进液管，12.5-出液管，12.6-进液电磁阀，12.7-出液电磁阀)，13-制动操作机构，14-汽车车轮，15-外部驱动轴，16-火车车轮，17-转向架，18-制动手刹。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种外啮合液体阻尼式制动系统包括阻尼部分和制动控制部分，其特征在于：所述阻尼部分包括一个与设备本体固定联接的密封的齿轮箱1，设置在所述齿轮箱1内与齿轮箱内腔匹配的至少一对相对外啮合的齿轮，其中从动齿轮2通过从动轮轴3安装在所述齿轮箱1内，主动齿轮4的主动轮轴5为制动轴伸出齿轮箱与外部驱动轴连接或者就是外部驱动轴，所述相对外啮合的齿轮两侧的齿轮箱上分别设有流通管道6、7，两条流通管道6、7在齿轮箱体上有引出口6.1、7.1与制动液储液箱8的两个接口8.1、8.2相连，形成一个制动液密封循环通道；所述制动控制部分包括至少一个设置在循环通道上的制动开关阀9，制动开关阀9的控制端连接制动控制机构12，由制动控制机构12控制制动开关阀9的开闭状态达到减速制动的目的。

如图2和图3给出本实用新型外啮合的液体阻尼式制动系统的液压开关阀与齿轮箱结构及阻尼部分的一种实施例：

所述制动开关阀9采用液压开关，包括分别设置在两条流通管道6、7中的第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b，两个液压开关阀9a、9b分别设置于两条流通管道6、7的通路上，分别控制流通管道6、7的开闭；两个液压开关阀9a、9b的结构相同，包括筒状壳体9.1，筒状壳体9.1的两侧分别有一个开口，连通被隔断的流通管道，筒状壳体9.1内设置开关滑塞9.2，两个 液压开关阀9a、9b的开关滑塞9.2上分别设有径向通孔9.6、9.7，与两条流通管道6、7对应，开关滑塞9.2与筒底之间设复位弹簧9.3，筒状壳体9.1的外端上开有驱动液体进口9.4和驱动液出口9.5，两个液压开关阀9a、9b的驱动液体进口9.4和驱动液出口9.5都与制动控制机构12连接。

如图4为本实用新型内啮合的液体阻尼式制动系统的液压开关阀与齿轮箱结构示意图，与外啮合的液体阻尼式制动系统的结构类似，其不同之处在于，齿轮箱1里内啮合的从动齿轮2为嵌套在齿轮箱内的内齿圈，主动轮4的主动轮轴5为制动轴伸出齿轮箱与外部驱动轴连接或者就是外部驱动轴，内啮合的液体阻尼式制动系统的液压开关阀等其他结构与外啮合的液体阻尼式制动系统的类似。

图5为汽车用液体阻尼式制动系统的一种实施例系统示意图：

本实施例包括阻尼部分和制动控制部分，阻尼部分包括一个密封的齿轮箱1，其外壳与制动器安装底座固定联接，设置在所述齿轮箱1内与齿轮箱内腔匹配的至少一对外啮合的齿轮，当齿轮箱内的相对啮合的齿轮为外啮合时，从动齿轮2的从动轮轴3安装在所述齿轮箱1内，主动齿轮4的主动轮轴5为制动轴与火车车轮16的轮轴共轴；当齿轮箱内的相对啮合的齿轮为内啮合时，从动齿轮2为嵌套在齿轮箱内的内齿圈，主动轮4的主动轮轴5为制动轴伸出齿轮箱与外部驱动轴连接或者就是外部驱动轴。

