专利名称：一种汽车电动自控刹车防抱死装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及客车、货车、半挂车等各类汽车的气动刹车系统，特别是防抱死装置。
现有汽车的气动刹车系统由制动总泵10、继动阀4、制动分泵3、空压机13、气压调节器12、主贮气筒8、前轮贮气筒5、后轮贮气筒6和连接气路7组成，制动总泵10固定在刹车脚踏板下方，上下进气口分别与前、后轮贮气筒5、6相连通，上下出气口分别与继动阀4和两前轮制动分泵3相连通，由制动分泵3控制制动器实现刹车动作。刹车时踏下脚踏刹车板，制动总泵10启动继动阀4，贮气筒的气体进入制动分泵3，使制动器将车轮抱死，达到刹车目的。这种气动刹车系统应用广泛，普遍见于各类客车、货车及半挂车。在汽车高速行驶中刹车时，制动器突然抱死车轮，使车轮停止转动，在惯性力作用下车轮仍向前滑动，靠地面与轮胎间摩擦力克服汽车的惯性力实现刹车。这种刹车系统虽然使用操作方便，制动有效，但也存在许多不足之处，如制动力附着系数未能充分利用，制动距离较长；侧向力附着系数急剧减小，制动时转向不灵，易发生扎头、甩尾、跑偏现象，甚至翻车事故。还有轮胎磨损严重，加大了运输成本等。如果是半挂车或带挂车的货车，由于气路较长、前后轮刹车动作时间差明显、挂车制动滞后于主车、易冲击主车，造成扎头、甩尾、增加制动距离。
本实用新型的目的，就是提供一种新型的汽车刹车防抱死装置，改善制动效能、提高制动稳定性及转向稳定性，尽量缩短制动距离，增加行车安全性，减轻轮胎磨损，提高运输效益。
本实用新型的任务是这样完成的设计制造一种汽车电动自控刹车防抱死装置，与现有的汽车刹车气路连接配套，这种装置主要由集成放大块20、脚踏电开关21，磁电机16、电磁控气阀15组成。集成放大块20安装在驾驶室仪表盘上或仪表盘近旁；脚踏电开关21固定在脚踏刹车板下面原来安放制动总泵10的位置取代制动总泵10，磁电机16安装在车轮的轮毂和靠盘上；电磁控气阀15固定在汽车底盘上的制动分泵3近旁与车轮相对应；集成放大块20与脚踏电开关21、磁电机16、电磁控气阀15之间分别由电路联接，电磁控气阀15同时用气路与贮气筒和制动分泵3相连通。集成放大块20的工作电路带有电流输入端、电流输出端、讯号输入端和指示灯，电流输入端与脚踏电开关21相连接，电流输出端与电磁控气阀15相连接，讯号输入端与磁电机16相连接。脚踏电开关21采用变电阻型式，它的电源输入线与汽车电瓶22的正极相连接，电源输出线与集成放大块20的电流输入端相连接。磁电机16由安装在车轮轮毂上的组合式U型永久磁铁圈和固定在车轮靠盘上的磁路及线圈组成，车毂上的组合式永久磁铁作转子，靠盘上的磁路、线圈作定子，线圈的正极由讯号输出线17与集成放大块20的讯号输入端相连接，线圈负极与汽车底盘搭铁。电磁控气阀15的电磁铁芯套装变刚度锥形弹簧，电路正极由电流输入线19与集成放大块20的电流输出端连接，电路负极与汽车底盘搭铁，阀体的进气口由气路与汽车气源相连通，出气口由气路与制动分泵3相连通。汽车采用这套装置后的工作状态为汽车行驶时车轮旋转，车轮轮毂和靠盘上安装的磁电机16形成交变磁场，发出交流信号，不断输送到集成放大块20。当紧急刹车时，踏下脚踏刹车板，脚踏电开关21的电源输出线将电瓶22的电流传输到集成放大块20的电流输入端，经集成放大块20的电源输出端传至电磁控气阀15的电流输入线19，控制电磁控气阀15的气阀门开启，贮气筒的气流由进气口进入电磁控气阀15，再由出气口进入制动分泵3，带动制动器进行刹车。当制动器将车轮抱死时，车轮停转，磁电机16讯号消失，集成放大块20的讯号输入端收不到讯号，集电极和发射极之间无动力电流通过，则电磁控气阀15的电流输入线19电流被切断，气阀门自行关闭，从而贮气筒与制动分泵3之间的气路被切断。同时，电磁控气阀15尾端的常开排气孔自动打开，制动分泵3中的气流经排气口排出，制动分泵3的推杆回位；制动器解除制动，放松车轮。