CN105000004A - 用于制动器冷却的空气流导流板 - Google Patents

Abstract

公开了用于车辆的面板，所述车辆具有本体前端、远侧本体后端和用于减速车辆的制动子组件。面板配置为将车辆车身前端周围的入射空气流转向，并包括用于附接到本体前端的紧固器件。面板还包括导流板，其具有机翼形状并配置为引导入射气流到制动子组件用于其冷却。还公开了采用此种面板的车辆。

Description

用于制动器冷却的空气流导流板

技术领域

本发明涉及用于车辆制动器冷却的空气导流板。

背景技术

制动器是典型的设计来抑制运动的机械装置。制动器通常地使用摩擦以将动能转换成热量，尽管其他能量转换方法可被采用。例如再生制动将很多动能转换成电能，所述电能可被储存用以备用。

在车辆上，制动系统被采用，以施加阻滞力以抑制车辆运动，阻滞力典型地经由摩擦元件施加在车辆旋转轴或车轮处。摩擦制动器经常包括衬有摩擦材料并配置为与旋转磨损面接合的固定闸瓦(shoe)或垫，所述旋转磨损面例如转片或鼓状物。通常的配置包括接触以在旋转鼓状物外侧摩擦的闸瓦，通常称为“带式制动器”，具有扩张以在鼓状物内侧摩擦的闸瓦的旋转鼓状物，通常称为“鼓式制动器”，以及夹住旋转圆盘的垫，通常称为“圆盘制动器”。

现代车辆典型地使用液压力来相对于各自的旋转圆盘或鼓状物按压前述闸瓦或垫，这使圆盘或鼓状物和它们跟随的车轮减速。通常地，在制动器被应用的过程中，车辆摩擦制动器在圆盘制动器或鼓式制动器中储存热能，接着逐步地将储存的热量传导到环境。相应地，在扩展的制动器应用中，例如当车辆运动从高速度减速时，鼓状物或转片以及各自的闸瓦或垫可经历热量的大量累积。

发明内容

公开了用于车辆的面板(fascia)，所述车辆具有本体前端、远侧本体后端、和用于减速车辆的制动子组件。面板配置为使车辆车身前端周围的入射的或迎面而来的空气流转向，并包括用于附接到本体前端的紧固器件。面板还包括导流板，其具有翅膀或机翼形状并配置为引导入射气流到制动子组件用于其冷却。

制动子组件可包括制动转片(brake rotor)。进一步地，导流板可引导入射空气流到该转片。

导流板可包括布置为与入射空气流接触的外表面。此外，导流板可包括肋状凸起，其布置在外表面并配置为朝向制动子组件引导入射空气流。

导流板可包括布置在外表面上的多个凹部，所述凹部配置为使入射空气流成流线型，即促使产生的气流成为层流。当外表面被从顶部观察时，多个凹部的每个可具有椭圆形状。

导流板可由塑料材料构成。

车辆可包括多个制动子组件和对应的多个导流板。

导流板可包括封闭侧，其配置为提高导流板的刚性或刚度。

导流板可限定用于将导流板附接到面板的安装器件。

导流板可经由至少一个紧固件被安装到面板。

还公开了具有上述面板并采用行走轮和相应的制动子组件的车辆，所述制动子组件配置为减缓车轮的旋转用来使车辆减速。

根据本发明的一个方面，本发明公开的车辆包括：车辆车身，具有前端和远侧后端；前面板，布置在车辆车身的前端处，并配置为使前端周围的入射空气流转向；可旋转的行走轮，邻近前面板布置；制动子组件，配置为减缓行走轮的旋转；和导流板，具有机翼形状，布置在前面板上，并配置为引导入射气流到制动子组件以用于其冷却。