所述相对啮合的齿轮两侧的齿轮箱上分别设有流通管道6、7，两条流通管道6、7在齿轮箱体上有引出两个管道口6.1、7.1通过两根连接管10、11分别与制动液储液箱8的两个接口8.1、8.2相连，形成一个制动液密封循环通道；采用如图2、图3的液压开关阀与齿轮箱结构及阻尼部分，所述制动开关阀9是分别设置在两条流通管道6、7的第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b，两个液压开关阀9a、9b分别设置于两条流通管道6、7的通路上，分别控制流通管道6、7的开闭；两个液压开关阀9a、9b结构相同，包括筒状壳体9.1，筒状壳体9.1的两侧分别有一个开口，连通被隔断的流通管道，筒状壳体9.1内设置开关滑塞9.2，两个液压开关阀9a、9b的开关滑塞9.2上分别有一个径向通孔9.6、9.7，与两条流通管道6、7对应，开关滑塞9.2与 筒底之间设复位弹簧9.3，筒状壳体9.1的外端上开有驱动液体进口9.4和驱动液出口9.5，两个液压开关阀9a、9b的驱动液体进口9.4和驱动液出口9.5都与制动控制机构12连接，由制动控制机构12控制制动开关阀9a、9b的开闭状态达到减速制动的目的。

所述制动控制机构12为液压驱动装置，包括依次连接的储油罐12.1、油泵12.2、活塞缸12.3，活塞缸12.3的制动操作机构13为制动脚踏，活塞缸12.3的输出端通过进液管12.4连接第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b的进油口，第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b的出油口通过出液管12.5连接储油罐12.1；在进液管12.4和出液管12.5上分别设置进液电磁阀12.6和出液电磁阀12.7，作为电控开关。

图6给出一种火车用液体阻尼式制动系统的实施例：

本火车用液体阻尼式制动系统包括阻尼部分和制动控制部分，所述阻尼部分包括对应于每个火车车轮的密封的齿轮箱1，齿轮箱1设置在火车车轮16的轮轴上，与轮轴滑动密封连接，其外壳与车厢转向架固定联接，当齿轮箱内的相对啮合的齿轮为外啮合时，从动齿轮2的从动轮轴3安装在所述齿轮箱1内，主动齿轮4的主动轮轴5为制动轴与火车车轮16的轮轴共轴；当齿轮箱内的相对啮合的齿轮为内啮合时，从动齿轮2为嵌套在齿轮箱内的内齿圈，主动轮4的主动轮轴5为制动轴伸出齿轮箱与外部驱动轴连接或者就是外部驱动轴。

所述相对啮合的齿轮两侧的齿轮箱上分别设有流通管道6、7，两条流通管道6、7在齿轮箱体上的两个引出管道口6.1、7.1通过两根连接管10、11连接制动液储液箱8，制动液储液箱8设置在转向架17上，所述制动控制部分包括设置在两条流通管道6、7或两根连接管10、11上的制动开关阀9，制动开关阀9的控制端连接火车制动控制机构12，由火车制动控制机构12控制制动开关阀9的开闭状态达到减速制动的目的。

所述火车同一转向架17两侧分别设前后齿轮箱，同侧的齿轮箱共用一个制动液储液箱。

图7是火车用外啮合液压开关阀与齿轮箱结构示意图：

制动开关阀9采用液压开关，包括设置在两条流通管道6、7的第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b，两个液压开关阀9a、9b分别置于两条流通管道6、7的通路上，分别控制两条流通管道6、7的开闭；两个液压开关阀9a、9b结构相同，两个液压开关阀9a、9b的驱动液体进口9.4和驱动液出口9.5都与液压驱动装置12连接；火车用两个液压开关阀9a、9b的初始状态与汽车用的液压开关阀相反，初始状态为关闭。

如图5和图6所示，所述制动控制机构12为液压驱动装置，包括依次连接的储油罐12.1、电动油泵12.2、活塞缸12.3，活塞缸12.3受制动操作机构13控制，活塞缸12.3的输出端通过进液管12.4连接第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b的进油口，第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b的出油口通过出液管12.5连接储油罐12.1；在进液管12.4和出液管12.5上分别设置进液电磁阀12.6和出液电磁阀12.7，作为电控开关。

