一種制動鉗的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種制動鉗，包括支架和制動塊，支架與制動塊之間滑動配合連接，通過液壓控制來驅動制動塊與制動盤接觸，以車輛前進方向時車輪的轉向為正轉向，支架與制動塊的滑動配合面包括前、后側向滑動面，前、后側向滑動面相互平行，且車輪正轉向時的制動盤的運動方向與前側向滑動面之間的夾角小于90°。本實用新型將支架與制動塊之間的接觸面設置成了斜面，并沒有增加任何其他零部件，也沒有額外增加液壓缸的數量、制動鉗的剛性、制動鉗的需液量等，就能有效地減小制動塊的偏磨程度，還具有結構簡單、加工成本低的優點。
【專利說明】一種制動鉗
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車輛制動器【技術領域】，特別涉及一種制動鉗。
【背景技術】
[0002]制動鉗是汽車盤式制動器的重要組成部件，其功能是將輸入液壓轉換成夾緊力，使制動塊和制動盤產生夾緊力，隨后產生摩擦制動力矩。制動塊是制動鉗中與制動盤摩擦的部件，由于制動塊受力的影響，使用一段時間后制動塊會在摩擦力方向上發生偏磨，如圖1所示。
[0003]制動塊偏磨產生的原因:制動塊的受力圖如圖1所示，Fqr = Fqc, Fzf = Fpf,由于Fpf和Fzf不在一條直線上，形成力矩Ml = Fzf*B ;而制動塊所受的反力矩M2必須與Ml相等，且方向相反才能使制動塊維持平衡，使制動塊制動時保持靜止。由于Fqr與Fqc共同作用對O點的力矩為0，所以M2只能由Fpr和Fpc產生。而Fpr和Fpc對O點的力矩為:FprXL/2-FpcXL/2 = M2 = M1，得到:Fpr_Fpc = 2*M2/L ;Fpr_Fpc 反應力制動塊與制動盤壓力分布的不均勻程度；該值越大制動塊偏磨也越大，制動塊偏磨越大越容易發生制動抖動、制動器拖滯、需液量增加、制動噪音等問題，影響整車的制動性能。
[0004]目前，通過兩種途徑來減少制動塊的偏磨量，一是將雙缸或多缸制動鉗的設置成不同的活塞直徑，二是將制動鉗的活塞偏置，簡單分析如下:
[0005]以雙缸制動鉗為例，制動塊受力圖如圖3所示，Fqr和Fqc兩個活塞對制動塊的作用力，Fqc對應的活塞直徑大，Fqc>Fqr，Fqc和Fqr對O點的力矩不再為0，令該值為Mt，方向與M2相同，(M2為制動盤對制動塊的作用支反力Fpr和Fpc形成的力矩)。因為制動塊受到的合力矩為零，所以:Mt+M2 = Ml,即M2 = M1-M，通過合理選擇不同的活塞直徑，使得M2〈Ml，所以Fpr- Fpc = 2*M2/L相對活塞直徑相同的情況該值減小了，原因是引入了 Mt平衡了一部分M1，即制動盤與制動塊的壓力不均衡程度減小，制動塊偏磨量也隨之減小。但是，雙缸或多缸制動鉗活塞直徑不同，增加了制動鉗總成的零件種類，只適用于多活塞的情況，其鉗體的加工、檢驗成本較高。
[0006]當將制動鉗的活塞偏置時，即制動鉗或活塞對制動塊的作用力偏置時，如圖4所示，Fqr和Fqc將產生力矩Mt，Mt抵消了一部分Ml力矩值，一定程度上減小了制動盤與制動塊壓力分布的不均勻性，減小了制動塊的偏磨量。但是，可設置的偏置距離有限，不能最大程度的減小制動塊的偏磨問題，且對制動鉗總成的設計水平要求高。
[0007]除此之外，由于大多數制動鉗總成沒有專門的減小制動塊偏磨裝置，而是通過將活塞回位量加大或者是提高制動鉗的剛性來防止拖磨等不利影響，此種方式會增加制動鉗的需液量和重量，進而增加制動踏板的行程。
