CN109083947B - 一种液力双盘制动器及其制动方法 - Google Patents

一种液力双盘制动器及其制动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液力双盘制动器及其制动方法，包括内制动盘、外制动盘、连接轴、滑动齿轮、轴承、永磁环、双盘制动钳和液力缓速组件，液力缓速组件设置在外制动盘和内制动盘之间，包括壳体、转子盘、叶片、第二轴承、第一轴承、转子连接套和中间摩擦片。本发明一种液力双盘制动器工作状态下可提供两种制动模式：纯摩擦制动模式和摩擦制动与液力缓速制动复合制动模式。采用双盘制动器与液力缓速组件相结合的方式，通过内制动盘的轴向移动，实现了动力传递的中断与连接，避免了传统液力缓速器需要复杂的工作泵来实现工作状态切换的问题，兼具液力缓速装置可有效减少摩擦片磨损和双盘制动器制动力矩大、散热性能良好的优点。

Description

一种液力双盘制动器及其制动方法
技术领域
本发明涉及一种汽车制动器，尤其涉及一种液力双盘制动器及其制动方法。
背景技术
汽车的制动系统按照功用可以分为行车制动、第二制动系统、驻车制动和辅助制动等四种。行车制动系统主要有盘式制动和鼓式制动两种，盘式制动器具有散热快、重量轻、构造简单、调整方便等优点。特别是高负载时耐高温性能好，制动性能稳定，目前大部分轿车前轮制动器均使用盘式制动器，以使汽车保持较高的制动时的方向稳定性。虽然盘式制动器具有诸多的优点，但是频繁或长时间摩擦制动会产生大量的热量，造成摩擦片过热，如果制动热量不能及时散出就会导致制动效能衰退，严重的会发生制动力完全失效的情况。同时，传统的盘式摩擦制动需要定期维护，更换摩擦片，增加了车辆的运行成本。
为了解决盘式制动器温度升高带来的制动性能下降的问题，德尔福公司开发了一种双盘盘式制动器，刘录秀在论文“德尔福公司的双盘盘式制动器)”(汽车与配件,2004(52):24-26中对其进行了介绍。双盘盘式制动器在一定程度上缓解了盘式制动器制动发热的问题，但并没有解决传统的盘式摩擦制动需要定期维护，更换摩擦片的问题。
辅助制动系统可以在一定程度上解决传统的盘式摩擦制动存在的摩擦片需要定期维护等问题。常见的辅助制动系统有发动机缓速器、电涡流缓速器、液力缓速器、永磁缓速器等。其中液力缓速器具有制动力矩大、适合长时间的尺寸制动的优点，但是液力缓速器的制动力矩严重依赖于转子的转速；而且液力缓速器大多需通过工作泵将工作室的液体排出，实现工作状态到非工作状态的切换；目前液力缓速器多用于重型车辆上，安装在变速箱的输出轴、汽车传动轴或者主减速器的输入端。将液力缓速器安装在制动器的结构未见报道。
中国专利(申请号：201710752468.X)公开了一种安装在半挂车轮辋上制动用液力减速器，液力减速器紧固在轮辋外端面，冷却器安装在轮辋内端面但紧固在挂车车桥上。该发明靠液压活塞推动的内齿式联轴器离合并增速，靠涡轮上的齿轮外啮合换向，对涡轮增速后与泵轮反向旋转，制动力大。
发明内容
本发明提出了一种液力双盘制动器及其制动方法，采用双盘制动器与液力缓速制动相结合的方式，充分利用了已有的双盘制动器结构，在内制动盘与外制动盘之间增加液力缓速组件，利用内制动盘的轴向移动，实现内制动盘与中间摩擦片接触的中断和连接，完成了对液力缓速组件的操作控制，省去了传统液力缓速制动装置的操作控制机构。
本发明的技术方案是：
