用于移动车辆安全行驶的先导制动系统的制作方法

本发明涉及移动车辆的制动技术领域，特别涉及一种用于移动车辆安全行驶的先导制动系统。

背景技术

移动车辆的制动系统是保证车辆行驶安全的核心。目前，轿车(移动车辆的一种)的制动系统多采用液力制动。具体地，轿车的制动系统包括：制动盘、制动踏板机构、液压供给机构(包括液压泵、液压油箱以及相关控制阀等)以及制动施力机构。其中，制动盘设置于车辆的轮毂上；制动施力机构通常包括一个液压油缸和一个制动块，制动块设置在液压油缸的活塞杆上，并与制动盘间隔相对的设置；制动踏板机构包括踏板以及控制部件(该控制部件用于检测踏板被踩踏的深度)，被踩踏的踏板通过控制部件以控制液压供给机构，以使液压供给机构为液压油缸提供液压油，进而使活塞杆朝向制动盘移动，以使制动块紧抵制动盘，以通过与制动盘之间所形成的摩擦力限制制动盘转动，进而使车辆保持静止状态或者使行驶的车辆停止。

容易理解地，车辆处于低温环境(如，车辆在冬季)或者车辆长期处于闲置状态，用于提供液力的液压油的粘度变大，例如，在冬季，长时间停放的车辆在刚开始启动时，液压油的油温较低，其粘度增大。若，在冬季，长时间停放的车辆在刚开始启动后便行驶并通过踩踏制动踏板进行制动(实际上，多数驾驶者均如此的驾驶车辆)，由于液压油的粘度较大，此时，单位时间内液压泵供给液压油缸的液压油的量要小于粘度正常时的量，这势必造成活塞杆的移动速度较小，导致制动块运动至制动盘的时间延长，这会使得车辆的制动时间延长，因此，对车辆的安全行驶极为不利，特别是，对于液压油的粘度(油温)尚较低，且车辆的行驶速度以较大的情况，极易出现制动时间延伸以及制动距离增大。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种用于移动车辆安全行驶的先导制动系统。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：

一种用于移动车辆安全行驶的先导制动系统，包括：

制动盘，其设置于移动车辆的轮毂上；

制动施力机构，其具有盘状的主制动体和盘状的先导制动体，所述主制动体和先导制动体均与所述致动盘形成一定间隙；

制动踏板机构，其包括踏板以及控制部件，所述控制部件用于检测踏板所处的踩踏状态；

液压供给机构，其根据所述控制部件所检测到的踏板所处的踩踏状态而向制动施力机构提供液压油；其中：

当所述踏板切换至踩踏状态时，所述制动施力机构利用所述液压供给机构所提供的液压油使得所述先导制动体动作速度大于所述主制动体的动作速度以使先导制动体先于所述主制动体对所述制动盘实施致动。

优选地，所述制动施力机构还包括：

缸体；

活塞，其设置于所述缸体中，并将所述缸体内部分成第一腔室和第二腔室；

活塞杆，其第一端连接至所述活塞，其第二端穿过所述第二腔室以伸出所述缸体，所述主制动体设置于所述活塞杆的第二端，自所述活塞向所述主制动体方向开设滑孔；

滑芯，其设置于所述滑孔中并能够沿所述滑孔滑动；

先导推杆，其第一端连接至所述滑芯，其第二端穿设所述滑孔并伸向所述主制动体，所述先导制动体设置于所述先导推杆的第二端；

液压阻尼机构，其用于限制从所述第二腔室流出的液压油的流量，以当所述液压供给机构向所述第一腔室提供液压油时，所提供的液压油推抵所述滑芯而使其速度大于推抵所述活塞的速度。

优选地，所述活塞朝向所述第一腔室的面积与朝向第二腔室的面积之差小于所述滑芯朝向所述第一腔室的面积。

优选地，所述液压供给机构包括：

油箱，其用于盛放液压油；

液压泵，其连接于油箱，

电磁换向阀，其连接于液压泵，所述电磁换向阀具有使液压油进入第一腔室，而使第二腔室内的液压油回流油箱的第一状态；以及使液压油进入第二腔室，而使第一腔室内的液压油回流油箱的第二状态；其中：

