CN109372914B - 一种用于汽车的智能鼓式制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能汽车技术领域，且公开了一种用于汽车的智能鼓式制动装置，包括制动鼓，所述制动鼓正面的中部固定安装有环形液压油管，所述环形液压油管的顶端和底端均固定安装有制动液压缸Ⅰ，且制动液压缸Ⅰ的内腔与环形液压油管的内部连通。该用于汽车的智能鼓式制动装置，对于密封气缸Ⅰ及活动密封塞内部永磁铁及其磁性强度的设置，使得两组摩擦片在相互转换使用的过程中，不会因为密封气缸Ⅰ或密封气缸Ⅱ内部的二氧化碳气体因温度的降低且体积变大的情况下形成负压，而导致任意一组摩擦片在使用的过程中因温度未达到预设的数值而自动切换的情况，进一步的延长了高温状态下摩擦片的冷却时间。

Description

一种用于汽车的智能鼓式制动装置
技术领域
本发明涉及智能汽车技术领域，具体为一种用于汽车的智能鼓式制动装置。
背景技术
鼓式制动装置就是利用刹车鼓内静止的刹车片与随车轮的转动而转动的摩擦鼓的内面发生摩擦，以产生相应的摩擦力来使车轮的转动速度降低，进而达到刹车目的的制动装置，由于其具有良好的自刹作用及较大的制动力，而被广泛的运用在小型汽车的后轮制动及大型汽车的制动上。
然而由于鼓式制动器采用的都是密封性结构，使得鼓刹在长时间的高负载或者在连续刹车的工作状态下，刹车片与摩擦鼓产生的大量热能无法迅速的散发出去，导致刹车片与摩擦鼓的温度急剧上升，其摩擦系数因高温而减小，最终导致鼓式制动器的刹车性能减弱，出现热衰退的情况，甚至是发生刹车失效的重大安全事故。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种用于汽车的智能鼓式制动装置，具备快速转换刹车片、在连续刹车的过程中不会出现热衰退情况的优点，解决了现有的鼓式制动器采用的都是密封性结构，使得鼓刹在长时间的高负载或者在连续刹车的工作状态下，刹车片与摩擦鼓产生的大量热能无法迅速的散发出去，导致刹车片与摩擦鼓的温度急剧上升，其摩擦系数因高温而减小，最终导致鼓式制动器的刹车性能减弱，出现热衰退的情况，甚至是发生刹车失效的重大安全事故的问题。
(二)技术方案
本发明提供如下技术方案：一种用于汽车的智能鼓式制动装置，包括制动鼓，所述制动鼓正面的中部固定安装有环形液压油管，所述环形液压油管的顶端和底端均固定安装有制动液压缸Ⅰ，且制动液压缸Ⅰ的内腔与环形液压油管的内部连通，所述制动液压缸Ⅰ的内部活动套接有活塞连杆Ⅰ，所述活塞连杆Ⅰ的顶端贯穿并延伸至制动液压缸Ⅰ的顶部且固定安装有制动蹄，所述制动蹄的顶端设有摩擦片，所述环形液压油管的左右两侧均固定安装有制动液压缸Ⅱ，且环形液压油管的内部与制动液压缸Ⅱ的内腔连通，所述制动液压缸Ⅱ的内部活动套接有活塞连杆Ⅱ，且位于制动液压缸Ⅱ内腔中的活塞连杆Ⅱ的外表面活动套接有调节弹簧，所述活塞连杆Ⅱ的一端贯穿并延伸至制动液压缸Ⅱ外部的一侧且与另一组制动蹄一侧的中部固定连接，上下两组所述制动蹄底端的两侧均固定安装有支撑杆，所述支撑杆的一端活动套接有电磁铁，且位于电磁铁内腔中的支撑杆的外表面通过复位弹簧与电磁铁的内部活动连接，右侧顶部所述支撑杆的顶端固定安装有密封气缸Ⅰ，且密封气缸Ⅰ的顶端与顶部制动蹄底端