一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，由一套摩擦制動器和一套電磁制動裝置組成，摩擦制動器由制動鉗體和制動盤組成，制動鉗體卡在制動盤上且固定連接于制動鉗支架，摩擦制動器和電磁制動裝置相對于制動盤上下布置，電磁制動裝置由電磁制動支板、鐵芯、勵磁線圈和磁軛組成，電磁制動支板為U型，U型側壁的上部固定連接所述制動鉗支架，有多個鐵芯的一端均固設在電磁制動支板的U型底部，鐵芯上繞有勵磁線圈，鐵芯的另一端均連接磁軛，勵磁線圈通電后相鄰磁極所形成的極性相反；充分利用輪邊制動器狹小的安裝空間，作用在制動盤上的制動力上下對稱，確保了制動盤受力的均勻和平穩，有效減少了制動盤由于單點受力而造成的輕微顫動。
【專利說明】一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于汽車制動或減速的電磁制動與摩擦制動集成系統，特別是指利用電渦流來產生制動力矩以達到制動效果的裝置。
【背景技術】
[0002]摩擦制動器是利用摩擦塊與制動盤之間的摩擦作用來降低車速并最終停止車輛。在汽車制動過程中，摩擦塊會不斷磨損，溫度也會升高，直接影響制動器的性能，同時摩擦塊的磨損也會向大氣中散發粉塵，污染環境。在汽車制動的同時，摩擦塊與制動盤之間摩擦還會產生大量噪音，尤其在下長坡或市區等需要持續制動或頻繁制動的情況下，摩擦塊的磨損更加劇烈，溫度在很短時間內就會升到很高，從而影響制動器的性能，嚴重威脅到行人和自身的安全。汽車盤式制動器是目前摩擦制動器主要類型之一，盤式制動器是通過液壓油來推動制動甜體內的活塞運動，活塞把制動塊壓向制動盤，通過制動盤與制動塊之間的摩擦力來降低車輛的速度。汽車高速行駛過程中，緊急制動時，制動器的作用時間以及制動力對制動性能的影響很大，而盤式制動器的液壓油路作用時間以及制動塊的運動時間都會使摩擦制動器的制動效能降低，因為盤式制動器以摩擦制動為主，所以在制動時也會有制動器過熱、產生噪聲和粉塵的缺點。
[0003]電磁制動屬于非接觸式制動，可以有效地解決制動噪聲和粉塵問題，而且電磁制動的制動力矩為連續變化力矩，制動穩定，制動性能好。目前，以電磁制動為基本原理的電渦流緩速器與永磁式緩速器技術得到了很好的發展，而且緩速器的技術也逐漸成熟，無論是電渦流緩速器還是永磁式渦流緩速器，它們都可以有效地彌補現有摩擦制動器系統在技術性能上的不足，提高了汽車行駛的安全性。但是由于電渦流緩速器體積和質量較大，所以電渦流緩速器目前 僅適用于貨車和客車等大中型商用汽車上。
[0004]在現有技術中，中國專利號為201110083620，名稱為“一種電磁和摩擦復合盤式制動器的制動方法”所公開的方案，其電磁制動與摩擦制動的作用力施加在制動盤的某個特定區域，沒有有效地利用制動盤圓周空間，制動效果有待提升。而中國專利號為201210131074，名稱為“一種雙盤片結構的摩擦與電磁集成制動器”公開的集成制動器沒有考慮狹小的輪邊空間對制動器的尺寸的要求，導致制動器實用性變差。
[0005]在已有的電磁制動與摩擦制動集成的系統中，由于沒有進行系統的緊湊設計和輕量化設計，導致的結果是電磁制動與摩擦制動集成的實際使用性不高，在車輛結構基本固定的情況下，很難將電磁制動與摩擦制動集成系統布置在車輛底盤上，難于商業化。
【發明內容】
[0006]鑒于現有技術中存在的問題，本發明提供了一種電磁制動與摩擦制動集成系統，充分利用輪邊制動器狹小的安裝空間，在原有的摩擦制動器基礎上增加了一套電磁制動裝置，通過電磁制動與摩擦制動之間的協調聯合制動很好地解決僅僅使用單純摩擦制動時所帶來的制動器過熱、制動噪聲和制動粉塵等缺陷，并且提高了制動效果。[0007]本發明采用的技術方案是:本發明由一套摩擦制動器和一套電磁制動裝置組成，摩擦制動器由制動鉗體和制動盤組成，制動鉗體卡在制動盤上且固定連接于制動鉗支架，摩擦制動器和電磁制動裝置相對于制動盤上下布置，電磁制動裝置由電磁制動支板、鐵芯、勵磁線圈和磁軛組成，電磁制動支板為U型，U型側壁的上部固定連接所述制動鉗支架，有多個鐵芯的一端均固設在電磁制動支板的U型底部，鐵芯上繞有勵磁線圈，鐵芯的另一端均連接磁軛，勵磁線圈通電后相鄰磁極所形成的極性相反。
[0008]本發明采用上述技術方案后具有以下有益效果:
1、本發明對電磁制動與摩擦制動集成系統進行了緊湊型設計，使得制動鉗支架既安裝制動鉗體，又能安裝電磁制動支板，充分利用輪邊制動器狹小的安裝空間，保證了車輛不需做較大的結構調整就可以安裝本發明所述的電磁制動與摩擦制動集成系統，便于集成制動系統在實車上的安裝、維修和協調工作。