一种液力双盘制动器，包括内制动盘、外制动盘、连接轴、滑动齿轮、轴承、永磁环、双盘制动钳和液力缓速组件；所述外制动盘、轴承和滑动齿轮依次同轴安装在连接轴上，内制动盘可滑动安装在滑动齿轮上，且连接轴、外制动盘、轴承、滑动齿轮、内制动盘同轴线；所述双盘制动钳与外制动盘和内制动盘间隙配合，双盘制动钳上设置有第一制动液压缸、第二制动液压缸；第一制动液压缸固定安装在双盘制动钳靠近外制动盘的一端，第一制动液压缸上设置有外摩擦片，第二制动液压缸固定安装在双盘制动钳靠近内制动盘的一端，第二制动液压缸上设置有内摩擦片；滑动齿轮靠近内摩擦片一端固定有永磁环；所述液力缓速组件设置在外制动盘和内制动盘之间，包括壳体、转子盘、叶片、第二轴承、第一轴承、转子连接套和中间摩擦片，所述转子连接套可转动安装在轴承上，中间摩擦片垂直固定安装在转子连接套靠近内制动盘一端；所述壳体为中空的圆盘形，靠近双盘制动钳的一端外边缘处固定安装双盘制动钳上，壳体分别通过第二轴承、第一轴承安装在转子连接套外圈上，壳体另一端设置有放液螺栓；壳体、第二轴承、第一轴承、放液螺栓和转子连接套形成密闭工作腔，工作腔内可通过放液螺栓充放工作液；转子盘设置在密闭工作腔室内，且垂直安装在转子连接套上，转子盘上间隔设置有叶片。
上述方案中，所述滑动齿轮的轴向尺寸大于内制动盘的轴向尺寸。
上述方案中，所述永磁环为永磁体，其对内制动盘的吸力满足：将内制动盘从靠近中间摩擦片的一端吸附到永磁环上。
一种液力双盘制动器的制动方法，包括纯摩擦制动模式和摩擦制动与液力缓速制动复合制动模式，具体的工作过程如下：
纯摩擦制动模式：当驾驶员踩下制动踏板，液压缸的压力小于永磁环对内制动盘的吸力时，第一制动液压缸和第二制动液压缸分别推动外摩擦片和内摩擦片压向外制动盘和内制动盘，通过摩擦片与制动盘的直接接触摩擦产生常规的摩擦制动力；解除制动时，第一制动液压缸和第二制动液压缸压力撤除，外摩擦片和内摩擦片回位，制动作用消除；
摩擦制动与液力缓速制动复合制动模式：随着驾驶员踩制动踏板力度的增加，当第二制动液压缸的压力大于永磁环与内制动盘的吸力时，内制动盘沿着滑动齿轮向中间摩擦片滑动，当内制动盘与中间摩擦片接触之后，转动的内制动盘带动静止的中间摩擦片、转子连接套、转子盘转动，继而产生液力缓速制动力矩，此时作用在制动盘的制动力矩为摩擦制动力矩和液力缓速制动力矩的叠加；解除制动时，第一制动液压缸和第二制动液压缸压力撤除，外摩擦片和内摩擦片回位，内制动盘在永磁环的吸力作用下，将内制动盘从靠近中间摩擦片的一端吸附到永磁环上，制动作用消除。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
1)本发明采用双盘制动器与液力缓速制动相结合的方式，利用液力缓速制动分担部分的制动力矩，可有效减少摩擦片的磨损，延长制动器的使用寿命。
2)本发明充分利用了已有的双盘制动器结构，在内制动盘与外制动盘之间增加了液力缓速组件。利用内制动盘的轴向移动，实现内制动盘与中间摩擦片接触的中断和连接，完成了对液力缓速制动的操作控制，省去了传统液力缓速制动装置操作控制机构。
3)本发明提供纯摩擦制动模式和摩擦制动与液力缓速制动复合制动模式两种工作模式，可以适应不同的制动工况。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明工作状态结构示意图；
图中：1-外摩擦片，2-第一制动液压缸，3-双盘制动钳，4-壳体，5-转子盘，6-叶片，7-中间摩擦片，8-内制动盘，9-第二制动液压缸，10-内摩擦片，11-滑动齿轮，12-连接轴，13-轴承，14-永磁环，15-转子连接套，16-第二轴承，17-放液螺栓，18-第一轴承，19-外制动盘。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明,但是本发明的保护范围并不限于此。
如附图1所示，本发明一种液力双盘制动器包括内制动盘8、外制动盘19、连接轴12、滑动齿轮11、轴承13、永磁环14、双盘制动钳3和液力缓速组件；外制动盘19、轴承13和滑动齿轮11从左到右依次同轴安装在连接轴12上，连接轴12与汽车上的轮毂和半轴固连；内制动盘8可滑动安装在滑动齿轮11上，且连接轴12、外制动盘19、轴承13、滑动齿轮11、内制动盘8同轴线。
