CN109027057A - 一种车辆用磁流变制动器 - Google Patents

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吴向凡
王前
胡志强
谭玉珍
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Abstract

本发明公开了一种车辆用磁流变液制动器。包括制动盘和制动闸，制动盘包括依次固定连接的制动连接轴(1)、制动左盘(2)、导磁通风连接柱组(8)、磁流变液壳体(9)和制动右盘(12)，及磁流变液制动盘(10)；制动闸包括制动闸壳体(3)，及滑动安装在所述制动闸壳体内，依次连接的外活塞(4)、磁场产生装置(5)、内活塞(6)和摩擦衬垫(7)。本发明具有磁流变液流体制动和机械摩擦制动复合制动功能，制动能力强；在制动闸活塞移动瞬间产生磁流变液制动，响应速度快且无制动空程，安全性好；磁流变液制动力柔性可控，冲击小、舒适度高；可有效提高车辆制动的安全性、可靠性和舒适性。

Description

一种车辆用磁流变制动器
技术领域
本发明涉及一种车辆用磁流变液制动器，属于机械制动技术领域。
背景技术
磁流变液是一种新型智能材料，主要由高磁导率、低磁滞性的超微金属软磁性颗粒(0.1微米～10微米)通过表面活性剂均匀分散于非导磁性基载液中而构成稳定的颗粒悬浮液体系。该智能材料具有显著独特的磁流变效应，即在无外加磁场作用时呈现自由流动状态(液态)，与传统润滑油无明显区别，而在外加磁场作用下产生固化现象，瞬间由液态变为半固态，且其固化程度可根据磁场强度连续调节，整个转化过程极快(ms级)，且可控，能耗极小(数瓦～几十瓦)。由于其独特的磁流变特性，自磁流变液问世以来，在汽车、机械、航空航天、建筑、医疗等众多领域得到了越来越广泛的应用，已开发出多种磁流变产品，包括：离合器、制动器、阻尼器、抛光装置等。
制动器是车辆的重要安全部件，现有车辆用制动器大多采用摩擦盘式制动器，这种类型制动面临诸多问题，如制动力不足、存在制动空程、制动响应速度慢、制动盘磨损快、存在制动噪声等，而磁流变液制动器作为磁流变液的重要应用分支，具有制动响应快、制动部件磨损较小、控制简单、振动小等特点，是一种较为理想的制动器件，但其制动扭矩低于摩擦盘式制动器。现有制动器专利多为单纯摩擦盘式制动或单纯磁流变液制动，如何将磁流变液制动技术与现有摩擦盘式制动技术相结合，开发新型复合制动装置具有非常重要的意义。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种车辆用磁流变液制动器，实现磁流变液流体制动和机械摩擦制动复合制动功能，制动能力强；在制动闸活塞移动瞬间，即产生磁流变液制动力，响应速度快且无制动空程，安全性好；磁流变液制动力柔性可控，冲击小、舒适度高；有效隔离制动左盘摩擦制动、磁流变液制动、制动右盘摩擦制动所产生的热量，散热效果好；该车辆用磁流变液制动装置可有效提高车辆制动的安全性、可靠性和舒适性。
为了实现上述目的，本发明提供一种车辆用磁流变液制动器，包括制动盘和制动闸，所述制动盘包括依次固定连接的制动连接轴、制动左盘、导磁通风连接柱组、磁流变液壳体和制动右盘，以及磁流变液制动盘；
所述制动闸包括制动闸壳体，以及滑动安装在所述制动闸壳体内，并依次连接的外活塞、磁场产生装置、内活塞和摩擦衬垫；
所述磁流变液制动盘通过静止轴与所述制动闸壳体固定连接。
进一步，所述制动左盘、磁流变液壳体和制动右盘间通过导磁通风连接柱组固定连接。
进一步，所述制动盘通过制动连接轴与车辆轮毂连接。
进一步，所述磁场产生装置端部加工有倒角。
进一步，所述磁场产生装置为永磁体或电磁铁。
进一步，所述制动闸为一组或多组，所述制动闸壳体为固定或游动结构。
进一步，所述磁流变液壳体内通过密封圈封装有磁流变液。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本制动器具有磁流变液流体制动和机械摩擦制动复合制动功能，制动能力强；
2、本制动器在制动闸活塞移动瞬间，即产生磁流变液制动力，响应速度快且无制动空程，安全性好；
3、本制动器的磁流变液制动过程中制动力柔和，冲击小、舒适度高；
4、本制动器采用导磁通风连接柱组将制动左盘摩擦制动、磁流变液制动、制动右盘摩擦制动所产生的热量进行了有效隔离，散热效果好；
5、本制动器结合了摩擦盘制动和磁流变液制动的优点，可有效提高车辆制动的安全性、可靠性和舒适性。
附图说明
图1是本发明的主体结构示意图。
