卡车用活塞式缓速制动系统

摘要

本发明公开了一种卡车用活塞式缓速制动系统，涉及车辆制动技术领域，其技术方案要点是包括发动机、传递发动机动力的动力轴、接受动力轴传动的变速箱、设置在动力轴上的盘式制动器、后桥以及对后桥进行制动的活塞式制动器。本发明通过用活塞式制动器取代现有的鼓式制动器，具有克服现有的鼓式制动器存在缺陷的效果。

权利要求

1.一种卡车用活塞式缓速制动系统，其特征在于：包括发动机（1）、传递发动机（1）动力的动力轴（2）、接受动力轴（2）传动的变速箱（3）、设置在传动轴（31）上的盘式制动器（4）、后桥（5）以及活塞式制动器（6）；变速箱（3）上设置有将变速箱（3）变速输出后的转速传递给后桥（5）的传动轴（31）；活塞式制动器（6）对后桥（5）、从动轴或传动轴（31）进行制动；

所述活塞式制动器（6）包括活塞（66）以及与后桥（5）、从动轴或者传动轴（31）机械连接并传递活塞（66）阻力的连接机构；

活塞（66）包括套筒（661）、与套筒（661）的内壁紧密抵接并且滑动连接在套筒（661）内壁的活塞块（662）、固定在活塞块（662）一侧的活塞杆（663）、设置在套筒（661）远离活塞杆（663）一端的球阀（665），球阀（665）上设置有带动球阀（665）运动的驱动件；

所述连接机构包括与传动轴（31）或从动轴同轴转动的缺齿轮（71）和设置在缺齿轮（71）外围的移动框（72）；所述活塞（66）的数量为偶数组，对称设置在移动框（72）的两端，且位于移动框（72）两端的活塞杆（663）与移动框（72）固定连接；移动框（72）的内壁的顶端和底端分别固定有与缺齿轮（71）啮合的下齿条（721）和上齿条（722），且缺齿轮（71）在转动时，能够与下齿条（721）或者上齿条（722）啮合。

2.根据权利要求1所述的卡车用活塞式缓速制动系统，其特征在于：所述套筒（661）靠近球阀（665）的一端连通有进气管（666），进气管（666）远离套筒（661）的一端连通有电磁换向阀（667），电磁换向阀（667）的一侧设置有为套筒（661）注气的气泵（668）。

3.根据权利要求1所述的卡车用活塞式缓速制动系统，其特征在于：所述套筒（661）上连通有出气管（8）和通气管（9），且出气管（8）和通气管（9）上分别连通有第一电磁阀（81）和第二电磁阀（91）。

4.根据权利要求1所述的卡车用活塞式缓速制动系统，其特征在于：发动机（1）上连通有进油管（11），所述进油管（11）上设置有断油开关（12）。

说明书

卡车用活塞式缓速制动系统

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆制动技术领域，尤其涉及一种卡车用活塞式缓速制动系统。

背景技术

[0002] 汽车制动系统是指对汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要
求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；
使下坡行驶的汽车速度保持稳定。现有技术中，对大型卡车进行制动一般采用鼓式制动器，
鼓式制动器存在许多的缺点，例如散热性能差，当遇到长下坡时，长时间刹车会导致热量的
堆积，轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，从而引
起制动效率下降；且鼓式制动器整体质量较重，使用数量较多，不利于车辆的轻量化。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种卡车用活塞式缓速制动系统，通过用活塞式制动器取代现有的鼓式制动器，克服现有的鼓式制动器存在的缺陷。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种卡车用活塞式缓速制动系统，其特征在于：一种卡车用活塞式缓速制动系统，包括发动机、传递发动机动力的动力轴、接
受动力轴传动的变速箱、设置在动力轴上的盘式制动器、后桥以及对后桥进行制动的活塞
式制动器；变速箱上设置有将变速箱变速输出后的转速传递给后桥的传动轴；所述活塞式
制动器包括活塞以及与后桥或者传动轴机械连接并传递活塞阻力的连接机构；活塞包括套
筒、与套筒的内壁紧密抵接并且滑动连接在套筒内壁的活塞块、固定在活塞块一侧的活塞
杆、固定在活塞杆设置在套筒远活塞杆一端的球阀，球阀上设置有带动球阀运动的驱动件。

