基于熱管散熱的鼓式制動器及具有該制動器的交通工具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于熱能與車輛工程相關技術領域，具體的說，是涉及一種基于熱管散熱的鼓式制動器及具有該制動器的交通工具。
【背景技術】
[0002]鼓式制動器也叫塊式制動器，是靠制動塊在制動輪上壓緊來實現剎車作用。
[0003]典型的鼓式制動器主要由底板、制動鼓、制動蹄、輪缸(制動分栗)、回位彈簧、定位銷等零部件組成。底板安裝在車軸的固定位置上，它是固定不動的，上面裝有制動蹄、回位彈簧，每一個鼓有一對制動蹄，制動蹄上有摩擦襯片。制動鼓則是安裝在輪轂上，隨車輪一起旋轉，它是由一定份量的鑄鐵做成，形狀似圓鼓狀。當制動時，輪缸活塞推動制動蹄壓迫制動鼓，制動鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉動。
[0004]當前使用的鼓式制動器散熱性能較差，因此在制動過程中會聚集大量的熱量，使得制動塊和輪鼓在高溫影響下較易發生極為復雜的變形，容易產生制動衰退和振抖現象，引起制動效率下降。
[0005]目前常用灑水散熱的方式進行輔助散熱，而噴水散熱容易導致制動鼓因溫差過大而發生變形或者產生裂紋，用于散熱的水滲入摩擦襯片與制動鼓之間導致制動效率降低。另外車輛要攜帶水箱，且要定時加水，使用不便，若加水不及時，還將帶來安全隱患。
[0006]現有技術中，已經存在部分關于強化鼓式制動器散熱方面的研究。例如，申請號為2014203376074的中國專利文獻記載了一種復合式剎車鼓，主要包括耐熱鋼制外殼，耐熱鋼制外殼采用耐熱鋼鑄制而成，其內側壁安設有若干形狀相同且呈弧形的耐磨內襯，耐磨內襯采用蠕墨鑄鐵或灰鑄鐵材質，通過若干空心鉚釘與耐熱鋼制外殼鉚固連接，耐磨內襯與耐熱鋼制外殼在對應位置分別開有定位槽，定位槽內穿設有定位鍵；耐熱鋼制外殼的外壁設有加強筋及若干散熱翅片，耐熱鋼制外殼的前端部外緣處設開有若干散熱孔。
[0007]該方案采用雙層復合結構，外部為耐熱鋼制外殼，因此強化了散熱效果，在一定程度上保證了制動性能的穩定性。但是，該技術方案的實質是直接在剎車鼓上開孔引風，開孔將內部與外界暴露的面積有限，不能替代利用噴淋式水箱散熱，只能作為輔助冷卻方式。因而在本質上決定了其有限的技術效果。
[0008]又如說，申請號為2015100695908的中國專利文獻記載了一種載重車剎車生熱在線監測及散熱裝置，主要由制動鼓、制動輪缸、復位彈簧、車軸、溫度傳感器、半月形熱管散熱器、制動器底板、制動蹄、摩擦襯片、制動蹄調整器、內六角螺栓組成，半月形熱管散熱器內部結構由外壁、內壁、毛細吸液芯、毛細吸液芯搭橋構成。
[0009]該裝置將在線監測裝置與散熱裝置結合使用，利用管壁通過熱管進行散熱。但是該裝置內的熱管加熱段和冷凝段(散熱段)均位于制動鼓內部，而制動鼓是一個相對封閉的空間，內部熱量難以散出，所以以上裝置無法實現將制動過程中產生的熱量散發到制動鼓外部的目的。
[0010]為了解決車輛制動過程中產生的大量熱量的散熱問題，需要一種高效的散熱裝置，該散熱裝置應當能夠有效地將制動鼓內部產生的熱量傳遞到制動鼓外部，從而實現良好的散熱效果，以保證車輛在高負載時剎車仍具有良好的可靠性。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是為克服現有技術不足，提供了一種應用熱管作為導熱元件，高效地將摩擦襯片與制動鼓工作時產生的熱量排出的鼓式制動器。本發明通過對現有鼓式制動器結構上的改進，并增加了熱管，使其具有了較好的散熱效果，保證了剎車的可靠性。
