CN106224411A - 一种液压自增力盘式制动器 - Google Patents

一种液压自增力盘式制动器 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆工程技术领域，具体的说是一种液压自增力盘式制动器。该制动器包括压紧、增力部分与制动盘；其中压紧部分与现有浮钳盘式制动器相同。增力部分包括内、外制动块、制动钳支架、活塞、活塞密封圈、橡胶液压软管、管路卡环；制动支架安装在制动钳体上；制动钳支架的两端设置有管路接口；油管的两端分别连接管路接口外侧并通过管路卡环锁紧；管路接口的内侧设置有密封圈卡槽；本发明是一种在现有浮钳盘式制动器的基础上，增设一套增力装置，实现汽车制动过程中的双向增力作用，提高制动效能的液压自增力盘式制动器。

Description

一种液压自增力盘式制动器
技术领域
本发明属于车辆工程技术领域，具体的说是一种可以自行提供制动增力矩的摩擦盘式液压自增力盘式制动器。
背景技术
目前，乘用车上普遍采用浮钳盘式制动器，由轮缸活塞、制动钳体、制动钳导向销、制动钳支架和内外制动块等组成。
在现有技术中，制动器制动时，轮缸活塞在液压力作用下将内制动块推向制动盘，同时在反向液压力的作用下，制动钳体沿导向销移动，固定在钳体上的外制动块压靠到制动盘上，在内外制动块共同夹紧作用下在制动盘上产生与制动盘运动方向相反的制动力矩，促使汽车减速或者停止。但由于摩擦片直接作用在圆盘上，无自动摩擦增力作用，使得制动效能较低。
对于现有的一些盘式制动器的自增力方法主要有：1.专利CN 102817937A《一种自增力盘式制动器》中，将制动盘改为锥面盘式结构，通过外置增力油缸和连杆机构，实现制动钳以渐开线运动方式靠近制动盘，实现自增力效果。但采用较多的连杆机构，在铰接点磨损之后容易产生振动，使得制动力不稳，并且只能实现单向的增力效果。2.专利CN2289904Y《液压自增力盘型钳式制动器》中，在原有制动油缸的基础上，虽然也在制动钳支架上设置了增力油缸，但增力油缸还需通过辅助油缸才能产生增力效果，制动效率较低。当增力油缸出现故障时，制动效能大大降低，而且也只能实现单向增力效果。
发明内容
本发明提供了一种在现有浮钳盘式制动器的基础上，增设一套增力装置，实现汽车制动过程中的双向增力作用，提高制动效能的液压自增力盘式制动器，解决了现有盘式制动器的上述不足。
本发明技术方案结合附图说明如下：
一种液压自增力盘式制动器，该制动器包括压紧部分、增力部分和制动盘，所述的压紧部分包括制动钳支架1、夹子10、制动钳体11、轮缸活塞12、油封13、防尘罩14、由内制动块背板4和内制动块摩擦片5铆合粘接而成的内制动块和由外制动块摩擦片6与外制动块背板7铆合粘接而成的外制动块；所述的增力部分包括由内制动块背板4和内制动块摩擦片5铆合粘接而成的内制动块、制动钳支架1、活塞2、活塞密封圈3、橡胶液压软管9和管路卡环8；其中所述的制动钳支架1安装在制动钳体11上；所述的制动钳支架1的两端设置有管路接口1a；所述的橡胶液压软管9的两端分别连接管路接口1a的外侧并通过管路卡环8锁紧；所述的管路接口1a的内侧设置有密封圈卡槽1c，并通过活塞密封圈3和活塞2的嵌套形成一个密封液压回路；所述的内制动块背板4的两端设置有卡口4a与制动钳支架的滑轨1b滑动配合；所述的外制动块背板7的两端设置有第二卡口与制动钳支架的滑轨1b滑动配合；所述的内制动块摩擦片5和外制动块摩擦片6之间设置有制动盘。
所述的管路接口1a的外侧加工有便于橡胶液压软管9密封连接的倒角和凸起。
所述的内制动块背板4的两侧均设置有一个活塞凹槽4b，所述的活塞凹槽4b的内接触面呈波浪形且最低曲面与活塞2接触。
所述的管路接口1a外侧指向轮缸活塞一侧，同时与管路接口1a所在平面呈45度夹角，并且管路接口1a轴线在管路接口1a所在平面上的投影平行于制动盘轴线。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述装置在制动过程中具有增势作用，而且可以双向增势，因此可缩短制动距离和制动时间，提高行驶安全性。
2、本发明所述增力部分中前后活塞与内制动块背板前后活塞凹槽紧密接触，可以实现内制动块的定位，缓解内制动块背板的振动，同时加快制动响应。
3、本发明所述增力部分占用空间少，与原有压紧部分并联，当增力部分出现故障时，依然可以实现汽车的制动，而且制动效能与现有无增力作用的浮钳盘式制动器相同。
4、本发明所述增力部分的两个活塞直接作用在内制动块背板上上，制动效率较高。
附图说明
图1为本发明整体结构爆炸图；
图2为本发明中增力部分的结构爆炸图；
图3为本发明中增力部分的半剖俯视图；
图4为图3中的C-C局部放大图；
图5为本发明中内制动块的结构示意图；
图6为本发明中制动钳支架的结构示意图；
图7a为本发明在前进工况制动时，内制动块的受力示意图；
图7b为本发明在前进工况制动时，前端活塞的受力示意图；
图7c为本发明在前进工况制动时，后端活塞的受力示意图。