[0005] 通过采用上述技术方案，非制动运行时，套筒内的活塞块做活塞运动；制动时，驱动件带动球阀工作，控制球阀将套筒靠近球阀的一端的开口缩小或者完全闭合，此时活塞
块做活塞运动，活塞块会将活塞块与球阀之间的气体进行压缩，增加活塞块移动的阻力，活
塞块移动的阻力通过连接机构传递给传动轴，降低后桥的转速，对车辆进行制动。完全制动
时，通过驾驶室内设置的盘式制动器实现车辆停止的手刹。由于活塞式制动器的质量较小，
便于实现制动的轻量化；且活塞式制动器遇到连续下坡时，不会因长时间刹车会导致的热
量堆积而造成刹车质量的下降，并且能够减少刹车过程中抱死情况的出现，克服鼓式制动
器的缺陷。

[0006] 本发明进一步设置为：所述连接机构包括与传动轴同轴转动的缺齿轮和设置在缺齿轮外围的移动框；所述活塞的数量为偶数组，对称设置在移动框的两端，且位于移动框两
端的活塞杆与移动框固定连接；移动框的内壁的顶端和底端分别固定有与缺齿轮啮合的下
齿条和上齿条，且缺齿轮在转动时，能够与下齿条或者上齿条啮合。

[0007] 通过采用上述技术方案，缺齿轮转带动移动框做往复运动，从而带动活塞块在套筒内运动，当球阀关闭时产生运动的阻力，通过缺齿轮与移动框的配合，便于活塞块的运
动。

[0008] 本发明进一步设置为：所述后桥包括右输出轴、左输出轴、从动齿轮、与右输出轴同轴转动并且位于右输出轴靠近左输出轴一端的右半轴齿轮、与左输出轴同轴转动并且位
于左输出轴靠近右输出轴一端的左半轴齿轮以及同时与右半轴齿轮和左半轴齿轮啮合的
行星齿轮；从动齿轮的轮盘上固定有支撑架，行星齿轮与支撑架转动连接；主齿轮与从动齿
轮啮合，所述活塞式制动器还包括与后桥齿轮连接的第一制动齿轮以及由第一制动齿轮进
行传动的曲轴；活塞还包括固定在活塞杆靠近曲轴的一端并且与曲轴铰接的连接块。

[0009] 本发明进一步设置为：所述第一制动齿轮与从动齿轮啮合。

[0010] 通过采用上述技术方案，第一制动齿轮与从动齿轮啮合，制动时，活塞的阻力传递给从动齿轮，通过从动齿轮运行的阻力而降低左输出轴和右输出轴的输出转速，实现车辆
的制动。

[0011] 本发明进一步设置为：所述左输出轴和右输出轴上设置有与左输出轴和右输出轴同轴转动的第四制动齿轮；所述第一制动齿轮与第四制动齿轮啮合。

[0012] 通过采用上述技术方案，第一制动齿轮与第四制动齿轮啮合，通过直接将活塞的阻力传递给左输出轴和右输出轴，实现车辆的制动。

[0013] 本发明进一步设置为：所述活塞式制动器上的活塞的数量为至少两个，多个活塞杆上的连接块依次连接在曲轴相邻的连杆颈上。

[0014] 通过采用上述技术方案，多个处于不同状态下的活塞能够增加阻力的产生，从而提高对车辆的制动效果。

[0015] 本发明进一步设置为：所述套筒靠近曲轴的一端固定有限位板，限位板上开设有供活塞杆通过的限位孔，限位板上还开设有通气孔。

[0016] 通过采用上述技术方案，限位板和限位孔对活塞杆的运动进行限位，平衡活塞杆其他方向上的力，增加活塞杆运动的稳定性；通气孔平衡限位板左右两侧的气压，减少对车
辆运行的影响。

