CN201800691U - 储能式汽车紧急制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能式汽车紧急制动装置，包括安装在阶梯轴上且位于汽车两个纵梁外侧、汽车后轮前方对称设置的两个制动装置本体，每个制动装置本体包括蜗卷弹簧二和链带轮；链带轮的内端边缘设置有凸台，凸台上设有棘齿槽，阶梯轴的上方设置有一端固定在纵梁上，另一端设置有棘爪的棘爪支架，棘爪与棘齿槽相配合；阶梯轴上设有键形挡块，链带轮的外端侧设置有蜗卷弹簧一，链带轮上绕设有链带，棘爪支架前方设置有铰轮转轴，铰轮转轴上设置有主动铰轮，铰轮转轴的端部设置有从动铰轮，主动铰轮上绕有拉线一，从动铰轮上安装有拉线二，本实用新型通过将汽车动能转化为势能等方式，在汽车处于紧急状况时，实现迅速停车。

Description

储能式汽车紧急制动装置

技术领域

本实用新型涉及一种车辆制动装置，特别涉及一种储能式汽车紧急制动装置。

背景技术

汽车制动系统是汽车不可缺少的重要组成部分，其作用一是减速，二是刹车，汽车制动系统的发展已逾百年的史程，随着科技的进步与人们的不断努力，汽车制动系统的功能性、可靠性日趋提高和完善。但至今在各种涉及到行车安全的事件中，关系于汽车制动系统方面的因素仍占据突出的地位，大量事实表明：重大碰撞事故发生的几率及伤损程度与制动距离有着直接的关系。与之同时，随着山区公路的增多、车速的提高、车辆数量的激增，人们对车辆制动性能的要求也越来越高，因此对制动系统的研究依然是汽车制造业长期致力的课题。

现行的各种制动系统，尽管结构形式不同，但从制动原理分析，多是以摩擦阻力作用去消耗汽车的动能(注：此动能指mv²/2，m是运动物体质量，v²是运动物体速度)，即将汽车的动能转化为热能以达减速与停车之目的，这种“摩擦耗能”的传统方式固然有着较多的优势，但长期的实践表明：完全依靠这种“摩擦耗能”的方式进一步提高制动性能，缩短制动距离，在现实中的难度越来越大，且大量的汽车动能被转化为对环境无益有害的热能，这在当今强调节能与重视环境的时代不能不是一个值得思考的问题。

从能量角度分析：要使以一定速度行驶的汽车在短时间内减速直至停车运动，必须使其具有的动能在理想的时间内减少至零。但能量不能消失只能转换表现形式，动能除可转化为热能外，亦可被转化为其它形式的机械能。因此在汽车制动系统中，探索将动能转化为非热能的机械能并发挥其优势是非常需要的，不仅具有可行的理论基础，而且有着深远的实用价值，对推动制动形式多样化甚为有益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种储能式汽车紧急制动装置。本实用新型主要通过将汽车动能转化为势能的方式，在汽车处于紧急状况时，实现迅速停车。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：储能式汽车紧急制动装置，其特征在于：包括安装在阶梯轴上且位于汽车两个纵梁外侧、汽车后轮前方的两个对称设置的制动装置本体，所述阶梯轴横向垂直安装于纵梁上且沿轴向开有槽，每个制动装置本体包括沿阶梯轴轴向且于纵梁外侧依次设置的蜗卷弹簧二和链带轮；所述蜗卷弹簧二内端固定在槽中，蜗卷弹簧二的外端安装在设置于纵梁的吊钩上，所述链带轮的内端边缘设置有凸台，所述凸台上设有棘齿槽，所述阶梯轴的上方设置有棘爪支架，所述棘爪支架的一端固定在纵梁上，棘爪支架的另一端设置有棘爪，所述棘爪与棘齿槽相配合；所述阶梯轴上设有与凸台相作用的键形挡块，所述链带轮的外端侧设置有蜗卷弹簧一，所述蜗卷弹簧一的内端固定在阶梯轴上的槽内，蜗卷弹簧一的外端固定在链带轮上，所述链带轮上绕设有链带，所述链带的一端固定在链带轮上，链带的另一端沿倾斜设置的托板延伸至汽车后轮的前下方，所述托板通过安装于纵梁的托架支杆固定；所述棘爪支架前方通过固定在纵梁上的铰轮支架设置有铰轮转轴，所述铰轮转轴可绕铰轮支架转动，所述铰轮转轴上设置有主动铰轮，所述铰轮转轴的端部设置有从动铰轮，所述主动铰轮上绕有拉线一，所述拉线一的一端固定在主动铰轮上，所述拉线一的另一端与位于驾驶室内的操作手柄相连，所述从动铰轮上安装有拉线二，所述拉线二的一端安装在从动铰轮上，所述拉线二的另一端与棘爪相连。

