大货车刹车失灵的应急装置及方法与流程

1.本发明涉及车辆刹车技术领域，特别涉及大货车刹车失灵的应急装置及方法。


背景技术：

2.大货车又称卡车、载货汽车，主要为载运货物而设计的商用车辆，大货车自重较大，刹车距离较长，且刹车片易磨损失效，一旦行驶的大货车刹车失灵，很容易造成严重的交通事故，威胁驾乘人员的生命财产安全。因此，有必要提供一种大货车刹车失灵的应急装置及方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供大货车刹车失灵的应急装置，具有在大货车刹车失灵时起到应急刹车的效果。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：大货车刹车失灵的应急装置，包括支架、刹车盘，所述刹车盘安装于大货车变速箱输出轴与差速器之间的传动系统上，所述支架固定有固定部，所述固定部开设有容纳槽，所述容纳槽内设有刹车片，大货车刹车失灵的应急装置还包括压紧机构，所述压紧机构用于驱动所述刹车片靠近并贴紧所述刹车盘。
5.通过采用上述技术方案，大货车正常行驶时，变速箱输出轴通过传动系统将动力传递到差速器，差速器通过半轴将动力传递给车轮。大货车刹车失灵时，压紧机构驱动刹车片靠近并贴紧在传动系统上的刹车盘上，刹车片与刹车盘之间形成的摩擦力对刹车盘、传动系统形成制动阻力，使刹车失灵的大货车车速降低直至停车。支架可以安装在大货车车桥上，例如后桥。
6.刹车盘的具体安装位置，选择在变速箱输出轴与差速器之间传动系统的任何位置均可。
7.本发明的进一步设置为：还包括水箱、与所述水箱相连的水管，所述刹车盘开设有散热孔，所述散热孔包括进口、出口，所述水管喷水口对准所述散热孔进口。
8.通过采用上述技术方案，刹车片在靠近并贴紧刹车盘时，两者之间摩擦时形成的温度很高，如果不进行降温处理，容易使刹车片的摩擦材料崩解、刹车盘损坏，无法对差速器输入轴及大货车形成有效的制动阻力。
9.本发明在刹车盘内设置散热孔，优选地，可以在刹车盘两面都设置散热孔，刹车盘中部形成中孔，散热孔的进口位于中孔内壁，出口位于刹车盘圆周外壁上，水管喷水口位于中孔处并对准散热孔的进口。本发明的应急装置启动时，大量的水从水管内喷出，对刹车盘两面同时喷水，水通过刹车盘的散热孔，在刹车盘的高速转动下，带走大量热量，同时水会喷溅到刹车盘盘面上，绝对避免刹车盘发热起火，起到降温的作用。水管散热孔有一定倾斜度更利于水排出带走热量。
10.本发明的进一步设置为：所述容纳槽内壁设有第一导向面，所述刹车片设有第二
导向面，当所述刹车片贴紧所述刹车盘时，所述第一导向面贴紧所述第二导向面并导向所述刹车片容易靠近所述刹车盘。
11.通过采用上述技术方案，刹车片接触刹车盘后并在刹车盘的带动下，刹车片上的第二导向面贴紧在容纳槽的第一导向面上，在第一导向面和第二导向面的配合下，刹车片会不断地靠紧刹车盘，避免刹车片与刹车盘分离。在刹车盘快速转动下让刹车片与刹车盘结合更紧，起到刹车助力的效果。
12.本发明的进一步设置为：所述第一导向面包括导向面a和导向面b，所述第二导向面包括依次相连的导向面a和导向面b，所述导向面a与所述导向面a相对应，所述导向面b和所述导向面b相对应，所述导向面a位于所述刹车片的边缘，所述导向面b比所述导向面a 陡，所述导向面a为斜面或者弧面，所述导向面b为弧面或者多段斜度不同的斜面。
13.通过采用上述技术方案，正常行驶的大货车刹车失灵后，本发明工作时需要至少满足以下两点要求，一是大货车的差速器输入轴不能被突然完全抱死，否则会把差速器及半轴损坏造成更严重的后果；二是在保证安全的前提下对大货车的制动阻力需要逐渐增加，使大货车尽可能获得较短的制动距离。