这时车轮又恢复旋转，磁电机16又发出讯号，传到集成放大块19的讯号输入端，接通电流，集成放大块20的电流输出端将电流传到电磁控气阀15电流输入线19，气阀门开启，贮气筒气流又经过电磁控气阀15进入制动分泵3，制动器又开始制动车轮。如此循环、反复进行，使车轮处于将抱死而未抱死的制动状态，达到防抱死刹车的目的。另外，在汽车行驶中要减速制动时，可以由脚踏刹车踏板落下的位移量来控制，因脚踏电开关21采用可变电阻，当脚踏电开关21的行程较小时，电瓶22传至脚踏电开关21的电流较小，经集成放大块20输出的电流也较小，故电磁控气阀15的气阀门开启程度也较小，气流量及制动分泵3的气压随之相应地减小，故制动器制动力降低，不致于抱死车轮，使车轮轮胎与地面之间以滚动状态实现减速制动。随着脚踏刹车板被踏下的位移行程增大，脚踏电开关21传出的电流增大，制动力就增大，直至脚踏刹车板踏到底，制动力最大，即制动器与车轮处于将抱死而未抱死的状态，车轮轮胎与地面之间处于边滚边滑的制动状态，在防抱死的状态下实现刹车制动。当货车拖带挂车时，根据主车采用本实用新型的结构改进，适当将挂车原气路加以调整并安装相应的磁电机16和电磁控气阀15，并与主车留出的备用线路23、24分别接通，即可由主车集成放大块19统一控制使用。
经过上述设计、试制、试验，证明本实用新型可以有效地改善制动效能，提高制动稳定性和制动时转向稳定性及灵敏性，增加行车安全性，同时可以缩短制动距离，减轻轮胎磨损，降低行车成本，提高运输效益。最主要的是能够防止和减少因刹车不善而造成的交通事故，较好地实现了予计目的。
下面对附图加以说明
图1是现有的汽车气压制动系统示意图；图2是本实用新型整体示意图。
图中，1－气管接头，2－后轮制动气路，3－制动分泵，4－继动阀，5－前轮贮气筒，6－后轮贮气筒，7－连接管路，8－主贮气筒，9－控制管路，10－制动总泵，11－前轮制动气路，12－气压调节器，13－空气压缩机，14－制动灯线，15－电磁控气阀，16－磁电机，17－磁电机讯号输出线，18－前轮输气管路，19－电磁控气阀电流输入线，20－集成放大块，21－脚踏电开关，22－电瓶，23－挂车磁电机备用线路，24－挂车电磁控气阀备用输电线路。
最后通过实施例对本实用新型作进一步说明。要将本实用新型安装在CA151型大客车上，先将刹车脚踏板下的制动总泵拆掉，把脚踏电开关安装在原来的制动总泵的位置。将3D系列的NPN型硅晶体管、电容及电阻等组成的6块集成放大块安装在驾驶室仪表盘右边，磁电机的组合式U型永久磁铁圈装在车轮轮毂内凸缘上，并用弹性卡簧卡紧，把叠压的导磁硅钢片磁路固定在车轮靠盘上，在制动蹄片和轮毂内凸缘中间的空间位置，在靠盘前部中间位置开有长扁口用于引出磁路，电枢线圈缠绕在引出的磁路上，并加以密封。采用DK12系列电磁阀在铁芯尾部加装变刚度锥形弹簧，与CA151汽车制动总泵下体部分改装的控气阀组装成电磁控气阀。电磁控气阀共有四个，前轮的两个分别固定在汽车底盘的车架纵梁前部两侧的两前轮制动分泵近旁，后轮的两个分别固定在后桥前边的汽车底盘横梁与纵梁的连接处，并与相应的后轮贮气筒用气路连通。
电路的连接各个磁电机的电枢线圈负极分别在底盘上搭铁，线圈正极分别由讯号输出线与集成放大块的基极相连接，传输讯号。电瓶负极搭铁，正极与脚踏电开关的电流轮入端相连，同时脚踏电开关的电源输出线与集成放大块的电流输入端连接，由集成放大块的发射极输出动力电流，通过电流输出端导线与各个电磁控气阀的正极相连接，并控制电磁控气阀的动作，电磁控气阀的负极在底盘上搭铁形成闭合回路。气路的连接基本上是利用原有刹车气路。后轮两个电磁控气阀的进气口由气路分别与两个后轮贮气筒相连，出气口分别与两个后轮的制动分泵相连通。主贮气筒由气路与后轮贮气筒相连通，同时引出两条支路与两个前轮电磁控气阀的进气口连通，前轮电磁控气阀的出气口分别与相应的前轮制动分泵相连通。在实际操作过程中，由电路控制气路，全套装置动作协调一致。当行驶中需进行刹车时，踩脚踏刹车板压下脚踏电开关，接通电瓶电源，并输送至集成放大块。