實用新型內容
[0008]有鑒于此，本實用新型旨在提出一種結構簡單、成本低、減小偏磨效果好的制動鉗。
[0009]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0010]一種制動鉗，包括支架和制動塊，所述支架與制動塊之間滑動配合連接，通過液壓控制來驅動所述制動塊與制動盤接觸，以車輛前進方向時車輪的轉向為正轉向，所述支架與所述制動塊的滑動配合面包括前、后側向滑動面，所述前、后側向滑動面相互平行，且所述車輪正轉向時的所述制動盤的運動方向與所述前側向滑動面之間的夾角小于90°。
[0011]進一步的，所述制動塊包括外襯板和摩擦塊，所述外襯板與摩擦塊固定安裝在一起；所述外襯板的長度尺寸大于摩擦塊的長度尺寸，且支架與外襯板滑動配合連接，所述支架與所述外襯板的滑動配合面包括所述前、后側向滑動面，所述前、后側向滑動面相互平行，且所述車輪正轉向時的所述制動盤的運動方向與所述前側向滑動面之間的夾角小于90。。
[0012]進一步的，所述支架上設有凹槽，所述外襯板上設有與所述凹槽滑動配合連接的凸軌，所述凹槽的內底面與所述凸軌的外端面之間的滑動配合面為所述前、后側向滑動面。
[0013]或，所述支架上設有凸軌，所述外襯板上設有與所述凸軌滑動配合連接的凹槽，所述凸軌的外端面與所述凹槽的內底面之間的滑動配合面為所述前、后側向滑動面。
[0014]進一步的，所述外襯板與所述摩擦塊為一體結構，或所述外襯板與所述摩擦塊為粘結連接，或所述外襯板與所述摩擦塊為螺栓連接，或所述摩擦塊嵌套在所述外襯板上。
[0015]進一步的，所述制動塊可由單缸、雙缸或多缸驅動。
[0016]相對于現有技術，本實用新型所述的制動鉗所具有的優勢:將支架與制動塊的滑動接觸面設置成斜面，可以使支架對制動塊的支反力不僅產生能與制動摩擦力方向相反的作用分力，此作用分力與摩擦力相對于制動塊的質心所產生的力矩方向相同；還能產生與摩擦作用力方向垂直的作用分力，此作用分力與摩擦力相對于制動塊質心所產生的力矩方向相反，即此分力抵消了一部分由摩擦力相對于制動塊質心所產生的摩擦力矩，從而減小了制動盤對制動塊不同作用點所產生支反力之差，在車輪制動過程中，使制動盤對制動塊不同作用點的支反力均勻化程度提高，即保證制動盤與制動塊之間的接觸面的摩擦力的均勻化，從而減輕、消除制動塊的偏磨現象；本實用新型將支架與制動塊之間的接觸面設置成了斜面，并沒有增加任何其他零部件，也沒有額外增加液壓缸的數量、制動鉗的剛性、制動鉗的需液量等，就能有效地減小制動塊的偏磨程度，還具有結構簡單、加工成本低的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1為偏磨的制動塊形狀示意圖；
[0019]圖2為單缸制動鉗的制動塊工作時制動塊的受力示意圖；
[0020]圖3為現有技術中不同直徑的雙缸制動鉗工作時制動塊的受力示意圖；
[0021]圖4為現有技術中活塞偏置的制動鉗工作時制動塊的受力示意圖；
[0022]圖5為本實用新型實施例所述的制動鑰'工作時制動塊的受力不意圖；
[0023]圖6為本實用新型實施例所述的制動鉗的立體結構示意圖；
[0024]圖7為圖6中本實用新型實施例所述的制動鉗的P-P剖面立體結構示意圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]1-制動塊，2-制動盤，3-支架，4-前側向滑動面，5-后側向滑動面；
[0027]11-摩擦塊，12-外襯板；
[0028]Q:制動盤的運動方向；
