专利名称：降制动噪声的方法及实施该方法的气压降制动噪声装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及噪声治理领域，特别是一种降制动噪声的方法及实施该方法的气动式降制动噪声装置。
背景技术：
目前，制动器或制动装置中采用的大都是摩擦制动，如机动车辆的制动器大都采用鼓式或盘式制动器，在制动过程中，摩擦片与制动鼓或制动盘在制动推杆的推力作用下摩擦接触。经过发明人深入研究发现，当制动力足够大时，会引起制动系统中摩擦部件由于动摩擦和静摩擦而产生的振动，因而发出尖叫声，即产生制动噪声。
发明内容
本发明针对现有技术中没有解决制动噪声的技术缺陷，提供一种能够有效降低甚至消除制动噪声，从而有利于环境保护的降制动噪声的方法。
本发明还提供一种实施上述方法的气动式降制动噪声装置。
本发明的技术方案如下降制动噪声的方法，包括通过制动推杆传递制动力的制动控制系统，所述制动推杆的活塞前后两侧均设置有施力装置，其特征在于位于活塞前侧的施力装置和/或位于活塞后侧的施力装置在制动过程中施加力量的大小以主动的波动方式变化，该主动的波动方式使得所述制动推杆传递的制动力合力大小以相应的被动的波动方式变化。
所述主动的波动方式是指具有一定的波形和一定的频率，所述相应的被动的波动方式具有相应的波形和相应的频率。
所述一定的频率与所述相应的频率相同。
所述一定的波形为主动脉冲波，该主动脉冲波以反向方式叠加于原有恒定的制动力，以形成所述制动推杆传递的制动力合力。
所述相应的波形为被动脉冲波，该被动脉冲波以施加的有效的原有恒定的制动力为基础，以间隔释放或部分抵消该制动力的方式形成所述脉冲波的波谷。
所述相应的频率为20Hz以下。
所述相应的频率为0Hz-7Hz或9Hz-20Hz。
所述脉冲波的波谷为原有恒定制动力的25％-75％。
所述脉冲波的波谷为原有恒定制动力的40％-60％。
气动式降制动噪声装置，包括制动气室，该制动气室具有通过连接有制动推杆的活塞分割而成的压缩腔和弹簧腔，所述压缩腔和弹簧腔均有通气口，所述弹簧腔内设置有弹簧，其特征在于所述压缩腔通气口连接有气体充放频率控制装置。
所述气体充放频率控制装置包括多位多通电磁阀及其电控系统，所述多位多通电磁阀分别通过气压管路连接所述双级阀的控制气口。
在多通电磁阀的出气后装有背压阀，以调整出双级阀压力中间的一级压力来。
所述多位多通电磁阀为常通式二位三通电磁阀。
所述常通式二位三通电磁阀控制双级阀，双级阀控制继动阀，而继动阀给气室的压缩腔供气。
本发明的技术效果如下由于本发明降制动噪声的方法，通过主动控制制动系统中相关制动部件的振动频率，即在原有恒定的制动力的基础上，在制动过程中使得制动推杆传递的制动力合力大小呈现波动变化，这就能够有效干扰制动系统中摩擦部件由于动摩擦和静摩擦产生的振动现象，因而大大降低了制动噪声。与现有技术相比，本技术方案通过利用制动推杆的活塞前后两侧均设置的施力装置，将位于活塞前侧的施力装置和/或位于活塞后侧的施力装置在制动过程中施加力量的大小以主动的波动方式变化，该主动的波动方式使得所述制动推杆传递的制动力合力大小以相应的被动的波动方式变化，从而可以使得制动推杆随力量的波动变化实现反复点刹制动的功能。在实验和运用于车辆进行制动噪声治理的实施例中，获得了成功，充分证明了这是一种能够有效降低甚至消除制动噪声，从而有利于环境保护的降制动噪声的方法。
由于主动的波动方式是指具有一定的波形和一定的频率，相应的被动的波动方式具有相应的波形和相应的频率，使得制动推杆传递的制动力合力的波动变化与施力装置施加力量的大小变化在功能作用上、进而在结构上具有直接的联系和确定的联系。
由于所述一定的频率处于次声波的范围；所述一定的波形为主动脉冲波，该主动脉冲波以反向方式叠加于原有恒定的制动力，以形成所述制动推杆传递的制动力合力，从而使得制动力合力的被动脉冲波以施加的有效的原有恒定的制动力为基础，以间隔释放或部分抵消该制动力的方式形成所述脉冲波的波谷，这就做到了与现有技术的兼容，不仅维持了现有的有效制动，而且能够有效地治理制动噪声。
