全文摘要
本实用新型提供了一种喷气式辅助制动装置及汽车，涉及车辆的制动系统领域。其中，这种制动装置包括车轮制动盘、传动组件、空气压缩组件、离合器、喷气管道、控制器。传动组件传动连接于车轮制动盘，空气压缩组件包括相连接的空气压缩机和储气罐。离合器用于切断和传递传动组件的动力至空气压缩机。喷气管道设置在储气罐和汽车表面的喷气孔之间，喷气管道上设有喷气阀。控制器，分别与离合器、空气压缩组件和喷气阀电性连接。本实用新型还提供一种拥有此辅助制动装置的汽车。本实用新型通过设置在汽车的辅助制动装置，在汽车需要制动时，可以向上喷气和\/或向汽车行驶的相同方向喷气以增加制动力。
主设计要求
1.一种喷气式辅助制动装置，其特征在于，包括：车轮制动盘；传动组件，传动连接于所述车轮制动盘；空气压缩组件，包括相连接的空气压缩机和储气罐，所述空气压缩机产生的压缩空气进入所述储气罐中储存；离合器，设置在所述空气压缩机和所述传动组件之间，用于切断和传递所述传动组件的动力至所述空气压缩机；喷气管道，设置在所述储气罐和汽车表面的喷气孔之间，所述喷气管道上设有喷气阀；控制器，分别与所述离合器、所述空气压缩组件和所述喷气阀电性连接。
设计方案
1.一种喷气式辅助制动装置，其特征在于，包括：
车轮制动盘；
传动组件，传动连接于所述车轮制动盘；
空气压缩组件，包括相连接的空气压缩机和储气罐，所述空气压缩机产生的压缩空气进入所述储气罐中储存；
离合器，设置在所述空气压缩机和所述传动组件之间，用于切断和传递所述传动组件的动力至所述空气压缩机；
喷气管道，设置在所述储气罐和汽车表面的喷气孔之间，所述喷气管道上设有喷气阀；
控制器，分别与所述离合器、所述空气压缩组件和所述喷气阀电性连接。
2.根据权利要求1所述的喷气式辅助制动装置，其特征在于，所述传动组件包括安装在所述车轮制动盘的第一齿轮和与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮的输出轴与所述离合器相连接，所述传动组件向所述空气压缩机提供动力。
3.根据权利要求1所述的喷气式辅助制动装置，其特征在于，所述储气罐上连接有多个所述喷气管道，汽车表面设有与所述喷气管道相适配的多个所述喷气孔。
4.根据权利要求3所述的喷气式辅助制动装置，其特征在于，汽车的车头和车尾均设有所述喷气孔，所述喷气孔向上喷气、向汽车行驶的相同方向喷气和\/或向汽车车体两侧喷气。
5.根据权利要求3所述的喷气式辅助制动装置，其特征在于，车头的喷气孔的喷射角度在-90°～0°；车尾的喷气孔的喷射角度在0°～90°。
6.根据权利要求3所述的喷气式辅助制动装置，其特征在于，每个所述喷气管道均设置有一所述喷气阀。
7.根据权利要求1所述的喷气式辅助制动装置，其特征在于，汽车的每个所述车轮制动盘上均配有一传动组件、一离合器、一空气压缩机，多个所述空气压缩机均连通于一个所述储气罐中。
8.一种汽车，其特征在于，包含如权利要求1～7任一项所述的喷气式辅助制动装置。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及车辆的制动系统领域，具体而言，涉及一种喷气式辅助制动装置、方法及汽车。
背景技术
制动系统是汽车的主要子系统，可以用来控制汽车的停止、减速、保持一定的车速，是行车安全的重要系统，是汽车必不可少的子系统。但是汽车制动系统的最大制动力是受汽车与地面之间的附着力(汽车与地面的最大摩擦力)限制的，即汽车制动系统的最大制动力如果超过汽车与地面之间的附着力，汽车车轮就会抱死，使汽车失去转向控制能力，或者出现甩尾掉头等状况，带来行车安全问题。