本实用新型汽车用液体阻尼式制动系统的减速制动过程如下：

正常运行时，第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b处于打开状态，当汽车前行遇到紧急情况需要制动时，人工踩下制动操作机构13，即制动脚踏，行车电脑(ECU)将紧急制动信号输出给进液电磁阀12.6和出液电磁阀12.7，进液电磁阀12.6打开，出液电磁阀12.7关闭，驱动液进液进入第一液压开关阀9a，第一液压开关阀9a开度逐渐减小直到关闭。由于第一液压开关阀9a关闭，制动液的循环流动受阻，排出齿轮箱内的制动液密封循环通道的压力逐渐升高，齿轮啮合旋转时的齿轮页面受到的反作用力逐步增大，齿轮转速逐渐变慢，汽车车轴15转速降低，直至停止。倒车时制动，第二液压开关阀9b的关闭起作用，其原理同上。

在实际应用过程中，由于汽车正常前行所持续的时间较长，考虑到制动液在制动液循环通道中长时间循环会导致制动液温度上升等因素，可在汽车正常前行时所对应的制动液进入齿轮箱的连接管上设置电磁阀，该电磁阀受行车电脑(ECU)控制，当汽车正常前行时，该电磁阀关闭，从而控制制动液在汽车正常前行情况下不进入齿轮箱中循环，最终达到避免制动液长时间轮换流动所带来的影响；当遇到紧急情况需要制动时，该电磁阀受行车电脑 (ECU)控制，该电磁阀打开，制动液进入齿轮箱，通过将齿轮箱内的制动液的循环流动的阻力来阻止制动轴转动，进而达到制动的目的。

防抱死刹车系统(ABS)的实现：本实用新型汽车用液体阻尼式制动系统也通过在进液管12.4和出液管12.5上分别设置进液电磁阀12.6和出液电磁阀12.7实现，在活塞缸12.3与储液罐12.1之间设置有电动泵12.2，当汽车速度降到设定值时，行车电脑(ECU)发出指令，关闭进液电磁阀12.6，切断驱动液的进入，同时打开驱动液出液电磁阀12.7，将第一液压开关阀9a、第二液压开关阀9b腔内的驱动液排至驱动液储液罐12.1；同时，第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b分别在复位弹簧的作用下打开，制动随即消失。

火车减速制动与汽车减速制动原理类似。

本实用新型的火车用液体阻尼式制动系统与汽车用液体阻尼式制动系统的区别在于以下几点：(1)液压开关阀的设置上，与汽车相反，火车用两个液压开关阀9a、9b的初始状态为关闭。当火车正常运行时，由制动控制机构12控制第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b处于打开状态；当需要减速制动时，制动操作机构(13)即火车控制系统发出制动指令，开始操作：关闭进液电磁阀12.6，切断驱动液的进入，同时打开驱动液出液电磁阀12.7，将第一液压开关阀9a、第二液压开关阀9b腔内的驱动液排至驱动液储液罐12.1；同时，第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b分别在复位弹簧的作用下复位，第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b关闭，实现制动。(2)在制动液储液箱8的设置上，火车用液体阻尼式制动系统中每列火车同一转向架同侧的齿轮箱共用一个制动液储液箱8。(3)当列车车厢需单独长时间停放时，可操作制动手刹18实现制动目的。

本实用新型的液体阻尼式制动系统可根据具体情况，由活塞缸12.3控制第一液压开关阀9a和第二液压开关阀9b的由全开逐步减小直到关闭的过程，从而控制制动轴的制动速度，可形成设备所需的任意制动特性曲线，满足实际需要。

以上实施例描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型是将齿轮泵结构改进后应用于 制动领域，是基于齿轮泵在泵类中结构简单，制造成本低，制动效果好，应用前景广阔，具有很强的市场竞争力，但是本实用新型的保护范围不受上述实施例的限制，如其他结构类似的泵类基于本实用新型的原理和方法所做的简单改造、制动开关阀的结构和位置、制动控制机构的具体方式都可以任意选用，只要采用本实用新型的原理，利用流体循环受阻，将阻力转变成制动力达到制动的效果，在不脱离本实用新型总的精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本实用新型范围内。