CN116292676B - 一种气压盘式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车制动的技术领域，具体为一种气压盘式制动器，包括有制动盘和制动钳，所述制动钳主体的中间两侧固定有两个用于推动摩擦片的推盘，其中A点为制动盘中心，D点为推盘固定孔中心，C点为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘外边缘的交点，AC为制动盘的半径，制动盘中心与两个推动盘固定孔中心连线的夹角为α，所述的X=AD/AC=0.7466‑0.7931，两个推盘固定孔中心与制动盘连线的夹角α为45.18‑48.17°。本发明使刹车更加稳定，防止制动盘抖动，提高制动摩擦片的使用寿命，更加适合于重卡和挂车的制动。

Description

一种气压盘式制动器

技术领域

本发明涉及汽车制动的技术领域，具体为一种气压盘式制动器。

背景技术

钳盘式制动器（caliper disc brake）是盘式制动器的一种。钳盘式制动器组成的制动系统包括有制动钳和制动盘等零部件。其中制动盘为是以端面工作的金属圆盘，固定在轮毂或半轴上，随车轮高速转动。制动器包括与制动盘相摩擦的摩擦片、固定摩擦片的制动器托架、驱动摩擦片运动的促动装置、以及横跨在制动盘两侧的夹钳形制动钳。

盘式制动器由于其热稳定性好、制动力矩稳定、摩擦片上压力分布均匀、噪声低等优点。其工作表面为平面且两面传热，圆盘旋转容易冷却，不易发生较大变形，制动效能较为稳定，因此在汽车行业中得到广泛应用。盘式制动器不仅外部结构复杂，零件的形状精度、位置精度高，而且安全使用性能的好坏直接关系到车辆制动性能，关系到驾驶员的生命安全。

盘式制动器工作时，在气压的作用下，推盘将摩擦片压紧在高速旋转的制动盘上，从而在摩擦片和制动盘之间产生摩擦力，进行车辆制动。

制动器的设计是汽车制动系统设计中的一项非常重要的工作。GB 7258增加了危险货物运输半挂车、三轴的栏板式和仓栅式半挂车的所有车轮应装盘式制动器的要求。中国的道路状况非常复杂，长下坡急转弯在国内的山区非常常见，传统的盘式制动器因为更多运用在乘用车上和商用车转向桥上。传统盘式制动的摩擦片与制动盘之间的相对摩擦的工作面较小，且摩擦片受到的推力不均匀，同样制动力矩情况下，制动片的磨损较大，更换频率较高，更换成本高。

制动器主体为弧形结构，位于制动盘的一端。所述制动器的制动钳两侧均开设有导向孔，所述制动钳的中间两侧开设有两个用于推动摩擦片的推盘固定孔，推盘通过特定结构与制动钳相配合。对于特定型号的货车，其制动盘的外径和制动盘的宽度是一定的。其中A点为制动盘中心，D点为推盘固定孔中心，C点为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘外边缘的交点，AC为制动盘的半径。制动盘中心与两个推动盘固定孔中心连线的夹角为α。目前的制动钳，其中AD/AC的值（设为X）一般为0.8084， α的夹角一般为44.28°。B为为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘内边缘的交点：Y=CD/CB=0.4734。也就是制动器的制动中心位于制动盘的外缘，制动夹角较小，摩擦片受力不均衡，对于常规路况下运行的普通货车来说，可以达到刹车制动的效果和满足制动衬片的使用寿命要求。但是对于运行于长下坡路况的重卡和挂车来说，制动频繁，常规制动器的摩擦片面积较小，推盘位置不合理，造成刹车不稳定，制动片偏磨，并且影响制动衬片的使用寿命。

另外，传统的制动器是两点受力，两侧推盘带动摩擦片向制动盘移动，两侧的推盘受到制动盘的推力。对于重卡和挂车来说，由于力量较大，制动钳体会产生形变，降低了制动力，影响制动器的寿命。

发明内容

本发明提供一种气压盘式制动器，以提供一种刹车稳定性好，摩擦片均匀磨损，使用寿命长，且制动效果好的刹车系统。

本发明是通过以下措施来实现的。

一种气压盘式制动器，包括有制动盘和制动钳，所述制动钳主体的中间两侧固定有两个用于推动摩擦片的推盘，其中A点为制动盘中心，D点为推盘固定孔中心，C点为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘外边缘的交点，AC为制动盘的半径，制动盘中心与两个推动盘固定孔中心连线的夹角为α，其特征在于：所述的X=AD/AC=0.7466-0.7931。

上述的气压盘式制动器，优选的：两个推盘固定孔中心与制动盘连线的夹角α为45.18-48.17°。

上述的气压盘式制动器，优选的：Y=CD/CB=0.5114-0.6263，其中B为为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘内边缘的交点。

