專利名稱：Abs剎車防抱死方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)動車制動過程中防止車輪抱死的方法和裝置，特別是涉及一種機(jī)械式剎車防抱死的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，剎車時常規(guī)制動器作用于車輪的制動力矩的大小一般都是取決于駕駛者施加的力的大小，當(dāng)駕駛者施加的力太大，而路面作用于車輪的制動力太小時，車輪就會抱死，影響剎車安全。再者，早前提出的兩項(xiàng)中國專利已獲授權(quán)(專利號ZL 02249843.5，ZL 200320118093.5)，兩個專利在實(shí)施時只能用在液壓式制動系統(tǒng)中，且需要用到電磁閥，目前的ABS剎車防抱死系統(tǒng)幾乎都有這樣的要求。而目前，公知的摩托車制動系主要是機(jī)械式制動系，使到這兩個專利在摩托車上推廣應(yīng)用較難。再者，目前車距保持、主動防撞等新技術(shù)都在必要時主動對汽車進(jìn)行剎車，從防止危險發(fā)生，安全上要求車上的剎車系統(tǒng)在自動剎車時車輪不能抱死。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種ABS剎車防抱死的方法和裝置，使剎車時制動器作用于車輪的制動力矩的大小主要取決于路面作用于車輪的制動力的大小，這樣能減少車輪被抱死的發(fā)生，萬一車輪有抱死傾向，則對制動系進(jìn)行減壓。且能夠用在液壓式制動系統(tǒng)和非液壓的制動系統(tǒng)中。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方法是首先本發(fā)明的自增力式剎車部分利用斜面力的作用，當(dāng)制動器采用圓盤式制動器時，整個裝置是在輪軸上自左向右依次套入帶剎車片圓盤、帶斜面圓盤、超越離合器輸入端和超越離合器輸出端，各部件與輪軸采用滾動軸承聯(lián)接，并用擋圈在輪軸上進(jìn)行軸向定位，車輪與超越離合器輸出端固定，剎車?yán)z一頭固定在V形凸塊底部，V形凸塊頂部向右頂著帶剎車片圓盤，帶斜面圓盤的三個楔塊伸入到超越離合器輸入端盤面上開的三個方形窗中，方形窗對著楔塊斜面的邊框通過銷連接有滾柱。沿周向布置的幾個小彈簧把帶斜面圓盤、超越離合器輸入端連接在一起。
車輛行駛中駕駛員剎車時，拉絲拉動V形凸塊順時針轉(zhuǎn)動，V形凸塊頂部向右頂壓帶剎車片圓盤，帶剎車片圓盤右移至擋圈處，這時帶剎車片圓盤與帶斜面圓盤已互相接觸到，帶斜面圓盤受到制動力矩要停止轉(zhuǎn)動，超越離合器輸入端繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動，超越離合器輸入端通過滾柱與帶斜面圓盤的楔塊斜面接觸發(fā)生力作用，一方面帶動帶斜面圓盤向前轉(zhuǎn)動，一方面把帶斜面圓盤壓向帶剎車片圓盤，使到帶剎車片圓盤對帶斜面圓盤產(chǎn)生制動力矩，則反過來，帶斜面圓盤通過楔塊斜面與滾柱作用把制動力矩傳給超越離合器輸入端，從而傳給車輪，車輪減速受地面制動力作用。地面作用到車輪的制動力越大，超越離合器輸入端越是帶動帶斜面圓盤向前轉(zhuǎn)動，通過斜面力的作用，車輪受到帶剎車片圓盤與帶斜面圓盤之間產(chǎn)生的制動力就越大。當(dāng)然，同時駕駛員握住剎車手柄的力也要更大。
