专利名称：汽车紧急制动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车紧急制动器，属于汽车另件的技术领域。
目前世界各国使用汽车数量猛增，在高速公路上行驶的车辆，时速高达每小时100公里，由于多方面原因，经常发生撞车的车祸，至今还没有解决刹车阻力不足难题的报导，国内虽没有发生过百辆车相接的事故，但各省每年发生车祸的次数也是很惊人的，发明人曾多次亲眼目睹了车祸的现场，深切感到亟需解决汽车安全行驶的装置。
本发明的目的是要提供一种汽车紧急制动器，在危急情况下司机可以使用本装置可以缩短刹车距离，可以避免交通事故，本装置可以克服上述的不足。
本发明的目的是这样实现的，首先根据力学原理，分析了紧急制动的力学因素，采用一种牛角形的制动蹄，它与滑轨相结合，司机踩下刹车踏板时，使传动绳经过滑轮，拉动锁定插销，使它从制动蹄的孔中拉出来，由于装在滑轨上的复位弹簧的作用，使制动蹄向里拉动而紧抱轮胎，一同向前滚动，在固定在制动蹄上的限位绳被拉直以后，汽车就开始原刹车系统的滑行。(限位绳暂时试用)附
图1、刹车原理的力学分析2、汽车正常行驶时制动蹄的示意3、制动器使用情况示意4、刹车过程示意5、刹车终止的示意6、踏板位置7、刹车以后复位工具的示意8、双向制动蹄结构的示意9、未刹车时轮胎与制动蹄的位置10、图9的A-A剖视11、卸除轮胎后制动蹄的示意12、图11的B-B剖视13、改用园柱弹簧的示意14、采用液压系统的示意图兹结合附图对汽车紧急制动器的结构进一步详述于下由图1、本装置是利用刹车时的几秒之间由惯性产生的冲力FM的同时，再复生出2个与冲力FM相反的阻力，这2个阻力和原来的刹车阻力F2分三步来完成。
下面以两个例子来验证例1设车质量M＝10000kg，时速50公里，制动蹄1角度设20度。
每秒速度U＝1000M×50÷3600/S＝13.88M/S刹车时的冲力FM＝M、U/t2＝10000kg×13.88÷2＝69400kgt2是在刹车时的作用时间一般2～3秒第一步F1'(F1”)阻力的作用，看图4、图5中制动蹄1的变化。(制动蹄1是一个牛角形三角)刹车时车以每秒13.88M的速度冲上制动蹄1的，车体的突然上升，处使图1中的Fn FX'和F1'(F1”)发生力的变化。垂直于制动蹄1斜面的静压力Fn＝M，CoS20＝10000kg×0.939＝9390kg
FX'＝Fn、U＝9890kg×0、342＝3420kgFX'车以每秒13.88M的速度冲上制动蹄1、车对制动蹄1斜面的垂直压力F3＝M·Sin20＝10000kg×0.34＝3420kg(F3下滑力在不计磨擦阻力与F1推力〔拉力〕相等)F3'＝F3、U＝3420kg×13.88M/S＝47469kg(F3’车在有速度时的下滑力与F3力的作用解识相同)车以每秒13、88M的速度冲上角度为20度的制动蹄1时的阻力F1'的。
FX”＝FX'·U1＝134497kg×0.02＝2690kgFX”是在FX'的压力下产生的磨擦阻力。
U1是车轮以轴的轴承滚动时的磨擦系数。
自用新刹车系统时的作用力F1'F1'＝FX”+F3'＝2690kg+47469＝50159kg新旧刹车系统联合使用(踩一点原刹车)时的阻力F1”F1”＝FX'·U2+F3'F1”＝134497kg×0.2+47469kg＝74368kgF1”的阻力值以超过了刹车时产生的冲力FM值。
U2是踩一点原刹车时的磨擦系数，选0、2远小于U3。
这样绝对不会产生车轮刹死的现象，才能不会使制动蹄1失控。(如果车轮刹死，车轮就不会带动制动蹄1转动，制动蹄1不转动就没有新的刹车效果)第二步原来的刹车阻力F2F2＝M·U3＝10000kg×0、71＝7100kgU3是车轮胎对干路面的磨擦系数。
F2这个阻力是在F1'(F1”)终止后进行的。F1'(F1”)的终止是靠图5中的限位绳13来实现的。
第三步再看图1中的下滑力F3，经过上述两个阻力的反作用，使冲力FM有很大的衰减，当冲力FM衰减到小于下滑力F3时车会自动沿反方向从制动蹄1上退下来。
由上述3步阻力的反作用，再看它的刹车效果。
自用新刹车系统要消耗的冲力FM'FM'＝0～FM2+F2+F3FM'＝53500kg+7100kg+3420＝64020kg0～FM2是从图1上的冲力FM基线用尺量得的距离。
每公分代表10000kg的冲力FM。
