WO2019029288A1

WO2019029288A1 - 一种汽车轮式双面制动系统

Info

Publication number: WO2019029288A1
Application number: PCT/CN2018/093115
Authority: WO
Inventors: 夏海龙
Original assignee: 湖北中尔车轴有限公司
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-02-14
Also published as: DE112018004125T5

Abstract

一种汽车轮式双面制动系统，包括车轴（1）和轮毂（3），轮毂（3）的内侧连接与其同步运转的制动轮（2），其为圆筒体结构，制动轮（2）的外周面安设周向抱紧制动蹄（4，5），制动轮（2）的内周面安设周向张开制动蹄（7，8），制动轮（2）内侧的车轴（1）上设有内外同步驱动机构和铰接定位机构，周向抱紧制动蹄（4，5）和周向张开制动蹄（7，8）的一端均与铰接定位机构相铰接，另一端与内外同步驱动机构相配置，实现制动轮（2）内张外抱同步制动。制动轮（2）的内外制动面形成内张外抱的制动方式，大大增加了制动面积，有效缩短刹车距离，平均分配了制动部件受力强度，延长制动使用寿命，减少摩擦片磨损，避免制动发热。

Description

一种汽车轮式双面制动系统

技术领域

本发明属于汽车车桥制动的技术领域，尤其涉及一种汽车轮式双面制动系统。

背景技术

现有的载重汽车、载客汽车普遍使用鼓式制动或盘式制动，形成内张式制动形式，虽经多次改进其制动性能已趋完善，但在负荷较重以及下长坡减速或紧急制动的情况下，其摩擦发热快散热慢，制动距离长等弊端日益突出，成为车辆行驶中重大安全隐患。为了解决上述存在的问题，目前提出了一种周向抱紧制动结构及方式，但是现有的周向抱紧制动装置只能作用在制动轮的外周面，制动面积较小，刹车距离大，而且散热效率不高。无论是内张还是外抱式制动，都只是单机构的制动形式，制动性能都有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种汽车轮式双面制动系统，制动力内外分配，制动面积大，可提高制动性能，延长使用寿命。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：一种汽车轮式双面制动系统，包括车轴和轮毂，所述轮毂的内侧连接与其同步运转的制动轮，制动轮为圆筒体结构，其特征在于，对应于制动轮的外周面安设周向抱紧制动蹄，周向抱紧制动蹄包括带有外回位机构的半圆弧形的左、右抱紧蹄片，对应于制动轮的内周面安设周向张开制动蹄，所述周向张开制动蹄包括带有内回位机构的半圆弧形的左、右张开蹄片，制动轮内侧的车轴上设有内外同步驱动机构和铰接定位机构，所述左、右抱紧蹄片和左、右张开蹄片的一端为铰接端，与所述铰接定位机构相铰接，另一端为张合驱动端，与所述内外同步驱动机构相配置，实现制动轮内张外抱同步制动。

按上述方案，所述内外同步驱动机构包括前后间隔设置在所述车轴上的凸轮轴支座和调整臂支座，所述凸轮轴支座和调整臂支座上穿装凸轮轴，所述凸轮轴的后端连接调整臂，前端间隔设置内S型凸轮和外S型凸轮，所述外S型凸轮与铰接于凸轮轴支座上的左、右制动臂的内端相配置，所述左、右制动臂的外端与所述左、右抱紧蹄片的张合驱动端相连，所述内S型凸轮与所述左、右张开蹄片的张合驱动端相配置。

按上述方案，所述左、右制动臂的内侧端面的外端设有向后延伸的驱动块，外侧端面中部设有向前延伸的铰接轴，下端设有弧形凸块，所述驱动块与所述左、右抱紧蹄片的张合驱动端相连，所述铰接轴与所述凸轮轴支座相铰接，所述弧形凸块与所述外S型凸轮相配置。

按上述方案，所述左、右抱紧蹄片的铰接端均设有沿周向延伸的连接臂，所述连接臂上设有外蹄片轴孔，左、右抱紧蹄片通过连接臂与铰接定位机构相铰接，左、右抱紧蹄片的张合驱动端的内壁上设有与驱动块相配置的驱动凹槽，驱动块的前侧面的外廓线为渐开线，与驱动凹槽的前侧面相啮合，左、右抱紧蹄片的内周面上设有摩擦片。

按上述方案，所述左、右张开蹄片的铰接端均设有内蹄片轴孔，与所述铰接定位机构通过内蹄片轴相铰接，左、右张开蹄片的张合驱动端的端头均设有滚轮，与所述内S型凸轮相配置，左、右张开蹄片的外周面上设有摩擦片。