[0009]2、在滿足制動性能的要求下，通過強度校核，對電磁制動支板進行了結構設計，不但節省了材料和成本，同時減輕了集成制動系統的重量，減輕了振動對轉向節的沖擊。
[0010]3、摩擦制動機構與電磁制動機構作用在制動盤上的制動力產生上下對稱的制動力矩，確保了制動盤受力的均勻和平穩，有效減少了制動盤由于單點受力而造成的輕微顫動。
[0011]4、當車輛在頻繁制動和下長坡制動時，本發明的優勢更加明顯，下長坡或頻繁制動時只要調節電磁力大小即可有效控制制動力大小，電磁力大小控制相對簡單，制動器作用時間大大減小，增強了制動器的制動效能。制動過程中，電磁制動可以提供車輛部分制動力，減輕摩擦制動器的制動強度和使用次數，減輕制動塊的磨損，延長摩擦制動器的壽命，有效減少制動噪聲和制動粉塵的產生，提高汽車行駛的安全性、經濟性和環保性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】以進一步描述本發明。
[0013]圖1是本發明所述一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統的主視圖。
[0014]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0015]圖3是本發明中的勵磁線圈通電后相鄰磁極的分布方式圖。
[0016]圖中:1.制動甜體；2.制動盤；3.電磁制動支板；4.鐵芯；5.磁輒；6.勵磁線圈。
【具體實施方式】
[0017]如圖1-3所示，本發明的車用電磁制動與摩擦制動集成系統由一套摩擦制動器和一套電磁制動裝置組成，在原有摩擦制動器的基礎上增加一套電磁制動裝置。摩擦制動器由制動鉗體I和制動盤2組成，電磁制動裝置由電磁制動支板3、鐵芯4、勵磁線圈6和磁軛5組成。制動鉗體I卡在制動盤2上，同時制動鉗體I也固定在制動鉗支架上(圖中省略掉了制動鉗支架)。電磁制動支板3位于遠離輪胎一側，電磁制動支板3為U型，U型側壁的上部開有通孔并固定連接制動鉗支架，有多個鐵芯4的一端均固定在電磁制動支板3的U型底部上，勵磁線圈6繞在鐵芯4上，鐵芯4另一端均與磁軛5相連，勵磁線圈6通電后，相鄰磁極所形成的極性應相反。鐵芯4的個數可以根據摩擦制動器的具體結構而定，可以設為2個、4個或6個雙數。鐵芯4與磁軛5的軸心線均與制動盤2的盤面相垂直，磁軛5端面與制動盤2的盤面相平行，電磁制動裝置固定好后需保證磁軛5與制動盤2之間的間隙為
0.5-1.5mm。
[0018]電磁制動支板3的輪廓按照制動盤2的形狀及尺寸設計加工，U型底部安裝勵磁線圈6位置處的圓弧半徑與制動盤2半徑一致，電磁制動支板3的U型側臂處按照受力強度校核，進行了輕量化設計，實現了電磁制動機構與摩擦制動機構的緊湊集成，確保了狹小的輪邊空間對集成制動系統嚴苛的尺寸要求，并且輕量化設計的電磁制動機構減輕了轉向節的負擔，提高了轉向系統的可靠性。
[0019]制動鉗支架既安裝制動鉗體1，又安裝電磁制動支板3，便于集成制動系統在實車上的安裝、維修和協調工作。
[0020]摩擦制動器和電磁制動裝置相對于制動盤2上下布置，制動盤2相對于電磁制動支板3的U型開口左右對稱。摩擦制動器和電磁制動裝置作用在制動盤2上的制動力呈現上下對稱狀態，確保了制動盤受力的均勻和平穩，有效減少了制動盤由于單點受力而造成的輕微顫動。
[0021]如圖2所示，車輛在正常行駛時，摩擦制動不起作用，勵磁線圈6內沒有勵磁電流通過，此時摩擦制動器與電磁制動裝置對制動盤2均不產生制動力。當車輛需要制動時，駕駛員踩下制動踏板，此時制動甜體I內的液壓油將會推動制動塊壓向制動盤2，制動塊與制動盤2摩擦產生制動力使車輛制動，駕駛員踩下制動踏板的同時，勵磁線圈6內通入勵磁電流，此時勵磁線圈6會產生電磁場，電磁場通過鐵芯4、磁軛5、氣隙、制動盤2傳導到相鄰磁極的氣隙、磁軛5、鐵芯4，然后經過電磁制動支板3形成磁路回路。此時制動盤2在此磁路回路中做旋轉運動，制動盤2切割磁力線，會在制動盤2內部形成電渦流，從而制動盤2受到電磁力作用，因而車輛會減速或停止。電磁制動力矩的大小可以通過控制通入勵磁線圈6中的電流大小來控制。