比率＝FM/FM'＝69400kg÷64020kg＝1、08新刹车距离＝9、78M-9、78M÷1、08＝0、73M从上面算得的F1”，可见车遇险情，原刹车系统不失控，新旧刹车系统联合使用时最佳，理论计算的刹车距离与实际公路上的刹车距离差异很大，是路面的条件不一致的原因，还与车的轮胎新旧有关。
例二设车质量M＝2000kg，时速120公里，制动蹄1的角度设15(小汽车装配地方有限只能用小角度的制动蹄1)每秒速度U＝1000M×120÷3600/S＝33、33M/S刹车时产生的冲力FM＝2000kg×33.33÷2＝33333kg F2＝M·U3＝20000kg×0.71＝1420kg(原来的刹车阻力)原刹车距离＝FM/F2＝33333kg÷1420kg＝23.5MF3＝M·Sin15＝2000kg×0.26＝520kg(下滑力)
F3'＝F3·U＝520kg×33.33M/S＝17332kg(F3'车有速时的下滑力)FX'＝M·CoS15·U＝2000kg×0.96×33.33＝63993kg自用新的刹车系统时的F1'F1'＝63993kg×0.02+17332＝18611kg消耗冲力FM'＝0～FM2+F2+F3FM'＝18500kg+1420kg+520kg＝20440kg比＝FM/FM'＝33333kg÷20440kg＝1.63刹车距离＝23、5M-23、5M÷1、63＝9、08M新旧刹车系统联合使用时的F1”F1”＝FX'、U2+F3'F1”＝63993kg×0.2+17332kg＝30130kg共消耗冲力FM”＝0～FM3+F2+F3FM”＝31000kg+1420+520＝32940kg比＝FM/FM＝33333kg÷32940kg＝1.01刹车距离＝23、5M-23、5M÷1、01＝0、24M由此证明制动蹄1的角度越大效果俞佳，但是不要超过30度，角度大易失控，同时体积过大重量也在增加。
图2、表示汽车在正常状态时制动蹄的安装情况，这时制动蹄(1)用锁定插销(8)固定，使它轮胎(14)保持一定的距离。
图3、是制动器使用情况示意图。
图3中，复位弹簧(9)套装在锁定插销(8)外面，插销(8)的一端用传动绳(11)经过两个滑轮(10)与新设的刹车踏板(20)相连接，插销(8)的另一端又插在制动蹄(1)的孔(3)中，当踏下新设的刹车踏板(20)以后，在拉力的作用下，使传动绳11经过滑轮(10)，把锁定插销8从制动蹄(1)的孔(3)中拉出来，由于弹簧(6)的作用，使制动蹄(1)向里拉动，弹簧(3)是插销(8)的复位弹簧。
图4是刹车过程的示意图，在图中限位绳(13)与制动蹄(1)相连，由于图3的作用过程，就使制动蹄(1)所带有不规则形状的凸块面(16)(图12)与轮胎(14)紧紧抱紧，在冲力的作用下一同向前滚动。
附图5是汽车刹车终止的示意图，在图4中，在冲力FM的作用下，使制动蹄(1)与轮胎(14)向前滚动，直到限位绳(13)被拉直为止，这时轮胎(14)与制动蹄就停止滚动，在附图1中可以看到F'，(F”，)刹车效果终止产生原刹车功能，也就是与路面滑擦阻力F2。
图6是踏板位置图，图中新增设的新刹车踏板(20)装在从左开始的第2个位置，其左面是离合器踏板(21)，右面是原有的刹车踏板(22)，油门踏板(23)装在最右的位置。
图7是刹车以后复位的工具的示意图，反正扣套筒(27)是与轮轴(29)〔附图9〕相配合的反正扣插销(26)是与制动蹄(1)上的孔(3)相配合的，套筒(27)和插销(26)都以螺丝拧装在调整螺杆(28)上面，调整到使套筒(27)可以套入轮轴(29)，插销(26)可以插入制动蹄(1)上的孔(3)，然后由搬子旋动螺杆(28)中间部份的四方体，就可以复位。
附图8是双向制动蹄的结构示意图，双向制动蹄(24)的左上角有孔(4)，限位绳(13)的一端就固定在此孔(4)上，中段放于滑轮(25)，滑轨(5)上装有复位弹簧(6)，滑轨(5)与园弧形连接件(36)相连接成一体，其中部有锁定孔(3)，连接件(41)的两端各与制动蹄24连接。
附图9是汽车未刹车时轮胎与制动蹄的位置图，图中未刹车时，制动蹄并未抱紧轮胎(14)，制动蹄是牛角形，它是制动蹄本体(1)和制动蹄面填料所组成，填料系摩擦系数较大的材料，例如橡胶，制动蹄上有孔(18)，是限位绳(13)的迥转孔。
附图10是附图9的A-A剖视图，图中填料(2)装在制动蹄(1)上面，制动蹄(1)上有固定孔(4)，用来固定限位绳(13)，孔(18)是限位绳(13)的迥转半园孔。
