CN103062251A - 磁流体浮力碟刹装置 - Google Patents

磁流体浮力碟刹装置 Download PDF

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Abstract

磁流体浮力碟刹装置包括有外壳、制动盘、转动轴、碟刹、磁流体、电磁线圈、刹车浮体以及控制器；利用控制器控制刹车浮体于磁流体中浮动，利用刹车浮体浮动驱动碟刹的刹车片与制动盘摩擦刹车，不使用液压油，节省能源，有利于环境保护，同时，利用磁流体来降低刹车片以及制动盘的温度，提高刹车片以及制动盘的使用寿命，减少刹车抱死故障的发生。

Description

磁流体浮力碟刹装置
技术领域
本发明涉及一种刹车装置，特别是一种磁流体浮力碟刹装置。
背景技术
现有的机动车的碟刹装置，刹车时，利用刹车开关以及油压装置驱动刹车片与制动盘摩擦阻力来刹车的，不但需要耗用液压油资源，不利于环境保护，而且刹车片与制动盘摩擦的温度较高，刹车片以及制动盘容易磨损，影响了刹车片以及制动盘的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种机动车或者其他设备使用的磁流体浮力碟刹装置，利用控制器控制刹车浮体于磁流体中浮动，利用刹车浮体浮动驱动碟刹刹车，同时，利用磁流体来降低刹车片以及制动盘的温度。
本发明所采用的技术方案是：磁流体浮力碟刹装置包括有外壳、制动盘、转动轴、碟刹、磁流体、电磁线圈、刹车浮体以及控制器；制动盘与转动轴固定连接，转动轴的轴线与制动盘的轴线相同，转动轴与外壳动配合连接，制动盘位于外壳的型腔内，磁流体设于外壳的型腔内，刹车浮体位于磁流体内，制动盘的制动面与制动盘的轴线垂直；碟刹包括有刹车座以及刹车片，外壳的型腔设有制动型腔，制动型腔设有刹车斜面，刹车斜面的上部到制动盘制动面的距离小于刹车斜面的下部到制动盘制动面的距离，刹车浮体位于刹车斜面的对面，刹车浮体位于碟刹的刹车座的对面，碟刹与外壳动配合连接于制动型腔内，碟刹的刹车片位于制动盘制动面的对面；电磁线圈设于外壳上，电磁线圈的磁力线经过磁流体，控制器设有控制线与电磁线圈连接；刹车浮体的比重大于磁流体的比重，刹车浮体下沉于磁流体的下部。
使用时，外壳与机动车或者设备的机架固定连接，转动轴与需要制动的转轴固定连接，控制器与机动车或者设备的刹车开关连接；刹车时，利用控制器接通电磁线圈的电源，电磁线圈产生磁场将外壳型腔内的磁流体磁化，使磁流体的比重大于刹车浮体的比重，刹车浮体在磁流体浮力的作用下上升；由于刹车斜面的上部到制动盘制动面的距离小于刹车斜面的下部到制动盘制动面的距离，刹车浮体上升时向制动盘制动面方向移动，利用刹车浮体上升驱动碟刹的刹车座向制动盘移动，使刹车座以及刹车片与制动盘制动面摩擦，利用碟刹的刹车片与制动盘制动面的摩擦力刹车，利用刹车片阻碍制动盘以及转动轴转动；刹车解除时，控制器切断电磁线圈的电源，电磁线圈的磁场消失，磁流体的比重恢复到未磁化的状态，磁流体的比重小于刹车浮体的比重，刹车浮体在其重力的作用下降，刹车浮体离开刹车座，刹车片被旋转的制动盘的制动面推开，刹车片与制动面的摩擦力消除，刹车解除。
本发明的有益效果是：磁流体浮力碟刹装置包括有外壳、制动盘、转动轴、碟刹、磁流体、电磁线圈、刹车浮体以及控制器；利用控制器控制刹车浮体于磁流体中浮动，利用刹车浮体浮动驱动碟刹的刹车片与制动盘摩擦刹车，不使用液压油，节省能源，有利于环境保护，同时，利用磁流体来降低刹车片以及制动盘的温度，提高刹车片以及制动盘的使用寿命，减少刹车抱死故障的发生。
附图说明
图1是磁流体浮力碟刹装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明：