[0029]O:制動塊的質心；
[0030]X，y:分別為以O點為原點的基準軸；
[0031]Fqr、Fqc:為鉗體/活塞對制動塊的壓緊力；
[0032]Fpr、Fpc:為制動盤對制動塊的作用力；
[0033]Fpf:為制動盤對制動塊的摩擦力；
[0034]Fzf:支架對制動塊反力；
[0035]L:為鉗體/活塞作用于制動塊上的兩個作用點之間的距離；
[0036]A:為活塞相對于制動塊的偏心距離；
[0037]B:為支架對制動塊的支反力作用點到制動盤摩擦面之間的距離；
[0038]C:為支架支反力作用點豎直方向上的分力到制動塊質心之間的距離；
[0039]B:為前側向滑動面與制動盤的垂直線所生成的夾角。
【具體實施方式】
[0040]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0041]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0042]一種制動鉗，包括支架3和制動塊I，支架3與制動塊I之間滑動配合連接，通過液壓控制來驅動制動塊與制動盤接觸，以車輛前進方向時車輪的轉向為正轉向，支架3與制動塊I的滑動配合面包括前、后側向滑動面，前、后側向滑動面相互平行，且車輪正轉向時的制動盤2的運動方向與前側向滑動面4之間的夾角小于90°，如圖5所示。
[0043]將支架與制動塊的滑動接觸面設置成斜面，如圖5所示，可以使支架3對制動塊I的支反力不僅產生能與制動摩擦力方向相反的作用分力，此作用分力與摩擦力相對于制動塊I的質心所產生的力矩方向相同；還能產生與摩擦作用力方向垂直的作用分力，此作用分力與摩擦力相對于制動塊質心所產生的力矩方向相反，即此分力抵消了一部分由摩擦力相對于制動塊質心所產生的摩擦力矩，從而減小了制動盤2對制動塊I的不同作用點所產生支反力之差，在車輪制動過程中，使制動盤2對制動塊I不同作用點的支反力均勻化程度提高，即保證制動盤2與制動塊I之間的接觸面的摩擦力的均勻化，從而減輕、消除制動塊的偏磨現象；本實用新型將支架3與制動塊I之間的接觸面設置成了斜面，并沒有增加任何其他零部件，也沒有額外增加液壓缸的數量、制動鉗的剛性、制動鉗的需液量等，就能有效地減小制動塊的偏磨程度，還具有結構簡單、加工成本低的優點。
[0044]作為最佳實施例，本實施例的制動塊I包括外襯板12和摩擦塊11，如圖6和圖7所示，外襯板12與摩擦塊11固定安裝在一起；外襯板12的長度尺寸大于摩擦塊11的長度尺寸，且支架3與外襯板12滑動配合連接，支架3與外襯板12的滑動配合面包括前、后側向滑動面，前、后側向滑動面相互平行，且車輪正轉向時的制動盤的運動方向與前側向滑動面5之間的夾角小于90°。
[0045]本實施例中，支架3上設有凹槽，外襯板12上設有與凹槽滑動配合連接的凸軌，如圖6和圖7所示，凹槽的內底面與凸軌的外端面之間的滑動配合面為前、后側向滑動面。除了此種結構方式，也可以將支架3上設有凸軌，外襯板上設有與凸軌滑動配合連接的凹槽(圖中未示出)，凸軌的外端面與凹槽的內底面之間的滑動配合面為前、后側向滑動面。此種結構設置具有結構簡單，容易加工，成本低的優點。
[0046]本實施例中的外襯板12與摩擦塊11為一體結構。當然，外襯板12與摩擦塊11之間還可以通過螺栓連接在一起，或是粘結在一起，或直接將摩擦塊11嵌套在外襯板12上。將外襯板12和摩擦塊11設置成一體結構，能保證其剛性、穩定性、及受力均勻性；通過螺栓等緊固件將外襯板12和摩擦塊11連接在一起，其拆裝容易，便于維修；將摩擦塊11嵌套在外襯板11上，其優點介于前述兩種連接方式之間。