由于所述相应的频率为20Hz以下，优选所述相应的频率为0Hz-7Hz和9Hz-20Hz；所述脉冲波的波谷为原有恒定制动力的25％-75％；优选所述脉冲波的波谷为原有恒定制动力的40％-60％；这些数据都是在本发明的技术构思下，从实验或试验中摸索总结得出的，有利于本发明的实施。
由于本发明气动式降制动噪声装置，在压缩腔通气口连接有气体充放频率控制装置，这就可以根据刹车时间的长短，控制气室以一定的频率充放气若干次，直至制动结束，充放气动作停止。
气压式降制动噪声装置，从功能上说，就是通过系统主动对制动鼓和摩擦片之间振动进行控制，从而降低甚至消除制动噪声。通过充放气频率的控制，能够使制动气室压缩腔在短时间内反复充气放气，从而可以有效地改变制动力的瞬间值，使制动力以一定的频率变化，因而避免了引起尖叫的振动现象，从而有效地消除了制动噪声。因此本发明能够大大减小甚至完全消除制动时所产生的噪声。
由于所述气体充放频率控制装置包括多位多通电磁阀及其电控系统，所述常通式二位三通电磁阀与所述压缩腔通气口之间设置有继动阀和控制该继动阀压力输出的双级气控阀；这有利于本发明技术方案的实施，为实现本发明的技术构思和技术功效提供了充分便利。
由于降制动噪声装置具体反映在结构上，还可以有如下实现形式液压式、电磁式以及其他形式，其他形式可以是上述气压、电磁、液压形式的任意组合形式。因此，本发明液压式降制动噪声装置和电磁式降制动噪声装置，都是基于同样的技术原理，从而实现同样的技术效果。
图1为现有技术中鼓式制动器的结构原理示意图；图2为带弹簧的制动气室结构原理示意图；图3为图2所示的制动气室在制动过程中气室弹簧衰减振动图；图4为本发明气动式降制动噪声装置中电控状态下的弹簧振动图；图5为本发明气动式降制动噪声装置结构原理示意图；附图标记列示如下1-制动臂；2-凸轮轴；3.制动气室；4-回位弹簧；5-制动蹄片；6-制动鼓；201-前叉；202-制动推杆；203-密封圈；204-活塞；205-弹簧；206-解除制动螺杆；207-压缩腔；208-弹簧腔；501-储气罐；502-制动总泵；503-制动气室；504-空气开关；505-双级气控阀；506-常通式二位三通电磁阀；507-继动阀；508-电控盒；509-汽车供电电瓶；531-制动气室进气口；532-制动气室压缩腔气口；551-双级气控阀出气口；552-双级气控阀进气口；553-双级气控阀控制气输入口；561-电磁阀进气口；562-电磁阀出气口；563-背压阀；571-继动阀进气口；572-继动阀控制压力输入口；573-继动阀出气口即第一压力输出口；574-继动阀出气口。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
关于现有技术中鼓式制动器的制动原理和制动噪声的产生如图1所示，制动气室3中的制动推杆通过作用于鼓式制动器中的制动臂1推转凸轮轴2，使得左右制动蹄排除回位弹簧4的拉力向两边张开，摩擦片即制动蹄片5与制动鼓6接触，实现有效制动，同时会引起制动系统中摩擦部件由于动摩擦和静摩擦产生的振动，因而发出尖叫声，即产生制动噪声。
关于带弹簧的制动气室结构原理和降制动噪声实验如图2所示，制动气室即气室，是汽车制动的执行部分。气室分为压缩腔和弹簧腔或者说是前腔207和后腔208，主要零部件有前叉201、制动推杆202、密封圈203、活塞204、弹簧205和解除制动螺杆206。当气室压缩腔207没有气压，弹簧205伸长，迫使制动推杆202伸出，使汽车制动；行车时，压缩腔207充入气体，迫使弹簧205压缩，制动推杆202收缩，制动解除，汽车正常行驶；行车制动过程中，双级气控阀控制气室压缩腔207释放部分气体，同时使弹簧腔208进气，制动推杆202伸出，汽车制动减速或停止；制动结束后，弹簧腔208中的气体全部释放，压缩腔207充气0.40-0.60MPa，制动推杆202收缩回位，制动解除。