图1所示的磁流体浮力碟刹装置的结构示意图，磁流体浮力碟刹装置包括有外壳1、制动盘2、转动轴3、碟刹4、磁流体5、电磁线圈6、刹车浮体7以及控制器8；制动盘2与转动轴3固定连接，转动轴3的轴线与制动盘2的轴线相同，转动轴3与外壳1动配合连接，制动盘2位于外壳1的型腔9内，磁流体5设于外壳1的型腔9内，刹车浮体7位于磁流体5内，制动盘2的制动面10与制动盘2的轴线垂直；碟刹4包括有刹车座11以及刹车片12，外壳1的型腔9设有制动型腔13，制动型腔13设有刹车斜面14，刹车斜面14的上部15到制动盘2制动面10的距离小于刹车斜面14的下部16到制动盘2制动面10的距离，刹车浮体7位于刹车斜面14的对面，刹车浮体7位于碟刹4的刹车座11的对面，碟刹4与外壳1动配合连接于制动型腔13内，碟刹4的刹车片12位于制动盘2制动面10的对面；电磁线圈6设于外壳1上，电磁线圈6的磁力线经过磁流体5，控制器8设有控制线与电磁线圈6连接；刹车浮体7的比重大于磁流体5的比重，刹车浮体7下沉于磁流体5的下部。外壳1设有导向孔17，导向孔17的中心线与制动盘2的轴线相同，碟刹4设有导向轴18，导向轴18与刹车座11固定连接，导向轴18的轴线与制动盘2制动面10垂直，导向轴18与导向孔17动配合连接；外壳1设有弹簧孔35，弹簧孔35的中心线与导向孔17的中心线平行，弹簧孔35设有弹簧36，弹簧36为压缩弹簧，弹簧36与碟刹4接触，利用弹簧36的顶住碟刹4的刹车座11，使碟刹4的刹车片12与制动盘2的制动面10留有间隙；刹车浮体7的设有刹车面19以及驱动面20，刹车面19与制动型腔13的刹车斜面14接触，驱动面20与刹车座11接触，刹车片12的刹车面与制动盘2的制动面10平行；为了防止磁流体5泄露，转动轴3与外壳1的轴承座21之间设有密封圈22；电磁线圈6设有铁芯41，用于加强电磁线圈6的磁场强度。
磁流体浮力碟刹装置的工作原理是：使用时，外壳1与机动车或者设备的机架固定连接，转动轴3与需要制动的转轴固定连接，控制器8与机动车或者设备的刹车开关连接；刹车时，利用控制器8接通电磁线圈6的电源，电磁线圈6产生磁场将外壳1的型腔9内的磁流体5磁化，使磁流体5的比重大于刹车浮体7的比重，刹车浮体7在磁流体5浮力的作用下上升；由于刹车斜面14的上部15到制动盘2制动面10的距离小于刹车斜面14的下部16到制动盘2制动面10的距离，刹车浮体7上升时向制动盘2制动面10方向移动，利用刹车浮体7上升驱动碟刹4的刹车座11向制动盘2移动，使刹车座11以及刹车片12与制动盘2制动面10摩擦，利用碟刹4的刹车片12与制动盘2制动面10摩擦力刹车，阻碍制动盘2以及转动轴3转动；刹车解除时，控制器8切断电磁线圈6的电源，电磁线圈6的磁场消失，磁流体5的比重恢复到未磁化的状态，磁流体5的比重小于刹车浮体7的比重，刹车浮体7在其重力的作用下降，刹车浮体7离开刹车座11，刹车片12被旋转的制动盘2的制动面10推开，刹车片12与制动面10的摩擦力消除，刹车解除。
刹车时，刹车浮体7于制动型腔13内上升，刹车浮体7在刹车斜面14的限制下向制动盘2制动面10方向移动，利用刹车浮体7上升的水平分力驱动碟刹4向制动盘2移动，使碟刹4的刹车座11克服弹簧18的弹力向制动盘2移动，使刹车座11的导向轴16于外壳1的导向孔15移动，使刹车座11的刹车片12与制动盘2的制动面10摩擦，利用刹车片12与制动盘2制动面10的摩擦力刹车；刹车解除时，刹车浮体7在其重力的作用下降，刹车浮体7离开刹车座11，刹车座11在弹簧18的弹力作用下复位，刹车片12离开制动盘2的制动面10，刹车片12与制动面10的摩擦力消除，刹车解除。
为了控制碟刹4的刹车功率，碟刹4的刹车片12与制动盘2制动面10摩擦力与控制器8输出到电磁线圈6的功率成正比。
为了实施利用控制器8控制刹车，刹车加强时，控制器8控制电磁线圈6的磁场强度不断增加，磁流体5的比重随电磁线圈6的磁场强度不断增加而不断增加，刹车浮体7于磁流体5受到的浮力随磁流体5的比重不断增加而不断增加，碟刹4的刹车片12与制动盘2制动面10的摩擦力随刹车浮体7于磁流体5受到浮力的不断增加而增加。
为了实施利用控制器8控制刹车，刹车减缓时，控制器8控制电磁线圈6的磁场强度不断减少，磁流体5的比重随电磁线圈6的磁场强度不断减少而不断减少，刹车浮体7于磁流体5受到的浮力随磁流体5的比重不断减少而不断减少，碟刹4的刹车片12与制动盘2制动面10的摩擦力随刹车浮体7于磁流体5受到浮力的不断减少而减少。
为了减少铁磁材料对电磁线圈6磁场的干扰，其特征在于：所述的刹车浮体7以及刹车座11为非铁磁材料构成。