剎車時制動器作用于車輪的制動力矩的大小主要取決于路面作用于車輪的制動力的大小，路面作用于車輪的制動力越大，制動器作用于車輪的制動力矩也越大，當(dāng)然駕駛員會感到剎車越費(fèi)力，這樣能防止由于車輪受到的制動器的制動力矩比受到路面作用的制動力矩相差太大而出現(xiàn)車輪被抱死。在制動過程中，由于出現(xiàn)慣性力矩，路面對前輪的法向反作用力變大，前輪受到路面的制動力矩相應(yīng)變大，故前輪受到制動器的制動力矩也變大，后輪則都相反，這里自增力式剎車部分起到自動分配制動力的作用。在制動過程中，當(dāng)路面附著系數(shù)發(fā)生變化時，如車輛從高附著路面突然進(jìn)入低附著路面，車輪受到路面的制動力矩突然變小，常規(guī)制動器由于制動器作用于車輪的制動力矩不會變小則可能發(fā)生車輪抱死，本發(fā)明的自增力式剎車部分制動器作用于車輪的制動力矩隨路面作用于車輪的制動力矩變小而變小，即能適應(yīng)路面附著系數(shù)的變化。
其次，本發(fā)明可控超越離合器部分，利用加速度、減速度、滑移率等閥值來控制超越離合器的離或合，即控制切不切斷制動器作用于車輪的制動力矩。具體是超越離合器的輸入端與制動器相連，超越離合器的輸出端與車輪相連，制動過程中車輪萬一有抱死傾向，控制超越離合器分離，輪速回升后，控制超越離合器接合。自增力式剎車部分可減少可控超越離合器部分離合過程中受到的突然間的沖擊，對可控超越離合器部分起保護(hù)作用。
本發(fā)明的有益效果是本ABS剎車防抱死系統(tǒng)能夠以較低的成本防止剎車過程中車輪的抱死，并可用于液壓和非液壓制動系統(tǒng)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明整體的結(jié)構(gòu)原理2是本發(fā)明自增力式剎車部分的結(jié)構(gòu)原理3是本發(fā)明可控超越離合器部分的結(jié)構(gòu)原理中1.車輪，2.超越離合器輸出端，3.圓環(huán)，4.前叉，5.拉絲套，6.拉絲，7.V形凸塊，8.花鍵套筒，9.帶剎車片圓盤，10.擋圈，11.帶斜面圓盤，12.超越離合器輸入端，13.楔塊，14.方形窗，15.滾柱，16.小彈簧，17.棘齒，18.棘爪，19.圓環(huán)腳。
具體實(shí)施例方式
圖1、圖2所示，以摩托車前輪為例，在輪軸上自左向右依次套入帶剎車片圓盤(9)、帶斜面圓盤(11)、超越離合器輸入端(12)和超越離合器輸出端(2)，各部件與輪軸采用滾動軸承聯(lián)接，并用擋圈在輪軸上進(jìn)行軸向定位。車輪(1)固定在超越離合器輸出端(2)。自增力式剎車部分是帶剎車片圓盤(9)是金屬圓盤上右邊固定剎車片，左邊為外花鍵端，帶內(nèi)花鍵的花鍵套筒(8)套入帶剎車片圓盤(9)左邊的外花鍵端，花鍵套筒(8)與摩托車前叉(4)固定，限制了帶剎車片圓盤(9)繞輪軸的轉(zhuǎn)動，但允許帶剎車片圓盤做軸向移動，但只能在花鍵套筒(8)和擋圈(10)之間做軸向移動。V形凸塊(7)在中間腰部通過銷與花鍵套筒(8)連接，對于機(jī)械式剎車系統(tǒng)來說，剎車?yán)z套(5)一頭固定在花鍵套筒(8)上，拉絲(6)一頭固定在V形凸塊(7)底部，V形凸塊頂部向右頂著帶剎車片圓盤(9)。帶斜面圓盤(11)的三個楔塊(13)伸入到超越離合器輸入端(12)盤面上開的三個方形窗(14)中，方形窗(14)對著楔塊(13)斜面的邊框通過銷連接有滾柱(15)。沿周向布置的幾個小彈簧(16)把帶斜面圓盤(11)、超越離合器輸入端(12)連接在一起。