图中：1、制动钳支架；1a、管路接口；1b、滑轨；1c、活塞卡槽；2、活塞；3、活塞密封圈；4、内制动块背板；4a、卡口；4b、活塞凹槽；5、内制动块摩擦片；6、外制动块摩擦片；7、外制动块背板；8、管路卡环；9、橡胶液压软管；10、夹子；11、制动钳体；12、轮缸活塞；13、油封；14、防尘罩。
具体实施方式
参阅图1，一种液压自增力盘式制动器，该制动器包括压紧部分、增力部分和制动盘，所述的压紧部分包括制动钳支架1、夹子10、制动钳体11、轮缸活塞12、油封13、防尘罩14、由内制动块背板4和内制动块摩擦片5铆合粘接而成的内制动块和由外制动块摩擦片6与外制动块背板7铆合粘接而成的外制动块；
参阅图1、图2、图3，所述的增力部分包括由内制动块背板4和内制动块摩擦片5铆合粘接而成的内制动块、制动钳支架1、活塞2、活塞密封圈3、橡胶液压软管9和管路卡环8；
其中，制动钳支架1和内制动块作为压紧部分和增力部分的共用件。其中所述的制动钳支架1安装在制动钳体11上；所述的制动钳支架1的两端设置有管路接口1a；所述的橡胶液压软管9的两端分别连接管路接口1a的外侧并通过管路卡环8锁紧；所述的管路接口1a的外侧加工有便于橡胶液压软管9密封连接的倒角和凸起。所述的管路接口1a的内侧设置有密封圈卡槽1c，并通过活塞密封圈3和活塞2的嵌套形成一个密封液压回路，回路中充满压力油。因此其功用类似于两个增力轮缸，只不过两个增力轮缸相互串联，即两个增力轮缸中的活塞所受的液压力始终相同。
所述的内制动块背板4的两端设置有卡口4a与制动钳支架的滑轨1b滑动配合，并可沿制动钳支架滑轨1b实现沿制动盘轴向的移动，从而对制动盘产生压紧力。为了实现自增力效果，并与上述制动钳支架1相配合，在内制动块背板4的前后两侧分别加工出一个活塞凹槽4b，活塞凹槽4b的内接触面呈波浪形，装配后凹槽最低曲面与活塞2紧密接触。同时在内制动块轴向位移后，两端活塞处于压紧状态，使得制动块接触制动盘后快速产生增力作用。
所述的外制动块背板7的两端设置有第二卡口与制动钳支架的滑轨1b滑动配合；所述的内制动块摩擦片5和外制动块摩擦片6之间设置有制动盘。由于前后活塞所受液压力相同，故内制动块背板上所受的水平切向力大小相等，方向相反，可保证内制动块的定位；轴向力沿内制动块压紧制动盘方向，可加快制动响应。
参阅图4，活塞2内端斜面与管路接口内端斜面有一定间隙，作为活塞2的极限位移量。
参阅图5，内制动块主要由内制动块背板4和内制动块摩擦片5铆合粘接而成。内制动块背板上的卡口4a与制动钳支架上的滑轨1b相配合，两者之间存在一定间隙。内制动块背板4的前后端分别加工出一个活塞凹槽4b，活塞凹槽4b分别关于内制动块背板与制动钳支架前后侧平行面的中线对称，活塞凹槽4b最低曲面与活塞2紧密接触，其内侧接触面呈波浪形，活塞2在制动块轴向移动后进入波形面，进入压紧状态，然后随制动盘旋转运动产生自增力作用。
参阅图6，图6为制动钳支架1的外观结构，其外形与现有浮钳盘式制动器的制动钳支架大致相同，只是在支架前后两侧以汽车前进方向为前端分别加工出一个管路接口1a，所述的管路接口1a外侧指向轮缸活塞一侧，同时与管路接口1a所在平面呈45度夹角，并且管路接口1a轴线在管路接口1a所在平面上的投影平行于制动盘轴线；管路接口1a外端加工出倒角和凸起，便于橡胶液压软管9的安装和管路卡环8的缩紧。管路接口内侧加工出一个密封圈卡槽1c，用于嵌入活塞密封圈3。同时保证在解除制动后，即内制动块背板与制动钳支架完全接触时，管路接口中轴线的延长线与活塞凹槽最低曲面的中心相交。
本发明的工作原理为：参阅附图7a，前进工况的制动过程中，在轮缸活塞12的液压力F1作用下，内制动块轴向移动，压紧制动盘，在液压反作用力的作用下外制动块也压紧制动盘。同时活塞2沿内制动块向后移动，进入波形面内，如图7b所示，液压回路油压略有升高。在制动盘转矩的作用下，内制动块向前移动对前端活塞产生水平作用力F2，前端活塞被压紧，沿管路接口方向受到力F3作用，液压回路油压升高产生液压力P，后端活塞被压出，通过波形面作用在内制动块上，如图7c所示，由于活塞2沿制动盘轴向与所在面呈45°夹角，根据力的简化可知内制动块背板后端受到力F4作用，通过力的分解可知内制动块后端产生轴向增力F6，同时水平力F5又会推动内制动块向前运动，使得前端活塞继续压紧，如此循环，直至汽车停驶或活塞运动到极限位置。解除制动后，轮缸活塞12复位后，在传力件的作用下，内外制动块完全回位。在倒驶工况中，其工作原理与前进工况相似。
参阅图4，制动时，内制动块促使活塞2移动，活塞密封圈3的刃边在摩擦作用下随活塞2移动，使活塞密封圈3产生弹性变形，相应于极限摩擦力的密封圈的极限变形量等于活塞内侧斜面与管路接口内侧斜面的行程。解除制动时，制动块轴向退回，活塞2从波形面退出，恢复原位。同时前后端活塞在活塞密封圈3的弹性力作用下退回，制动块完全回位。
本专利中，活塞凹槽的数目可以多个，但要分别关于内制动块背板与制动钳支架前后侧平行面的中线对称，且不能超过接触面的尺寸。同时活塞的直径大小有所不同，活塞凹槽内接触面的波形会有不同，但其他要求不变。