附图11是卸除轮胎时制动蹄的示意图，复位弹簧(6)装在滑轨(5)外面的两侧，其一端固定在滑瓦(37)上，另一端连接在滑轨的滑套(38)上，板簧(19)是固定在汽车底盘下面，限位块(31)是在刹车后使制动蹄复位的元件，栓柱(30)是设在汽车底盘上面，用来固定限位绳(13)，在刹车时锁定插销(8)就从制动蹄(1)上的孔(3)中拉出来，于是制动蹄(1)由于弹簧(6)的作用可以沿滑轨(5)向里拉动，而与轮胎(14)紧紧抱合。
图12是图11的B-B剖视图，滑环(7)套装在后桥轴(17)上面，滑环(7)的边缘又嵌装在滑瓦(37)的槽中，滑轨(5)的上端又插装在滑套39的槽中，制动蹄与滑套用铆钉或螺钉固定在制动蹄的本体(1)上面，复位，锁定与制动蹄(1)都用孔(3)，制动蹄本体(1)装有许多个不规则的凸块(16)，它可以增大轮面与蹄面的摩擦，带凸块(16)有两部面中间有限位梁(15)，刹车时此限位梁(15)插入后轮的两轮中间，以便增大轮胎与制动蹄(1)内面的磨擦，防止失控。(前轮为单面)
图13是表示改用园柱弹簧的示意图，在图中主要是不采用弹簧(6)和滑轨(5)，改用园柱弹簧(32)(图中为了显示弹簧(32)，其余另件未作表示)。
图14是采用液压系统的示意图，为了复位速度快，就去掉滑轨(5)改用液压机构，所以在汽车上加装液压泵和双向电磁阀或手控阀，给液压千斤顶供油;在刹车以后使汽车倒退使制动蹄(1)与限位块(31)相靠就给千斤顶(34)供油，在千斤顶(34)的推动下使制动蹄(1)向上伸展，达到使锁定插销(8)与制动蹄(1)的孔(3)相吻合(还有电信号)中柱(36)与制动蹄(1)相连接，也是与园柱弹簧(32)相连接，其余情况均如前不变，在正常复位以后，千斤顶(35)的顶端又回到原始位置。
附图15是带凸块的制动蹄的结构图，在不使用限位绳的情况下，可在原来刹车制动蹄盘(45)上，在铸造时增加一个凸块(44)，这凸块可以用来限制制动蹄(1)的转动，而且在制动蹄(1)上同样也加装了止动凸块(42)和橡胶缓冲垫(43)。
附图16是制动蹄的示意图，制动蹄(1)有两个不规则凸块(16)，凸块(16)中间有限位梁(15)，凸块(16)的左下端装有橡胶缓冲垫(43)，其边上有止动块(42)。
附图17是传动绳的示意图，其钢丝芯(46)是插装在带保护皮软金属管(47)中，这时可不使用滑轮系统。
与现有技术相比，本实用新型汽车紧急制动器具有下列的优点1、结构简单，制动性能较好。
2、在原来刹车系统失控时，本制动器可以应急使用，刹车距离可减少一半以上。
3、刹车时新旧系统可以联合使用，使刹车后的滑出距离更短。
权利要求
1.一种汽车紧急制动器，其特征在于其制动蹄(1)的蹄面是填料(2)，制动蹄(1)上有固定限位绳(13)的孔(4)以及限位绳头的迥转半园孔(18)，制动蹄(1)具有2个凸块面(16)，其中间有一个限位梁(15)，复位弹簧(6)装在滑套(5)外面，其一端固定在滑瓦(37)上，另一端连接在滑轨的滑套(38)上，滑轨(5)与园弧形连接件(36)相连成一体，其中部有锁定孔(3)，该连接件(36)的两端各与制动蹄(1)相连接，插销(8)的一端用传动绳(11)经过滑轮(10)与刹车踏板(20)相连接，另一端装在制动蹄(1)的孔(3)中。
2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于传动绳可以是钢丝芯(46)插装在带有保护皮的金属软管(47)中。
3.根据权利要求1所述的制动器，其特征是原制动蹄的蹄盘(45)上铸有凸块(44)，制动蹄(1)上装有止动块(42)和橡胶缓冲垫(43)。
全文摘要
一种汽车紧急制动器，其制动蹄上有固定限位绳用的孔以及限位绳头回转半圆孔，制动蹄有一层填料，例如橡胶增加摩擦系数。它另有两个凸块面，中间是一个限位梁，刹车时此梁插入后轮的两轮中间，制动蹄与滑轨相连接，复位弹簧套装在滑轨上面，司机踩下踏板时通过传动绳和滑轮，把插销从制动蹄上拉出来，由于弹簧之作用，制动蹄就抱紧轮胎，使用复位工具可使它复位。本制动器适用于紧急情况使用，如与原有刹车结合使用，可缩短刹车时滑行距离，制动效果更为良好。
文档编号B60T1/04GK1065833SQ91102380
公开日1992年11月4日 申请日期1991年4月18日 优先权日1991年4月18日
发明者许传玲 申请人:许传玲