通常情況下，超越離合器處于“合”狀態(tài)，超越離合器輸入端通過小彈簧(16)帶著帶斜面圓盤(11)一起隨車輪轉(zhuǎn)動。車輛行駛中駕駛員剎車時，拉絲拉動V形凸塊(7)順時針轉(zhuǎn)動，V形凸塊頂部向右頂壓帶剎車片圓盤(9)，帶剎車片圓盤右移至擋圈(10)處，這時帶剎車片圓盤與帶斜面圓盤(11)已互相接觸到，帶斜面圓盤受到制動力矩要停止轉(zhuǎn)動，超越離合器輸入端(12)繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動，超越離合器輸入端通過滾柱(15)與帶斜面圓盤的楔塊(13)斜面接觸發(fā)生力作用，一方面帶動帶斜面圓盤(11)向前轉(zhuǎn)動，一方面把帶斜面圓盤壓向帶剎車片圓盤(9)，使到帶剎車片圓盤(9)對帶斜面圓盤(11)產(chǎn)生制動力矩，則反過來，帶斜面圓盤(11)通過楔塊(13)斜面與滾柱(15)作用把制動力矩傳給超越離合器輸入端(12)，從而傳給車輪，車輪減速受地面制動力作用。地面作用到車輪的制動力越大，超越離合器輸入端(12)越是帶動帶斜面圓盤(11)向前轉(zhuǎn)動，通過斜面力的作用，車輪受到帶剎車片圓盤(9)與帶斜面圓盤(11)之間產(chǎn)生的制動力就越大。當(dāng)然，同時駕駛員握住剎車手柄的力也要更大。
以上只是車輪向前旋轉(zhuǎn)時有制動作用，為了在車輪向后旋轉(zhuǎn)時也有制動作用，則可在楔塊的另一邊也設(shè)斜面，同時在超越離合器輸入端方形窗的另一邊邊框同樣通過銷連接滾柱。從車輪左右兩邊受力平衡考慮，車輪左右兩邊都可以裝自增力式剎車結(jié)構(gòu)。
圖1、圖3所示可控超越離合器部分，超越離合器選用棘輪-棘爪超越離合器為例進(jìn)行說明，超越離合器輸入端(12)圓周上分布棘齒(17)，棘爪(18)通過銷固定在超越離合器輸出端(2)相應(yīng)位置上，圓環(huán)(3)套入到超越離合器輸出端(2)的圓環(huán)槽中，圓環(huán)(3)外圓周通過滾珠與超越離合器輸出端(2)的圓環(huán)槽相應(yīng)的槽面接觸，圓環(huán)(3)內(nèi)圓周沿著圓周向內(nèi)凸出六個圓環(huán)腳(19)，通常情況下，車輪轉(zhuǎn)動時，超越離合器輸出端(2)通過三個棘爪(18)分別頂著圓環(huán)三個圓環(huán)腳(19)的后端，從而帶動圓環(huán)(3)轉(zhuǎn)動，反過來，圓環(huán)腳向后頂住棘爪，使棘爪與超越離合器輸入端(12)的棘齒(17)嚙合。
制動過程中，萬一車輪有抱死傾向，出現(xiàn)較大減速度時，圓環(huán)(3)由于慣性保持向前轉(zhuǎn)動，則相對車輪和超越離合器輸出端(2)向前轉(zhuǎn)動，直到圓環(huán)腳(19)的前端頂住棘爪(18)下端，把棘爪和棘齒的嚙合頂開，超越離合器實(shí)現(xiàn)分離，超越離合器輸出端(2)不再帶動超越離合器輸入端(12)向前轉(zhuǎn)動，則超越離合器輸入端(12)也不再通過斜面作用把帶斜面圓盤(11)壓向帶剎車片圓盤(9)，則自增力式剎車部分不在對車輪作用有制動