專利名稱：汽車強附著地面式超級阻力源制動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為汽車強附著地面式超級阻力源制動系統(tǒng)(以下簡稱強附著式超級制動系統(tǒng))， 屬于汽車制動安全領域。(二) 背景技術：
汽車科技發(fā)展到今天，汽車的各大系統(tǒng)也日臻完善，尤其是在安全系統(tǒng)方面，已有主動 安全系統(tǒng)、被動安全系統(tǒng)以及對行人保護，其安全裝置日臻完善，如ABS、 ABL+EBD、 DZM+YZ、 EDL、 ELP及LRL安全氣囊等；然而，汽車的高速行駛所儲存的強大動能是安全 的最大隱患，當遇到緊急情況時在乘員能承受載荷的最短距離內(nèi)減低車速停車，即使汽車 遇到緊急情況時盡可能減短制動距離，是減少和避免汽車安全事故發(fā)生的絕佳方案，如果汽 車在100km/h速度時制動距離在10米之內(nèi)，將可以避免絕大多數(shù)事故發(fā)生，目前把汽車制動 系統(tǒng)中ABS、 ABL+EBD、 DZM+YZ、 EDL等制動綜合系統(tǒng)全部都用上，才可使100 (公里/ 小時)速度的制動距離達到40米左右(標致307試驗數(shù)據(jù))，是所已知現(xiàn)有普通轎車制動的 最短距離，這是因為目前所有汽車制動阻力全部都來自于輪胎與地面的摩擦阻力，現(xiàn)在的各 種系統(tǒng)也就是改善和充分利用這個摩擦阻力罷了，由于受摩擦阻力的限制，這使汽車最短制 動距離已幾乎達到了極限，為了突破制動阻力有限的瓶頸只有另尋它法。(三)
發(fā)明內(nèi)容
一)、前言發(fā)展科技以人為本，對于高速運動的汽車來說，其安全性就尤為重要，汽車的制動性能 也就是重中之重。本人所學的是汽車專業(yè)，多年來一直在鉆研汽車安全和制動方面的技術， 經(jīng)過多年的探索和研究發(fā)明了此強附著式超級制動系統(tǒng)，可使高速運動的汽車制動距離大大 縮短，該系統(tǒng)的誕生使汽車的制動性能及安全性同以前相比，有質的飛躍，是革命性的進歩。工作原理由于汽車高速行駛時都是在很好路面上，即路面清潔平整，正符合該系統(tǒng)工 作條件。該發(fā)明是在汽車的底部安裝一套可以瞬間能與地面粘連的粘性履帶(或粘性輪裝 置)和吸附地面的吸附裝置及檢測、控制附加裝置，如工作狀態(tài)時的總體示意圖(見附圖
1),未工作收起狀態(tài)總體示意圖(見附圖2)，其主要裝置是粘性履帶原理圖(見附圖3) 或粘性滾輪原理圖(見附圖4)及負壓吸附裝置原理圖(見附圖5),力學分析計算示意圖(見 附圖6) ; A、粘附裝置即在履帶或滾輪上預附強力濕膠或即噴瞬干強力粘膠；由于普通強 力快干膠或強力不千膠的粘力都在lMPa(即10kg/cm2)以上6MPa以下，而這個粘結強度又 不至于損壞路面，每米2的有效面積，其粘力可達到K)0000kg即100噸；B、安裝負壓吸附 裝置，真空負壓狀態(tài)每米2的有效面積，其負壓吸附力可達到10000kg即IO噸。瞬時粘連、 吸附所產(chǎn)生的強附著力，可超過現(xiàn)有制動摩力的IOO倍以上，這樣將有足夠強大的制動阻力 儲備，只需調整制動機構的壓力或夾緊力的大小即可控制制動距離的長短，其可達到人體所 能承受的最大倍數(shù)G的最短距離，能使100公里/小時速度的汽車制動距離縮短到10米以內(nèi) (最短在5米以內(nèi))，因此，該強附著式超級制動系統(tǒng)將本質性地改變汽車高速行駛的安全狀況。