优选地，其中制动子组件包括制动转片，且其中导流板引导入射空气流到制动转片。

优选地，导流板包括布置为与入射空气流接触的外表面，以及布置在外表面上并配置为朝向制动子组件引导入射空气流的肋状凸起。

优选地，导流板包括布置在外表面上并配置为使入射空气流成流线型的多个凹部。

优选地，所述多个凹部中的每个具有椭圆形状。

优选地，其中导流板由塑料材料构成。

优选地，车辆包括多个制动子组件和对应的多个导流板。

优选地，导流板包括配置为提高导流板刚性的封闭侧。

优选地，导流板限定用于将导流板附接到面板的安装器件。

优选地，导流板经由至少一个紧固件被安装到面板。

当结合附图和附带的权利要求来看时，从下文中对实现如权利要求限定的本发明的一些最佳模式(一个或多个)和其他实施例(一个或多个)的详细描述可理解本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势。

附图说明

图1是根据本发明的机动车辆的示意性平面图，所述车辆有制动系统和布置在车辆前面板上的导流板。

图2是制动子组件的示意性剖视图，所述组件是图1所示制动器系统的部分，其中制动子组件配置为圆盘制动器并包括带有摩擦区段的制动垫。

图3是制动子组件的示意性侧视图，所述组件是图2所示制动器系统的部分，其中制动子组件配置为鼓式制动器并包括带有摩擦区段的制动闸瓦。

图4是图1中示出的布置在前面板上的一个导流板的示意性特写透视图。

图5是图1和图4示出的导流板的示意透视图。

图6是导流板外表面的示意性剖视图，导流板外表面有改型的“Raf33”机翼形状。

图7是布置在导流板外表面的凹部的俯视图的示意图。

图8是布置在导流板外表面的凹部的剖面侧视图的示意图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的参考标记表示相同的部件，图1示出了机动车辆10的示意图，所述机动车辆包括车辆车身12。车辆10还包括配置为推进车辆的动力传动系14。如图1所示，动力传动系14包括发动机16和变速器18。动力传动系14还可包括一个或多个电动机/发电机以及燃料电池，其均未示出，但本领域技术人员可理解采用这种装置的动力传动系配置。

车辆车身12包括前端12-1和远侧后端12-2。车辆10还包括前面板19，其布置在前端12-1处且配置为将在前端周围以及进入车辆的入射或迎面而来的空气流21转向，用于诸如冷却发动机16和提供空气给加热、通风和空气调节(HVAC)系统的此类目的。

车辆10还包括多个可旋转车轮，例如前轮20和后轮22。尽管如图1示出了4个车轮(即一对前轮20和一对后轮22)，但有更少或者更多数量车轮的车辆也是可设想的。如图所示，车辆悬架系统24可操作地连接车辆车身12到相应的前后车轮20、22用来保持车轮和道路表面之间的接触，并用来保持车辆的操控。悬架系统24可包括连接到前轮20的每一个的上控制臂26、下控制臂28和支杆30。悬架系统24也可包括连接到后轮22的每一个的拖曳臂32和弹簧34。尽管悬架系统24的具体配置如图1所示，但类似地可设想其他车辆悬架设计。

如图1所示，车辆转向系统36可操作地被连接到前轮20用来使车辆10转向。转向系统36包括方向盘38，该方向盘经由转向齿条40可操作地被连接到前轮20。方向盘38布置在车辆10的乘客车厢内部，从而车辆的操作者可命令车辆相对于道路表面采取特定的方向。此外，加速器踏板42定位在车辆10的乘客车厢内部，其中加速器踏板可操作地被连接到动力传动系14用来命令车辆10的推进。

如图1所示，车辆制动系统44可操作地被连接到相应的前和后车轮20、22，用来减缓车轮的旋转并使车辆10减速。制动系统44包括布置在相应的前后车轮20、22的每一个上的摩擦制动子组件46。每个制动子组件46可配置为圆盘制动器(图2所示)或鼓式制动器(图3所示)。每个制动子组件46包括转片48，该转片被配置用来与相应的车轮20、22同步旋转。转片材料通常选择为有利的摩擦和磨损特性，以及有效的耐热性。典型地，转片由铸铁制成，但是在一些情形下可由复合材料(诸如强化碳-碳或者陶瓷基复合材料)制成。每个制动子组件46此外包括促动器50，例如布置在圆盘制动器(图2所示)的制动钳50-1上或者布置在鼓式制动器(图3所示)的基座50-2上、并配置为产生促动力52的液压促动活塞。

