CN109915511B - 一种汽车盘式制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车盘式制动系统，属于汽车配件技术领域。制动钳卡的两端分别具有一个位于刹车盘两侧的制动端，制动端开设有与液压通道相通、且与刹车盘垂直的阀孔，阀孔内滑动连接有一制动活塞，制动活塞的外端与液压通道的内壁之间连接有一复位弹簧，制动活塞的内端开设有一导向孔，两个轴承之间设置有套设在安装轴上的扭簧，扭簧的两端分别连接导向孔内壁和安装轴外壁，安装轴的另一端具有一腰形的、与刹车盘平行的安装板，安装板的内侧面固定设置有两块圆形的制动片；在制动活塞复位状态下，同一安装板上的两个制动片之间的连线与刹车盘的径线之间呈小于90°的倾角。本发明具有能够在制动前提供预制动等优点。

Description

一种汽车盘式制动系统

技术领域

本发明属于汽车配件技术领域，涉及一种汽车盘式制动系统。

背景技术

汽车盘式刹车是通过制动钳卡对刹车盘的两侧进行夹持提供制动力的，动力来源于液压驱动的活塞，活塞端部设置有制动片，活塞推进制动片与刹车盘接触实现摩擦制动，液压的大小通过踏板行程控制，制动片使用一段时间后需要更换，原因在于其磨损导致相同的踏板行程下制动力的削弱，造成安全隐患，也就是说盘式制动系统的制动片无法进行自动的补偿，制动片磨损后需要人为的调整，以对磨损间隙进行补偿。

制动钳卡两端的两个制动片同步靠近刹车盘，两者接触的位置位于刹车盘正对的两侧面，在摩擦制动的过程中造成的热量均集中在该部位，造成该部位热集中，影响制动效果的同时，对制动片和刹车盘的磨损会加剧，不利于制动系统中磨损件的使用寿命和耐久性。

造成制动片和刹车盘高温的因素不止上述一个，制动片靠近制动盘并与之接触时的缓冲全部依赖于液压油，其缓冲效果很差，基本上可以说是没有，首先液压油受到的反作用存在较大的延迟，再者液体的压缩空间非常有限，紧急制动时，制动片直接靠近刹车盘，刚性接触造成集热的同时，点动制动效果依赖于ABS泵和制动分泵的控制程序，使制动系统的结构复杂，电控元件的可靠性直接影响制动系统的可靠性，而且，通过ABS泵控制制动片点动接触刹车盘存在延迟，对制动片的磨损较大。

现有的盘式制动系统中，刹车盘的磨损位置单一(与制动片接触的环形区域)，磨损轨迹单一(沿接触的环形区域顺时针或逆时针方向磨损)，而现有的刹车盘基本上采用槽式通风结构或孔式通风结构，其表面也镀有或涂有或热处理有防锈、耐磨层，磨损位置和磨损轨迹的单一，会造成防锈耐磨层快速的被磨损殆尽，造成生锈、制动效果差等问题。这里要说的就是现有制动系统存在的刹车盘利用不充分的问题，受到制动钳卡和其相关部件的安装位置的影响，制动片只能够占用刹车盘很小的区域，大部分位置处于空闲和不能够利用的部位，使制动时的摩擦接触面积较小、制动效果较差、磨损位置单一、不能够充分利用刹车盘的两侧表面。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种汽车盘式制动系统，本发明所要解决的技术问题是如何提供制动过程中的缓冲，使制动系统具有预制动的效果。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车盘式制动系统，其特征在于，本盘式制动系统包括制动钳卡和刹车盘，所述制动钳卡内具有一液压通道，所述制动钳卡的两端分别具有一个位于刹车盘两侧的制动端，所述制动端开设有与液压通道相通、且与刹车盘垂直的阀孔，所述阀孔内滑动连接有一制动活塞，所述制动活塞的外端与液压通道的内壁之间连接有一复位弹簧，所述制动活塞的内端开设有一导向孔，所述导向孔内插设有一安装轴，所述安装轴的外端与导向孔之间通过两个轴承相连，两个轴承分别位于导向孔的两端，两个轴承之间设置有套设在安装轴上的扭簧，所述扭簧的两端分别连接导向孔内壁和安装轴外壁，所述安装轴的另一端具有一腰形的、与刹车盘平行的安装板，所述安装板的内侧面固定设置有两块圆形的制动片，两块制动片分别位于安装板的两端，两块制动片之间具有间隙；所述液压通道上连通有一供油接管；在制动活塞复位状态下，同一安装板上的两个制动片之间的连线与刹车盘的径线之间呈小于90°的倾角。

