CN105059276A - 一种水冷式刹车榖及其水路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水冷式刹车榖，包括水罩和刹车榖本体；水罩装于刹车榖本体外，水罩与刹车榖本体之间形成有冷却液循环空间；还包括可相对刹车榖本体转动的第一轴承件和第二轴承件；第一轴承件和第二轴承件处在水罩与刹车榖本体之间，与水罩相连；水罩与刹车榖本体之间设有第一密封件和第二密封件；第一密封件和第二密封件处在第一轴承件和第二轴承件之间或处在第一轴承件和第二轴承件之外；水罩上还形成有进水口和出水口；进水口和出水口处在第一密封件和第二密封件之间。本发明结构简单，水罩与刹车榖之间采用轴承连接固定，从而大大降低了密封圈的磨损，提高了密封圈的使用寿命。本发明还公开了利用上述刹车榖构建的水路系统。

Description

一种水冷式刹车榖及其水路系统

技术领域

本发明涉及一种制动器冷却装置，尤其是涉及一种水冷式刹车榖及其水路系统。

背景技术

汽车在行驶过程中，经常会遇到距离较长的下坡路，驾驶员会连续使用刹车。汽车制动一般采用刹车片和刹车毂摩擦，使之形成巨大摩擦力，从而实现汽车刹车效果。然而，汽车在行驶中频繁刹车会使得刹车毂和刹车片因剧烈摩擦而产生大量的热量。如果不能及时有效地将热量散发掉，会使得刹车毂和刹车片温度升高。

高温是汽车制动失效的最主要因素，当汽车的刹车系统温度高于85℃时，刹车系统的制动效果开始减弱，此时，刹车系统的温度与刹车系统的制动力成反比；当刹车系统的温度高于200℃时，刹车系统的制动效果将急剧衰减，而当刹车系统的温度到达260℃时，刹车系统将失效。因此，汽车刹车系统的温度一直是影响行车安全的关键因素。如能有效降低刹车系统的温度，则可有效保证刹车系统的制动效果，保证行车安全。

目前，如图1所示，现有的淋水式刹车系统包括刹车榖1'和刹车片2'，而刹车系统的冷却装置一般为外置的淋水装置4'，该淋水装置4'通过淋水管3'往刹车榖1'喷水，从而达到刹车系统降温的目的。但是，若淋水装置4'喷洒的水量较小，刹车系统的降温效率较低且易堵塞，难以保证行车安全；若淋水装置4'喷洒的水量较大，不仅会耗费大量的水资源，驾驶员往往还需要频繁为淋水装置4'添水，使用相当不便，若在长下坡路段突然缺水需停车等待刹车系统降温，耗时且危险；同时车辆携带大量冷却水会增加车辆负重，增加油耗；而且，在冬季行车时，淋水装置4'喷洒的水洒落在地面会在地面结冰，产生极大的行车安全隐患。

对此，授权公告号为CN202038295U的专利文件公开了一种全自动冷却水循环刹车降温装置，该装置的存水罩装于刹车鼓外，存水罩与刹车鼓之间为密闭的冷却水循环空间；存水罩大口端设有一圈叶片，叶片与叶片之间的存水罩上设有用于冷却水进出冷却水循环空间的孔洞；存水罩上叶片外围设有与存水罩活动连接的水封；水封上设有进水接头、出水接头；进水接头经进水管与散热器出水口相连；出水接头经出水管与散热器回水口相连。然而，虽然该装置对刹车系统的降温起一定的作用，但是，车辆在连续制动时，车速并不会很高，尤其是山区路段，车辆的车速基本都是在30～40km/h。以货车为例，货车轮胎直径一般在1054mm～1118mm之间，那么，换算成轮胎转速就在150～180r/m。由于轮胎转速过低，存水罩上的叶片无法使冷却水实现有效循环，限制了该装置的降温作用。此外，因存水罩采用轮胎钢圈压紧的固定方式，存水罩会和轮毂一起转动，存水罩与进水管、出水管难以形成有效连接，而且，由于存水罩缺乏有效支撑，很容易导致密封圈与存水罩不同心，使密封圈的密封效果不佳或密封圈加剧磨损，最终到导致冷却液泄漏。