[0012]為了達成上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0013]—種基于熱管散熱的鼓式制動器，包括制動器底板，左、右制動蹄安裝在制動器底板上，左、右制動蹄之間裝有復位彈簧，左、右制動蹄上各安裝有一個摩擦襯片，摩擦襯片位于制動鼓內部，兩制動蹄上分別安裝有多個熱管，制動器底板上具有與所述熱管數量相對應的槽道，供熱管徑向移動之用；
[0014]所述熱管具有加熱段及冷凝段，加熱段與制動蹄相連接，冷凝段位于制動鼓的外部，加熱段將制動蹄的熱量導向冷凝段。
[0015]優選的，兩制動蹄內均具有盲孔，熱管固定連接于盲孔中。
[0016]優選的，所述熱管與盲孔之間的縫隙被導熱硅膠填充。
[0017]優選的，所述熱管上安裝有多個翅片，翅片位于冷凝段上。
[0018]優選的，所述熱管的軸線與制動器底板的軸線不重合，但方向相同。
[0019]在提供上述鼓式制動器的同時，本發明還提供了一種交通工具，該交通工具為摩托車，該摩托車上安裝有上述鼓式制動器。
[0020]在提供上述鼓式制動器的同時，本發明還提供了另一種交通工具，該交通工具為三輪車，該三輪車上安裝有上述鼓式制動器。
[0021]在提供上述鼓式制動器的同時，本發明還提供了第三種交通工具，該交通工具為汽車，該汽車上安裝有上述鼓式制動器。
[0022]本發明的有益效果是:將熱管應用于汽車的鼓式制動系統，利用熱管很高的導熱性，靈活的環境適應性等優點，迅速地將制動時產生的熱量從制動鼓內傳遞出去，并通過在熱管冷凝段加裝翅片增強熱管的冷卻效果，改善了鼓式制動器自身散熱困難極易發生熱衰退的缺陷，結構簡單，工作可靠。多根熱管采用單獨的插拔結構或者焊接方式組裝在一起，每根熱管均獨立工作，當某根熱管散熱效果下降時可單獨更換，有效降低設備的維護費用。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的裝配原理圖；
[0024]圖2是本發明的背面結構示意圖(其中一側未裝配熱管);
[0025]圖3是本發明的整體結構示意圖；
[0026]圖中:1、制動器底板，2、摩擦襯片，3、熱管，4、槽道，5、制動蹄，6、復位彈簧，7、待裝配熱管空腔，8、翅片，9、制動鼓，10、制動鼓內壁。
【具體實施方式】
[0027]—種基于熱管散熱的鼓式制動器，其結構如圖1-3所示，包括制動器底板1，左、右兩個制動蹄5均安裝在制動器底板I上，左、右兩個制動蹄5之間裝有復位彈簧6，左、右兩個制動蹄5各安裝有一個摩擦襯片2，摩擦襯片2位于制動鼓9內部，左、右制動蹄5上分別安裝有多個熱管3，制動器底板I上具有與所述熱管數量相對應的槽道4，槽道4整體呈發散狀，槽道4的中心線延伸后相交于制動器底板I的中心，槽道4供熱管3徑向移動之用。
[0028]所述熱管3具有加熱段及冷凝段，加熱段與制動蹄5相連接，熱管3的冷凝段位于制動鼓9的外部，加熱段將制動蹄5的熱量導向冷凝段。
[0029]作為一種安裝結構，可以在兩制動蹄5內均設有盲孔(即待裝配熱管空腔7)，熱管3的加熱段固定連接于盲孔中，并在熱管3與盲孔之間的縫隙上填充導熱硅膠。采用該插拔式裝配時，熱管3插入制動蹄5后采用固定銷固定。
[0030]作為另一種安裝結構，也可以直接將熱管3焊接在制動蹄5上。
[0031 ] 作為優選的方案，可以在熱管3上安裝多個翅片8，翅片8位于冷凝段，用來增強散熱效果。
[0032]其中，所述熱管3的軸線與制動器底板I的軸線不重合，但方向相同。
[0033]當制動器工作時，制動系統通過對復位彈簧6施加向外的拉力，以此帶動制動蹄5沿徑向方向向外移動，使得摩擦襯片2與制動鼓內壁10發生摩擦，制動結束后復位彈簧6帶動摩擦襯片2復位。在這個過程產生大量的熱量，發生在制動鼓9內部的封閉空間，而未裝配熱管3前，熱量很難散出。