的一侧固定连接，所述密封气缸Ⅰ的内壁活动套接有活动密封塞，所述活动密封塞的底端固定安装有导电块，所述导电块的底端固定安装有另一组活动密封塞，且位于两组活动密封塞之间的密封气缸Ⅰ的内壁固定安装有导电环，所述密封气缸Ⅰ一侧的底部设有气流导管，且密封气缸Ⅰ内腔的底部通过气流导管与密封气缸Ⅱ的内部连通，所述密封气缸Ⅱ的一侧与右侧制动蹄一侧的顶部固定连接，所述制动鼓正面的外沿固定安装有摩擦鼓，且摩擦鼓的内壁与上下两组摩擦片的外表面接触。
优选的，所述调节弹簧的最小弹性强度大于摩擦片与摩擦鼓之间的最大摩擦力，同时电磁铁的磁场强度大于调节弹簧的最大弹性强度。
优选的，所述密封气缸Ⅰ和密封气缸Ⅱ的内部分别充有与密封气缸Ⅰ和密封气缸Ⅱ内腔体积大小相同的二氧化碳气体。
优选的，所述活动密封塞外表面两侧的内部固定安装有永磁铁，同时密封气缸Ⅰ的内壁设有两组永磁铁，同时密封气缸Ⅰ内壁间的两组永磁铁与两组活动密封塞之间距离相同，且两组永磁铁的磁性强度分别等于密封气缸Ⅱ及密封气缸Ⅰ内部的二氧化碳在200℃时的压强。
优选的，所述导电块、两组电磁铁、点火装置、电源及导电环之间串联。
优选的，所述摩擦鼓正面外沿的内部设有蜂窝状通气孔，且通气孔的最内侧与摩擦鼓内壁之间的厚度设为5毫米。
(三)有益效果
本发明具备以下有益效果：
1、该用于汽车的智能鼓式制动装置，通过两组制动液压缸Ⅰ及两组制动液压缸Ⅱ的设置，同时利用电磁铁，在使用汽车的鼓刹进行长时间的高负载或者在连续刹车工作时，可以在两组不同的摩擦片之间实现转换，与现有的鼓刹相比，两组摩擦片在使用的过程中的相互转换，为高温状态下的一组摩擦片提供了大量的时间来散热，而另一组摩擦片可以继续稳定的工作，防止单组的摩擦片在工作时由于温度过高而导致其摩擦系数减小，进而导致鼓式制动器的刹车性能减弱，出现热衰退的问题，有效的提高了汽车在行驶过程中的安全性。
2、该用于汽车的智能鼓式制动装置，对于密封气缸Ⅰ、活动密封塞、导电块、导电环及密封气缸Ⅱ的设置，同时对于在密封气缸Ⅰ和密封气缸Ⅱ的内部充满与其体积大小相同的二氧化碳的设置，在体积不变的情况下，摩擦片因刹车而造成的温度变化，会引发相对应内腔中二氧化碳的压强变换，进而推动活动密封塞向下或向上移动，接通或断开电磁铁，进而利用电磁铁自动的转换两组摩擦片之间的使用关系，进一步的解决了驾驶员无法准确有效的手动的对两组摩擦片在使用过程中自由切换，而导致摩擦片因温度过高而出现热衰退的问题。
3、该用于汽车的智能鼓式制动装置，对于密封气缸Ⅰ及活动密封塞内部永磁铁及其磁性强度的设置，使得两组摩擦片在相互转换使用的过程中，不会因为密封气缸Ⅰ或密封气缸Ⅱ内部的二氧化碳气体因温度的降低且体积变大的情况下形成负压，而导致任意一组摩擦片在使用的过程中因温度未达到预设的数值而自动切换的情况，进一步的延长了高温状态下摩擦片的冷却时间。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构环形液压油管与制动液压缸Ⅰ及制动液压缸Ⅱ的连接示意图；
图3为本发明结构密封气缸Ⅰ的连接安装示意图；
图4为本发明结构密封气缸Ⅰ的内部结构示意图；
图5为本发明结构图4的B处放大示意图；
图6为本发明结构工作流程示意图。