14.鉴于此，本发明将第一导向面和第二导向面都分成两段，当刹车片刚接触刹车盘时，导向面a与导向面a相接触，导向面a没有导向面b陡，采用设计好导向面a的斜度和压紧机构的压紧力，不会突然卡死刹车盘，达到缓降、安全刹车的目的。在刹车片与刹车盘接触的端面被逐渐磨损，大货车的车速会被降低，同时导向面b接触第一导向面，较陡的导向面b 使刹车片受到更大的作用力并与刹车盘贴合更紧，刹车盘受到的摩擦力逐步增大，大货车车速会迅速降低，本发明工作时，大货车车速在高速时被较慢地降低，形成牵引力缓冲降速，车速在降到一定范围时被较快地降低，避免大货车车速陡降造成车辆受损失控及人员受伤，同时又能更为有效地缩短制动距离。
15.导向面a是斜面，导向面b是弧面，在压紧机构施加同样的压紧力的情况下，能逐步增加摩擦阻力，达到逐步降速的目的。
16.本发明的进一步设置为：所述压紧机构包括拉线机构、连接线、铰接于所述支架或者所述固定部的压紧臂、两端分别连接所述压紧臂和所述刹车片的推杆，所述连接线两端分别连在所述拉线机构和所述压紧臂。
17.通过采用上述技术方案，拉线机构通过连接线拉动压紧臂摆动，压紧臂通过推杆对刹车片施压，使刹车片靠近并贴紧刹车盘。
18.本发明的进一步设置为：所述推杆两端分别活动连接于所述压紧臂和所述刹车片上，所述推杆相对于所述刹车片倾斜设置，在所述刹车片被压紧逐渐靠近所述刹车盘的过程中，所述推杆相对于所述刹车片摆动并逐渐趋于垂直于所述刹车片的状态，随后向下倾斜。
19.通过采用上述技术方案，刹车片在受到刹车盘的摩擦力后，会贴向容纳槽内的第一导向面，且在刹车片被刹车盘磨损后，刹车片也会继续贴向第一导向面。本发明需要压紧机构不断对刹车片施加压紧力，使刹车片贴紧在刹车盘上。
20.本发明巧妙地设计了推杆与刹车片的位置，将推杆与刹车片倾斜设置，利用刹车片在接触刹车盘、在磨损过程中不断贴向第一导向面的运动姿态，带动推杆逐渐趋于垂直刹车片，通过推杆自身姿态的变化，增大刹车片与刹车盘的压力，使刹车片更有力地贴紧在
刹车盘上。
21.本发明的进一步设置为：所述连接线包括第一线段、第二线段，所述第一线段与所述拉线机构相连，所述第二线段与所述压紧臂相固定，所述第一线段与所述第二线段之间设有弹性件。
22.通过采用上述技术方案，本发明在工作时，驾驶员在启动拉线机构如电机后，刹车片在不断被快速磨损的情况下会与刹车盘之间产生间隙，本发明在利用推杆姿态的变化可以填补该间隙的情况下，还在第一线段和第二线段之间设置弹性件，在需要继续对刹车片施加压紧力时，弹性件的弹力能够驱使第二线段、压紧臂、推杆运动，自动对刹车片施加一定的压紧力。
23.本发明的进一步设置为：所述弹性件最大形变量为x，弹性件最大形变量时带动所述刹车片的运动行程为y，所述刹车片磨损极限值为z，y＞z。
24.通过采用上述技术方案，驾驶员在启动拉线机构并保持后，在刹车片磨损到极限时，弹性件提供一定的弹力，使得压紧机构能够保持对刹车片施加有效压紧力。
25.本发明的进一步设置为：所述拉线机构包括绞盘、驱动所述绞盘转动的驱动机构，所述连接线的一端固定在所述绞盘上，所述驱动机构为电机、手刹、脚手刹中的一种或多种。
26.通过采用上述技术方案，连接线的一端固定在绞盘上，并且绕卷在绞盘上。驱动机构可以选电机，也可以选择手刹、脚手刹，起到多道保险的作用，
27.本发明的进一步设置为：所述拉线机构还包括安装在绞盘的棘轮、止回棘爪、驱动棘爪，所述手刹和/或所述脚手刹连接有驱动棘爪。
28.通过采用上述技术方案，棘轮、止回棘爪、驱动棘爪组成棘轮机构，使绞盘单向转动，不会反向松动，能够保持对连接线的不断拉力。棘轮机构内还包括弹簧结构，能够驱使止回棘爪、驱动棘爪贴在棘轮上。绞盘能够提供更大的拉力。
29.本发明的进一步设置为：所述第二线段设置有限位座，所述拉线机构还设置有用于阻挡所述限位座的线管支架和/或用于感应所述限位座位置的传感器，所述限位座与所述驱动棘爪通过线绳相连接和/或所述传感器与所述电机相连。
