CN103967983A - 车辆制动器冷却系统 - Google Patents

Abstract

定位成进入在运动车辆周围和下方通过的空气流的入口吸入通过管道而被输送并且被排出以冷却在车辆上制动器的空气。入口具有挡板以使得当制动器温度小于预定温度时冷却空气可被拒绝进入并且仅当制动器温度超过预定温度时打开。挡板通过温度操作致动器操作。在实施例中，致动器可适当地定位以感测表示制动器温度的温度，并且结合预选择成当感测的制动器温度超过预定温度时操作入口挡板的热激活相变的、活性的或灵敏的材料。

Description

车辆制动器冷却系统

技术领域

本公开涉及用于将在运动的汽车车辆周围流动的环境空气引导到车辆车轮上的制动器的被动或无动力的可闭合管道系统。更具体地，结合可反转温度敏感活性材料的致动器被用于感测制动器温度和打开对于车辆空气流的管道系统二者从而将制动器温度保持在优选操作范围中。

背景技术

现代化的汽车车辆通常在车辆的前车轮和后车轮两者上都具有液压致动的制动器。在车辆盘制动器系统中，车辆的车轮轮毂安装到由导热和耐磨金属形成的轴向同心的圆盘。固定到车辆的制动钳配合在圆盘扇面周围。当车辆操作者踩下制动器踏板时，液压流体在连接到制动卡钳的制动器软管中加压并且迫使制动卡钳的摩擦材料垫片靠着旋转的车轮盘的两侧。卡钳垫片和旋转盘之间的摩擦接合用于使车辆的车轮减速并且可能停止。在鼓制动器系统中，车辆的车轮具有轴向同心的圆形的导热和抗磨损金属的金属鼓表面。当需要制动时，在制动器软管中的加压液压流体迫使适当摩擦材料的弓形制动衬片向外靠着车轮鼓，从而同样使车辆的车轮减速并且可能停止。

为了样式，并且为了控制由旋转轮胎所拾取的沙子、泥浆、液体和其它道路喷雾的扩散，车辆的车轮总体上部分地被围绕在轮窝内的车辆主体内。轮窝是总体上圆形的部分闭合的空腔，在其下侧并且在车辆挡泥板或后侧围板处打开，并且部分延伸到车辆主体中。在轮窝内所包含的将是车轮、制动器组件、以及（通常）诸如弹簧和减震器的悬挂组件。在它们可采用的所有配置中轮窝定尺寸成容纳车轮和轮胎，并且因此其设计容许轮胎运动的预期范围。这些运动可包括悬挂行程，并且对于前车轮可包括在转动方向盘时角倾斜的预期范围。通常轮窝将在车辆内部和轮胎圆周的合适部分周围总体上封闭。

当它们由正常驾驶的反复的车轮制动动作加热时，总体上在运动车辆周围的空气流显著地有利于制动盘和制动鼓的冷却。虽然当拖车牵引时或当在具有长陡坡的山区中驾驶时可能需要操作者一些额外的注意，但是在大多数通常经历的驾驶条件下，该空气流通常够多地足以冷却制动盘、鼓以及摩擦材料。然而，车辆发动机罩、车顶、后行李厢以及侧表面以更强调减少车辆阻力而设计。当然，一些空气流接纳在发动机罩下并且到发动机舱中以使空气流动通过用于发动机冷却的散热器。当该空气流出发动机舱并且在运动车辆下方时，其还可冷却前车轮制动器。由车辆经历的阻力的可感知部分可由在车辆乘客厢地板下流动的并且与运动车辆相互作用的空气产生。在许多车辆中，这可贡献高达约30%或更多的总阻力。因此，使地板下空气流平滑并且使空气流与车轮的相互作用最小化已经受到人们的更多关注。许多车辆在前保险杠下方配合有气坝或空气流导向器以在运动车辆下方引导空气流的。该改进的地板下空气流和来自车轮的空气流的重定向有时减少了靠着摩擦加热制动部件表面的冷却空气流。

因此在一些车辆应用中需要一种符合促进低车辆阻力系数的车辆设计的车辆制动器冷却系统。

发明内容

本发明提供一种结合热激活的活性或灵敏材料致动器的可闭合空气流管道系统，所述致动器用于定位在车辆上以将制动器温度维持在优选运行范围中。根据需要，管道系统可将在车辆表面周围流动的冷却空气流引导到车辆车轮上的制动机构。还用作温度传感器的活性材料致动器响应于制动器温度并且根据适用条件允许或抑制空气通过。管道部件具有入口，其定位用于接收在足以将空气流运输到车轮及其盘制动器系统或其它制动器系统的压力下的流动空气。管道的横截面面积沿着其长度定尺寸成容纳周围冷却空气的流动。空气流管道的出口优选地靠着制动部件的加热表面而引导空气流。在本发明的许多实施例中，管道可以是适当的聚合物组合物的挤压或模制的类管状结构。

管道入口将总体上在运动车辆周围的可感知空气流的位置处放置并且附连。这种位置的示例是在气坝处，所述气坝在发动机舱和乘客车厢地板下方引导空气流。在这种管道入口位置处，开口管道和入口可对局部流线型空气流具有不利影响。因此，当不需要制动冷却时，入口或管道将由挡板部件闭合。挡板可定位成并且适于与入口和/或管道协作从而促进在入口周围的流线型流动。

挡板的打开和闭合由致动器（其结合在预定温度处经历相变的活性材料）实现。除了操作挡板，相变活性材料还用于确定这种操作的定时和延续时间。活性材料以与盘卡钳或其它制动部件成合适热传递关系而放置以使得其可以感测制动器温度或指示制动器温度的温度，并且打开和闭合挡板从而根据需要提供冷却空气，以将车轮制动器系统的温度维持在优选范围中。合适形状的记忆金属合金、合适的石蜡烃组合物等被选择成经历合适的形状改变，以仅当制动器的感测温度超过预定温度并且指示需要附加的冷却空气流时激励管道入口打开。温度敏感活性材料在加热时的形状变化或其它变换用于打开挡板。在冷却以低于预定温度时，相变被反转并且偏置力被施加从而将相变材料恢复到其原始低温配置。通常由弹簧施加的偏置力同样闭合挡板从而切断冷却空气流。因此，挡板和致动器恢复到它们当被要求这样做时可再次运行以提供辅助冷却空气的情形。

在致动器和挡板组件定位在接近制动器组件处的实施例中，致动器可直接操作挡板。在另一个实施例中，虑及更宽容的包装，致动器可通过从接近车轮和制动器定位的活性材料延伸到管道入口的连接件或缆绳来操作入口。如所描述，制动冷却管道系统优选至少在前车轮制动器的每个上使用，并且可同样与后车轮制动器一起使用。

在本发明的优选实施例中，当需要时冷却空气流动通过入口并且通过合适管道输送到轮窝。冷却空气流可排出到轮窝中以总体冷却制动器，或更优选地靠着具体的加热制动器表面引导。冷却空气可从车辆外部吸取，优选从空气压力增加的区域或从发动机舱吸取。在盘制动器的情况下，冷却空气可紧靠转子表面引导，或当使用通风转子时引导到内转子表面的内直径。对于鼓制动器，冷却空气可以被引导在鼓处。入口的开口横截面面积可取决于应用和车辆设计变化，但是在许多应用中，横截面面积可以大约是12000 mm2或更小。