为此，有必要提供一种新的水冷式刹车榖及其水路系统。

发明内容

本发明的目的在于提供结构简单、密封圈不易磨损的水冷式刹车榖。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水冷式刹车榖，包括水罩和刹车榖本体；该水罩装于刹车榖本体外，水罩与刹车榖本体之间形成有冷却液循环空间；特别的，还包括可相对刹车榖本体转动的第一轴承件和第二轴承件；该第一轴承件和第二轴承件处在水罩与刹车榖本体之间；水罩与刹车榖本体之间还设有用于密封冷却液循环空间的第一密封件和第二密封件；该第一密封件和第二密封件处在第一轴承件和第二轴承件之间或处在第一轴承件和第二轴承件之外；还包括用于供冷却液进出的进水口和出水口，所述进水口和出水口与冷却液循环空间相通。

第一密封件、第二密封件优选是密封圈。

第一轴承件、第二轴承件可以由一个轴承构成，也可以由若干个轴承构成。若第一轴承件、第二轴承件由单一轴承构成，刹车榖的进水口和出水口优选设在水罩上，并处在第一密封件与第二密封件之间；若第一轴承件、第二轴承件由若干个轴承构成，这些轴承可围绕刹车榖本体的中轴线均布，与刹车榖本体相接，且这些轴承可安装在形成于第一密封件、第二密封件上的固定柱上，这些固定柱同样围绕刹车榖本体的中轴线均布。而刹车榖的进水口和出水口既可设在第一密封件或第二密封件上，也可设在水罩上。

本发明的原理如下：

外部的冷却液源经进水管、出水管与水罩的进水口、出水口相连。冷却液经进水口进入冷却液循环空间，随即在冷却液循环空间内流动，流经刹车榖本体的表面，并经出水口返回，形成冷却液循环回路。

刹车榖本体与汽车的轮毂相连，当汽车行驶时，刹车榖本体将随轮毂的转动而转动。由于水罩与刹车榖本体之间设有第一轴承件和第二轴承件，当刹车榖本体转动时，刹车榖本体即相对第一轴承件和第二轴承件转动，但水罩是与车架相对固定的，并不会随刹车榖本体转动而转动，水罩可保持在静止状态，与进水管、出水管保持有效连接。同时，第一轴承件和第二轴承件可有效保证水套与刹车榖本体之间的同轴度，避免设在水罩与刹车榖本体之间的第一密封件和第二密封件过度磨损。

按第一轴承件和第二轴承件的适用环境，第一密封件和第二密封件可处在第一轴承件和第二轴承件之间或处在第一轴承件和第二轴承件之外。当冷却液选用水，第一密封件和第二密封件即处在第一轴承件和第二轴承件之间，避免冷却液循环空间内的水渗入第一轴承件和第二轴承件内，影响第一轴承件和第二轴承件的使用；当冷却液选用油剂，第一密封件和第二密封件可处在第一轴承件和第二轴承件之外，或者说第一轴承件和第二轴承件处在第一密封件和第二密封件之间，此时第一轴承件和第二轴承件可浸泡在油剂内。

刹车榖本体转动时，刹车榖本体与第一密封件、第二密封件之间必然有摩擦，导致第一密封件、第二密封件出现磨损。为减低第一密封件、第二密封件的磨损程度，刹车榖本体上优选形成有镀硬铬并经抛光处理的连接面；该连接面是刹车榖本体与第一密封件、第二密封件相接面。该连接面的表面粗糙度Ra可在0.2～0.05μm范围内。

为增强冷却液的降温效果，刹车榖本体上还可形成有若干散热片。散热片可以呈斜纹布置，也可以呈并列布置。利用这些散热片，刹车榖本体与冷却液之间的接触面积大大增加，并且刹车榖本体利用散热片对冷却液进行搅动，大大提高热交换效率。