目前，专利CN100430255C公开了一种机动车喷气驱动系统，利用车辆原动机带动空气压缩机，将空气压缩后从车体上的喷口喷出从而增加汽车的制动力。但这种直接从汽车的发动机取力，会额外增加发动机的负载，不节能。
实用新型内容
本实用新型提供了一种喷气式辅助制动装置、方法及汽车，旨在提供一种不增加发动机的能耗的辅助制动系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种喷气式辅助制动装置，包括：
车轮制动盘；
传动组件，传动连接于所述车轮制动盘；
空气压缩组件，包括相连接的空气压缩机和储气罐，所述空气压缩机产生的压缩空气进入所述储气罐中储存；
离合器，设置在所述空气压缩机和所述传动组件之间，用于切断和传递所述传动组件的动力至所述空气压缩机；
喷气管道，设置在所述储气罐和汽车表面的喷气孔之间，所述喷气管道上设有喷气阀；
控制器，分别与所述离合器、所述空气压缩组件和所述喷气阀电性连接。
作为进一步优化，所述传动组件包括安装在所述车轮制动盘的第一齿轮和与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮的输出轴与所述离合器相连接，所述传动组件向所述空气压缩机提供动力。
作为进一步优化，所述储气罐上连接有多个所述喷气管道，汽车表面设有与所述喷气管道相适配的多个所述喷气孔。
作为进一步优化，汽车的车头和车尾均设有所述喷气孔，所述喷气孔向上喷气、向汽车行驶的相同方向喷气和\/或向汽车车体两侧喷气。
作为进一步优化，车头的喷气孔的喷射角度在-90°～0°；车尾的喷气孔的喷射角度在0°～90°。
作为进一步优化，每个所述喷气管道均设置有一所述喷气阀。
作为进一步优化，汽车的每个所述车轮制动盘上均配有一传动组件、一离合器、一空气压缩机，多个所述空气压缩机均连通于一个所述储气罐中。
本实用新型还提供一种汽车，包含上述的喷气式辅助制动装置。
通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：
本实用新型提供的一种喷气式辅助制动装置，在汽车需要制动时，可以向汽车行驶的相同方向喷气以增加制动效果，或者向上喷气以增加汽车向下的压力以增加附着力，从而增加制动力。除此之外，本实用新型还提供一种一种喷气式辅助制动方法，先判断汽车的行驶状态是否符合制动条件，而后通过控制器控制喷气式辅助装置，可以根据需求闭合其中1个或多个离合器，或开启1个或多个喷气阀进行制动，更为合理地利用原制动系统与辅助制动系统，实现汽车稳定性控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是实施例1提供的喷气式辅助制动装置的部分结构示意图；
图2是是实施例1提供的喷气式辅助制动装置的模块图；
图3是汽车喷气方向示意图。
图标：1-车轮；2-制动盘；3-传动组件；31-第一齿轮；32-第二齿轮；4-离合器；5-空气压缩机；6-控制器；7-储气罐；8-喷气阀；9-喷气孔；10-汽车。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
实施例1
图1、图2所示，在本实施例提供一种喷气式辅助制动装置，包括车轮制动盘2、传动组件3、空气压缩组件、离合器4、喷气管道、控制器6。
车轮制动盘2，用以产生阻碍车辆运动或运动趋势制动力的部件，每辆车的车轮1上均配置有车轮制动盘2，车轮制动盘2会随着车轮的转动而转动。而当刹车时，通过制动钳夹紧制动盘2，产生阻止车轮转动的摩擦力矩，实现制动。
传动组件3，传动连接于所述车轮制动盘2，将车轮制动盘2的动力通过传动组件3传给空气压缩机5，使空气压缩机5进行空气压缩。