供油接管连接制动主泵，制动主泵受到制动踏板的制动信号而使液压通道内制动液压力增大，使制动活塞向制动片的方向移动，当制动片与高速旋转的刹车盘接触时，同一安装板上的两个制动片由于离刹车盘的圆心之间的距离不相同，导致两个制动片的工作状态如下：制动片与刹车盘之间相对运动，即传统制动盘式制动的制动方式；离刹车盘圆心较远的制动片和离刹车盘圆心较近的制动片均绕安装轴的轴线旋转，并作用于扭簧进行预紧，旋转角度在180°以内，在刹车盘速度没有降低至反作用扭簧之前，同一安装板上的两个制动片处于竖直分布的状态，对刹车盘的摩擦位置不断的变化，两个制动片绕安装轴旋转一周形成的圆的直径即为刹车片上环形摩擦区域的厚度，相比传统制动方式而言，在相同面积的制动片的情况下，刹车盘上的摩擦面积大大增大，由于摩擦位置不断的发生变化，刹车片上的热量能够快速的散去，相比传统制动方式，制动片的磨损小，刹车盘的集热温度低。

从理论上而言，只要初始状下两块制动片不处于纵向分布的状态，在与刹车盘接触时，两块制动片均会以安装轴为中心发生旋转，在受力不同的情况下就会绕安装轴旋转。

在安装轴旋转的过程中，离安装轴较远的制动片与刹车盘相对运动的线速度大于离安装轴较远的制动片与刹车盘相对运动的线速度，直至两块制动片纵向分布，在此过程中，由于两个制动片摩擦刹车盘的轨迹并不是刹车盘的切线方向，制动力方向不断变化，制动力较小，待两块制动片处于刹车盘切线方向时，且安装轴不再旋转时达到最大制动力，也就是说在达到最大制动力之前，制动片对刹车盘有一个预制动的过程，避免急踩制动踏板造成的制动效果较差的情况发生，即点动制动效果。

制动结束后，扭簧驱使安装轴复位，配合ABS泵对制动活塞的控制，可以反复的使制动片对刹车盘进行预制动，预制动过程一瞬间完成，在一定程度上增大制动时长，可以通过对ABS泵的机制进行调整来克服，比如防抱死松盘频率减小等。

在上述的一种汽车盘式制动系统中，每个所述制动端均设置有一个能够对制动片进行磨损补偿的自动补偿机构，所述自动补偿机构包括开设在制动钳卡上且与安装轴同轴的滑孔，所述滑孔内滑动连接有一调节套，所述调节套的内端与复位弹簧的外端抵靠，所述制动端外侧的安装端上固定设置有一补偿油缸，所述调节套的外端插设并滑动连接在补偿油缸内，所述制动活塞上、安装轴上和调节套上均开设有一处于同一轴线上的调节孔，所述自动补偿机构还包括一衡量杆，所述衡量杆插设在各调节孔内，所述衡量杆能够沿调节孔轴向移动，所述衡量杆的内端面与制动片的内侧面处于同一平面内，所述补偿油缸内填充有液压油，所述衡量杆的横截面面积占补偿油缸横截面面积的一半，所述滑孔内壁与调节套外壁之间设置有限制调节套向外端移动的止回结构。

制动片磨损后，衡量杆会贴近刹车盘，使衡量杆受到向外移动的驱动力，衡量杆外端在补偿油缸内的位置发生变化，驱使补偿油缸内液压油压力增大，进而推动调节套向内移动，调节套与制动活塞之间的复位弹簧预紧力作用下驱使制动活塞向靠近刹车盘的方向移动，由于衡量杆的横截面面积占补偿油缸横截面面积的一半，所以，衡量杆向外移动的距离与制动活塞向内移动的距离相等，从而补偿制动片的磨损厚度，即对制动片与刹车盘之间的制动间隙进行补偿。