[0022]當車速很低時，此時電磁制動裝置所產生的制動力矩很小，此時使用電磁制動不但制動效果不好而且還會浪費汽車電能，降低汽車經濟性，所以當車速小于10km/h時，僅使用摩擦制動對汽車進行制動。當車速大于10km/h時，可以根據路況信息來確定電磁制動與摩擦制動集成系統的制動方法。正常工況下，不需要緊急制動，僅僅是想降低車速或緩慢制動時，可以只使用電磁制動來對汽車進行制動；當需要緊急制動時，需要讓電磁制動與摩擦制動同時聯合起作用，使汽車盡快停止。當汽車在復雜路況下行駛時，需要對汽車進行頻繁和不同強度的制動，此時可以僅僅使用電磁制動來代替摩擦制動對汽車進行制動，因為頻繁使用摩擦制動對汽車進行制動，短時間內制動器溫度升高很快，會對制動性能有很大影響,且摩擦制動反應時間慢、制動力控制復雜，電磁制動反應時間快,僅通過控制通入勵磁線圈內勵磁電流的大小就可以控制電磁制動力的大小，控制簡便。當車輛在下長坡制動需要穩定在一定車速時，應該采取以電磁制動為主、摩擦制動為調節制動的制動方法，當車輛以穩定車速下坡制動時，電磁制動力矩基本是一個穩定值，調節電磁制動力矩與摩擦制動力矩使其總制動力矩穩定在某一固定值附近使車輛保持在一穩定車速下坡，當車速變大時，可以增加摩擦制動力矩來使汽車減速，當車速過小時，可以減小摩擦制動力矩來使車速增加；當下坡需要緊急制動時，電磁制動與摩擦制動兩者一起聯合作用。此時電磁制動為主要制動形式，減少了摩擦制動的制動強度，延長了摩擦制動器的使用壽命，同時對摩擦制動器在制動時的熱衰退現象、制動噪聲和制動粉塵的產生有一定改善作用，提高了汽車的經濟性、安全性和環保性。正常工況下，不需要緊急制動時，可以僅僅使用電磁制動來對汽車進行制動；當需要緊急制動時，讓電磁制動與摩擦制動同時聯合起作用，使汽車盡快停止。
【權利要求】
1.一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，由一套摩擦制動器和一套電磁制動裝置組成，摩擦制動器由制動鉗體(I)和制動盤(2)組成,制動鉗體(I)卡在制動盤(2)上且固定連接于制動鉗支架，其特征是:摩擦制動器和電磁制動裝置相對于制動盤(2)上下布置，電磁制動裝置由電磁制動支板(3 )、鐵芯(4 )、勵磁線圈(6 )和磁軛(5 )組成，電磁制動支板(3 )為U型，U型側壁的上部固定連接所述制動鉗支架，有多個鐵芯(4)的一端均固設在電磁制動支板(3)的U型底部，鐵芯(4)上繞有勵磁線圈(6)，鐵芯(4)的另一端均連接磁軛(5)，勵磁線圈(6)通電后相鄰磁極所形成的極性相反。
2.根據權利要求1所述的一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，其特征是:鐵芯(4)與磁軛(5)的軸心線均與制動盤(2)的盤面相垂直，磁軛(5)端面與制動盤(2)的盤面相平行，磁軛(5)與制動盤(2)之間具有0.5-1.5mm的間隙。
3.根據權利要求1所述的一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，其特征是:鐵芯(4)的個數為雙數。
4.根據權利要求1所述的一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，其特征是:安裝勵磁線圈(6)的電磁制動支板(3)的U型底部位置處的圓弧半徑與制動盤(2)半徑一致。
5.根據權利要求1所述的一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，其特征是:制動盤(2)相對于電磁制動支板(3)的U型開口左右對稱。
6.根據權利要求1所述的一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，其特征是:摩擦制動器和電磁制動裝置作用在制動盤(2)上的制動力上下對稱。
7.根據權利要求1所述的一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，其特征是:電磁制動支板(3)位于遠離輪胎一側。
8.根據權利要求1所述的一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統，其特征是:通過控制通入勵磁線圈(6)中的電流大小來控制電磁制動力矩的大小。
【文檔編號】F16D65/18GK103629272SQ201310626552
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】何仁, 張端軍 申請人:江蘇大學