CN201090638Y

CN201090638Y - 盘式制动器及其制动系统

Info

Publication number: CN201090638Y
Application number: CNU2007201220184U
Authority: CN
Inventors: 康厚芬; 李传博
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2017-07-31

Abstract

本实用新型是关于一种盘式制动器，其包括制动钳体、导向筒、第一摩擦片、第二摩擦片以及制动盘，所述制动钳体与导向筒分别带动第一摩擦片与第二摩擦片夹紧所述制动盘，其特征在于：还包括设置于所述制动钳体与导向筒形成的空间、且抵顶并实现推拉所述制动钳体与导向筒的弹性部件。此种装置结构简单，成本低廉。

Description

盘式制动器及其制动系统

技术领域

本实用新型涉及一种制动装置，尤其涉及一种盘式制动器及其制动系统。

背景技术

随着经济的发展，我国的汽车销量逐年快速增长，汽车的安全性能也就越发受到重视，而制动系统的结构形式是影响安全性能最主要的因素。现今的汽车制动器应用较多的形式主要有鼓式制动器和盘式制动器。鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控，并且散热性能亦较差。而盘式制动器的制动力比较稳定，水稳定性与热稳定性皆较好，且结构尺寸和质量较鼓式的小。

现有的盘式制动器主要分为固定钳式盘式和浮动钳式盘式，二者的主要驱动力皆为液压驱动。如图1所示，为一种现有的浮动钳盘式制动器1’的制动系统原理图。在此制动系统中，制动器1’与制动踏板3’、真空助力器4’及制动主缸5’相连。当制动踏板3’被施加一力时，此力经真空助力器4’放大后，可使制动主缸5’内的制动液进入制动器1’中。请同时参阅图2，所示为现有技术的盘式制动器1’的结构示意图，制动液通过进油接头10’进入制动钳体11’与制动钳活塞12’之间的空腔，制动液的压力推动制动钳体11’与制动钳活塞12’向相反的方向移动，促使前摩擦衬片15’与后摩擦衬片17’紧压靠在制动盘16’的两侧，此时，制动盘16’被前后摩擦衬片15’、17’夹紧，产生制动力矩。

图1所示的ABS(Anti-lock Brake System)电子控制器7’和液压调节器6’组成ABS系统。此系统只有在车轮被抱死时才起作用，其工作原理为：当车轮被抱死时，固定在车轮上的轮速传感器8’将感应到的信息发送给ABS电子控制器7’，此时ABS电子控制器7’立即发送指令要求液压调节器6’对制动液减压。与车轮相固定的制动盘16’(图2)由于受到压力的减小而促使被抱死的车轮重新转动。然而，上述制动装置结构复杂、成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉的盘式制动器及其制动系统。

本实用新型的发明目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型的盘式制动器包括制动钳体、导向筒、第一摩擦片、第二摩擦片以及制动盘，所述制动钳体与导向筒分别带动第一摩擦片与第二摩擦片夹紧所述制动盘，其特征在于：还包括设置于所述制动钳体与导向筒形成的空间、且抵顶并实现推拉所述制动钳体与导向筒的弹性部件。

在上述结构基础上，其中：

所述弹性部件为记忆金属材质，通过受热或遇冷后实现推拉所述制动钳体与导向筒。

所述弹性部件采用螺旋状的弹簧结构，并且弹性部件的材质为钛镍合金。

所述盘式制动器的弹性部件与用来加热所述弹性部件而使其伸长的电源相连。

所述弹性部件两端通过电路板分别与所述制动钳体和导向筒固定连接，并且所述电路板与电源相连。

所述盘式制动器中还设有向弹性部件喷射冷却物质的喷头，所述喷头与存有冷却物质的存储箱相连。

所述盘式制动器还设有用于排放所述冷却物质的排放阀。

本实用新型的另一发明目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型还提供一种适用上述盘式制动器的制动系统，其特征在于，所述制动系统还包括：与所述盘式制动器的弹性部件电性连接并用于加热所述弹性部件的电源；与所述盘式制动器机械连接并用于向弹性部件喷射冷却物质的存储箱；以及与所述电源及存储箱电性连接并对电源及存储箱起控制作用的电子控制器。

