一种车辆紧急制动驻车制动器及其制动方法

技术领域

本发明涉及驻车制动器技术领域，具体是一种车辆紧急制动驻车制动器及其制动方法。

背景技术

在工程机械及各种行驶车辆中，变速箱与车桥的传动轴中串联一台闭式制动机构，作为车辆的第二套安全保障制动装置，当车辆行驶中，突然断油、断电、断气或者发动机熄火，主制动系统失灵的各种突发性情况下，该制动装置能立即制动驻车，避免突发性的安全事故。正常行驶时，在需要时也可以手动操纵制动器工作进行紧急制动驻车。

传统的大型装载机在15至20度的长坡上下坡时突然发动机出现故障熄火没有了液压输出，此时所有的液压操控系统都是去了作用，包括主刹车(全液压刹车)由于都是开路设计，也失去了刹车作用，装载机立即不受控制，此时只有驻车制动能避免安全事故的发生，但传统的钳式和鼓式驻车制动效率完全低于主刹车的制动力，在平路和小坡在主刹车配合使用时还可以将其刹住，但是一旦遇到紧急情况根本无法起到立即停止的作用，很多重大安全事故都是这样发生的，对驾驶员的人身安全造成伤害，对财产造成巨大损失。

所以现在需要一种车辆紧急制动驻车制动器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆紧急制动驻车制动器及其制动方法，在多种情况下起到可以进行立即驻车的效果，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车辆紧急制动驻车制动器，包括：

壳体，用于对轴以及两端和轴通过六角头螺栓螺纹连接的轴端封盖、凸面法兰提供固定，在轴一端接入动力装置，另一端可以接入传输装置，实现动力传输；且壳体包括花键套；

刹车铜片和刹车钢片，在刹车片进行压紧时，可以对轴进行制动；

动力机构，用于提供刹车铜片以及刹车钢片在行车或者启停过程的状态控制。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述轴的左右两侧分别与轴承壳一、轴承壳二之间设置有深沟球轴承和圆柱滚子轴承，所述轴承壳一以及轴承壳二之间通过骨架油封盖连接，且在骨架油封盖上设置有内六角圆柱螺钉。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述刹车铜片以及刹车钢片设置在花键套的内部，且在花键套的一侧设置有卡套式管接头，通过外接连接管实现对动力的输入。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述花键套的内部设置有靠近刹车铜片以及刹车钢片的环形活塞，所述活塞的活动端与刹车片接触，在活塞施加动力时，可以带动刹车铜片和刹车钢片接触压紧。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述轴承壳二与活塞之间设置有容置腔，且在容置腔的内部设置有圆柱螺旋压缩弹簧，在圆柱螺旋压缩弹簧的一侧设置有与轴承壳二的内壁固定连接的连接块一，以及在圆柱螺旋压缩弹簧的另一侧固定安装有在承载动力机构中压力的压力腔p内滑动连接的连接块二，所述连接块二在远离圆柱螺旋压缩弹簧的端面与活塞的一端固定连接。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述圆柱螺旋压缩弹簧在连接块二上施加的弹力与压力腔p通过限位杆给连接块二施加的限制力会形成一个趋于连接块二在压力腔p内部平衡的点。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述压力腔p开设在U型杆的内部，且在所述U型杆的两侧设置有限制连接块二移动范围的凸块。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述压力腔p内部对连接块二的压力大小可进行调节。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述动力机构为液压驱动机构或气压驱动机构。所述壳体的一侧设置有解除制动系统，所述解除制动系统包括设置在花键套上的丝堵以及六角头螺栓，当需要拖车时，可将丝堵拆下，将六角头螺栓插进原来丝堵的孔中扭紧，即可解除制动。

一种车辆紧急制动驻车的制动方法，包括如下步骤：

通过湿式摩擦片组为制动元件，配合上所述刹车铜片和刹车钢片在动力机构的作用下可以进行压紧制动，动力机构可以选择压缩空气或液体压力作为介质来压缩湿式摩擦片组，使摩擦片组产生间隙，解除制动力，使轴自由转动，输出动力，断开介质压力时，摩擦片组重新压紧，产生制动力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本实施例中的制动装置，通过在与刹车片相近的端面上固定安装有环形活塞，活塞的活动端可以与刹车片接触，在活塞施加力时，可以带动刹车铜片以及刹车钢片压紧接触，从而实现了制动的效果。并且在动力失去之后，可以在圆柱螺旋压缩弹簧的作用下，圆柱螺旋压缩弹簧的弹力克服力消失，可以推动活塞朝向刹车片移动，进而实现制动的效果。实现了即使动力消失，也可以进行制动的效果。