制动器温度可直接测量或从在制动器系统上或在制动器系统中的其它的优选非旋转的位置处所采用的温度而推断。在盘制动器系统中这些位置可包括制动卡钳，在鼓制动器中这些位置可包括背板。在两个制动器系统中，制动器流体的温度可用作制动器温度的指示。

冷却空气可从在车辆主体上的任何合适位置中吸取，该车辆主体可包括但不限于车辆主体面板、发动机罩、后仪表板、车顶、保险杠、底盘、框架和子框架组件、柱等。优选地，空气在较高压的区域起源以使得压力梯度可建立从而自然促使冷却空气到制动器而不需要泵或其它空气处理系统。合适的高压位置可被定位：在散热器空气流中（在发动机舱中的散热器前方或在散热器后方）；在前气坝和车辆主体之间的停滞区域中；以及在风挡的基部处，等等。在示例性实施例中，合适的高压位置可在靠近要冷却的制动器处识别以允许使用较短管道（比如在大约700毫米长度或更小）。然而，将理解的是，由于设计和包装限制，管道几何形状和尺寸在车辆之间可显著不同。

挡板可以是由蝶阀、闸阀、球阀、百叶阀、光圈阀、旋塞阀或者单变体或双变体弯曲翼片等等中的一种。挡板可以定位在入口或管道中。只要挡板以最小的泄漏提供良好的密封从而当闭合时防止冷却空气流动，则挡板的位置并不重要。但是总体上优选将挡板定位在相对于入口不大于与管道长度的约30%相对应的距离。

在当加热到第一温度形状记忆合金从一个晶体结构冶金变化到另一个时，形状记忆合金经历形状变化。通过将形状变化的SMA冷却到第二的更低温度，同时在经常通过弹簧或合适的自重而施加的偏置力影响下，形状变化可基本上完全复原或反转。更高的温度相称为奥氏体，而低温相称为马氏体。该命名法不考虑SMA的组合物而使用。

在融化时，石蜡经历显著的体积变化（以当前常见的商业形式，如40%一样大），并且如果被限制在具有可移动柱塞的另外形式闭合的容器中，则可以在融化时将柱塞移位，并且因此用作致动器。通过将石蜡冷却到较小体积的固体形式，在密封容器情况下实现可反转性，这导致柱塞可能利用偏置弹簧的辅助而返回到其开始位置。

在制动操作中，热量由摩擦材料与金属表面的摩擦相互作用产生。在盘制动器的情况下，这些是制动垫片和制动转子。热量然后传导并且对流离开垫片和转子从而在制动器结构内建立温度分布图。因此测量的“制动器温度”可取决于测量在何处作出而变化。然而，实验和/或分析地，任何测量温度可与垫片/转子温度相关，或在鼓制动器的情况下与鼓/盘的衬片温度的相关。因此优选的最大垫片/转子温度可与在任何制动器结构感兴趣的位置处测量的相应的预定的温度关联。通常，这种感兴趣的位置是放置致动器的那些。

适当地，在制动器上定位并且与制动器热连通的致动器（例如SMA致动器）可被选择，当制动器温度接近或达到其预定温度时，该致动器可开始经历其从马氏体转变为奥氏体的形状变化。SMA开始转变的温度可通过合金体系、该体系内的合金组分以及材料的内应力水平的选择来调节。例如，镍钛合金是一个众所周知的SMA合金族，但是在该族内转变温度随镍和钛的原子比例而变化。随着温度中的进一步增加，SMA可基本上实现到奥氏体的完全转变并且完全实现其设计的形状变化。SMA的形状变化将引起在SMA中的位移。当位移传达到挡板时，挡板将直接地或通过诸如连接件或缆绳的合适连接件而打开，这允许冷却空气通到管道系统中，在此其可输送到轮窝并和在此排出以冷却制动器。优选地冷却空气可直接施加到制动器系统。当感测的制动器温度降低到小于预定的阈值制动器温度时，SMA开始转变到其马氏体相。随着继续冷却和制动器中温度降低，转变将逐步致使基本上完全转变到马氏体。在其马氏体相中，SMA可通过导致入口闭合并且重新采用较低阻力配置的偏置弹簧来变形。

合适定位的石蜡致动器可经历固态石蜡的反复融化和凝固，从而允许入口重复打开和闭合。石蜡致动器的运行温度可通过控制所选择的石蜡或石蜡混合物的碳的数量来调节，以使得适当的响应可在多个安装位置中实现。

SMA和石蜡致动器两者都可显现一些滞后，也就是说，正向转变将在比反向转变的更高温度处发生。这是期望的，因为其确保入口将在比其将闭合的温度更高的温度处打开，并且因此使“追逐”或围绕控制点的反复循环最小化。如果需要或优选附加的滞后，空动机构可结合到致动器入口的连接中。

SMA和石蜡致动器二者准线性运行以使得在致动器在它们完全缩回和完全伸展位置之间循环时挡板将逐步打开和闭合。如果优选以更为“开关”（on-off）的模式（其中入口从完全闭合到完全打开迅速转换并且同样返回）而操作入口，则双稳态或速动设备可结合到任何连接中。

在以上实施例中，挡板的操作是被动的或无动力的。不需要诸如例如车辆电池的外部功率源。致动器用于操作挡板并且感测制动器温度二者以使得致动器可确定何时制动器加热足以触发挡板的打开并确定挡板保持打开以接纳冷却空气流所处在的时间。

方案1. 一种用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，所述制动器的至少一部分与车轮一起旋转，所述车轮和制动器定位在轮窝中，所述设备包括：

入口，其被构造并且适于放置在具有车轮、制动器和轮窝的车辆中，所述入口如此放置以接收由所述车辆运动所产生的空气流的一部分；

管道，其具有长度并且从所述入口延伸到所述车辆制动器；所述管道在第一端部处连接到所述入口从而输送由所述入口接收的所述空气流的部分并且在远离所述入口的第二端部处具有开口，所述开口接近所述车辆制动器而定位以使得由所述入口接收并且由所述管道输送的所述空气流的部分能够排出到所述轮窝中并且到所述车辆制动器的某部分上，并因此将辅助的冷却空气提供到所述制动器；

挡板，其定位在所述入口或所述管道中，能够在第一配置中阻止所述空气流的部分通过，并且适于在第二配置中允许空气流的部分通过；

经历相变的温度操作致动器，其可操作地连接到所述挡板并且适于感测指示所述车辆制动器温度的温度，当由所述致动器感测的制动器温度超过预定温度时，所述致动器操作所述挡板并且允许所述空气流的部分流动到所述制动器和轮窝。

方案2. 根据方案1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述温度操作致动器包括形状记忆合金（SMA），所述SMA被选择成当所述制动器达到所述预定温度时而经历相变。

方案3. 根据方案1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述温度操作致动器包括固态石蜡致动器，所述固态石蜡致动器被选择成当所述制动器达到所述预定温度时经历相变。

方案4. 根据方案2所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述SMA合金具有螺旋弹簧的形式，并且所述致动器还包括偏置弹簧。