Claims (5)

1.磁流体浮力碟刹装置，包括有外壳(1)、制动盘(2)、转动轴(3)、碟刹(4)、磁流体(5)、电磁线圈(6)、刹车浮体(7)以及控制器(8)；制动盘(2)与转动轴(3)固定连接，转动轴(3)的轴线与制动盘(2)的轴线相同，转动轴(3)与外壳(1)动配合连接，制动盘(2)位于外壳(1)的型腔(9)内，磁流体(5)设于外壳(1)的型腔(9)内，刹车浮体(7)位于磁流体(5)内，制动盘(2)的制动面(10)与制动盘(2)的轴线垂直；碟刹(4)包括有刹车座(11)以及刹车片(12)，外壳(1)的型腔(9)设有制动型腔(13)，制动型腔(13)设有刹车斜面(14)，刹车斜面(14)的上部(15)到制动盘(2)制动面(10)的距离小于刹车斜面(14)的下部(16)到制动盘(2)制动面(10)的距离，刹车浮体(7)位于刹车斜面(14)的对面，刹车浮体(7)位于碟刹(4)的刹车座(11)的对面，碟刹(4)与外壳(1)动配合连接于制动型腔(13)内，碟刹(4)的刹车片(12)位于制动盘(2)制动面(10)的对面；电磁线圈(6)设于外壳(1)上，电磁线圈(6)的磁力线经过磁流体(5)，控制器(8)设有控制线与电磁线圈(6)连接；外壳(1)设有导向孔(17)，导向孔(17)的中心线与制动盘(2)的轴线相同，碟刹(4)设有导向轴(18)，导向轴(18)与刹车座(11)固定连接，导向轴(18)的轴线与制动盘(2)制动面(10)垂直，导向轴(18)与导向孔(17)动配合连接；外壳(1)设有弹簧孔(35)，弹簧孔(35)的中心线与导向孔(17)的中心线平行，弹簧孔(35)设有弹簧(36)，弹簧(36)与碟刹(4)接触，利用弹簧(36)的顶住碟刹(4)的刹车座(11)，使碟刹(4)的刹车片(12)与制动盘(2)的制动面(10)留有间隙；刹车浮体(7)的设有刹车面(19)以及驱动面(20)，刹车面(19)与制动型腔(13)的刹车斜面(14)接触，驱动面(20)与刹车座(11)接触；
其特征在于：所述的磁流体浮力碟刹装置的工作原理是：使用时，外壳(1)与机动车或者设备的机架固定连接，转动轴(3)与需要制动的转轴固定连接，控制器(8)与机动车或者设备的刹车开关连接；刹车时，利用控制器(8)接通电磁线圈(6)的电源，电磁线圈(6)产生磁场将外壳(1)型腔(9)内的磁流体(5)磁化，使磁流体(5)的比重大于刹车浮体(7)的比重，刹车浮体(7)在磁流体(5)浮力的作用下上升；由于刹车斜面(14)的上部(15)到制动盘(2)制动面(10)的距离小于刹车斜面(14)的下部(16)到制动盘(2)制动面(10)的距离，刹车浮体(7)上升时向制动盘(2)制动面(10)方向移动，利用刹车浮体(7)上升驱动碟刹(4)的刹车座(