CN108869587B - 一种汽车鼓式电磁摩擦制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车鼓式电磁摩擦制动器，包括：制动鼓，其为圆筒状结构；以及制动蹄，其包括相对设置的弧形蹄片，且与所述制动鼓同轴设置；定子铁芯，其一端周向均匀固定在所述圆弧形蹄片内壁上，另一端朝向所述圆弧形蹄片的圆心；励磁线圈，其缠绕在所述定子铁芯上；摩擦片，其设置在所述制动鼓和所述制动蹄之间，且与所述弧形蹄片对应固定连接；其中，位于相对设置的弧形蹄片上的定子铁芯对称分布，当所述制动蹄沿所述制动鼓轴向靠近所述制动鼓运动时，所述摩擦片与制动鼓的内表面接触。本发明所述的汽车鼓式电磁摩擦制动器，将电磁制动与摩擦制动相结合，提高了车辆的制动效能。

Description

一种汽车鼓式电磁摩擦制动器

技术领域

本发明涉及汽车底盘制动系统技术领域，更具体的是，本发明涉及一种汽车鼓式电磁摩擦制动器。

背景技术

目前车辆用的主流制动器均为摩擦制动器；对于中型或重型的商用车在长时间制动时容易发生失效，需要附加缓速器，缓速器一般是液压缓速器或者电涡流缓速器。而一般电磁制动器用在电梯等其他机械行业较多，在汽车行业少有应用。

韩国光州科学技术学院的Kapjin Lee，Kyihwan Park等人于1999年申请了名为“车用非接触式电磁制动器”的发明专利，该发明专利涉及一种单盘式电磁制动器，并提出将电磁制动器与盘式制动器进行集成的思想。该专利中的电磁制动器由两个空间呈一定角度的铁芯及绕在铁芯上的励磁线圈所组成，励磁线圈内可以通入直流电或交流电以起到减速或制动车辆的效果，通过控制电磁制动器的制动力矩的大小，可以根据道路状况的不同很好地控制制动力矩和车辆的滑移率。随后，他们发表了多篇论文，详细介绍了电磁制动器的结构与制动原理，并在前人的基础上给出了电磁制动器的磁感应强度和电磁制动力矩的计算方法，设计并制作了微缩型电磁制动器系统模型并在此模型上对电磁制动系统进行试验研究。

江苏大学何仁教授于2006年提出了一种基于盘式制动器的电磁与摩擦集成制动器。该集成制动器由摩擦制动器、制动盘、铁芯、线圈等构成当需要制动时，线圈内通入电流，线圈就会产生磁场，磁场经过铁芯、气隙和制动盘形成回路，制动盘在磁场中作旋转运动就会受到电磁制动力从而起到制动作用。当非紧急制动或下长坡制动时可以仅用电磁制动而不用摩擦制动。当紧急制动时，可以让电磁制动与摩擦制动一起工作使车辆可以更快的减速或停止。由于电磁制动可以承担部分制动力，并在适当情况下替代摩擦制动，从而减轻摩擦制动器的制动强度。

中国实用新型专利CN205047712U公开一种制动器，该制动器包括磁扼、衔铁、摩擦片、轮毅、压缩弹簧、线圈和限位板。线圈和压缩弹簧安装在磁扼内衔铁一侧与线圈相对的设置并可沿着磁轴线方向往复运动限位板设置在衔铁的另一侧并通过间隙调节螺杆与磁扼相连接，所述摩擦片设置衔铁和所述限位板之间并与轮毂接压缩弹簧用于向衔铁施加将所摩擦片压向所述限位板的压力所述间隙调节螺杆上设有位置调节装置,用于调节限位板在间隙调节螺杆上的位置。

