汽车负压紧急制动装置 技术领域
本发明涉及一种制动装置，更具体的说，涉及一种汽车负压紧急制动装置。
背景技术
目前，公路交通是世界各国的主要交通方式，随着公路等级的提高以及高速公路的迅猛发展，汽车车速随之不断的加快，给人民的工作和生活带来了很多的方便。但由此产生的恶性交通事故随之也大幅上升，其主要原因为车速过快，当遇到紧急情况时，汽车的制动系统不能使汽车在短距离内停下来，虽然汽车的刹车系统多次被改进，但万变不离其宗，主要是由刹车踏板将刹车信号传递给液压刹车系统，使刹车片与刹车鼓紧密接触，产生摩擦力，使车轮最终停止转动，而汽车行驶时的动能只能靠轮胎与路面之间的摩擦释放掉。然而，单靠这些来缩小刹车距离是远远不够的，当汽车速度过快，紧急制动时还会造成汽车的旋转及翻滚的现象，同样也是很危险的。
从理论上讲，当汽车和载体的重量为mg，在道路上行驶速度为V，则它的动能为：
设汽车轮胎与路面之间的等效摩擦系数为μ1，当汽车紧急制动时，车与路面之间地摩擦力为：mgμ1。
不计空气阻力，制动距离为：S1＝0.5m V2/mgμ1＝V2/2gμ1。
由此可知，刹车距离与车速的平方成正比，与摩擦系数的一次方成反比。
当汽车与前面物体的距离为L，制动距离S1＜L时，汽车不被撞。S1＞L时，汽车被撞，危险发生。但事时上，就目前的汽车轮胎和路面之间的结构关系，汽车紧急制动时，由于汽车强大的惯性的作用，往往会发生汽车的旋转或翻滚，即使S1＜L，危险还是会发生。
发明内容
本发明弥补了现有技术的不足，提供一种结构简单，使用方便，快速、安全的汽车负压紧急制动装置。
本发明汽车负压紧急制动装置的技术方案概述如下：
它包括一装置盒，装置盒的顶部设置有限位开关及升降装置，所述升降装置下面依次设置有电磁铁固定板、电磁铁、弹簧固定板、弹簧、簧座、制动靴、下降限位开关升降杆、限位开关；所述制动靴上面簧座的侧面设置有电磁阀B、软管、拉杆万向结；所述拉杆万向结处设置有拉杆，拉杆的另一端设置在固定于汽车前部的汽车底盘上的连接座上；所述软管的另一端与电磁阀A相连接，电磁阀A与负压腔相接；所述负压腔上还设置有手动阀及电磁阀C，电磁阀C接机械真空泵；所述负压腔及机械真空泵设置在汽车上或汽车箱体内。
所述升降装置为液压升降装置或机械升降装置，所述弹簧为1～100个，所述软管为真空橡胶软管，所述软管的端部分别设置有尘土过滤器，所述负压腔的体积为0.05～1立方米，所述制动靴为1～20个，总体积为负压腔体积的1/200～1/3，所述制动靴由钢性部分和柔性部分组成，钢性部分为金属、工程塑料或玻璃钢，柔性部分为橡胶或软塑料，所述负压腔及机械真空泵设置在汽车的后背箱、车箱、车箱下部或机器箱内。
本发明的有益效果是，结构合理、简单，使用方便，利用负压制动，有效的减小刹车距离，并可防止汽车制动时的旋转和翻滚，是快速、安全的汽车制动装置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的制动靴的剖视图；
图3为本发明的拉杆万向结的示意图。
具体实施方式
