汽車空氣旋轉(zhuǎn)壓縮儲(chǔ)能式剎車系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種汽車空氣旋轉(zhuǎn)壓縮儲(chǔ)能式剎車系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前有很多汽車、客車都使用氣壓制動(dòng)。氣壓制動(dòng)優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力矩大、踏板行程較短、操縱輕便、使用可靠。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)旁邊的空氣壓縮機(jī)的作用是產(chǎn)生壓縮空氣，是動(dòng)力源。以發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作，壓縮氣體使車輪產(chǎn)生制動(dòng)。駕駛員只需按不同的制動(dòng)強(qiáng)度要求，控制踏板的行程，釋放出不同程度的壓縮空氣，便可調(diào)整氣體壓力的大小來獲得所需的制動(dòng)力。但是這樣的系統(tǒng)它的缺點(diǎn)是:消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，一方面不可避免地將能量耗散在摩擦熱上，耗損了剎車片，另一方面在制動(dòng)之后無法將高壓氣體回收存入儲(chǔ)氣罐，廢、熱氣體被排入大氣，造成能量損失。如果將車子慣性動(dòng)能通過空氣壓縮裝置存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣罐中，則可避免此類問題。
[0003]目前，有一些技術(shù)利用多級(jí)、多缸、直列式的曲柄連桿儲(chǔ)能壓縮機(jī)，設(shè)置于汽車地盤，取動(dòng)力于變速器旁的傳動(dòng)裝置，將剎車時(shí)汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成氣體壓力能儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣罐中，完成了能量的有效回收。但是，該方案的不足之處在于壓縮機(jī)構(gòu)位置設(shè)置不合理，不能夠有效剎車，會(huì)妨礙變速器的工作，并且會(huì)減少傳動(dòng)軸的使用壽命；另一方面由于增添了額外設(shè)備，在體積、重量以及復(fù)雜度方面會(huì)限制汽車體型的設(shè)計(jì)。
[0004]還有一些技術(shù)，在剎車時(shí)，通過氣動(dòng)離合器的離合，利用帶輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行空氣壓縮儲(chǔ)能。該方案結(jié)構(gòu)較為清晰簡易，然而該項(xiàng)儲(chǔ)能功能，反應(yīng)緩慢，且僅限于長時(shí)間滑行等制動(dòng)力需求不是很大的工況，綜合來看經(jīng)濟(jì)性能較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種汽車空氣旋轉(zhuǎn)壓縮儲(chǔ)能式剎車系統(tǒng)，本系統(tǒng)基于滑片式空氣壓縮原理和汽車剎車盤原理進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，將剎車儲(chǔ)能裝置設(shè)計(jì)在剎車盤位置，從而實(shí)現(xiàn)高效高強(qiáng)度可控且靈敏的剎車儲(chǔ)能過程。本系統(tǒng)在剎車過程中可無級(jí)調(diào)節(jié)剎車阻力矩，極大地符合了傳統(tǒng)剎車盤的剎車效果，使系統(tǒng)在一般剎車制動(dòng)情況下能夠全程高效回收汽車動(dòng)能，有效提高了空壓儲(chǔ)能制動(dòng)系統(tǒng)的綜合性能。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種汽車空氣旋轉(zhuǎn)壓縮儲(chǔ)能式剎車系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:滑片式空氣壓縮裝置，踏板及角位移感應(yīng)器，電磁離合器，壓力反饋?zhàn)兯推?，電壓比較器，電磁閥門，低壓進(jìn)氣器，高壓進(jìn)氣器，緩沖箱，儲(chǔ)氣罐，以及連接氣體管道和信號(hào)傳輸線路；
[0008]所述滑片式空氣壓縮裝置，低壓進(jìn)氣器，高壓進(jìn)氣器，緩沖箱，電磁離合器構(gòu)成空氣壓縮機(jī)構(gòu)；
[0009]所述踏板及角位移感應(yīng)器，電磁離合器，壓力反饋?zhàn)兯推?，電壓比較器，電磁閥門，高壓進(jìn)氣器，緩沖箱組成制動(dòng)強(qiáng)度控制及壓力反饋機(jī)構(gòu)；
[0010]所述緩沖箱，儲(chǔ)氣罐組成能量回收存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)；
[0011]踏板及角位移感應(yīng)器經(jīng)信號(hào)傳輸線路分別連接于電磁離合器和電壓比較器，電磁閥門經(jīng)氣體管道連通于高壓進(jìn)氣器和緩沖箱之間，高壓進(jìn)氣器經(jīng)信號(hào)傳輸線路連接于壓力反饋?zhàn)兯推?，壓力反饋?zhàn)兯推鹘?jīng)信號(hào)傳輸線路連接于電壓比較器，滑片式空氣壓縮裝置出氣口與緩沖箱以氣體管道相連接，緩沖箱經(jīng)氣體管道連接于儲(chǔ)氣罐。
