CN110588600B - 一种风冷制动散热系统及装载机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动系统技术领域，具体公开了一种风冷制动散热系统及装载机，该风冷制动散热系统包括气‑液钳盘式制动器、气源、第一喷气组件和节流阀。第一喷气组件包括第一连接管和设置于第一连接管上的至少一个第一喷气嘴，气源与第一管路连接，第一管路通过节流阀与第一连接管连接，第一喷气嘴用于给制动器散热。气源提供的气体在经过节流阀节流后通过第一喷气组件的第一喷气嘴喷出，以对制动器进行强制风冷，可以使制动器制动过程中产生的热量及时散发，防止制动器因温度过高，同时通过降低制动器的温度间接地对制动钳中流经的制动液进行降温，相比现有技术，可避免制动液冒油，防止制动失效。装载机包括上述风冷制动散热系统。

Description

一种风冷制动散热系统及装载机

技术领域

本发明涉及制动系统技术领域，尤其涉及一种风冷制动散热系统及装载机。

背景技术

目前的工程机械中，以装载机为例，其一般有两种制动系统，一种是气-液钳盘式制动系统；另一种是全液压制动系统。

气-液钳盘式制动系统由空气压缩机、油水分离器组合阀、储气罐、气制动阀、加力泵和制动器及相关管路组成。空气压缩机在发动机的驱动下提供压缩气体，经过油水分离器干燥，储存到储气罐里，整机通过脚制动阀控制进入制动管路的气压，经加力泵气动活塞增力，以推动制动钳，将制动摩擦片压紧于制动盘，产生摩擦力矩而制动，实现车速控制。

气-液钳盘式制动系统的优点：第一、在输出较大制动力矩情况下，尺寸和质量一般较小；第二、制动器受摩擦系数影响较小，制动性能较为稳定；第三、水稳定性较好，在浸水后效能降低较少，只需要经一两次制动即可恢复正常。第四、盘式制动器容易实现自动调整，维修方便；第五、盘式制动器不易发生较大变形等。

气-液钳盘式制动系统的缺点：第一、气源气压实现线性控制精度较差；第二、气源清洁度控制难度大，引起制动元件故障率高；第三、制动过程中制动盘和摩擦片发热，引起制动液冒油，致使制动失效，其中该项故障占制动系统故障率的40％。

对于气-液钳盘式制动系统在制动过程中因发热导致的制动失效，相关技术中提出在驱动桥的制动器上增加水冷装置，在制动器增加喷水冷却后，虽然能够将温度降低，但是由于制动摩擦片和制动盘摩擦，喷水加快了制动盘损坏，同样容易导致制动失效。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种风冷制动散热系统及装载机，以解决现有技术中对气-液钳盘式制动系统中的制动器采用水冷，容易导致制动盘加快损坏，引起制动失效的问题。

一方面，本发明提供一种风冷制动散热系统，该风冷制动散热系统包括：气-液钳盘式制动器、气源、节流阀和第一喷气组件；

所述气源与第一管路连接，所述第一喷气组件包括第一连接管，以及设置于所述第一连接管上的至少一个第一喷气嘴，所述第一管路通过所述节流阀与所述第一连接管连接，所述第一喷气嘴用于给所述制动器散热。

作为风冷制动散热系统的优选技术方案，所述气源为车载空气压缩机。

作为风冷制动散热系统的优选技术方案，所述风冷制动散热系统还包括均设置于所述第一管路上的储气罐和压力控制阀，所述压力控制阀用于将所述第一管路中气体的气压控制在预设压力以上，沿气体的流向，所述压力控制阀位于所述节流阀的上游。

作为风冷制动散热系统的优选技术方案，所述风冷制动散热系统还包括油水分离器，沿气体的流向，所述油水分离器位于所述储气罐的上游。

作为风冷制动散热系统的优选技术方案，所述气源为安装于车辆上的鼓风机。

作为风冷制动散热系统的优选技术方案，风冷制动散热系统还包括设置于所述第一管路上减压阀，沿气体的流向，所述减压阀位于所述节流阀的上游。

作为风冷制动散热系统的优选技术方案，所述制动器包括制动盘和制动钳，各所述第一喷气嘴均朝向所述制动盘和所述制动钳之间的空隙。

作为风冷制动散热系统的优选技术方案，所述风冷制动散热系统还包括踩踏气制动阀、制动油箱、加力泵、第二管路以及第二喷气组件，所述加力泵包括设置于所述加力泵上的吸液口、出液口和进气口，以及设置于所述加力泵内的活塞，所述吸液口和所述出液口均位于所述活塞的第一侧，所述进气口位于所述活塞的第二侧，所述进气口与所述踩踏气制动阀连通，所述踩踏气制动阀与所述第一管路连接，所述吸液口与所述制动油箱连接，所述出液口与所述所述制动钳连接；