如图2和图3所示，每个制动子组件46还包括制动部件54，该制动部件有耐磨的摩擦衬垫或区段56。摩擦区段56此外包括摩擦表面57，所述摩擦表面通过促动力52被挤压与转片48接触，用来减缓相应车轮20、22的旋转。典型地，摩擦区段由相对柔软但粗糙和耐热的材料组成，所述材料具有高的动摩擦系数，且理想地，具有相同的静摩擦系数。摩擦区段56是制动子组件46的部分，摩擦区段将车辆的动能转换成热能，所述热能最初大部分被转片48吸收，随后通过辐射和/或对流释放到环境。这种热能的吸收可导致摩擦区段56和转片48的过度磨损，热诱导的转片方向性变形、和制动失效，即制动器停止能力的减弱。

典型地，完整的制动部件54(包括摩擦区段56)被称为“制动垫”或“制动闸瓦”。如图2所示，如果制动子组件46配置为圆盘制动器，则转片48配置为圆盘转片(disc rotor)，且制动部件54相应地配置为圆盘制动垫。如图3所示，如果制动子组件46配置为鼓式制动器，则转片48配置为制动鼓，且制动部件54相应地配置为鼓式制动器闸瓦。

如图2所示，在圆盘制动器中，制动钳50-1通常配置为相对于转片48(即圆盘转片)保持一对制动部件54(即制动垫)，并施加促动力52到制动垫以挤压圆盘转片用来使车辆10减速。如图3所示，在鼓式制动器中，一对制动部件54(即制动闸瓦)通常被保持在转片48(即鼓)内，且促动器50施加促动力52以相对于鼓的内表面的周边压下制动闸瓦以使车辆10减速。此外，在图2和图3的圆盘和鼓式制动器的每个相应案例中，促动力52通过制动踏板55(图1所示)控制。制动踏板55定位在车辆10的乘客车厢中，并适于由车辆的操作者控制。

如图1和图4所示，有翅膀或机翼形状的导流板58被布置在前面板19上。如图1所示，在前端12-1，车辆10包括用于每个前轮20的一个制动子组件46和相应的多个导流板58。每个导流板58配置为引导入射空气流21到相应的制动子组件46，以通过强制对流用于其冷却。换句话说，导流板58被成型为翼形以利用主体形状的空气动力学特性从而有效地转向和引导空气流21流过转片48、制动钳50-1和制动部件54，用来从其上移走热量。

因为车辆车身12上导流板58的位置由车辆10中制动子组件46的封装决定，因此可以设想的是，前面板19上的导流板58的定位可以在车辆车身12的、在车辆在运动时经历来自入射空气流21的降低压力的大致区域内。如本领域技术人员所理解的，跨前面板19的实际气压分布依赖于车辆车身12的空气动力学特性，其中较差空气动力学的车辆可经历较多数量的低压区域，所述低压区域容易产生漩涡，所述漩涡由入射空气流21的不稳定分离导致。导流板58可由易成型的粗糙材料构成，例如注射成型的塑料。如图4所示，导流板58可经由一个或多个紧固件60安装到前面板19或者并入到前面板结构中，形成最终的整体或单件构造。出于经由紧固件60附接的目的，导流板58可限定安装器件或小孔62，用于导流板到面板19的附接。