[0017] 本发明进一步设置为：所述套筒靠近球阀的一端连通有进气管，进气管远离套筒的一端连通有电磁换向阀，电磁换向阀的一侧设置有为套筒注气的气泵。

[0018] 通过采用上述技术方案，当遇到紧急制动时，此时球阀关闭；在活塞块压缩套筒内的气体之前，气罐通过电磁换向阀向通入气体，增加套筒内的气压，从而增加活塞块运动的
阻力，增加紧急制动的效果。

[0019] 本发明进一步设置为：所述套筒上连通有出气管和通气管，且出气管和通气管上分别连通有第一电磁阀和第二电磁阀。

[0020] 通过采用上述技术方案，在平常运行或者普通刹车的过程中，套筒内的气体能够通过出气管进入到气罐内，为气罐内充气。在急刹车时，气罐内的气体通过通气管进入到套
筒内，为套筒加压。

[0021] 本发明进一步设置为：所述进油管上设置有断油开关。

[0022] 通过采用上述技术方案，当行驶过程中遇到长下坡，通过断油开关断开发动机的供油，减少发动机怠速转动浪费的油，实现节油的效果。

[0023] 综上所述，本发明的有益技术效果为：

[0024] 1.非制动运行时，套筒内的活塞块做活塞运动；制动时，驱动件带动球阀工作，控制球阀将套筒靠近球阀的一端的开口缩小或者完全闭合，此时活塞块做活塞运动，活塞块
会将活塞块与球阀之间的气体进行压缩，增加活塞块移动的阻力，活塞块移动所受到的阻
力通过曲轴传递给后桥，从而降低左输出轴和右输出轴的输出转速，对车辆进行制动。完全
制动时，通过驾驶室内设置的盘式制动器实现车辆停止的手刹。由于活塞式制动器的质量
较小，便于实现制动的轻量化；且活塞式制动器遇到连续下坡时，不会因长时间刹车会导致
的热量堆积而造成刹车质量的下降，并且能够减少刹车过程中抱死情况的出现，克服鼓式
制动器的缺陷；

[0025] 2.多个处于不同状态下的活塞能够增加阻力的产生，从而提高对车辆的制动效果；

[0026] 3.当遇到紧急制动时，此时球阀关闭；在活塞块压缩套筒内的气体之前，气泵通过电磁换向阀向通入气体，增加套筒内的气压，从而增加活塞块运动的阻力，增加紧急制动的
效果。

附图说明

[0027] 图1为实施例一的整体结构示意图；

[0028] 图2为实施例一活塞式制动器的结构示意图；

[0029] 图3为活塞的结构示意图；

[0030] 图4为为实施例二的整体结构示意图；

[0031] 图5为体现后桥的结构示意图；

[0032] 图6为体现实施例二活塞式制动器的结构示意图

[0033] 图7为体现活塞的结构示意图；

[0034] 图8为实施例三的整体结构示意图；

[0035] 图9为体现实施例三活塞式制动器的结构示意图；

[0036] 图10为实施例四活塞的结构示意图；

[0037] 图11为实施例五发动机的结构示意图；

[0038] 图12为实施例六活塞的结构示意图。

[0039] 图中：1、发动机；11、进油管；12、断油开关；2、动力轴；3、变速箱；31、传动轴；32、主齿轮；4、盘式制动器；5、后桥；51、壳体；52、右输出轴；521、连接盘；53、左输出轴；54、从动齿
轮；541、支撑架；55、右半轴齿轮；56、左半轴齿轮；57、行星齿轮；6、活塞式制动器；61、第一
制动齿轮；62、制动轴；63、第二制动齿轮；64、第三制动齿轮；65、曲轴；651、支架；66、活塞；
661、套筒；6611、限位板；6612、限位孔；6613、通气孔；662、活塞块；663、活塞杆；664、连接
块；665、球阀；6651、微型电机；666、进气管；667、电磁换向阀；668、气罐；6681、连接管；67、
连接架；68、第四制动齿轮；69、外壳；7、架体；71、缺齿轮；72、移动框；721、下齿条；722、上齿
条；8、出气管；81、第一电磁阀；9、通气管；91、第二电磁阀。