在上述结构基础上，其中：

还包括带有电位传感器的制动踏板，与所述电子控制器电性连接，所述电子控制器根据制动踏板电位传感器的信号控制电源与存储箱的启闭。

所述存储箱通过管路与空气压缩机机械连接，并且所述存储箱具有带传感器的阀门，电子控制器根据所述传感器的信号指示阀门开启或关闭。

所述电子控制器与用来感知车轮抱死的轮速传感器电性连接，并且电子控制器中设有控制车轮抱死的程序。

本实用新型的盘式制动器采用随温度变化而快速反应的弹簧作为制动力元件，并在制动系统内部设置与盘式制动器相连的电源、存储箱及电子控制器，即可实现制动功效，并且此种架构的结构简单、成本低廉。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为现有技术的盘式制动器的制动系统原理图；

图2为现有技术的盘式制动器的剖面示意图；

图3为本实用新型的盘式制动器的剖面示意图；

图4a为本实用新型的盘式制动器喷头的主视图；

图4b为本实用新型的盘式制动器喷头的剖面示意图；

图5为本实用新型的盘式制动器的制动系统原理图；

图6为本实用新型制动系统优选的实施方式。

具体实施方式

请参阅图3，所示为本实用新型的盘式制动器1的剖面示意图，该盘式制动器1包括制动钳体10、导向筒11、弹簧13、电路板15、喷头16、排放阀17、回位橡胶18、第一摩擦片20、第二摩擦片22以及制动盘24。

制动钳体10与第一摩擦片20相配合，导向筒11与第二摩擦片22相配合，制动盘24间隙的设置于第一摩擦片20与第二摩擦片22之间。在本实施方式中，制动钳体10与现有技术的钳盘式制动钳体11′的形状大致相同。第一摩擦片20为后摩擦片，第二摩擦片22为前摩擦片。导向筒11呈圆筒状，设置于制动钳体10的内侧，并且二者之间形成一收容空间12，而弹簧13设置于所述收容空间12之中。

所述弹簧13通过一种记忆金属材质制成，此种材质在稍受热或受冷后即可快速伸长或缩短，在本实施方式中，此种材质为钛镍合金，钛镍记忆合金的高温母相是奥氏体相，低温为马氏体相，相变过程受力和温度的制约，在不受外力的自由状态时，对钛镍合金加热升温，在记为A_m的温度奥氏体开始出现，随温度继续升高，马氏体所占体积越来越少，奥氏体越来越多，至马氏体相全部转变为奥氏体相的温度，通常记为A_f；相反，从高温降温过程中，在马氏体开始出现的温度为M_m，随温度不断降低，奥氏体体积越来越少，马氏体越来越多，在奥氏体全部转变为马氏体的温度，通常记为M_f。此种材质可以显示超弹性和形状记忆效应，当对伸长弹簧受热升温到A_f以上(不受外力)，弹簧可回复其在高温母相的长度，当弹簧降温至M_f以下时，又可自发地不需外力便自动缩短其轴向长度，即随着升温、降温，可分别显示其在奥氏体和马氏体态的不同长度。

弹簧13的伸长量应至少大于制动盘24与第一摩擦片20之间的间隙加上制动盘24与第二摩擦片22之间的间隙和，并且此伸长量应根据制动盘24与第一摩擦片20之间的间隙加上制动盘24与第二摩擦片22之间的间隙和的增加或减少而做相应的改变。

在本实施方式中，弹簧13的一端抵顶于固定在导向筒11内壁的电路板15a上，另一端抵顶于固定在制动钳体10内壁的电路板15上，其中在本实施方式中，电路板15固定在紧贴制动钳体10内壁的底板14上，弹簧13的两端分别与可通电的电路板15、15a采用铆接的方式电性连接，而电路板15、15a也可采用铆接方式与底板14或制动钳体10及导向筒11相互固定。在其它实施方式中，也可采用其它方式连接弹簧13与电路板15、15a之间，以及电路板15、15a与制动钳体10及导向筒11之间，以此实现弹簧13带动电路板15、15a及制动钳体10与导向筒11进行移动。在本实施方式中，底板14与制动钳体10之间为过盈配合，并且底板14与电路板15之间以及导向筒11与电路板15a之间可采用铆接或其它形式固定。