30.通过采用上述技术方案，为避免拉线机构拉线过度，第二线段上可以设置限位座，驱动棘爪在驱动棘轮及绞盘转动时，当达到设定的最大极限时，限位座抵在线管支架上，进行限位。
31.同时也可利用传感器感应限位座的位置，传递信号给电机，电机内的控制装置实现电机的启停与关闭，电机最大功力不超过弹性件的最大弹力。
32.本发明的进一步设置为：所述固定部上设置有若干个所述容纳槽，所述连接线、所述压紧臂、所述推杆数量均为若干个且分别对应所述容纳槽内的刹车片。
33.通过采用上述技术方案，刹车片数量为多个，能对刹车盘施加更大的摩擦力，从而形成更大的制动阻力。
34.本发明的进一步设置为：所述固定部的数量为两个且分布在所述刹车盘两侧，所述拉线机构还包括安装部，所述连接线包括线芯和线管，所述线管的一端固定于所述安装部，另一端固定于第一个所述固定部对应的压紧臂，所述线芯穿过线管后与第二个所述固定部对应的压紧臂相固定。
35.通过采用上述技术方案，两个固定部上的刹车片能够对刹车盘两侧产生相同压力的摩擦力，形成更大的制动阻力。
36.拉线机构拉动线芯，线芯拉动第二个压紧臂摆动，同时线管和线芯共同作用下驱动第一个压紧臂运动，实现通过一根连接线带动刹车盘两侧的两个压紧臂运动，对刹车片施加压紧力。
37.本发明的进一步设置为：所述刹车盘安装在大货车差速器凸缘上，所述刹车盘与所述凸缘一体成型，所述刹车盘位于所述凸缘圆周侧壁上。
38.通过采用上述技术方案，本发明的刹车盘优选安装在差速器输入轴的凸缘上，并且刹车盘和凸缘是一体成型，材质是一样的，在刹车盘与刹车片接触的盘面处设置粗糙的摩擦面，摩擦面摩擦系数较大，摩擦面的设置目的是快速磨损刹车片，实现逐步增加摩擦力。如此设置，使刹车盘和凸缘之间的结合更为稳固，由于凸缘和刹车盘是需要转动的，两者一体成型可以实现均匀配重，能够传递更大的力。如果刹车盘和凸缘之间是采用螺栓等可拆卸连接，极可能造成在本发明工作时两者之间发生断裂。
39.本发明的进一步设置为：所述支架包括一级支架、二级支架，所述一级支架安装在后桥上，所述二级支架可拆卸连接在所述一级支架上，所述固定部安装在所述二级支架上。
40.通过采用上述技术方案，本发明的应急装置使用频率很低，仅在大货车正常行驶时刹车失灵的情况下使用，可以采用一次性的设计，即使用一次后刹车片、刹车盘做报废处理，直接更换为新的。支架选择一级支架和二级支架的设计，方便根据实际需要灵活选择拆卸位置。
41.本发明的进一步设置为：大货车刹车失灵的应急方法，在传动轴与差速器输入轴上的传动系统安装刹车盘，通过压紧机构将刹车片压紧在刹车盘上对转动的刹车盘形成摩擦阻力，进而形成对差速器输入轴、半轴、车轮的制动阻力。
42.本发明的有益效果是：
43.1、本发明通过在大货车原有的零部件凸缘上设置刹车盘，通过刹车片对刹车盘、凸缘、差速器输入轴形成制动阻力，再通过差速器将制动阻力传递到半轴及车轮上，最终形成较大的牵引力，能够满足大货车的降速和停车需求。
44.2、本发明的结构为机械结构，装置简单，制造成本低，使用范围广，在其它种类的汽车上均可加装使用，作为原刹车失灵时的应急装置，可靠性强，提供一道安全保障。
45.3、本发明通过对刹车片的第二导向面设计为导向面a、导向面b，导向面b选择弧面且陡于导向面a，使刹车片在接触刹车盘时，形成的摩擦阻力较小，当刹车片被磨损至导向面b 接触第一导向面时，形成的摩擦阻力较大，实现高速行驶的大货车进行较慢地降速、降速到低速范围内后以快速降速，达到分级降速、在保证车辆安全的前提下尽可能缩短制动距离。
46.4、本发明通过设置弹性件，在刹车片磨损后弹性件提供的弹力传递到刹车片上，补充压紧力。同时还设置棘轮机构在绞盘上，既能通过手刹、脚手刹带动驱动棘爪运动，继续带动绞盘，补充刹车片的压紧力，还可以通过再次自动开启电机驱动绞盘，来补充刹车片的压紧力。本发明还通过设计推杆相对于刹车片的倾斜角度，刹车片在容纳槽内活动时带动推杆位置的变化，通过推杆也可以实现对刹车片压紧力的补充。通过多种技术手段的组合，能够有效增加刹车片磨损后受到的压紧力，尽可能地保证本发明的应急装置的刹车性