液力缓速组件设置在外制动盘19和内制动盘8之间，包括壳体4、转子盘5、叶片6、第二轴承16、第一轴承18、转子连接套15和中间摩擦片7；转子连接套15为圆环形，内圈可转动安装在轴承13上，中间摩擦片7垂直固定安装在转子连接套15靠近内制动盘8一端；在制动工况下内制动盘8受到内摩擦片10的压力产生轴向移动时，能保证内制动盘8与中间摩擦片7接触摩擦；壳体4为中空的圆盘形，靠近双盘制动钳3的顶端外边缘处固定安装在双盘制动钳3上，壳体4中间部分分别通过第二轴承16、第一轴承18安装在转子连接套15外圈上，壳体4底端设置有放液螺栓17，有利于工作液的排出；壳体4、第二轴承16、第一轴承18、放液螺栓17和转子连接套15形成的密闭工作腔，工作腔内可通过放液螺栓17充放工作；转子盘5设置在密闭工作腔室内，且垂直安装在转子连接套15上；转子盘5上间隔设置有叶片6，叶片6可以在转子盘5的带动下，在充有工作液的密闭工作腔内转动，产生液力缓速制动力矩。
双盘制动钳3与外制动盘19和内制动盘8间隙配合，双盘制动钳3上设置有第一制动液压缸2、第二制动液压缸9；第一制动液压缸2固定安装在双盘制动钳3靠近外制动盘19的一端，第一制动液压缸2上设置有外摩擦片1，第二制动液压缸9固定安装在双盘制动钳3靠近内制动盘8的一端，第二制动液压缸9上设置有内摩擦片10。
滑动齿轮11靠近内摩擦片10一端固定有永磁环14，所述永磁环14为永磁体，其对内制动盘8的吸力满足：将内制动盘8从靠近中间摩擦片7的一端吸附到永磁环14上；可以在非工作状态下将内制动盘8吸附到滑动齿轮11靠近内摩擦片10一端，保证了液力缓速组件动力传递的快速中断。
滑动齿轮11的轴向尺寸大于内制动盘8的轴向尺寸，可以保证内制动盘8可沿滑动齿轮11轴向滑动。
如附图2所示，本发明所述的一种液力双盘制动器工作状态下可提供两种制动模式：纯摩擦制动模式和摩擦制动与液力缓速制动复合制动模式，具体的工作过程如下：
纯摩擦制动模式：当驾驶员踩下制动踏板，液压缸的压力小于永磁环14对内制动盘8的吸力时，第一制动液压缸2和第二制动液压缸9分别推动外摩擦片1和内摩擦片10压向外制动盘19和内制动盘8，通过摩擦片与制动盘的直接接触摩擦产生常规的摩擦制动力，解除制动时，第一制动液压缸2和第二制动液压缸9压力撤除，外摩擦片1和内摩擦片10回位，制动作用消除。
摩擦制动与液力缓速制动复合制动模式：随着驾驶员踩制动踏板力度的增加，当第二制动液压缸9的压力大于永磁环14与内制动盘8的吸力时，内制动盘8会沿着滑动齿轮11向中间摩擦片7滑动，当内制动盘8与中间摩擦片7接触之后，转动的内制动盘8会带动静止的中间摩擦片7转动，中间摩擦片7带动转子连接套15转动，转子连接套15带动转子盘5转动，继而带动间隔设置在转子盘5上的叶片6在充有工作液的工作腔内转动，产生阻碍其旋转的液力缓速制动力矩；此时作用在制动盘的制动力矩为摩擦制动力矩和液力缓速制动力矩的叠加，解除制动时，第一制动液压缸2和第二制动液压缸9压力撤除，外摩擦片1和内摩擦片10回位，内制动盘8在永磁环14的吸力作用下，将内制动盘8从靠近中间摩擦片7的一端吸附到永磁环14上，制动作用消除。
另外，本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”“设置”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解以上术语在本发明中的具体含义。术语“中心”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