当踩踏踏板时，所述控制部件控制电磁换向阀切换至第一状态，而当踏板回弹时，所述控制部件控制所述电磁换向阀切换至第二状态。

优选地，所述先导推杆上还套设有复位弹簧。

优选地，所述液压阻尼机构设置于所述第二腔室与所述电磁换向阀之间的管路上。

优选地，

所述第二腔室与所述电磁换向阀之间的管路形成有第一管路和第二管路；

所述液压阻尼机构为节流阀，所述节流阀设置于所述第一管路上；

所述第二管路上设置有单向阀，所述单项阀的出口与所述第二腔室连通。

与现有技术相比，本发明公开的用于移动车辆安全行驶的先导制动系统的有益效果是本发明通过增设先导制动体，并利用先导制动体相比于主制动体在单位位移下所产生的位移更大的特点，当遇到因液压油的粘度大而为制动施力机构提供的液压油的流量较小的情况时，该所提供的较少的液压油通过驱动所需流量较少便可实现快速移动的先导制动体也能够完制动盘的快速制动，从而提高了在低温环境且启动时间短情况下车辆的行驶安全性。

附图说明

图1为本发明的实施例所提供的用于移动车辆安全行驶的先导制动系统的结构示意图(踏板处于未踩踏状态)。

图2为图1的局部a的放大视图。

图3为本发明的实施例所提供的用于移动车辆安全行驶的先导制动系统的结构示意图(踏板处于踩踏状态，先导制动体抵达制动盘，主制动体未抵达制动盘)。

图4为图3的局部b的放大视图。

图5为本发明的实施例所提供的用于移动车辆安全行驶的先导制动系统的结构示意图(踏板处于踩踏状态，先导制动体以及主制动体均抵达制动盘并已施加足够的制动力)。

图6为图5的局部c的放大视图。

图7为本发明的实施例所提供的用于移动车辆安全行驶的先导制动系统的结构示意图(踏板处于回弹状态)。

图中：

10-制动盘；20-制动施力机构；21-缸体；211-第一腔室；212-第二腔室；22-活塞；221-活塞杆；23-滑芯；231-先导推杆；24-滑孔；25-主制动体；26-先导制动体；27-复位弹簧；28-液压阻尼机构；291-第一挡圈；292-第二挡圈；30-液压供给机构；31-液压泵；32-电磁换向阀；33-单向阀；341-第一管路；342-第二管路；35-油箱；40-制动踏板机构；41-踏板；42-控制部件；50-连通机构；51-阀体；52-阀腔；53-阀芯；54-预紧弹簧；60-电磁开关阀；70-动力缓和机构；71-过油体；711-第一油道；712-第二油道；713-第三油道；714-第四油道；715-第五油道；716-第一比对腔；717-第二比对腔；718-滑腔；719-缩口；72-滑动比对芯；73-比对弹簧。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

本发明的实施例公开一种用于移动车辆安全行驶的先导制动系统，该先导制动系统特别适用于乘用车，如，小型轿车。该先导制动系统采用液压制动，其在制动液(也就是：液压油)温度较低、粘度较大的情况下制动效果尤为突出。

如图1至7所示，该先导制动系统包括制动盘10、制动施力机构20、制动踏板41机构40以及液压供给机构30。

制动盘10设置于移动车辆的轮毂上，该制动盘10的盘面设置成耐磨且具有较高的摩擦系数。制动施力机构20包括驱动部件以及盘状的主制动体25和盘状的先导制动体26，在车辆未进行制动时，使该主制动体25和先导制动体26与制动盘10相对且形成一定间隙；在需要对车辆进行制动时，驱动部件用于驱动主制动体25和先导制动朝向制动盘10运动以与制动盘10接触而形成摩擦以对制动盘10进行制动。液压供给部件用于为驱动部件提供液压油，以使得液压油驱动主制动体25和先导制动体26(应该理解，可根据为驱动部件提供的油路不同而驱动主制动体25和先导制动体26形成不同的移动方向，也就说，液压供给部件还能够通过为驱动部件提供液压油而使主制动体25和先导制动体26朝远离制动盘10的方向上移动以与制动盘10分离而接触对制动盘10的制动)。制动踏板41机构40包括设置于驾驶室内的刹车踏板41以及控制部件42，该控制部件42用于检测刹车踏板41被踩踏的状态(也就是说，控制部件42用于检测刹车踏板41是否被踩踏)，该控制部件42根据刹车踏板41是否被踩踏来控制液压供给机构30为驱动部件提供不同油路的液压油，以获得如下的控制结果：当踏板41被踩踏时，液压供给机构30所提供的液压油使得主制动体25和先导制动体26朝向制动盘10移动以最终与制动盘10接触而实现对制动盘10的制动；当踏板41复位或者踏板41处于未踩踏状态，液压供给机构30所提供的液压油的油路使得主制动体25和先导制动体26远离制动盘10而解除对制动盘10的制动。在本实施例中，制动施力机构20利用液压供给机构30所提供的液压油以下方式驱动主制动体25和先导制动体26：使液压油优先驱动先导制动体26且驱动先导制动体26的速度大于主制动体25，以使先导制动体26首先接触制动盘10以对制动盘10进行制动，而主制动体25落后于先导制动体26接触制动盘10。在本实施例中，需要使先导制动盘10移动单位距离所需液压油的流量低于主制动盘10。如此，若将主制动体25比作现有技术中的制动块(现有技术中仅有该一个制动块对制动盘10进行制动)，则先导制动体26的抵达制动盘10的时间便短于主制动体25。

