CN87210220U - 车辆电磁制动机构 - Google Patents

Abstract

一种车辆用电磁制动机构，它由电磁制动器和制动控制开关组成。电磁制动器包括电磁盘，制动蹄，制动墙板，制动鼓，轮毂，主动盘，回位弹簧，线圈，隔磁圈，摩擦片等，主动盘装于制动鼓或轮毂上，电磁盘固定在制动墙板上，制动蹄采用浮式连接。制动控制开关包括瓷管，电阻丝，触点，控制杆，弹簧和外壳等，在瓷管外面绕有电阻丝，中心固有控制杆，通过触点控制开关的通、断。

Description

本实用新型所述的电磁制动机构，用于自身有电源供电的所有车辆上，可根据所需的制动力矩的大小，配备相应的电磁制动机构。

已知的车辆制动机构，即目前常用的车辆（包括挂车）的制动机构，其驱动机构主要为气力式，液力式和机械式。气力式机构复杂，有气泵，贮气筒，制动阀，制动气室，管路等一整套设备，而且不论是否制动，气泵都要随发动机运转，消耗发动机的动力，若车辆停放时间较长，管路密封不严，重新开动前还要进行充气，这更增加了不必要的消耗。液力式所需的操纵力大，若要求制动力矩较大时，需要增力，不但要增加机构，有的还消耗发动机的动力，如果接在挂车上，使用中拆装很不方便。机械式大多用在拖拉机及挂车上，它所需的制动力大，制动强度低，左右制动不容易调整同步。以上三种形式的制动机构都存在着不同程度的反应时间慢的缺点，特别是带有挂车时，因操纵距离增大，很难使挂车制动与主车制动达到同步，更不能使其略有超前。

鉴于上述已有技术存在的问题，本实用新型的目的是设计一种结构简单，容易制造，反应速度快，操作轻便，使用调整方便，特别是不消耗发动机动力的电磁制动机构。

本实用新型所述的电磁制动机构是利用电磁离合器的原理，将车轮本身的部分动能变成制动能源，使车辆达到制动的目的。

本实用新型所述的电磁制动机构，由电磁制动器和制动控制开关两部分组成。

电磁制动器由电磁盘〔1〕，制动蹄〔2〕，制动墙板〔3〕，电磁盘座〔4〕，传动销〔5〕，制动鼓〔6〕，主动盘〔7〕，回位弹簧〔8〕，轮毂〔9〕，线圈〔12〕，隔磁圈〔11〕，摩擦片〔13〕，导管〔15〕，套帽〔14〕，连接螺栓〔16〕和制动蹄回位弹簧〔19〕组成。主动盘装在制动鼓或轮毂上，可作轴向移动，电磁盘座固定在制动墙板上，电磁盘座上面有可作一定角度旋转的电磁盘，电磁盘的一个端面上装有传动销紧靠制动蹄的作用端；制动蹄采用浮式连接。与电磁制动器配套的制动控制开关，就其总体原理来说，是一个滑动变阻器，但所取阻值的大小，要由制动电流的大小和制动力矩变化的范围来确定。制动控制开关由瓷管〔22〕，触点〔26〕，电阻丝〔23〕，控制杆〔25〕，弹簧〔24〕，上盖〔27〕，下盖〔28〕和外壳〔29〕组成。瓷管外表面绕有电阻丝，中心固有控制杆，电阻丝下端绝缘，上端与控制杆相接而搭铁，弹簧穿在控制杆上，位于瓷管下端，触点接在外壳上，上盖和下盖与外壳采用螺纹连接。未踏制动踏板时，在弹簧作用下，触点不与电阻丝接触，电路不通。当踏动制动踏板时，随着制动踏板的下行，与之联动的控制杆和瓷管相应下降，触点与电阻丝接触，并通过电阻丝的另一端搭铁，电路接通。电阻值随瓷管的下行由大逐渐变小，当踏至极限时，可使电阻隔除，此时制动作用最大。若壳体为绝缘体时，应注意使控制杆可靠搭铁。

电磁制动机构的运动过程是这样的：当需制动时，电源接通电磁盘，将旋转的主动盘吸合，主动盘的力矩传给电磁盘，使电磁盘产生转动，通过传动销，使制动蹄受力外张，与制动鼓贴合，产生制动作用。通过与制动踏板联动的制动控制开关，能使电磁盘的吸力改变，所传递的扭矩也相应改变，这样就可以根据驾驶员的需要得到不同的制动力矩。当完全放松制动踏板时，电源切断，电磁盘吸力消失，在回位弹簧的作用下，主动盘与电磁盘分离，在制动蹄回位弹簧作用下，通过传动销，使电磁盘返回中立位置，制动消除。

