一种汽车制动系统及汽车的制作方法

1.本技术涉及汽车制动技术领域，尤其涉及一种汽车制动系统及汽车。


背景技术：

2.一般的汽车制动装置为盘式制动装置和鼓式制动装置。由于盘式制动装置和鼓式制动装置长时间使用会发热，热量无法在短时间内散发，导致汽车制动性能降低，更严重会导致刹车失灵。
3.对汽车具有制动功能的电涡流缓速器、液力缓速器和磁力缓速器在特定条件下才能起到缓解车辆下坡的速度，对能量的转换有一定的局限性，并且安装的位置也有要求。例如：液力缓速器为了能使缓速的效果更佳，在使用时要提高发动机的转速，在提高了缓速器的效果的同时也提高了燃油的使用。电涡流缓速器、液力缓速器和磁力缓速器不适于安装在挂车的挂厢。
4.汽车制动装置以及制动器件容易出现制动障碍，且制动过程中增加了汽车燃油消耗量，影响汽车制动效果。因此，急需一种新的汽车制动系统。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种汽车制动系统及汽车，该汽车制动系统对汽车行驶过程中起到较好的制动作用，制动故障率低，且降低了汽车燃油消耗量，节约能耗。具有本技术汽车制动系统的汽车行驶中制动效果以及制动安全性得以提升，降低了交通事故发生率。
6.本技术第一方面提供一种汽车制动系统，包括：
7.制动组件，包括相连的变速箱及活塞；
8.动能传递装置，与制动组件连接，动能传递装置用于收集汽车行驶过程中的动能，并向制动组件传输动能，以使活塞做功压缩气体实现动能向势能的能量转换；
9.气压罐，与制动组件相连，气压罐用于接收经活塞压缩的气体，气压罐中储存的气体对活塞压缩的气体产生反作用力，以实现对汽车的制动。
10.本技术第一方面所提供的汽车制动系统，不需要发动机参与到制动工作中，避免了发动机故障时制动系统的制动失灵，保证了汽车制动系统正常安全的发挥制动作用，进一步保证了汽车行驶的安全性。本技术第一方面的汽车制动系统在制动工作过程中，不需要发动机的参与可以节省燃油的消耗量，降低耗能。
11.在本技术第一方面一种可能的实施方式中，汽车制动系统还包括：
12.液压换挡装置，具有相连的液压油箱以及液压总成，其中，液压总成与制动组件中的变速箱连接，液压总成用于控制变速箱中传动齿轮的变换；
13.控制器，与液压换挡装置电连接，控制器用于向液压换挡装置发送液压换挡指令。
14.在本技术第一方面一种可能的实施方式中，控制器根据不同的制动控制模式控制多个制动组件的工作状态，工作状态包括制动状态以及关闭状态；
15.制动控制模式包括手动控制模式、紧急控制模式以及自动控制模式。
16.在本技术第一方面一种可能的实施方式中，汽车制动系统还包括：
17.道路坡度检测器，与控制器电连接，在自动控制模式下，道路坡度检测器用于实时检测道路的坡度以及坡长数据，并将坡度以及坡长数据发送给控制器，控制器根据坡度以及坡长数据控制多个制动组件的工作状态。
18.在本技术第一方面一种可能的实施方式中，汽车制动系统还包括：
19.人工指令接收装置，与控制器电连接，在手动控制模式下，人工指令用于接收驾驶人员输入的人工制动指令，并将人工制动指令发送给控制器，控制器根据人工制动指令控制多个制动组件的工作状态。
20.在本技术第一方面一种可能的实施方式中，汽车制动系统还包括：
21.交通事故预警装置，与控制器电连接，交通事故预警装置用于向控制器发送事故预警指令，控制器接收事故预警指令后进入紧急控制模式；
22.在紧急控制模式下，控制器控制多个制动组件均处于制动状态，以进行紧急刹车。
23.在本技术第一方面一种可能的实施方式中，气压罐中设置有气压传感器，气压传感器与控制器连接，
