CN106321690A - 铝合金楔式制动器总成 - Google Patents

Abstract

本专利申请属于汽车制动器领域，具体公开了一种铝合金楔式制动器总成，包括制动底板、制动蹄、摩擦片和制动鼓，所述摩擦片固定在制动蹄的外表面，所述制动蹄与制动鼓的内表面相匹配，其特征在于，所述制动蹄包括左制动蹄和右制动蹄，左制动蹄和右制动蹄的一端均通过支销轴与制动底板铰接，另一端均设有，相邻的左制动蹄和右制动蹄上均设有复位弹性件，且左制动蹄和右制动蹄上均设有膨胀器，所述膨胀器上设有楔形的导向块，还包括楔形杆和用于驱动楔形杆的气动机构，所述楔形杆与导向块相匹配。与传统的制动器相比，本方案仅需气动机构工作，使得制动器的响应速度更快，制动效果更好，制动的可靠性高。

Description

铝合金楔式制动器总成

技术领域

本发明属于汽车制动器领域。

背景技术

制动器作为汽车的重要部件，关乎整车性能和行车安全。汽车一般分为盘式制动器和鼓式制动器两种。对于鼓式制动器来说， 汽车制动主要靠驾驶员踩下刹车踏板，把制动液压力传递提供给分泵，撑开制动蹄，制动蹄片与制动鼓发生摩擦，产生制动力。当驾驶员松开刹车踏板之后，制动器分泵中的压力消失，制动蹄片回位。

专利申请号为CN201220293359.9的发明专利，公开了一种轻型冲焊蹄铁鼓式制动器， 包括具有气室的气室支架、制动底板、两冲焊蹄铁，所述两冲焊蹄铁一端部通过支撑轴与制动底板旋转连接，气室支架与制动底板固定连接，还包括与冲焊蹄铁外侧固定的不等厚摩擦片、设于制动底板上的可旋转的作用于两冲焊蹄铁另一端部的凸轮轴以及连接在两冲焊蹄铁端部的用于将撑开的冲焊蹄铁复位的回位弹簧，所述凸轮轴通过调整臂与气室相连。

上述专利在一定程度上提高了制动效率，但依旧存在下列三方面的缺陷：

1、可靠性不高：在负荷较重或长下坡情况下刹车或紧急制动，往往制动滞后，制动距离较长，或制动后回位不彻底造成拖刹，存在重大安全隐患。

2、制动器的重量大，导致汽车耗油量高。

3、制动器在制动时，摩擦片与制动鼓相互摩擦实现制动，产生大量热量，使得制动器的使用寿命大大降低。

4、经过长时间的使用，凸轮的磨损比较严重，导致制动效果差。

因此，急需一种新型的鼓式制动器技术，以解决上述制动器的缺陷，促进制动器的快速发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金楔式制动器总成，以提高制动器的制动可靠性。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种铝合金楔式制动器总成，包括制动底板、制动蹄、摩擦片和制动鼓，所述摩擦片固定在制动蹄的外表面，所述制动蹄与制动鼓的内表面相匹配，其特征在于，所述制动蹄包括左制动蹄和右制动蹄，左制动蹄和右制动蹄的一端均通过支销轴与制动底板铰接，另一端均设有，相邻的左制动蹄和右制动蹄上均设有复位弹性件，且左制动蹄和右制动蹄上均设有膨胀器，所述膨胀器上设有楔形的导向块，还包括楔形杆和用于驱动楔形杆的气动机构，所述楔形杆与导向块相匹配。

本基础方案的原理在于：制动时，启动气动机构，气动机构驱动楔形杆移动。由于楔形杆与导向块相匹配，所以楔形杆可推动左制动蹄和右制动蹄转动，使得左制动蹄和右制动蹄向外张开，从而使得摩擦片与制动鼓的内壁接触，实现制动。无需制动时，减少气动机构内的压力，在复位弹性件的作用下，使得左制动蹄、右制动蹄回复原位，停止制动。

本基础方案的有益效果在于：汽车制动需能量多次传递，每次传递会损失5%左右的能量，累计会造成超过30%以上的能量损失，极大的造成了能源浪费。本方案所述制动器工作时，启动气动机构，气动机构驱动楔形杆移动。由于楔形杆直接与导向块相匹配，所以楔形杆可推动左制动蹄和右制动蹄转动，使得左制动蹄和右制动蹄向外张开，从而使得摩擦片与制动鼓的内壁接触，实现制动。无需制动时，减少气动机构内的压力，在复位弹性件的作用下，使得左制动蹄、右制动蹄回复原位，停止制动。

同时，此种结构不在需要调整臂、凸轮轴直接、气室直架、凸轮轴、防尘罩等结构，重量大大减轻；制动蹄、制动底板和膨胀器本体均采用铝合金材质替代传统的Q450-10材质，结构重量也大大减轻，极大的实现了轻量化。此结构对于每根车桥，至少减重50Kg以上。

