CN101576132A - 一种液体相变制动器 - Google Patents

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李小攀
钟焕祥
童少荣
姚玉丽
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Abstract

本发明公开了一种液体相变制动器，包括制动架及制动盘，所述制动架为一密封箱体，制动盘的摩擦部穿过所述密封箱体的内部空间，所述摩擦部与密封箱体接合处活动密封，所述密封箱体的内部空间填注有可逆相变液体，密封箱体内还设有与外界控制系统电连接的用于触发可逆相变液体形态变化的触发装置，所述可逆相变液体为电流变液体或磁流变液体。本发明将可逆相变液体在外加触发信号(电场或磁场)时可以在毫秒内从液态材料转换到固体状态，当撤去外加触发信号后又迅速恢复至原来状态的效应转换应用在制动器中，具有结构简单、制动性能优良、散热效果好、摩擦元件损耗低、制作工艺简单、成本低的优点。

Description

一种液体相变制动器
技术领域
本发明涉及一种制动器。
背景技术
摩擦式制动器类型主要有块式制动器、带式制动器、盘式制动器，其主要由制动架、摩擦元件和松闸器三部分组成，许多制动器还装有间隙自动调整装置，广泛应用于汽车或其它机械设备中用于控制转动部件。但现有的摩擦式制动器其共同的不足是制动器散热效果有待提高，摩擦元件安装结构复杂，摩擦元件损耗大，更换摩擦元件麻烦，通常需要整套更换，间隙自动调整装置结构复杂，制动器各个组件的制作工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明所要解决的问题就是提供一种液体相变制动器，具有结构简单、制动性能优良、散热效果好、摩擦元件损耗低、制作工艺简单、成本低的优点。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种液体相变制动器，包括制动架及制动盘，其特征在于：所述制动架为一密封箱体，制动盘的摩擦部穿过所述密封箱体的内部空间，所述摩擦部与密封箱体接合处活动密封，所述密封箱体的内部空间填注有可逆相变液体，密封箱体内还设有与外界控制系统电连接的用于触发可逆相变液体形态变化的触发装置。
优选的，所述可逆相变液体为电流变液体，所述触发装置为设在密封箱体内的电信号插口。
优选的，所述可逆相变液体为磁流变液体，所述触发装置为设在密封箱体内磁流变液体两侧的磁极板总成。
优选的，所述密封箱体为圆盘结构，摩擦部环面均穿入密封箱体内。
改进的，密封箱体的中部延伸至制动盘的轴体环壁上，使得摩擦部全部处于密封箱体内，此种结构密封箱体与制动盘的轴体环壁接合处活动密封。
改进的，所述密封箱体上还设有电流变液体冷却系统。
优选的，所述电流变液体冷却系统为设在密封箱体的壁体内的冷却通道及用于连通外界冷却介质的介质进口及介质出口，介质进口及介质出口与外界冷却源连通。
优选的，所述介质进口及介质出口设置在密封箱体同一侧壁，并且以侧壁的中心为圆心中心对称设置。
优选的，所述介质进口及介质出口分别设置在密封箱体两侧。加强冷却效果。
本发明将可逆相变液体在外加触发信号(电场或磁场)时可以在毫秒内从液态材料转换到固体状态，当撤去外加触发信号后又迅速恢复至原来状态的效应转换应用在制动器中，其行车制动靠可逆相变液体的固态形式与制动盘的摩擦部摩擦产生制动，解除外加触发信号，则使可逆相变液体转换为液态形式，从而解除车辆制动。具有结构简单、制动性能优良、散热效果好、摩擦元件损耗低、制作工艺简单、成本低的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明液体相变制动器实施例一的结构示意图；
图2为本发明液体相变制动器实施例二的结构示意图；
图3为本发明液体相变制动器实施例三的结构示意图。
具体实施方式
本发明一种液体相变制动器，包括制动架及制动盘，所述制动架为一密封箱体，制动盘的摩擦部穿过所述密封箱体的内部空间，所述摩擦部与密封箱体接合处活动密封，所述密封箱体的内部空间填注有可逆相变液体，密封箱体内还设有与外界控制系统电连接的用于触发可逆相变液体形态变化的触发装置，密封箱体上还设有可逆相变液体冷却系统，所述可逆相变液体冷却系统为设在密封箱体的壁体内的冷却通道及用于连通外界冷却介质的介质进口及介质出口，介质进口及介质出口与外界冷却源连通。
实施例一，如图1所示，该液体相变制动器包括制动架及制动盘1，所述制动架为一密封箱体2，制动盘1的摩擦部11穿过所述密封箱体2的内部空间，所述密封箱体为圆盘结构，密封箱体2的中部延伸至制动盘的轴体环壁12上，使得摩擦部1全部处于密封箱体2内，密封箱体与制动盘的轴体环壁接合处活动密封，所述密封箱体2的内部空间填注有可逆相变液体，本实施例中可逆相变液体为电流变液体3，密封箱体内还设有与外界控制系统4电连接的电信号插口5。所述密封箱体2的壁体内还设有冷却通道21及用于连通外界冷却介质的介质进口22及介质出口23。所述介质进口及介质出口分别设置在密封箱体两侧。图中6为转向节，7为转向节臂，8为轴承。本实施例中摩擦部11为盘片结构，当然，摩擦部也可以为其它各种结构，如涡轮叶片结构等。
实施例二，如图2所示，该液体相变制动器包括制动架及制动盘1，所述制动架为一密封箱体2，制动盘1的摩擦部11穿过所述密封箱体2的内部空间，所述密封箱体为圆盘结构，摩擦部1环面均穿入密封箱体2内。密封箱体2的中部未延伸至制动盘的轴体环壁，密封箱体2与制动盘的摩擦部1接合处活动密封，所述密封箱体的内部空间填注有可逆相变液体，本实施例中可逆相变液体为电流变液体3，密封箱体内还设有与外界控制系统4电连接的电信号插口5。所述密封箱体2的壁体内还设有冷却通道21及用于连通外界冷却介质的介质进口22及介质出口23。所述介质进口及介质出口设置在密封箱体同一侧壁，并且以侧壁的中心为圆心中心对称设置。本实施例中摩擦部11为盘片结构。
当然本发明的密封箱体也可以采用扇形的结构，但这种结构密封要求极高，因此不太采用。
当行车制动时，制动阀中的角度传感器产生电压信号，并传输至外界控制系统，外界控制系统根据此信号通过电信号插口5对电流变液体(ERF)3施加电场，ERF在毫秒内发生相变，由液态改变为固态，并与制动盘的摩擦部1摩擦产生制动。通常的，外界控制系统采用ECU电子处理系统。
解除制动时，制动踏板力撤除，外界控制系统控制断开电流变液体(ERF)3的电压，ERF又从固态改变为液态，制动解除。
常规制动时需根据不同行驶情况对车轮实施制动力调节。制动阀中的角度传感器根据制动踏板力的大小给出相应大小的电压信号，外界控制系统根据该信号电压大小，控制ERF电场大小，因ERF剪切应力与电场强度成正比，由此改变ERF剪切力大小，从而达到对车轮制动力的调节。
在车辆紧急制动时，通过轮速传感器为外界控制系统提供信号，对电流变液体中电场进行高频切换，因电流变液效应具有高频响应特性，电流变液体随电场进行同步相变，从而达到ABS汽车防抱死制动系统的功能。
在正常行驶中，电流变液体与制动盘存在一定的阻尼作用，从而产生相应热能。在制动过程中，车辆动能以热能形式大量积聚于电流变液体中。通过温度传感器监测电流变液体(ERF)3的温度，当温度达到设定温度时，控制冷却液经介质进口、冷却通道、介质出口循环流动，热能随冷却液散发，使电流变液体保持合适温度。
实施例三，该实施例与实施例一、二不同之处在于可逆相变液体及其对应触发装置不同，本实施例可逆相变液体为磁流变液体，触发装置为设在密封箱体内磁流变液体两侧的磁极板总成。如图3所示，该液体相变制动器包括制动架及制动盘1，所述制动架为一密封箱体2，制动盘1的摩擦部11穿过所述密封箱体2的内部空间，所述密封箱体为圆盘结构，密封箱体2的中部延伸至制动盘的轴体环壁12上，使得摩擦部1全部处于密封箱体2内，密封箱体与制动盘的轴体环壁接合处活动密封，所述密封箱体2的内部空间填注有磁流变液体91，密封箱体内磁流变液体两侧还设有与外界控制系统4电连接的磁极板总成92。所述密封箱体2的壁体内还设有冷却通道21及用于连通外界冷却介质的介质进口22及介质出口23。所述介质进口及介质出口分别设置在密封箱体两侧。图中6为转向节，7为转向节臂，8为轴承。本实施例中摩擦部11为盘片结构。
本发明结构简单、制动性能优良、散热效果好、摩擦元件损耗低、制作工艺简单、成本低。