方案5. 根据方案2所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述SMA合金的形状是由金属线、编织物、带子、缆绳和沉积在柔性基板上的层所组成的组中的一个。

方案6. 根据方案2所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述SMA的成分包括由镍、钛、铟、铝、镓、铜、锌、金、镉、锰、铁、锡、硅、钯和铂所组成的组中的元素的两种或更多种。

方案7. 根据方案2所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述SMA开始经历从马氏体相到奥氏体相转变的温度范围在50℃和250℃之间。

方案8. 根据方案3所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述石蜡致动器运行的温度范围在35℃和110℃之间。

方案9. 根据方案1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其还包括速动机构和空动机构中的一个或两者。

方案10. 根据方案1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述入口在空气流压力大于车辆轮窝中空气压力的位置处而定位在车辆空气流中。

方案11. 根据方案1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述制动器是盘制动器。

方案12. 根据方案1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述制动器是鼓制动器。

方案13. 根据方案1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述挡板是由蝶阀、闸阀、球阀、百叶阀、光圈阀、SMA单变体和SMA双变体所组成的组中的一种。

方案14. 根据方案1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述管道和入口具有组合长度并且所述挡板被放置以使得从所述入口到所述挡板的距离不大于所述组合长度的30%。

方案15. 一种具有主体结构的机动车辆，所述主体结构包括部分地围绕车轮的轮窝，所述车轮带有旋转制动器系统组件，所述制动器系统组件由从包围运动车辆的空气流抽取并且通过入口和管道输送到制动器系统的流入空气来冷却，所述入口或管道包括响应于制动器温度而由致动器操作的挡板，所述车辆包括：

每个均支承轮胎的至少四个车轮，每个车轮均安装到制动器系统的旋转组件，每个车轮、轮胎和旋转制动器系统组件均定位在所述主体结构中的各个轮窝中；

入口，其定位在车辆主体结构中并且定位成接收由车辆运动所产生的空气流的一部分；

管道，其具有长度并且从所述入口延伸到轮窝，所述管道在第一端处连接到所述入口从而输送由所述入口接收的所述空气流的部分并且在远离所述入口的第二端处具有开口，从而将所述空气流的部分排出到所述轮窝中并且因此将冷却空气提供到旋转制动器系统组件；

能逐步运行的挡板，其定位在所述入口或所述管道中，在第一配置中能够阻止空气流的部分通过，在第二配置中能够使所述空气流的部分通过，并且当在介于第一和第二配置之间的多个配置中的任一个中时能够使所述空气流的部分中的某部段通过；以及

温度操作致动器，所述致动器具有包括最小和最大温度的运行温度范围，温度操作致动器可操作地连接到所述挡板，并适于感测指示车辆制动器温度的温度，并且适于通过反复使所述挡板在其第一和第二配置之间循环而响应于所指示的制动器温度的变化，从而当致动器温度小于致动器运行温度范围的最小温度时而选择性地拒绝所述空气流的部分通过并当致动器温度超过致动器运行温度范围的最小温度时允许空气流的部分通过，所述致动器运行温度范围的最大温度被选择成小于预定的制动器温度。

方案16. 根据方案14所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，温度操作致动器包括形状记忆合金（SMA）。

方案17. 根据方案14所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，温度操作致动器包括固态石蜡致动器。

方案18. 根据方案15所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，所述SMA合金具有由金属线、编织物、带子、缆绳和沉积在柔性基板上的层所组成的组中的一个的形状。

方案19. 根据方案15所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，所述SMA的成分包括由镍、钛、铟、铝、镓、铜、锌、金、镉、锰、铁、锡、硅、钯和铂所组成的组中的元素的两种或更多种。

方案20. 根据方案15所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，所述SMA开始经历从马氏体相到奥氏体相转变的温度范围在50℃和250℃之间。

方案21. 根据方案14所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，所述入口在空气流压力大于车辆轮窝中空气压力的位置处而定位在车辆空气流中。

方案22. 根据方案14所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，所述旋转制动器系统组件是盘。

方案23. 根据方案14所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，所述挡板是由蝶阀、闸阀、球阀、百叶阀、光圈阀、SMA单变体和SMA双变体所组成的组中的一种。

方案24. 根据方案14所述的包括由空气流冷却的至少一个旋转制动器系统组件的机动车辆，其中，所述管道和入口具有组合长度并且从所述入口到所述挡板的距离不大于所述组合长度的30%。

附图说明

图1A和1B分别在侧视图和前视图中示出了说明用于制动冷却入口一些合适放置的车辆图像。图1C示出从车辆中线向外看所观察的代表性制动器冷却系统（孤立地示出）。图1C示出对左前制动器组件冷却的应用，其中“左”和“右”如同就座车辆乘员感知而识别方向。

图2A-D示出在图1C中示出的制动器冷却系统的另外细节。图2A孤立地示出入口、挡板设备和用于将冷却空气收集并且输送到朝向车辆中线向内看所观察的右前制动器的关联管道。图2B总体上示出在图1C中示出的制动器冷却系统（即用于左前制动器）的相同视图，同时示出与其它车辆组件的关系。图2C示出用于从车辆外侧并且朝向车辆中线向内看所观察的右前制动器的冷却系统视图。图2D示出当在与管道轴线近似对齐的方向上观察时的车辆主体入口和关联部分的视图。

图3A在透视视图中示出当它们定位为安装在车辆车轴上时的盘制动器组件的元件。图3B示出孤立的并且从相对方向观察的制动器转子。

图4在具有部分切掉的元件的透视视图中示出定位为安装在车辆车轴上时的鼓制动器。

图5A示出利用SMA致动器的可封闭通风孔系统的一部分。图5B示出利用SMA螺旋弹簧的如在图5A中示出的代表性SMA致动器。图5C-5E示出在图3A中示出的盘制动器的制动器卡钳组件上的图5A的致动器的三个示例性定位。

图6示出说明性机械双稳态或速动的机构。

图7示出说明性空动机构。

图8A示出具有石蜡（在其固体形式）的代表性石蜡致动器。图8B示出具有石蜡（在其液体形式）和活塞致动的说明性可替代的石蜡致动器，并且包括促进更快速加热、更快速冷却和更大冲程的多个特征，并非其全部将必然存在于单个的操作致动器上。

具体实施方式

本发明提供当制动器达到并且超过预定升高温度时将冷却空气提供到车辆制动器的方法。

在本发明的实践中，入口定位在经历比轮窝（wheel well）更高空气压力的车辆主体上的位置处。在实施例中，入口连接到延伸进入轮窝的管道以使得空气将首先通过入口并且随后通过管道而流动到轮窝，并且优选地引导到车辆制动器的至少一个上。适于允许或拒绝空气通过的挡板定位在入口或管道中以使得到轮窝或到制动器的空气流可仅在需要时提供。挡板的操作处于与制动器热连通的温度敏感致动器的控制下，如果制动器温度超过预定温度，所述温度敏感致动器可打开挡板。只要制动器温度保持小于预定的阈值温度，则挡板将闭合并且拒绝空气从入口进入到轮窝。

