CN113513549B - 一种内循环水冷制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内循环水冷制动器，与车辆的轮毂组件相连，包括：固定底座；若干刹车盘，呈环状，其设置于所述固定底座外侧，所述刹车盘内部具有水道；若干刹车片模组，所述刹车片模组与所述活动刹车盘依次叠加设置，所述固定刹车盘设置于靠近所述轮毂组件的一组刹车片模组与所述轮毂组件之间；制动器外壳，设置于所述刹车盘以及所述刹车片模组外侧，并且与所述刹车片模组键连接，所述制动器外壳固定于所述轮毂组件上；作业缸组件，包括作业缸以及用于固定所述作业缸的支架板；管道组件，一端连接于车辆的散热器，另一端分别与所述刹车盘内部的水道连通，实现内循环水冷散热。

Description

一种内循环水冷制动器
技术领域
本发明涉及制动系统技术领域，特别涉及一种内循环水冷制动器。
背景技术
目前，随着国家的新修订的GB7258标准的实施，一大批鼓刹制动器将要退出历史舞台，可是普通碟形刹车系统，因为结构简单，刹车片接触面积小，纵然有75％的散热面积，仍存在风冷的散热系统效率低等问题，存在快速升温，散热效果慢的问题，容易造成刹车盘的热衰退，降低制动盘的抗拉力强度，情况恶劣的时候，发生机械性断裂故障，同时又因为属于单盘作业，一旦发生断裂，就会导致刹车失灵。并且，当前的刹车系统，制动器的散热都是自然风冷散热，利用的是空气散热，或者制动器是全部浸泡在冷却液里面，在温度较低时，气路中冷却液很容易结冰，不利于维持制动器本身寿命，维护成本较高。在本申请之前有相应的申请号201921038952.7公开了刹车盘的具体结构以及申请号201920755007.2公开了刹车片模组的具体结构，但是并没有公开与之相连的其他相关部件的结构。
发明内容
本发明提供了一种内循环水冷制动器，可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的：
一种内循环水冷制动器，与车辆的轮毂组件相连，包括：
固定底座；若干刹车盘，呈环状，其设置于所述固定底座外侧，包括一固定刹车盘以及若干活动刹车盘，所述固定刹车盘与所述固定底座上靠近所述轮毂组件的一端螺接，所述活动刹车盘与所述固定底座键连接，所述刹车盘内部具有水道；若干刹车片模组，所述刹车片模组与所述活动刹车盘依次叠加设置，所述固定刹车盘设置于靠近所述轮毂组件的一组刹车片模组与所述轮毂组件之间；制动器外壳，设置于所述刹车盘以及所述刹车片模组外侧，并且与所述刹车片模组键连接，所述制动器外壳固定于所述轮毂组件上；作业缸组件，包括作业缸以及用于固定所述作业缸的支架板，所述作业缸与距离所述固定刹车盘最远的活动刹车盘抵接，所述支架板与所述固定底座上远离所述轮毂组件的一端螺接；管道组件，一端连接于车辆的散热器，另一端分别与所述刹车盘内部的水道连通，包括若干对进水管和出水管，所述散热器的水通过每一所述进水管流入每一所述水道，然后通过每一所述出水管流回所述散热器，从而实现内循环水冷散热。
作为进一步改进的，所述活动刹车盘内侧设置若干方内键。
作为进一步改进的，所述固定底座包括：底座本体，其呈两端开口的空心圆柱状，所述底座本体的两端均设置外螺纹；若干方形凸起，平行且间隔设置于所述底座本体外侧面中部，相邻两个所述方形凸起之间形成一平行于所述底座本体轴心的第一键槽；两个第一通孔，沿所述底座本体的中心轴线对称设置于所述底座本体的一端。
作为进一步改进的，所述固定底座进一步包括环形固定件，其设置于所述固定底座内侧且与所述固定底座螺接，所述环形固定件上绕圆心设置若干第二通孔；所述管道组件穿过所述第一通孔与所述水道连通，所述管道组件穿过所述第二通孔连接至车辆的散热器。
作为进一步改进的，所述底座本体内侧设置若干加强筋条。
作为进一步改进的，所述制动器外壳包括：外壳本体，其呈两端开口的空心圆柱状，其一端的内壁沿径向设置若干第二键槽，所述第二键槽用于与所述刹车片模组键连接；固定部，设置于所述外壳本体的另一端，且沿所述外壳本体的开口向内垂直延伸设置，呈一环状，所述制动器外壳通过所述固定部固定在车辆的轮毂组件上。
作为进一步改进的，所述第二键槽的深度小于所述外壳本体的厚度。