24.其中，气压传感器用于获取气压罐的气压信息，并将气压信息发送给控制器，控制器根据气压信息控制气压罐中排气阀的开合状态，以使气压罐的气压值低于安全气压阈值。
25.在本技术第一方面一种可能的实施方式中，汽车制动系统进一步包括:
26.气体缓速器，气体缓速器的进气口与气压罐的排气口连接，气体缓速器包括叶片，叶片与汽车传动轴相连并随汽车传动轴转动，当气压罐的高压气体通入气体缓速器时，使高压气体阻碍叶片转动，实现对汽车的二次制动。
27.在本技术第一方面一种可能的实施方式中，汽车制动系统还包括：
28.系统故障报警装置，与控制器相连，系统故障报警装置用于收集汽车制动系统中除控制器外的其他设备的运行数据，并向控制器发送设备的运行数据；
29.控制器根据接收到的设备的运行数据分析判断汽车制动系统是否处于异常运行状态，当控制器判断汽车制动系统处于异常运行状态时，控制器控制制动组件处于关闭状态并发出声光报警信号。
30.本技术第二方面提供一种汽车，汽车包含本技术第一方面提供的汽车制动系统。
31.在本技术第二方面一种可能的实施方式中，汽车为多轴汽车或两轴汽车，制动组件通过动能传递轴与汽车的车轮连接。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
33.图1是本技术第一方面的实施例中汽车制动系统的工作原理图；
34.图2是本技术第二方面的实施例2中的汽车部分结构示意图；
35.图3是本技术第二方面的实施例3中的汽车部分结构示意图；
36.图4是本技术第二方面的实施例4中的汽车部分结构示意图。
37.附图标记说明：
38.‑‑‑‑‑‑
：气路；
39.控制线路；
40.液压油路；
41.动能传递轴；
42.传递轴；
43.气压罐-1；液压总成-2；控制器-3；车轮-4；制动组件-5；电源-6；发动机-7；差速器-8；驱动轮-a；导向轮-b；承重轮-c。
具体实施方式
44.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
48.发明人在对汽车的制动系统进行深入的研究发现，一般的汽车制动装置为盘式制动装置和鼓式制动装置。由于盘式制动装置和鼓式制动装置长时间使用会发热，热量无法在短时间内散发，导致汽车制动性能降低，更严重会导致刹车失灵。
49.对汽车具有制动功能的电涡流缓速器、液力缓速器和磁力缓速器在特定条件下才能起到缓解车辆下坡的速度，对能量的转换有一定的局限性，并且安装的位置也有要求。例如：液力缓速器为了能使缓速的效果更佳，在使用时要提高发动机的转速，在提高了缓速器的效果的同时也提高了燃油的使用；电涡流缓速器、液力缓速器和磁力缓速器不适于安装在挂车的挂厢。一般的缓速器对汽车的制动作用均需要发动机的参与，发动机故障时容易使得缓速器的制动功能失效，对汽车的行驶安全性能具有严重的负面影响。制动过程中发动机的运转也往往伴随了能量的消耗，增加了汽车燃油的消耗量。
50.基于对上述问题的分析以及发现，提出本技术。
51.实施例1
52.如图1所示，本技术第一方面提供一种汽车制动系统，包括制动组件、动能传递装置及气压罐。
53.制动组件包括相连的变速箱及活塞。动能传递装置，与制动组件连接，动能传递装置用于收集汽车行驶过程中的动能，并向制动组件传输动能，以使活塞做功压缩气体实现动能向势能的能量转换。气压罐，与制动组件相连，气压罐与制动组件相连，气压罐用于接收经活塞压缩的气体，气压罐中储存的气体对活塞压缩的气体产生反作用力，以实现对汽车的制动。
