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      一種新型車輛制動裝置的制作方法

      文檔序號:3962250閱讀:177來源:國知局
      專利名稱:一種新型車輛制動裝置的制作方法
      技術領域
      本實用新型涉及一種車輛制動裝置,尤其是適用于兩輪輕便機動車,特別是以電池為動力源的電動兩輪車的制動裝置。
      目前的車輛制動裝置絕大多數(shù)是將車的動量在短時間內轉化為摩擦副之間的發(fā)熱來達到制動目的。此類制動要消耗大量能量且造成制動元件的損耗,在車輛起動時又需克服靜態(tài)慣量,耗費數(shù)倍于正常行駛的能量供應。尤其在城市使用中,頻繁停車起動將大大增加車輛能耗,不但耗費燃油而且對城市環(huán)境造成額外污染。對于電池能源的電動車輛,則因制動能耗及起動時很大的電流輸出,將大大損害電機性能及電池壽命,明顯縮短充電里程。一些商品化的電動汽車使用直流發(fā)電機將制動能量儲存于電池中,但此類再生制動裝置效率僅為10~30%,且因為成本及體積原因幾乎不可能應用于輕便車輛上。
      本實用新型目的是提供一種能量再生式制動裝置,在制動過程中將車輛動量以機械能方式儲存,起動時釋放此能量幫助車輛起動,減小起動慣量。
      本實用新型目的是這樣實現(xiàn)的,離合制動裝置、機械儲能元件、防反轉機構和操縱機構為裝置的基本構成,離合制動元件包括原動端、外端、內端和非回轉端即周向固定端,各端帶有接合面并由操縱機構控制視需要移動實現(xiàn)各端間的離合,原動端直接或間接與車輪聯(lián)接用于車輪正向轉動的輸入和輸出,外端和內端分別與彈性儲能元件的兩端聯(lián)接用于儲能元件能量輸入和輸出,防反轉機構作用于儲能元件的輸入端即外端限制其反轉釋能,保證儲能元件所儲能量由輸出端即內端輸出,外端和內端均可與原動端接合,內端還可與非回轉端接合,制動時操縱機構控制內端與非回轉端接合,外端與原動端接合,外端隨原動端轉動帶動彈性元件變形儲能,實現(xiàn)制動,起動時操縱機構控制外端與原動端脫開,內端與原動端接合,內端脫離非回轉端,防反轉機構限制外端反轉釋能,彈性元件所儲能量由內端傳至原動端,驅動車輪正向轉動。
      為保證內端和外端同步動作,內端和外端保持滾動接觸,相互推動其與接合面的離合,同時保證相對轉動摩擦力較小。內端和外端復位可利用與其滾動接觸的強力彈簧實現(xiàn)。
      為最大限度利用儲存能量推動車輪,起動時受儲能元件最大扭矩作用的內端應盡量避免處于非回轉端與原動端之間的中間位置,最好使內端與原動端接合后再與非回轉端脫離,即保證內端與原動端和非回轉端的雙重順序離合。為實現(xiàn)該目的,最好是在內端與非回轉端之間或裝置主軸端部設置雙重順序離合裝置。
      雙重順序離合裝置可由設置于裝置主軸端部的軸向移動式非回轉端,內端復位彈簧,非回轉端復位彈簧(26)及由控制元件(24)對其行程分段控制的操縱機構(14 15)組成,操縱機構(14 15)控制非回轉端與內外端的移動,還控制內端復位彈簧和非回轉端復位彈簧按順序先后釋放。即在制動行程段,行程分段控制機構利用制動回轉輪或杠桿機構推拉外端與原動端接合同時內端與非回轉端接合,起動行程段由操縱機構利用杠桿等機構推動非回轉端和內、外端同時軸向移動,使內端保持與非回轉端接合同時與原動端接合,起動行程末段,制動回轉輪或杠桿機構受控松開,解除內外端復位彈簧壓力,使其進一步壓緊內端與原動端的接合,起動行程完畢,在非回轉端復位彈簧及其余復位彈簧作用下,各元件復位。非回轉端與內端脫開。非回轉端可利用銷或鍵來限制其轉動。
      雙重順序離合也可由內端與非回轉端之間的嚙合式離合裝置實現(xiàn)。離合裝置包括可變長度嚙合齒(27),嚙合齒復位彈簧(28),最好是浮動設置的嚙合孔(8),起動時,內端向原動端移動,同時在彈性元件扭矩作用下可變長度嚙合齒靠與最好是浮動設置的嚙合孔孔壁的摩擦力被拉長,同時張緊復位彈簧,直到內端與原動端完全接合,復位彈簧張緊力大于嚙合齒孔壁摩擦力,齒脫離嚙合孔,內端與非回轉端完全脫開。
      為保證齒孔摩擦力及克服復位彈簧張緊力,嚙合孔與齒上嚙合部份設計比其它部份更大的摩擦系數(shù),必要時可增加襯套材料。
      為調整齒的可變長度,保證在內端與原動端可靠接合后齒能及時脫出,可設置復位彈簧預緊調節(jié)機構,最簡單的調節(jié)機構為齒尾端的帶螺紋彈簧檔圈。調節(jié)旋入深度即可方便調節(jié)復位彈簧預緊量。
