CN104728313A - 一种车用制动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车用制动器，属于车辆技术领域。该制动器相邻摩擦片之间装有制动盘，构成摩擦副；油缸块具有轴向的油缸孔，油缸孔的大径段与缩径段内安装具有阶梯外圆的中空行车活塞，行车活塞与大径段和缩径段变径处形成的环形空腔构成行车制动油缸；隔离段和扩径段内安装驻车活塞，驻车活塞与隔离段和扩径段变径处形成的环形空腔构成驻车制动油缸；驻车活塞的内部周向间隔分布有驻车弹簧，驻车弹簧中装有被回位螺栓压持端压持的回位弹簧，回位螺栓远离压持端的一端穿过驻车活塞底部与行车活塞固连。本发明充分利用了空间，结构十分紧凑，并且有利于提高摩擦片的热负荷能力，显著延长使用寿命，十分适合与设计空间狭小的各种车辆灵活配置。
Description
技术领域
本发明涉及一种制动装置，尤其是一种车用制动装置，属于车辆技术领域。
背景技术
据申请人了解，传统汽车及工程车辆上多采用钳盘式制动器或全盘多片湿式制动器。钳盘式制动器由于价格低廉，制动性能较为稳定，因此占据了大部分市场，但此类制动器在动力源不变的前提下，制动能力的提升只能通过增加制动半径实现，而尺寸的增加给整车底盘安装空间的分配带来困难，并且钳盘式制动器摩擦副的摩擦面积相对较小，摩擦片磨损较快，更换周期短，结果增加了维修及使用成本。全盘多片湿式制动器使用寿命长，对环境适应性强，其多片式结构容易实现系列化，对安装空间要求较低，但此类制动器结构复杂，活塞轴、径比较小，导致容易活塞卡滞现象，并且对具有配合关系的零部件加工精度要求较高，制造成本高，此外摩擦副采用强制油冷，增加了额外配套液压系统和造价，往往仅在对制动器免维护性要求较高的高端工程车辆上。
此外，现在车辆汽车及工程车辆采用的各种制动器系统中，行车制动器和驻车制动器均分开布置，因此需要各自的独立安装空间，并且相应的管路等附件的布置也因此而更加复杂，结果当设计结构紧凑的车辆时，直接借鉴上述现有技术必然导致设计空间的分配十分困难甚至无法实现。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，通过结构改进，提出一种在保证基本功能前提下，结构十分紧凑的车用制动装置，从而满足设计空间狭小车辆的配套设计要求。
为了达到以上目的，本发明的车用制动装置的基本技术方案为：包括间隔分布的一组外圆与圆形中间体内孔周向约束且轴向构成移动副的摩擦片，相邻摩擦片之间装有制动盘，所述制动盘的内孔与动力输出轴周向约束且轴向构成移动副，所述摩擦片和制动盘构成摩擦副；所述摩擦副的一端安装与所述中间体固连的摩擦片端盖，另一端安装与所述中间体固连的环形油缸块；所述油缸块具有轴向的油缸孔，所述油缸孔具有邻近摩擦副的大径段、中部的隔离段、以及远离摩擦副的扩径段，所述大径段与隔离段之间为缩径段；所述大径段与缩径段内安装具有阶梯外圆的中空行车活塞，所述行车活塞阶梯外圆的外径分别与所述大径段和缩径段的内径动配合，所述行车活塞与所述大径段和缩径段变径处形成的环形空腔构成行车制动油缸；所述隔离段和扩径段内安装具有阶梯外圆且插入行车活塞中的中空驻车活塞，所述驻车活塞阶梯外圆的外径分别与所述隔离段和扩径段的内径动配合，所述驻车活塞与所述隔离段和扩径段变径处形成的环形空腔构成驻车制动油缸；所述驻车活塞的内部周向间隔分布有内、外端分别抵靠于其中空底部和活塞端盖的驻车弹簧，所述驻车弹簧中装有被回位螺栓压持端压持的回位弹簧，所述回位螺栓远离压持端的一端穿过驻车活塞底部与行车活塞固连。
行车时，控制高压液体进入驻车制动油缸推动驻车活塞压缩驻车弹簧压向油缸端盖，行车活塞在回位螺栓及回位弹簧的作用下也同向移位，底部紧贴驻车活塞，从而实现摩擦副的分离松释，使车辆可以自如行驶。