54.本技术第一方面所提供的汽车制动系统，将汽车需要制动时所具有的动能经制动组件中活塞做功压缩气体进行能量转换从而实现制动。本技术第一方面所提供的汽车制动系统在对汽车制动过程中不需要发动机参与，避免了发动机故障时制动系统的制动失灵，保证了汽车制动系统正常安全的发挥制动作用，进一步保证了汽车行驶的安全性。本技术第一方面的汽车制动系统在制动工作过程中，不需要发动机的参与，发动机可处于关闭状态，节省燃油的消耗量，降低耗能。
55.在一些示例中，本技术第一方面汽车行驶过程中的动能包括了汽车在不同种行驶情形下所具有的动能，包括：汽车在平缓路面上行驶、汽车上坡、汽车下坡以及拐弯等。
56.在一些示例中，汽车在行驶过程中输出动能的装置包括车轮、差速器、传动轴以及车辆的主变速箱等。动能传递装置用于收集汽车行驶过程中车轮、差速器、传动轴以及车辆的主变速箱至少一者输出的动能。
57.在一些示例中，动能传递装置对制动组件传输动能，先使变速箱中的传动齿轮转动，由于变速箱与活塞相连，变速箱传动齿轮的转动带动活塞进行往复运动。活塞往复运动过程中先使套设在活塞外部的气缸吸入气体，再压缩气缸中气体，以使气缸中的气体气压升高变为第一高压气体。即，活塞进行往复运动，活塞做功压缩气体实现了将车辆行驶过程中的动能向第一高压气体所具有的势能的能量转换。
58.气压罐与制动组件相连，气压罐用于接收经活塞压缩的气体，也即接收了第一高压气体，气压罐接收第一高压气体并实时存储气体，因此气压罐中一般实时存储有气体，且气压罐中的气体气压大于活塞实时输送过来的第一高压气体的气压。因此，气压罐中储存的气体对活塞压缩的气体产生反作用力，可以消耗汽车所具有的动能，从而实现对汽车的制动。
59.在气压罐所能承受的最大气体阈值以下，气压罐内的气压越大，则气压罐内储存的气体对活塞输送的第一高压气体反作用越大，也对做往复运动压缩气体的活塞反作用力越大，对活塞做功的阻碍作用越大，消耗更多汽车所具有的动能，提升对汽车的制动效果。
60.在一些示例中，本技术第一方面所提供的汽车制动系统是对汽车现有的制动系统的补充。在另一些示例中，本技术第一方面所提供的汽车制动系统可以是装配到汽车中的独立的制动系统。
61.在一些可选的实施例中，汽车制动系统还包括液压换挡装置以及控制器。
62.液压换挡装置，具有相连的液压油箱以及液压总成，其中，液压总成与制动组件中的变速箱连接，液压总成用于控制变速箱中传动齿轮的变换。
63.控制器与液压换挡装置电连接，控制器用于向液压换挡装置发送液压换挡指令。
64.液压换挡装置接收到液压换挡指令后，液压总成控制变速箱中传动齿轮的变换，
从而控制活塞做功压缩气体时的功率，以适应不同行驶情况下的制动需求。
65.在一些可选的实施例中，控制器根据不同的制动控制模式控制多个制动组件的工作状态，工作状态包括制动状态以及关闭状态。
66.制动控制模式包括手动控制模式、紧急控制模式以及自动控制模式。
67.在一些示例中，汽车制动系统包括多个制动组件，各制动组件可以分别安装于汽车中不同的动能输出装置，以最大程度的收集汽车行驶过程中的动能，进一步提升制动效果。
68.在这些实施例中，制动状态下制动组件中变速箱的传动齿轮转动，且活塞做功压缩气体。关闭状态下，制动组件中变速箱的传递齿轮停止传动，活塞停止做功压缩气体。
69.在一些可选的实施例中，汽车制动系统还包括道路坡度检测器。
70.道路坡度检测器与控制器电连接，在自动控制模式下，道路坡度检测器用于实时检测道路的坡度以及坡长数据，并将坡度以及坡长数据发送给控制器，控制器根据坡度以及坡长数据控制多个制动组件的工作状态。
71.在这些实施例的一些示例中，汽车在高速行驶且下坡的途中，进入自动控制模式。道路坡度检测器用于实时检测道路的坡度以及坡长数据，还可将实时检测道路的坡度以及坡长数据存储起来，方便控制器随时调用。