图中：1、制动鼓；2、环形液压油管；3、制动液压缸Ⅰ；4、活塞连杆Ⅰ；5、制动蹄；6、摩擦片；7、制动液压缸Ⅱ；8、活塞连杆Ⅱ；9、调节弹簧；10、支撑杆；11、电磁铁；12、复位弹簧；13、密封气缸Ⅰ；14、活动密封塞；15、导电块；16、导电环；17、气流导管；18、密封气缸Ⅱ；19、摩擦鼓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，一种用于汽车的智能鼓式制动装置，包括制动鼓1，制动鼓1正面的中部固定安装有环形液压油管2，环形液压油管2的顶端和底端均固定安装有制动液压缸Ⅰ3，且制动液压缸Ⅰ3的内腔与环形液压油管2的内部连通，制动液压缸Ⅰ3的内部活动套接有活塞连杆Ⅰ4，活塞连杆Ⅰ4的顶端贯穿并延伸至制动液压缸Ⅰ3的顶部且固定安装有制动蹄5，制动蹄5的顶端设有摩擦片6，环形液压油管2的左右两侧均固定安装有制动液压缸Ⅱ7，且环形液压油管2的内部与制动液压缸Ⅱ7的内腔连通，制动液压缸Ⅱ7的内部活动套接有活塞连杆Ⅱ8，且位于制动液压缸Ⅱ7内腔中的活塞连杆Ⅱ8的外表面活动套接有调节弹簧9，活塞连杆Ⅱ8的一端贯穿并延伸至制动液压缸Ⅱ7外部的一侧且与另一组制动蹄5一侧的中部固定连接，上下两组制动蹄5底端的两侧均固定安装有支撑杆10，支撑杆10的一端活动套接有电磁铁11，且位于电磁铁11内腔中的支撑杆10的外表面通过复位弹簧12与电磁铁11的内部活动连接，右侧顶部支撑杆10的顶端固定安装有密封气缸Ⅰ13，且密封气缸Ⅰ13的顶端与顶部制动蹄5底端的一侧固定连接，密封气缸Ⅰ13的内壁活动套接有活动密封塞14，活动密封塞14的底端固定安装有导电块15，导电块15的底端固定安装有另一组活动密封塞14，且位于两组活动密封塞14之间的密封气缸Ⅰ13的内壁固定安装有导电环16，密封气缸Ⅰ13一侧的底部设有气流导管17，且密封气缸Ⅰ13内腔的底部通过气流导管17与密封气缸Ⅱ18的内部连通，密封气缸Ⅱ18的一侧与右侧制动蹄5一侧的顶部固定连接，制动鼓1正面的外沿固定安装有摩擦鼓19，且摩擦鼓19的内壁与上下两组摩擦片6的外表面接触。
本技术方案中，调节弹簧9的最小弹性强度大于摩擦片6与摩擦鼓19之间的最大摩擦力，同时电磁铁11的磁场强度大于调节弹簧9的最大弹性强度，对于调节弹簧9弹性强度的设置，确保了在电磁铁11未通电时，踩下制动踏板，上下两组摩擦片6会首先工作，而当电磁铁11通电时，踩下制动踏板时，环形液压油管2的内部有足够的压力来挤压左右两组的摩擦片6工作。
本技术方案中，密封气缸Ⅰ13和密封气缸Ⅱ18的内部分别充有与密封气缸Ⅰ13和密封气缸Ⅱ18内腔体积大小相同的二氧化碳气体，二氧化碳作为一种无机物，具有不可燃、不支持燃烧、无毒性等优点，化学性质稳定，作为膨胀气体在高温状态下，不会发生本质的变化，使用时安全稳定且价格便宜。
本技术方案中，活动密封塞14外表面两侧的内部固定安装有永磁铁，且密封气缸Ⅰ13的内壁设有两组永磁铁，同时密封气缸Ⅰ13内壁间的两组永磁铁与两组活动密封塞14之间距离相同，且两组永磁铁的磁性强度分别等于密封气缸Ⅱ18及密封气缸Ⅰ13内部的二氧化碳在200℃时的压强，对于活动密封塞14及密封气缸Ⅰ13上永磁铁及其强度的设置，确保了只有当二氧化碳的温度达到预设的数值时，导电块15才会被推着向下或者向下移动移动接通或者断开电磁铁11的电源，使得左右两侧的摩擦片6开始或者结束工作，完成对在高温状态下的摩擦片6的转换工作。