具体实施方式

[0040] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0041] 实施例一：一种卡车用活塞式缓速制动系统，包括发动机1、由发动机1带动转动的动力轴2、变速箱3、将变速箱3改变后的转速进行输出的传动轴31、设置在传动轴31上的盘
式制动器4、设置在动力轴2远离发动机1一端的后桥5以及传动轴31进行制动的活塞式制动
器6。后桥5上设置有与轮胎连接的连接盘521。

[0042] 参见图2和图3，活塞式制动器6包括固定在车体上的架体7和固定在架体7上的活塞66。

[0043] 传动轴31上设置有（键槽连接）与传动轴31同轴转动的缺齿轮71，缺齿轮71的外围设置有与缺齿轮71配合的移动框72，移动框72的内壁的顶端和底端分别固定有与缺齿轮71
啮合的下齿条721和上齿条722。缺齿轮71在转动时，能够与下齿条721或者上齿条722啮合，
从而带动移动框72做往复运动。活塞66的数量为偶数个，对称设置在移动框72的两端。

[0044] 活塞66包括固定在架体7上的套筒661、与套筒661的内壁紧密抵接并且滑动连接在套筒661内壁的活塞块662、固定在活塞块662靠近传动轴31一侧的活塞杆663以及设置在
套筒661远离传动轴31一端的球阀665。

[0045] 位于移动框72两端的活塞杆663靠近移动框72的一端与移动框72固定连接，能够对移动框72进行支撑并限制移动框72竖直方向上的位移。当缺齿轮71转动后，做往复运动
的移动框72会带动与活塞杆663连接的活塞块662在套筒661内做往复运动。

[0046] 套筒661靠近传动轴31的一端固定有限位板6611，限位板6611上开设有限位孔6612，限位孔6612的半径与活塞杆663的半径相同供活塞杆663穿过，并且对活塞杆663的运
动进行限位。限位板6611上还开设有通气孔6613，通气孔6613能够对限位板6611两侧的气
压进行平衡。

[0047] 套筒661远离传动轴31的一端通过球阀665进行封闭。球阀665上设置有带动球阀665运动的微型电机6651，通过控制微型电机6651的转动，能够控制球阀665的启闭，以及球
阀665与套筒661开口的大小，从而活塞块662在套筒内运动所受到的气压阻力。微型电机
6651通过设置在驾驶室内的刹车踏板进行控制。

[0048] 活塞式制动器6不局限于对传动轴31进行制动，还可以设置在卡车其他的从动轴上，实现对卡车的制动。

[0049] 卡车正常运行时，活塞66上的球阀665处于打开的状态，此时活塞块662在套筒内正常滑动。当需要对卡尺进行减速或者制动时，停止加油，传动轴31停止对后桥5继续提供
动力。之后微型电机控制球阀665运动，使得球阀665与套筒661之间的开口减小，此时活塞
块662向远离传动轴31的一端运动时，由于此时球阀665与套筒661之间的开口较小，在活塞
块662运动时，气体未及时从套筒内排出，使得活塞块662对套筒内的气体进行压缩。压缩后
的空气会对活塞块662的继续运动产生阻力，从而降低活塞块662运动的动能，进而降低传
动轴31转动的转速。传动轴31的转速降低后，传递给后桥5的转速随之降低，降低轮胎的转
动，实现对卡车的减速制动。

