CN204828411U - 一种可连续探测刹车片厚度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可连续探测刹车片厚度的装置，本装置由支撑体、电阻材料和导线组成；电阻材料为具有一定厚度的矩形片状贴在支撑体上，也可以直接贴在刹车片上；电阻材料与刹车片摩擦面相垂直的两个边分别与导线相连接；将本装置与汽车刹车片固定，在刹车片一定厚度范围内电阻材料将与刹车片一起受到摩擦。通过实施本实用新型，可以使刹车片在使用过程中的刹车片的厚度变化通过电信号反映出来。

Description

一种可连续探测刹车片厚度的装置

技术领域

本实用新型涉及刹车片厚度测量应用技术领域，尤其是一种可连续探测刹车片厚度的装置。

背景技术

汽车的智能化已经成为一种趋势，对汽车各组成部件及汽车周围环境等信息的了解是汽车安全行驶的重要保障。

刹车片是各种装配有鼓刹或碟刹的交通工具制动系统的一个重要的组成部分。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟（鼓）及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦後的热能，将车子停下来。刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成。刹车时，摩擦块被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，当磨损到极限位置时，必须更换，否则将降低制动的效果，甚至造成安全事故。例如捷达车的前制动蹄片，新片的厚度为14毫米，而更换的极限厚度是7毫米，其中包括3毫米多的铁衬板厚度和近4毫米的摩擦材料厚度。达到了使用极限的刹车片必须更换，即使尚能使用一段时间，也会降低制动的效果，影响行车的安全。

一般情况下可以通过两种方式来判断刹车片是否需要更换：1、通过刹车片的磨损情况来判断：一个新的刹车片厚度一般在15mm左右，随着使用中不断摩擦厚度会逐渐变薄。专业的技术人员建议，当肉眼观察刹车片厚度已经仅剩原先1/3厚度(约5mm)左右时，车主就要增加自检频率，随时准备更换了。2、通过声音来判断：刹车片两侧的极限标识已经直接摩擦刹车盘，证明刹车片已经超过极限。在轻点刹车后伴随有丝丝声，就说明刹车片必须立即更换了。产生声响后应该及时检查刹车盘，因为这时刹车盘往往已经受到损坏，严重时需要更换刹车盘。

在上述两种判断方式中，之所以能够通过声音来判断刹车片厚度是否到极限厚度，其原因是在刹车片的摩擦块中极限标识范围内埋有钢针。在刹车片磨损的过程中，摩擦块正常使用厚度范围内没有钢针，刹车时只有摩擦材料与刹车盘之间产生摩擦，刹车时无异常声音，由于摩擦材料的硬度较小，因此主要是摩擦块的磨损，对刹车盘的磨损比较小；摩擦块极限标识厚度范围内埋入有钢针，刹车时露出的钢针也将与刹车盘产生摩擦，因此在刹车时能够听到异常的丝丝声，由于钢针硬度较大，对刹车盘的磨损较大，易导致刹车盘的损坏。

能否使刹车片在使用过程中除了用肉眼直接观察的方式外，还可以在达到极限厚度之前给出预警信号，在达到极限厚度时给出报警信号，从而便于提前有计划地安排更换刹车片，从而避免因刹车片已达到极限厚度再作安排造成刹车盘的较大磨损，导致刹车盘的使用寿命减少。本发明提供了一种可行的方式。

发明内容

现有技术难以满足人们的需要，为了解决上述存在的问题，本实用新型提出了一种可连续探测刹车片厚度的装置，将该装置与刹车片配合使用，可以使刹车片在使用过程中除了用肉眼直接观察的方式外，还可以使刹车片在使用过程中的刹车片的厚度范围通过电信号反映出来，以便于在使用过程中给出刹车片厚度范围信息，从而使驾驶人员能够及时了解刹车片使用情况，以便于当刹车片厚度接近极限厚度时，对刹车片的更换进行提前安排，从而减少对工作、生活及出行等方面的影响。