止回结构限制调节套向外移动，防止补偿间隙反弹。

在上述的一种汽车盘式制动系统中，所述止回结构包括若干个周向均匀开设在滑孔内壁上的止回孔，所述止回孔靠近滑孔内壁的一端向刹车盘的外侧倾斜，所述止回孔内置有一钢珠，所述钢珠与止回孔底面之间连接有一压紧弹簧；所述止回孔开口处设置有一导向曲面，所述导向曲面平滑过渡止回孔内壁和远离刹车盘一端的滑孔内壁面。

由于止回孔内端向刹车盘的外侧倾斜，调节套向刹车盘方向移动时，钢珠受到挤压而驱使压紧弹簧收缩，钢珠对调节套的压力消失，当调节套具有向远离刹车盘的方向移动的趋势时，钢珠受到调节套的推动而向远离刹车盘的方向移动，钢珠挤入调节套与滑孔之间的缝隙内，压紧弹簧被拉伸，调节套被卡死，从而无法继续移动，再加上导向曲面的导向作用，钢珠向远离刹车盘方向移动更加灵敏，增大了止回灵敏度。

在上述的一种汽车盘式制动系统中，所述止回结构包括一齿条和一簧片，所述齿条固定在调节套的外壁上，所述簧片固定在滑孔的内壁上。

在上述的一种汽车盘式制动系统中，所述刹车盘上与衡量杆内端对应的位置具有一环槽，所述环槽内具有若干凸起。

凸起的作用能够增大刹车盘对衡量杆的推动力，同时，环槽的设置能够大大提高制动片的散热效果，在制动片与刹车盘贴紧时，环槽形成的通风通道在制动片上的位置不断的变化，使散热效果增强，传统的制动方式中通风槽与制动片的位置恒定，影响制动片的磨损均匀性和通风效果。

两个制动片之间存在的间隙也能够增大制动片的散热效果，且使磨损形成的粉末和刹车盘上被磨掉的灰尘、泥土等能够顺着两个制动片之间的缝隙排出，防止杂质对制动片和刹车盘的二次磨损。

附图说明

图1是本制动系统的整体结构示意图。

图2是两块制动片与安装板之间的结构示意图。

图3是图1中局部A的放大图。

图中，1、制动钳卡；11、液压通道；12、制动活塞；13、复位弹簧；14、安装轴；15、扭簧；16、安装板；17、制动片；2、刹车盘；21、环槽；3、供油接管；41、调节套；42、补偿油缸；43、衡量杆；44、止回孔；45、钢珠；46、压紧弹簧；47、导向曲面。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示，本盘式制动系统包括制动钳卡1和刹车盘2，制动钳卡1内具有一液压通道11，制动钳卡1的两端分别具有一个位于刹车盘2两侧的制动端，制动端开设有与液压通道11相通、且与刹车盘2垂直的阀孔，阀孔内滑动连接有一制动活塞12，制动活塞12的外端与液压通道11的内壁之间连接有一复位弹簧13，制动活塞12的内端开设有一导向孔，导向孔内插设有一安装轴14，安装轴14的外端与导向孔之间通过两个轴承相连，两个轴承分别位于导向孔的两端，两个轴承之间设置有套设在安装轴14上的扭簧15，扭簧15的两端分别连接导向孔内壁和安装轴14外壁，安装轴14的另一端具有一腰形的、与刹车盘2平行的安装板16，安装板16的内侧面固定设置有两块圆形的制动片17，两块制动片17分别位于安装板16的两端，两块制动片17之间具有间隙；液压通道11上连通有一供油接管3；在制动活塞12复位状态下，同一安装板16上的两个制动片17之间的连线与刹车盘2的径线之间呈小于90°的倾角。

供油接管3连接制动主泵，制动主泵受到制动踏板的制动信号而使液压通道11内制动液压力增大，使制动活塞12向制动片17的方向移动，当制动片17与高速旋转的刹车盘2接触时，同一安装板16上的两个制动片17由于离刹车盘2的圆心之间的距离不相同，导致两个制动片17的工作状态如下：制动片17与刹车盘2之间相对运动，即传统制动盘式制动的制动方式；离刹车盘2圆心较远的制动片17和离刹车盘2圆心较近的制动片17均绕安装轴14的轴线旋转，并作用于扭簧15进行预紧，旋转角度在180°以内，在刹车盘2速度没有降低至反作用扭簧15之前，同一安装板16上的两个制动片17处于竖直分布的状态，对刹车盘2的摩擦位置不断的变化，两个制动片17绕安装轴14旋转一周形成的圆的直径即为刹车片上环形摩擦区域的厚度，相比传统制动方式而言，在相同面积的制动片17的情况下，刹车盘2上的摩擦面积大大增大，由于摩擦位置不断的发生变化，刹车片上的热量能够快速的散去，相比传统制动方式，制动片17的磨损小，刹车盘2的集热温度低。