下面结合附图对电磁制动机构作进一步说明：

附图1是电磁制动器的结构示意图；

附图2是制动控制开关的结构示意图；

附图3是电磁盘和主动盘的断面示意图；

附图4是主动盘的连接示意图；

附图5是未带增力机构的制动蹄连接示意图；

附图6是增力机构的示意图；

附图7是带有增力机构的制动蹄连接示意图。

电磁盘和主动盘均为导磁材料制成的圆盘，在电磁盘和主动盘的非吸合的端面上，有部分呈斜面，在底铁的斜面部分，其磁路的断面积相等，按S＝2πrδ计算磁路断面积的值。如附图3所示，图中的虚线表示一个单元体的磁路，在磁路的计算中，设磁路经过的断面磁场为均匀磁场，而且每个不同断面都要进行磁势计算。由于电磁盘底铁部分的A至C的每个断面积S＝2πrδ，（式中r为断面至电磁盘中心的半径，δ为断面厚度），从上式看出，当S不变时，r与δ成反比。利用这个关系，只要知道AB断面的面积和厚度，同时已知CD断面的r，就可求出当CD断面积与AB断面积相等时CD断面的厚度。分别连接A、B和C、D，这样，在AB断面与CD断面间的任何断面积都相等，就可作为一段磁路来计算。同理，主动盘磁路上的断面积也是这样计算出的。

电磁盘上开有环形槽，槽中装有线圈〔12〕，线圈的匝数和导线直径按磁路计算所需的总磁势求出。线圈的两端用软导线连接，接在制动墙板的接线板上，以便与外面的导线连通。电磁盘的非吸合端靠在制动蹄上，以阻止电磁盘向另一方向作轴向移动。在电磁盘的外环端面上装有摩擦片〔13〕，以提高摩擦力矩，摩擦片高出电磁盘端面的数值按磁路计算的值确定，即等于电磁盘与主动盘的工作气隙，使用中，随着摩擦片的磨损，工作气隙减小，而输出力矩增大。摩擦片最好用沉头螺栓与电磁盘连接，这样，当摩擦片磨损到一定程度时，可通过支垫继续使用。电磁盘内圆端面有一凹台。为了充分利用有限空间，电磁盘外圆还可以作制动蹄在未制动时的径向支承体。

隔磁圈〔11〕与电磁盘滑动配合，其作用有两个：一是起隔磁作用，二是阻止电磁盘向主动盘方向作轴向移动。隔磁圈的一端有一小凸台，与电磁盘的凹台相配，其端面在同一平面上。隔磁圈套在电磁盘座的外面，并从径向用螺栓将两者固定。

从附图4中可以看出，主动盘由连接螺栓〔16〕支承，连接螺栓与连接在制动鼓上的导管〔15〕滑动配合，连接螺栓上穿有回位弹簧8，这样，主动盘随制动鼓6一起旋转并能作轴向移动。导管用外螺纹与制动鼓连接，并伸出制动鼓外，与套帽〔14〕的内螺纹连接，防止泥水侵入。导管靠制动鼓内端有一台面，另一端与回位弹簧接触。当未起制动作用时，在回位弹簧的作用下，主动盘的非吸合端与导管的台端紧靠。当电磁盘通电时，主动盘克服回位弹簧的作用力被电磁盘吸合，将制动鼓上的部分力矩传给电磁盘，以起到制动作用。通过导管可调整电磁盘与主动盘未吸合时的间隙。

制动蹄的构造和作用原理与BJ－130汽车使用的双向自动增力式制动器基本相同。两片制动蹄的构造完全一样，可互换使用。它们的下端通过调整螺钉〔17〕铰链连接，上部有长孔，并分别穿有支承销〔18〕，两者采用滑动配合。支承销再穿过支承销座，制动墙板〔3〕，用螺帽固定在制动墙板上。两制动蹄（按车辆前进方向分别称为前蹄和后蹄）端面之间是传动销〔5〕。未制动时，在制动蹄回位弹簧〔19〕的作用下，制动蹄长孔一端紧靠支承销（如附图5所示）。当制动时，电磁盘与车轮同方向转动，传动销顶动前蹄端，使前蹄张开而压向旋转的制动鼓〔6〕。在摩擦力作用下，前蹄下端产生一定位移，通过调整螺钉，使后蹄下端受力，并以后蹄支承销为支点外张，与制动鼓贴合。这样前后蹄都起制动作用。由此看出，后蹄的作用力等于前蹄下端支反力，当倒车时，作用原理完全相同，只是传动销顶动的是后蹄。