Claims (4)

1.一种液压自增力盘式制动器，该制动器包括压紧部分、增力部分和制动盘，所述的压紧部分包括制动钳支架(1)、夹子(10)、制动钳体(11)、轮缸活塞(12)、油封(13)、防尘罩(14)、由内制动块背板(4)和内制动块摩擦片(5)铆合粘接而成的内制动块和由外制动块摩擦片(6)与外制动块背板(7)铆合粘接而成的外制动块；其特征在于，所述的增力部分包括由内制动块背板(4)和内制动块摩擦片(5)铆合粘接而成的内制动块、制动钳支架(1)、活塞(2)、活塞密封圈(3)、橡胶液压软管(9)和管路卡环(8)；其中所述的制动钳支架(1)安装在制动钳体(11)上；所述的制动钳支架(1)的两端设置有管路接口(1a)；所述的橡胶液压软管(9)的两端分别连接管路接口(1a)的外侧并通过管路卡环(8)锁紧；所述的管路接口(1a)的内侧设置有密封圈卡槽(1c)，并通过活塞密封圈(3)和活塞(2)的嵌套形成一个密封液压回路。
2.根据权利要求1所述的一种液压自增力盘式制动器，其特征在于，所述的管路接口(1a)的外侧加工有便于橡胶液压软管(9)密封连接的倒角和凸起。
3.根据权利要求1所述的一种液压自增力盘式制动器，其特征在于，所述的内制动块背板(4)的两侧均设置有一个活塞凹槽(4b)，所述的活塞凹槽(4b)的内接触面呈波浪形且最低曲面与活塞(2)接触。
4.根据权利要求1所述的一种液压自增力盘式制动器，其特征在于，所述的管路接口(1a)外侧指向轮缸活塞一侧，同时与管路接口(1a)所在平面呈45度夹角，并且管路接口(1a)轴线在管路接口(1a)所在平面上的投影平行于制动盘轴线。
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