按上述方案，所述内、外S型凸轮均由中心对称设置的两个旋转半径递增的弧形翼块组成，内S型凸轮的旋转半径小于外S型凸轮的旋转半径，凸轮轴的驱动端设有花键，通过花键与所述调整臂相配置。

按上述方案，所述凸轮轴支座为“L”型板状结构，包括底板和支承板，所述底板与所述车轴相连，所述支承板上部两侧对称设有铰接孔，下部中心设有支承孔，所述铰接孔通过轴承与所述铰接轴相连，所述支承孔通过轴承与所述凸轮轴相连。

按上述方案，所述铰接定位机构包括蹄片轴支架，所述蹄片轴支架包括内外平行间隔设置的内、外铰接孔座，所述内铰接孔座的底部与所述车轴固连，所述外铰接孔座与所述左、右抱紧蹄片的连接臂相铰接，内铰接孔座与所述左、右张开蹄片的铰接端相铰接。

按上述方案，所述外回位机构包括设于所述左、右抱紧蹄片张合驱动端的外侧端的外回位簧、设于所述连接臂与所述外铰接孔座之间的双向扭簧和弹簧换向装置，所述弹簧换向装置包括换向支架、换向拉簧和换向回位簧，所述凸轮轴支座的底板两侧分别与所述换向支架的一端相铰接，所述内铰接孔座的底部两侧分别与所述换向拉簧的一端相连，所述左、右抱紧蹄片的张合驱动端分别与所述换向回位簧的一端相连，换向拉簧的另一端与换向支架的中部相连，换向回位簧的另一端与换向支架的另一端相连。

按上述方案，所述内回位机构包括设于所述左、右张开蹄片铰接端前后两侧的前、后回位簧和设于左、右张开蹄片张合驱动端的内回位簧。

按上述方案，所述制动轮由同轴设置的外筒和内筒组成，所述外筒和内筒之间设有均匀间隔设有数条连接筋板，所述数条连接筋板之间的空隙形成散热风道，外筒的外周面为外制动面，内筒的内周面为内制动面，外、内制动面分别与所述左、右抱紧蹄片及左、右张开蹄片上设置的摩擦片相配置，制动轮与所述轮毂相连的端面上沿周向均匀间隔设有数个排风凹槽。

按上述方案，所述制动轮的内侧端设有导风防尘罩，所述导风防尘罩包括左、右罩体，所述左、右罩体上下两端分别与所述蹄片轴支架和凸轮轴支座相连，左、右罩体上分别设有左、右导风罩。

按上述方案，所述左、右罩体均包括外缘为弧形的后壳体及沿后壳体外缘设置的弧形的侧壳体，所述后壳体上设有进风口，所述左、右导风罩为口径渐小的“U”型壳体结构，相对应所述进风口设置。

本发明的有益效果是：1、设置制动轮的外周抱紧制动和内周张开制动的结构，采用内张外抱式的同步制动机构，制动力内外分配，把一套机构的工作量由内外两套制动机构分担，不仅可杜绝制动鼓破裂的危害，从而保证制动性能稳定，而且可显著增大摩擦面积大，缩短制动距离，提高汽车制动的效率；2、设置导风防尘罩不仅可以降低灰尘进入造成的磨损，还提高了散热效率，延长装置的使用寿命，有效解决了制动力与制动发热之间的突出矛盾，使汽车制动的稳定性和安全性得到进一步的提高和改善。