随脚踏电开关的导向柱塞位移行程的增大，两导向块接线柱间的电阻成比例减小，当位移增大到连接盘与两导向块电极接触时，导向块电极间的电阻短路，此时通电量最大，制动力也达到最大。松开脚踏刹车板，则脚踏电开关导向柱塞随之松开，在回位弹簧作用下，电阻杆等自动回位，从而切断电流，制动器解除制动。当脚踏电开关踏下，接通电源向集成放大块输入电流时，集成放大块同时向电磁控气阀输出电流，控制电磁控气阀打开气阀门，使贮气筒的气流经电磁控气阀输入到制动分泵，带动制动器刹车。车轮不转，则轮毂内的磁电机的讯号消失，集成放大块的讯号输入端无讯号电流输入，集电极和发射极之间无动力电流通过，也就切断了集成放大块向电磁控气阀的电流输出，电磁控气阀的气阀门自行关闭，同时尾端的常开排气孔自动打开，则制动分泵中的气流排出，制动器解除制动，放松车轮。在汽车惯性力的作用下，车轮恢复旋转，磁电机随之发出讯号，传到集成放大块的讯号输入端，集电极与发射极之间接通，电流又传到电磁控气阀的电流输入端，控制电磁控气阀动作，气阀门开启，贮气筒中的气流又经过电磁控气阀进入制动分泵，使制动器制动车轮。如此反复循环，实现车轮防抱死制动。因为电流中断与接通是瞬间实现转换，车轮随时处于将抱死而未抱死状态，与地面接触处于边滚边滑的摩擦状态。在正常良好的路面上以50公里的时速行驶、贮气筒压力在每平方厘米5～6公斤的气压时刹车，制动距离与原刹车系统相比缩短0.5米，无跑偏、扎头、甩尾现象，转向稳定性较好，减轻了轮胎磨损。整套装置造价约600－700元，较原刹车系统节省了输气铜管、制动总泵，继动阀等部件，延长轮胎使用寿命三分之一以上，每年仅节约轮胎即价值1000余元，更重要的是增强了刹车稳定性及刹车制动时转向稳定性和行车安全性，可减少因制动而引起的交通事故，具有良好的经济效益和社会效益。
权利要求1.一种汽车刹车防抱死装置，与汽车刹车气路连接配套，其特征在于是由集成放大块20、脚踏电开关21、磁电机16、电磁控气阀15组成，集成放大块20安装在驾驶室仪表盘上或仪表盘近旁，脚踏电开关21固定在脚踏刹车板下面取代制动总泵10，磁电机16安装在车轮的轮毂和靠盘上，电磁控气阀15固定在汽车底盘上的制动分泵3近旁，与车轮相对应，集成放大块20与脚踏电开关21、磁电机16、电磁控气阀15之间分别由电路联接，电磁控气阀15同时用气路与贮气筒5、6、8及制动分泵3分别连通。
2.按照权利要求1所述的汽车刹车防抱死装置，其特征在于所说的集成放大块20的工作电路带有电流输入端、电流输出端、讯号输入端和指示灯，电流输入端与脚踏电开关21相连接，电流输出端与电磁控气阀15相连接，讯号输入端与磁电机16相连接。
3.按照权利要求1所述的汽车刹车防抱死装置，其特征在于所说的脚踏电开关21采用变电阻型式，电源输入线与汽车电瓶22的正极相连接，电源输出线与集成放大块20的电流输入端相连接。
4.按照权利要求1所述的汽车刹车防抱死装置，其特征在于所说的磁电机16由安装在车轮轮毂上的组合永久磁铁和固定在车轮靠盘上的磁路及线圈组成，线圈的正极由讯号输出线17与集成放大块20的讯号输入端相连接，线圈负极与汽车底盘搭铁。
5.按照权利要求1所述的汽车刹车防抱死装置，其特征在于所说的电磁控气阀15的电磁铁芯周围套装变刚度锥型弹簧，电路正极由电流输入线19与集成放大块20的电流输出端连接，电路负极与汽车底盘搭铁，阀体的进气口由气路与汽车气源相连通，出气口由气路与制动分泵3相连接。
专利摘要一种汽车电动自控刹车防抱死装置，由集成放大块、脚踏电开关、磁电机、电磁控气阀组成，与原有的刹车气路配套。集成放大块安装在仪表盘近旁，脚踏电开关固定在脚踏刹车板下面，磁电机安装在轮毂和靠盘上，电磁控气阀固定在制动分泵近旁，由电路控制气路实现防抱死刹车。该装置可以改善制动效能，提高制动稳定性和转向稳定性，增加行车安全性，降低行车成本，减少交通事故。
文档编号B60T15/38GK2202077SQ9424109
公开日1995年6月28日 申请日期1994年8月12日 优先权日1994年8月12日
发明者郭广荣 申请人:郭广荣