二) 、目的、要求在高速情況下緊急制動時1、有足夠的外加制動阻力儲備；2、地面潮濕、有灰塵、雜 物的路況下該系統(tǒng)不失效；3、制動時仍可控制方向；4、遇到緊急情況時可根據(jù)離障礙物的 距離和自身的車速使制動距離在相應范圍自動調整，制動平穩(wěn)，最大限度地不碰上障礙物；5、 對路面不造成損傷，不造環(huán)境成污染；6、可反復多次使用，性價比高。三) 、目前轎車最新相關數(shù)據(jù)及理論計算1、 目前轎車最新相關數(shù)據(jù)(以中檔轎車為例):最短制動距離L二37m;離地間隙h=125 195mm;最小轉彎半徑R二4.5 6dzm;車重m=1450 1800kg;標致307在100 (公里/小 時)試驗各種輪胎制動距離數(shù)據(jù)固特異輪胎/40.8米、鄧祿普輪胎/42.4米、佳通輪胎/42.2 米；設定汽車制動時的時速為V-100公里/小時，即V-27.78米/秒。2、 可行性分析計算粘性履帶或粘性滾輪表面采用粘鼠膠類強力不干膠或強力快干膠的粘結強度大于lMPa， 考慮實際使用情況，設定為0.6MPa粘附力即按6kg/cm2，真空時負壓強為O.lMPa，吸附力 即為lkg/cm2。各符號注釋S 粘性履帶或粘性滾輪觸地面積，F(xiàn)鵬一理論粘連力，F(xiàn)姚一實際粘連 力，F(xiàn),-摩擦阻力，F(xiàn)總一制動阻力，a—減加速度，m—汽車質量，L總一總制動距離，V— 制動時速度，S(B—吸地面積，F(xiàn)吸一實際吸力，kgf—千克力。0112—平方厘米，MPa—兆帕設定制動時速度V=100公里/小時=27.78米/秒0制動時平均速度AV二 13.89米/秒， 車重m=1600千克，摩擦系數(shù)=1，重力加速度g-9.8m/s",瞬間粘結強度q=6 kg/cm2(0.6MPa)， 實際半真空負壓吸附力按DY=0.3kg/cm2。(1) 、粘附力(主要制動阻力源)、制動距離計算a) 、粘附力及制動時間假設粘連面積S面二125 (cm) X90 (cm) =11250 (cm2), 那么強附著力F理粘-S面Xq-6 (kgPcm2) X11250 (cm2) =67500 (kgf) 眾假設有效系數(shù)為0.2即有效率為20%時，即實際粘結力FK=67500X0.2 = 13500 (kgf)時，F(xiàn) *= 1600X 1 = 1600 (kgf) ^F總-F 粘+ F摩=13500+ 1600 = 15100 (kgf) X 9.8 =147980 (牛頓)々減加速度a = F總 /m=147980/l600=92.5 (米/秒2)。制動時間t=27.78/92.5 = 0.3 (秒)。b) 、總制動距離制動距離L二0.3 (秒)X 13.89 (米/秒)=4.17 (米)。粘性履帶或粘 輪與地粘接瞬間行程L， =1.35米，經(jīng)計算粘性履帶或粘輪觸地瞬間拖距L" =1.3 (米)O 總制動距離L總二L+L， +L" =4.17+1.35+1.3 = 6.82 (米)。c) 、粘性履帶或粘輪所受應力15100 (kg) / (3cm寬X 30根X0.3cm厚)=560kg/cm2 (56MPa)所需要的材料抗拉強度要求不太高，可以用化學纖維、尼龍類材料制作即可。(2) 、吸附力計算如果吸附面積S面二140長(cm) X70寬(cm) =9800 (cm2)， 那么吸附力F吸二S面XDY-9800 (cm2) X0.3(kgf/cm2) =2940 (kgf) 々F吸二2940 (kgf) X9.8 =28812 (牛頓)。(3) 、工作狀態(tài)時前后車軸受力計算力矩計算重心高H-0.56m，重心距離前輪L!二l,2m， F制動二15100 (kgf),吸附力距離前輪L2二3.1m， FM=2940 (kgf)產(chǎn)生阻力約為F吸阻=1000 (kgf)。