行车制动时，高压液体进入行车制动油缸推动行车活塞向摩擦副方向移动，直至压紧摩擦副，实现行车制动。驻车时，行车制动油缸及驻车制动油缸均不通高压液体，驻车弹簧依次推动驻车活塞和行车活塞压紧摩擦副，实现驻车制动。
采用本发明的车用全盘多片制动器可以在较小的安装空间内实现较大的制动扭矩。行、驻车制动器的嵌套一体化设计无需单独布置驻车制动器，显著节省了车架空间，给整车布置带来极大方便，并可以有效延长使用寿命，节省维修成本。
本发明进一步的完善是，至少所述驻车活塞的内部周向间隔分布有对称的间隙调节机构，所述间隙调节机构含有从活塞端盖旋入的调隙螺栓，所述调隙螺栓的旋入端与位于行车活塞内具有中心孔的调隙套筒一端旋合，所述调隙套筒的另一端装有位于中心孔中且限位于套筒卡圈的补偿弹簧，所述中心孔中插入端头紧贴行车活塞底部的调节螺杆，所述行车活塞内嵌装相对调节套筒形成轴向补偿间隙的螺杆卡簧。
因此，当磨损使摩擦副与行车活塞之间的原有制动间隙D增大到D1后，驻车制动时驻车活塞在驻车弹簧的作用下推动行车活塞移动D1距离，自身也移动D1距离，而位于驻车活塞内的螺杆卡簧随驻车活塞移动D距离之后将继续推动调节螺杆相对于驻车活塞移动(D1-D)距离。行车时，驻车制动油缸受液压作用推动驻车活塞克服驻车弹簧作用力F2移位距离D后，驻车活塞对调节螺杆产生轴向作用力F1，此时补充弹簧对调节螺杆将产生阻碍其位移的摩擦力F3，容易理解，此时F2≤F1≤F2+F3，因此驻车活塞无法继续向右移动，结果调节螺杆实际伸长距离D1-D，实现了摩擦副磨损后的间隙补偿功能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的结构示意图(图3的XA-XA剖面)。
图2为图1的右视图。
图3为图1的左视图。
图4为图3的XC-XC截面驻车油缸进油结构局部放大图。
图5为图3的XB-XB截面行车油缸进油结构局部放大图。
图6为图1中回位机构局部放大图。
图7为图1中间隙调节机构局部放大图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的车用制动装置如图1、2、3所示，包括间隔分布的一组三片外圆与圆形中间体5-3内孔通过花键结构周向约束且轴向构成移动副的摩擦片5-7、5-9，其中5-7是位于两端内侧具有摩擦层的单面摩擦片，5-9是位于中间两侧具有摩擦层的双面摩擦片。相邻摩擦片之间装有制动盘5-8，制动盘5-8的内孔与动力输出轴通过内花键周向约束且轴向构成移动副，摩擦片和制动盘构成摩擦副。摩擦副的一端安装与中间体5-3固连的摩擦片端盖5-4，另一端安装与中间体5-3固连的环形油缸块5-2。油缸块5-2具有轴向的油缸孔，该油缸孔具有邻近摩擦副的大径段5-2-1、中部的隔离段5-2-3、以及远离摩擦副的扩径段5-2-4。大径段5-2-1与隔离段5-2-3之间为缩径段5-2-2。大径段5-2-1与缩径段5-2-2内安装具有阶梯外圆的中空行车活塞5-5。
如图4所示，行车活塞5-5阶梯外圆的外径分别与嵌装防尘圈5-14、耐磨圈5-15、密封圈5-16的大径段5-2-1和嵌装密封圈5-17、耐磨圈5-18的缩径段5-2-2的内径动配合，行车活塞5-5与大径段和缩径段变径处形成的环形空腔构成行车制动油缸5-22。行车活塞5-5与驻车活塞5-6之间嵌装耐磨片5-21。如图5所示，该行车制动油缸5-22通过进油通道5-27以及进油接头5-25外接供油管路。为了便于散热和隔热，中间体5-3外圆设有周向间隔分布的径向散热孔5-30，中间体5-3与油缸块5-2之间装有位于外侧的隔热环5-29和位于中部的隔热片5-28。