中重型商用车上所用的制动器多为摩擦鼓式制动器，上述发明只提出了电磁制动与盘式制动器集成的装置，对于与鼓式制动器的结合的研究还有所欠缺。

发明内容

本发明设计开发了一种汽车鼓式电磁摩擦制动器，在摩擦鼓式制动器上将电磁制动与摩擦制动相结合，提高了车辆的制动效能。

本发明提供的技术方案为：

一种汽车鼓式电磁摩擦制动器，包括：

制动鼓，其为圆筒状结构；以及

制动蹄，其包括相对设置的弧形蹄片，且与所述制动鼓同轴设置；

定子铁芯，其一端周向均匀固定在所述弧形蹄片内壁上，另一端朝向所述弧形蹄片的圆心；

励磁线圈，其缠绕在所述定子铁芯上；

摩擦片，其设置在所述制动鼓和所述制动蹄之间，且与所述弧形蹄片对应固定连接；

其中，位于相对设置的弧形蹄片上的定子铁芯对称分布，当所述制动蹄沿所述制动鼓轴向靠近所述制动鼓运动时，所述摩擦片与制动鼓的内表面接触。

优选的是，所述制动蹄还包括肋板，其沿所述弧形蹄片内壁中部周向垂直固定设置。

优选的是，所述制动蹄还包括：

固定支座，其包括平行相对设置的固定片，所述固定支座沿所述弧形蹄片内壁周向垂直固定设置，用于固定所述定子铁芯；

其中，位于相对设置的弧形蹄片上的所述固定支座对称分布。

优选的是，所述固定支座对称设置在所述肋板两侧的弧形蹄片上。

优选的是，所述定子铁芯包括：

铁芯柱，用于缠绕励磁线圈；以及

连接片，其与所述铁芯柱连接，且平行对称设置在所述铁芯柱相对两侧；

其中，所述连接片与所述固定片一一配合连接，用于将所述定子铁芯固定在所述弧形蹄片内壁上。

优选的是，还包括多个散热片，其为圆环状，且沿所述制动鼓轴向均匀套设在所述制动鼓上。

优选的是，还包括多个散热孔，其均匀设置在所述弧形蹄片和所述摩擦片上。

优选的是，还包括：

制动底板，用于固定所述制动蹄，并且在所述制动底板上设置预留孔；

其中，所述励磁线圈的尾端通过所述预留孔穿出。

本发明所述的有益效果：

本发明在鼓式制动器上将电磁制动与摩擦制动相结合，提高了车辆的制动效能，减少了制动距离，提高车辆的安全性；因为电磁制动的反应速度比液压制动的反应速度快，减少了制动时间；同时由于两种制动方式相结合，减少了摩擦片的磨损，提高了其使用寿命。当某一种制动方式失效，另一种制动方式也能满足制动性能的要求，提高了制动系统的容错率。且本装置结构比较紧凑，占用的空间及本身的致大量都比较小，符合车辆轻量化的要求。

附图说明

图1为本发明所述汽车鼓式电磁摩擦制动器的爆炸结构示意图。

图2为本发明所述制动蹄的主视图。

图3为本发明所述制动蹄侧视图。

图4为本发明所述制动鼓的俯视图。

图5为本发明所述制动鼓的主视图。

图6为本发明所述定子铁芯的俯视图。

图7为本发明所述定子铁芯的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。

如图1-7所示，本发明提供一种汽车鼓式电磁摩擦制动器，包括摩擦制动部分和电磁制动部分。其中摩擦制动部分包括制动蹄、摩擦片和制动鼓；电磁制动部分包括定子铁芯、电磁绕组和制动鼓。当汽车进行制动时，除去推动摩擦片压紧制动鼓产生摩擦力制动外，接通定子上的电感线圈，在制动鼓上产生电涡流，使制动鼓产生方向相反的作用力，并将车辆的动能转化为热能散发出去，从而起到制动效果。

制动鼓110为圆筒状结构，通过螺栓安装在轮毂上；内表面为平滑的摩擦面，外圆周上分布有等间隔排布的圆环状的散热片111，增加散热效率。

制动蹄120，其包括相对设置的弧形蹄片121，且与所述制动鼓110同轴设置，所述制动蹄120通过旋转销固定在制动底板上；所述制动蹄片上焊接有固定支座122，所述固定支座122包括平行相对设置的固定片1221，所述固定支座122周向垂直固定设置在所述弧形蹄片122内壁上，用于固定所述定子铁芯；并且，位于相对设置的弧形蹄片121上的固定支座122对称分布，即所述的固定支座122在蹄弧形蹄片121上等间隔角度分布。

所述制动蹄120上还焊接有肋板123，其周向垂直固定设置在所述弧形蹄片121内壁中部，对所述制动蹄片121起到加强的作用。所述固定支座122对称设置在所述肋板123两侧的弧形蹄片121上。

定子铁芯130，其一端周向均匀固定在所述圆弧形蹄片121内壁上，另一端朝向所述圆弧形蹄片121的圆心；所述定子铁芯130包括：铁芯柱131，用于缠绕励磁线圈；以及连接片132，其固定设置在所述铁芯柱131相对两侧，且与所述铁芯柱131轴向平行；其中，所述连接片132与所述铁芯柱131呈“山”字型，所述连接片132与所述固定支座133的固定片一一配合连接。一般通过螺栓将固定片与连接片固定连接。位于相对设置的弧形蹄片121上的定子铁芯130对称分布。

励磁线圈150，其缠绕在所述定子铁芯130上，即缠绕在定子铁芯130的铁芯柱131上，构成电磁绕组。励磁线圈150尾端通过制动底板上的预留孔穿出，连接到电磁绕组开关上，所述开关一端连接励磁线圈，另一端连接汽车蓄电池，用于控制励磁线圈中电流的大小以及通断电。

摩擦片140，其设置在所述制动鼓110和所述制动蹄120之间，且与所述弧形蹄片121形状对应，并且对应位置固定连接；当所述制动蹄120沿所述制动鼓110轴向靠近所述制动鼓110运动时，所述摩擦片140与制动鼓110的内表面接触，进而产生摩擦力对制动鼓110进行制动。

