專利名稱：氣液混合多活塞盤式制動器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車制動系統(tǒng)，具體涉及一種汽車用盤式制動器制動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車制動系統(tǒng)按產(chǎn)生制動力介質(zhì)的不同，分為液壓制動系統(tǒng)和氣壓制動系統(tǒng)。液壓盤式制動器制動系統(tǒng)一般主要由液壓盤式制動器、液壓主泵、貯液罐、制動踏板組成，貯液罐與液壓主泵的活塞腔相連通，液壓主泵的活塞腔由油管與液壓盤式制動器分泵的活塞腔相連通，液壓主泵的活塞桿與制動踏板相連接。由于液壓制動系統(tǒng)中產(chǎn)生制動效能的促動力主要來自于人力和發(fā)動機進氣系統(tǒng)的真空助力，而發(fā)動機進氣系統(tǒng)的真空助力又很有限，為了保證汽車能獲得足夠的制動效能，而又使得所需駕駛員踩制動踏板的踏板力在普通人力所能承受的范圍。因此，液壓制動系統(tǒng)僅用于轎車及輕型以下的各類汽車，而中型及中型以上的各類汽車，幾乎無一例外地均采用氣壓制動系統(tǒng)。
理論和實踐均表明由于氣體的粘度遠低于液體，氣壓系統(tǒng)的氣體壓力通常只有液壓制動系統(tǒng)中液體壓力的約1/20，且在汽車處于非制動狀態(tài)時，制動控制閥至各制動分泵的整個管路系統(tǒng)及各制動分泵中均處于大氣狀態(tài)，因此，1、氣壓制動系統(tǒng)的各制動分泵不僅結(jié)構(gòu)尺寸很大而無法向液壓制動系統(tǒng)那樣將制動分泵置于制動器中(氣壓制動系統(tǒng)的制動分泵均設(shè)置在制動器外)而且，還必須設(shè)計一套傳力及力放大機構(gòu)，以將制動分泵活塞的推力放大后傳給制動蹄的張開機構(gòu)。正因為如此，盡管盤式制動器具有制動效能恒定、熱穩(wěn)定性和涉水恢復(fù)性良好等許多鼓式制動器所無法比擬的優(yōu)點，但盤式制動器卻較難在氣壓制動系統(tǒng)中得到應(yīng)用(因為氣壓盤式制動器的傳力及力放大機構(gòu)比氣壓鼓式制動器的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，制造更困難，成本更高)；2、裝用氣壓制動系統(tǒng)的汽車制動時，制動系統(tǒng)起作用的時間遠比液壓系統(tǒng)長，在相同條件下緊急制動，裝氣壓制動的汽車，其制動距離比裝用液壓制動的汽車長，故氣壓制動系統(tǒng)的汽車其安全性不如液壓制動系統(tǒng)的汽車。

發(fā)明內(nèi)容
為了充分發(fā)揮液壓盤式制動器制動系統(tǒng)的優(yōu)勢，克服氣壓制動系統(tǒng)(包括鼓式制動器和盤式制動器系統(tǒng))上述之諸多不足，本發(fā)明的目的在于提供一種制動壓力大、所需踏板力很小、制動距離短的氣液混合多活塞盤式制動器系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是氣液混合多活塞盤式制動器系統(tǒng)，它包括液壓盤式制動器2、液壓主泵7、貯液罐8，貯液罐8與液壓主泵7的活塞腔相連通，液壓主泵7由油管與液壓盤式制動器2的液壓分泵相連通，其特征在于液壓主泵7的活塞桿與動力氣室9的氣壓活塞桿相連接，動力氣室9的氣腔由第一進氣管10與氣壓制動控制閥13的輸出端口相連通，氣壓制動控制閥13上設(shè)有制動踏板12，氣壓制動控制閥13的輸入端口A、輸入端口B由第二進氣管11及第三進氣管14分別與貯氣筒的兩個相互獨立的氣室或與兩個貯氣筒連通，貯氣筒由進氣管與打氣泵22相連通。
