[发明专利]程控式汽车制动间隙自动调整臂

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制动装置，特别是涉及一种程控式汽车制动间隙自动调整臂。

背景技术

汽车制动系统的可靠性是汽车安全行驶的关键要素。当前的重型商用车及大型客车一般使用包括气动推杆、调整臂、制动器(主要组成元件包括凸轮轴、凸轮、制动蹄组件、制动鼓)的气制动装置。由于行驶过程中需要频繁制动，会使制动器发热，制动鼓、装有制动衬片的制动蹄组件等膨胀会使制动间隙变小；而长期使用会因制动衬片磨损又会造成制动间隙变大。如果不及时调整，会导致点刹、拖刹、制动鼓失圆、制动鼓龟裂等现象，给行车造成不安全隐患。调整臂则就是为便于人工调整或自动调整这些制动器的制动间隙使其保持在合理值范围内而设计的零部件总成；同时还是将气动推杆的直线运动转换为凸轮轴的转动，是必不可少的动力传递、换向构件。调整臂的重要作用不言而喻。目前的调整按调节方式可分为手动调整臂和自动调整臂。手动调整臂一般包含有由凸轮轴动力蜗轮和凸轮轴动力蜗轮锁定、调整蜗杆组成的制动间隙调整机构；而自动调整臂则是在此基础上增加一个自调装置。现存的调整臂还存在许多改进之处。如，采用手动调整臂的制动装置的制动间隙的调整是专业修车人员间隔进行的，两次间隙的调整之间不是始终处在最佳间隙，而是由最佳间隙变化到允许的最大间隙；采用自动调整臂的制动装置的制动间隙的调整可以弥补手动调整臂的这一缺陷，但目前的自调装置大多采用纯机械结构，结构较为复杂，构件变形、传动链间隙等对调节的可靠性影响较大，且只能实现单向调节，这也是造成制动鼓龟裂或在车辆行驶过程出现爆胎等现象的主要原因之一。

随着传感器技术和电子自动控制技术在汽车领域的应用和发展，早在上世纪90年代，专利US4749063就提出了一种基于直接实时监测制动间隙量变化的机、电、气一体化的汽车制动器制动间隙闭环自动控制系统的实现方法。该方法采用了一种气体流量传感器，其不足之处在于压缩气体对环境的敏感性、滞后性等因素会影响了气体流量传感器的灵敏度和可靠性等，且这类传感器的体积比较大；安装在制动蹄上，要求对现存的制动器内部结构做较大改动。专利CN2849315Y和CN1967007也提出了一种智能高效程控全自动汽车制动调整臂，采用是基于气动推杆感知原理。制动衬片的磨损必然会使活塞或气室的推杆行程产生的增量，气动推杆感知原理是基于该增量的自动控制，但忽略了制动臂壳体产生的超量间隙及弹性转角、制动蹄的弹性转角、凸轮驱动轴的弹性转角等对行程增量的影响。

发明内容

针对重型商用车及大型客车气制动装置配备的现有调整臂存在的问题，本发明的目的是提供一种程控式汽车制动间隙自动调整臂的实现方法。包括采用安装在凸轮驱动轴端部的角位移传感器来感知制动间隙的变化量；然后利用基于单片机的电子控制器对来自角位移传感器的角位移信号进行处理，判断是否发送控制指令驱动步进电机进行制动器制动间隙调节，还是驱动声、光报警元件进行制动器故障报警；同时使用人员可以在操作显示面板上进行制动器预设间隙的设定操作，以及观察制动器当前的工作制动间隙。

本发明的目的可通过下列技术方案实现：

本发明在外壳的上端开有气动推杆连接孔，在外壳的下端安装与制动器的凸轮轴连接的凸轮轴动力蜗轮，凸轮轴动力蜗轮与安装在调整锁定蜗杆轴上的调整锁定蜗杆相啮合。在调整锁定蜗杆轴伸出外壳的一端上安装自调蜗轮，在外壳侧面装有电子控制器和步进电机，安装在步进电机的驱动轴上的自调蜗杆与自调蜗轮相啮合；角位移传感器同轴安装在制动器的凸轮轴的伸出端部，定位基准杆一端固定在角位移传感器转轴上，在角位移传感器转轴伸出端面和定位基准杆之间设有扭簧，定位基准杆的另一端与机架连接；电子控制器分别汽车电瓶，声、光报警元件，操作显示面板，步进电机和角位移传感器连接。

所述电子控制器包括单片机、步进电机控制驱动电路、角位移信号处理电路、操作显示电路、报警元件控制驱动电路和供电电路；单片机分别与步进电机控制驱动电路、角位移信号处理电路、操作显示电路和报警元件控制驱动电路连接，供电电路对整个系统供电。