在底板14与电路板15相接触的表面上以及导向筒11与电路板15a相接触的表面上皆涂有一层绝热物质，起到绝缘及隔热的效果，并且在本实用新型的较佳实施方式中，可采用一对密封盖(未图示)分别将所述收容空间12内部的电路板15、15a绝缘密封，并且所述弹簧13穿过所述密封盖处亦需采用绝缘材料绝缘密封。而在其它实施方式中，可采用其他方式将收容空间12内部所有元件的裸露处绝缘密封。所述电路板15、15a分别与伸出制动钳体10的一对绝缘接线柱相连，电线通过所述绝缘接线柱可向所述电路板15、15a及弹簧13供电。

在上述制动钳体10的侧壁上设有喷头16，其结构请参阅图4a与图4b所示。喷头16的一侧具有入口160，另一侧具有与入口160相连的多个通道162，用于向收容空间12(图3)中的弹簧13喷射冷却物质。在本实施方式中，该冷却物质为水，在其它实施方式中，可喷洒具有冷却作用的其它物质，并且上述喷头16可设置于导向筒11的侧壁上。

所述导向筒11上设有与喷头16相对应的孔110，用于使喷头16喷出的冷却物质通过。导向筒11对弹簧13的伸缩起导向作用。

所述排放阀17固定在制动钳体10的侧壁上，用于自动排放喷头16喷出的冷却物质。在本实施方式中，排放阀17采用螺纹固定在制动钳体10上，其结构可设计成避开其它零部件的弯头形状，并且在其它实施方式中，排放阀17的形状可根据实际需求进行调整。在制动钳体10的内侧，与导向筒11相叠合的部位设有一对回位橡胶18，当制动钳体10与导向筒11发生相对移动时，回位橡胶18起到辅助回位的作用，即回位橡胶18自所述制动钳体10的内表面稍有凸出，并与导向筒11的外壁紧密贴合，当制动钳体10与导向筒11发生相对移动时，由于回位橡胶18具有弹力，所以产生拉动制动钳体10与导向筒11复位的能力。

图5所示为本实用新型的盘式制动器1的制动系统原理图。请同时结合图3与图5所示，在本实用新型的实施方式中，制动系统包括外部的电源3、存储箱4、电子控制器5、制动踏板6以及轮速传感器7。在本实施方式中，电源3可为发电机的电源或电瓶的电源。电源3与制动器1的绝缘接线柱相连，用于向电路板15、15a供电使弹簧13受热而伸长，而密封的存储箱4与喷头16的入口160通过管路连接，用于向弹簧13喷水使其冷却而缩短。所述电子控制器5分别与电源的开关及存储箱4的阀门相连。其中，密封的存储箱4通过气管(未图示)与发动机的空气压缩机相连(未图示)，可使存储箱4喷出的水具有一定的压力，从而均匀洒在制动器1的弹簧13上。

当对制动踏板6施加一力时，通过内部的电位传感器(未图示)将采集的数据传送到电子控制器5(即汽车发动机控制器-ECU)中。电子控制器5将获得的数据加以分析，然后发出指令给电源3，要求电源3输送合适大小的电流至制动器1。制动器1的弹簧13因通电受热而瞬间伸长，从而推动制动钳体10与导向筒11向相反的方向移动。制动钳体10受弹簧13的推力而带动第一摩擦片20压靠在制动盘24的一侧，与此同时，导向筒11受弹簧13的推力而挤压第二摩擦片22压靠在制动盘24的另一侧，因而完成制动过程。

当施加在制动踏板6上的力被消除时，电位传感器再次把收集的数据传送到电子控制器5中。电子控制器5发出指令，将电源3断开，并要求存储箱4向制动器1输水。制动器1中的弹簧13遇水冷而收缩并恢复至原始长度，并同时拉动制动钳体10与导向筒11向相对的方向移动，从而制动钳体10带动第一摩擦片20、导向筒11带动第二摩擦片22与制动盘24相分离。此时，制动被解除，喷头16喷出的水可自排放阀17排出所述收容空间12。

在本实用新型的优选实施方式中，请参阅图6所示，制动钳体10侧壁上的排放阀17通过排水管路与一个容器8相连，所述容器内部设有受电子控制器5控制的上水位传感器(未图示)和下水位传感器(未图示)，当排放阀17排出的水通过排水管路进入所述容器后，两水位传感器感知容器中的水是否达到一定量，当上水位传感器感知到水位已经到达预定量时，电子传感器5发出指令，将所述容器中的水通过水泵(未图示)吸入所述存储箱4中，从而实现循环用水的功效。当下水位传感器感知到相应的水位信号时，电子传感器5发生指令，水泵停止工作。在此回收装置中还设有用于过滤水的过滤器。

