专利名称：具有abs功能的气泵刹车回能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种刹车装置，特别是具有ABS功能的气泵刹车回能装置，属于 载运工具技术领域。
背景技术：
目前刹车回能的方式主要采用两类一是将刹车能量带动一个发电机发电，并将 电能存储；二是采用将刹车能量转变为压缩空气能进行存储。电能存储回能的方式能量利 用率较低，电能转换装置成本也较高，难以推广；压缩空气的回能方式，通常是将回能装置 设置在汽车的传动总轴位置，这种回能装置较大且复杂，机构过于沉重。另外回能刹车不如 刹车片容易控制，因此在应用中存在安全隐患。
发明内容本实用新型的目的是提供一种具有ABS功能的气泵刹车回能装置，其结构结构小 巧且方便，成本较低，利用了传统刹车片相似的控制方式，使用安全。解决本实用新型的技术问题所采用的方案是在轮辋的空间位置固定有带凹槽的 制动盘，垂直于车轴的回能传动轴装于制动盘旁，刹车滚轮通过长键装在回能传动轴上且 部分边缘在凹槽中，刹车滚轮抵压有复位弹簧并通过拉杆和控制线与制动踏板和加油踏板 联动，回能传动轴通过齿轮与气泵传动连接，气泵用输气管经电磁阀和气压控制电磁阀连 接高压储气罐，电磁阀和气压控制电磁阀与电子控制装置连接，轮辋边缘安装的转速传感 器通过信号线连接电子控制装置中的ABS控制板。当刹车时，控制线通过拉杆拉动刹车滚轮，克服复位弹簧的弹力离开制动盘的凹 槽，在制动盘面上沿远离中心轴方向移动，一方面增加了摩擦力矩，另一方面刹车滚轮的转 速增加，使气泵转速相应增加向高压储气罐中存储高压气，做功能耗增加使车轮停下；轮辋 边缘的转速传感器同时将信号传递到电子控制装置中，当车轮即将停下时，通过控制气压 控制电磁阀的线圈电流来瞬间减小气压控制电磁阀的气压，制动阻力相应瞬间减小，然后 又瞬间增大，经过每秒几十次的重复来实现ABS功能；当踩踏油踏板加速时，同样控制线通 过拉杆拉动刹车滚轮，这时气泵转变为气动马达，高压储气罐反向对气动马达供气来进行 驱动，刹车滚轮摩擦推动制动盘前转，从而驱动车辆前行。本装置中所述的制动盘的凹槽边缘带斜面，刹车滚轮及其轴承都装在回能传动轴 的长键上，复位弹簧装于回能传动轴一端抵压着刹车滚轮的轴承；车轴轴承上装有滑动板， 所述的气泵沿车轴的轴向固定在滑动板上并用压力弹簧压向制动盘，而回能传动轴则垂直 固定在滑动板上，回能传动轴端部装的伞齿轮与气泵转轴的伞齿轮啮合。所述的与气泵输气管相连的电磁阀采用二位一通的电磁阀，一阀口接气泵的出 口，另一阀口接气泵的入口 ；制动踏板和加油踏板都与一可变电阻联动，电子控制装置中采 用三极管放大电路，ABS控制板的输出端以及所述可变电阻都接入三极管放大电路的输入 端，而输出端的继电器与气压控制电磁阀连接；在制动踏板和加油踏板处分别装有开关，各开关分别对应串联有继电器，各继电器的触点又与三极管放大电路的电源串联并同时与电 磁阀的对应线圈连接。本装置的轮辋的内侧空间位置还装有一制动器护罩，将制动盘、回能传动轴、刹车 滚轮和两个伞齿轮包容在其中，从而对机械运动构件起到较好的保护作用。在所述的气压控制电磁阀中采用了锥形阀芯及对应的锥形阀孔，阀芯端面抵压着 阀弹簧，通过本装置的电子控制装置，可调整流经气压控制电磁阀的磁力线圈电流的大小， 达到调整锥形阀芯与锥形阀孔之间缝隙的大小，也就可以起到调整进入高压储气罐或驱动 气动马达气压的大小。本实用新型的有益效果是采用气泵回能的方式来回收存储刹车时的能量，刹车 的能量通过气泵转变为高压气的能量进行回收，而所回收的能量在汽车启动时重新释放， 变为动能，并且刹车时还具有ABS功能。该装置适用于轻型车，结构小巧，可方便地在车辆 的轮辋空间安装，解决了在传动主轴位置安装的难度，解决了实施的问题，并且可大大降低 成本。