隔离段5-2-3和扩径段5-2-4内安装具有阶梯外圆且插入行车活塞5-5中的中空驻车活塞5-6，驻车活塞5-6阶梯外圆的外径分别与嵌装密封圈5-19、5-20的隔离段5-2-3和扩径段5-2-4的内径动配合。如图4所示，驻车制动油缸5-23过进油通道5-26以及进油接头5-25外接供油管路。
如图4所示，驻车活塞5-6与隔离段和扩径段变径处形成的环形空腔构成驻车制动油缸5-23。再看图1，驻车活塞5-6的内部周向间隔分布有内、外端分别抵靠于其中空底部和活塞端盖5-1的驻车弹簧5-11，驻车弹簧5-11中装有回位机构5-12。该回位机构如图6所示，包括被回位螺栓5-12-1压持端通过回位挡圈5-12-2压持的回位弹簧5-12-3，回位螺栓5-13-1远离压持端的一端穿过驻车活塞5-6底部与行车活塞5-5螺纹连接。该机构使得行车活塞和驻车活塞得以在移位制动之后，回复原始位置。
驻车活塞5-6的内部在与驻车弹簧5-11和回位机构5-12中心的等径圆周上，还周向间隔分布有对称的间隙调节机构5-13。本实施例油缸块5-2周向均布的八个盲孔中，间隔分布带回位机构的驻车弹簧5-11和间隙调节机构5-13。该间隙调节机构如图7所示，含有从活塞端盖5-1旋入的调隙螺栓5-13-4，该调隙螺栓5-13-4的旋入端与位于驻车活塞5-6内具有中心孔的调隙套筒5-13-5一端旋合，该调隙套筒5-13-5的另一端装有位于中心孔中且限位于套筒卡圈5-13-8且与调节螺杆5-13-1紧配合的补偿弹簧5-13-6，该中心孔中插入端头紧贴驻车活塞5-6底部的调节螺杆5-13-1，驻车活塞5-6内嵌装通过螺杆垫圈5-13-2相对调节套筒形成轴向补偿间隙D的螺杆卡簧5-13-3。
行车时，高压油通过进油接头流经驻车制动油缸进油通道，最终进入驻车制动油缸推动驻车活塞5-6压紧油缸端盖5-1，驻车活塞5-6内部的驻车弹簧5-11同样被压缩；行车活塞5-5在回位机构5-12的作用下沿轴线S3向右移动与驻车活塞5-6压紧，从而实现摩擦副相互分离，保证车辆自由行使。行车制动时，高压油通过进油接头流经行车制动油缸进油通道，最终进入行车制动油缸，推动行车活塞5-5向摩擦副方向移动，压紧摩擦副，通过单面摩擦片5-7、双面摩擦片5-9与制动盘5-8之间的摩擦力实现行车制动。驻车时，行车制动油缸进油通道及驻车制动油缸进油通道均不通高压油，驻车弹簧5-11依次推动驻车活塞5-6、行车活塞5-5轴向移动，压紧摩擦副，实现驻车制动。
当摩擦片磨损后，参见图7，摩擦副与行车活塞5-5之间的制动间隙D将增大到D1，驻车制动时驻车活塞5-6在驻车弹簧5-11的作用下推动行车活塞5-5沿S3轴线向左移动D1距离，驻车活塞5-6自身也沿S3轴线向左移动D1距离，此时位于驻车活塞5-6内的螺杆卡簧5-13-3随着驻车活塞5-6移动D距离之后，将继续推动螺杆垫圈5-13-2，进而推动调节螺杆5-13-1沿S3轴线相对于驻车活塞5-6向左移动(D1-D)距离。行车时，驻车制动油缸5-23进油产生沿轴线S3向右的液压推力F1，推动驻车活塞5-6克服驻车弹簧5-11的弹力F2，沿轴线S3向右移动距离D后，驻车活塞5-6对调节螺杆5-13-1产生沿轴线S3向右的力F1，此时补偿弹簧(本实施例为矩形弹簧)5-13-6因与调节螺杆5-13-1紧配而对调节螺杆5-13-1产生阻碍其沿轴向S3向右运动的摩擦力F3，并且F2≤F1≤F2+F3，因此驻车活塞5-6无法继续向右移动。因此调节螺杆5-13-1实际伸长距离D1-D，实现了摩擦副磨损的间隙补偿功能。