本发明通过增设先导制动体26，并利用先导制动体26相比于主制动体25在单位位移下所产生的位移更大的特点，当遇到因液压油的粘度大而为制动施力机构20提供的液压油的流量较小的情况时，该所提供的较少的液压油通过驱动所需流量较少便可实现快速移动的先导制动体26也能够完制动盘10的快速制动，从而提高了在低温环境且启动时间短情况下车辆的行驶安全性。

如图1和图2所示，本发明的一个优选实施例提供了一种能够实现两个制动体的上述动作特性的制动施力机构20，该制动施力机构20中的驱动部件包括：缸体21、活塞22、活塞杆211、滑芯23、先导推杆231、复位弹簧27以及液压阻尼机构28。在本实施例中，液压供给机构30包括油箱35、液压泵31、电磁换向阀32以及其他控制元件。

如图1和图2所示，在制动施力机构20中：缸体21设置在车辆悬架或者轮毂上；活塞22设置于缸体21中并将缸体21分割成第一腔室211和第二腔室212；活塞杆211的第一端一体成型于缸体21上或者螺纹连接于缸体21上，该活塞杆211的第二端穿过第二腔室212(使得第二腔室212形成为有杆腔)而伸出缸体21外(朝向制动盘10方向伸出)，主制动体25固定在缸体21的第二端；从活塞22的朝向第一腔室211的端面至主制动体25的朝向制动盘10的端面开设滑孔24，且在滑孔24位于主制动体25的一端设置能够能够收容先导制动体26的收容腔；滑芯23设置在滑孔24中并与滑孔24形成密封配合，容易理解，第一腔室211内的液压油如此可向滑芯23施加液力以推动滑芯23朝制动盘10方向移动；先导推杆231的第一端固定在滑芯23上，先导推杆231的第二端穿设滑孔24伸至主制动体25，先导制动体26固定在先导推杆231的第二端；在滑孔24相对于滑芯23一定距离的位置设置一个第一挡圈291，复位弹簧27套设在先导推杆231上并位于滑芯23与第一挡圈291之间，如此，在第一腔室211内的液压油尚未构建一定压力时，弹簧推抵滑芯23位于滑孔24的第二端，而先导制动体26收纳于收容腔中，并与主制动体25齐平；滑芯23所朝向第一腔室211的方向上的滑孔24上设置有第二挡圈292，该第二挡圈292限制滑芯23滑出滑孔24。液压阻尼机构28与第二腔室212连通，该液压阻尼机构28的作用是：用于限制从第二腔室212流出的液压油的流量，进而限制第一腔室211内的液压油推抵活塞22而使活塞杆211带动主制动体25过快的移动，同时，使进入第一腔室211内的液压油进入滑孔24来推抵滑芯23，进而使先导制动体26朝制动盘10移动的速度大于主制动体25。

如图1所示，在液压供给机构30中：油箱35设置于车辆中并用于盛放液压油并回收液压油；液压泵31向油箱35吸取液压油并作为向缸体21的第一腔室211和第二腔室212供给液压油的动力源；电磁换向阀32具有与液压泵31连接的进口、与油箱35连接的回油口以及分别与第一腔室211和第二腔室212连通的两个工作口；该电磁换向阀32具有两个工作状态，该两个工作状态是：第一状态，如图3所示，用于使液压泵31所提供的液压油进入第一腔室211，而使第二腔室212内的液压油回流油箱35；第二状态，如图1所示，用于使液压泵31所提供的液压油进入第二腔室212，而使第一腔室211内的液压油回流油箱35。该两个状态由该电磁换向阀32中的电磁线圈的通断电控制。在本实施例中，制动踏板41机构40中的控制部件42用于控制电磁线圈的通断电，使得当踏板41被踩踏时，通过控制部件42使得电磁换向阀32切换至第一状态，而当踏板41回弹或者处于未踩踏状态时，通过控制部件42使得电磁换向阀32切换至第二状态。在本实施例的一个优选方案中，连接电磁换向阀32与第二腔室212之间的管路上形成有两个分路，即：第一分路和第二分路。液压阻尼机构28设置于第一管路341上，在第二管路342上设置一个单向阀33，使得该单向阀33的出口与第二腔室212连通，优选地，选用一个节流阀作为液压阻尼机构28。