空气压缩组件包括相连接的空气压缩机5和储气罐7，所述空气压缩机5产生的压缩空气进入所述储气罐7中储存，空气压缩机5和储气罐7均可设置在汽车10的底盘或车架上。
需要说明的是，在本实施例中使用的空气压缩机5可采用市售的微型空气压缩机5，其压缩原理为现有技术，这里就不再进行赘述。在本实用新型的较佳实施例中，选用净重在2～4kg的微型空气压缩机5，压缩时压力的值0.5～1MPa；压缩流量为0.55～37L\/min。选用10～40L的小型储气罐7，可容纳的空气压力值最大值为1.0MPa。选用微型空气压缩机5和小型储气罐7不会过于增加车体的重量，保证行车安全。
离合器4设置在所述空气压缩机5和所述传动组件3之间，用于切断和传递所述传动组件3的动力至所述空气压缩机5。离合器4闭合时，空气压缩机5和传动组件3传动连接，将动力传输给空气压缩机5，驱动空气压缩机5进行空气压缩并将压缩气体储存在储气罐7内。离合器4断开时，空气压缩机5和传动组件3断开，空气压缩机5处于不做功状态。储气罐7的容量是有限的，因此只需要在储气罐7储气量低于预设值时才需要闭合离合器4然后驱动空气压缩机5进行空气压缩并将压缩气体储存在储气罐7内。需要说明的是，这里的离合器4并不指汽车10系统内本身配置有的离合器(该离合器为发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件)，是为了配合本实用新型的制动装置所额外设置的离合器4。本实施例中，离合器4为电动离合器，当驾驶员踩制动踏板时，由控制器6控制离合器4的闭合和打开，该电动离合器可选用型号为Warner 5215-44的Electric PTO离合器，但不限于此，只要满足可由控制器6控制其闭合和打开即可。
如图1所示，作为进一步优化，所述传动组件3包括与安装在所述车轮制动盘2的第一齿轮31和与所述第一齿轮31啮合的第二齿轮32，所述第二齿轮32的输出轴与所述离合器4相连接，所述传动组件3为所述空气压缩机5提供动力。第一齿轮31安装在制动盘2远离车轮1的一侧，当制动盘2随车轮1转动时，第一齿轮31转动，与第一齿轮31啮合的第二齿轮32也随之转动。闭合的离合器4将从第二齿轮32输出轴传送的动力传输给空气压缩机5，使空气压缩机5进行空气压缩。
喷气管道设置在所述储气罐7和汽车10表面的喷气孔9之间，所述喷气管道上设有喷气阀8，所述喷气阀8用于控制喷气孔9的喷射时间与喷射压力。喷气管道根据所要喷射的方位有序地布置在车子内部。
如图2所示，作为进一步优化，所述储气罐7上连接有多个所述喷气管道，汽车10表面设有与所述喷气管道相适配的多个所述喷气孔9。更进一步地，每个所述喷气管道均设置有一所述喷气阀8。因此，可以根据需求开启1个或多个喷气阀8进行制动，无需所有的喷气孔9都开启就可实现汽车10稳定性控制。
作为进一步优化，汽车10的车头和车尾均设有所述喷气孔9，所述喷气孔9向上喷气、向汽车10行驶的相同方向喷气和\/或向汽车10车体两侧喷气。喷气孔9为汽车10的表面的开孔，位于车头和车尾，或者喷气孔9可位于汽车10原有的前格栅的位置，不影响汽车10的美观性。
需要说明的是，喷气孔9设置在车头或车尾，喷气孔的位置可以位于车头上面、侧面或前面，或者位于车尾的上面、侧面或后面。汽车10向上喷气用以增加汽车10向下的压力以增加附着力，向汽车10行驶的相同方向喷气以增加与汽车行驶方向相反的制动力，向汽车10车体两侧喷气，可以提高汽车10制动时的安全性。