这种结构由于是气室直接作用在制动蹄上，减少了能源转换的环节，从而降低了能源损耗，可提高制动性能30%以上。本方案通过导向块和楔形杆的配合，仅需气动机构工作，即可使得左制动蹄和右制动蹄同时工作，使得制动器的响应速度更快，制动效果更好，制动的可靠性高。

方案二：此为基础方案的优选，所述摩擦片为不等厚的摩擦片。传统的等厚摩擦片存在磨损储备量小、残余量大的缺点，材料利用率在40％左右，用户使用成本高，而且造成了巨大的资源浪费和环境污染。采用不等厚摩擦片后，同等重量的摩擦材料，使用寿命可延长50％，材料利用率提高25％ 以上，可大幅度降低用户的使用成本，社会效益明显。

方案三：此为方案二的优选，所述摩擦片靠近支销轴处至远离支销轴的厚度沿支销轴的渐开线逐渐变厚。该设计的摩擦片更能适应于本方案中的制动器，贴合效果更好，设计更为合理。

方案四：此为方案三的优选，所述制动底板和制动蹄均为铝合金制成。

本方案在保证性能不低于传统材质的前提下，制动蹄和制动底板均采用高强度铝合金材质替代传统QT450-10材质，极大的实现了结构轻量化，因而油耗低，具有极高的经济价值。按每辆车4-6根车桥计算，每辆车至少可减重100Kg。重量减轻直接产生节油效果：按平均每公里耗油1.5升、每年跑50000公里、节油比率按5%计算，每辆车每年至少节油3750升；按国内车辆总数1000万辆计算，每年可节约375亿升,产生的直接经济效益将达到每年200多个亿以上。

与传统的鼓式制动器总成相比，本方案是用有色金属（铝合金）替代传统的黑色金属（球墨铸铁），同时也节约了油耗，减少了汽车尾气排放，因而安全环保。

方案五：此为方案三的优选，所述楔形杆上设有滚轮。相对于楔形杆与导向块直接配合，滚轮与导向块的摩擦力更小，一方面，增加了整个制动器的响应速度，另一方面，也避免楔形杆与导向块之间大量的摩擦产生大量热量而粘接在一起，进而导致制动失效。

方案六：此为方案三的优选，所述摩擦片上设有限位块，所述制动蹄上设有与限位孔对应的限位块。本方案由制动鼓的内部进行制动，比较容易打滑，而制动蹄通过限位块和摩擦片固定在一起，制动效果好，极大的减少了打滑的几率。

方案七：此为方案六的优选，还包括防尘罩，所述防尘罩固定在制动底板上，所述防尘罩包括左防尘罩和右防尘罩，所述左防尘罩和右防尘罩均可拆卸的连接在制动底板上。防尘罩由左防尘罩和右防尘罩两部分组成，安装时更加方便。而左防尘罩和右防尘罩均可拆卸的连接在制动底板上，则随时拆卸下来进行清理左防尘罩和右防尘罩上沾染的灰尘。

方案八：此为方案七的优选，所述左防尘罩或右防尘罩上设有散热孔。散热孔使得制动器内的空气更为流畅，散热效果更好。而如果将左防尘罩或右防尘罩上军设有散热孔，则散热风扇转动时，容易产生紊流，风向不顺畅。同时，散热孔设置得越多，则防尘罩的防尘效果越差，因此，只在左防尘罩或右防尘罩设置散热孔最好。

附图说明

图1为本发明实施例铝合金楔式制动器总成的结构示意图。

图2是图1中制动蹄的结构示意图。

图3是图2中楔形杆的结构示意图。

图4是本发明实施例中防尘罩的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：制动蹄10、摩擦片20、膨胀器30、复位弹性件40、导向块50、楔形杆60、滚轮601、气动机构70、制动底板80、支销轴90、散热孔d。

实施例铝合金楔式制动器总成基本如附图1所示：

铝合金楔式制动器总成，包括制动底板80、制动蹄10、摩擦片20、制动鼓、楔形杆60、用于驱动楔形杆60的气动机构70，气动机构70为气缸，气缸的活塞杆与楔形杆60固定在一起，通过控制气缸内的气压来推动楔形杆60移动。

摩擦片20固定在制动蹄10的外表面，制动蹄10与制动鼓相匹配。摩擦片20为不等厚的摩擦片20，且摩擦片20靠近支销轴90处至远离支销轴90的厚度沿支销轴90的渐开线逐渐变厚。传统的等厚摩擦片20存在磨损储备量小、残余量大的缺点，材料利用率在40％左右，用户使用成本高，而且造成了巨大的资源浪费和环境污染。采用不等厚摩擦片20后，同等重量的摩擦材料，使用寿命可延长50％，材料利用率提高25％ 以上，可大幅度降低用户的使用成本，社会效益明显。