入口可以是安装在车辆主体外表面上的成形部件。入口可固定到车辆主体并且由车辆主体支持，或可固定到在车辆主体下面的结构部件。入口可用于支持管道或管道可通常在车辆主体结构上被分别支持。入口可由合适的聚合物材料制成并且通过机械紧固件（诸如自攻螺钉、铆钉、夹子或对本领域技术人员熟知的其他装置）固定到车辆。入口旨在将一些空气流平滑地重定向在车辆主体周围并且以最小的扰动使空气流准备进入管道中，所述管道将把其输送到制动器。入口可被模制并且成形从而总体上符合车辆的外部轮廓，并且可以与车辆油漆颜色匹配从而促进美学享受的外观。在一些实施例中，入口可与模制车辆主体组件或诸如分流器或气坝的售后附件成为一体。

管道的终端端部，也就是说没有附连到入口的端部被定位以将空气流排出，其中其可用于冷却车辆制动器。总体上，制动器、其关联车轮以及总体的几个悬挂组件将部分地封闭在轮窝（从在车辆主体侧部每个中的开口向内延伸以形成总体半圆形的部分打开的空腔的体积）中。在一些实施例中，冷却器空气流可总体上排出到轮窝中，但是优选地，管道出口有利地定位以使得冷却空气可直接移接到制动器从而提供最有效的辅助制动器冷却。

空气可从车辆主体的任何便利位置吸取到管道中。在许多车辆中，轮窝经受减压以使得吸取的冷却空气可从许多车辆主体位置吸取并且“吸入”到轮窝中。为了使流量最大化，入口位于空气压力大于在轮窝中获得的压力的车辆主体区域中是优选的。如在图1A和1B中示出的车辆10上所示出，入口12a-g可适当地定位在多个位置中。入口12a从风挡24基部接收冲压空气。入口12b从安装在发动机罩16中的发动机罩进气口14接收冲压空气。入口12c从发动机舱接收空气（其虽然比周围空气更暖，但是显著比制动器温度更凉）。入口12d定位在散热器开口19（其在散热器18上游的或与散热器18相邻）内。入口12e安装在气坝22上游的车辆主体在下侧部上。入口12f可以是位于后车轮前方的进气口，而入口12g可以定位在后挡泥板中的车轮上方。

未示出的导管可用于将入口12a-g中的任何一个连接到轮窝对26，28中的任一个或两个。将理解的是，在一些车辆中利用用于每个制动器的各个入口是适当的，而在其它车辆中来自单个入口的流可被分开并且经由多个管道引导到同样多样的制动器。在所有的四个制动器被冷却的应用中，也可使用这些方法的组合。目前的设计实践对于每个制动器产生通常不超过700毫米长度的管道以及12000 mm2的入口开口。但是具有其它长度和入口面积的管道可根据基于冷却和包装需求而被利用。总体上管道几何形状（未示出）应当符合良好的实践。也就是说，管道应当使弯曲和横截面面积的变化最小化，并且优地具有平滑的内部表面从而使摩擦损耗最小化。当包装限制需要偏离这些方针时，任何的弯曲应当是连绵的并且横截面面积的变化应当是逐渐的。

在图1C的向外引导的视图（也就是说，在车辆外部方向上从车辆中线观看）中孤立地示出了本发明的示例性实施例。在该实施例中，左前制动器卡钳40设置成接合与轮胎38和车轮36基本上同心安装的盘转子52。热致动的致动器90安装在卡钳40上并且与卡钳40热连通。致动器90通过缆绳116连接到机构37（细节未示出），其可启用打开的挡板44'。在该实施例中，挡板示为连接到轴46并且关于轴46枢转的蝶阀以使得机构37将允许轴46旋转。来到的空气流被分成流。向气坝22（部分切除地示出）的下边缘引导的空气流17向下偏转，并且在车辆外部（其将在车辆下方携带所述空气流17）的路径上继续。空气流15被入口12e收集，该空气流15示出被引导向形成在气坝22和所述气坝22所附连到的车辆主体部分的结合处的高压区域（未示出）。空气流15然后在32处排出之前通过打开的挡板44'并且沿着管道30而到冷却盘制动器转子52。

在该实施例中，管道30和入口12e是分开的组件。管道30的空气流接收端部的短长度（未示出）被设定尺寸并且成形从而可滑动地进入并且接合入口12e的唇部35。可选地（未示出），管道入口接合部可通过具有可滑动地进入并且接合管道30的空气流接收端的唇部35和入口12e的合适部分而作出。在任一个实施例中，管道30和入口12e可使用例如使用软管夹33彼此固定。替代的紧固件可包括模制中互补特征以启用卡口锁或诸如螺钉或铆钉的机械紧固件。在该实施例中，打开的挡板44'定位在管道30中。

入口及其关联管道的实施例的另外细节在图2A的向内引导的侧视图中示出，其反映右制动器的视图以更清楚地示出空气流15接近开口32时的重定向。在图2A示出的实施例中，导管30'和入口12e'示作为在其之间没有机械附件的一体件。为清楚起见，机构37和缆绳116在该视图中没有示出。

在其“闭合”位置44中，挡板可拒绝冷却空气进入，而在其“打开”位置44'中基本上允许冷却空气自由通过到盘52。同样，挡板示出为关于支撑轴46枢转的蝶阀。当然，挡板还可采用介于闭合位置44和打开位置44'之间的多个位置。因此，在运行以逐步旋转轴46的致动器的影响下，示出的挡板也将逐步运行，从其闭合配置总体上平滑地过渡到打开配置，并且根据需要反之亦然。入口12e'具有外表面34和平滑变化的喉部分45，旨在收集并且接纳空气而不引起过度紊流。图2B示出总体上与图1C左前制动器视图类似但是具有一些（未标记）悬挂组件和在41处的轮窝周围的车辆结构的一部分的视图，从而示出由将这种系统整合成车辆所引起的包装问题。在图2B中，闭合的挡板44及其关联轴46被示出定位在入口12e中。

图2C示出与图2B右车轮视图对应的视图，但是其在从车辆外侧的方向上以进一步图示将所述系统整合成所述车辆。在该实施例中，同样结合整体的管道入口组合，闭合的挡板44和轴46被描述为定位在所述组合的入口12e'部分中。图2D示出入口12e的正面视图，即总体上沿着沿着图2B和2C中的箭头11从而示出入口12e和气坝22的相对位置，并且还示出从表面34到喉45的平滑过渡。示出了用于可安装在管道30或30'（在该视图中未示出）的任一个上的机构37的代表性位置。将理解的是，机构37的结构和位置可随挡板的选择而变化。

在该实施例中，入口12e是适当附连到主体结构13和毗邻气坝22而具有表面34的离散结构。入口12e具有流线型喉部分45，该流线型喉部分45通过例如蝶阀的合适挡板而平滑过渡到可闭合的总体圆形的开口43。打开的开口44'将最小障碍物提供到空气流，允许冷却空气通过管道30和排出开口32流动到制动盘52。在该实施例中，入口12e是与相邻主体结构13分开的离散实体。在入口定位在模制聚合物车辆组件（诸如前仪表板）处的其它实施例中，其可以作为整体特征而模制到组件中。