图1为本实用新型机械部分整体结构示意图；图2为本实用新型机械部分局部结构示意图；图3为本实用新型的气动和电控原理示意图；图4为本实用新型的气压控制电磁阀示意图。图1 4中各标号依次表示轮胎1、控制线2、辐条3、制动盘4、、轴心5、凹槽6、 制动器护罩7、复位弹簧8、回能传动轴9、轴承10、拉杆11、刹车滚轮12、气泵进出气口 13、 压力弹簧14、滑动压片15、车轴16、车轴轴承17、滑动板18、气泵19、伞齿轮20、长键21、轮 辋22、输气管23、电磁阀24、气压控制电磁阀25、高压储气罐26、锥形阀芯27、转速传感器 28、ABS控制板29、阀弹簧30。
具体实施方式
以下结合附图1 4和实施例对本实用新型作进一步说明。滑动板18安装于车轴16的车轴轴承17的外壳上，该刹车气泵19又固定在滑动 板18上。气泵19的基座是滑动板18，滑动板由滑动压片15固定。这样的结构使得气泵 19可以前后自由运动，目的是使压力弹簧14推动气泵19在刹车时向前，压迫刹车滚轮12 紧紧贴住制动盘4表面，不发生滑动。不工作时，刹车滚轮12处于制动盘凹槽6内，不与制动盘发生接触。而当刹车中 踩下刹车踏板时，控制线2拉动拉杆11运动，刹车滚轮12由制动盘凹槽6的斜面平缓地移 动到制动盘4上面，气泵19开始工作。刹车的力度越强，控制线2拉动拉杆11的距离越 大，刹车滚轮12越向制动盘4的外缘运动，离轴心的半径加大，刹车的阻力力矩越大，即N = FXR。这样就与传统刹车片相似的控制方式一样，实现了机械控制刹车力矩的目的。松 开刹车踏板时，在复位弹簧8的作用下，刹车滚轮12回到制动盘的凹槽6内。参见图3，在电控方面，刹车时，刹车踏板向下运动，接通刹车电源开关K1，二位一 通的电磁阀24的继电器J1接通，阀芯移动，使流向高压储气罐26工位的阀孔打开。气泵19处于压缩空气的工作状态，将空气由电磁阀24的吸气孔吸入空气进行压缩，压缩的高压 空气输气管23经过气压控制电磁阀25进入到高压储气罐26内(高压储气罐26装有安全 阀)。刹车力度越强，与之相连的滑动可变电阻R阻值越大，三极管放大电路中的VT2的电 流越大，气压控制电磁阀25的线圈电流越大，磁力越强，锥形阀芯27(见图4)关闭越紧，压 缩空气压力增加，气泵19的转动力矩加大，刹车力矩也随之加大，这样就实现了电控刹车 力矩的目的。综合上述，刹车具有了机械及电控双重控制刹车力矩的功能。松开刹车后，电控装置处于断电状态，起进出气控制作用的电磁阀24在回位弹簧 的作用下回到中间位置，进气管和出气管被关闭，高压空气存储于高压储气罐26内，不会 泄漏。当汽车离合器连接好之后，汽车启动时，踩下油门，油门踏板与控制线2在机械方 面是联动的，控制线2拉动拉杆11运动，刹车滚轮12由制动盘凹槽6的斜面平缓地移动到 制动盘4上面，高压储气罐26向气泵19供气，气泵19此时转换为气动马达来带动制动盘 4转动。油门踏板向下运动时，接通油门电源开关K2，电磁阀24的继电器J2接通，阀芯与 上述移动方向相反，气管发生切换。气泵19处于气动马达的工作状态，刹车滚轮12推动制 动盘4而使车轮转动。高压储气罐26内的压缩空气由高压空气通过气压控制电磁阀25经 气泵输气管23进入气泵19 (气动马达)内，油门力度越强，与之相连的滑动电阻R阻值越 小，VT2的电流越小，气压控制电磁阀25的线圈中电流越小，磁力越弱，锥形阀芯27受阀弹 簧30推开的作用(见图4)，开度越大，输出压缩空气压力增加，气泵19的转动力矩加大，启 动力矩加大，这样就实现了机械及电控双重控制起动力矩的功能。