作为进一步改进的，若干所述第二键槽沿所述外壳本体内侧均匀排布，所述第二键槽的数量是12。
作为进一步改进的，所述固定部上设置若干第三通孔，所述制动器外壳通过所述第三通孔与车辆的轮毂组件螺接固定。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种内循环水冷制动器，采用的是固定刹车盘-刹车片模组-活动刹车盘-刹车片模组-活动刹车盘……的多层次重叠技术，在每一个刹车盘中间布设冷却水道，每一个水道内通过管道连接，由于刹车盘是不运动件，刹车片模组是运动件，不运动件通过方内键被卡在固定底座上，可以沿着方内键方向做轴向平行运动，当散热器的水经过水泵的加压后，按照每秒钟1米的速度流过刹车盘的内部水道，把刹车盘和刹车片模组摩擦产生的热量迅速带走，流到散热器去冷却，这样始终能够保证刹车盘的温度在可控范围内，并且可以避免气路中水结冰带来的隐患。无论长距离刹车，还是点刹车，或者重载不间断刹车，都能够保证车辆的刹车性能稳定。并且采用的介质是水，经济实用。如此就不必整个制动器全部浸泡在制冷液中了。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的车辆底盘上车桥相关部件示意图。
图2是本发明实施例提供的刹车系统的结构爆炸示意图。
图3是本发明实施例提供的制动器的结构爆炸示意图。
图4是本发明实施例提供的固定底座的结构示意图。
图5是本发明实施例提供的固定底座的俯视图。
图6是本发明实施例提供的制动器外壳的结构示意图一。
图7是本发明实施例提供的制动器外壳的结构示意图二。
图8是本发明实施例提供的散热器的结构示意图。
图9是本发明实施例提供的固定刹车盘与管道组件连接的示意图。
图10是本发明实施例提供的活动刹车盘的示意图。
图11是本发明实施例提供的刹车片模组的结构示意图。
图12是本发明实施例提供的作用缸组件的示意图。
附图中各标记对应的部件名称是：
1-轮毂组件，2-车桥，3-制动器，31-固定底座，311-底座本体，3111-外螺纹，3112-加强筋条，312-方形凸起，313-第一键槽，314-第一通孔，315-环形固定件，3151-第二通孔，316-第三键槽，3161-第四通孔，32-刹车盘，321-固定刹车盘，3211-第四键槽，322-活动刹车盘，3221-方内键，33-刹车片模组，34-制动器外壳，341-外壳本体，3411-第二键槽，342-固定部，3421-第三通孔，35-作业缸组件，351-作业缸，352-支架板，3521-第五键槽，3522-凹槽，36-管道组件，361-进水管，362-出水管362，4-散热器，41-散热器本体，42-水泵，43-进水分水管，44-出水分水管。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1-3所示，一种快速散热的刹车系统，与车辆的轮毂组件1连接，包括：
若干车桥2；
若干组制动器3，每两组制动器3分别设置于每一车桥2的两端，每组制动器3包括：
固定底座31；
若干刹车盘32，呈环状，其设置于所述固定底座31外侧，包括一固定刹车盘321以及若干活动刹车盘322，所述固定刹车盘321与所述固定底座31上靠近所述轮毂组件1的一端螺接，所述活动刹车盘322与所述固定底座31键连接，所述刹车盘32内部具有水道；
若干刹车片模组33，所述刹车片模组33与所述活动刹车盘322依次叠加设置，所述固定刹车盘321设置于靠近所述轮毂组件1的一组刹车片模组33与所述轮毂组件1之间；
制动器外壳34，设置于所述刹车盘32以及所述刹车片模组33外侧，并且与所述刹车片模组33键连接，所述制动器外壳34固定于所述轮毂组件1上；
作业缸组件35，包括作业缸351以及用于固定所述作业缸351的支架板352，所述作业缸351与距离所述固定刹车盘321最远的活动刹车盘322抵接，所述支架板352与所述固定底座31上远离所述轮毂组件1的一端螺接；参照图12所示，所述支架板352内侧设置一第五键槽3521、所述支架板352外侧对称设置两个凹槽3522，所述作业缸组件35通过所述第五键槽3521、所述凹槽3522固定在车辆的固定结构上(图中未示出)以实现所述支架板352的进一步固定。