力矩P二3.1X2940+1.2X1600 —0.56X (15100+1000) -9114+1920-9016 = 2018 (kgf)=19776.4 (牛頓/米)，說明后輪在制動時加大了附著力。 后輪增加負荷=2018/2.6 = 776kgf=0.776 (噸)， 。后輪總受力=0.776+1.6 (車重)/2 = 1.576 (噸)。 前輪增負荷=1000*0.56/3.1+15100*0.56/1.8=180.65+4697.8=4878.43=4880kgf=4.88 (噸)， 々前輪總受力=4.88+1.6 (車重)/2 = 5.68 (噸)。(四)、附圖及說明一) 、附圖l是汽車強附著式超級制動系統(tǒng)工作狀態(tài)的總體示意圖。其中，序號1、是由汽車動力抽真空+高壓氣囊密封幕簾(包括可單面蜷曲的支撐加強 筋和滾輪)也可采用骨架+軟纖維類材料+滾輪瞬間伸縮密封幕簾組成的真空負壓吸附裝置， 其原理是制動瞬間發(fā)動機動力空閑，利用此時的發(fā)動機強大動力轉化為抽真空動力，同時利 用預設的真空罐， 一并對類似吸盤的真空密封負壓腔快速抽氣形成真空狀態(tài)，以達到吸附的 目的，使汽車制動時尾部對地面有強大的強附著力，可以產(chǎn)生正向下的吸附力，以阻止制動 時由于制動慣性造成的汽車后輪減荷或離地，同時產(chǎn)生與地面一定摩擦阻力(安裝滾輪目的 是減小密封幕簾與路面摩擦力以提高負壓腔密封質量)；序號2、是粘性滾輪裝置工作狀態(tài)， 由多個帶預附強力膠的滾輪組成，與地面滾動粘連，以提供強大制動阻力源；序號3、是粘 性履帶裝置工作狀態(tài)，由多條帶預附強力膠的履帶組成，履帶面與地面瞬時靜止粘連，以提 供強大制動阻力源；序號4、是路面清潔裝置包括一組高壓吹氣嘴吹去路面浮塵，刮板 刮掉吹不開的石子類雜物，附弱粘膠的清潔履帶再次除塵， 一組強力膠噴嘴向地面噴涂 強力膠增加粘性滾輪和粘性履帶與地面粘結力；序號5、是控制裝置可人工控制或自動控制， 自動控制時，感應裝置距離和速度轉換成控制命令，當采用普通制動，距離不夠時，超強緊 急制動會制動擊發(fā)，使汽車在碰到障礙物前停住，可根據(jù)實際情況單獨擊發(fā)吸附或粘附裝置 (如雨天路面潮濕就只能使用吸附裝置)；序號7、是一組高壓噴膠噴氣裝置向各輪胎及輪 胎前地面吹高壓氣除塵和噴涂強力粘膠，增加汽車制動力；序號8、是感應裝置是感測制動 瞬時的速度和前進方向離障礙物的距離；也可以安裝簡易強附著系統(tǒng)，采用純粹人工操縱， 只需安裝吸附裝置和粘性履帶裝置，這樣簡單且成本低，適合中低檔汽車，同樣可提供強大 制動阻力，達到良好效果。二) 、附圖2是汽車強附著式超級制動系統(tǒng)未工作狀態(tài)的總體示意圖，附圖的序號與說 明同附圖l。三) 、附圖3是粘性履帶裝置示意圖序號10 15是汽車底盤粘性履帶裝置支撐組件，作用是支撐粘性履帶裝置，有足夠的 強度，并能收放自如，當需要激發(fā)工作時在預儲力的作用下讓粘性履帶裝置迅速著地并粘附 地面；序號16 20是粘性履帶組件、清潔及制動夾緊裝置，履帶表面上附有粘膠或類似壁虎 腳掌上的絨毛的納米絨毛纖維，作用是使粘性履帶與地面瞬間靜止粘連，可產(chǎn)生強大附著力。四) 、附圖4是粘性滾輪裝置示意圖序號21~25是汽車底盤粘性滾輪裝置支撐組件，作用是支撐粘性滾輪裝置，有足夠的 強度，并能收放自如，當需要激發(fā)工作時在預儲力的作用下讓粘性滾輪裝置迅速著地并粘附地面；序號26 30是粘性滾輪組件、清潔及制動夾緊裝置，滾輪表面上附有粘膠或類似壁虎腳掌上的絨毛的納米絨毛纖維，作用是使粘滾輪與地面瞬間靜止粘連，可產(chǎn)生強大附著力。