作为蝶阀的挡板的描述仅是示例性的，并且可利用替代的挡板设备。这些可例如包括球阀、闸阀、百叶阀、光圈阀和旋塞阀等等。当结合能够提供足够的力和运动范围从而将阀从其闭合到其打开位置循环（并且反之亦然）的致动器时，这些入口阀的每个根据需要用于逐步通过或阻断空气流，并且反之亦然。因此，阀类型的选择应当由来自被选择致动器的可用运动范围激活并且与其一致。当然，这些挡板类型的每种逐步运行，也就是说，其提供介于“打开”和“闭合”之间多个配置的机会。这些中间配置将节制空气流并且减少输送到制动器的冷却空气的体积。因此，当需要冷却制动器时，总体上优选的是挡板从其闭合到其打开配置快速地转换。

可闭合的入口提供管理车辆阻力的机会，因为当入口与打开相对而闭合时车辆阻力系数降低。优选挡板定位在接近入口开口处，其合适地在入口下游的管道长度的约30%的跨度内。但是，利用良好的挡板密封，即使当挡板定位在图1C的管道终端端部和排出开口32时，阻力系数可比较的改进可获得。

在实施例中，合适的致动器可基于灵敏或活性材料，诸如形状记忆合金（SMA）或石蜡。这些致动器可以以被动模式操作（也就是说，没有外部动力应用），并且可以跨过数十万或数百万个周期而可靠地运行。有利地，这种致动器还可用作温度传感器。这些致动器响应在温度中的变化并且可以选择从而仅当制动器温度达到预定升高温度时来操作入口挡板。利用适当的致动器设计，在温度上升期间发生的变化可以在冷却上反转。因此，对于仅只要被需要以将制动器温度保持在优选运行温度范围内，入口可保持在其挡板打开的较高阻力系数的配置中。因此以这种方法，车辆被保持在其优选的较低阻力的挡板闭合的配置中，直到由入口和管道所输送的辅助制动冷却空气被需要在尤其繁重的制动条件下控制制动器温度。

SMA是在总体小于300℃左右的相对适度的温度处从一个相到另一个转变的材料。两个相具有明显不同的特性，其中高温奥氏体相坚固并且僵硬，而马氏体低温相较弱并且较软。转变跨过狭窄温度范围发生，其取决于选择的SMA合金的组成。通过适当选择SMA的组成，转变温度可容易被选择以落在50℃和250℃左右的范围内，从而确保挡板不打开直到制动器和致动器温度超过周围温度。

在操作中，适当形状的SMA合金在比马氏体高得多的高温处退火到奥氏体转变温度。当在奥氏体下冷却到马氏体转变温度时，合金将采用其马氏体相并且可容易变形。赋予小于约8%的应变的受控变形可将SMA重新成形到第二形状，该应变可例如通过偏置弹簧或自重来施加。只要SMA保持其较低温度的马氏体结构，该变形形状将保持，但是明显地，当合金再次采用其奥氏体相时，原始形状可基本上完全恢复。

在将变形的SMA加热到等于或大于其马氏体到奥氏体转变温度的温度时，SMA将转变为其更坚固、更僵硬、更高温度的奥氏体相。当其转变时，其将变形反转（当其这样做时克服偏置弹簧或自重的影响）以基本上将SMA恢复到其初始形状和配置。只要施加到在其马氏体相中的SMA上的应变限制为不超过约8%的应变，则可重复从奥氏体到马氏体转变（并且反之亦然）的这种循环。此外，在从马氏体到奥氏体转变时，SMA产生高于并且超出克服偏置弹簧所需的可察觉的力。当该力被支配并且适当输送到机构时可操作或致动诸如上述入口阀挡板的设备。在当冷却到转变温度以下时，偏置弹簧将用于基本上将致动器恢复到其开始配置，并且（这样做时）将反转所述机构的操作。

通常在致动器中使用的SMA是以金属线、编织物、带子、缆绳或其它这种细长的几何形状的形式。这些配置可同样在本文描述的实施例中利用。然而，当要求大位移时，将最大应变最小化到8%左右的需要可使得由这种形式的线性设置制成的致动器庞大。此外，在存在温度梯度时确保延展的致动器的整个长度将经历温度上相同的上升，可能是挑战性的。SMA任何的非转变长度将成比例地减小致动器位移并且可导致不一致的致动器响应（特别是当仅用于辅助冷却的边际需求存在时）。然而，较少受到热梯度影响并且更容易包装的更紧凑设计可通过将金属线或SMA的类似细长形式缠绕成螺旋弹簧的形状来获得。这种设计利用在后面部分中所述的SMA致动器中。

在一些SMA致动器中，SMA是复合结构的组件。例如，在单变体设备中，SMA层可例如通过高温气相沉积而沉积到并且结合到诸如弹簧钢的薄的适应基板上。现在，当SMA在长度上改变时，其将力矩施加到基板，导致其弯曲。该行为还可通过选择沉积温度来修改，其可由于基板和沉积的热膨胀系数上的差异而在基板中建立弯曲。当单变体是以仅其一端处固定的带状形式时，自由端将偏转并且可用于打开阀。以单变体盘的形式，中心将形成弓形。在要求更大位移或更复杂的运动时，也可以使用与沉积在基板的任一侧上的两个SMA合金（其每个在不同温度沉积且具有不同转变温度）结合的双变体配置。在一些实施例中，单变体或双变体可成形为符合管道内部并其本身用作挡板。在该实施例中，在单变体或双变体加热时的偏转将使单变体或双变体重新成形，使得其不再密封靠着管道壁或靠着附连到管道壁或与管道壁成整体的一个或多个密封特征，以由此允许冷却空气通过管道。

在该申请中的SMA致动器的功用取决于一系列SMA合金的有效性，其具有适于对于在一温度（该温度适于对于辅助制动冷却的需要）处响应之需要的转变温度范围。幸运的是，形状记忆行为已经在包括Ni-Ti, In-Ti, Ni-Ga, Cu-Zn-Al, Cu-Al-Ni，Ti-Nb，Au-Cu-Zn, Cu-Zn-Sn, Cu-Zn-Si, Ag-Cd, Cu-Sn, Cu-Zn-Ga, Ni-Al, Fe-Pt，Ti-Pd-Ni, Fe-Mn-Si, Au-Zn以及Cu-Zn的大量合金体系中观察到，并且相变可跨过从大约-（负）100℃到大约+150℃左右之间的温度范围而发生，而专门合金在高达大约250℃转变。虽然这种理论不被依赖，但是存在转变温度可能与每个原子的价电子比率相关的一些迹象。

在这些许多组合物中，近似相等原子比例的镍和钛合金得到最广泛的使用，但是即使在这种合金体系中，在成分的微小变化可引起在转变温度上的显著差异。例如，从大约0.96到大约1.04而改变合金的镍/钛比例可改变从大约正70℃到大约负100℃的转变温度。因此，“制作”SMA的特性以使得转变发送在与对于辅助制动器冷却的迫切需求最为相关的任何预选温度。通常，合适的SMA将具有从大约50℃到250℃范围的转变温度。

通常，盘制动器几乎普遍用于前制动器。虽然可使用实心转子，但是在更重或更高性能车辆上使用的中型到大型转子上利用通风转子更为常见。通风转子结合在制动器垫片接触的转子表面之间定位的径向冷却通道，该制动器垫片接触的转子表面在转子旋转下用作空气泵以将空气从转子中心循环到转子外侧。管道出口的优选位置可取决于转子类型（通风的或实心的）而变化。