所述的液壓盤式制動器2的液壓分泵個數(shù)為2-6個。
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，打氣泵22將空氣加壓后送入貯氣筒，當需制動時，駕駛員踩下制動踏板12，氣壓制動控制閥13便接通貯氣筒到動力氣室9的氣路，動力氣室9在氣壓的作用下推動氣壓活塞桿帶動液壓活塞桿左移，將貯液罐8中的制動液壓入車輪液壓盤式制動器2的液壓分泵(或稱液壓缸)中，從而實現(xiàn)制動。本發(fā)明采用動力氣室9與液壓主泵7相接合，動力氣室9的氣壓活塞桿提供的推力遠遠大于現(xiàn)有液壓盤式制動器制動系統(tǒng)中由人力和發(fā)動進氣系統(tǒng)所提供的真空助力之和，本發(fā)明產(chǎn)生的制動壓力大、制動距離短；由于動力氣室中活塞直徑遠比制動液壓主泵中活塞的直徑大，從而便實現(xiàn)了氣液轉(zhuǎn)換過程中的壓力放大(利用動力氣室中的氣體壓力推動液壓主泵活塞的方式實現(xiàn)壓力的放大)。采用液壓盤式制動器，具有制動反應(yīng)時間短、制動效能恒定、熱穩(wěn)定性及涉水恢復(fù)性好、制動距離短等特點。此外，由于在制動時，駕駛員對制動踏板12的操縱僅僅只是打開氣壓制動控制閥13，因此與現(xiàn)有的液壓盤式制動器制動系統(tǒng)相比，所需踏板力很小。氣液混合式制動系統(tǒng)不僅具有上述液壓盤時制動系統(tǒng)及氣壓制動系統(tǒng)的全部優(yōu)點，而且由于系統(tǒng)中力的放大是由氣液轉(zhuǎn)換機構(gòu)(動力氣室、液壓助泵)實現(xiàn)的，因此氣液混合多活塞盤時制動系統(tǒng)還具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、結(jié)構(gòu)緊奏、布置方便等特點。
本發(fā)明的多活塞液壓盤式制動器2的液壓分泵個數(shù)為2-6個，具有制動摩擦塊受力均勻的特點；液壓分泵的個數(shù)可根據(jù)汽車總質(zhì)量的不同對制動力的實際需要而設(shè)置不同數(shù)量。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的活塞盤式制動器的零部件結(jié)構(gòu)示意中1-車輪轉(zhuǎn)速傳感器，2-液壓盤式制動器，3-控制器，4-分配閥，5-第一油管，6-第二油管，7-液壓主泵，8-貯液罐，9-動力氣室，10-第一進氣管，11-第二進氣管，12-制動踏板，13-氣壓制動控制閥，14-第三進氣管，15-第二貯氣筒，16-單向閥，17-第四進氣管，18-第一貯氣筒，19-第五進氣管，20-調(diào)壓閥，21-第六進氣管，22-打氣泵，23-回氣管，24-制動摩擦塊支承夾，25-左制動摩擦塊，26-制動鉗體，27-第二液壓分泵，28-第一液壓分泵，29-制動鉗安裝螺栓，30-右制動摩擦塊，31-制動盤，32-第二活塞組件，33-第一活塞組件。
具體實施例方式