五) 、附圖5是真空負壓吸附裝置示意圖序號31是汽車底盤連接處；序號32是氣囊內(nèi)的壓縮空氣，撐開氣囊并有足夠的強度、 硬度，對中間真空負壓腔形成密封腔；序號33是氣囊密封幕簾支撐板，用于加強氣囊支撐強 度，加強密封；序號34是通往預設真空罐及通道組件；序號35是由氣囊密封幕簾形成的空 腔，瞬間抽氣后產(chǎn)生負壓吸附力；序號36是通往抽真空機的通道；序號37是氣囊密封幕簾 的裙部膠滾輪，作用是減小幕簾裙部與地面間的摩擦力，使其密封幕簾能在高速運動中起到 密封作用，增加幕簾在高速運動中的密封性；序號39是高壓組合氣囊，當工作時由氣囊內(nèi)的 壓縮空氣的作用下使氣囊迅速膨脹形成一圈由氣囊構成的密封幕簾。六) 、附圖6是強附著式超級制動系統(tǒng)作用時力及力矩示意圖從圖前輪至后輪說明1.2m為汽車重心位置距前輪距離；1500為汽車自重1500kg; 1.8m 為粘附力位置距前輪距離；15100為粘附力15100kg; 2.6m汽車輪距；0.5m為吸附力位置距 后輪距離；2940為吸附力2940kg; 1000為吸附時產(chǎn)生的摩擦力約為1000kg。(五)、整個系統(tǒng)
具體實施例方式1、 信息獲取安裝一個可手動或根據(jù)車速自動激活強附著式超級制動系統(tǒng)的裝置，使強 附著式超級制動系統(tǒng)處于待命狀態(tài)。(1) 、在良好路面時速超過60公里需要緊急制動時，系統(tǒng)自動擊發(fā)或任何狀態(tài)手動擊發(fā)， 可進行有效進行緊急制動；(2) 、自動控制狀態(tài)可采用現(xiàn)已有成熟技術雷達(GLP)、激光(DWZ)、聲波(DY)感應， 測出車與障礙物之間的距離，再根據(jù)自身當時的車速，以調整制動力的大小控制制動距離的 長短，以至于不碰到障礙物。2、 信息轉化將獲得的距離數(shù)據(jù)與此時的車速進行分析、對比計算(已有成熟技術)， 以調整制動所需的制動力。對當時環(huán)境信息可采用激光雷達方式測試離障礙物的距離，結合 當時的瞬時速度，利用比較簡單的芯片，將信息進行比較分析，轉化成命令，以決定是否實 施緊急超級制動，當人控不及時時，強附著式超級制動系統(tǒng)將會自動擊發(fā)實施緊急制動。3、 強附著裝置工作過程(1) 、當采用純粹人工操控時，只需安裝瞬時強附著裝置(負壓吸附裝置或粘附裝置)， 遇有緊急情況時，駕駛員手動操作此強附著系統(tǒng)，這結構簡單，成本低廉，也同樣達到很好 的效果。(2) 、制動控制時a) 、在高速狀態(tài)即如60公里/小時(可調)以上，系統(tǒng)自動激活待命(可手控)；b) 、遇有緊急狀況，當采用普通制動而制動距離不夠要碰到障礙物時，強附著式超級制動系統(tǒng)被立即擊發(fā)進行緊急制動，各觸地裝置均有彈簧預緊力及電機動力作用下，此時路面清理裝置及負壓吸附裝置最先觸地，約0.05秒路面清理后，粘性履帶或粘輪觸地，約0.05秒 后粘性履帶或粘輪已全面積強附著地面，制動夾緊觸發(fā)實施緊急制動，負壓吸附裝置和粘附 裝置可單獨分開使用；C)、制動過程完成后在動力的作用下路面清理裝置、吸附裝置及粘附裝置自動清理收起， 備再次使用。
權利要求
1、一種汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，由安裝在汽車底盤上的粘附、吸附裝置以及附屬清潔裝置與汽車上安裝的附屬探測和控制裝置連接構成。
2、 根據(jù)權利要求1所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的附屬探測裝置由雷 達、激光、攝像裝置構成。