[0034]裝配熱管3之后，熱量將安裝于制動蹄5上的熱管3的加熱段加熱，熱管內的介質蒸發吸熱變成氣體，并沿熱管流向位于制動鼓9外部的熱管冷凝段，氣態工質在熱管3的冷凝段散熱冷凝，重新變為液態工質，并沿熱管3回流到位于制動鼓9內部的熱管加熱段，從而實現將熱量從制動鼓9內部傳遞到制動鼓9外部，并散發給周圍環境的目的。在這個制動過程中，安裝在制動蹄上的熱管3沿著在制動器底板I上的熱管制動軌道4移動。為了強化熱管冷凝段的散熱效果，在暴露于外界的熱管冷凝段，加裝了翅片8。
[0035]本發明中所提及的熱管，為現有裝置，基本原理是利用介質在熱端蒸發后在冷端冷凝的相變過程(即利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱)，使熱量快速傳導。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。
[0036]本發明中的熱管3，采用盲孔結構安裝時，非常靈活，導熱效率極高，單根熱管3可以替換，進而進一步地降低了使用成本，增強了整體系統的可用性，可以大大降低發生制動衰退的可能。
【主權項】
1.一種基于熱管散熱的鼓式制動器，包括制動器底板，左、右制動蹄安裝在制動器底板上，左、右制動蹄之間裝有復位彈簧，左、右制動蹄上各安裝有一個摩擦襯片，摩擦襯片位于制動鼓內部，其特征在于，兩制動蹄上分別安裝有多個熱管，制動器底板上具有與所述熱管數量相對應的槽道，供熱管徑向移動之用； 所述熱管具有加熱段及冷凝段，加熱段與制動蹄相連接，冷凝段位于制動鼓的外部，加熱段將制動蹄的熱量導向冷凝段。2.根據權利要求1所述的鼓式制動器，其特征在于，兩制動蹄內均具有盲孔，熱管固定連接于盲孔中。3.根據權利要求2所述的鼓式制動器，其特征在于，所述熱管與盲孔之間的縫隙被導熱硅膠填充。4.根據權利要求1所述的鼓式制動器，其特征在于，所述熱管上安裝有多個翅片，翅片位于冷凝段上。5.根據權利要求1所述的鼓式制動器，其特征在于，所述熱管的軸線與制動器底板的軸線不重合，但方向相同。6.一種交通工具，該交通工具為摩托車，該摩托車上安裝有鼓式制動器，其特征在于，所述鼓式制動器為權利要求1-5任一項所述的鼓式制動器。7.—種交通工具，該交通工具為三輪車，該三輪車上安裝有鼓式制動器，其特征在于，所述鼓式制動器為權利要求1-5任一項所述的鼓式制動器。8.—種交通工具，該交通工具為汽車，該汽車上安裝有鼓式制動器，其特征在于，所述鼓式制動器為權利要求1-5任一項所述的鼓式制動器。
【專利摘要】本發明涉及一種基于熱管散熱的鼓式制動器及具有該制動器的交通工具。鼓式制動器主要包括制動器底板，左、右制動蹄安裝在制動器底板上，左、右制動蹄之間裝有復位彈簧，左、右制動蹄上各安裝有一個摩擦襯片，摩擦襯片位于制動鼓內部，兩制動蹄上分別安裝有多個熱管，制動器底板上具有與所述熱管數量相對應的槽道，供熱管徑向移動之用；所述熱管具有加熱段及冷凝段，加熱段與制動蹄相連接，冷凝段位于制動鼓的外部，加熱段將制動蹄的熱量導向冷凝段。本發明通過對現有鼓式制動器結構上的改進，并增加散熱管，使其具有了較好的散熱效果，保證了剎車的可靠性。
【IPC分類】F16D65/08, F16D65/827
【公開號】CN105351409
【申請號】CN201510957064
【發明人】劉峻瑜, 欒濤, 鄒勇, 王德馨
【申請人】山東大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月17日