2、本实施例中的制动装置，该制动装置使用时，无论是在断油或者断气、断电情况下都可以实现制动的效果，并且就算在制动器自身的内部零件损坏，比如制动油缸泄漏或者管路损坏，都可以实现制动，保证了司机的安全性。

3、本实施例中的制动装置，通过在闭合湿式摩擦片使用的过程中，不管是使用气压还是液压作为释放介质都可以加装控制电磁阀，电磁阀的电源来自发电机线圈绕组的中心点，当发电机发电时中心线产生电压，使电磁阀通电控制换向阀的压力液进入制动器活塞腔内克服制动弹簧接触制动，当失去电压时电磁线圈失去作用，换向阀被处在制动活塞腔的压力液与回油管道相通的位置，从而实现了立即制动。当控制开关S断开，控制阀PT接通，制动器解除制动效果；当控制开关S闭合，控制阀AT接通，制动器启动制动效果。

附图说明

图1为本发明中制动器结构盘剖视图；

图2为本发明中制动器结构示意图；

图3为本发明中容器腔结构剖视图；

图4为本发明中制动器结构侧视图示意图；

图5为本发明中动力系统与制动器结构连接示意图。

图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下：

1、凸面法兰；2、骨架油封盖；3、液压气动用O型橡胶密封圈；4、轴承壳一；5、花键套；6、液压气动用O型橡胶密封圈；7、液压气动用O型橡胶密封圈；8、轴承壳二；9、骨架油封盖；10、液压气动用O型橡胶密封圈；11、六角头螺栓；12、轴端封盖；13、圆柱滚子轴承；14、圆柱螺旋压缩弹簧；15、刹车铜片；16、刹车钢片；17、深沟球轴承；18、内六角圆柱螺钉；19、卡套式管接头；20、骨架油封；21、轴；22、丝堵；23、六角头螺栓；24、活塞；25、容置腔；2501、连接块一；2502、连接块二；2503、U型杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5：通过利用内六角螺栓11将环形形状形成的凸面法兰1的内轴侧固定到轴承壳一4和轴承壳二8上，固定好的凸面法兰1可以通过多个螺栓将该制动器固定安装在指定的位置上(汽车侧身框架)。且在内六角螺栓11与轴21之间设置有轴端封盖12。

其中内六角螺栓11螺纹连接到轴21中，可以随着轴21一起转动，轴21的左右两侧分别与轴承壳一4、轴承壳二8之间设置有深沟球轴承17和圆柱滚子轴承13，通过深沟球轴承17和圆柱滚子轴承13的设计，可以接收轴21的径向负荷和轴向负荷的压力。进一步，在轴承壳一4和轴承壳二8上固定安装有骨架油封盖2和9，且骨架油封盖2和9通过内六角圆柱螺钉18固定，且在骨架油封盖2和9的内部设置有骨架油封20。并且利用液压气动用O型橡胶密封圈3和液压气动用O型橡胶密封圈10将连接处进行密封处理，避免液压油渗出。

通过将多个交叉排列的刹车铜片15以及刹车钢片16安装到花键套5中，花键套5的一侧设置有卡套式管接头19，可以和制动器内部的需要气压以及液压的部分连通，通过外接连接管实现对动力的输入。且在与刹车片相近的端面上固定安装有环形活塞24，活塞24的活动端可以与刹车片接触，在活塞24施加力时，可以带动刹车铜片15以及刹车钢片16压紧接触，从而实现了制动的效果。

值得注意的是，轴承壳二8与活塞24之间设置有容置腔25，圆柱螺旋压缩弹簧14设置在容置腔25的内部，在圆柱螺旋压缩弹簧14的一端设置有与轴承壳二8的内壁固定连接的连接块一2501以及在圆柱螺旋压缩弹簧14的另一端固定安装有与制动系统中动力压力腔p中限位杆接触的连接块二2502，连接块二2502的另一端面与活塞24底部端面固定连接。在制动系统正常工作过程中，液压系统为压力腔p提供压力，压力在压力腔p的内部作用于限位杆，限位杆克服圆柱螺旋压缩弹簧14的弹力，从而限制连接块二2502的位置。连接块二2502被动力机构提供动力限制并使其靠在压力腔内端固定安装的U型杆2503上，通过动力机构提供动力将连接块二2502推至与U型杆2503紧贴之后，连接块二2502移动至压力腔p的a端。当压力腔的压力消失后，连接块二2502会在圆柱螺旋压缩弹簧14的弹力作用下向刹车片的方向移动，推动整体活塞筒挤压刹车片，从而实现使刹车片压紧接触。达到了当在大型车辆液压或者气动系统出现故障，导致液压或者气动制动系统丧失功能之后，在本实施例中的作用下，依旧可以实现制动的效果。