上述的气压盘式制动器，优选的：所述的X=AD/AC=0.76-0.78，所述的α为46-47°。

上述的气压盘式制动器，优选的：所述的X=AD/AC=0.7698，所述的α为46.62°，所述的Y=CD/CB=0.5689。

制动器主体位于制动盘的一端，推盘通过特定结构推动摩擦片夹紧制动盘产生制动力。也就是制动盘的制动中心位于制动盘的外缘，制动夹角较小，制动力量不大，对于普通货车来说，可以达到刹车制动的效果和满足制动衬片的使用寿命要求。但是对于重卡和挂车来说，制动力很大，常规的制动钳的制动力臂较长，制动夹角较小，造成刹车不稳定，制动盘产生一定的抖动，并且影响制动衬片的使用寿命。

现有气压盘式制动器，用于重卡和挂车时，由于其制动力很大，制动力臂较长，制动夹角较小，造成刹车不稳定，制动盘产生一定的抖动，影响制动衬片的使用寿命。本发明的气压盘式制动器涉及的制动钳，X的值（AD/AC）为0.7583-0.7931， α的夹角为45-48°，Y的值（CD/CB）为0.6-0.7。经过发明的改进，可以使制动盘的制动力臂变短，更加靠近制动盘中心位置，远离制动盘的外缘，制动夹角较大。当推动摩擦片（位于推盘固定孔位置）制动时，由于制动力臂缩短，制动夹角加大，使刹车更加稳定，防止制动盘抖动，提高制动摩擦片的使用寿命。

上述的气压盘式制动器，优选的：所述制动钳主体上方设置有压板。在制动钳主体上方设置有压板，两推盘与压板可以形成三点受力结构。制动器的三点受力结构，通过在钳体上端设置压板，钳体受到张力，迫使钳体前后侧向相互远离的方向进行形变扩张，此时两侧的推盘以及顶部的压板能够提供反作用力，约束钳体前后侧的外扩；两侧推盘与压板均布在钳体受力轮廓上，保证钳体受到均匀的张力，正常工作，不发生断裂情况，从而保证摩擦片受力均衡，工作面磨损程度相同，有效解决了摩擦片偏磨的情况，延长摩擦片的寿命。

本发明通过推盘特定位置，结合产品实际结构，能保证摩擦片受力均衡，工作面磨损程度相同，有效解决了现有产品不能满足需要高强度制动的恶劣工况应用要求，同时延长摩擦片的寿命。

本发明的有益效果是：使刹车更加稳定，防止制动盘抖动，提高制动摩擦片的使用寿命，更加适合于重卡和挂车的制动。

附图说明

图1、为本发明的气压盘式制动器的结构剖视图

图2、为本发明的气压盘式制动器的完整结构示意图

图3、为本发明的制动钳的结构示意图

图4、为摩擦片厚度测量点示意图

图中，1制动盘，2制动钳，3摩擦片，4推盘，5托架，6推盘固定孔，7压板。A点为制动盘中心，D点为推盘固定孔中心，B点为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘内边缘的交点，C点为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘外边缘的交点，α为制动盘中心与两个推动盘固定孔中心连线的夹角。

实施方式

实施例

下面结合附图1-3对本发明做详细的说明。

本发明的气压盘式制动器，制动盘1的外侧设置有制动钳2，制动钳2两侧设置有两个推盘固定孔6，两个推盘固定孔6中设置有推盘4，制动钳2上侧设置有压板7，托架5上安装有摩擦片3，推盘4与摩擦片3垂直接触。通过推盘的推动，使两个摩擦片3向制动盘靠近并夹紧制动盘进行制动。

制动盘AC外径215mm，内径AB为128mm。推盘固定孔中心为D点，推盘直径为φ65mm。AD的距离为161.25mm，CD的距离为53.75mm，CB的距离为87mm。所述的X=AD/AC=0.75。Y=CD/CB=0.6178，α为 47.93 °

通过国家级第三方检测机构测试，本发明制动器通过了《GB/T31970-2015汽车用气压制动卡钳总成性能要求及台架试验方法》所要求的测试，满足国家标准要求。

将实施例中所述的新式盘式制动器安装在一号测试车上，进行实际运营路试，跟踪半年时间，对摩擦片的磨损情况进行研究。

如图4所示，将摩擦片上选取6个测试点，其中1点、2点、3点为上部点，4点、5点、6点为下部点，每个月进行一次摩擦片磨损情况检验，将磨损厚度进行记录，需要说明的是，下列表格中的数据都是在相同的测试环境下，多次重复试验后所获得的数据的平均值：

表1为一号测试车新式盘式制动器摩擦片磨损下降厚度跟踪情况mm

通过表1中数据可以看出，摩擦片各点磨损均匀，说明制动片和制动盘之间贴合度高，受力均匀。

实施例

下面结合附图1-3对本发明做详细的说明。

本发明的气压盘式制动器，制动盘1的外侧设置有制动钳2，制动钳2两侧设置有两个推盘固定孔6，两个推盘固定孔6中设置有推盘4，制动钳2上侧设置有压板7，托架5上安装有摩擦片3，推盘4与摩擦片3垂直接触。通过推盘的推动，使两个摩擦片3向制动盘靠近并夹紧制动盘进行制动。