Claims (10)

1、一种液体相变制动器，包括制动架及制动盘(1)，其特征在于：所述制动架为一密封箱体(2)，制动盘(1)的摩擦部(11)穿过所述密封箱体(2)的内部空间，所述摩擦部与密封箱体接合处活动密封，所述密封箱体的内部空间填注有可逆相变液体(3)，密封箱体内还设有与外界控制系统(4)电连接的用于触发可逆相变液体形态变化的触发装置。
2、根据权利要求1所述的液体相变制动器，其特征在于：所述可逆相变液体为电流变液体，所述触发装置为设在密封箱体内的电信号插口。
3、根据权利要求1所述的液体相变制动器，其特征在于：所述可逆相变液体为磁流变液体，所述触发装置为设在密封箱体内磁流变液体两侧的磁极板总成。
4、根据权利要求1、2或3所述的液体相变制动器，其特征在于：所述密封箱体为圆盘结构，摩擦部环面均穿入密封箱体内。
5、根据权利要求4所述的液体相变制动器，其特征在于：密封箱体(2)的中部延伸至制动盘(1)的轴体环壁(12)上，使得摩擦部全部处于密封箱体内，此种结构密封箱体与制动盘的轴体环壁接合处活动密封。
6、根据权利要求1所述的液体相变制动器，其特征在于：所述密封箱体上还设有可逆相变液体冷却系统。
7、根据权利要求6所述的液体相变制动器，其特征在于：所述可逆相变液体冷却系统为设在密封箱体(2)的壁体内的冷却通道(21)及用于连通外界冷却介质的介质进口(22)及介质出口(23)，介质进口及介质出口与外界冷却源连通。
8、根据权利要求7所述的液体相变制动器，其特征在于：所述介质进口(22)及介质出口(23)设置在密封箱体同一侧壁，并且以侧壁的中心为圆心中心对称设置。
9、根据权利要求7所述的液体相变制动器，其特征在于：所述介质进口(22)及介质出口(23)分别设置在密封箱体两侧。
10、根据权利要求5所述的液体相变制动器，其特征在于：所述摩擦部(11)为盘片结构或涡轮叶片结构。
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