所述第二喷气组件包括第二连接管，以及设置于所述第二连接管上的至少一个第二喷气嘴，所述第二连接管通过所述第二管路与所述气源连接，所述第二喷气嘴用于给所述制动油箱散热。

作为风冷制动散热系统的优选技术方案，所述第一喷气组件包括多个设置于所述第一连接管上的所述第一喷气嘴，且多个所述第一喷气嘴排列成一字型，且任意相邻的两个所述第一喷气嘴之间的间距相等。

另一方面，本发明提供一种装载机，包括上述任一方案中的风冷制动散热系统。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种装载机，该一种装载机包括风冷制动散热系统，该风冷制动散热系统包括：气-液钳盘式制动器、气源、第一喷气组件和节流阀。第一喷气组件包括第一连接管和设置于第一连接管上的至少一个第一喷气嘴，气源与第一管路连接，第一管路通过节流阀与第一连接管连接，第一喷气嘴用于给制动器散热。气源提供的气体在经过节流阀节流后通过第一喷气组件的第一喷气嘴喷出，以对制动器进行强制风冷，可以使制动器制动过程中产生的热量及时散发，防止制动器因温度过高，同时通过降低制动器的温度间接地对制动钳中流经的制动液进行降温，相比现有技术，可避免制动液冒油，防止制动失效。

附图说明

图1为本发明实施例一中风冷制动散热系统的结构示意图一；

图2为本发明实施例中第一喷气组件的结构示意图；

图3为本发明实施例一中风冷制动散热系统的结构示意图二；

图4为本发明实施例二中风冷制动散热系统的结构示意图。

图中：

1、车载空气压缩机；2、第一管路；3、油水分离器；4、储气罐；5、压力控制阀；6、节流阀；7、第一喷气组件；71、第一连接管；72、第一喷气嘴；8、鼓风机；9、减压阀；10、踩踏气制动阀；11、制动油箱；12、气动开关阀；13、加力泵；131、吸液口；132、出液口；133、进气口；14、第二管路；15、第二喷气组件；151、第二连接管；152、第二喷气嘴；16、单向阀；17、过滤器；

100、制动器；101、制动钳；102、制动盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1～3所示，本实施例提供一种风冷制动散热系统，该风冷制动散热系统能够对气-液钳盘式制动器100进行散热，制动器100包括制动盘102、摩擦片和制动钳101，制动钳101通过驱动摩擦片压紧制动盘102以实现制动。该风冷制动散热系统包括气-液钳盘式制动器100、气源、第一喷气组件7和节流阀6。气源用于给第一喷气组件7供气，节流阀6设置于第一管路2和第一喷气组件7之间，通过节流阀6对第一管路2中的气流进行节流，以控制从第一喷气组件7中喷出的气体的流量，通过第一喷气组件7对制动器100进行强制风冷散热。具体地，第一喷气组件7包括第一连接管71和设置于第一连接管71上的至少一个第一喷气嘴72，气源与第一管路2连接，第一管路2通过节流阀6与第一连接管71连接，第一喷气嘴72用于给制动器100散热。

本实施例提供的冷制动散热系统，气源提供的气体在经过节流阀6节流后通过第一喷气组件7的第一喷气嘴72喷出，以对制动器100进行强制风冷，可以使制动器100制动过程中产生的热量及时散发，防止制动器100因温度过高，同时通过降低制动器100的温度间接地对制动钳101中的制动液进行降温，相比现有技术，可避免制动液冒油，防止制动失效。

本实施例中，各第一喷气嘴72均朝向制动盘102和制动钳101之间的空隙。可加快制动盘102和制动钳101之间的空气流动，便于通过气流快速降低制动盘102和制动钳101的温度，同时，可间接提高对制动液的降温效率。优选地，第一喷气组件7的第一连接管71上设置有多个第一喷气嘴72，多个第一喷气嘴72排列成一字型，且任意相邻的两个第一喷气嘴72之间的间距相等。具体地，第一喷气嘴72共有5个，并且5个第一喷气嘴72采用自而下的方式排列，每个第一喷气嘴72的孔径是2mm，在作业过程中，第一喷气嘴72对制动钳101和制动盘102一直进行强制风冷，达到散热效果。并且，通过对制动器100进行风冷，还可以避免尘土附着于制动器100上，可以保障制动器100和外界空气良好的热辐射效果。