附图说明

图1为本发明一个实施例的拆分示意图。

图2为本发明一个实施例的轴向半剖视图。

图3为本发明一个实施例的仰视图。

图4为本发明一个实施例的蹄片轴支架和凸轮轴支座的拆分图。

图5为本发明一个实施例中蹄片轴支架和凸轮轴支座的正视图。

图6为本发明一个实施例中左抱紧蹄片与左制动臂的装配轴测图。

图7为本发明一个实施例中左抱紧蹄片的剖视图。

图8为本发明一个实施例中右制动臂的轴测图。

图9为本发明一个实施例中凸轮轴的轴测图。

图10为本发明一个实施例的制动轮的轴测图。

图11为本发明一个实施例的导风防尘罩的轴测图。

图12为本发明一个实施例的制动轮与轮毂的拆分轴测图。

其中：车轴1，制动轮2，轮毂3，左抱紧蹄片4，右抱紧蹄片5，摩擦片6，左张开蹄片7，右张开蹄片8，排风凹槽9，蹄片轴支架10，外蹄片轴11，内蹄片轴12，外回位簧13，内回位簧14，连接臂15，双向扭簧16，驱动凹槽17，滚轮18，凸轮轴支座19，调整臂支座20，凸轮轴21，左制动臂22，内S型凸轮23，外S型凸轮24，花键25，调整臂26，弧形凸块27，驱动块28，铰接轴29，底板30，支承板31，铰接孔32，支承孔33，轴承34，换向支架35，换向拉簧36，换向回位簧37，前回位簧38，后回位簧39，左罩体40，右罩体41，左导风罩42，右导风罩43，进风口44，连接筋板45，散热风道46，外筒47，内筒48，右制动臂49。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1-3所示，一种汽车轮式双面制动系统，包括车轴1和轮毂3，轮毂的内侧连接与其同步运转的制动轮2，制动轮为圆筒体结构，对应于制动轮的外周面安设周向抱紧制动蹄，周向抱紧制动蹄包括带有外回位机构的半圆弧形的左抱紧蹄片4和右抱紧蹄片5，对应于制动轮的内周面安设周向张开制动蹄，周向张开制动蹄包括带有内回位机构的半圆弧形的左张开蹄片7和右张开蹄片8，制动轮内侧的车轴上设有内外同步驱动机构和铰接定位机构，左、右抱紧蹄片和左、右张开蹄片的一端为铰接端，与铰接定位机构相铰接，另一端为张合驱动端，与内外同步驱动机构相配置，实现制动轮内张外抱同步制动。

如图6-9所示，内外同步驱动机构包括前后间隔设置在车轴上的凸轮轴支座19和调整臂支座20，凸轮轴支座和调整臂支座上穿装凸轮轴21，凸轮轴的后端连接调整臂26，前端间隔设置内S型凸轮23和外S型凸轮24，外S型凸轮与铰接于凸轮轴支座上的左制动臂22和右制动臂49的内端相配置，左、右制动臂的外端与左、右抱紧蹄片的张合驱动端相连，内S型凸轮与左、右张开蹄片的张合驱动端相配置。

左、右制动臂的内侧端面的外端设有向后延伸的驱动块28，外侧端面中部设有向前延伸的铰接轴29，下端设有弧形凸块27，驱动块与左、右抱紧蹄片的张合驱动端相连，铰接轴与凸轮轴支座相铰接，弧形凸块与外S型凸轮相配置。

左、右抱紧蹄片的铰接端均设有沿周向延伸的连接臂15，连接臂上设有外蹄片轴孔，左、右抱紧蹄片通过外蹄片轴11与铰接定位机构相铰接，左、右抱紧蹄片的张合驱动端的内壁上设有与驱动块相配置的驱动凹槽17，驱动块的前侧面的外廓线为渐开线，与驱动凹槽的前侧面相啮合，左、右抱紧蹄片的内周面上设有摩擦片6。

左、右张开蹄片的铰接端均设有内蹄片轴孔，与铰接定位机构通过内蹄片轴12相铰接，左、右张开蹄片的张合驱动端的端头均设有滚轮18，与内S型凸轮相配置，左、右张开蹄片的外周面上设有摩擦片。

内、外S型凸轮均由中心对称设置的两个旋转半径递增的弧形翼块组成，内S型凸轮的旋转半径小于外S型凸轮的旋转半径，凸轮轴的驱动端设有花键25，通过花键与调整臂相配置。

如图4、图5所示，凸轮轴支座为“L”型板状结构，包括底板30和支承板31，底板与车轴相连，支承板上部两侧对称设有铰接孔32，下部中心设有支承孔33，铰接孔通过轴承 34与铰接轴相连，支承孔通过轴承与凸轮轴相连。

铰接定位机构包括蹄片轴支架10，蹄片轴支架包括内外平行间隔设置的内、外铰接孔座，内铰接孔座的底部与车轴固连，外铰接孔座与左、右抱紧蹄片的连接臂相铰接，内铰接孔座与左、右张开蹄片的铰接端相铰接。