图3示出了图2所示的制动气室在制动过程中气室弹簧衰减振动的状况横坐标为制动时间秒，纵坐标为制动力牛。试验发现汽车制动2秒内，没有制动噪声，2秒后出现噪声。经研究和通过试验得出气室内弹簧的振动逐步衰减，在原有恒定的制动力作用下，制动噪声再次产生。
图4示出了本发明气动式降制动噪声装置中电控状态下的弹簧振动的状况本实验采用停易制动装置，在停易制动装置上增加电控盒和电磁阀。由于电路的控制，在弹簧衰减即将结束时，用电路控制弹簧产生振动，使制动噪声明显降低，达到了治理制动噪声的要求。从图中可以看出，横坐标为制动时间秒，纵坐标为制动力牛；在制动过程的中后期原本恒定的有效制动力变成了在2800牛至6000牛之间，以脉冲的方式周期变化，频率在20Hz以下。实际的制动情况是出现了反复点刹的效果。
对图3和图4进行分析可知，未安装电控盒和电磁阀的弹簧制动气室，在刹车开始的1.5-2秒内，制动系统产生快速点刹制动，没有制动噪声；但是，随着振动的衰减，制动力逐步趋于恒定，在剩余制动时间内即1.5-2秒以后，会再次出现制动尖叫声。由于采取了加装电磁阀及控制盒的办法，使气室压缩腔充放压缩气体，迫使弹簧在振动衰减即将结束时使制动系统再次产生振动，从而消除了制动噪声的再次产生。
图5示出了本发明气动式降制动噪声装置结构原理该降制动噪声装置，主要由制动气室503、五阀组件505和电控盒508等组成；采用了五阀组件的紧凑构造，该五阀组件是指双级气控阀505、常通式二位三通电磁阀506和继动阀507组合背压阀和开关阀而成的构件。下面分别对五阀组件和电控装置中的电控盒508等部件进行说明1.双级气控阀，是降制动噪声装置中的一个重要组成元件，其作用是正常行驶时双级气控阀保持储能弹簧制动气室(简称气室)始终处于0.40-0.60MPa的恒定压力，该压力使气室推杆完全回收，解除车辆制动并保持非制动状态；刹车时，双级气控阀使气室的压缩腔释放部分气体，使得推杆伸出起到刹车作用；结束制动后，双级气控阀使气室的弹簧腔内的气体全部释放，同时气室的压缩腔充气，压缩腔重新达到0.40-0.60MPa的恒定压力，气室推杆收缩回位，制动解除。2.电磁阀，用于控制双级气控阀的下腔压缩气体充放，通过双级阀来控制气室制动和解除制动。刹车时，当电磁阀给双级气控阀充气，气室的压缩腔放气，推杆伸出起到刹车作用；当电磁阀给双级气控阀放气，气室的压缩腔充气，气室推杆收缩回位起到解除制动作用。在刹车过程中，根据刹车时间的长短，电磁阀通过双级气控阀和继动阀，控制气室以一定的频率充放气若干次，然后充放气动作停止。3.继动阀，是电磁阀和双级气控阀控制压力的执行阀，其作用是将双级气控阀输出的控制压力放大后充入气室的压缩腔，当刹车时，通过继动阀使气室压缩腔快速充放气。4.背压阀就是控制开关阀接通到双级阀的控制气压。减少充气放气量和振动的幅度，提高整车的制动稳定性。5.开关阀就是在刹车时，接通到电控盒中的电源。6.电控盒，控制电磁阀工作的控制电，电源来自于开关阀。正常行驶时和停止时，电控盒没电不工作。只有在刹车时，由于电控盒加电开始工作，电控盒控制电磁阀延时一定的时间，然后控制电磁阀以一定的频率振动，这一定的频率为2-4Hz，从而带动双级气控阀、继动阀和气室工作，起到快速点刹的作用。7.制动气室即气室，是汽车制动的执行部分，前面已经叙述。8.管件，用于连接阀体与气室，采用软管、尼龙管、铁管、铜管及各种管接头等标准元件。9.储气罐，用于储存高压气体以备制动时使用的压力容器。为保证气量，可在原前桥制动用刹车气储气罐旁适当位置串联一个20-40升的储气罐，这样可解决刹车气压不足的问题。
如图5所示，制动总泵502与常通式二位三通电磁阀506的进气口561相连，常通式二位三通电磁阀506的出气口562与双级气控阀505的控制气输入口553相连，双级气控阀505的进气口552和继动阀507的进气口571与储气罐501相连，继动阀507的出气口573与制动气室503的压缩腔气口532相连，继动阀507的出气口574与另一制动气室的压缩腔气口532相连，电控盒508与开关阀504相连，而常通式二位三通电磁阀506通过电控盒508进行控制。