在所述弧形蹄片121和所述摩擦片140上均匀设置散热孔141，用于进一步散热。

电磁制动装置是根据电磁感应原理将汽车的动能转化为电能产生电涡流，或者存储在电池中，或者转化为热能散发到空气中。

本发明采用将动能转化为电涡流，同时产生与制动鼓运动方向相反的作用力，最后变为热能散发出去的方式，是在传统汽车鼓式制动器的基础上添加了电磁制动装置，将鼓式制动器中制动鼓用作电磁制动器中的转子，在制动蹄上布置定子绕组，利用电磁感应原理产生电磁场。所述制动蹄上焊接有固定支座，定子铁芯两端焊接有连接片，通过螺栓与固定支座相连。所述制动蹄包括弧形蹄片和肋板，弧形蹄片上焊有固定支座，定子铁芯通过螺栓与固定支座相连接，定子铁芯上缠绕有线圈，构成电磁绕组。所述制动蹄通过旋转销固定在制动底板上，线圈尾端通过制动底板上的预留孔穿出，连接到电磁绕组开关上。制动蹄片呈对称分布，每个制动蹄片上的电磁绕组产生的电磁场都是沿制动鼓半径方向指向圆外，且产生的磁性相同；对称蹄片上的电磁绕组产生的磁场方向相反，构成一个闭环的磁场。所述固定支座在制动蹄弧形蹄片上等间隔角度分布，且对称分布在肋板两侧。

驾驶员踩下制动踏板会导致两个动作：(1)驱动机构推动制动蹄使摩擦片与制动鼓内表面接触产生摩擦力进行制动；(2)打开电磁绕组开关，绕组线圈通电，产生磁场，制动鼓产生电涡流，同时产生与制动鼓运动方向相反的作用力，最后变为热能散发出去，对制动鼓进行制动。

本发明将电磁制动与摩擦制动相结合，提高了车辆的制动效能，减少了制动距离，提高车辆的安全性；因为电磁制动的反应速度比液压制动的反应速度快，减少了制动时间；同时由于两种制动方式相结合，减少了摩擦片的磨损，提高了其使用寿命。当某一种制动方式失效，另一种制动方式也能满足制动性能的要求，提高了制动系统的容错率。且本装置结构比较紧凑，占用的空间及本身的致大量都比较小，符合车辆轻量化的要求。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种汽车鼓式电磁摩擦制动器，其特征在于，包括：

制动鼓，其为圆筒状结构；以及

制动蹄，其包括相对设置的弧形蹄片，且与所述制动鼓同轴设置；

定子铁芯，其一端周向均匀固定在所述弧形蹄片内壁上，另一端朝向所述弧形蹄片的圆心；

励磁线圈，其缠绕在所述定子铁芯上；

摩擦片，其设置在所述制动鼓和所述制动蹄之间，且与所述弧形蹄片对应固定连接；

其中，位于相对设置的弧形蹄片上的定子铁芯对称分布，当所述制动蹄沿所述制动鼓轴向靠近所述制动鼓运动时，所述摩擦片与制动鼓的内表面接触；

制动蹄片呈对称分布，每个制动蹄片上的电磁绕组产生的电磁场都是沿制动鼓半径方向指向圆外，且产生的磁性相同；对称蹄片上的电磁绕组产生的磁场方向相反，构成一个闭环的磁场；驾驶员踩下制动踏板会导致两个动作：驱动机构推动制动蹄使摩擦片与制动鼓内表面接触产生摩擦力进行制动；和打开电磁绕组开关，绕组线圈通电，产生磁场，制动鼓产生电涡流，同时产生与制动鼓运动方向相反的作用力，最后变为热能散发出去，对制动鼓进行制动。

2.如权利要求1所述的汽车鼓式电磁摩擦制动器，其特征在于，所述制动蹄还包括肋板，其沿所述弧形蹄片内壁中部周向垂直固定设置。

3.如权利要求2所述的汽车鼓式电磁摩擦制动器，其特征在于，所述制动蹄还包括：

固定支座，其包括平行相对设置的固定片，所述固定支座沿所述弧形蹄片内壁周向垂直固定设置，用于固定所述定子铁芯；

其中，位于相对设置的弧形蹄片上的所述固定支座对称分布。

4.如权利要求3所述的汽车鼓式电磁摩擦制动器，其特征在于，所述固定支座对称设置在所述肋板两侧的弧形蹄片上。

5.如权利要求3或4所述的汽车鼓式电磁摩擦制动器，其特征在于，所述定子铁芯包括：

铁芯柱，用于缠绕励磁线圈；以及

连接片，其与所述铁芯柱连接，且平行对称设置在所述铁芯柱相对两侧；

其中，所述连接片与所述固定片一一配合连接，用于将所述定子铁芯固定在所述弧形蹄片内壁上。

6.如权利要求5所述的汽车鼓式电磁摩擦制动器，其特征在于，还包括多个散热片，其为圆环状，且沿所述制动鼓轴向均匀套设在所述制动鼓上。

7.如权利要求6所述的汽车鼓式电磁摩擦制动器，其特征在于，还包括多个散热孔，其均匀设置在所述弧形蹄片和所述摩擦片上。

8.如权利要求6或7所述的汽车鼓式电磁摩擦制动器，其特征在于，还包括：

制动底板，用于固定所述制动蹄，并且在所述制动底板上设置预留孔；

其中，所述励磁线圈的尾端通过所述预留孔穿出。