ABS功能见图3，当车辆紧急制动时，车轮的转速在制动系统的作用下迅速降低， 当轮辋22位置安装的转速传感器28感知到车轮即将停止转动时，由转速传感器28信号给 发出信号iv到ABS控制板29，ABS控制板29给出一个指令给刹车的电子控制装置中放大 电路的输入端，通过调节控制气压控制电磁阀25的线圈电流来减小制动力，当车轮恢复到 车轮又即将停转时制动力再减小，如此反复，确保车轮不被抱死，这种动作是十分迅速的， 每秒钟大约发生几十次。这样既能保持足够的制动力，又能防止车轮抱死后车辆失去控制。 特别是在湿滑路面上，车轮抱死会发生侧滑、打转，十分危险。
权利要求一种具有ABS功能的气泵刹车回能装置，其特征是在轮辋的空间位置固定有带凹槽的制动盘，垂直于车轴的回能传动轴装于制动盘旁，刹车滚轮通过长键装在回能传动轴上且部分边缘在凹槽中，刹车滚轮抵压有复位弹簧并通过拉杆和控制线与制动踏板和加油踏板联动，回能传动轴通过齿轮与气泵传动连接，气泵用输气管经电磁阀和气压控制电磁阀连接高压储气罐，电磁阀和气压控制电磁阀与电子控制装置连接，轮辋边缘安装的转速传感器通过信号线连接电子控制装置中的ABS控制板。
2.按权利要求1所述的具有ABS功能的气泵刹车回能装置，其特征是制动盘的凹槽 边缘带斜面，刹车滚轮及其轴承都装在回能传动轴的长键上，复位弹簧装于回能传动轴一 端抵压着刹车滚轮的轴承；车轴轴承上装有滑动板，所述的气泵沿车轴的轴向固定在滑动 板上并用压力弹簧压向制动盘，而回能传动轴则垂直固定在滑动板上，回能传动轴端部装 的伞齿轮与气泵转轴的伞齿轮啮合。
3.按权利要求1所述的具有ABS功能的气泵刹车回能装置，其特征是与气泵输气管 相连的电磁阀采用二位一通的电磁阀，一阀口接气泵的出口，另一阀口接气泵的入口 ；制动 踏板和加油踏板都与一可变电阻联动，电子控制装置中采用三极管放大电路，ABS控制板的 输出端以及所述可变电阻都接入三极管放大电路的输入端，而输出端的继电器与气压控制 电磁阀连接；在制动踏板和加油踏板处分别装有开关，各开关分别对应串联有继电器，各继 电器的触点又与三极管放大电路的电源串联并同时与电磁阀的对应线圈连接。
4.按权利要求2所述的具有ABS功能的气泵刹车回能装置，其特征是在轮辋的内侧 空间位置还装有一制动器护罩，将制动盘、回能传动轴、刹车滚轮和两个伞齿轮包容在其 中。
5.按权利要求3所述的具有ABS功能的气泵刹车回能装置，其特征是在所述的气压 控制电磁阀中采用了锥形阀芯及对应的锥形阀孔，阀芯端面抵压着阀弹簧。
专利摘要本实用新型涉及一种刹车装置，特别是具有ABS功能的气泵刹车回能装置，属于载运工具技术领域。本装置设置在汽车的轮辋空间位置，采用气泵回能的方式来回收存储刹车时的能量，将刹车的能量通过气泵转变为高压气的能量进行回收储存，在汽车启动时，所回收的压缩空气能量被控制驱动气泵运转，重新释放能量，驱动汽车前进；本装置的电子控制装置中接入了ABS控制板，可根据转速信号来防止车轮抱死。本实用新型的结构小巧方便，成本较低，易实施，可充分利用刹车产生的能量。
文档编号B60T1/10GK201566598SQ200920111430
公开日2010年9月1日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者陈蜀乔, 陈雨彤 申请人:昆明理工大学