3、 根據(jù)權利要求1所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的附屬控制裝置由機 械、電子裝置構成。
4、 根據(jù)權利要求1所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的粘附裝置由一組或 多組履帶、滾輪組構成。
5、 根據(jù)權利要求1所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的粘附裝置可以是直 接在汽車輪胎及相應部位地面噴瞬時快干膠裝置。
6、 根據(jù)權利要求4所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的履帶、滾輪其表面 附有的粘性物質為瞬時快干膠、預附不干膠(濕膠)或是類似于壁虎腳掌上絨毛的納米絨毛 纖維材料。
7、 根據(jù)權利要求1所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的附屬清潔裝置由高 壓吹氣、粘膠輪、粘膠履帶、刮板裝置組成。
8、 根據(jù)權利要求1所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的吸附裝置的主體由 可伸縮的密封幕簾與地面和汽車底盤共同形成一個或多個中間真空密封腔。
9、 根據(jù)權利要求8所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的可伸縮密封幕簾是 由瞬間充氣氣囊、帶可伸縮彈性骨架的軟纖維類材料或其它密封幕簾構成。
10、 根據(jù)權利要求8所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的可伸縮密封幕簾 的裙部設置有可使所述的密封幕簾相對于地面移動的滾輪。
11、 根據(jù)權利要求8所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的吸附裝置的真空 負壓密封腔與預置真空罐或真空抽氣泵相連。
12、 根據(jù)權利要求9所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的吸附裝置的瞬間 充氣氣囊與高壓儲氣罐或打氣泵相連。
13、 根據(jù)權利要求1所述的汽車緊急制動的阻力源系統(tǒng)，其特征是，所述的粘附、吸附裝置 或附屬裝置所需要的動力來源于汽車本身的發(fā)動機或加裝電機。
全文摘要
原理由于汽車制動時受輪胎與地面摩擦力的限制，使目前汽車最短制動距離已幾乎達到了極限。該發(fā)明是在汽車的底部安裝一套可以瞬間能與地面粘附裝置和吸附裝置以及檢測距離、速度和控制等附屬裝置。該強附著系統(tǒng)與地面粘附和吸附可產(chǎn)生數(shù)十倍于輪胎于地面的摩擦力的制動阻力源，以形成巨大制動阻力儲備。因此，該制動系統(tǒng)將成倍縮短制動距離，能本質性地改變汽車行駛狀態(tài)的安全狀況。實施過程制造該系統(tǒng)可采用現(xiàn)有原材料、技術及工藝制造完成。粘附裝置和吸附裝置可以獨立作用，進行緊急制動；可以任意控制制動距離的長短，不碰到障礙物；也可設計制造成只用人工操控的簡易附著系統(tǒng)，這樣結構簡單成本低，同樣可達到很好的效果。
文檔編號B60T1/00GK101301886SQ200710141269
公開日2008年11月12日 申請日期2007年8月5日 優(yōu)先權日2007年5月11日
發(fā)明者董澤明 申請人:董澤明