上述实施例所公开的先导制动系统的工作过程如下：

当需要对行驶的车辆进行制动时，如图3和图4所示，驾驶员踩踏踏板41，控制部件42控制电磁换向阀32切换至第一状态，液压油将通过电磁换向阀32供入第一腔室211，进入第一腔室211内的液压油同时对活塞22以及滑芯23施加液力，而由于液压阻尼机构28限制第二腔室212的液压油的流出量，且由于第一腔室211的截面大于滑孔24的截面(这样使得活塞22移动单位位移所需要的液压油的量大于滑芯23移动单位位移所需要的液压油的量)，如此，进入第一腔室211内的液压油优先驱动滑芯23移动，且速度大于活塞22，进而使得先导制动体26首先接触制动盘10，然后，如图5和图6所示，主制动体25随即接触制动盘10。如此，先导制动体26在短时间内对制动盘10施加制动。

应该说明的是：虽然液压阻尼机构28对第二腔室212内的液压油的流出量进行了限制，但是，这种限制也不会使得本发明的主制动体25抵达制动盘10的时间明显的长于现有技术中的制动块抵达制动盘10的时间，这是因为铜鼓液压泵31供入腔室内的液压油的量因粘度较大而进入量不够充足流速也小，即使不设置液压阻尼机构28，活塞22的移动速度也不会较快。

当需要解除制动时，驾驶员放开踏板41，如图1和图7所示，控住部件控制电磁换向阀32使电磁换向阀32切换至第二状态，液压泵31所提供的液压油通过电磁换向阀32、单向阀33(少一部分液压油还通过节流阀)供入第二腔室212，所供入第二腔室212的液压油推抵活塞22而使得活塞22朝第一腔室211移动，进而带动主制动体25远离制动盘10，而第一腔室211内的液压油经过电磁换向阀32而回流油箱35，与此同时，受压缩的复位弹簧27进行复位，使得滑芯23以及先导推杆231朝第一腔室211移动，进而使先导制动体26也远离制动盘10，并最终收纳于收容腔。

上述实施例的优势在于：

1、本发明巧妙的将主制动体25和先导制动体26由进入一个油缸的液压油进行驱动，使得整个结构紧凑。

2、本发明通过设置液压阻尼机构28来使得先导制动体26实现快于主制动体25的差动，进而使得制动盘10能够在更短的时间内获得制动力。

3、在第一管路341和第二管路342上分别设置节流阀和单向阀33，不但能够利用节流阀使先导制动体26能够实现对制动盘10的快速制动，而且，在需要解除对制动盘10的制动时，利用单向阀33对液压油较小阻尼的特性，使得液压油顺利进入第二腔室212以驱动活塞22反向移动，进而顺利撤销主制动体25对制动盘10的制动力。

4、先导制动体26及其驱动它的先导推杆231及滑芯23的总的移动惯量小于主制动体25及其驱动他的活塞杆211及活塞22，进而使得先导制动体26的动作反应相比主制动体25更灵敏，进而进一步缩短了先导制动体26的动作时间。

在本发明的一个优选实施例中，如图3和图4所示，在第一腔室211与第二腔室212之间还设置有导管，在导管上设置有电磁开关阀60以及连通机构50。该电磁开关阀60由制动踏板41机构40中的控制部件42控制电磁开关阀60中的电磁线圈通断电而控制电磁开关阀60的通断，使得当踏板41被踩踏时，控制部件42控制电磁开关阀60打开，而踏板41回弹时，控制部件42控制电磁开关阀60关闭。连通机构50包括阀体51、阀芯53以及预紧弹簧54。阀体51内形成有阀腔52，阀芯53设置于阀腔52中并能够沿阀腔52滑动，阀腔52的第一端通过导管与第二腔室212连通，预紧弹簧54用于以一定预紧力推抵阀芯53以使阀芯53封堵阀腔52的第一端；阀腔52的中部通过导管与第一腔室211连通，如此，当液压油迫使阀芯53使阀腔52的第一端打开后，液压油进入阀腔52，并通过阀腔52和导管进入第一腔室211。