本技术方案中，导电块15、两组电磁铁11、点火装置、电源及导电环16之间串联，对于导电块15、电磁铁11、点火装置、电源及导电环16之间相互串联的设置，使得该制动器只有满足全部条件时，才会引发摩擦片6之间的转换工作，不会在使用的过程中出现误操作的情况。
本技术方案中，摩擦鼓19正面外沿的内部设有蜂窝状通气孔，且通气孔的最内侧与摩擦鼓19内壁之间的厚度设为5毫米，对于摩擦鼓19上蜂窝状通气孔的设置，有效的增加了摩擦鼓19与外界空气之间的接触面积，从而提高了摩擦鼓19在工作过程中的散热效率。
工作原理，在驾驶人员踩下制动踏板时，接通电磁铁11的电源，同时推动制动液压油进入到环形液压油管2，然后在调节弹簧9的弹力作用下，液压油会首先进入到制动液压缸Ⅰ3中，推动两组活塞连杆Ⅰ4向外侧移动的同时带动上下两组制动蹄5及摩擦片6向外侧移动与摩擦鼓19的内壁发生摩擦，达到减速制动的目的；
当上下两侧的摩擦片6由于长时间的刹车而导致其温度升高时，顶端高温状态下的摩擦片6在热传递的作用下，会造成密封气缸Ⅰ13内腔中的二氧化碳的温度不断升高，根据克拉伯龙方程式，在体积不变的情况下，二氧化碳温度的升高，其密封气缸Ⅰ13内部的压强也在不断的增大，在温度升高到200℃以上时，密封气缸Ⅰ13内部的压强就会大于永磁铁及密封气缸Ⅱ18内部的压强，推动活动密封塞14及导电块15向下一直移动，直到导电块15与导电环16之间发生接触，使得下端活动密封塞14内的永磁铁与密封气缸Ⅰ13下方的永磁铁吸附在一起，同时电磁铁11接通通电产生电磁场，在电磁铁11电磁场的作用下带动上下两组制动蹄5及摩擦片6向内侧移动脱离摩擦鼓19的内壁，同时挤压制动液压油压缩调节弹簧9带动活塞连杆Ⅱ8向左右两侧移动，而且左右两侧的制动蹄5和摩擦片6会与摩擦鼓19的内壁会发生摩擦，进而达到减速制动的目的；
当左右两侧的摩擦片6因刹车而温度达到200℃以上时，密封气缸Ⅱ18内部二氧化碳的压强就会大于下端活动密封塞14内的永磁铁与密封气缸Ⅰ13下方的永磁铁的磁力，推动导电块15及活动密封塞14向上移动，导电块15与导电环16发生断开，同时电磁铁11断电，在调节弹簧9的弹力作用下，挤压液压油带动上下两组活塞连杆Ⅰ4向外侧移动，同时带动上下两侧的制动蹄5及摩擦片6与摩擦鼓19的内壁发生摩擦，完成减速制动的目的；
当上次减速制动的是由左右两侧的制动蹄5及摩擦片6完成的时，再次踩下制动踏板时，电磁铁11也会连通通电，左右两侧的制动蹄5及摩擦片6会先工作，在摩擦片6的温度升高到200℃以上时，重复上述操作步骤，完成减速制动。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于汽车的智能鼓式制动装置，包括制动鼓(1)，其特征在于：所述制动鼓(1)正面的中部固定安装有环形液压油管(2)，所述环形液压油管(2)的顶端和底端均固定安装有制动液压缸Ⅰ(3)，且制动液压缸Ⅰ(3)的内腔与环形液压油管(2)的内部连通，所述制动液压缸Ⅰ(3)的内部活动套接有活塞连杆Ⅰ(4)，所述活塞连杆Ⅰ(4)的顶端贯穿并延伸至制动液压缸Ⅰ(3)的顶部且固定安装有制动蹄(5)，所述制动蹄(5)的顶端