作为进一步优化，喷气孔9一般设置在车头上面和前面，或者设置在车尾的上面和后面。因此，定义喷气孔9向上喷气的喷射角度为0°，顺时针方向喷射角度为正，逆时针方向为负，因此车头的喷气孔9的喷射角度在-90°～0°；车尾的喷气孔9的喷射角度在0°～90°。喷射方向效果如图3所示，图3为轿车需要制动时喷射效果图，可以向轿车行驶的相同方向喷气以增加制动效果，或者向上喷气以增加轿车向下的压力以增加附着力，从而增加制动力。除此之外，喷气孔9还可以向后喷气，减少轿车的加速时间。可以理解的是，所述汽车还包括客车、卡车等机动车辆，可参照轿车喷射方向进行喷气孔9设置。
更为优选地，在本实用新型的较佳实施例中，汽车10的每个所述车轮制动盘2上均配有一传动组件3、一离合器4、一空气压缩机5，多个所述空气压缩机5均连通于一个所述储气罐7中。通过设置多组制动装置，一保证有足够的制动力可输出，二是当其中一组制动装置出现故障的情况下，其余组的制动装置也能保证汽车10的喷气式辅助制动装置能正常运行。
更为优选地，在本实用新型较佳实施例中，汽车10的任意两个车轮制动盘2上均配有两个空气压缩机5连通于一个所述储气罐7中，汽车10的另外两个车轮制动盘2上配有的另外两个空气压缩机5连通于另一个所述储气罐7中，更进一步避免了不因储气罐7发生故障导致喷气式辅助制动装置停止运行的问题。
控制器6，分别与所述离合器4、所述空气压缩组件和所述喷气阀8电性连接。可以理解的是们这里的控制器6可以为汽车10系统所具备的ECU，无需从新配置新的控制器6。
实施例2
本实施例提供一种汽车10，包含如上述的喷气式辅助制动装置。喷气式辅助制动装置的结构参见实施例1中的内容。该汽车10可通过向汽车10行驶的相同方向喷气以增加制动效果，或者向上喷气以增加汽车10向下的压力以增加附着力，从而辅助汽车10进行制动，使行车过程更为安全。
本实施例还提供一种辅助汽车10制动的方法，应用上述的喷气式辅助制动装置，喷气式辅助制动装置的结构参见实施例1中的内容，包括以下步骤：
S1，所述控制器6接收关于制动踏板的制动信号，其中所述制动信号包括驾驶员踩踏制动踏板的动作；
S2，所述控制器6响应于所述制动信号，控制离合4器闭合，传递所述传动组件的动力至所述空气压缩机5，使所述空气压缩机5压缩空气并将压缩空气送入所述储气罐7，并控制所述喷气阀8打开，压缩空气从所述喷气孔9喷出辅助汽车10制动。
在任何时间进行制动，只要驾驶员踩踏制动踏板时，通过控制器6接收到踩踏制动踏板的制动信号，就可启动喷气式辅助制动装置对汽车进行辅助制动。此启动方法与控制方法十分简便，易于操作，该辅助制动技术在部分实施例中甚至可以取代原来的制动系统对汽车进行制动。
在另一实施例中，将该喷气式辅助制动装置作为原来的制动系统的辅助制动系统，只会在符合制动条件下才会启动喷气式辅助制动装置辅助车辆制动，其余时间均处于关闭状态，更为合理地利用原制动系统与辅助制动系统。因此该辅助汽车10制动的方法，包括以下步骤：
S21，判断所述储气罐7的压缩空气量是否大于预设空气量值，是，则进入S2，否，则当驾驶员踩制动踏板时，所述控制器6控制所述离合器4闭合，传递所述传动组件3的动力至所述空气压缩机5，使所述空气压缩机5压缩空气并将压缩空气送入所述储气罐7直至大于预设空气量值。一般预设空气量值为储气罐7的可容纳最大的空气量容积的70％～90％，可根据每辆车所搭配的储气罐7的型号进行设定。
S22，判断是否符合制动条件，若是，则进入S25，若否，则进入S23。
作为进一步优化，所述制动条件为结冰路面、积雪路面或沙地路面。尤其是对于冰面路面和积雪路面，路面与车轮1的摩擦力小，经常因制动不及时而发生事故，因此遇到此路面情况时，每次制动均需要进行辅助制动，增加制动力，确保行车安全。