[0050] 实施例二：本实施例与实施例一的区别在于带动活塞杆663做往复运动的方式不同。

[0051] 一种卡车用活塞式缓速制动系统，参见图4，包括发动机1、由发动机1带动转动的动力轴2、变速箱3、设置在变速箱3和发动机1之间的盘式制动器4、设置在动力轴2远离发动
机1一端的后桥5以及后桥5进行制动的活塞式制动器6。活塞式制动器6的数量为两组，对称
设置在后桥5的两端。盘式制动器4的数量为两个，控制端延伸到卡车的驾驶室内。

[0052] 变速箱3上设置有传动轴31，动力轴2将发动机1的动力传递给变速箱3，经过变速箱3的转动后，通过传动轴31进行输出。

[0053] 参见图4和图5，后桥5包括与卡车车体固定的壳体51和设置在壳体51内部的差速器。差速器包括右输出轴52、左输出轴53、从动齿轮54、与右输出轴52同轴转动并且位于右
输出轴52靠近左输出轴53一端的右半轴齿轮55、与左输出轴53同轴转动并且位于左输出轴
53靠近右输出轴52一端的左半轴齿轮56以及同时与右半轴齿轮55和左半轴齿轮56啮合的
行星齿轮57。从动齿轮54的轮盘上固定有支撑架541，行星齿轮57与支撑架541转动连接。

[0054] 传动轴31靠近后桥5的一端固定有与传动轴31同轴转动的主齿轮32。主齿轮32与从动齿轮54啮合，将发动机1的动力传递到差速器上，从而带动右输出轴52和左输出轴53转
动。右输出轴52和左输出轴53相互远离的一端固定有与轮胎连接的连接盘521。

[0055] 从动齿轮54、右半轴齿轮55、左半轴齿轮56、行星齿轮57和主齿轮32均为锥齿轮。

[0056] 参见图5和图6，活塞式制动器6包括与从动齿轮54啮合的第一制动齿轮61、与第一制动齿轮61同轴转动的制动轴62、与制动轴62同轴转动的第二制动齿轮63、与第二制动齿
轮63啮合的第三制动齿轮64、与第三制动齿轮64同轴转动的曲轴65、由曲轴65带动运动的
活塞66以及对活塞进行固定的连接架67。曲轴65远离第三制动齿轮64的一端设置有固定在
壳体51上并且对曲轴65进行支撑的支架651，曲轴与支架651转动连接。连接架67固定在壳
体51上。第一制动齿轮61、第二制动齿轮63和第二制动齿轮63均为锥齿轮。

[0057] 参见图6和图7，活塞66包括固定在连接架67上的套筒661、与套筒661的侧壁紧密抵接并且滑动连接在套筒661内壁的活塞块662、固定在活塞块662靠近曲轴65一侧的活塞
杆663、固定在活塞杆663靠近曲轴65的一端并且与曲轴65铰接的连接块664以及设置在套
筒661远离曲轴65一端的球阀665。

[0058] 套筒661靠近曲轴65的一端固定有限位板6611，限位板6611上开设有限位孔6612，限位孔6612的半径与活塞杆663的半径相同供活塞杆663穿过，并且对活塞杆663的运动进
行限位。限位板6611上还开设有通气孔6613，通气孔6613能够对限位板6611两侧的气压进
行平衡。

[0059] 套筒661远离曲轴65的一端通过球阀665进行封闭。球阀665上设置有带动球阀665运动的微型电机6651，通过控制微型电机6651的转动，能够控制球阀665的启闭，以及球阀
665与套筒661开口的大小，从而活塞块662在套筒内运动所受到的气压阻力。微型电机6651
通过设置在驾驶室内的刹车踏板进行控制。

[0060] 一个活塞式制动器6上的活塞66的数量为至少两个，多个活塞66活塞杆663上的连接块664依次连接在曲轴65相邻的连杆颈上，使得相邻的两个活塞66的活塞块662分别向靠
近曲轴65和远离曲轴65的方向运动。