上述实施例所提供的先导制动系统的电磁开关阀60以及连通机构50所起到的作用如下：

应该理解：设置液压阻尼机构28的目的并不是为了让活塞22及主制动体25的速度移动速度降下来，而是用于使滑芯23及先导制动体26速度大于活塞22及主制动体25，也就是说，当先导制动体26将要或者以及抵达制动盘10时，仍希望主制动体25也能够及时的抵达制动盘10。而电磁开关阀60以及连通机构50所起到的作用便在于此。

当先导制动体26已抵达制动盘10，此时，第一腔室211内的液压油主要用于推抵活塞22移动，此时，第二腔室212内的液压油的压力会升高，当压力升高到一定程度时，液压油迫使连通机构50中的阀芯53打开，进而使第二腔室212内的液压油通过导管(此时，电磁开关也处于打开状态)进入第一腔室211，该部分液压油的进入增加了进入第一腔室211内的液压油的量，进而能够加快活塞22的移动速度。

上述实施例的优势在于：第一腔室211与第二腔室212通过导管连通并在导管上设置电磁开关阀60以及连通机构50能够在先导制动体26抵达制动盘10后提高主制动体25的移动速度，进而使主制动体25也快速抵达制动盘10。

在本发明的一个优选实施例中，活塞22朝向第一腔室211的面积与朝向第二腔室212的面积之差小于滑芯23朝向第一腔室211的面积。也就是说，使液压油对活塞22的液力差(或称液力的合理)小于液压油对滑芯23的液力，如此能够使先导制动体26相比于主制动体25更快抵达制动盘10。

在先导制动体26和主制动体25朝制动盘10移动过程中，需要希望两者以最小的时间抵达制动盘10，进而减小制动反应施加，而当两者抵达制动盘10后，若不加以限制的使两者以原有速度继续朝制动盘10移动，制动力的增加不但不会太大，而由此所产生的使制动盘10变形以及制动盘10与制动体相对摩擦所产生的振动会显著增加，这势必对制动是有害的。

为此，在本发明的一个优选实施例中，如图1至图6所示，在第一腔室211与电磁换向阀32之间设置一个动力缓和机构70，该动力缓和机构70包括过油体、滑动比对芯72、比对弹簧73以及多个油道。其中，过油体71中开设有滑腔718，滑动比对芯72设置于滑腔718中并将滑腔718分成第一比对腔716和第二比对腔717。多个油道包括第一油道711、第二油道712、第三油道713、第四油道714、第五油道715。其中，第一油道711从过油体外部贯通至滑腔718中以形成进口，电磁换向阀32与第一油道711连通；第二油道712从过油体的外部连通至滑腔718中以形成出油口，该第二油道712与第一腔室211连通；第三油道713连通第一油道711与第一比对腔716；第四油道714连通第二油道712与第二比对腔717。比对弹簧73位于第二比对腔717中，滑动比对芯72通过移动以改变进油口或出油口的开度；比对弹簧73、经由第三油道713进入第一比对腔716中的液压油、经由第四油道714进入第二比对腔717中的液压油使得滑动比对芯72维持在一个相对稳定的位置；第五通道用于连通第一油道711和第二油道712，且在第五通道中设置一个缩孔以限制通过第五通道的液压油的流量。

在实施制动的初始阶段，如图3至图4所示，从电磁换向阀32流出的液压油大部分依次经过第一油道711、滑腔718以及第二油道712进入第一腔室211(由于缩口719限制液压油的流量，而第一油道711的进油口和第二油道712的出油口的开度较大，因此，液压油仅有极少量通过第五油道715)，此时，液压油的流量不会因经过动力缓和机构70而受到影响，进而使得两个制动体快速抵达制动盘10，并对制动盘10施加一定压力。

而当对制动盘10施加到一定压力而足以使对制动盘10制动时，对应地，第一腔室211内的液压油的压力升高并会传递至第二油道712，并通过第四油道714传递至第二比对腔717室，使得第二比对腔717中的液压油升高而驱动滑动比对芯72上移以封闭进口和出口，进而使第一油道711与第二油道712隔断。此时，来自电磁换向阀32的液压油仅通过第五油道715的缩口719进入第一腔室211，缩口719使得进入第一腔室211内的液压油的流量较少，这样便有效抑制活塞22的移动速度，较小了主制动体25因移动对制动盘10冲击而产生的变形，并同时减小因过度摩擦所产生的较大振动。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。