由此可见，本实施例可以实现所需的各种功能，并且由于驻车活塞和行车活塞、驻车弹簧和回位弹簧均采取了巧妙的相互嵌套设计，因此充分利用了空间，使得结构十分紧凑，并且该结构允许摩擦副沿轴向按需增加制动盘和摩擦片的数量，而制动扭矩的大小与摩擦片和制动盘接触面构成的摩擦副数量成正比，因此本发明易于保证制动效果。并且其摩擦面积大，而面积越大吸收同等能量的温升越低，所能耐受消耗的体积就越大，因此本发明有利于提高摩擦片的热负荷能力，显著延长使用寿命，十分适合与设计空间狭小的各种车辆灵活配置。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种车用制动装置，包括间隔分布的一组外圆与圆形中间体(5-3)内孔周向约束且轴向构成移动副的摩擦片(5-7、5-9)，相邻摩擦片之间装有制动盘(5-8)，其特征在于：所述制动盘的内孔与动力输出轴周向约束且轴向构成移动副，所述摩擦片和制动盘构成摩擦副；所述摩擦副的一端安装与所述中间体固连的摩擦片端盖(5-4)，另一端安装与所述中间体固连的环形油缸块(5-2)；所述油缸块具有轴向的油缸孔，所述油缸孔具有邻近摩擦副的大径段、中部的隔离段、以及远离摩擦副的扩径段，所述大径段与隔离段之间为缩径段；所述大径段与缩径段内安装具有阶梯外圆的中空行车活塞(5-5)，所述行车活塞阶梯外圆的外径分别与所述大径段和缩径段的内径动配合，所述行车活塞(5-5)与所述大径段和缩径段变径处形成的环形空腔构成行车制动油缸(5-22)；所述隔离段和扩径段内安装具有阶梯外圆且插入行车活塞中的中空驻车活塞(5-6)，所述驻车活塞阶梯外圆的外径分别与所述隔离段和扩径段的内径动配合，所述驻车活塞与所述隔离段和扩径段变径处形成的环形空腔构成驻车制动油缸(5-23)；所述驻车活塞的内部周向间隔分布有内、外端分别抵靠于其中空底部和活塞端盖(5-1)的驻车弹簧(5-11)，所述驻车弹簧中装有被回位螺栓(5-12-1)压持端压持的回位弹簧(5-12-3)，所述回位螺栓远离压持端的一端穿过驻车活塞底部与行车活塞固连。
2.根据权利要求1所述的车用制动装置，其特征在于：至少所述驻车活塞的内部周向间隔分布有对称的间隙调节机构，所述间隙调节机构含有从活塞端盖旋入的调隙螺栓(5-13-4)，所述调隙螺栓(5-13-4)的旋入端与位于行车活塞内具有中心孔的调隙套筒(5-13-5)一端旋合，所述调隙套筒的另一端装有位于中心孔中且限位于套筒卡圈(5-13-8)的补偿弹簧(5-13-6)，所述中心孔中插入端头紧贴行车活塞底部的调节螺杆(5-13-1)，所述行车活塞内嵌装相对调节套筒形成轴向补偿间隙(D)的螺杆卡簧(5-13-3)。
3.根据权利要求2所述的车用制动装置，其特征在于：所述间隙调节机构分布在驻车活塞内部与驻车弹簧和回位机构中心的等径圆周上。
4.根据权利要求3所述的车用制动装置，其特征在于：所述间隙调节机构分布相邻带回位机构的驻车弹簧之间。
5.根据权利要求4所述的车用制动装置，其特征在于：所述摩擦副的两端为内侧具有摩擦层的单面摩擦片，中间为两侧具有摩擦层的双面摩擦片。
6.根据权利要求5所述的车用制动装置，其特征在于：所述行车活塞阶梯外圆的外径分别嵌装防尘圈、耐磨圈、密封圈的大径段和嵌装密封圈、耐磨圈的缩径段的内径动配合。
7.根据权利要求6所述的车用制动装置，其特征在于：所述驻车活塞阶梯外圆的外径分别与嵌装密封圈的隔离段和扩径段的内径动配合。
8.根据权利要求7所述的车用制动装置，其特征在于：所述中间体外圆设有周向间隔分布的径向散热孔，所述中间体与油缸块之间装有位于外侧的隔热环和位于中部的隔热片。
9.根据权利要求8所述的车用制动装置，其特征在于：所述补偿弹簧与调节螺杆紧配合。
10.根据权利要求9所述的车用制动装置，其特征在于：所述行车活塞与驻车活塞之间嵌装耐磨片。
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