能。
47.5、本发明可以加装在大货车、小汽车、新能源汽车等多种汽车上，应用范围广。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1是实施例1的结构示意图。
50.图2是实施例1的支架、固定部、凸缘之间的位置关系示意图。
51.图3是实施例1的刹车盘、固定部之间的位置关系示意图。
52.图4是实施例1的刹车盘、固定部之间的爆炸关系示意图。
53.图5是实施例1的拉线机构示意图。
54.图6是实施例1的第二线段、压紧臂之间的连接关系示意图。
55.图7是实施例1的第一线段、第二线段、弹性件之间的连接关系示意图。
56.图8是实施例1的刹车片结构示意图。
57.图9是实施例1的支架结构示意图。
58.图10是实施例1的水箱、第一液位传感器、第二液位传感器之间的位置关系示意图。
59.图11是图1的a处放大图。
60.图中，1、后桥；2、凸缘；21、刹车盘；22、散热孔；3、支架；31、一级支架；32、二级支架；4、固定部；41、容纳槽；411、第一导向面；42、刹车片；421、第二导向面；4211、导向面a；4212、导向面b；423、钢背；424、摩擦块；5、压紧机构；51、拉线机构；511、绞盘；512、驱动机构；5121、电机；52、连接线；521、第一线段；522、第二线段；5221、线芯；5222、线管；5223、限位座；53、压紧臂；54、推杆；55、弹性件；551、套筒；552、活塞；553、压缩弹簧；56、棘轮机构；561、棘轮；562、驱动棘爪；563、止回棘爪；57、线管支架；58、线绳；6、水箱；61、第一液位传感器；62、第二传感器。
具体实施方式
61.下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
62.实施例1：大货车刹车失灵的应急装置，如图1到11所示，包括后桥1、凸缘2，凸缘2与大货车差速器输入轴相连，凸缘2一体成型有刹车盘21，刹车盘21位于凸缘2的圆周侧壁上，刹车盘21与凸缘2材质相同。后桥1上设有支架3，支架3包括一级支架313、二级支架323，一级支架313固定在后桥1上，二级支架323通过螺栓、螺母连接固定在一级支架313上，二级支架 323固定有两个固定部4，两个固定部4均呈圆环状，分布在刹车盘21两侧。
63.固定部4上开设有三个容纳槽41，每个容纳槽41内设有三个刹车片42，刹车片42包
括钢背 423、固定在钢背423的摩擦块424。容纳槽41内壁成型有第一导向面411、第三导向面，钢背 424两端成型有第二导向面421、第四导向面，第一导向面411用于贴合第二导向面421，第三导向面用于贴合第四导向面。第一导向面411包括导向面a、导向面b，第二导向面421包括导向面a4211、导向面b4212，导向面a与所述导向面a相对应，所述导向面b和所述导向面b4212 相对应，所述导向面a4211位于所述刹车片42的边缘，所述导向面b4212比所述导向面a4211陡，所述导向面a4211为斜面或者弧面，所述导向面b4212为弧面。
64.大货车刹车失灵的应急装置包括压紧机构b5，压紧机构b5用于驱动刹车片42靠近并贴紧刹车盘21。压紧机构b5包括拉线机构51、三根连接线52、压紧臂53、推杆54，每个固定部4 上铰接有三个压紧臂53，推杆54数量为六个且分别与压紧臂53一一对应。推杆54的一端通过万向球头连接在压紧臂53的中间，另一端通过万向球头连接在刹车盘的钢背上，推杆54与刹车片42之间是倾斜设置的，在所述刹车片42被压紧逐渐靠近所述刹车盘21的过程中，所述推杆54相对于所述刹车片42摆动并逐渐趋于垂直于所述刹车片42的状态。拉线机构51包括绞盘 511、驱动绞盘511的驱动机构512，驱动机构512包括电机5121、脚手刹、手刹，绞盘511上安装有棘轮561，脚手刹和手刹均连接有驱动棘爪562，拉线机构51还包括止回棘爪563、弹簧结构，弹簧结构弹力驱动止回棘爪563贴紧在棘轮561上。电机5121工作可以驱动绞盘511转动，驾驶员通过脚手刹、手刹还可以通过驱动棘爪562带动棘轮561及绞盘511单向转动。