      起動時,外端脫離原動端后,靠防反轉機構限制其反轉,防反轉機構可由摩擦式或爪式棘輪機構組成。
      如內端與原動端常態(tài)接合,則需在車輪主軸附近設置車輪反轉機構,在人為倒車時,解除防反轉機構功能。
      車輪反轉機構可由單向離合機構和推力滑塊組成,推力滑塊(20)與防反轉機構(12)中防反轉元件(17)接觸,單向離合機構保證車輪正轉時保持原位,反轉時則利用摩擦元件或卡爪帶動推力滑塊動作,將防反轉機構中的摩擦輪或卡爪推離工作位置。
      內端和外端原則上應同步動作,但考慮相應離合面裝配位置偏差,應設置彈性元件于內外端的聯(lián)系環(huán)節(jié)中以補償其行程偏差,保證能與各自離合面可靠接合。
      彈性儲能元件可選用卷簧,板簧或扭簧。


      圖1,裝置結構示意圖,圖2,帶雙重順序離合裝置結構;圖3,車輪反轉機構結構簡圖;圖4,可變長度嚙合齒結構圖;圖5,操縱機構示意圖;圖6,行程定位示意圖。
      由于利用離合制動裝置及彈性儲能元件,制動時控制各能量端的離合,在彈性制動的同時能將車輛動能有效儲存,起動時受控釋放,推動車輛起步,可以有效減小起動慣量,節(jié)約能源,延長有關部件壽命,特別是設置有雙重順序離合裝置,有效避免儲能損失,大大提高能量再生效率。
      本實用新型實施方案為,整個裝置最好安裝于車輪輪軸上,原動端6通過一輪盤結構2與車輪輪轂1連接。整個裝置也可置于車輪的輪緣附近或車其它位置,車輪通過摩擦輪或傳動機構與原動端運動連結。彈性元件4最好是卷簧,類于發(fā)條結構,或設計成扭簧或片簧以適應扭轉角度較小變形。彈性元件兩端分別與外端3和內端5與連接。外端3和內端5均有離合面可軸向移動,與原動端6離合達到扭矩輸入輸出的目的。內端和外端的動作可由操縱機構分別單獨控制,但最好是讓兩者滾動接觸相互傳遞推力,保持同步動作。制動時,操縱杠桿11推動外端3軸向移動,外端同時推動內端5移動,克服強力復位彈簧9的力量外端與原動端接合,內端與非回轉端10接合,原動端正向轉動動量則由外端傳入,使彈性元件4變形儲能,直到動量消耗完原動端停止轉動,制動完成。改慮因結構和安裝造成的離合面位置誤差,可在內外端連接環(huán)節(jié)中設置彈性補償元件16,保證內外端的可靠接合。各能量端的離合面可為摩擦式或嚙合式。如內端與非回轉端設計成嚙合式離合,則將嚙合孔8設計成軸向浮動式,與彈簧7配合保證運動嚙合。復位彈簧9與運動接觸面保持滾動接觸。制動完成可通過行程控制元件24保持其制動位置。起動時操縱機構11松開,在彈簧9作用下外端脫離原動端,內端脫離非回轉端與原動端接合,因外端由防反轉機構12限制無法反轉,故彈性件4所儲能量通過內端傳至原動端。為減少能量損失,內端應以最短時間完成與非回轉端和原動端的離合。當然也可利用操縱機構直接主動控制內外端起動離合動作。車輛起動后,內外端回至原動端空轉的常態(tài)。防反轉機構12可由摩擦式或爪式棘輪組成,也可由其它單向離合機構充當。如內端常態(tài)與原動端接合,則人為反向行駛時,將受彈性件4阻礙,故需設置車輪反轉機構13,反轉機構13由單向離合裝置18和推力滑塊20組成,車輪反轉時單向離合元件18受力將滑塊20推動,滑塊解除防反轉元件17的作用,使內外端順利反轉。單向離合裝置可為爪式或摩擦式。
      更好的實施方案是起動時內端與非回轉端和原動端實現(xiàn)雙重順序離合。即內端與原動端可靠接合后再與非回轉端脫開。為此將非回轉端設計為軸向移動式,操縱機構可實現(xiàn)行程分段控制。制動時操縱位置由起始位置23前行至控制元件24中部凹陷,同時由制動杠桿15帶動制動回轉輪14拉動內外端同步離合制動。起動時操縱位置由元件24中部凹陷繼續(xù)前行由制動杠桿15推動非回轉端和內外端同時軸向移動,使內端保持與非回轉端接合同時與原動端可靠接合。外端相對于制動輪14的多余行程由二者間設置彈性元件補償。制動杠桿15行程末段,制動輪由于可變長度銷21被頂出,制動輪松開,解除彈簧9的壓力,使內端與原動端更緊接合,操縱行程越過元件24端部則在趨向中間點劃線位置的彈力作用下沿曲線返至位置23,同時杠桿15及非回轉端在裝于軸25上的彈簧26作用下復位,非回轉端與內端脫離,車輪起步。制動輪14還可與制動杠桿15通過棘輪機構連接,最好設置制動輪限位點,保證杠桿15復位后與其相對位置不變。