图中：1、制动连接轴，2、制动左盘，3、制动闸壳体，4、外活塞，5、磁场产生装置，6、内活塞，7、摩擦衬垫，8、导磁通风连接柱组，9、磁流变液壳体，10、磁流变液制动盘，11、磁流变液，12、制动右盘，13、密封圈，14、静止轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本车辆用磁流变液制动器包括制动盘和制动闸，所述制动盘包括依次固定连接的制动连接轴1、制动左盘2、导磁通风连接柱组8、磁流变液壳体9和制动右盘12，以及磁流变液制动盘10；
所述制动闸包括制动闸壳体3，以及滑动安装在所述制动闸壳体3内，并依次连接的外活塞4、磁场产生装置5、内活塞6和摩擦衬垫7，行车复合活塞；
所述磁流变液制动盘10通过静止轴14与所述制动闸壳体3固定连接，组成该车辆用磁流变制动器的非旋转部分。
进一步，所述制动左盘2、磁流变液壳体9和制动右盘12间通过导磁通风连接柱组8固定连接，形成一个整体。
进一步，所述制动盘通过制动连接轴1与车辆轮毂连接，制动盘可随车辆轮毂同步旋转。
进一步，所述磁场产生装置5端部加工有倒角。在磁场产生装置5滑动时可快速实现磁路变换。
进一步，所述磁场产生装置5为永磁体或电磁铁。本发明优选永磁体，无需电源励磁，结构简单、可靠性高。但磁场产生装置并不局限于磁场产生装置也可为电磁铁。
进一步，所述制动闸为一组或多组，也可根据制动力需要增加制动闸数量，所述制动闸壳体3为固定或游动结构，当为游动结构时，制动闸壳体3可通过花键在静止轴14上左右滑动。
进一步，所述磁流变液壳体9内通过密封圈13封装有磁流变液11。
本车辆用磁流变液制动器具体的工作过程如下：
在初始状态下，磁场产生装置产生的磁场如图1中的磁路①所示，即磁场通过磁场产生装置5→内活塞4→制动闸壳体3→外活塞6→磁场产生装置5形成闭环。无磁场作用在磁流变液11上，磁流变液处于自由流动状态，无制动力产生。
当需要制动时，复合活塞在工作腔压力P作用下向制动盘滑动，此时磁场按图1中的所示的磁路②分布，即通过磁场产生装置5(左)→外活塞4(左)→制动闸壳体3→外活塞4(右)→磁场产生装置5(右)→内活塞6(右)→摩擦衬垫7(右)→制动右盘12→导磁通风连接柱组8(右)→磁流变液壳体9→磁流变液11→磁流变液制动盘10→导磁通风连接柱组8(左)→制动左盘2→摩擦衬垫7(左)→内活塞6(右)→磁场产生装置5(左)形成闭环。磁流变液受磁场作用，出现固化现象，产生制动力，且制动力大小与复合活塞和制动盘间的距离有关，距离越小，制动力越大。
当两边的摩擦衬垫7与制动左盘2和制动右盘12接触时，磁流变液制动力达到最大值，此时本制动器开始处于磁流变液制动和摩擦片制动复合制动模式。
综上所述，本制动器具有磁流变液流体制动和机械摩擦制动复合制动功能，制动能力强；在制动闸活塞移动瞬间，即产生磁流变液制动力，响应速度快且无制动空程，安全性好；磁流变液制动过程中制动力柔和，冲击小、舒适度高；采用导磁通风连接柱组将制动左盘摩擦制动、磁流变液制动、制动右盘摩擦制动所产生的热量进行了有效隔离，散热效果好；整体上，该复合制动装置结合了摩擦盘制动和磁流变液制动的优点，可有效提高车辆制动的安全性、可靠性和舒适性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种车辆用磁流变液制动器，包括制动盘和制动闸，其特征在于，
所述制动盘包括依次固定连接的制动连接轴(1)、制动左盘(2)、导磁通风连接柱组(8)、磁流变液壳体(9)和制动右盘(12)，以及磁流变液制动盘(10)；
所述制动闸包括制动闸壳体(3)，以及滑动安装在所述制动闸壳体(3)内，并依次连接的外活塞(4)、磁场产生装置(5)、内活塞(6)和摩擦衬垫(7)；
所述磁流变液制动盘(10)通过静止轴(14)与所述制动闸壳体(3)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种车辆用磁流变液制动器，其特征在于，
所述制动左盘(2)、磁流变液壳体(9)和制动右盘(12)间通过导磁通风连接柱组(8)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种车辆用磁流变液制动器，其特征在于，
所述制动盘通过制动连接轴(1)与车辆轮毂连接。
4.根据权利要求1所述的一种车辆用磁流变液制动器，其特征在于，
所述磁场产生装置(5)端部加工有倒角。
5.根据权利要求1或4所述的一种车辆用磁流变液制动器，其特征在于，
所述磁场产生装置(5)为永磁体或电磁铁。
6.根据权利要求1所述的一种车辆用磁流变液制动器，其特征在于，
所述制动闸为一组或多组，所述制动闸壳体(3)为固定或游动结构。
7.根据权利要求1所述的一种车辆用磁流变液制动器，其特征在于，
所述磁流变液壳体(9)内通过密封圈(13)封装有磁流变液(11)。
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