利用这种水冷式刹车榖，车辆即可构建一冷却循环的水路系统，即

一种水冷式刹车榖的水路系统，特别的，包括温控系统和若干个水冷式刹车榖(该水冷式刹车榖为本发明的水冷式刹车榖)；水冷式刹车榖上形成有进水口和出水口；该温控系统包括数据处理模块、水泵、用于感应刹车榖实时温度的感温装置、用于降低冷却液温度的冷凝装置、用于存储冷却液的储液箱、用于控制冷却液循环回路的第一电磁阀和第二电磁阀；该数据处理模块与水泵、感温装置、第一电磁阀和第二电磁阀电联接；

冷却液自储液箱流出，依次经过水泵、冷凝装置、进水口、出水口、第一电磁阀，并最终返回储液箱，构成第一循环回路；

冷却液自进水口流入水冷式刹车榖，依次经过出水口、第二电磁阀，并最终返回进水口，构成第二循环回路。

感温装置感应车辆上刹车榖的实时温度。当感温装置检测发现刹车榖的实时温度T₁高于预设温度T₂时，感温装置随即发送信息至数据处理模块。数据处理模块接收该信号后，随即控制水泵、第一电磁阀开启，并控制第二电磁阀闭合。水泵将冷却液从储液箱内抽出后，冷却液随即经第一循环回路进入刹车榖的冷却液循环空间，吸收刹车榖的热量并从出水口流出，返回储液箱；当感温装置检测发现刹车榖的实时温度T₁低于预设温度T₂时，感温装置随即发送信息至数据处理模块。数据处理模块接收该信号后，随即控制水泵、第一电磁阀闭合，并控制第二电磁阀开启。刹车榖内的冷却液随即自出水口流出，并经第二循环回路返回进水口，从而避免刹车榖内的冷却液因车辆行驶时，其内部产生的高压导致泄露，同时，刹车榖内的冷却液亦可在一定程度上降低刹车榖的温度，节能降耗。

数据处理模块还可连接一显示屏，用于显示刹车榖的实时温度，以便驾驶员可及时了解车辆刹车系统的实时状态。

本发明结构简单，使用方便；冷却所需的冷却液消耗极少，一次性添加后可使用较长时间，降低使用成本的同时保证了车辆的行车安全；水罩与刹车榖之间采用轴承连接固定，保证了水罩与刹车榖之间的同心度，从而大大降低了密封圈的磨损，提高了密封圈的使用寿命。

附图说明

图1是现有淋水式刹车系统的示意图；

图2是本发明实施例1中刹车榖本体的示意图；

图3是本发明实施例1中水罩的示意图；

图4是本发明实施例1中刹车榖的示意图；

图5是图4中A的局部放大图；

图6是本发明实施例2中水路系统的示意图；

图7是本发明实施例2中电路控制系统的示意图；

图8是本发明实施例3中刹车榖本体的示意图；

图9是本发明实施例4中刹车榖的示意图；

图10是图9中B的局部放大图。

附图标记说明：1'-刹车榖；2'-刹车片；3'-淋水管；4'-淋水装置；1-水罩；2-刹车榖本体；3-第一轴承；4-第二轴承；5-第一密封圈；6-第二密封圈；7-冷却液循环空间；8-连接面；9-进水口；10-出水口；11-阻隔块；12-散热片；13-第一电磁阀；14-第二电磁阀；15-轴承；16-固定柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1：

如图1、2、3、4、5所示的刹车榖，水罩1安装在刹车榖本体2外侧，水罩1与刹车榖本体2之间则安装有两个轴承，分别为第一轴承3和第二轴承4。第一轴承3作为第一轴承件安装在刹车榖本体2的小端，刹车榖本体2与第一轴承3的内圈相接，水罩1则与第一轴承3的外圈相接。第二轴承4作为第二轴承件安装在刹车榖本体2的大端，刹车榖本体2与第二轴承4的内圈相接，水罩1则与第二轴承4的外圈相接。