本实施例中，第一喷气组件7在安装时，选择靠近制动盘102和制动钳101距离相对较近的位置，安装原则主要是安装距离相对较近，并使气流可以在摩擦片内循环，当制动钳101驱动摩擦片压紧于制动盘102制动时，可以将制动产生的热量通过气流尽快带走，达到降温效果。

本实施例中，气源为车载空气压缩机1。

可选地，风冷制动散热系统还包括均设置于第一管路2上的储气罐4和压力控制阀5，储气罐4能有稳压、节能、缓冲压力和对气体冷却的作用，储气罐4除了用于给气-液钳盘式制动系统提供散热用的气体之外，需要注意的是，储气罐4在选用时，其使用设计压力优先需要保证气-液钳盘式制动系统不会因为温度过高导致制动失效，储气罐4的使用设计压力值为0.8～1.2Mpa，当储气罐4中的气压达到使用设计压力值时，本实施例中，储气罐4停止充气。储气罐4的容量为42±10L。

沿气体的流向，压力控制阀5位于节流阀6的上游。压力控制阀5被配置为仅当第一管路2中气体的气压大于预设压力时，压力控制阀5打开，以允许气体从其中通过。相应地，当第一管路2中气体的压力小于预设压力时，压力控制阀5关闭，气体不再通过压力控制阀5。本实施例中，压力控制阀5位于储气罐4和压力控制阀5之间，通过设置压力控制阀5能够保证储气罐4中的压力不会过低。压力控制阀5的预设压力为0.4～0.8MPa。

可选地，风冷制动散热系统还包括油水分离器3，沿气体的流向，油水分离器3位于储气罐4的上游。经过油水分离器3分离的气体进入储气罐4，油水分离器3的作用是当储气罐4的压力低于设计压力时，对储气罐4充气，并分离气体中的油和水。

可选地，该风冷制动散热系统还包括多个温度传感器以及安装在第一管路2上且位于压力控制阀5和节流阀6之间的开关控制阀，多个温度传感器用于采集制动器100的温度，或者采集制动液的温度，当任何一个温度传感器采集的温度超过上限温度后，开关控制阀打开，以对制动器100进行强制风冷。上限温度可以为40℃。

可选地，风冷制动散热系统还包括踩踏气制动阀10、制动油箱11、加力泵13、第二管路14以及第二喷气组件15，加力泵13包括设置于加力泵13上吸液口131、出液口132和进气口133，以及设置于加力泵13内的活塞，吸液口131和出液口132均位于活塞的第一侧，进气口133位于活塞的第二侧，吸液口131与制动油箱11连接，出液口132与制动钳101连接，进气口133与踩踏气制动阀10连通，踩踏气制动阀10与第一管路2连接。具体地，本实施例中沿气体的流动方向，踩踏气制动阀10与第一管路2连接于储气罐4的下游，储气罐4储存的气体还可用于给气-液钳盘式制动系统中的加力泵13供气，以提供制动压力。第二喷气组件15包括第二连接管151，以及设置于第二连接管151上的至少一个第二喷气嘴152，第二连接管151通过第二管路14与气源连接，第二喷气嘴152用于给制动油箱11散热。通过对制动油箱11进行强制风冷，可以进一步加快对进入制动钳101的制动液进行降温，保障制动的稳定性。

本实施例中，活塞将泵体内的空腔分隔为油腔和气腔，进气口133与气腔连通，吸液口131和出液口132均与油腔连通，踩下踩踏气制动阀10，气流能够通过踩踏气制动阀10和进气口133进入到气腔中，并推动活塞压缩移动，从而将油腔中的制动油推动至制动钳101进行制动。

可选地，风冷制动散热系统还包括单向阀16和气动开关阀12，单向阀16设置于出液口132和制动钳101的进液口之间，且制动液仅能从加力泵13进入到制动钳101，气动开关阀12连接各个制动钳的回液口和制动油箱11，并且气动开关阀12可通过气压控制启闭。具体地，气动开关阀12上设有控制端，控制端与踩踏气制动阀10的输出口连接，控制端充入高压气体后，气动开关阀12关闭，可防止制动过程中制动钳101中的高压制动液从气动开关阀12回流至制动油箱11中，当踩踏气制动阀10未开启时，气动开关阀12连通制动钳101和制动油箱11。