管道组件36，一端连接于车辆的散热器4，另一端分别与所述刹车盘32内部的水道连通，包括若干对进水管361和出水管362，所述散热器4的水通过每一所述进水管361流入每一所述水道，然后通过每一所述出水管362流回所述散热器4，从而实现内循环水冷散热；优选的，参照图9所示的固定刹车盘，所述进水管361和所述出水管362分别连接于所述固定刹车盘321的水道上。
若干散热器4，每一车桥2上设置一散热器4，所述散热器4通过所述管道组件36与所述制动器3内部的水道连通。
参照图3、图10所示，所述活动刹车盘322内侧设置若干方内键3221。
参照图4-5所示，所述固定底座31包括：
底座本体311，其呈两端开口的空心圆柱状，所述底座本体311的两端均设置外螺纹3111；
若干方形凸起312，平行且间隔设置于所述底座本体311外侧面中部，相邻两个所述方形凸起312之间形成一平行于所述底座本体311轴心的第一键槽313；
两个第一通孔314，沿所述底座本体311的中心轴线对称设置于所述底座本体311的一端。
作为进一步改进的，所述固定刹车盘321内侧设置有与所述外螺纹3111适配的内螺纹，以使所述固定刹车盘321不能径向运动；参照图9所示，所述固定刹车盘321内侧还设置第四键槽3211，进一步将所述固定刹车盘321固定在车辆的固定结构上，此固定结构上设置有第一方键(图中未示出)，与所述第四键槽3211适配，以使所述固定刹车盘321不能转动。
所述第一键槽313与所述活动刹车盘322内侧的所述方内键3221适配，由于所述固定底座31是固定的，所以所述活动刹车盘322是不转动的，只能沿所述固定底座31径向运动。
所述第一通孔314用于过管路，参照图9所示，并且由前述可知，所述散热器4的水通过每一所述进水管361流入每一所述水道，然后通过每一所述出水管362流回所述散热器4，而水道是在所述刹车盘32内部，所述管道组件36是与所述刹车盘32连通的，又所述刹车盘32是连接于所述固定底座31上，所以所述管道组件36从所述第一通孔314穿过，并穿过所述固定底座31内侧，连接至所述散热器4。
作为进一步改进的，参照图4所示，所述固定底座31进一步包括环形固定件315，其设置于所述固定底座31内侧且与所述固定底座31螺接，所述环形固定件315上绕圆心设置若干第二通孔3151；所述管道组件36穿过所述第一通孔314与所述水道连通；进一步的，所述管道组件36穿过所述第二通孔3151，所述第二通孔3151用于进一步固定所述管道组件36，使其进一步固定连接至车辆的散热器4，而不会轻易松动。
作为进一步改进的，参照图4所示，所述底座本体311内侧设置若干加强筋条3112。由于所述固定底座31承载了所述制动器3的力，所以设置所述加强筋条3112用于增加承载力。
作为进一步改进的，参照图4所示，所述底座本体311的两端开口处的外侧面上对称设置第三键槽316。所述固定底座31固定在车辆的固定结构上，此固定结构上设置有第一方键，与所述第三键槽316适配，用于将所述固定底座31固定住。优选的，所述第三键槽316上设置第四通孔3161，通过增加螺栓锁紧于车辆的固定结构上，用于进一步固定所述固定底座31。优选的，所述第三键槽316的底部呈圆弧状，可以缓冲或减小在车辆运动过程中产生的碰撞。应当理解的是，此处所说的车辆的固定结构是同时适配所述第三键槽316、第四键槽3211、第五键槽3521，所述第五键槽3521、第四键槽3211、第三键槽316共线设置，通过设置第一方键，同时限位且固定所述固定底座31、所述固定刹车盘321、所述支架板352。
参照图6-7所示，所述制动器外壳34包括：
外壳本体341，其呈两端开口的空心圆柱状，其一端的内壁沿径向设置若干第二键槽3411，所述第二键槽3411用于与所述刹车片模组33键连接；参照图11所示，所述刹车片模组33外侧边缘上均匀设置有若干方形爪331，所述方形爪331与所述第二键槽3411适配；
固定部342，设置于所述外壳本体341的另一端，且沿所述外壳本体341的开口向内垂直延伸设置，呈一环状，所述制动器外壳34通过所述固定部342固定在车辆的轮毂组件1上。由于所述刹车片模组33与所述外壳本体341键连接，而所述制动器外科34与车辆的轮毂组件1固定连接，所以在车轮转动时，所述刹车片模组33与所述制动器外壳34一起随车轮转动。