如图2所示，制动蹄10包括两个左制动蹄10和两个右制动蹄10，两个左制动蹄10的一端均通过支销轴90与制动底板80铰接，两个右制动蹄10的一端均通过支销轴90与制动底板80铰接，相邻的左制动蹄10和右制动蹄10上均设有复位弹性件40，且左制动蹄10和右制动蹄10上均设有膨胀器30。复位弹性件40可采用不锈钢压簧，弹性系数高，弹性好，使用寿命长。

如图3所示，膨胀器30上设有导向块50，导向块50为斜块，楔形杆60呈与斜块配合的锥形。楔形杆60上还设有滚轮601。相对于楔形杆60与导向块50直接配合，滚轮601与导向块50的摩擦力更小，一方面，增加了整个制动器的响应速度，另一方面，也避免楔形杆60与导向块50之间大量的摩擦产生大量热量而粘接在一起，进而导致制动失效。

为了减少制动蹄10在制动时打滑的几率，特地在摩擦片20上设有限位块，制动蹄10上设有与限位孔对应的限位块。制动蹄10和摩擦片20相互配合，卡接在一起，极大的减少了打滑的情况。

如图4所示，为了方便清理防尘罩上的灰尘，还设置了防尘罩。防尘罩安装在制动底板80上，防尘罩包括左防尘罩和右防尘罩，左防尘罩和右防尘罩均可拆卸的连接在制动底板80上。

左防尘罩或右防尘罩上设有散热孔d。散热孔d的设置使得制动器内的空气更为流畅，散热效果更好。而如果将左防尘罩或右防尘罩上军设有散热孔d，则散热风扇转动时，容易产生紊流，风向不顺畅。同时，散热孔d设置得越多，则防尘罩的防尘效果越差，因此，只在左防尘罩或右防尘罩设置散热孔d最好。

另外，还导向块50内设一个空腔，空腔内设有液压油，类似于液压缸的结构，可起到良好的冷却散热作用。还设有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞均滑动设置在空腔内，第一活塞上设有用于挡住滚轮601的挡块，第二活塞上设有与滚轮601配合的压块。

具体在制动时，首先，往气缸内充气，使其驱动楔形杆60移动。由于楔形杆60与导向块50相匹配，所以楔形杆60可推动左制动蹄10和右制动蹄10转动，使得左制动蹄10和右制动蹄10向内收拢，从而实现制动。无需制动时，减少气动机构70内的压力，在复位弹性件40的作用下，使得左制动蹄10、右制动蹄10回复原位，停止制动。同时，气动机构70推动楔形块移动，楔形块在推动左制动蹄10和右制动蹄10移动时，还会推动压块移动，压块则推动液压油移动，使得挡块将滚轮601挡住，避免滚轮601因为意外情况从导向块50中滑出，确保制动的稳定性。

与传统的制动器相比，本方案通过导向块和楔形杆的配合，仅需气动机构工作，即可使得左制动蹄和右制动蹄同时工作，使得制动器的响应速度更快，制动效果更好，制动的可靠性高。并且，重量得到有效的减轻，材料的利用率大幅提高，并极大的降低了用户的使用成本。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.铝合金楔式制动器总成，包括制动底板、制动蹄、摩擦片和制动鼓，所述摩擦片固定在制动蹄的外表面，所述制动蹄与制动鼓的内表面相匹配，其特征在于，所述制动蹄包括左制动蹄和右制动蹄，左制动蹄和右制动蹄的一端均通过支销轴与制动底板铰接，另一端均设有，相邻的左制动蹄和右制动蹄上均设有复位弹性件，且左制动蹄和右制动蹄上均设有膨胀器，所述膨胀器上设有楔形的导向块，还包括楔形杆和用于驱动楔形杆的气动机构，所述楔形杆与导向块相匹配。

2.根据权利要求1所述的铝合金楔式制动器总成，其特征在于：所述摩擦片为不等厚的摩擦片。

3.根据权利要求2所述的铝合金楔式制动器总成，其特征在于：所述摩擦片靠近支销轴处至远离支销轴的厚度沿支销轴的渐开线逐渐变厚。

4.根据权利要求3所述的铝合金楔式制动器总成，其特征在于：所述制动底板和制动蹄均为铝合金制成。

5.根据权利要求3所述的铝合金楔式制动器总成，其特征在于：所述楔形杆上设有滚轮。

6.根据权利要求3所述的铝合金楔式制动器总成，其特征在于：所述摩擦片上设有限位孔，所述制动蹄上设有与限位孔对应的限位块。

7.根据权利要求6所述的铝合金楔式制动器总成，其特征在于：还包括防尘罩，所述防尘罩固定在制动底板上，所述防尘罩包括左防尘罩和右防尘罩，所述左防尘罩和右防尘罩均可拆卸的连接在制动底板上。

8.根据权利要求7所述的铝合金楔式制动器总成，其特征在于：所述左防尘罩或右防尘罩上设有散热孔。