[0061] 使用方法：卡车正常运行时，活塞66上的球阀665处于打开的状态，此时活塞块662在套筒内正常滑动。当需要对卡车进行减速或者制动时，停止加油，传动轴31停止对后桥5
继续提供动力。之后微型电机控制球阀665运动，使得球阀665与套筒661之间的开口减小，
此时活塞块662向远离曲轴65的一端运动时，由于此时球阀665与套筒661之间的开口较小，
在活塞块662运动时，气体未及时从套筒内排出，使得活塞块662对气体进行压缩。压缩后的
空气会对活塞块662的继续运动产生阻力，从而降低活塞块662运动的动能，进而降低曲轴
65转动的转速。曲轴65的转速降低后，与曲轴65通过齿轮连接的制动轴62的转动也随之降
低。制动轴62的转速降低后，与第一制动齿轮61啮合的从动齿轮54的转速也随之减低，从而
降低差速器的转速，降低轮胎的转速，实现对卡车的减速制动。

[0062] 由于传统的制动采用鼓式制动器，若未设置防抱死系统，则在紧急刹车的时候会出现抱死的情况。而活塞式制动器6，在紧急刹车的时候，即使球阀665完全闭合，活塞块662
运动的阻力增加，活塞块662仍能在套筒661内运动，从而减少轮胎抱死的情况出现，增加制
动的安全性。

[0063] 实施例三：本实施例和实施例一的区别在于活塞式制动器6的制动位置不同。

[0064] 参见图5和图6，左输出轴53（和右输出轴52）上设置有与左输出轴53（和右输出轴52）同轴转动的第四制动齿轮68，且第一制动齿轮61与第四制动齿轮68啮合。壳体51上固定
有对第一制动齿轮61、制动轴62以及第二制动齿轮63进行支撑的外壳69。此时，活塞66的阻
力直接传递给左输出轴53（和右输出轴52），直接对左输出轴53（和右输出轴52）进行减速和
制动。

[0065] 实施例四：本实施例与实施例一和实施例二的区别在于活塞66的不同。

[0066] 参加图10，套筒661靠近球阀665的一端连通有进气管666，进气管666远离套筒661的一端连通有电磁换向阀667，电磁换向阀667的一侧设置有气罐668（气罐668内有高压气
体），电磁换向阀667和气罐668之间通过连接管6681进行连通。当遇到紧急制动时，此时球
阀665需要关闭；在活塞块662压缩套筒661内的气体之前，气罐668通过电磁换向阀667向通
入气体，增加套筒661内的气压，从而增加活塞块662运动的阻力，增加紧急制动的效果。

[0067] 实施例五：本实施例和实施例一的区别在于发动机1的不同。

[0068] 参见图11，发动机1上连通有进油管11，进油管11为发动机的每个油缸进行供油。进油管11上设置有断油开关12，断油开关12为电磁阀，控制端设置在驾驶室内。当行驶过程
中遇到长下坡，通过断油开关12断开发动机1的供油，减少发动机怠速转动浪费的油，实现
节油的效果。

[0069] 实施例六：本实施例和实施例三的区别在于套筒661的不同。参见图12，套筒661上连通有出气管8和通气管9，且出气管8和通气管9上分别连通有第一电磁阀81和第二电磁阀
91。出气管8和通气管9均与气罐668连通，且出气管8和通气管9均上设置有单向阀，位于出
气管8上的单向阀使得套筒661内的气体只能向气罐668的方向流通；位于通气管9的单向阀
使得气体只能从气罐668向套筒661的方向流通。在平常运行或者普通刹车的过程中，套筒
661内的气体能够通过出气管8进入到气罐668内，为气罐668内充气。在急刹车时，气罐668
内的气体通过通气管9进入到套筒661内，为套筒661加压。

[0070] 在现有技术中，气罐668的充气装置通过与发动机1的输出轴连接，为充气装置提供动力，从而实现气罐668的中期。在此实施例中，通过与套筒661连接的出气管8向气罐668
内通气，取代由发动机1提供动力的充气装置，实习气罐668的通气。

[0071] 本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之
内。