制动时，踩下制动总泵502，开关阀504在高压气体作用下把电控盒508的电源接通，同时高压气体从储气罐501通过制动气室503进气口531进入制动气室弹簧腔，随即制动气室503的压缩腔气口532通过继动阀507排气，在设定的延长时间t秒后，电控盒508控制常通式二位三通电磁阀506关闭t1秒，即相当于对制动气室503的压缩腔进行排气t1秒，排气后由于二位三通电磁阀506是常通的，又进气t2秒，因此常通式电磁阀506在电控盒508的控制下以一定的频率反复充放气直到制动总泵502放开，制动结束。常通式二位三通电磁阀506，可保证在电路系统发生故障时，车辆还有正常制动，只是降噪声功能减弱了，保证了车辆的安全性。
由于制动气室503、电控盒508、常通式二位三通电磁阀506、继动阀507、双级气控阀505、开关阀504等进行连接，通过电控盒508控制常通式的二位三通电磁阀506，从而控制继动阀507，对制动气室503的前腔以一定的频率进行充放气的控制，从而达到防止制动噪声。二位三通电磁阀506是常通式的，并且其出口562与双级气控阀505的控制压力输入口553相连，双级气控阀505的出气口551与继动阀507的控制压力输入口572相连，从而对继动阀507的压力输出口573和574进行控制。显然，汽车供电电瓶509负责耗电元器件的电源供应。
应当指出，以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明精神实质的技术方案及其改进，均落入本发明的保护范围当中。
权利要求
1.降制动噪声的方法，包括通过制动推杆传递制动力的制动控制系统，所述制动推杆的活塞前后两侧均设置有施力装置，其特征在于位于活塞前侧的施力装置和/或位于活塞后侧的施力装置在制动过程中施加力量的大小以主动的波动方式变化，该主动的波动方式使得所述制动推杆传递的制动力合力大小以相应的被动的波动方式变化。
2.根据权利要求1所述的降制动噪声的方法，其特征在于所述主动的波动方式是指具有一定的波形和一定的频率，所述被动的波动方式具有相应的波形和相应的频率。
3.根据权利要求2所述的降制动噪声的方法，其特征在于所述一定的频率与所述相应的频率相同。
4.根据权利要求3所述的降制动噪声的方法，其特征在于所述一定的波形为主动脉冲波，该主动脉冲波以反向方式叠加于原有恒定的制动力，以形成所述制动推杆传递的制动力合力。
5.根据权利要求4所述的降制动噪声的方法，其特征在于所述相应的波形为被动脉冲波，该被动脉冲波以施加的有效的原有恒定的制动力为基础，以间隔释放或部分抵消该制动力的方式形成所述脉冲波的波谷。
6.根据权利要求5所述的降制动噪声的方法，其特征在于所述相应的频率为20Hz以下。
7.根据权利要求6所述的降制动噪声的方法，其特征在于所述相应的频率为0Hz-7Hz或9Hz-20Hz。
8.根据权利要求7所述的降制动噪声的方法，其特征在于所述脉冲波的波谷为原有恒定制动力的25％-75％。
9.根据权利要求8所述的降制动噪声的方法，其特征在于所述脉冲波的波谷为原有恒定制动力的40％-60％。
10.气动式降制动噪声装置，包括制动气室，该制动气室具有通过连接有制动推杆的活塞分割而成的前腔和后腔，所述前腔和后腔均有通气口，所述后腔内设置有弹簧，其特征在于所述前腔通气口连接有气体充放频率控制装置。
全文摘要
本发明提供一种能够有效降低甚至消除制动噪声，从而有利于环境保护的降制动噪声的方法，包括通过制动推杆传递制动力的制动控制系统，所述制动推杆的活塞前后两侧均设置有施力装置，其特征在于位于活塞前侧的施力装置和/或位于活塞后侧的施力装置在制动过程中施加力量的大小以主动的波动方式变化，该主动的波动方式使得所述制动推杆传递的制动力合力大小以相应的被动的波动方式变化。本发明还提供一种实施上述方法的降制动噪声装置，包括气动式降制动噪声装置。
文档编号B60T17/00GK1663859SQ20051001150
公开日2005年9月7日 申请日期2005年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者王庭义 申请人:王庭义