图1中，在汽车的后部下方的底盘27固定有装置盒22，装置盒22的上框设置有限位开关14及升降装置3，所述升降装置3为液压升降装置或机械升降装置；所述升降装置3的顶杆15下面依次设置有电磁铁固定板23、电磁铁6、弹簧固定板24、弹簧8、簧座26、制动靴25、下降限位开关升降杆5、限位开关4；所述弹簧8为1～100个；所述制动靴25上面簧座26的侧面设置有电磁阀B17、软管21及拉杆万向结11；所述拉杆万向结11处设置有拉杆12，如图3所示，拉杆12的另一端设置在固定于汽车前部的汽车底盘27上的连接座13上，此装置可有效的对制动靴起定位作用；所述制动靴25为1～20个，总体积为负压腔2体积的1/200～1/3，制动靴25由钢性部分9和柔性部分10组成，如图2所示，钢性部分9为金属、工程塑料或玻璃钢，柔性部分10为橡胶或软塑料；所述软管21最好为真空橡胶软管；所述软管21的另一端与电磁阀16相连接，所述软管21的端部分别设置有尘土过滤器20，防止尘土被吸入负压腔；所述电磁阀16与负压腔2相接；所述负压腔2上还设置有手动阀19及电磁阀18，负压腔2的体积为0.05～1立方米，所述手动阀19在过滤器20的除尘时使用，除尘时打开手动阀19，充入压缩空气，压缩空气从电磁阀16、软管21内自动跑出，将尘土吹掉；电磁阀18接机械真空泵1；所述负压腔2及机械真空泵1设置在汽车的后背箱、车箱、车箱下部或机器箱内。
所述制动装置中的电磁铁固定板23与电磁铁6之间还可设置有压簧，对制动装置起保护作用。
使用本发明时，通常可采用如下方式：
当汽车驶上高速公路后，打开汽车负压紧急制动装置的升降开关，下降限位开关升降杆5伸出，升降装置3开始工作，如采用液压升降装置，这时油缸顶杆15把设在其下面的电磁铁固定板23、电磁铁6、弹簧固定板24、弹簧8、簧座26、制动靴25及下降限位开关4一起顶出，当下降限位开关4触地的一刹那，液压或机械系统3停止工作，并将下降限位开关的升降杆5缩回。
然后按下设置在驾驭室中的开关，接通机械真空泵1的电源，机械真空泵1与负压力腔2之间的电磁阀18处于通态，机械真空泵1使负压力腔2中呈负压，使之处于工作状态。
当需要使用本汽车负压紧急制动装置时，则触动设置在刹车踏板处的带有常闭常开触点的紧急制动开关，此开关处于常闭状态时设在制动靴上的电磁阀17处于通态，设在负压力腔上的电磁阀16呈闭态。当需要紧急制动的时候，压下紧急制动开关，使制动开关的常开触点接通，此时电磁阀17处于闭态，而电磁阀16呈通态，同时，电磁铁6的铁芯7迅速弹出，将制动靴25紧急压下，使制动靴25的柔性部分10与地面紧密接触，这时由于制动靴25上的电磁阀17处于闭态，而连接在制动靴25上的软管21与负压力腔2之间相接的电磁阀16处于通态，由于负压力腔2呈负压状态，则大气压强使制动靴紧紧地吸住路面，使行驶中的汽车迅速、安全地被制动。
在附加负压制动后，原来的动能释放公式变为：1/2mV2=[mgμ1+(P0-P)μ2Σi=1nAi]S2]]>
这里μ2是制动靴与路面之间的摩擦系数，P0为大气压，P为制动靴内负压强值，Ai为第i个制动靴覆盖路面的有效面积，S2为此时的制动距离。
这种附加的制动力源，有两个可调参数，一个是负压值，一个是制动靴覆盖路面的总面积，当负压值一定时，仅面积的调整就会有很大的效果。
本装置完成了汽车的制动任务后，抬起刹车踏板处的带有常闭常开触点的紧急制动开关，使此开关处于常闭状态，制动靴25上的电磁阀17处于通态，同时设在负压腔2上的电磁阀16呈闭态，使制动靴25内恢复大气压状态，制动靴25与地面分离，再将信号给电磁铁6，收回铁芯7，同时命令升降装置3使其将电磁铁固定板23、电磁铁6、弹簧固定板24、弹簧8、簧座26、制动靴25、下降限位开关升降杆5、限位开关4一同收回到装置盒22内，当升降装置3触到限位开关14时，升降装置停止工作。