[发明专利]卡车的空气制动器

说明书

本发明涉及用于卡车的制动器系统和制动器的致动器系统。本发明尤其涉及气动空气制动系统，所述的气动空气制动系统用于在森林运输工业中所使用的大型卡车上。

本发明是于1999年2月2日授权给Marc Hunter的美国专利US 5，865，277号的改进，该专利的全部内容在此被引为参考。

已知的鼓式制动器具有优于盘式制动器的某些优点。这些优点包括在某些状况下极高的制动力和在进行制动并且产生温度变化时能持续作用制动力。

包括许多制动蹄的鼓式制动器需要致动系统来扩张制动蹄，其中所述制动蹄在被连结到车轮上的制动鼓内扩张。在一种类型的致动机构中，是通过一凸轮来扩张制动蹄，其中凸轮安装在一轴上，而该轴由一背板携带的轴承以及一隔开的支承件支承，该支承件被固定到车辆的一簧上(un-sprung)部分上。凸轮轴大致在背板与隔开的支承件之间沿大致平行于车轴或用来固定背板的车桥壳体(桥壳)的方向延伸。在这样的机构中，隔开的支承件被焊接或螺纹连接到车轴或车桥桥壳本身上。

用于汽车和卡车车轮的传统的制动机构通常包括圆柱形制动鼓，其被安装成随每一车轮旋转。成对的半圆柱形制动蹄被安装在一桥壳的相对侧面，在扩张位置与收缩位置之间向内和向外转动。制动衬片被设置在制动蹄与制动鼓之间并且随制动蹄伸张而在其间被压缩。凸轮设置在制动蹄的自由端之间，所述的自由端用于促使其进入扩张的位置并释放它们以便弹簧收缩。凸轮由被连接到车辆的脚踏板或手操作杆上的连杆系控制。

一种现行的鼓式制动器系统具有与制动鼓接触的制动蹄。轮缸致动制动蹄的顶部，同时具有一分离连杆，其被一缆索操纵，该缆索使制动蹄与制动鼓接触。

在大多数鼓式制动器中，无论是手动、液压、还是气动致动，都是通过收缩弹簧来相互连接弧形的制动蹄。当未使用制动器时，通过收缩弹簧使制动蹄保持离开旋转的制动鼓。当使用制动器时，即在液压或气动系统中，液压或气动缸的加压迫使活塞连杆克服制动蹄而向外移动，并且促使制动蹄啮合旋转的制动鼓。

迄今为止，在制动器构造中利用相对不可挠屈的制动蹄仍然是一种传统的实践，其中，这种制动蹄通常是通过加固腹板来增强其抗挠曲的。这样的制动蹄通过向一个蹄的一端施加力而被压靠到旋转的制动鼓上，其中所述的力是通过例如气动缸或液压缸施加的；并且在蹄的相对的另一端设置一固定座用于固定制动蹄，防止其随制动鼓作圆周运动。在这样的构造中，将一对转矩蹄在相邻端连接起来也是一种传统的作法，从而可利用一单个制动缸来在一对制动蹄的第一制动蹄的自由端或相向的另一端施加致动力，从而单个的固定座可位于该对制动蹄的第二制动蹄相邻的自由端，以接收沿该对制动蹄表面产生的摩擦力。在后者的布置中，沿第一制动蹄的表面所产生的摩擦力作为致动力被传递给第二制动蹄的一端。

在传统的空气制动系统中，通过行车制动(控制)管线和紧急制动(补给)管线来供给加压的空气。控制管线经继动器阀连接，以操作行车制动器，所述的行车制动器与每一车轮气动相连。为了保证行车制动系统具有足够的容量来提供反复的行车制动应用，制动系统还包括经继动器阀连接的一行车贮存器或贮存箱，从而可以从一相对大的储存容积向行车制动器供给压力。贮存器通过补给(紧急)加压系统加压，该补给加压系统也向车辆的紧急或驻车制动器提供压力。紧急或驻车制动器通常借助于被偏置的弹簧的力以弹簧来操作，以通过使用紧急补给系统内的压力来释放制动器。

在先有技术的气动空气制动系统中，紧急制动器或者是带有独立于空气管线的辅助空气箱的空气罐，或者是依赖于S凸轮系统的独立系统。在这样的气动系统中，当空气管线失去空气压力时，一个阀门检测空气压力的损失并且从辅助空气箱排出所有的空气。空气最终会漏出并且在空气罐内不会留下压力。这样，需要使用木块作为备用。

S凸轮系统不依赖于辅助空气箱，因为该系统包括位于空气罐内的弹簧。当制动压力施加时，就压缩弹簧，从而减轻制动蹄的压力。

传统的制动器在卡车、卡车挂车、或半挂车上经常失效，尤其是当搬运重型负荷时。通常，当卡车从陡坡向下行驶时，需要反复使用制动器以保持可控制的速度。由于制动器失效而失控的卡车已夺去许多卡车驾驶员和乘客的生命，并且造成有价值的货物的损失。

如上所述，制动器是通过制动器的致动器来操作。因此已知多种构造的制动器致动器。通常操作机械鼓式制动器致动器，将大致由缆索机构施加的力传递给两个半圆形的制动蹄，从而向制动鼓施加力并获得制动功能。传统的制动器致动器通常经活塞或被连接到驾驶员的制动支杆来迫使制动蹄抵靠到制动鼓上。