当制动系统得到供给齿轮泵和制动管路中任何的元件出现故障之后，失去动力压力，则上述实施例中的闭合制动器可以起到克服弹簧的压力，使弹簧的压力被释放，在弹簧的弹力作用下则可以使其活塞筒整体作用于刹车片，致使刹车铜片15以及刹车钢片16可以接触压紧，产生制动的效果。并且，当闭合湿式制动器使用压缩空气作为介质来客服制动弹簧时，压缩空气断气或者气压过低(低于0.8个大气压)时，相当于上述实施例中的克服高弹力弹簧(圆柱螺旋压缩弹簧14)的压力消失或者变小，从而导致如上述动作相同的反馈，制动器会自动驻车。

但是，在上述实施例中，在使用刹车片的过程中，刹车片因为接触的缘故，会产生磨损，磨损会导致刹车铜片15与刹车钢片16之间的间隙增加，在刹车制动的过程中，就需要活塞24更大的冲程来满足刹车片的磨损。为了保证在刹车片磨损之后，活塞24的冲程不会改变，可以通过改变上述实施例中的压力腔p的压力大小，调节压力腔p压力与圆柱螺旋压缩弹簧14的弹力之间的平衡性，即压力腔p的压力与圆柱螺旋压缩弹簧14之间的维持平衡力的点在U型杆2503的内部向靠近刹车片的方向移动距离h，距离h可以根据具体刹车片的磨损量量确定。在本实施例中，通过压力腔p压力与圆柱螺旋压缩弹簧14的平衡力点的移动，来实现活塞24冲程的恒定。

于是，通过了在启动的时候和高速行驶的时候阻止了制动滞后，并且通过阻止失去的扭矩，能够减轻燃料效率变差。

在闭合湿式摩擦片使用的过程中，不管是使用气压还是液压作为释放介质都可以加装控制电磁阀，电磁阀的电源来自发电机线圈绕组的中心点，当发电机发电时中心线产生电压，使电磁阀通电控制换向阀的压力液进入制动器活塞腔内克服制动弹簧接触制动，当失去电压时电磁线圈失去作用，换向阀被处在制动活塞腔的压力液与回油管道相通的位置，从而实现了立即制动。当控制开关S断开，控制阀PT接通，制动器解除制动效果；当控制开关S闭合，控制阀AT接通，制动器启动制动效果。

当该装置处于紧急制动状态时，可以通过油箱向油腔中输入循环冷却油，再从输出端输出循环冷却油，从而让制动片(刹车铜片15和刹车钢片16)在接触时产生的热量被迅速带走。

在正常行驶时，如果遇到紧急情况司机也可以通过操纵驻车手柄立即停车，因为该制动器的制动力远远高于主刹车系统，操纵阀是将供给压力与制动器断开，同时制动活塞腔内的压力与回油路接通，立即释放压力，产生制动力，使车辆制动。

在上述实施例中，该制动器上还设置有解除制动系统，制动器的一端设置有丝堵22以及六角头螺栓23，首先需要将两个丝堵22拆下，然后将2支M60×12的六角头螺栓23插进两个孔中，以5公斤每米的力矩扭紧，即可解除制动。此时可以将产生故障无法移动的车辆进行拖动，实现拖车的效果，拖车完毕之后，可以松开两支M60×12的六角头螺栓23，装上丝堵22即可恢复制动状态。

本制动装置适用于自重20吨至50吨的任何轮式车辆上，包括装载机、矿车、拖拉机、叉车等大型载重车辆，适用效率是钳式制动及鼓式制动的数倍，制动扭矩可达2万扭米以上，湿式摩擦片磨损消耗少，制动可靠，性能极佳，使用寿命超长，可以连续工作较长时间无需进行保养。并且凡是有变速器与车桥中间由传动轴连接的都可以安装该型号制动器，来实现快速安全制动的效果。

为了使该制动器完整，在活塞24与花键套5之间设置有液压气动用O型橡胶密封圈6，且在轴承壳二8与活塞24之间也设置有液压气动用O型橡胶密封圈7，通过液压气动用O型橡胶密封圈6和7的设计，可以增强结构之间的密封性。该制动器的另一侧也通过型号为M20×70的六角头螺栓11固定凸面法兰1。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。