[0012]本系統(tǒng)需滿足一定初始?jí)毫σ?，初始?jí)毫σ鬄?儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓強(qiáng) > 緩沖箱內(nèi)壓強(qiáng) > 高壓進(jìn)氣器內(nèi)壓強(qiáng) > 低壓進(jìn)氣器壓強(qiáng)。
[0013]所述空氣壓縮機(jī)構(gòu)由滑片式空氣壓縮裝置，低壓進(jìn)氣器，高壓進(jìn)氣器，緩沖箱，電磁離合器協(xié)作構(gòu)成。低壓進(jìn)氣器的氣源為大氣，高壓進(jìn)氣器的氣源為緩沖箱，滑片式空氣壓縮裝置低壓進(jìn)氣口連接于低壓進(jìn)氣器，其高壓進(jìn)氣口連接于高壓進(jìn)氣器。假定氣壓已經(jīng)初始化，可滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求。當(dāng)汽車啟動(dòng)剎車時(shí)，電磁離合器動(dòng)作，滑片式空氣壓縮裝置與汽車輪軸開始同步轉(zhuǎn)動(dòng)，滑片空氣壓縮裝置低、高壓進(jìn)氣器同時(shí)向滑片空氣壓縮裝置低、高壓腔注入空氣以調(diào)節(jié)各腔室壓力，此初始?jí)毫捎善囁璩跏贾苿?dòng)力的大小來調(diào)整。特別的當(dāng)所需制動(dòng)力較大時(shí)，可將低壓腔內(nèi)壓力降至真空，意即低壓進(jìn)氣器輸入空氣量為零。汽車剎車過程中，其輪軸受到的制動(dòng)力矩來自三個(gè)部分:分隔真空腔與低壓腔的滑片受到兩側(cè)的氣壓差，產(chǎn)生逆力矩；分隔低壓腔與高壓腔的滑片受到兩側(cè)的氣壓差，產(chǎn)生逆力矩；高壓腔在體積逐漸縮小的過程中，由于其兩側(cè)滑片壁受到來自不同腔室的壓力，也相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)逆力矩。隨著滑片的旋轉(zhuǎn)，氣體最終被驅(qū)趕壓縮至出氣口。
[0014]所述制動(dòng)強(qiáng)度控制及壓力反饋機(jī)構(gòu)由踏板及角位移感應(yīng)器，電磁離合器，壓力反饋?zhàn)兯推?，電壓比較器，電磁閥門，高壓進(jìn)氣器，緩沖箱協(xié)作構(gòu)成。所述角位移感應(yīng)器功能是感受踏板踩下角度的大小并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳輸至電壓比較器、電磁離合器以及低、高壓進(jìn)氣器。所述壓力反饋?zhàn)兯推鞅话惭b在高壓進(jìn)氣器上，壓力反饋?zhàn)兯推鲗毫π盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸至電壓比較器，所述電壓比較器輸出I或者O信號(hào)來控制電磁閥的開閉，以調(diào)節(jié)高壓進(jìn)氣器的壓力。
[0015]所述角位移感應(yīng)器輸出給電壓比較器的電信號(hào)與需求制動(dòng)強(qiáng)度大小相對(duì)應(yīng)，所述壓力反饋?zhàn)兯推鬏敵鲭娦盘?hào)與當(dāng)前制動(dòng)強(qiáng)度大小相對(duì)應(yīng)，所述電壓比較強(qiáng)做出電磁閥開閉判斷。所述角位移感應(yīng)器輸出給電磁閥和低、高壓進(jìn)氣器電信號(hào)為I或0，對(duì)應(yīng)于角度為非零度或零時(shí)的情況。
[0016]所述電磁離合器具有兩端鎖定功能，當(dāng)咬合時(shí)，即踏板位移角度為非零進(jìn)行剎車時(shí)，電磁離合器連接汽車輪軸與滑片式空氣壓縮裝置，當(dāng)斷開時(shí)，即踏位移板角度為零停止剎車時(shí)，電磁離合器則將滑片式空氣壓縮裝置固定，使其保持當(dāng)前旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防止下次剎車時(shí)氣壓紊亂的情況發(fā)生。
[0017]所述踏板在角度減小過程中，電磁閥關(guān)閉，高壓進(jìn)氣器并未關(guān)閉，隨著高壓進(jìn)氣器內(nèi)高壓氣體被壓入滑片式空氣壓縮裝置，其內(nèi)壓強(qiáng)不斷減少，所對(duì)應(yīng)的制動(dòng)強(qiáng)度大小也隨之減小，直至高壓進(jìn)氣器關(guān)閉。
[0018]所述能量回收存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)由緩沖箱和儲(chǔ)氣罐協(xié)作構(gòu)成，所述緩沖箱和儲(chǔ)氣罐都裝有安全閥。高壓氣體由滑片式空氣壓縮裝置的出氣口進(jìn)入緩沖箱，緩沖箱內(nèi)氣壓升高，緩沖箱內(nèi)氣體通過電磁閥再次進(jìn)入高壓進(jìn)氣器，高壓氣體與低壓腔內(nèi)氣體混合后氣壓略為降低，之后進(jìn)入高壓腔又被重新壓縮至更高的氣壓，在此閉式壓縮的循環(huán)過程中，循環(huán)效果是緩沖箱內(nèi)壓力逐漸升高。當(dāng)緩沖箱內(nèi)達(dá)到一定壓力時(shí)，其上通向儲(chǔ)氣罐的單向閥門開啟，高壓氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，從而保證緩沖箱內(nèi)氣壓不會(huì)過度變大。
[0019]所述氣體管道上單向閥的安裝具體為:安裝于儲(chǔ)氣罐與緩沖箱之間氣體管道上，由緩沖箱指向儲(chǔ)氣罐；安裝于緩沖箱與電磁閥之間氣體管道上，由緩沖箱指向電磁閥；安裝于滑片式空氣壓縮裝置與緩沖箱之間氣體管道上，由滑片式空