第一轴承3与第二轴承4之间还安装有作为第一密封件的第一密封圈5和作为第二密封件的第二密封圈6。若第一轴承3与第二轴承4是油封轴承，第一轴承3与第二轴承4亦可安装在第一密封圈5和第二密封圈6之间。第一密封圈5作为第一密封件，安装在刹车榖本体2的小端，并与水罩1相接；第二密封圈6作为第二密封件，安装在刹车榖本体2的大端，并与水罩1相接。通过第一密封圈5、第二密封圈6，水罩1与刹车榖本体2之间随即形成一冷却液循环空间7。此外，刹车榖本体2上还形成有两个经镀硬铬和抛光处理的连接面8，两连接面8分别位于刹车榖本体2的大端和小端，第一密封圈5和第二密封圈6即是安装在该连接面8上。

如图3所示，水罩1上形成有进水口9和出水口10，该进水口9和出水口10分别与外部的冷却液源相连，为刹车榖提供冷却液。水罩1安装在刹车榖本体2外侧后，进水口9与出水口10均位于第一密封圈5和第二密封圈6之间。水罩1上还设有一阻隔块11，该阻隔块11贴合或接近贴合在刹车榖本体2上，从而阻隔冷却液从进水口9直接流入出水口10。

如图2所示，本实施例1中，刹车榖本体2上还形成有若干个散热片12，这些散热片12呈斜纹布置，用于增大刹车榖本体2与冷却液的接触面积，并在刹车榖本体2转动时，搅动冷却液，使冷却液空间内的冷却液形成紊流，刹车榖本体2与冷却液之间的热传递效率更高。

本实施例1中，即使刹车榖本体2随轮毂的转动而转动，但由于刹车榖本体2与水罩1通过第一轴承3、第二轴承4相连，即使刹车榖本体2转动，水罩1本身还是可以保持静止状态，从而保证与进水口9、出水口10相连的管道的有效连接。

实施例2：

图6、7所示为利用实施例1的刹车榖构建冷却循环的水路系统。本实施例2中，该水路系统的温控系统由数据处理控板、抽水泵、感温器、冷凝器、水箱、第一电磁阀13、第二电磁阀14、增压泵、第一过滤器、第二过滤器构成。其中，水箱作为储液箱，可预先储存一定量的水作为冷却液。抽水泵则抽取水箱内的水，并输送至下游的冷凝器中。冷凝器作为冷凝装置，起降低水温的作用。在抽水泵与冷凝器之间一般会安装一过滤器，即第一过滤器，以过滤进入冷凝器的水的杂质。数据处理控板作为数据处理模块，与感温器、第一电磁阀13、第二电磁阀14、抽水泵、增压泵等执行元件电联接，构成电路控制系统。数据处理控板接收和处理安装在刹车榖上的感温器反馈的信息，而感温器则作为感温装置，实时监测刹车榖的温度。

以汽车的两前轮为例，两车轮的刹车榖上均形成有进水口9和出水口10。假设数据处理控板中设定警报温度为T₂，当感温器检测发现刹车榖的实时温度T₁大于警报温度T₂时，感温器随即发送信息至数据处理控板。数据处理控板接收该信号后，随即控制抽水泵、增压泵、第一电磁阀13开启，并控制第二电磁阀14闭合。水箱内的水由抽水泵抽出后，将依次经过第一过滤器、冷凝器、进水口9、出水口10、第一电磁阀13、增压泵，并最终返回水箱内，构成第一循环回路。增压泵在此其增压作用，带动水流返回水箱。在此过程中，水流将不断流经两车轮的刹车榖本体2，带走刹车榖本体2的热量。

而当感温器检测发现刹车榖的实时温度T₁小于警报温度T₂时，感温器随即发送信息至数据处理控板。数据处理控板接收该信号后，随即控制抽水泵、增压泵、第一电磁阀13闭合，并控制第二电磁阀14开启。此时，残留在刹车榖内的水随即由进水口9进入刹车榖的冷却液循环空间7，并依次经过出水口10、第二过滤器、第二电磁阀14，并最终返回进水口9，构成第二循环回路。在此过程中，水流将在两车轮的刹车榖之间循环，适当降低刹车榖本体2的温度。第二过滤器则过滤水中的杂质，确保在此循环中的水洁净。