65.每个固定部4上的压紧臂53与另一个固定部4的压紧臂53形成一组压紧臂53组，形成的三个压紧臂53组分别对应三根连接线52。每根连接线52包括第一线段521、第二线段522，第一线段521的一端固定在绞盘511上，且第一线段521的部分绕卷在绞盘511上，第二线段522包括线芯5221、线管5222，线芯5221与第一线段521之间设有弹性件55，弹性件55包括套筒551、位于套筒551内的活塞552、位于套筒551内的压缩弹簧553，第一线段521与套筒551相固定，线芯5221穿入套筒551内后与活塞552相连，压缩弹簧553的两端分别抵在活塞552和套筒551 内壁上。拉线机构51还包括安装部，线管5222的一端固定在安装部，另一端固定在第一个固定部4的压紧臂53上。线芯5221穿过线管5222后与第二个固定部4的压紧臂53相固定。压缩弹簧553最大形变量为x，弹性件55最大形变量时带动所述刹车片42的运动行程为y，所述刹车片42磨损极限值为z，y＞z。
66.第二线段522的线芯5221固定有限位座5223，拉线机构51还包括线管支架57、传感器，线管支架57开设有穿孔，驱动棘爪562固定有线绳58，线绳58穿过穿孔后与限位座5223相固定。传感器用于感应限位座5223位置，并传递信号给电机5121的控制装置。通过限位座5223的设置，可以避免第二线段522被拉动过度。
67.大货车刹车失灵的应急装置还包括水箱6、与水箱6相连的水管、安装在水管上的开关，刹车盘21中部开设有中孔，中孔内壁向外开设有多个散热孔，散热孔22的进口位于中孔内壁，另一端为出口，位于刹车盘圆周外壁上。散热孔22具有一定斜度，与刹车盘半径方向形成一定的夹角，方便水流通过。水管的喷水口位于中孔内且朝向散热孔22的进口处。
68.水箱6内设有两个液位传感器，两个液位传感器分别为第一液位传感器61和第二液位传感器62。水箱6容积是预计用水量的两倍以上，两个液位传感器感应水箱6内液位并传递信号给中控显示屏，当水箱6内水位低于三分之二时，中控显示屏弹出提示画面提示，并同时发出报警声音提示，提醒驾驶员给水箱6补水。设置两个液位传感器的作用是，防止
一个液位传感器失效时，另一个也可以正常工作，检测液位信号传递给中控显示屏。
69.实施例2：大货车刹车失灵的应急装置，与实施例1的区别之处在于，第一导向面、第二导向面均为斜面。
70.实施例3：大货车刹车失灵的应急装置，与实施例1的区别之处在于，第一导向面、第二导向面均为弧面，弧面也可以设置不同角度面。
71.实施例4：大货车刹车失灵的应急装置，与实施例1的区别之处在于，第一导向面、第二导向面均为平面。
72.实施例5：大货车刹车失灵的应急装置，与实施例1的区别之处在于，第一导向面包括平面端、斜面段、弧面段，第二导向面包括平面端、斜面段、弧面段。
73.实施例6：大货车刹车失灵的应急装置，与实施例1的区别之处在于，第一导向面、第二导向面均包括多段不同斜度的斜面。
74.实施例7：大货车刹车失灵的应急装置，与实施例1的区别之处在于，刹车盘的具体安装位置，可以不选择差速器输入轴的凸缘，选择在变速箱输出轴与差速器之间传动的任何位置均可。
75.实施例8：大货车刹车失灵的应急办法，在传动轴与差速器输入轴上的传动系统安装刹车盘，通过压紧机构将刹车片压紧在刹车盘上对转动的刹车盘形成摩擦阻力，进而形成对差速器输入轴、半轴、车轮的制动阻力。