力矩，車輪轉(zhuǎn)速回升，同樣由于慣性，圓環(huán)相對車輪向后轉(zhuǎn)動，直到圓環(huán)腳(19)的后端頂住棘爪(18)，使棘爪重新卡入棘齒，超越離合器實(shí)現(xiàn)“合”，則超越離合器輸入端(12)又通過滾柱與斜面的作用帶動帶斜面圓盤(11)向前轉(zhuǎn)動，只要駕駛員仍保持著剎車狀態(tài)，則自增力式剎車部分又產(chǎn)生制動力矩并傳給車輪，如車輪又有抱死傾向則重復(fù)上面的過程。自增力式剎車部分在超越離合器實(shí)現(xiàn)“合”后，制動力矩需要通過斜面力的作用轉(zhuǎn)化得到，故不會對可控超越離合器部分造成突然間的沖擊，加上帶斜面圓盤(11)和帶剎車片圓盤(9)過載時可以打滑，對可控超越離合器部分起保護(hù)作用。
棘爪(18)和圓環(huán)腳(19)也可設(shè)置更多組。
由于自增力式剎車部分作用到車輪的制動力矩主要由路面作用于車輪的制動力矩決定，故前后輪的制動可采用聯(lián)動方式，如摩托車的前后輪制動器同時有拉絲與手剎和腳剎相連，則通過手剎或腳剎可同時對前后輪進(jìn)行制動。
V形凸塊(7)的轉(zhuǎn)動也可不通過拉絲拉動，在電力制動系中通過步進(jìn)電機(jī)、電磁閥等執(zhí)行器帶動，在液壓制動系中通過制動分泵帶動。引入電動設(shè)備可以在必要時實(shí)現(xiàn)自動剎車。從車輪左右兩邊受力平衡考慮，車輪左右兩邊都可以有這樣的剎車結(jié)構(gòu)。
如圖2，為結(jié)構(gòu)簡單，可以犧牲一點(diǎn)效果，不用超越離合器來輔助控制，而是把超越離合器的輸入端直接與車輪連接。為了使車輛向前行走可以剎車，向后行走也可以剎車，則把帶斜面圓盤(11)的楔塊(13)兩邊都形成斜面，超越離合器輸入端(12)盤面上開的方形窗(14)左右兩邊邊框都通過銷連接有滾柱(15)。車輛向前或后行走剎車時，超越離合器輸入端都能通過滾柱(15)與帶斜面圓盤的楔塊(13)斜面接觸發(fā)生力作用。
在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)上，加裝這樣的結(jié)構(gòu)，可以起到驅(qū)動防滑作用，超越離合器的輸入端直接與車輪連接，車輛上的發(fā)動機(jī)、電動機(jī)等動力設(shè)備通過傳動機(jī)構(gòu)帶動帶剎車片圓盤轉(zhuǎn)動，車輛起步行走時，剎車片圓盤壓向帶斜面圓盤時，帶動帶斜面圓盤轉(zhuǎn)動，帶斜面圓盤的轉(zhuǎn)矩通過楔塊(13)形成的斜面作用到超越離合器輸入端的滾柱(15)上，從而帶動車輪轉(zhuǎn)動。與制動的原理類似，地面作用于車輪的驅(qū)動力矩越大，在斜面力的作用下帶斜面圓盤越靠向帶剎車片圓盤，傳動機(jī)構(gòu)傳到車輪的力矩就越大。
權(quán)利要求
1.一種能夠用在液壓和非液壓制動系統(tǒng)中的ABS剎車防抱死方法和裝置，其特征是首先本發(fā)明的自增力式剎車部分利用斜面力的作用，當(dāng)制動器采用圓盤式制動器時，整個裝置是在輪軸上自左向右依次套入帶剎車片圓盤、帶斜面圓盤、超越離合器輸入端和超越離合器輸出端，各部件與輪軸采用滾動軸承聯(lián)接，并用擋圈在輪軸上進(jìn)行軸向定位，車輪與超越離合器輸出端固定，剎車?yán)z一頭固定在V形凸塊底部，V形凸塊頂部向右頂著帶剎車片圓