專利名稱：一種永磁制動(dòng)與摩擦制動(dòng)相組合的制動(dòng)器及制動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車制動(dòng)或減速的制動(dòng)器，特別涉及永磁制動(dòng)與摩擦制動(dòng)組合一體的制動(dòng)器及其制動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)汽車制動(dòng)器分為盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器兩大類。盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器都是摩擦制動(dòng)，是由摩擦塊與制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓之間的摩擦來(lái)降低車速并最終停止，在汽車制動(dòng)過(guò)程中，摩擦塊會(huì)不斷磨損，溫度不斷升高，直接影響制動(dòng)器的性能，同時(shí)摩擦塊大量磨損也會(huì)向大氣中散發(fā)粉塵，污染環(huán)境。在制動(dòng)的同時(shí)，摩擦塊與制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓之間摩擦還會(huì)產(chǎn)生大量噪音。尤其在下長(zhǎng)坡或市區(qū)等需要持續(xù)制動(dòng)或頻繁制動(dòng)的情況下，摩擦塊的磨損更加劇烈，溫度在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)升到很高，從而影響制動(dòng)器的性能，嚴(yán)重威脅到行人和自身的安全。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的制動(dòng)器，此制動(dòng)器組合了永磁制動(dòng)與摩擦制動(dòng)，可以減輕摩擦塊的磨損，永磁制動(dòng)為非接觸式制動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生噪音， 從而降低了整體噪音，而且熱量產(chǎn)生也相對(duì)較少。本發(fā)明同時(shí)還提供該制動(dòng)器的制動(dòng)方法， 可根據(jù)汽車的實(shí)際行駛狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)最佳制動(dòng)效果。本發(fā)明永磁制動(dòng)與摩擦制動(dòng)相組合的制動(dòng)器采用的技術(shù)方案是由永磁制動(dòng)裝置和摩擦制動(dòng)裝置組成，永磁制動(dòng)裝置固定連接與制動(dòng)盤相連的固定架；永磁制動(dòng)裝置由導(dǎo)磁板、導(dǎo)磁環(huán)、導(dǎo)磁套和永磁體構(gòu)成，且對(duì)稱分布于制動(dòng)盤兩側(cè)；導(dǎo)磁套穿于固定架相應(yīng)孔中，導(dǎo)磁套內(nèi)設(shè)有沿其軸向往復(fù)移動(dòng)的永磁體，永磁體在靠近制動(dòng)盤一端上間隙套有導(dǎo)磁環(huán)，導(dǎo)磁環(huán)固定連接導(dǎo)磁套，在導(dǎo)磁環(huán)外側(cè)設(shè)有與永磁體固定連接的導(dǎo)磁板；導(dǎo)磁套內(nèi)壁上固定連接擋片，擋片與永磁體上設(shè)有的臺(tái)階相應(yīng)；導(dǎo)磁套于遠(yuǎn)離、接近制動(dòng)盤端分別設(shè)有第一、第二閥接頭。本發(fā)明制動(dòng)器的制動(dòng)方法采用如下步驟1)緊急制動(dòng)時(shí)，電子控制器控制氣壓或油壓由第一閥接頭輸入的壓力推動(dòng)永磁體向靠近制動(dòng)盤方向移動(dòng)，導(dǎo)磁板與導(dǎo)磁環(huán)分離， 當(dāng)永磁體運(yùn)動(dòng)到擋片位置處停止時(shí)，永磁體距離制動(dòng)盤的距離最小，制動(dòng)力矩最大；同時(shí)踩下制動(dòng)踏板，摩擦制動(dòng)裝置同時(shí)起作用，與永磁制動(dòng)裝置結(jié)合，使車輛減速或停止；2)非緊急制動(dòng)或下長(zhǎng)坡制動(dòng)時(shí)，若車速高于30km/h，電子控制器控制輸入第一、第二閥接頭的壓力大小來(lái)控制永磁制動(dòng)裝置的制動(dòng)力矩大小，同時(shí)控制摩擦制動(dòng)裝置的輪缸內(nèi)壓力不變，只有永磁制動(dòng)裝置制動(dòng)；若車速低于30km/h，電子控制器控制輸入第一、第二閥接頭的壓力不變，同時(shí)調(diào)節(jié)摩擦制動(dòng)裝置輪缸內(nèi)壓力，只有摩擦制動(dòng)裝置制動(dòng)。