外回位机构包括设于左、右抱紧蹄片张合驱动端的外侧端的外回位簧13、设于连接臂与外铰接孔座之间的双向扭簧16和弹簧换向装置，弹簧换向装置包括换向支架35、换向拉簧36和换向回位簧37，凸轮轴支座的底板两侧分别与换向支架的一端相铰接，内铰接孔座的底部两侧分别与换向拉簧的一端相连，左、右抱紧蹄片的张合驱动端分别与换向回位簧的一端相连，换向拉簧的另一端与换向支架的中部相连，换向回位簧的另一端与换向支架的另一端相连。通过设置换向支架使得换向回位簧及换向拉簧只需各自沿着轴向发生压缩或拉伸，在左、右抱紧蹄片在制动抱紧或张开回位的状态下，换向回位簧和换向拉簧均能位于同一条直线，既省力便捷，又避免弹簧发生变形，延长使用寿命。

内回位机构包括设于左、右张开蹄片铰接端前后两侧的前回位簧38、后回位簧39和设于左、右张开蹄片张合驱动端的内回位簧14。

如图10、图12所示，制动轮由同轴设置的外筒47和内筒48组成，外筒和内筒之间设有均匀间隔设有数条连接筋板45，数条连接筋板之间的空隙形成散热风道46，外筒的外周面为外制动面，内筒的内周面为内制动面，外、内制动面分别与左、右抱紧蹄片及左、右张开蹄片上设置的摩擦片相配置，制动轮与轮毂相连的端面上沿周向均匀间隔设有数个排风凹槽9。

制动轮的内侧端设有导风防尘罩，包括左罩体40和右罩体41，左、右罩体上下两端分别与蹄片轴支架和凸轮轴支座相连，左、右罩体上分别设有左导风罩42和右导风罩43。

左、右罩体均包括外缘为弧形的后壳体及沿后壳体外缘设置的弧形的侧壳体，后壳体上设有进风口44，左、右导风罩为口径渐小的“U”型壳体结构，相对应所述进风口设置。

制动过程如下：内S型凸轮位于左、右张开蹄片的两个滚轮之间，外S型凸轮位于左、右制动臂的两个弧形凸块之间，内、外S型凸轮的左右两翼块分别与滚轮及弧形凸块相配合，转动凸轮轴，当内S型凸轮的两翼分别作用于两滚轮，使得两滚轮随着内S型凸轮转动相向移动，从而带动左张开蹄片、右张开蹄片相向摆动，前、后回位簧收缩，左、右张开蹄片呈向外张开的状态，使张开制动蹄形成越来越紧的制动状态，当两滚轮之间的距离最大时，即，内S型凸轮的两翼块水平与两滚轮连线成180°角，内回位簧呈拉伸状态，此时外撑制动蹄的制动力达到最大值，此时，外S型凸轮的两翼分别作用于两个弧形凸块，左、右制动臂绕铰接轴发生转动，两弧形凸块之间的距离增大，两个驱动块也在驱动凹槽内发生同步转动，从而带动左、右抱紧蹄片相对摆动，外回位簧压缩，左、右抱紧蹄片呈向内抱紧的状态，使抱紧制动蹄形成越来越紧的制动状态，当两弧形凸块之间的距离最大时，即，外S型凸轮的两翼块水平与两弧形凸块连线成180°角，此时抱紧制动蹄的制动力达到最大值，完成车辆的制动过程；回转凸轮轴，当两滚轮之间的距离最小时，即，内S型凸轮的两翼块垂直与两滚轮连线成90°角，两滚轮之间的距离最小，内回位拉簧复位，此时左张开蹄片、右张开蹄片相对转动，周向张开制动蹄及时回位至与制动轮周向空隙的非制动状态，此时，两弧形凸块之间的距离最小，即，外S型凸轮的两翼块垂直与左、右弧形凸块连线成90°角，外回位簧复位，此时左、右抱紧蹄片相向转动，周向抱紧制动蹄及时回位至与制动轮周向空隙的非制动状态。