综上所述，本发明的内容不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种液力双盘制动器，其特征在于：包括内制动盘(8)、外制动盘(19)、连接轴(12)、滑动齿轮(11)、轴承(13)、永磁环(14)、双盘制动钳(3)和液力缓速组件；
所述外制动盘(19)、轴承(13)和滑动齿轮(11)依次同轴安装在连接轴(12)上，内制动盘(8)可滑动安装在滑动齿轮(11)上，且连接轴(12)、外制动盘(19)、轴承(13)、滑动齿轮(11)、内制动盘(8)同轴线；
所述双盘制动钳(3)与外制动盘(19)和内制动盘(8)间隙配合，双盘制动钳(3)上设置有第一制动液压缸(2)、第二制动液压缸(9)；第一制动液压缸(2)固定安装在双盘制动钳(3)靠近外制动盘(19)的一端，第一制动液压缸(2)上设置有外摩擦片(1)，第二制动液压缸(9)固定安装在双盘制动钳(3)靠近内制动盘(8)的一端，第二制动液压缸(9)上设置有内摩擦片(10)；滑动齿轮(11)靠近内摩擦片(10)一端固定有永磁环(14)；
所述液力缓速组件设置在外制动盘(19)和内制动盘(8)之间，包括壳体(4)、转子盘(5)、叶片(6)、第二轴承(16)、第一轴承(18)、转子连接套(15)和中间摩擦片(7)，所述转子连接套(15)可转动安装在轴承(13)上，中间摩擦片(7)垂直固定安装在转子连接套(15)靠近内制动盘(8)一端；所述壳体(4)为中空的圆盘形，靠近双盘制动钳(3)的一端外边缘处固定安装双盘制动钳(3)上，壳体(4)分别通过第二轴承(16)、第一轴承(18)安装在转子连接套(15)外圈上，壳体(4)另一端设置有放液螺栓(17)；壳体(4)、第二轴承(16)、第一轴承(18)、放液螺栓(17)和转子连接套(15)形成密闭工作腔，工作腔内可通过放液螺栓(17)充放工作液；转子盘(5)设置在密闭工作腔室内，且垂直安装在转子连接套(15)上，转子盘(5)上间隔设置有叶片(6)；
所述永磁环(14)为永磁体，其对内制动盘(8)的吸力满足：将内制动盘(8)从靠近中间摩擦片(7)的一端吸附到永磁环(14)上。
2.根据权利要求1所述的一种液力双盘制动器，其特征在于：所述滑动齿轮(11)的轴向尺寸大于内制动盘(8)的轴向尺寸。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述的液力双盘制动器的制动方法，其特征在于：该制动方法包括纯摩擦制动模式和摩擦制动与液力缓速制动复合制动模式，具体的工作过程如下：
纯摩擦制动模式：当驾驶员踩下制动踏板，液压缸的压力小于永磁环(14)对内制动盘(8)的吸力时，第一制动液压缸(2)和第二制动液压缸(9)分别推动外摩擦片(1)和内摩擦片(10)压向外制动盘(19)和内制动盘(8)，通过摩擦片与制动盘的直接接触摩擦产生常规的摩擦制动力；解除制动时，第一制动液压缸(2)和第二制动液压缸(9)压力撤除，外摩擦片(1)和内摩擦片(10)回位，制动作用消除；
摩擦制动与液力缓速制动复合制动模式：随着驾驶员踩制动踏板力度的增加，当第二制动液压缸(9)的压力大于永磁环(14)与内制动盘(8)的吸力时，内制动盘(8)沿着滑动齿轮(11)向中间摩擦片(7)滑动，当内制动盘(8)与中间摩擦片(7)接触之后，转动的内制动盘(8)带动静止的中间摩擦片(7)、转子连接套(15)、转子盘(5)转动，继而产生液力缓速制动力矩，此时作用在制动盘的制动力矩为摩擦制动力矩和液力缓速制动力矩的叠加；解除制动时，第一制动液压缸(2)和第二制动液压缸(9)压力撤除，外摩擦片(1)和内摩擦片(10)回位，内制动盘(8)在永磁环(14)的吸力作用下，将内制动盘(8)从靠近中间摩擦片(7)的一端吸附到永磁环(14)上，制动作用消除。
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