从理论上而言，只要初始状下两块制动片17不处于纵向分布的状态，在与刹车盘2接触时，两块制动片17均会以安装轴14为中心发生旋转，在受力不同的情况下就会绕安装轴14旋转。

在安装轴14旋转的过程中，离安装轴14较远的制动片17与刹车盘2相对运动的线速度大于离安装轴14较远的制动片17与刹车盘2相对运动的线速度，直至两块制动片17纵向分布，在此过程中，由于两个制动片17摩擦刹车盘2的轨迹并不是刹车盘2的切线方向，制动力方向不断变化，制动力较小，待两块制动片17处于刹车盘2切线方向时，且安装轴14不再旋转时达到最大制动力，也就是说在达到最大制动力之前，制动片17对刹车盘2有一个预制动的过程，避免急踩制动踏板造成的制动效果较差的情况发生，即点动制动效果。

制动结束后，扭簧15驱使安装轴14复位，配合ABS泵对制动活塞12的控制，可以反复的使制动片17对刹车盘2进行预制动，预制动过程一瞬间完成，在一定程度上增大制动时长，可以通过对ABS泵的机制进行调整来克服，比如防抱死松盘频率减小等。

每个制动端均设置有一个能够对制动片17进行磨损补偿的自动补偿机构，如图3所示，自动补偿机构包括开设在制动钳卡1上且与安装轴14同轴的滑孔，滑孔内滑动连接有一调节套41，调节套41的内端与复位弹簧的外端抵靠，制动端外侧制动端上固定设置有一补偿油缸42，调节套41的外端插设并滑动连接在补偿油缸42内，制动活塞12上、安装轴14上和调节套41上均开设有一处于同一轴线上的调节孔，自动补偿机构还包括一衡量杆43，衡量杆43插设在各调节孔内，衡量杆43能够沿调节孔轴向移动，衡量杆43的内端面与制动片17的内侧面处于同一平面内，补偿油缸42内填充有液压油，衡量杆43的横截面面积占补偿油缸42横截面面积的一半，滑孔内壁与调节套41外壁之间设置有限制调节套41向外端移动的止回结构。

制动片17磨损后，衡量杆43会贴近刹车盘2，使衡量杆43受到向外移动的驱动力，衡量杆43外端在补偿油缸42内的位置发生变化，驱使补偿油缸42内液压油压力增大，进而推动调节套41向内移动，调节套41与制动活塞12之间的复位弹簧13预紧力作用下驱使制动活塞12向靠近刹车盘2的方向移动，由于衡量杆43的横截面面积占补偿油缸42横截面面积的一半，所以，衡量杆43向外移动的距离与制动活塞12向内移动的距离相等，从而补偿制动片17的磨损厚度，即对制动片17与刹车盘2之间的制动间隙进行补偿。

止回结构限制调节套41向外移动，防止补偿间隙反弹。

止回结构包括若干个周向均匀开设在滑孔内壁上的止回孔44，止回孔44靠近滑孔内壁的一端向刹车盘2的外侧倾斜，止回孔44内置有一钢珠45，钢珠45与止回孔44底面之间连接有一压紧弹簧46；止回孔44开口处设置有一导向曲面47，导向曲面47平滑过渡止回孔44内壁和远离刹车盘2一端的滑孔内壁面。

由于止回孔44内端向刹车盘2的外侧倾斜，调节套41向刹车盘2方向移动时，钢珠45受到挤压而驱使压紧弹簧46收缩，钢珠45对调节套41的压力消失，当调节套41具有向远离刹车盘2的方向移动的趋势时，钢珠45受到调节套41的推动而向远离刹车盘2的方向移动，钢珠45挤入调节套41与滑孔之间的缝隙内，压紧弹簧46被拉伸，调节套41被卡死，从而无法继续移动，再加上导向曲面47的导向作用，钢珠45向远离刹车盘2方向移动更加灵敏，增大了止回灵敏度。