鼓制动器通常不通风，并且在辅助冷却施加到鼓制动器的地方，经受管道的空气流被最适当地引导到鼓或中空圆筒（其内表面由制动器垫片接合）的外表面。

将理解的是，一些制动器系统组件、盘制动器50的转子52（在图3A和3B中示出）和鼓制动器70的鼓72（在图4中示出）旋转并且因此致动器可能无法适当地安装在这些组件上。为了准确测量垫片温度，可能合意的是将传感器定位在垫片54或衬片74的转子或鼓接触的表面上，但是由于垫片/衬片磨损，这种定位不可行。在垫片/衬片中（远离转子或鼓）或在靴片（shoe）76上将传感器掩埋得更深可能是可行的，但是因为这些部分是可消耗的并且当垫片/衬片磨损变得不可接受时被更换，这将是昂贵并且不方便的。出于这些理由，对于在盘制动器上的致动器的优选位置是在制动器卡钳组件56上。致动器还可安装在卡钳组件中或与卡钳组件成整体，或在暴露的转子表面附近。在鼓制动器上，致动器可安装在液压活塞80或背板82的任一个上。

在盘制动器卡钳组件56上，致动器可定位在卡钳支撑结构58的上表面57上，或定位在支撑结构58中的合适凹部或空腔（未示出）中。当然，致动器应当合适地安装到支撑结构以使得致动器与卡钳支撑良好地热连通。将理解的是，在制动器系统上的不同位置，以及尤其是卡钳支撑可以不同速率加热以使得指示对于制动器冷却需要的预定温度可随致动器位置而变化，并且对于不同位置需要不同致动器SMA成分。

如在图3A和3B中示出，以，许多转子52具有通过肋条或翼片62分开的垫片接触表面66，67，其带有在转子外围处的多个开口64中终止的居间通道。当转子52旋转时，该内部翼片通道结构用于将通过在与垫片接触表面67邻近的盘的内表面上的开口68（图3B）而吸取的冷却空气在开口64处将其排出之前而泵送通过转子。许多卡钳支撑结构58因此具有在它们上表面上的开口或间隙(诸如在图3A中的60处)，从而使对于加热空气排出的任何障碍物最小化。因此，假设致动器本身不过度妨碍加热空气流动，跨过开口60定位的致动器或不同几何形状的功能等同开口将由这种加热空气直接加热。

将理解的是，当利用如同在图3A和3B中示出的通风盘时，可优选地将冷却引导向入口开口68。然而，当使用实心非通风盘时，可更有效的是，总体上在由制动器垫片接触的位置处将冷却空气引导向盘外围。

结合适当的可闭合入口的合适SMA致动器90在图5A中孤立地示出并在图5B中以横截面示出。如从图5A视图中清楚看出的，SMA致动器90被包含在闭合的总体圆筒形的壳体92内。

总体圆筒形壳体92通过闭合的端盖94在其端面上终止，并且通过结合定尺寸成适于接纳缆绳116的金属线114贯穿通过的通孔110的端盖104在其相对端上终止。端盖104还结合与通孔110同心并且定尺寸成对缆绳116的缆绳护套108容纳的凹部112。在致动器壳体92的内部，可滑动的法兰套筒98支撑在内部的壳体92的圆筒壁上，并且通过导柱96定位在壳体92的圆筒轴线上。可滑动的套筒98将壳体92的内部空腔分成两部分。通过端盖104分界的第一部分包含SMA弹簧102（其在此示出被压缩并且在其马氏体相）。第二部分包含偏置弹簧100（其在此示出在其延伸位置）。SMA弹簧102和偏置弹簧100中的每个作用在可滑动套筒98的法兰部分118的相对表面上以使得套筒98可由弹簧102和100中更强的无论哪个移位。可滑动的套筒98定尺寸成在其接合导柱96的中空部分中接受缆绳116的金属线114。金属线114可以以任何合适方式固定并且保持在该空腔内，但是在此非限制地示出为通过与机械干涉的特征106相接合而约束。类似的机械干涉特征同样非限制地示出为接合并且约束缆绳116的护套108从而将其固定在凹部112内。

在操作中，如在图5B处示出的致动器通过缆绳116连接到与挡板126结合的管道128的至少该部分。在低温处，在图5B中示出的配置、偏置弹簧100能够克服在其马氏体相的SMA弹簧102，这将套筒98朝向端盖104移位。当SMA弹簧102的温度增加到使其转变到其奥氏体相的温度时，SMA弹簧102可克服偏置弹簧100，将套筒98朝向端盖94移位并且如其所为地将金属线114移位。金属线114的位移通过缆绳116连通到管道部分128。在管道部分128处，护套108固定到块120并且金属线114固定到杆122（其附连到挡板126的轴124）。轴124穿过在管道部分128的相对壁中适当设定尺寸并且定位的开口（未示出）以使得作用在杆122的金属线114的运动用于使挡板126绕着轴124和打开的挡板126的轴线旋转。

在将SMA弹簧102冷却在其奥氏体到马氏体的转变之下并且将其恢复到其更弱的马氏体相时，偏置弹簧100可同样克服SMA弹簧102，将套筒98朝向端盖104位移并且总体上将该过程反转从而闭合挡板126。将理解的是，在该状态中SMA致动器恢复到其初始状态并且因此所述过程可以根据需要循环反复。

图5C-D示出在盘制动器系统50的卡钳支撑结构58上的致动器90的代表性位置。致动器90通常定大小和配置成与转子支撑结构的尺寸符合，其可跨越具有可比较宽度的120毫米左右的圆周长度。在图5C中，致动器与转子52对齐并且合适地固定（未示出）到卡钳支撑结构的表面57。致动器被定位以使得至少SMA弹簧102跨过开口60定位从而允许在SMA和由转子52的通风孔64泵送的加热空气之间良好地热连通。图5D示出类似的定位，但是仍固定到卡钳支撑结构的致动器90已经旋转以与转子横向而位于卡钳支撑结构58。在轮窝中可用的间隙或定向到管道部分128的缆绳116的要求使得这种设置成为必要。图5E示出定位在利用实心转子52’的制动器50’的卡钳支撑结构58的‘肩部’55上的致动器90。利用这种转子，较小的空气体积可通过开口60泵送，并且其可优选地将致动器90安装成与卡钳支撑结构58接触，并且强调热量通过传导而不是对流来传递。在所有情况下，卡钳支撑已经示出未修改，但是将理解的是，为便于固定致动器90或增强与致动器90的热传递，可修改卡钳支撑结构。这种修改可包括凹部以更好地允许整合致动器和卡钳支撑结构，或用于从盘通风孔排出热空气的其它开口，只要它们不损害支撑结构的机械运作则。当然，还可存在用于将致动器可移除地机械附连到卡钳支撑的特征（诸如容纳并且固定弹簧夹的螺栓孔或开口）。