如圖1所示，氣液混合多活塞盤式制動器系統(tǒng)，它包括多活塞液壓盤式制動器2、分配閥4、液壓主泵7、貯液罐8、動力氣室9、制動踏板12、氣壓制動控制閥13、第二貯氣筒15、第一貯氣筒18、打氣泵22，打氣泵22的出氣端口由第六進氣管21與第一貯氣筒18相連通，第六進氣管21上設(shè)有調(diào)壓閥20，打氣泵22的回氣路端口由回氣管23與第一貯氣筒18相連通；第一貯氣筒18由第五進氣管19、第四進氣管17分別與第二貯氣筒15相連通，第五進氣管19、第四進氣管17上分別設(shè)有單向閥16，第二貯氣筒15的兩個相互獨立的氣室的輸出端口分別由第二進氣管11和第三進氣管14與氣壓制動控制閥13的輸入端口A、輸入端口B相連通，氣壓制動控制閥13的輸出端口由第一進氣管10與動力氣室9的氣腔相連通，氣壓制動控制閥13上設(shè)有制動踏板12，制動踏板12通過氣壓控制閥控制第一進氣管10與第二進氣管11及第三進氣管14相連通；動力氣室9的氣壓活塞桿與液壓主泵7的液壓活塞桿相連接，貯液罐8與液壓主泵7的活塞腔相連通，液壓主泵7的活塞腔由第二油管6與分配閥4相連通，分配閥4由第一油管5與活液壓式制動器2的液壓分泵活塞腔相連通。制動踏板12、氣壓制動控制閥13、第二貯氣筒15、第一貯氣筒18、打氣泵22組成的供氣裝置可采用現(xiàn)有的氣壓制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還適用于ABS系統(tǒng)(制動防抱死系統(tǒng))，車輪轉(zhuǎn)速傳感器1、控制器3為ABS系統(tǒng)的重要部件。
如圖2所示，所述的活塞盤式制動器2的制動鉗體上的液壓分泵個數(shù)為2個，第一液壓分泵28、第二液壓分泵27設(shè)置在制動鉗體26的右側(cè)，為浮動鉗式結(jié)構(gòu)。如采用固定鉗式結(jié)構(gòu)，制動鉗體26的左右兩側(cè)對稱設(shè)置液壓分泵，左右兩側(cè)各2個，一共4個液壓分泵。對于浮動鉗式結(jié)構(gòu)，制動鉗體26上最多可設(shè)置6個液壓分泵。
多活塞液壓盤式制動器主要由制動摩擦塊支承夾24、左制動摩擦塊25、制動鉗體26、第二液壓分泵27、第一液壓分泵28、制動鉗安裝螺栓29、右制動摩擦塊30、制動盤31、第二活塞組件32、第一活塞組件33組成。
汽車液壓盤式制動器有2個十分重要的指標，即最大制動效能(制動器能夠產(chǎn)生的最大制動力矩)和制動摩擦塊單位面積上的壓力(它反映了活塞盤式制動器的使用壽命)。
一、制動效能若設(shè)左制動摩擦塊25、右制動摩擦塊30作用在制動盤31上摩擦力的合力為F、此摩擦力的等效作用中心至制動盤軸心線的距離為R、制動摩擦塊與制動盤間的摩擦系數(shù)為f、第一液壓分泵28的活塞和第二液壓分泵27的活塞推動制動摩擦塊作用在制動盤上的正壓力為N，則液壓盤式制動器的制動力矩M為M＝2F.R＝2N.f.R(1)當液壓盤式制動器的結(jié)構(gòu)確定后，則f和R不可改變，由式(1)可知，欲提高液壓盤式制動器的制動力矩M，唯一的方法就是增加正壓力N。
若設(shè)單個活塞的有效面積為A，液壓分泵內(nèi)的液體壓力為P、液壓盤式制動器中活塞的數(shù)量為n，則制動摩擦塊作用在制動盤上的正壓力N為N＝nAP(2)，將(2)式代入(1)式得M＝2nAPfR(3)，由3式知，欲提高液壓盤式制動器的制動力矩，有三種方法一是增加活塞的數(shù)量n；二是提高液體的壓力P，對于汽車制動系統(tǒng)而言，壓力P不益太高，否則會帶來密封困難、管路在高壓作用下發(fā)生變形而影響液壓盤式制動器性能等諸多問題；三是增大活塞的面積A，由圖2可以看出，受盤式制動器結(jié)構(gòu)的限制，活塞面積A的增加十分有限。