止回结构包括一齿条和一簧片，齿条固定在调节套41的外壁上，簧片固定在滑孔的内壁上。

刹车盘2上与衡量杆43内端对应的位置具有一环槽21，环槽21内具有若干凸起。凸起的作用能够增大刹车盘2对衡量杆43的推动力，同时，环槽21的设置能够大大提高制动片17的散热效果，在制动片17与刹车盘2贴紧时，环槽21形成的通风通道在制动片17上的位置不断的变化，使散热效果增强，传统的制动方式中通风槽与制动片17的位置恒定，影响制动片17的磨损均匀性和通风效果。

两个制动片17之间存在的间隙也能够增大制动片17的散热效果，且使磨损形成的粉末和刹车盘2上被磨掉的灰尘、泥土等能够顺着两个制动片17之间的缝隙排出，防止杂质对制动片17和刹车盘2的二次磨损。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种汽车盘式制动系统，其特征在于，本盘式制动系统包括制动钳卡(1)和刹车盘(2)，所述制动钳卡(1)内具有一液压通道(11)，所述制动钳卡(1)的两端分别具有一个位于刹车盘(2)两侧的制动端，所述制动端开设有与液压通道(11)相通、且与刹车盘(2)垂直的阀孔，所述阀孔内滑动连接有一制动活塞(12)，所述制动活塞(12)的外端与液压通道(11)的内壁之间连接有一复位弹簧(13)，所述制动活塞(12)的内端开设有一导向孔，所述导向孔内插设有一安装轴(14)，所述安装轴(14)的外端与导向孔之间通过两个轴承相连，两个轴承分别位于导向孔的两端，两个轴承之间设置有套设在安装轴(14)上的扭簧(15)，所述扭簧(15)的两端分别连接导向孔内壁和安装轴(14)外壁，所述安装轴(14)的另一端具有一腰形的、与刹车盘(2)平行的安装板(16)，所述安装板(16)的内侧面固定设置有两块圆形的制动片(17)，两块制动片(17)分别位于安装板(16)的两端，两块制动片(17)之间具有间隙；所述液压通道(11)上连通有一供油接管(3)；在制动活塞(12)复位状态下，同一安装板(16)上的两个制动片(17)之间的连线与刹车盘(2)的径线之间呈小于90°的倾角。

2.根据权利要求1所述一种汽车盘式制动系统，其特征在于，每个所述制动端均设置有一个能够对制动片(17)进行磨损补偿的自动补偿机构，所述自动补偿机构包括开设在制动钳卡(1)上且与安装轴(14)同轴的滑孔，所述滑孔内滑动连接有一调节套(41)，所述调节套(41)的内端与复位弹簧的外端抵靠，所述制动端外侧的安装端上固定设置有一补偿油缸(42)，所述调节套(41)的外端插设并滑动连接在补偿油缸(42)内，所述制动活塞(12)上、安装轴(14)上和调节套(41)上均开设有一处于同一轴线上的调节孔，所述自动补偿机构还包括一衡量杆(43)，所述衡量杆(43)插设在各调节孔内，所述衡量杆(43)能够沿调节孔轴向移动，所述衡量杆(43)的内端面与制动片(17)的内侧面处于同一平面内，所述补偿油缸(42)内填充有液压油，所述衡量杆(43)的横截面面积占补偿油缸(42)横截面面积的一半，所述滑孔内壁与调节套(41)外壁之间设置有限制调节套(41)向外端移动的止回结构。

3.根据权利要求2所述一种汽车盘式制动系统，其特征在于，所述止回结构包括若干个周向均匀开设在滑孔内壁上的止回孔(44)，所述止回孔(44)靠近滑孔内壁的一端向刹车盘(2)的外侧倾斜，所述止回孔(44)内置有一钢珠(45)，所述钢珠(45)与止回孔(44)底面之间连接有一压紧弹簧(46)；所述止回孔(44)开口处设置有一导向曲面(47)，所述导向曲面(47)平滑过渡止回孔(44)内壁和远离刹车盘(2)一端的滑孔内壁面。

4.根据权利要求2所述一种汽车盘式制动系统，其特征在于，所述止回结构包括一齿条和一簧片，所述齿条固定在调节套(41)的外壁上，所述簧片固定在滑孔的内壁上。

5.根据权利要求2或3或4所述一种汽车盘式制动系统，其特征在于，所述刹车盘(2)上与衡量杆(43)内端对应的位置具有一环槽(21)，所述环槽(21)内具有若干凸起。

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