上述的储能式汽车紧急制动装置，所述蜗卷弹簧二的外端与吊钩连接处设置有橡胶块。

上述的储能式汽车紧急制动装置，所述托板上设置有防颠盖板。

上述的储能式汽车紧急制动装置，所述托板的两侧设置有导向侧板。

上述的储能式汽车紧急制动装置，所述键形挡块的上表面设有橡胶层。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型作为紧急状况下以刹车为目的的制动装置，其采取动能转化弹性势能储存的原理和结构，较之目前单纯依靠摩擦阻力制动将动能全部转为热能的方式，有利减少对环境的热能排放；在汽车动能转化为弹性势能的过程中，对汽车后轮以自动渐变的方式实现可靠“抱死”，且以高抗滑链带与路面的滑动摩擦取代轮胎与路面摩擦，因此可更有效地缩短制动距离。本实用新型在有效提高制动效能的同时且具有结构简单、造价低、易维护等特点。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

附图标记说明：

1-操作手柄；     2-拉线一；       3-从动铰轮；

4-棘爪；         5-棘齿槽；       6-凸台；

7-链带；         8-复位扳手；     9-链带轮；

10-阶梯轴；      11-蜗卷弹簧一；  12-定位销；

13-键形挡块；    14-导向侧板；    15-防颠盖板；

16-托板；        17-汽车后轮；    18-纵梁；

19-托架支杆；    20-橡胶块；      21-吊钩；

22-蜗卷弹簧二；  23-法兰；        24-棘爪支架；

25-铰轮转轴；    26-主动铰轮；    27-拉线二；

28-铰轮支架。

具体实施方式

如图1所示的一种储能式汽车紧急制动装置，包括安装在阶梯轴10上且位于汽车两个纵梁18外侧、汽车后轮17前方的两个对称设置的制动装置本体，所述阶梯轴10通过法兰23安装在纵梁18上，所述阶梯轴10横向垂直安装于纵梁18上且沿轴向开有槽，每个制动装置本体包括沿阶梯轴10轴向且于纵梁18外侧依次设置的蜗卷弹簧二22和链带轮9；所述蜗卷弹簧二22内端固定在槽中，蜗卷弹簧二22的外端安装在设置于纵梁18的吊钩21上，所述链带轮9的内端边缘设置有凸台6，所述凸台6上设有棘齿槽5，所述阶梯轴10的上方设置有棘爪支架24，所述棘爪支架24的一端固定在纵梁18上，棘爪支架24的另一端设置有棘爪4，所述棘爪4与棘齿槽5相配合；所述阶梯轴10上设有与凸台6相作用的键形挡块13，所述链带轮9的外端侧设置有蜗卷弹簧一11，所述蜗卷弹簧一11的内端固定在阶梯轴10上的槽内，蜗卷弹簧一11的外端固定在链带轮9上，可通过定位销12将蜗卷弹簧一11的外端固定在链带轮9上，所述链带轮9上绕设有链带7，所述链带7可为压胶链带，所述链带7的一端固定在链带轮9上，链带7的另一端沿倾斜设置的托板16延伸至汽车后轮17的前下方，且与路面保持适当距离，所述托板16通过安装于纵梁18的托架支杆19固定；所述棘爪支架24前方通过固定在纵梁18上的铰轮支架28设置有铰轮转轴25，所述铰轮转轴25可绕铰轮支架28转动，所述铰轮转轴25上设置有主动铰轮26，所述铰轮转轴25的端部设置有从动铰轮3，所述主动铰轮26上绕有拉线一2，所述拉线一2一端固定在主动铰轮26上，所述拉线一2另一端与位于驾驶室内的操作手柄1相连，所述从动铰轮3上安装有拉线二27，所述拉线二27的一端安装在从动铰轮3上，所述拉线二27的另一端与棘爪4相连。

当汽车处于紧急状态需立即停车时，启动该制动装置，即拉动位于汽车驾驶室的操作手柄1(如图1箭头方向)，在拉线一2的拉力作用下，带动铰轮转轴25绕铰轮支架28转动，从而带动铰轮转轴25端部的从动铰轮3，从动铰轮3转动将拉线二27收起，拉线二27拉动棘爪4离开棘齿槽5，从而解除对链带轮9的作用，链带轮9则在蜗卷弹簧一11预存的扭矩和链带7外置部分重力的共同作用下迅速呈顺时向转动，从而将链带7往汽车后轮17底部传送，当汽车后轮17压住链带7之后，凸台6即与阶梯轴10上的键形挡块13相接触，汽车后轮17对链带7的碾拉作用迫使阶梯轴10顺时向转动，从而导致蜗卷弹簧二22收卷，将汽车的动能转化为自身的弹性势能，力学分析表明：由收卷蜗卷弹簧二22作用给制动装置本体且逐渐增强的顺时向力偶矩将迫使汽车后轮17对路面的正压力逐渐加强，由于蜗卷弹簧二22的设计收卷量很小，因此动能转化为弹性势能的过程所需时间很短，此过程中，汽车后轮17相对路面的滑移逐渐增大，若汽车动能小于最大弹性势能则在此过程中车速即可降为零；若汽车动能很大，蜗卷弹簧二22收卷到极限程度，车速仍不为零，此时由于链带7不能再延伸，从而导致汽车后轮17的转动受阻相对链带7滑动加剧，及链带7相对路面的滑动加剧，于是在较强摩擦阻力作用下，车速迅速降为零。