在SMA中奥氏体到马氏体和马氏体到奥氏体的转变跨过温度范围而发生。随着温度从转变开始温度上升到转变结束温度，转变程度和关联位移平滑地进行。该行为暗示图5B的挡板126将逐步打开（在转变开始温度处开始），并且将不完全打开直到达到转变结束温度。

将理解的是，SMA的运行温度和运行温度范围应当选择为与优选的制动器运行温度范围符合。SMA并且因此SMA致动器的运行范围的最大温度应当小于最大的优选制动器温度以使得在达到最大的优选制动器运行温度之前挡板可完全打开并且通过过最大体积的冷却空气。挡板将保持闭合并且维持良好的车辆空气动力学直到致动器达到其运行范围的最小温度。在一些SMA合金中，对于完全转变的温度范围可高达大约50℃左右。但是在本申请中，优选使用具有大约15℃左右的更狭窄转变范围的合金扩展当挡板可保持在其空气动力学的闭合的配置中时的周期。

如果跨过该温度范围逐渐打开挡板126是可接受的，则在图5A中示出的致动器和挡板之间所示出的直接连接是合适的。如果优选使挡板126近乎瞬间从打开转变到闭合，并且反之亦然，则应当利用双稳态或速动机构。适当地，速动机构可连接到缆绳116并且定位在致动器90和管道部分128之间（利用根据需要的合适的附加调节）以确保在致动器90和管道部分128之间的机械连通。这种速动机构将趋于抵抗挡板打开到闭合或闭合到打开的状态的任何变化，直到施加足够的力以克服其阻力。当克服阻力时，所述设备将辅助状态的变化（通过施加附加力支撑致动器）。这种速动设备将缩小温度范围，跨过该温度范围挡板在介于打开和闭合状态之间的位置中并且加强在这两个状态之间更突然的、较不渐变的转变。即使利用速动设备引导，SMA仍将需要经历对于转变的相同的温度范围，除非直达的速变在仅部分转变的条件下发生。

示例性机构在图6中140处示出，并且包括两个细长部件144,144’，其在一端处在枢轴148处连接的，并且每一个在它们的相对的第二端上的枢轴152中终止。每个枢轴152接合其相应的槽146，所述槽146横向约束其运动。沿着槽146长轴线的枢轴152的运动由弹簧142偏置，该弹簧142定位成与在箭头154方向上对抗枢轴152的运动，并且在箭头156方向上促进运动。在运行中，枢轴148在箭头150方向上由连接158来作用。枢轴148的任何运动由弹簧142对抗，因为在部件144,144’之间的互连属性将在方向154上并与弹簧142相反地驱动枢轴152。然而，当枢轴148前进经过中线160时，弹簧142在方向156上促进枢轴152的运动，这使枢轴148前进到148'并且连接158前进到158'。因此施加在连接158的相对端162处移位持续增加可引起枢轴148突然移位。将理解的是，连接158需要承受拉伸和压缩载荷两者。因此，其刚性应当足以在压缩下不扭绞或扣住。因此，如果使用这种双稳态机构，如果期望缆绳操作或将刚性连接替换成缆绳116，则可能需要将缆绳116的护套108沿着其长度固定地锚定在多个位置处。

SMA的另一个特性是转变显示滞后，也就是说，奥氏体到马氏体转变的开始温度小于马氏体到奥氏体转变的结束温度。通常，温度滞后30℃左右，但利用适当的处理其可以减小到大约15℃或甚至到大约10℃。这种滞后是期望的，因为其使得“追逐”或“抖动”最小化（其中小的温度变化可导致挡板状态的剧烈摇摆）。利用该滞后，挡板（一旦通过致动器打开）将保持打开直到致动器温度根据SMA金属线或弹簧的固有温度滞后而降低（而不响应于远远更小的温度摆动）。如果需要额外的滞后，则空动机构可以以类似于用于双稳态机构的方式定位在缆绳116上。如果需要，则空动机构和双稳态机构两者可串联设置并且两者夹置在致动器90和管道部分128之间。

在图7中示出了简单的空动机构。金属线170穿过在槽型体174中的开口172并且连接到由主体174的槽180约束的止挡件176。继而，金属线170’附连到主体174。因此在由双箭头178示出的方向上的金属线170的运动传递到止挡件176，但不传递到主体174和金属线170，直到止挡件176接合槽端182,184中的一个。类似地，仅当止挡件176接合合适的槽端182或184时，金属线170’的运动将传递到金属线170。

如图示出，管道部分128具有凸耳130（图5A）。这些可以适于附连到入口（例如到图2A-C的12e）或附连到管道30，或在多个件管道（未示出）的情况下附连在管道的件中的两个之间。利用挡板的良好密封（其在其闭合位置中基本上防止任何空气泄漏经过挡板），挡板的有效性最小地受其在入口或管道中挡板位置的影响。在该情况下，挡板可例如定位在最远离入口的管道末端处，也就是说，在图1C的排出开口32处。更常见的，挡板将定位在入口中或接近入口，通常在入口和排出开口之间距离的大约30%左右内。将理解的是，挡板还可放置在单体的管道中9诸如在图2中30处示出d )，而不妨碍由SMA激励的挡板的运行或作为整体的制动器冷却系统的操作。同样，挡板将通常定位在距入口的管道长度的不多于30%左右的距离处。

通常该致动器可具有带小于大约250℃左右但是大于大约50℃左右转变温度的SMA，并且在许多情况下仅50℃到100℃的温度范围可能是合适的。100℃左右的温度当然远低于转子或垫片接触温度（其可在持续或反复的繁重制动下产生）。在该情况下，一些制动器组件温度可在从大约450℃到650℃左右的范围内变动。然而这种SMA温度范围的选择与在相同条件下制动器流体温度保持可感知地小于100℃的观察一致。因此，在高制动温度下获得的卡钳温度、制动器流体温度或转子泵送空气温度可方便地位于SMA致动器通常运行的温度范围内。

当然，如果未来研发出容许甚至更高的制动器运行温度的制动器材料，具有高达250℃转变温度的SMA可被容易地替换。

对于上述的SMA致动器和下面详述的石蜡基致动器的致动温度的选择应当由在制动器垫片温度和感测位置温度之间的关系知识来教导。总体上将优选的是在可感知地上升的制动器温度影响制动器性能之前来打开入口挡板。这将需要制动器入口挡板的打开先于制动器温度。因此制动器温度和致动器温度之间的关系必须在瞬态条件下确定。该关系可在仅有限数量的配置中分析地确定，并且将总体上基于计算机模型或实验或两者的组合。

另外的灵敏的受激励材料的设备是石蜡基致动器。当其融化并且从固体到液体改变以移动活塞时，这种石蜡致动器利用了石蜡的热膨胀动力。随着石蜡膨胀产生的运动程度和载荷可能是可感知的，因为在目前商业使用一些石蜡中，融化时的体积膨胀可高达40%。通过适当选择所用石蜡的碳的数量，致动器可在从大约0℃到大约150℃的温度范围中运行。可是更常见的，石蜡致动器可利用具有在从大约20到60-80的范围内变动的碳的数量的烷烃以提供从大约35℃到大约110℃的有用运行温度范围。

将所述致动器冷却以凝固熔融石蜡反转了该过程，这使石蜡体积收缩并且使活塞缩回。在许多应用中，可使用辅助弹簧。弹簧可与致动器整体化或在致动器外部。在一些致动器中，可变形隔膜可提供弹簧作用。