作为进一步改进的，所述第二键槽3411的深度小于所述外壳本体341的厚度。
作为进一步改进的，若干所述第二键槽3411沿所述外壳本体341内侧均匀排布，所述第二键槽3411的数量是12。优选的，所述刹车片模组33的外侧边缘处的方形爪331也是12个。优选的，所述第二键槽3411的底部呈圆弧状。
作为进一步改进的，所述固定部342上设置若干第三通孔3421，所述制动器外壳34通过所述第三通孔3421与车辆的轮毂组件1螺接固定。
作为进一步改进的，参照图8所示，所述散热器4包括散热器本体41、水泵42、分水管，所述分水管包括进水分水管43以及出水分水管44。所述管道组件36穿过所述第一通孔314与所述水道连通，所述管道组件36穿过所述第二通孔3151连接至所述分水管，实现管内水的循环流动。
所述刹车系统工作原理是：
驾驶员踩下刹车踏板，气流进入刹车分泵，推动刹车油进入作业缸351，作业缸351推动与其抵接的活动刹车盘322沿着花键(此处指方形凸起312)的导线，向刹车片模组33挤压，相对的其他几个活动刹车盘322、刹车片模组33的间隙被迅速走过，到最后一个是固定刹车盘321，是不运动的定盘，这样就彻底加紧了，实现刹车。另外，每一所述刹车片模组33上有12个均布方块(图中未示出)，每一方块中设置有弹簧(图中未示出)，当松开刹车踏板之后，所述刹车片模组33通过弹簧归位，刹车盘自然脱离，保持所述刹车片模组33的平衡，安全可靠。
所述刹车系统实现散热的原理是：
当刹车盘32与刹车片模组33之间摩擦产生出大量的热，循环在刹车盘32内部的冷却液，借助高压，高流速，迅速的携带着高温的冷却液，运动到散热器4，通过散热器4的自然风散热。因为刹车采用的固定刹车盘321-刹车片模组33-活动刹车盘322-刹车片模组33-活动刹车盘322……的多层次重叠技术，在每一个刹车盘32中间布设冷却水道，每一个水道内通过管道连接，由于刹车盘32是不运动件，刹车片模组33是运动件，不运动件通过方内键3221被卡在固定底座31上，可以沿着方内键3221方向做轴向平行运动，当散热器4的水经过水泵42的加压后，按照每秒钟1米的速度流过刹车盘32的内部水道，把刹车盘32和刹车片模组33摩擦产生的热量迅速带走，流到散热器4去冷却，这样始终能够保证刹车盘32的温度在可控范围内。无论长距离刹车，还是点刹车，或者重载不间断刹车，都能够保证车辆的刹车性能稳定。
此时如果依旧不足够散热，当温度升高到85摄氏度，车辆的电子温控开关打开，电子吹风扇开始工作，加快了散热过程，当水温低于50度的时候，切断电源。依靠车辆的速度给散热器散热。当司机松开刹车踏板，分泵的气压会通过快放阀，经过管道，向制动器3的底内部释放，用以借助释放作业气体，吹出摩擦产生的粉末，保持制动器3内部的干净整洁。
应当理解的是，在本发明中，所述刹车系统采用气顶油的助力结构，直接把气压一步变成液压推动，通过缸径变换比，直接给出18倍的增力，节省了调整臂和凸轮轴等机械，减少了制动力传动机构，降低故障率。并且采用了气转液的液压刹车，可以直接使用技术成熟的乘用车ABS刹车系统，这个避免了气路中水结冰的隐患，更加稳定。制动器本身是采用多碟水冷技术，采用2个以上的均布做功点，使刹车表现的平稳、可靠。
所述刹车系统的执行机构为多碟形式，即刹车采用的固定刹车盘321-刹车片模组33-活动刹车盘322-刹车片模组33-活动刹车盘322……的多层次重叠技术，以致作业面积比鼓刹还要增加一倍，同时因为左右都是制动盘的缘故，即使没有了刹车片模组的刹车盘，也可以通过中间板和刹车盘的摩擦，因为巨大的接触面积，也不会导致彻底失灵，在危急关头，至少可以降低失控车辆的撞击惯量，以保证人员的安全。
所述刹车系统采用单轮独立控制的液压刹车系统，即每个轮子都有一套自己的液压泵-分泵管路，这样最大可能的降低了刹车系统的全车失控概率。
所述刹车系统，车辆的每一车桥都具有独立的散热器，每个车轮均具有独立的制动器，每一制动器具有2个以上的制动盘，每个制动盘具有独立的进出水管实现内循环散热。