      還可利用內端與非回轉端嚙合式離合裝置及可變長度嚙合齒27實現(xiàn)雙重順序嚙合。嚙合齒最好設計成滑動柱銷形式,由臺階和復位彈簧28保證初始嚙合長度。起動時內端向原動端移動,同時在儲能元件4扭矩作用下嚙合齒受嚙合孔壁摩擦力作用被拉出銷孔同時張緊彈簧28,直到內端與原動端可靠接合,彈簧28張緊力大于嚙合齒孔壁摩擦力,齒脫離嚙合孔,內端與非回轉端完全脫開。為克服銷孔摩擦力及彈簧張緊力,嚙合孔與銷上嚙合部位應有更大的摩擦系數(shù),必要時可增加襯套材料,為調整齒的可變長度,保證內端可靠接合后齒能及時脫出,可設置復位彈簧張緊力調節(jié)機構。最簡設計為位于銷尾部的帶螺紋彈簧檔圈,調節(jié)檔圈旋入深度即可方便調節(jié)彈簧張緊量。
      操縱機構最好是由腳踏制動板控制,另設前后普通手剎適應多種需求。有關活動部位加裝密封圈,保證裝置的密封性以適應雨雪天氣狀況。操縱機構也可由液壓或電磁閥控制。
      權利要求1,一種車輛用新型制動裝置,特別是電動輕便車制動裝置,其特征在于由離合制動裝置(3,5,6,10)、機械儲能元件(4)、防反轉機構(12)和操縱機構(11)組成,離合制動裝置包括原動端(6),外端(3)、內端(5)和周向固定端(10),各端帶有接合面并由操縱機構(11)控制視需要移動實現(xiàn)各端間的離合,原動端(6)直接或間接與車輪(1)聯(lián)接用于車輪正向轉動的輸入和輸出,外端(3)和內端(5)分別與彈性儲能元件(4)的兩端聯(lián)接用于儲能元件能量輸入和輸出,防反轉機構(12)作用于儲能元件的輸入端即外端(3)限制其反轉釋能,保證儲能元件所儲能量由輸出端即內端(5)輸出,外端和內端均可與原動端接合,內端還可與周向固定端(10)接合。
      2,根據(jù)權利要求1所述裝置,其特征在于內端與周向固定端之間或裝置主軸(25)端部設置有雙重順序離合裝置,保證起動時內端(5)與原動端(6)可靠接合后再與周向固定端(10)脫開。
      3,根據(jù)權利要求1或2所述的裝置,其特征在于裝置主軸(25)端部設置有軸向移動式周向固定端,內端復位彈簧,周向固定端復位彈簧(26)及由控制元件(24)對其行程分段控制的操縱機構(14 15),操縱機構(14 15)控制周向固定端與內外端的移動,還控制內端復位彈簧和周向固定端復位彈簧按順序先后釋放。
      4,根據(jù)權利要求1或2所述裝置,其特征在于內端(5)與周向固定端(10)之間設置有嚙合式雙重順序離合裝置,離合裝置包括可變長度嚙合齒(27),嚙合齒復位彈簧(28),及最好是浮動設置的嚙合孔(8)。
      5,根據(jù)權利要求1所述裝置,其特征在于在車輪主軸附近設置有車輪反轉機構(13),視需要解除防反轉機構(12)的功能。
      6,根據(jù)權利要求1或5所述裝置,其特征在于車輪反轉機構由單向離合機構(18)及由離合機構(18)推動的推力滑塊(20)組成,推力滑塊(20)與防反轉機構(12)中防反轉元件(17)接觸,摩擦元件(18)或卡爪元件因車輪反轉受力帶動滑塊(20)動作將防反轉機構(12)中防反轉元件(17)推離工作位置。
      7,根據(jù)權利要求1所述裝置,其特征在于內端(5)和外端(3)保持滾動接觸,相互傳遞推力。
      8,根據(jù)權利要求1所述裝置,其特征在于外端(3)和內端(5)聯(lián)系環(huán)節(jié)中設置有彈性元件(16),用于補償二者行程偏差。
      專利摘要本實用新型公開了一種車輛用尤其是電動兩輪車用再生制動裝置,由離合制動裝置、機械儲能元件、防反轉機構和操縱機構組成,車輪正向轉動由原動端傳入,外端和內端均可與原動端接合,內端還可與非回轉端接合,彈笥元件分別與外端和內端相連,制動時由操縱機構控制內端與非回轉端接合,外端與原動端接合,外端隨原動端轉動帶動彈性元件變形儲能,直至原動端能量耗盡達到制動目的,起動時操縱機構控制內端脫離非回轉端與原動端接合,外端與原動端脫開,防反轉機構限制外端反轉釋能,彈性元件所儲能量由內端傳至原動端,驅動其正向轉動。
      文檔編號B60T1/06GK2391778SQ98228298
      公開日2000年8月16日 申請日期1998年2月18日 優(yōu)先權日1998年2月18日
      發(fā)明者袁昌平 申請人:袁昌平
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