[0047]本實施例中，制動塊I可通過單缸、雙缸或多缸驅動，具有適應性強的優點。
[0048]作為最佳實施例，其作用原理為:本實用新型的方案是將支架與制動塊的接觸面改為斜面，這樣能產生垂直分力。通過垂直分力產生的力矩Mt，來抵消一部分力矩M1，達到減小制動盤和制動塊之間的壓力分布不均勻性，最終減小制動塊的偏磨，如圖5所示。Fqr=Fqc, Fzf = Fpf，Ml = Fzf*B ；Fqr = Fqc，所以兩者對O點的力矩為0，M2只能由Fpr和Fpc 產生，而 Fpr 和 Fpc 對 O 點的力矩為:Fpr X L/2-Fpc X L/2 = M2 = M1，得出:Fpr_Fpc =2*M2/L。將制動塊I與支架3的接觸面設計成斜面后，支架3對制動塊I作用力為:Fzf水平分力和Fzx垂直分力。垂直分力Fzx到制動塊中心的距離為C，形成力矩Mt = Fzx X C，該力矩的方向與M2力矩方向相同。因為制動塊受的合力矩為零，所以:Mt+M2 = Ml,即M2=Ml-Mto通過設計合適的角度b，使得M2〈M1，即Fpr-Fpc = 2*M2/L的值變小了，則制動盤2與制動塊I的壓力不均衡程度減小，從而制動塊I偏磨量也隨之減小。
[0049]綜上所述，本實用新型通過將支架3與制動塊I的接觸面設置成斜面，就會自動引入了垂直分力Fzx，而Fzx產生到制動塊中心的力矩Mt就會t抵消一部分Ml力矩值，以減小制動盤2對制動塊I壓力分布的不均勻性，從而減小了制動塊的偏磨量。
[0050]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種制動鉗，包括支架和制動塊，所述支架與制動塊之間滑動配合連接，通過液壓控制來驅動所述制動塊與制動盤接觸，其特征在于，以車輛前進方向時車輪的轉向為正轉向，所述支架與所述制動塊的滑動配合面包括前、后側向滑動面，所述前、后側向滑動面相互平行，且所述車輪正轉向時的所述制動盤的運動方向與所述前側向滑動面之間的夾角小于90。。
2.根據權利要求1所述的制動鉗，其特征在于，所述制動塊包括外襯板和摩擦塊，所述外襯板與摩擦塊固定在一起；所述外襯板的長度尺寸大于摩擦塊的長度尺寸，且支架與外襯板滑動配合連接，所述支架與所述外襯板的滑動配合面包括所述前、后側向滑動面，所述前、后側向滑動面相互平行，且所述車輪正轉向時的所述制動盤的運動方向與所述前側向滑動面之間的夾角小于90°。
3.根據權利要求2所述的制動鉗，其特征在于，所述支架上設有凹槽，所述外襯板上設有與所述凹槽滑動配合連接的凸軌，所述凹槽的內底面與所述凸軌的外端面之間的滑動配合面為所述前、后側向滑動面。
4.根據權利要求2所述的制動鉗，其特征在于，所述支架上設有凸軌，所述外襯板上設有與所述凸軌滑動配合連接的凹槽，所述凸軌的外端面與所述凹槽的內底面之間的滑動配合面為所述前、后側向滑動面。
5.根據權利要求3或4所述的制動鉗，其特征在于，所述外襯板與所述摩擦塊為一體結構，或所述外襯板與所述摩擦塊為粘結連接，或所述外襯板與所述摩擦塊為螺栓連接，或所述摩擦塊嵌套在所述外襯板上。
6.根據權利要求5所述的制動鉗，其特征在于，所述制動塊可由單缸、雙缸或多缸驅動。
【文檔編號】F16D65/092GK204200914SQ201420495722
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】季大民, 楊樂肖 申請人:長城汽車股份有限公司