石蜡包含在以其它方式密封的容器内，该容器具有在合适地闭合配合孔中的活塞，如在图8A和8B中示出的图像中所示。图8A（其示出石蜡致动器的最简单实施方式）示出了空心的圆筒形容器（其在一个端190上闭合，包含合适熔点的石蜡192）。石蜡由容器壁并且由具有密封件196的活塞194限制，该密封件196接合容器190的内壁从而防止石蜡泄漏。连接到活塞194的柱塞198将随着石蜡融化而前进。在该图像中，活塞194的前进将由整体的返回弹簧200（其坐落于柱塞194和圆筒唇部202的底面上）。在石蜡冷却时重新凝固时，返回弹簧200将把活塞194移位到其开始位置。在图8A中示出的石蜡圆筒可替换图5A的SMA致动器，并且定位于在制动器卡钳上或与制动器卡钳接近的位置的类似范围中。

石蜡的热传导率可感知地小于SMA合金的热传导率。同样石蜡所需的质量显著大于图5A的SMA致动器的质量。因此对于石蜡致动器从闭合到打开的转变与对于SMA致动器相比将可能可感知地更缓慢地发生，并且其将可能需要结合在石蜡致动器和挡板之间机械互连的双稳态机构。然而，在冷却时液体转变到固体之前而可预期的过度冷却，加上可感知的所需石蜡体积所引起的热惯性，将可能消除对于空动设备的任何需求。

在图8B中示出石蜡融化，而活塞194被移位并且返回弹簧200’被压缩。该附图还示出可结合在这种致动器中的一些附加或可选的特征，但是不是所有的特征将有必须在所描述的单个致动器中发现。这些特征包括外部加热/冷却翅片204和延伸通过缸基座191从而伸出超过缸190’的内部柱206。利用合适的高热传导率材料制成的内部柱206被示出在更大特征208中终止并且旨在输送热量到石蜡的内核从而提高热传递。这种配置可允许制动器系统的感知替代元件。例如，在图8B中，特征208以包含在制动管线210中的致动器流体212的形式被示出。因此，在这种配置中，石蜡致动器将主要响应于制动器流体温度。在图8A和8B中示出的容器配置之间的另外差异在于，图8B的容器190’是非均匀尺寸的并且跨过其长度部分而结合冷却翅片204。当需要更长的冲程时，这种配置在有效包装更大体积的石蜡中可以有用。将理解的是，仅与活塞194密封倚靠的容器190’的部分必须是圆筒形。同样容器190’的基座191可成形以允许改进与制动器系统的感测区域的热连通。例如，基座191可以利用成形为至少部分地容纳制动器管线210的凹部来成形，从而更有效地感测制动器流体温度。如果致动器定位在卡钳支撑上，则基座191可互补成形为符合这种卡钳支撑的几何形状。

使用某些说明性示例已经描述了本发明的实践，但是本发明的范围不限于这种说明性的示例。

Claims (10)

1.一种用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，所述制动器的至少一部分与车轮一起旋转，所述车轮和制动器定位在轮窝中，所述设备包括：

入口，其被构造并且适于放置在具有车轮、制动器和轮窝的车辆中，所述入口如此放置以接收由所述车辆运动所产生的空气流的一部分；

管道，其具有长度并且从所述入口延伸到所述车辆制动器；所述管道在第一端部处连接到所述入口从而输送由所述入口接收的所述空气流的部分并且在远离所述入口的第二端部处具有开口，所述开口接近所述车辆制动器而定位以使得由所述入口接收并且由所述管道输送的所述空气流的部分能够排出到所述轮窝中并且到所述车辆制动器的某部分上，并因此将辅助的冷却空气提供到所述制动器；

挡板，其定位在所述入口或所述管道中，能够在第一配置中阻止所述空气流的部分通过，并且适于在第二配置中允许空气流的部分通过；

经历相变的温度操作致动器，其可操作地连接到所述挡板并且适于感测指示所述车辆制动器温度的温度，当由所述致动器感测的制动器温度超过预定温度时，所述致动器操作所述挡板并且允许所述空气流的部分流动到所述制动器和轮窝。

2.根据权利要求1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述温度操作致动器包括形状记忆合金（SMA），所述SMA被选择成当所述制动器达到所述预定温度时而经历相变。

3.根据权利要求1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述温度操作致动器包括固态石蜡致动器，所述固态石蜡致动器被选择成当所述制动器达到所述预定温度时经历相变。

4.根据权利要求2所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述SMA合金具有螺旋弹簧的形式，并且所述致动器还包括偏置弹簧。

5.根据权利要求2所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述SMA合金的形状是由金属线、编织物、带子、缆绳和沉积在柔性基板上的层所组成的组中的一个。

6.根据权利要求2所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述SMA的成分包括由镍、钛、铟、铝、镓、铜、锌、金、镉、锰、铁、锡、硅、钯和铂所组成的组中的元素的两种或更多种。

7.根据权利要求2所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述SMA开始经历从马氏体相到奥氏体相转变的温度范围在50℃和250℃之间。

8.根据权利要求3所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其中，所述石蜡致动器运行的温度范围在35℃和110℃之间。

9.根据权利要求1所述的用于将辅助冷却空气提供到车辆制动器的设备，其还包括速动机构和空动机构中的一个或两者。

10.一种具有主体结构的机动车辆，所述主体结构包括部分地围绕车轮的轮窝，所述车轮带有旋转制动器系统组件，所述制动器系统组件由从包围运动车辆的空气流抽取并且通过入口和管道输送到制动器系统的流入空气来冷却，所述入口或管道包括响应于制动器温度而由致动器操作的挡板，所述车辆包括：

每个均支承轮胎的至少四个车轮，每个车轮均安装到制动器系统的旋转组件，每个车轮、轮胎和旋转制动器系统组件均定位在所述主体结构中的各个轮窝中；

入口，其定位在车辆主体结构中并且定位成接收由车辆运动所产生的空气流的一部分；

管道，其具有长度并且从所述入口延伸到轮窝，所述管道在第一端处连接到所述入口从而输送由所述入口接收的所述空气流的部分并且在远离所述入口的第二端处具有开口，从而将所述空气流的部分排出到所述轮窝中并且因此将冷却空气提供到旋转制动器系统组件；

能逐步运行的挡板，其定位在所述入口或所述管道中，在第一配置中能够阻止空气流的部分通过，在第二配置中能够使所述空气流的部分通过，并且当在介于第一和第二配置之间的多个配置中的任一个中时能够使所述空气流的部分中的某部段通过；以及

温度操作致动器，所述致动器具有包括最小和最大温度的运行温度范围，温度操作致动器可操作地连接到所述挡板，并适于感测指示车辆制动器温度的温度，并且适于通过使所述挡板在其第一和第二配置之间反复循环而响应于所指示的制动器温度的变化，从而当致动器温度小于致动器运行温度范围的最小温度时而选择性地拒绝所述空气流的部分通过并当致动器温度超过致动器运行温度范围的最小温度时允许空气流的部分通过，所述致动器运行温度范围的最大温度被选择成小于预定的制动器温度。