72.在这些示例中，控制器根据坡度以及坡长数据向液压总成发出控制指令，液压总成根据控制器发出的控制指令控制多个制动组件的工作状态。在一些具体的例子中，液压总成根据控制器发出的控制指令控制多个制动组件中的一部分处于制动状态，多个制动组件中的另一部分处于关闭状态。进一步的，液压总成根据控制指令控制处于工作状态的各制动组件中变速箱的传动齿轮变换，从而根据实际的道路的坡度以及坡长控制汽车制动系统对汽车的整体制动效果，以使得汽车在下坡的过程中达到预设的行驶速度。
73.在一些具体的例子中，液压总成根据控制器发出的控制指令控制多个制动组件均处于工作状态。
74.在一些可选的实施例中，汽车制动系统还包括人工指令接收装置。
75.人工指令接收装置，与控制器电连接，在手动控制模式下，人工指令用于接收驾驶人员输入的人工制动指令，并将人工制动指令发送给控制器，控制器根据人工制动指令控制多个制动组件的工作状态。
76.在这些实施例的一些示例中，汽车在低速行驶过程中，进入到手动控制模式。在手动控制模式下，当汽车在下坡过程中，汽车驾驶员根据自身对道路坡度情况的判断，对人工指令接收装置输入人工制动指令，并将人工制动指令发送给控制器，控制器根据人工制动指令控制多个制动组件的工作状态，以使得汽车在下坡的过程中达到预设的行驶速度。
77.在一些可选的实施例中，汽车制动系统还包括交通事故预警装置。
78.交通事故预警装置与控制器电连接，交通事故预警装置用于向控制器发送事故预警指令，控制器接收事故预警指令后进入紧急控制模式。
79.在紧急控制模式下，控制器控制多个制动组件均处于制动状态，以进行紧急刹车。
80.在一些示例中，交通事故预警装置包括红外传感器，红外传感器用于监测生命体与车辆之间的距离值，当红外传感器监测到生命体与车辆之间的距离值等于或低于交通事故预警装置中预警子控制器所设置的事故距离阈值，交通事故预警装置中预警子控制器向
控制器发出事故预警指令，控制器接收事故预警指令后进入紧急控制模式。在紧急控制模式下，控制器控制多个制动组件均处于制动状态，以进行紧急刹车防止事故的发生，从而保证汽车的行驶安全。
81.在一些可选的实施例中，汽车制动系统还包括系统故障报警装置。系统故障报警装置用于收集汽车制动系统中除控制器外的其他设备的运行数据，并向控制器发送设备的运行数据。控制器根据接收到的设备运行数据分析判断汽车制动系统是否处于异常运行状态。当控制器判断汽车制动系统处于异常运行状态时，控制器控制制动组件处于关闭状态并对驾驶人员发出声光报警信号。
82.电源与控制器进行电连接，对控制器的运行进行供电，以使控制器进行正常运行。
83.在一些可选的实施例中，气压罐中设置有气压传感器，气压传感器与控制器连接，其中，气压传感器用于获取气压罐的气压信息，并将气压信息发送给控制器，控制器根据气压信息控制气压罐中排气阀的开合状态，以使气压罐的气压值低于安全气压阈值。
84.在一些可选的实施例中，气压罐与制动组件相连，气压罐用于接收经活塞压缩的气体，也即接收了第一高压气体，气压罐接收第一高压气体并实时存储气体，因此气压罐中一般实时存储有气体，且气压罐中的气体气压大于活塞实时输送过来的第一高压气体的气压。当气压传感器检测到气压罐中的气体压强大于或等于第一预设气压值时，控制器控制排气阀开启，气压罐向环境空气中排出气体，以使气压罐的气压值低于气压罐的安全气压阈值。当气压传感器检测到气压罐中的气体压强小于第一预设气压值时，控制器控制排气阀关闭。在一些具体的例子中，第一预设气压值小于气压罐的安全气压阈值，以保证气压罐的储气安全，防止气压罐发声爆炸。第一预设气压值大于活塞做功压缩后向气压罐传输的第一高压气体。