实施例3：

本实施例3与实施例1的不同之处在于，如图8所示，本实施例3中，刹车榖本体2上还形成有若干个散热片12，这些散热片12呈并列布置。

实施例4：

本实施例4与实施例1的不同之处在于，本实施例4中，第一轴承件和第二轴承件均有若干个轴承15构成。如图9、10所示，第一密封圈5和第二密封圈6上均形成有若干个固定柱16，各固定柱16上均安装有轴承15，且这些轴承15均与刹车榖本体2相接。此外，第一密封圈5上还形成有进水口9和出水口10，该进水口9和出水口10仍与冷却液循环空间7相通。

形成于第一密封圈5和第二密封圈6的固定柱16的硬度可高于第一密封圈5、第二密封圈6的其他地方的硬度，固定柱16的硬度可接近塑料件的硬度。构成第一轴承件、第二轴承件的各轴承15可采用标准件轴承。生产本水冷式刹车榖时，生产人员可根据所选用的标准件轴承的规格，选择形成于第一密封圈5和第二密封圈6的固定柱与刹车榖本体之间的距离，使轴承可便捷安装入固定柱内。由于轴承采用标准件，刹车榖的生产成体可进一步降低。

上列详细说明是针对本发明可实行的实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡是未脱离本发明所作出的等效实施或变更，均应包含在本发明专利权利范围内。本发明使用的冷却液包括但不局限冷却水和冷却油，改变密封圈形状也同样受本专利保护。

Claims (7)

1.一种水冷式刹车榖，包括水罩和刹车榖本体；该水罩装于刹车榖本体外，水罩与刹车榖本体之间形成有冷却液循环空间；其特征是：还包括可相对刹车榖本体转动的第一轴承件和第二轴承件；所述第一轴承件和第二轴承件处在水罩与刹车榖本体之间；水罩与刹车榖本体之间还设有用于密封冷却液循环空间的第一密封件和第二密封件；所述第一密封件和第二密封件处在第一轴承件和第二轴承件之间或处在第一轴承件和第二轴承件之外；还包括用于供冷却液进出的进水口和出水口，所述进水口和出水口与冷却液循环空间相通。

2.根据权利要求1所述的水冷式刹车榖，其特征是：所述刹车榖本体上形成有镀硬铬并经抛光处理的连接面；所述连接面是刹车榖本体与第一密封件、第二密封件相接面。

3.根据权利要求2所述的水冷式刹车榖，其特征是：所述连接面的表面粗糙度Ra在0.2～0.05μm范围内。

4.根据权利要求1所述的水冷式刹车榖，其特征是：所述第一轴承件、第二轴承件由若干个轴承构成；所述第一密封件、第二密封件上形成有若干个绕刹车榖本体的中轴线布置的固定柱；所述轴承安装在所述固定柱上，且与刹车榖本体相接。

5.根据权利要求1所述的水冷式刹车榖，其特征是：所述刹车榖本体上还形成有若干散热片；所述散热片呈斜纹布置或呈并列布置。

6.根据权利要求1所述的水冷式刹车榖，其特征是：所述第一密封件和第二密封件是密封圈。

7.一种水冷式刹车榖的水路系统，其特征是：包括温控系统和若干个水冷式刹车榖；所述水冷式刹车榖上形成有进水口和出水口；所述温控系统包括数据处理模块、水泵、用于感应刹车榖实时温度的感温装置、用于降低冷却液温度的冷凝装置、用于存储冷却液的储液箱、用于控制冷却液循环回路的第一电磁阀和第二电磁阀；所述数据处理模块与水泵、感温装置、第一电磁阀和第二电磁阀电联接；

冷却液自储液箱流出，依次经过水泵、冷凝装置、进水口、出水口、第一电磁阀，并最终返回储液箱，构成第一循环回路；

冷却液自进水口流入水冷式刹车榖，依次经过出水口、第二电磁阀，并最终返回进水口，构成第二循环回路。