盤，帶斜面圓盤的三個楔塊伸入到超越離合器輸入端盤面上開的三個方形窗中，方形窗對著楔塊斜面的邊框通過銷連接有滾柱，沿周向布置的幾個小彈簧把帶斜面圓盤、超越離合器輸入端連接在一起；車輛行駛中駕駛員剎車時，拉絲拉動V形凸塊順時針轉(zhuǎn)動，V形凸塊頂部向右頂壓帶剎車片圓盤，帶剎車片圓盤右移至擋圈處，這時帶剎車片圓盤與帶斜面圓盤已互相接觸到，帶斜面圓盤受到制動力矩要停止轉(zhuǎn)動，超越離合器輸入端繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動，超越離合器輸入端通過滾柱與帶斜面圓盤的楔塊斜面接觸發(fā)生力作用，一方面帶動帶斜面圓盤向前轉(zhuǎn)動，一方面把帶斜面圓盤壓向帶剎車片圓盤，使到帶剎車片圓盤對帶斜面圓盤產(chǎn)生制動力矩，則反過來，帶斜面圓盤通過楔塊斜面與滾柱作用把制動力矩傳給超越離合器輸入端，從而傳給車輪，車輪減速受地面制動力作用，地面作用到車輪的制動力越大，超越離合器輸入端越是帶動帶斜面圓盤向前轉(zhuǎn)動，通過斜面力的作用，車輪受到帶剎車片圓盤與帶斜面圓盤之間產(chǎn)生的制動力就越大，當(dāng)然，同時駕駛員握住剎車手柄的力也要更大；其次，本發(fā)明可控超越離合器部分，利用加速度、減速度、滑移率閥值來控制超越離合器的離或合，即控制切不切斷制動器作用于車輪的制動力矩，具體是超越離合器的輸入端與制動器相連，超越離合器的輸出端與車輪相連，制動過程中車輪萬一有抱死傾向，控制超越離合器分離，輪速回升后，控制超越離合器接合；自增力式剎車部分可減少可控超越離合器部分離合過程中受到的突然間的沖擊，對可控超越離合器部分起保護(hù)作用；本發(fā)明同時提供了一種實(shí)施方式以摩托車前輪為例，在輪軸上自左向右依次套入帶剎車片圓盤(9)、帶斜面圓盤(11)、超越離合器輸入端(12)和超越離合器輸出端(2)，各部件與輪軸采用滾動軸承連接，并用擋圈在輪軸上進(jìn)行軸向定位，車輪(1)固定在超越離合器輸出端(2)；自增力式剎車部分是帶剎車片圓盤(9)是金屬圓盤上右邊盤面固定剎車片，左邊為外花鍵端，帶內(nèi)花鍵的花鍵套筒(8)套入帶剎車片圓盤(9)左邊的外花鍵端，花鍵套筒(8)與摩托車前叉(4)固定，限制了帶剎車片圓盤(9)繞輪軸的轉(zhuǎn)動，但允許帶剎車片圓盤做軸向移動，但只能在花鍵套筒(8)和擋圈(10)之間做軸向移動；V形凸塊(7)在中間腰部通過銷與花鍵套筒(8)連接，對于機(jī)械式剎車系統(tǒng)來說，剎車?yán)z套(5)一頭固定在花鍵套筒(8)上，拉絲(6)一頭固定在V形凸塊(7)底部，V形凸塊頂部向右頂著帶剎車片圓盤(9)；帶斜面圓盤(11)的三個楔塊(13)伸入到超越離合器輸入端(12)盤面上開的三個方形窗(14)中，方形窗(14)對著楔塊(13)斜面的邊框通過銷連接有滾柱(15)；沿周向布置的幾個小彈簧(16)把帶斜面圓盤(11)、超越離合器輸入端(12)連接在一起；要求向后也要有制動作用時，則可在楔塊的另一邊也設(shè)斜面，同時在超越離合器輸入端方形窗的另一邊邊框同樣通過銷連接滾柱；可控超越離合器部分是超越離合器選用棘輪-棘爪超越離合器為例進(jìn)行說明，超越離合器輸入端(12)圓周上分布棘齒(17)，棘爪(18)通過銷固定在超越離合器輸出端(2)相應(yīng)位置上，圓環(huán)(3)套入到超越離合器輸出端(2)的圓環(