调整螺钉〔17〕是一正反螺纹调整机构，用此调整两制动蹄与制动鼓的间隙，以控制制动蹄的行程和制动的灵敏度，特别控制长孔要有后备行程。

传动销为一螺栓，与电磁盘螺纹连接，它与电磁盘中心的距离可根据需要来取，当中心距小时，传动销输出的力大，反之则小。若制动蹄端要求作用力很大，而传动销在最小极限位置的输出力还不能满足需要时，在传动销与制动蹄的传力之间还可以增加一个增力机构，以辅助传动销传力。增力机构由传动杆〔21〕、传动销〔5〕、制动滚轮〔20〕组成，如附图6所示。传动杆的下端开有长孔，孔中穿有传动销，传动杆中部装有制动滚轮，上端有一短轴〔30〕穿出制动墙板外。附图5示出了不带增力机构的制动蹄与传动销的结构位置情况，附图7示出了带有增力机构的制动蹄与传动销的结构位置情况。

车辆制动的实质，是输入一定的能量将车轮旋转的动能，用摩擦功的形式变成热能而散发到空气中，从制动的观点看，使轮胎旋转的动能越小越好，这样输入的能量就少。但轮胎旋转的动能又与车速和整车的质量相关，电磁制动机构的最大优点就在于它将被废弃的，甚至是有害的，但又是不可避免的能量回收一部分用来进行制动，这是其它任何形式的车辆制动器望尘莫及的。此外，电磁制动机构具有结构简单，使用安装、维护方便的特点，当车辆安装上本实用新型所述的电磁制动机构后，制动时，只需要少量电能，即可得到所需的制动力矩。若单独用于挂车上，只需在控制部分作简单调整就能达到与主车的制动同步或超前的效果。

Claims (3)

1、一种车辆用电磁制动机构，它由电磁制动器和制动控制开关组成，其特征在于：电磁制动器由电磁盘[1]，制动蹄[2]，制动墙板[3]，电磁盘座[4]，传动销[5]，制动鼓[6]，主动盘[7]，回位弹簧[8]，轮毂[9]，线圈[12]，隔磁圈[11]，摩擦片[13]，导管[15]，套帽[14]，连接螺栓[16]和制动蹄回位弹簧[19]组成，主动盘装在制动鼓或轮毂上，电磁盘座固定在制动墙板上，电磁盘位于电磁盘座上，在电磁盘的一个端面上装有传动销，传动销紧靠在制动蹄的作用端上；制动蹄采用浮式连接，两制动蹄采用铰链连接，制动蹄上有长孔，长孔中穿有支承销[18]，支承销穿过支承销座固定在制动墙板上，两制动蹄之间为传动销5，电磁盘和主动盘均为导磁材料制成的圆盘，在非吸合端面上，有斜面，斜面的底铁部分磁路断面积相等，按S=2πrδ计算，电磁盘上开有环形槽，槽中装有线圈[12]，电磁盘的非吸合端靠在制动蹄上，在电磁盘的外环端面上装有摩擦片[13]，内圆端面上有一凹台，隔磁圈[11]套在电磁盘座外面，隔磁圈的一端有一小凸台，隔磁圈与电磁盘滑动配合，主动盘由连接螺栓[16]支承，连接螺栓与连接在制动鼓上的导管[15]滑动配合，连接螺栓上穿有回位弹簧8，导管与制动鼓连接，并伸出制动鼓，与套帽[14]连接，导管靠制动鼓内端有一台面，另一端与回位弹簧接触。制动控制开关由瓷管[22]、电阻丝[23]，触点[26]，控制杆[25]，弹簧[24]，上盖[27]，下盖[28]和外壳[29]组成，瓷管外面绕有电阻丝，中心固有控制杆，弹簧穿在控制杆上、位于瓷管下端，触点接在外壳上，上盖和下盖与外壳采用螺纹连接。

2、根据权利要求1所述的电磁制动机构，其特征在于：在传动销与制动蹄的传力之间还可以增加一个增力机构，增力机构由传动杆〔21〕，传动销〔5〕，制动滚轮〔20〕组成，传动杆下端开有长孔，孔中穿有传动销，传动杆中部装有制动滚轮，上端有一短轴〔30〕穿出制动墙板外。

3、根据权利要求1所述的电磁制动机构，其特征在于：电磁盘的外圆还可以作制动蹄在未制动时的径向支承体。

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