制动盘AC外径215mm，内径AB为128mm。推盘固定孔中心为D点，推盘直径为φ65mm。AD的距离为169.85mm，CD的距离为45.15mm，CB的距离为87mm。所述的X=AD/AC=0.79。Y=CD/CB=0.5190，α为 45.37°

通过国家级第三方检测机构测试，本发明制动器通过了《GB/T31970-2015汽车用气压制动卡钳总成性能要求及台架试验方法》所要求的测试，满足国家标准要求。

将实施例中所述的新式盘式制动器安装在二号测试车上，进行实际运营路试，跟踪半年时间，对摩擦片的磨损情况进行研究；

如图4所示，将摩擦片上选取6个测试点，其中1点、2点、3点为上部点，4点、5点、6点为下部点，每个月进行一次摩擦片磨损情况检验，将磨损厚度进行记录，需要说明的是，下列表格中的数据都是在相同的测试环境下，多次重复试验后所获得的数据的平均值：

表2为二号测试车新式盘式制动器摩擦片磨损下降厚度跟踪情况mm

通过表2中数据可以看出，摩擦片各点磨损均匀，说明制动片和制动盘之间贴合度高，受力均匀。

对比例1

制动盘AC外径215mm，内径AB为128mm。推盘固定孔中心为D点，推盘直径为φ65mm。AD的距离为173.815mm，CD的距离为41.185mm，CB的距离为87mm。所述的X=AD/AC= 0.8084 。Y=CD/CB=0.4734，α为44.28°。

将对比例中所述的盘式制动器安装在三号测试车上，进行实际运营路试，跟踪半年时间，对摩擦片的磨损情况进行研究；

如图4所示，将摩擦片上选取6个测试点，其中1点、2点、3点为上部点，4点、5点、6点为下部点，每个月进行一次摩擦片磨损情况检验，将磨损厚度进行记录，需要说明的是，下列表格中的数据都是在相同的测试环境下，多次重复试验后所获得的数据的平均值：

表3为三号测试车传统盘式制动器摩擦片磨损下降厚度跟踪情况mm

通过表3中数据可以看出，摩擦片各点磨损情况差别较大，且磨耗量大，说明制动片和制动盘之间未完全贴合，受力不均匀。

对比例2

制动盘AC外径215mm，内径AB为128mm。推盘固定孔中心为D点，推盘直径为φ65mm。AD的距离为154.8mm，CD的距离为60.2mm，CB的距离为87mm。所述的X=AD/AC= 0.72 。Y=CD/CB=0.6920，α为50.06°。

将对比例中所述的盘式制动器安装在四号测试车上，进行实际运营路试，跟踪半年时间，对摩擦片的磨损情况进行研究；

如图4所示，将摩擦片上选取6个测试点，其中1点、2点、3点为上部点，4点、5点、6点为下部点，每个月进行一次摩擦片磨损情况检验，将磨损厚度进行记录，需要说明的是，下列表格中的数据都是在相同的测试环境下，多次重复试验后所获得的数据的平均值：

表4为三号测试车传统盘式制动器摩擦片磨损下降厚度跟踪情况mm

通过表4中数据可以看出，摩擦片各点磨损情况差别较大，且磨耗量大，说明制动片和制动盘之间未完全贴合，受力不均匀。

通过实车测试，通过表1至表4间的数据对比，能够明显的看出，表3、4中的1点、2点和3点的磨损程度明显高于4点、5点和6点的磨损，而表1、2中的1点、2点、3点、4点、5点和6点的磨损程度比较均匀，经过发明的改进，可以使摩擦片内外侧均受力，受力均匀分布与制动盘与制动片的配合面上，更加靠近制动盘磨损中心位置，远离制动盘的外缘，制动夹角较大。当推01盘推动摩擦片制动时，由于制动片与制动盘贴合面积加大，制动夹角加大，同时与压板配合使用，使刹车更加稳定，防止摩擦片偏磨，减少摩擦片磨损量，提高制动摩擦片的使用寿命。

Claims (5)

1.一种气压盘式制动器，包括有制动盘和制动钳，所述制动钳主体的中间两侧固定有两个用于推动摩擦片的推盘，其中A点为制动盘中心，D点为推盘固定孔中心，C点为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘外边缘的交点，AC为制动盘的半径，制动盘中心与两个推动盘固定孔中心连线的夹角为α，其特征在于：X=AD/AC=0.7466-0.7931；

两个推盘固定孔中心与制动盘连线的夹角α为45.18-48.17°。

2.根据权利要求1所述的气压盘式制动器，其特征在于：Y=CD/CB=0.5114-0.6263，其中B为为制动盘中心与推盘固定孔中心连线与制动盘内边缘的交点。

3.根据权利要求2所述的气压盘式制动器，其特征在于：所述的X=AD/AC=0.76-0.78，所述的α为46-47°。

4.根据权利要求2所述的气压盘式制动器，其特征在于：所述的X=AD/AC=0.7698，所述的α为46.62°，所述的Y=CD/CB=0.5689。

5.根据权利要求1所述的气压盘式制动器，其特征在于：所述制动钳主体上方设置有压板。