设有摩擦片(6)，所述环形液压油管(2)的左右两侧均固定安装有制动液压缸Ⅱ(7)，且环形液压油管(2)的内部与制动液压缸Ⅱ(7)的内腔连通，所述制动液压缸Ⅱ(7)的内部活动套接有活塞连杆Ⅱ(8)，且位于制动液压缸Ⅱ(7)内腔中的活塞连杆Ⅱ(8)的外表面活动套接有调节弹簧(9)，所述活塞连杆Ⅱ(8)的一端贯穿并延伸至制动液压缸Ⅱ(7)外部的一侧且与另一组制动蹄(5)一侧的中部固定连接，上下两组所述制动蹄(5)底端的两侧均固定安装有支撑杆(10)，所述支撑杆(10)的一端活动套接有电磁铁(11)，且位于电磁铁(11)内腔中的支撑杆(10)的外表面通过复位弹簧(12)与电磁铁(11)的内部活动连接，右侧顶部所述支撑杆(10)的顶端固定安装有密封气缸Ⅰ(13)，且密封气缸Ⅰ(13)的顶端与顶部制动蹄(5)底端的一侧固定连接，所述密封气缸Ⅰ(13)的内壁活动套接有活动密封塞(14)，所述活动密封塞(14)的底端固定安装有导电块(15)，所述导电块(15)的底端固定安装有另一组活动密封塞(14)，且位于两组活动密封塞(14)之间的密封气缸Ⅰ(13)的内壁固定安装有导电环(16)，所述密封气缸Ⅰ(13)一侧的底部设有气流导管(17)，且密封气缸Ⅰ(13)内腔的底部通过气流导管(17)与密封气缸Ⅱ(18)的内部连通，所述密封气缸Ⅱ(18)的一侧与右侧制动蹄(5)一侧的顶部固定连接，所述制动鼓(1)正面的外沿固定安装有摩擦鼓(19)，且摩擦鼓(19)的内壁与上下两组摩擦片(6)的外表面接触。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车的智能鼓式制动装置，其特征在于：所述调节弹簧(9)的最小拉伸强度大于摩擦片(6)与摩擦鼓(19)之间的最大摩擦力，同时电磁铁(11)产生的磁力大于调节弹簧(9)的最大拉伸强度。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车的智能鼓式制动装置，其特征在于：所述密封气缸Ⅰ(13)和密封气缸Ⅱ(18)的内部分别充有与密封气缸Ⅰ(13)和密封气缸Ⅱ(18)内腔体积大小相同的二氧化碳气体。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车的智能鼓式制动装置，其特征在于：所述活动密封塞(14)外表面两侧的内部固定安装有永磁铁，同时密封气缸Ⅰ(13)的内壁设有两组永磁铁，同时密封气缸Ⅰ(13)内壁间的两组永磁铁与两组活动密封塞(14)之间距离相同，且两组永磁铁的产生的磁力分别等于密封气缸Ⅱ(18)及密封气缸Ⅰ(13)内部的二氧化碳在200℃时的气压压力。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车的智能鼓式制动装置，其特征在于：所述导电块(15)、两组电磁铁(11)、点火装置、电源及导电环(16)之间串联。
6.根据权利要求1所述的一种用于汽车的智能鼓式制动装置，其特征在于：所述摩擦鼓(19)正面外沿的内部设有蜂窝状通气孔，且通气孔的最内侧与摩擦鼓(19)内壁之间的厚度设为5毫米。
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