需要说明的是，判断是否符合制动条件，可以选用人为判断路面情况，通过驾驶员调节踩踏制动板的压力进行辅助制动。或者可以选用在控制器6内安装相关的图像处理装置，通过行车记录仪拍摄到的路面图像与输入的路面图像进行对比后，只要符合制动条件的情况，当驾驶员踩踏制动板时就可进行辅助制动。图像处理装置图像处理原理为现有技术，这里就不在进行赘述。
S23，判断汽车10当前是否处于非正常加速状态，若是，则进入S24，若否，则回到S21。
作为进一步优化，在步骤S23中，所述非正常加速状态为汽车10的车速值在20km\/h以上或汽车10的加速度为-1m\/s2<\/sup>～-80m\/s2<\/sup>。汽车10位于高速行驶状态下、急刹车状态下或者后遛状态下，经常因刹车不及时，导致事故的发生，因此判断汽车10当前是否处于非正常加速状态，再对汽车10进行制动十分必要。
S24，通过压力传感器判断制动踏板的被踩踏压力值是否大于预设压力值，若是，进入S25，若否，回到S21。对于制动踏板的被踩踏压力值是通过设置在制动踏板的压力传感器进行采集得到的，该压力传感器通过硬线将压力值传输至整车控制器6。整车控制器6在接收被踩踏压力值后，对该被踩踏压力值和预设压力值之间进行比较后再进行制动。压力传感器可采用市售产品，其工作原理为现有技术，这里就不进行赘述。
在通常情况下，驾驶员将脚放置在制动踏板，以保持一随时可进行刹车的姿势，在这种情况下，驾驶员施加至制动踏板的压力不会过大，这样才能保持正常行车。因此，当制动踏板的被踩踏压力值大于该预设压力值时，表明驾驶员对该制动踏板施加了较大的压力，即驾驶员对汽车10进行制动，通过判断被踩踏压力值的大小，来判断是否需要进行辅助制动。
S25，控制一个或多个所述喷气阀8打开，压缩空气从所述喷气孔9喷出辅助汽车10制动。
作为进一步优化，所述预设压力值包括第一阈值和第二阈值。可以理解的是，这里的第一阈值和第二阈值的数值可根据车型的大小，通过多次实验获得不同的阈值数据。
当检测制动踏板的被踩踏压力值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，控制1～4个的喷气阀8打开。此情况下，说明该汽车10需要辅助制动，但情况不紧急，可根据实际情况开启少量喷气孔9进行制动即可。
当检测制动踏板的被踩踏压力值大于所述第二阈值，控制大于4个喷气阀8打开。此情况下，汽车10应当是属于急刹车状态，需要开启更多的喷气孔9，尽可能增加制动力，帮助汽车10在最短的时间内停下来。
S26，制动后车速小于预设速度值，关闭喷气阀8，回到S21。一般预设速度值为0～3m\/s，相当于车子已经停止或者处于非常缓慢的行驶状态下，就可关闭喷气阀8停止喷气，进入下一个循环。
本实用新型所提供的辅助制动方式具有实时检测、自动判断、动作迅速、制动力强等特点，可充分保证行车过程中的车辆及人员安全。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920050742.3
申请日:2019-01-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:92(厦门)
授权编号:CN209535029U
授权时间:20191025
主分类号:B60T 1/12
专利分类号:B60T1/12
范畴分类:32B;27C;
申请人:厦门理工学院
第一申请人:厦门理工学院
申请人地址:361024 福建省厦门市集美区理工路600号
发明人:方遒;袁志群;黄晓群;黄红武;马志豪
第一发明人:方遒
当前权利人:厦门理工学院
代理人:杨玉芳
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类型名称:外观设计