85.在一些可选的实施例中，汽车制动系统进一步包括气体缓速器。
86.气体缓速器，气体缓速器的进气口与气压罐的排气口连接，气体缓速器包括叶片，叶片与汽车传动轴相连并随汽车传动轴转动，当气压罐的气体通入气体缓速器时，使气压罐的气体阻碍叶片转动，实现对汽车的二次制动。
87.在这些实施例中，气压罐内所储存的气体为高压气体，使通入到气体缓速器的高压气体阻碍气体缓速器内的叶片的转动，则通入到气体缓速器的高压气体对叶片对冲做功，降低叶片的转速也降低与叶片相连的汽车传动轴的转速，从而实现对汽车的二次制动，使汽车降速。气体缓速器还具有排气口，从气压罐流入到气体缓速器的高压气体流经叶片并阻碍叶片转动后，经上述排气口排出到环境空气中。在这些实施例中，活塞做功压缩后产生的高压气体在气体缓速器得到了再次利用，可以进一步提升汽车制动系统对汽车的制动作用。
88.本技术第二方面提供一种汽车，汽车包含本技术第一方面的汽车制动系统。
89.实施例2
90.如图2所示，汽车为多轴汽车，汽车包含两对以上的车轮4。制动组件5 通过动能传递轴与汽车的驱动轮a以及承重轮c连接。驱动轮a以及承重轮c 为后排轮，导向轮b为前排轮。在这些实施例中，可以根据实际的需求装配制动组件5的个数。液压总成2通过液压油路与各制动组件5中的变速箱连接，液压总成2用于控制变速箱中传动齿轮的变换。各制动组件5的中活塞做功压缩后的第一高压气体通过气路输入到气压罐1中储存。控制器3通过控
制线路与气压罐1、液压总成2以及各制动组件5连接。电源6向控制器3 供电。
91.车辆下坡时，根据不同的坡度和速度启动不同的制动组件5。当需要启动多个制动组件5时，制动组件5是从车辆尾部的承重轮c向靠近车辆头部的驱动轮a依次启动，该启动制动组件5的顺序避免造成车轮4的突然抱死，也避免了车辆甩尾、翻车等情况的发生，保证了车辆的安全制动。
92.实施例3
93.如图3所示，汽车为两轴汽车，制动组件5通过动能传递轴与汽车的驱动轮a连接。驱动轮为后排的车轮4，导向轮b为前排的车轮4。在实施例3 中发动机7传动轴与差速器8以及与一个连接有制动组件5的动能传递轴连接。
94.在这些实施例中，可以根据实际的需求装配制动组件5的个数。液压总成2通过液压油路与各制动组件5中的变速箱连接，液压总成2用于控制所述变速箱中传动齿轮的变换。各制动组件5的中活塞做功压缩后的第一高压气体通过气路输入到气压罐1中连接。控制器3通过控制线路与气压罐1、液压总成2以及各制动组件5连接。
95.实施例4
96.如图4所示，汽车为两轴汽车，制动组件5通过动能传递轴与汽车的承重轮c连接，实施例4中的驱动轮a为前排的车轮4。发动机7与驱动轮a连接设置。
97.在这些实施例中，可以根据实际的需求装配制动组件5的个数。液压总成2通过液压油路与各制动组件5中的变速箱连接，液压总成2用于控制所述变速箱中传动齿轮的变换。各制动组件5的中活塞做功压缩后的第一高压气体通过气路输入到气压罐1中储存。控制器3通过控制线路与气压罐1、液压总成2以及各制动组件5连接。电源6向控制器3供电。
98.本技术第二方面的汽车具有本技术第一方面的汽车制动系统，汽车在下坡过程中可以关闭发动机，汽车处于空挡状态，启动本技术第一方面的汽车制动系统，可以使得汽车下坡中的动能经由汽车制动系统转换，从而实现对汽车下坡的制动，使车辆按照设定的安全速度下坡。又由于汽车处于空挡状态，节省了汽车下坡过程中的燃油消耗量，起到节能降耗得作用。
99.以上所述仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。