为实现该技术目的，本实用新型采用的技术方案是：一种可连续探测刹车片厚度的装置，包括电阻材料和导线；所述电阻材料两端为电极。

进一步，所述的电阻材料为一定厚度的矩形片，其中相对的两个边分别镀与边长基本相等长度的电极后与导线相连接。

进一步，所述的电阻材料贴在支撑体或刹车片上，或将其嵌入刹车片之中，与导线相连接的两个边垂直于刹车片的摩擦面。

使本装置的电阻材料与汽车刹车片的位置固定，在刹车片一定厚度范围内电阻材料将与刹车片一起受到摩擦。

当刹车片摩擦到一定厚度时，电阻材料将与刹车片一起受到摩擦而使矩形面积逐渐减小，由此将引起电路的电阻值发生变化，从而可根据不同的电信号反映出刹车片厚度的信息。

对于电阻材料，由相关的物理学知识可知，其总的电阻值R的表达式为：

式中，ρ为材料的电阻率，l为沿电流方向的长度，S为垂直于电流方向的截面积。

设电阻材料与刹车片摩擦面平行边的边长度为a，镀电极的边的长度为H，厚度为d，则上式可变为：，在摩擦过程中，电阻材料a尺寸和d尺寸都不变，只有H尺寸逐渐减小，由式中可以看出，电阻R与H成反比关系，因此，随着H的减小，R将增大。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该可连续探测刹车片厚度的装置，当摩擦材料因摩擦而厚度减小，将导致电阻材料一起受到摩擦并使面积S减小，因而电路的电阻将发生变化，由于电阻材料尺寸的变化与摩擦材料的厚度相对应，因此通过测定电路的电阻值推算出电阻材料的尺寸，由此可以确定摩擦材料的厚度。当然，由于与刹车盘接触将导致电路电阻发生变化，因此只能在摩擦材料未与刹车盘接触时才能进行判断；同时，由于温度的变化将引起电阻材料电阻值的变化，因此，测定的电路的电阻值在一定的范围内有所变化，因此导致推算所得数据与实际厚度尺寸有一定差异，其差异大小主要取决于电阻材料的电阻温度系数及温度的变化量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

附图标记中：1-电阻材料；2-电极；3-导线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅说明书附图1，在本实用新型实施例中，一种可连续探测刹车片厚度的装置，包括电阻材料1和导线3；所述电阻材料1两端为电极2。

进一步，所述的电阻材料1为一定厚度的矩形片，其中相对的两个边分别镀与边长基本相等长度的电极后与导线相连接。

进一步，所述的电阻材料1贴在支撑体或刹车片上，或将其嵌入刹车片之中，与导线相连接的两个边垂直于刹车片的摩擦面。

使本装置的电阻材料与汽车刹车片的位置固定，在刹车片一定厚度范围内电阻材料将与刹车片一起受到摩擦。

当刹车片摩擦到一定厚度时，电阻材料将与刹车片一起受到摩擦而使矩形面积逐渐减小，由此将引起电路的电阻值发生变化，从而可根据不同的电信号反映出刹车片厚度的信息。

对于电阻材料，由相关的物理学知识可知，其总的电阻值R的表达式为：

，式中，ρ为材料的电阻率，l为沿电流方向的长度，S为垂直于电流方向的截面积。

设电阻材料与刹车片摩擦面平行边的边长度为a，镀电极的边的长度为H，厚度为d，则上式可变为：，在摩擦过程中，电阻材料a尺寸和d尺寸都不变，只有H尺寸逐渐减小，由式中可以看出，电阻R与H成反比关系，因此，随着H的减小，R将增大。

实施例一：

采用长6mm，宽5mm，厚0.3mm的铁铬铝片作为电阻材料，沿两个长边分别镀0.5mm宽的电极，并与导线连接，导线为直径为0.2mm的铜丝。用高温绝缘胶将铁铬铝片贴在刹车片上，对应于刹车片厚度范围为6.5mm—12.5mm。使用万用表测试电路电阻为3.00mΩ。将刹车片与刹车盘进行摩擦，每隔一段时间停止摩擦，并测试电路的电阻值，然后继续进行摩擦，过一段时间后再次停止，并测试电路的电阻值，重复前面的摩擦操作步骤。当电阻值明显发生变化后，停止摩擦，测试电路的电阻值并测试刹车片厚度，继续前面的摩擦和测试操作步骤，从而得到一组电阻和刹车片厚度数据，将其与计算值进行对比（见表1）。由表中可以看出，实际测试数据与计算值比较接近，产生误差的主要原因是未考虑温度的影响。总的来看，误差低于2.5%，在可接受范围内。

实施例二：

采用长7.5mm，宽6mm，厚0.2mm的铁铬铝片作为电阻材料，沿两个长边分别镀0.5mm宽的电极，并与导线连接，导线为直径为0.2mm的铜丝。用高温绝缘胶将铁铬铝片贴在刹车片上，对应于刹车片厚度范围为6.5mm—14.0mm。将其置于烘箱中在300℃保温半小时，使用万用表测试电路电阻为4.64mΩ。将刹车片与刹车盘进行摩擦，每隔一段时间停止摩擦，并测试电路的电阻值，然后继续进行摩擦，过一段时间后再次停止，并测试电路的电阻值和刹车片厚度，重复前面的摩擦操作步骤。从而得到一组电阻和刹车片厚度数据，将其与计算值进行对比（见表2）。由表中可以看出，实际测试数据与计算值比较接近，产生误差的主要原因是电阻材料实际温度与假设温度（300℃）间存在差异。总的来看，误差低于1.1%，准确度比较高。

在以上实施例中，为了方便，统一采用了直径为0.2mm的铜丝导线，电阻材料均采用了高温电阻材料铁铬铝电阻材料，在实际运用时也可根据情况选择其它尺寸及其它材质的导线和电阻材料。此外，本发明中所提到的支撑体主要起固定电阻材料与刹车片相对位置的作用，支撑体可以是单独的物体，也可以是固定在刹车片上的物体甚至是刹车片本身。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种可连续探测刹车片厚度的装置，包括电阻材料和导线；所述电阻材料两端为电极；其特征在于：所述的电阻材料为一定厚度的矩形片，其中相对的两个边分别镀与边长基本相等长度的电极后与导线相连接；所述的电阻材料贴在支撑体或刹车片上，或将其嵌入刹车片之中，与导线相连接的两个边垂直于刹车片的摩擦面。