如图5所示，导流板58包括外表面64，外表面布置为在车辆10运动时与入射空气流21接触。导流板外表面64可具有“Raf33”机翼形状的改型版本(图6所示)，所述机翼形状被航空工业用于飞机机翼。在所讨论的改型Raf33机翼形状中，翼形的顶部表面被保留用来在较低的空气速度下引导空气流，正如道路车辆主要遇到的，同时典型地在飞机机翼中产生升力的翼形的底部表面则被移除。如图5所示，许多肋状凸起66可被布置在外表面64上。肋状凸起66可具有从外表面64起大约10mm的高度，并配置为引导入射空气流21流向制动子组件46，以及增加导流板58结构的刚性。如图5另外所示，每个导流板58还可包括布置在外表面64上的多个凹陷或凹部68。如图7中可示出，当在外表面64的正俯视图观察时，每个凹部68可具有大致的椭圆形状。此外，凹部68的椭圆形状可具有在1.35-1.5范围内的长轴D1比短轴D2(D1:D2)的比值。此外，如图8中可示出，每个凹部68可具有在1-1.5mm范围内的深度D3，并与相邻凹部相隔大约10-20mm。

继续参考图5，每个导流板58的凹部68可分组在位于外表面64上的大致区域中的场地(field)68A中，即使当车辆以高的道路速度行驶(例如超过60公里每小时)所述大致区域经受来自入射空气流21的降低的压力和产生的漩涡区域。分组在场地68A的凹部68配置为，即被成形和定位为促成“冯·卡门涡街”效应，其中微型漩涡的重复模式由入射空气流21在凹部68处的分离产生。凹部68意图促成外表面64上的空气微型漩涡，并阻止入射空气流21中漩涡的形成，从而使入射空气流平滑。相应地，经由凹部68，当车辆10运动时，湍流入射空气流21被促使成为层流并保持附着在外表面64。每个场地68A可包括大约30-40个单独的凹部68。因此，场地68A配置为使入射空气流21成流线型，即促使迎面而来的空气流成为层流。如图所示，每个导流板58可额外包括封闭侧70，所述侧配置为提高导流板的刚性，使得导流板形状不会由于入射空气流21的力而变形或弯曲。

详细的描述和附图或图片是对本发明的支持和描述，但本发明的保护范围仅由权利要求来限定。尽管已详细描述了用于执行要求保护的发明的最佳模式和其他实施例，但存在各种替换设计和实施例，用于实践限定在所附权利要求中的本发明。此外，附图中所示的实施例或说明书中提到的各实施例的特征不必须被理解为彼此独立的实施例。而是，实施例的其中一个示例中描述的每个特征可与来自其他实施例的一个或多个其他必要特征结合，得到没有用文字描述或参考附图的其他实施例。因此，这样的其他实施例将落入所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于车辆的面板，所述车辆具有车身以及用于减速车辆的制动子组件，所述车身包括前端和远侧后端，所述面板配置为使前端周围的入射空气流转向且包括：

紧固器件，用于附接到前端；和

导流板，具有机翼形状并配置为引导入射气流到制动子组件以用于其冷却。

2.如权利要求1所述的面板，其中制动子组件包括制动转片，且其中导流板引导入射空气流到制动转片。

3.如权利要求1所述的面板，其中导流板包括布置为与入射空气流接触的外表面，以及布置在外表面上并配置为朝向制动子组件引导入射空气流的肋状凸起。

4.如权利要求3所述的面板，其中导流板包括布置在外表面上并配置为使入射空气流成流线型的多个凹部。

5.如权利要求4所述的面板，其中所述多个凹部中的每个具有椭圆形状。

6.如权利要求1所述的面板，其中导流板由塑料材料构成。

7.如权利要求1所述的面板，其中车辆包括多个制动子组件和对应的多个导流板。

8.如权利要求1所述的面板，其中导流板包括配置为提高导流板刚性的封闭侧。

9.如权利要求1所述的面板，其中导流板限定用于将导流板附接到面板的安装器件。

10.如权利要求9所述的面板，其中导流板经由至少一个紧固件被安装到面板。