huán)槽中，圓環(huán)(3)外圓周通過滾珠與超越離合器輸出端(2)的圓環(huán)槽相應(yīng)的槽面接觸，圓環(huán)(3)內(nèi)圓周沿著圓周向內(nèi)凸出六個圓環(huán)腳(19)，通常情況下，車輪轉(zhuǎn)動時，超越離合器輸出端(2)通過三個棘爪(18)分別頂著圓環(huán)三個圓環(huán)腳(19)的后端，從而帶動圓環(huán)(3)轉(zhuǎn)動，反過來，圓環(huán)腳向后頂住棘爪，使棘爪與超越離合器輸入端(12)的棘齒(17)嚙合；棘爪(18)和圓環(huán)腳(19)也可設(shè)置更多組；由于自增力式剎車部分作用到車輪的制動力矩主要由路面作用于車輪的制動力矩決定，故前后輪的制動可采用聯(lián)動方式，如摩托車的前后輪制動器同時有拉絲與手剎和腳剎相連，則通過手剎或腳剎可同時對前后輪進(jìn)行制動；V形凸塊(7)的轉(zhuǎn)動也可不通過拉絲拉動，在電力制動系中通過電動執(zhí)行器帶動，在液壓制動系中通過制動分泵帶動，車輪左右兩邊都可以裝自增力式剎車結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS剎車防抱死方法和裝置，其特征是超越離合器的輸入端直接與車輪連接，為了使車輛向前行走可以剎車，向后行走也可以剎車，則把帶斜面圓盤(11)的楔塊(13)兩邊都形成斜面，超越離合器輸入端(12)盤面上開的方形窗(14)左右兩邊邊框都通過銷連接有滾柱(15)，車輛向前或后行走剎車時，超越離合器輸入端都能通過滾柱(15)與帶斜面圓盤的楔塊(13)斜面接觸發(fā)生力作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS剎車防抱死方法和裝置，其特征是車輛的驅(qū)動系統(tǒng)上，加裝這樣的結(jié)構(gòu)，可以起到驅(qū)動防滑作用，超越離合器的輸入端直接與車輪連接，車輛上的發(fā)動機(jī)、電動機(jī)等動力設(shè)備通過傳動機(jī)構(gòu)帶動帶剎車片圓盤轉(zhuǎn)動，車輛起步行走時，剎車片圓盤壓向帶斜面圓盤時，帶動帶斜面圓盤轉(zhuǎn)動，帶斜面圓盤的轉(zhuǎn)矩通過楔塊(13)形成的斜面作用到超越離合器輸入端的滾柱(15)上，從而帶動車輪轉(zhuǎn)動。
全文摘要
一種能夠用在機(jī)動車液壓和非液壓制動系統(tǒng)的ABS剎車防抱死方法和裝置。整個裝置是在輪軸上自左向右依次套入帶剎車片圓盤、帶斜面圓盤、超越離合器輸入端和超越離合器輸出端，各部件與輪軸采用滾動軸承聯(lián)接，并用擋圈在輪軸上進(jìn)行軸向定位，剎車?yán)z一頭固定在V形凸塊底部，V形凸塊頂部向右頂著帶剎車片圓盤，分為自增力式剎車和可控超越離合器兩部分。自增力式剎車部分利用斜面力的作用，剎車時制動器作用于車輪的制動力矩的大小主要取決于路面作用于車輪的制動力的大小，減少車輪被抱死的發(fā)生。可控超越離合器部分在制動過程中車輪萬一有抱死傾向，控制超越離合器分離，防止車輪被抱死，這種結(jié)構(gòu)同傳動系結(jié)合起到驅(qū)動防滑作用。
文檔編號F16D65/18GK1904405SQ20061010796
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者楊銘域 申請人:楊銘域