该制动装置的复位过程是：启动倒车，在倒车的过程中蜗卷弹簧二22存储的势能释放，在其反向扭矩的作用下通过阶梯轴10、键形挡块13带动链带轮9逆时针转动，从而收卷链带7，链带7收卷作用给汽车后轮17的力将迫使汽车后轮17倒转，亦即蜗卷弹簧二22在制动时积存的能量释放而成为倒车的动力。当链带7脱离出汽车后轮17的下方，即不被汽车后轮17所压时，即可停止倒车，此时蜗卷弹簧二22已将积存的势能基本全部释放，而自动处于通常下的自由状态，阶梯轴10即处于与其相应的位置，然后用复位扳手8逆时针转动链带轮9至通常位，棘爪4在自身重力作用下卡入凸台6上的棘齿槽5中，此过程使蜗卷弹簧一11得以预存扭矩，至此，该制动装置回复至备用状态。当用复位扳手8转动链带轮9时，由于蜗卷弹簧一11的作用，将对阶梯轴10产生逆时向转动的扭矩，但由于蜗卷弹簧二22的刚度远大于蜗卷弹簧一11，故此扭矩不足以克服蜗卷弹簧二22对阶梯轴10的抵抗扭矩，因此阶梯轴10的转动是微量的，在许可的范围之内。本实用新型只能在紧急状况下用于紧急刹车为目的的制动，并不取代现行的汽车制动系统，本实用新型在需紧急制动时，可单独实用，也可以与现行制动系统同时使用。

所述蜗卷弹簧二22的外端与吊钩21连接处设置有橡胶块20。通过橡胶块20对蜗卷弹簧二22起到压紧抗颠作用。

所述托板16上设置有防颠盖板15。通过设置防颠盖板15防止位于托板16上的链带7上下颠动。

所述托板16的两侧设置有导向侧板14。通过设置导向侧板14可对托板16上的链带7进行防护，防止链带7上下颠动。

所述的储能式汽车紧急制动装置，所述键形挡块13的上表面设有橡胶层。当该汽车紧急制动装置工作时，凸台6和键形挡块13柔性接触。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.储能式汽车紧急制动装置，其特征在于：包括安装在阶梯轴(10)上且位于汽车两个纵梁(18)外侧、汽车后轮(17)前方的两个对称设置的制动装置本体，所述阶梯轴(10)横向垂直安装于纵梁(18)上且沿轴向开有槽，每个制动装置本体包括沿阶梯轴(10)轴向且于纵梁(18)外侧依次设置的蜗卷弹簧二(22)和链带轮(9)；所述蜗卷弹簧二(22)内端固定在槽中，蜗卷弹簧二(22)的外端安装在设置于纵梁(18)的吊钩(21)上，所述链带轮(9)的内端边缘设置有凸台(6)，所述凸台(6)上设有棘齿槽(5)，所述阶梯轴(10)的上方设置有棘爪支架(24)，所述棘爪支架(24)的一端固定在纵梁(18)上，棘爪支架(24)的另一端设置有棘爪(4)，所述棘爪(4)与棘齿槽(5)相配合；所述阶梯轴(10)上设有与凸台(6)相作用的键形挡块(13)，所述链带轮(9)的外端侧设置有蜗卷弹簧一(11)，所述蜗卷弹簧一(11)的内端固定在阶梯轴(10)上的槽内，蜗卷弹簧一(11)的外端固定在链带轮(9)上，所述链带轮(9)上绕设有链带(7)，所述链带(7)的一端固定在链带轮(9)上，链带(7)的另一端沿倾斜设置的托板(16)延伸至汽车后轮(17)的前下方，所述托板(16)通过安装于纵梁(18)的托架支杆(19)固定；所述棘爪支架(24)前方通过固定在纵梁(18)上的铰轮支架(28)设置有铰轮转轴(25)，所述铰轮转轴(25)可绕铰轮支架(28)转动，所述铰轮转轴(25)上设置有主动铰轮(26)，所述铰轮转轴(25)的端部设置有从动铰轮(3)，所述主动铰轮(26)上绕有拉线一(2)，所述拉线一(2)的一端固定在主动铰轮(26)上，所述拉线一(2)的另一端与位于驾驶室内的操作手柄(1)相连，所述从动铰轮(3)上安装有拉线二(27)，所述拉线二(27)的一端安装在从动铰轮(3)上，所述拉线二(27)的另一端与棘爪(4)相连。

2.根据权利要求1所述的储能式汽车紧急制动装置，其特征在于：所述蜗卷弹簧二(22)的外端与吊钩(21)连接处设置有橡胶块(20)。

3.根据权利要求2所述的储能式汽车紧急制动装置，其特征在于：所述托板(16)上设置有防颠盖板(15)。

4.根据权利要求3所述的储能式汽车紧急制动装置，其特征在于：所述托板(16)的两侧设置有导向侧板(14)。

5.根据权利要求1所述的储能式汽车紧急制动装置，其特征在于：所述键形挡块(13)的上表面设有橡胶层。