所述刹车系统还有电子故障诊断和自诊断功能，并且显示在驾驶舱，为驾驶员提供第一手安全指标，刹车片模组的厚度已经形成位移数据，可以提供相对的刹车片更换提醒，并且显示具体的车轮位置。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种内循环水冷制动器，与车辆的轮毂组件(1)相连，其特征在于，包括：
固定底座(31)，所述固定底座(31)包括两个第一通孔(314)，两个所述第一通孔(314)沿所述固定底座(31)的中心轴线对称设置于所述固定底座(31)的一端；
若干刹车盘(32)，呈环状，其设置于所述固定底座(31)外侧，包括一固定刹车盘(321)以及若干活动刹车盘(322)，所述固定刹车盘(321)与所述固定底座(31)上靠近所述轮毂组件(1)的一端螺接，所述固定刹车盘(321)固定在车辆的固定结构上，所述活动刹车盘(322)与所述固定底座(31)键连接，所述刹车盘(32)内部具有水道；
若干刹车片模组(33)，所述刹车片模组(33)与所述活动刹车盘(322)依次叠加设置，所述固定刹车盘(321)设置于靠近所述轮毂组件(1)的一组刹车片模组(33)与所述轮毂组件(1)之间；
制动器外壳(34)，设置于所述刹车盘(32)以及所述刹车片模组(33)外侧，并且与所述刹车片模组(33)键连接，所述制动器外壳(34)固定于所述轮毂组件(1)上；
作业缸组件(35)，包括作业缸(351)以及用于固定所述作业缸(351)的支架板(352)，所述作业缸(351)与距离所述固定刹车盘(321)最远的活动刹车盘(322)抵接，所述支架板(352)与所述固定底座(31)上远离所述轮毂组件(1)的一端螺接；
管道组件(36)，一端连接于车辆的散热器(4)，另一端分别与所述刹车盘(32)内部的水道连通，包括若干对进水管(361)和出水管(362)，所述散热器(4)的水通过每一所述进水管(361)流入每一所述水道，然后通过每一所述出水管(362)流回所述散热器(4)，从而实现内循环水冷散热；
所述固定底座(31)进一步包括环形固定件(315)，其设置于所述固定底座(31)内侧且与所述固定底座(31)螺接，所述环形固定件(315)上绕圆心设置若干第二通孔(3151)；所述管道组件(36)穿过所述第一通孔(314)与所述水道连通，所述管道组件(36)穿过所述第二通孔(3151)连接至车辆的散热器(4)。
2.根据权利要求1所述一种内循环水冷制动器，其特征在于，所述活动刹车盘(322)内侧设置若干方内键(3221)。
3.根据权利要求2所述一种内循环水冷制动器，其特征在于，所述固定底座(31)包括：
底座本体(311)，其呈两端开口的空心圆柱状，所述底座本体(311)的两端均设置外螺纹(3111)；
若干方形凸起(312)，平行且间隔设置于所述底座本体(311)外侧面中部，相邻两个所述方形凸起(312)之间形成一平行于所述底座本体(311)轴心的第一键槽(313)。
4.根据权利要求3所述一种内循环水冷制动器，其特征在于，所述底座本体(311)内侧设置若干加强筋条(3112)。
5.根据权利要求1所述一种内循环水冷制动器，其特征在于，所述制动器外壳(34)包括：
外壳本体(341)，其呈两端开口的空心圆柱状，其一端的内壁沿径向设置若干第二键槽(3411)，所述第二键槽(3411)用于与所述刹车片模组(33)键连接；
固定部(342)，设置于所述外壳本体(341)的另一端，且沿所述外壳本体(341)的开口向内垂直延伸设置，呈一环状，所述制动器外壳(34)通过所述固定部(342)固定在车辆的轮毂组件(1)上。
6.根据权利要求5所述一种内循环水冷制动器，其特征在于，所述第二键槽(3411)的深度小于所述外壳本体(341)的厚度。
7.根据权利要求5所述一种内循环水冷制动器，其特征在于，若干所述第二键槽(3411)沿所述外壳本体(341)内侧均匀排布，所述第二键槽(3411)的数量是12。
8.根据权利要求5所述一种内循环水冷制动器，其特征在于，所述固定部(342)上设置若干第三通孔(3421)，所述制动器外壳(34)通过所述第三通孔(3421)与车辆的轮毂组件(1)螺接固定。
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