Claims

一种汽车轮式双面制动系统，包括车轴和轮毂，所述轮毂的内侧连接与其同步运转的制动轮，制动轮为圆筒体结构，其特征在于，对应于制动轮的外周面安设周向抱紧制动蹄，周向抱紧制动蹄包括带有外回位机构的半圆弧形的左、右抱紧蹄片，对应于制动轮的内周面安设周向张开制动蹄，所述周向张开制动蹄包括带有内回位机构的半圆弧形的左、右张开蹄片，制动轮内侧的车轴上设有内外同步驱动机构和铰接定位机构，所述左、右抱紧蹄片和左、右张开蹄片的一端为铰接端，与所述铰接定位机构相铰接，另一端为张合驱动端，与所述内外同步驱动机构相配置，实现制动轮内张外抱同步制动。
如权利要求1所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述内外同步驱动机构包括前后间隔设置在所述车轴上的凸轮轴支座和调整臂支座，所述凸轮轴支座和调整臂支座上穿装凸轮轴，所述凸轮轴的后端连接调整臂，前端间隔设置内S型凸轮和外S型凸轮，所述外S型凸轮与铰接于凸轮轴支座上的左、右制动臂的内端相配置，所述左、右制动臂的外端与所述左、右抱紧蹄片的张合驱动端相连，所述内S型凸轮与所述左、右张开蹄片的张合驱动端相配置。
如权利要求2所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述左、右制动臂的内侧端面的外端设有向后延伸的驱动块，外侧端面中部设有向前延伸的铰接轴，下端设有弧形凸块，所述驱动块与所述左、右抱紧蹄片的张合驱动端相连，所述铰接轴与所述凸轮轴支座相铰接，所述弧形凸块与所述外S型凸轮相配置。
如权利要求3所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述左、右抱紧蹄片的铰接端均设有沿周向延伸的连接臂，所述连接臂上设有外蹄片轴孔，左、右抱紧蹄片通过连接臂与铰接定位机构相铰接，左、右抱紧蹄片的张合驱动端的内壁上设有与驱动块相配置的驱动凹槽，驱动块的前侧面的外廓线为渐开线，与驱动凹槽的前侧面相啮合，左、右抱紧蹄片的内周面上设有摩擦片。
如权利要求3所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述左、右张开蹄片的铰接端均设有内蹄片轴孔，与所述铰接定位机构通过内蹄片轴相铰接，左、右张开蹄片的张合驱动端的端头均设有滚轮，与所述内S型凸轮相配置，左、右张开蹄片的外周面上设有摩擦片。
如权利要求5所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述内、外S型凸轮均由中心对称设置的两个旋转半径递增的弧形翼块组成，内S型凸轮的旋转半径小于外S型凸轮的旋转半径，凸轮轴的驱动端设有花键，通过花键与所述调整臂相配置。
如权利要求6所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述凸轮轴支座为“L”型板状结构，包括底板和支承板，所述底板与所述车轴相连，所述支承板上部两侧对称设有铰接孔，下部中心设有支承孔，所述铰接孔通过轴承与所述铰接轴相连，所述支承孔通过轴承与所述凸轮轴相连。
如权利要求5所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述铰接定位机构包括蹄片轴支架，所述蹄片轴支架包括内外平行间隔设置的内、外铰接孔座，所述内铰接孔座的底部与所述车轴固连，所述外铰接孔座与所述左、右抱紧蹄片的连接臂相铰接，内铰接孔座与所述左、右张开蹄片的铰接端相铰接。
如权利要求8所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述外回位机构包括设于所述左、右抱紧蹄片张合驱动端的外侧端的外回位簧、设于所述连接臂与所述外铰接孔座之间的双向扭簧和弹簧换向装置，所述弹簧换向装置包括换向支架、换向拉簧和换向回位簧，所述凸轮轴支座的底板两侧分别与所述换向支架的一端相铰接，所述内铰接孔座的底部两侧分别与所述换向拉簧的一端相连，所述左、右抱紧蹄片的张合驱动端分别与所述换向回位簧的一端相连，换向拉簧的另一端与换向支架的中部相连，换向回位簧的另一端与换向支架的另一端相连。
如权利要求8所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述内回位机构包括设于所述左、右张开蹄片铰接端前后两侧的前、后回位簧和设于左、右张开蹄片张合驱动端的内回位簧。
如权利要求1所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述制动轮由同轴设置的外筒和内筒组成，所述外筒和内筒之间设有均匀间隔设有数条连接筋板，所述数条连接筋板之间的空隙形成散热风道，外筒的外周面为外制动面，内筒的内周面为内制动面，外、内制动面分别与所述左、右抱紧蹄片及左、右张开蹄片上设置的摩擦片相配置，制动轮与所述轮毂相连的端面上沿周向均匀间隔设有数个排风凹槽。
如权利要求11所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述制动轮的内侧端设有导风防尘罩，所述导风防尘罩包括左、右罩体，所述左、右罩体上下两端分别与所述蹄片轴支架和凸轮轴支座相连，左、右罩体上分别设有左、右导风罩。
如权利要求12所述的一种汽车轮式双面制动系统，其特征在于所述左、右罩体均包括外缘为弧形的后壳体及沿后壳体外缘设置的弧形的侧壳体，所述后壳体上设有进风口，所述左、右导风罩为口径渐小的“U”型壳体结构，相对应所述进风口设置。