要求液壓盤式制動器產(chǎn)生最大制動力矩的大小隨汽車總質(zhì)量的不同而不同，由此可見，改變汽車液壓盤式制動器最大制動力矩最有效的方法是改變設(shè)置在制動鉗體中液壓分泵的活塞數(shù)量n的多少。對于轎車及輕型以下的各類汽車常取n＝1～2；對于中型汽車，取n＝2～4；對于重型汽車，n一般為3～6。圖2示出的是n＝2時的情況。
二、制動摩擦塊單位面積上的壓力Pd制動摩擦塊單位面積上壓力的大小直接影響到液壓盤式制動器的壽命。壓力Pd越大，制動摩擦塊越易磨損，即壽命越短；壓力Pd越小，則摩擦塊的壽命越長。在確保液壓盤式制動器有足夠制動效能的前提下，而又減小摩擦塊單位面積上壓力Pd唯一的方法是增大制動摩擦塊的摩擦面積。從圖2中不難看出，因受液壓盤式制動器結(jié)構(gòu)的限制，制動摩擦塊的寬度無法增加，欲望增大摩擦塊的摩擦面積，就必須增加制動摩擦塊長度方向的尺寸。
制動摩擦塊長度加大后，若仍用單個活塞對其施力，則必然導(dǎo)致在制動時，制動摩擦塊的受力不均勻，這顯然時液壓盤式制動器所不允許的。由此可見，從保證液壓盤式制動器制動摩擦塊單位面積上壓力分布合理的角度來看，汽車總質(zhì)量大的汽車，其中液壓盤式制動器中活塞的數(shù)量亦應(yīng)增加。因為制動效能要求高的汽車，其液壓盤式制動器制動摩擦塊的摩擦面積應(yīng)相應(yīng)增大。
權(quán)利要求
1.氣液混合多活塞盤式制動器系統(tǒng)，它包括多活塞液壓盤式制動器(2)、液壓主泵(7)、貯液罐(8)，貯液罐(8)與液壓主泵(7)的活塞腔相連通，液壓主泵(7)的活塞腔由油管與多活塞液壓盤式制動器(2)的液壓分泵的活塞腔相連通，其特征在于液壓主泵(7)的活塞桿與動力氣室(9)的氣壓活塞桿相連接，動力氣室(9)的氣腔由第一進氣管(10)與氣壓制動控制閥(13)的輸出端口相連通，氣壓制動控制閥(13)上設(shè)有制動踏板(12)，氣壓制動控制閥(13)的輸入端口(A)、輸入端口(B)由第二進氣管(11)及第三進氣管(14)分別與貯氣筒的兩個相互獨立的氣室或與兩個貯氣筒連通，貯氣筒由進氣管與打氣泵(22)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液混合多活塞盤式制動器系統(tǒng)，其特征在于所述的液壓盤式制動器(2)的液壓分泵個數(shù)為2-6個。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車制動系統(tǒng)。氣液混合多活塞盤式制動器系統(tǒng)，它包括液壓盤式制動器(2)、液壓主泵(7)、貯液罐(8)，液壓主泵(7)的活塞腔由油管與液壓盤式制動器(2)的液壓分泵的活塞腔相連通，其特征在于液壓主泵(7)的活塞桿與動力氣室(9)的氣壓活塞桿相連接，動力氣室(9)的氣腔由第一進氣管(10)與氣壓制動控制閥(13)的輸出端口相連通，氣壓制動控制閥(13)上設(shè)有制動踏板(12)，氣壓制動控制閥(13)的輸入端口(A)、輸入端口(B)由第二進氣管(11)及第三進氣管(14)分別與貯氣筒的兩個相互獨立的氣室或與兩個貯氣筒連通。本發(fā)明具有制動壓力大、所需踏板力很小、制動距離短、制動摩擦塊受力均勻的特點。
文檔編號B60T11/10GK1730325SQ20051001927
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者華林, 何耀華 申請人:武漢理工大學(xué)