本实用新型制动系统的电子控制器5还具有控制抱死的程序。当某个车轮被抱死时，车轮的轮速传感器7通知电子控制器5发出指令，要求存储箱4输水，并同时断开电源3，制动解除，抱死的车轮因此而再次转动，当刹车制动指令未解除时，电子控制器5再次对车轮进行刹车制动，由于轮速传感器7又感知到车轮被抱死，因此再次通知电子控制器5发出指令要求断开电源3、存储箱4输水，而此时制动又一次被解除，车轮继续转动，如此反复动作。此种制动系统，既具有制动功能，又可达到防止车轮抱死的效果。

在本实用新型的其它实施方式中，电路板15a可以去除，取而代之的是在电路板15上设置可使弹簧13受热的加热元件，以此实现弹簧13的制动效能。

在本实施方式中，上述制动钳体10与导向筒11皆为铸铝材质，用于防止制动体的内表面与水相接触而生锈。第一摩擦片20、第二摩擦片22、制动盘24以及回位橡胶18与现有技术制动器1′上的部件功能及技术参数相同，而弹簧13的数量、中径、线径、螺距及硬度等参数可根据制动力的需求进行调整，并且弹簧13的布置可为圆周均布等形式。

此实用新型特别适用具有高电压的车上使用，例如电动车。由于电动车可提供较高的电压(比如：240V)，因此本实用新型的制动装置用在电动车上后，弹簧13的参数可大大缩小，例如直径缩小、或线径减小、或弹簧数量减小、或制动盘直径减小、或摩擦衬片的受力面积减小等，最终产生的效果是制动器的尺寸和质量都大大减小。

本实用新型的制动器1利用随温度变化而快速反应的弹簧13产生制动效果的设计方式，可省去现有制动系统中真空助力器、ABS系统、制动主缸、及高压液压管路等结构复杂且成本较高的设备，并且本实用新型的制动系统仅在内部设置电源3、存储箱4及电子控制器5与制动器1相连，即可实现制动效果。此种制动系统的结构简单，并在实现相同制动效果的同时可有效减少制造成本。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种盘式制动器，包括制动钳体、导向筒、第一摩擦片、第二摩擦片以及制动盘，所述制动钳体与导向筒分别带动第一摩擦片与第二摩擦片夹紧所述制动盘，其特征在于：还包括设置于所述制动钳体与导向筒形成的空间、且抵顶并实现推拉所述制动钳体与导向筒的弹性部件。

2.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于：所述弹性部件为记忆金属材质，通过受热或遇冷后实现推拉所述制动钳体与导向筒。

3.根据权利要求2所述的盘式制动器，其特征在于：所述弹性部件采用螺旋状的弹簧结构，并且弹性部件的材质为钛镍合金。

4.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于：所述盘式制动器的弹性部件与用来加热所述弹性部件而使其伸长的电源相连。

5.根据权利要求4所述的盘式制动器，其特征在于：所述弹性部件两端通过电路板分别与所述制动钳体和导向筒固定连接，并且所述电路板与电源相连。

6.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于：所述盘式制动器中还设有向弹性部件喷射冷却物质的喷头，所述喷头与存有冷却物质的存储箱相连。

7.根据权利要求6所述的盘式制动器，其特征在于：所述盘式制动器还设有用于排放所述冷却物质的排放阀。

8.适用权利要求1所述的盘式制动器的制动系统，其特征在于，所述制动系统包括：

与所述盘式制动器的弹性部件电性连接并用于加热所述弹性部件的电源；

与所述盘式制动器机械连接并用于向弹性部件喷射冷却物质的存储箱；以及

与所述电源及存储箱电性连接并对电源及存储箱起控制作用的电子控制器。

9.根据权利要求8所述的制动系统，其特征在于：还包括带有电位传感器的制动踏板，与所述电子控制器电性连接，所述电子控制器根据制动踏板电位传感器的信号控制电源与存储箱的启闭。

10.根据权利要求9所述的制动系统，其特征在于：所述存储箱通过管路与空气压缩机机械连接，并且所述存储箱具有带传感器的阀门，电子控制器根据所述传感器的信号指示阀门开启或关闭。

11.根据权利要求8所述的制动系统，其特征在于：所述电子控制器与用来感知车轮抱死的轮速传感器电性连接，并且电子控制器中设有控制车轮抱死的程序。