11)向制动盘(2)移动，使刹车座(11)以及刹车片(12)与制动盘(2)制动面(10)摩擦，利用碟刹(4)的刹车片(12)与制动盘(2)制动面(10)的摩擦力刹车，利用刹车片(12)阻碍制动盘(2)以及转动轴(3)转动；刹车解除时，控制器(8)切断电磁线圈(6)的电源，电磁线圈(6)的磁场消失，磁流体(5)的比重恢复到未磁化的状态，磁流体(5)的比重小于刹车浮体(7)的比重，刹车浮体(7)在其重力的作用下降，刹车浮体(7)离开刹车座(11)，刹车片(12)被旋转的制动盘(2)的制动面(10)推开，刹车片(12)与制动面(10)的摩擦力消除，刹车解除。
2.根据权利要求1所述的磁流体浮力碟刹装置，其特征在于：刹车时，刹车浮体(7)于制动型腔(13)内上升，刹车浮体(7)在刹车斜面(14)的限制下向制动盘(2)制动面(10)方向移动，利用刹车浮体(7)上升的水平分力驱动碟刹(4)向制动盘(2)移动，使碟刹(4)的刹车座(11)克服弹簧(18)的弹力向制动盘(2)移动，使刹车座(11)的导向轴(16)于外壳(1)的导向孔(15)移动，使刹车座(11)的刹车片(12)与制动盘(2)的制动面(10)摩擦，利用刹车片(12)与制动盘(2)制动面(10)的摩擦力刹车；刹车解除时，刹车浮体(7)在其重力的作用下降，刹车浮体(7)离开刹车座(11)，刹车座(11)在弹簧(18)的弹力作用下复位，刹车片(12)离开制动盘(2)的制动面(10)，刹车片(12)与制动面(10)的摩擦力消除，刹车解除。
3.根据权利要求1所述的磁流体浮力碟刹装置，其特征在于：碟刹(4)的刹车片(12)与制动盘(2)制动面(10)摩擦力与控制器(8)输出到电磁线圈(6)的功率成正比。
4.根据权利要求1所述的磁流体浮力碟刹装置，其特征在于：刹车加强时，控制器(8)控制电磁线圈(6)的磁场强度不断增加，磁流体(5)的比重随电磁线圈(6)的磁场强度不断增加而不断增加，刹车浮体(7)于磁流体(5)受到的浮力随磁流体(5)的比重不断增加而不断增加，碟刹(4)的刹车片(12)与制动盘(2)制动面(10)的摩擦力随刹车浮体(7)于磁流体(5)受到浮力的不断增加而增加。
5.根据权利要求1所述的磁流体浮力碟刹装置，其特征在于：刹车减缓时，控制器(8)控制电磁线圈(6)的磁场强度不断减少，磁流体(5)的比重随电磁线圈(6)的磁场强度不断减少而不断减少，刹车浮体(7)于磁流体(5)受到的浮力随磁流体(5)的比重不断减少而不断减少，碟刹(4)的刹车片(12)与制动盘(2)制动面(10)的摩擦力随刹车浮体(7)于磁流体(5)受到浮力的不断减少而减少。
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