可选地，制动油箱11和加力泵13还设有过滤器17,可通过过滤器17过滤掉进入加力泵13中的制动液中的杂质。

可选地，第二管路14通过第一管路2与气源连通，并且第二管路14与第一管路2连接于压力控制阀5和节流阀6之间。进一步优选地，第二管路14上同样设有开关控制阀。

可选地，第二管路通过第一管路2与气源连通，并且第二管路与第一管路2连接于压力控制阀5和节流阀6之间。进一步优选地，第二管路上同样设有开关控制阀。

可以理解的是，本实施例中对于车辆上的各个制动器100均设有第一喷气组件7和节流阀6，第一管路2分别连接各个节流阀6并通过节流阀6连接对应的第一喷气组件7。可实现对于整车上各个制动器100的同时散热。

本实施例还提供一种装载机，该装载机包括上述风冷制动散热系统。

实施例二

如图4所示，本实施例提供一种风冷制动散热系统，该风冷制动散热系统和实施例一中提供的风冷制动散热系统的区别在于，采用鼓风机8作为气源，且第一管路2上无需设置油水分离器3、储气罐4和压力控制阀5。

具体地，该风冷制动散热系统包括设置于第一管路2上的减压阀9，沿气体的流向，减压阀9位于节流阀6的上游。鼓风机8输出的气体通过减压阀9稳压保护后进入到节流阀6并进入到对应的第一喷气组件7。减压阀9用于对鼓风机8排出的气体进行减压并稳压，保证整个气路中气压的安全和稳定，进而保证鼓风机8的寿命和工作效率。

沿气体的流动方向，本实施例中，第二管路14和踩踏气制动阀10均与第一管路2连接于减压阀9和节流阀6之间。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种风冷制动散热系统，其特征在于，包括：气-液钳盘式制动器(100)、气源、节流阀(6)和第一喷气组件(7)；

所述气源与第一管路(2)连接，所述第一喷气组件(7)包括第一连接管(71)，以及设置于所述第一连接管(71)上的至少一个第一喷气嘴(72)，所述第一管路(2)通过所述节流阀(6)与所述第一连接管(71)连接，所述第一喷气嘴(72)用于给所述制动器(100)散热；

所述制动器(100)包括制动盘(102)和制动钳(101)，各所述第一喷气嘴(72)均朝向所述制动盘(102)和所述制动钳(101)之间的空隙；

所述风冷制动散热系统还包括踩踏气制动阀(10)、制动油箱(11)、加力泵(13)、第二管路(14)以及第二喷气组件(15)，所述加力泵(13)包括设置于所述加力泵(13)上的吸液口(131)、出液口(132)和进气口(133)，以及设置于所述加力泵(13)内的活塞，所述吸液口(131)和所述出液口(132)均位于所述活塞的第一侧，所述进气口(133)位于所述活塞的第二侧，所述进气口(133)与所述踩踏气制动阀(10)连通，所述踩踏气制动阀(10)与所述第一管路(2)连接，所述吸液口(131)与所述制动油箱(11)连接，所述出液口(132)与所述制动钳(101)连接；

所述第二喷气组件(15)包括第二连接管(151)，以及设置于所述第二连接管(151)上的至少一个第二喷气嘴(152)，所述第二连接管(151)通过所述第二管路(14)与所述气源连接，所述第二喷气嘴(152)用于给所述制动油箱(11)散热。

2.根据权利要求1所述的风冷制动散热系统，其特征在于，所述气源为车载空气压缩机(1)。

3.根据权利要求2所述的风冷制动散热系统，其特征在于，所述风冷制动散热系统还包括均设置于所述第一管路(2)上的储气罐(4)和压力控制阀(5)，所述压力控制阀(5)用于将所述第一管路(2)中气体的气压控制在预设压力以上，沿气体的流向，所述压力控制阀(5)位于所述节流阀(6)的上游。

4.根据权利要求3所述的风冷制动散热系统，其特征在于，所述风冷制动散热系统还包括油水分离器(3)，沿气体的流向，所述油水分离器(3)位于所述储气罐(4)的上游。

5.根据权利要求1所述的风冷制动散热系统，其特征在于，所述气源为安装于车辆上的鼓风机(8)。

6.根据权利要求5所述的风冷制动散热系统，其特征在于，风冷制动散热系统还包括设置于所述第一管路(2)上减压阀(9)，沿气体的流向，所述减压阀(9)位于所述节流阀(6)的上游。

7.根据权利要求1所述的风冷制动散热系统，其特征在于，所述第一喷气组件(7)包括多个设置于所述第一连接管(71)上的所述第一喷气嘴(72)，且多个所述第一喷气嘴(72)排列成一字型，且任意相邻的两个所述第一喷气嘴(72)之间的间距相等。

8.一种装载机，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的风冷制动散热系统。