本發(fā)明是在原有的傳統(tǒng)摩擦制動(dòng)裝置基礎(chǔ)之上增加了一套永磁制動(dòng)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是1、整個(gè)永磁制動(dòng)裝置體積較小，便于安裝。2、永磁制動(dòng)產(chǎn)生熱量比較少，而且只要溫度不是很高，永磁體退磁現(xiàn)象不明顯，對(duì)制動(dòng)效能影響不大，尤其在頻繁或持續(xù)制動(dòng)過(guò)程中，抗熱衰退性好。3、永磁制動(dòng)裝置提供相當(dāng)一部分制動(dòng)力，所以摩擦制動(dòng)磨損減少，制動(dòng)器壽命增加。4、永磁制動(dòng)為非接觸式制動(dòng)，可大大降低整個(gè)制動(dòng)器的噪音。


圖1是本發(fā)明的總裝結(jié)構(gòu)主視示意圖2是汽車在非制動(dòng)時(shí)圖1的A-A剖視放大圖； 圖3是汽車在制動(dòng)時(shí)圖1的A-A剖視放大圖4是圖3中導(dǎo)磁套3、永磁體8、導(dǎo)磁環(huán)13及其相關(guān)組件的局部放大視圖； 圖中1.制動(dòng)盤；2.轉(zhuǎn)向節(jié)；3.導(dǎo)磁套；4.第一閥接頭；5.固定架；6.螺栓；7.第二閥接頭；8.永磁體；9.導(dǎo)磁板；10.擋片；11.密封圈；12.密封墊片；13.導(dǎo)磁環(huán)；14.螺釘； 15.制動(dòng)鉗支架；16.螺栓；17.制動(dòng)鉗體；18.制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明制動(dòng)器由永磁制動(dòng)裝置和摩擦制動(dòng)裝置組成，永磁制動(dòng)裝置固定安裝在固定架5上，固定架5通過(guò)螺栓6連接于轉(zhuǎn)向節(jié)2，轉(zhuǎn)向節(jié)2連接在制動(dòng)盤1上。 摩擦制動(dòng)裝置由制動(dòng)鉗支架15、制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷18和制動(dòng)鉗體17組成，制動(dòng)鉗支架15通過(guò)螺栓16與轉(zhuǎn)向節(jié)2相連，制動(dòng)鉗體17用制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷18與制動(dòng)鉗支架15相連接。參見圖2-4，永磁制動(dòng)裝置對(duì)稱分布于制動(dòng)盤1兩側(cè)，同理，與永磁制動(dòng)裝置連接的固定架5也對(duì)稱分布于制動(dòng)盤1兩側(cè)，永磁制動(dòng)裝置由導(dǎo)磁板9、導(dǎo)磁環(huán)13、導(dǎo)磁套3和永磁體8構(gòu)成。導(dǎo)磁套3穿在固定架5的相應(yīng)孔中，與固定架5過(guò)盈連接。導(dǎo)磁套3內(nèi)裝有永磁體8和擋片10。導(dǎo)磁套3、永磁體8均為偶數(shù)個(gè)，對(duì)稱分布于制動(dòng)盤1兩側(cè)。永磁體 8在導(dǎo)磁套3之內(nèi)可以沿導(dǎo)磁套3的軸向往復(fù)移動(dòng)。在靠近制動(dòng)盤1的一端的永磁體8上間隙套有導(dǎo)磁環(huán)13，永磁體8與導(dǎo)磁環(huán)13之間安裝密封圈11，將導(dǎo)磁環(huán)13用螺栓固定在導(dǎo)磁套3上，在導(dǎo)磁套3和導(dǎo)磁環(huán)13之間安裝有密封墊片12。在導(dǎo)磁環(huán)13外側(cè)安裝導(dǎo)磁板9，導(dǎo)磁板9與永磁體8通過(guò)螺釘14固定連接在一起。擋片10固定連接于導(dǎo)磁套3的內(nèi)壁上，位于永磁體8外壁與導(dǎo)磁套3內(nèi)壁之間，在永磁體8上設(shè)置臺(tái)階，該臺(tái)階與擋片10 相應(yīng)，通過(guò)擋片10和永磁體8上的臺(tái)階確定永磁體8向制動(dòng)盤1移動(dòng)時(shí)的極限位置，當(dāng)永磁體8移動(dòng)到最接近制動(dòng)盤1的位置時(shí)，擋片10與臺(tái)階相接觸，限定了導(dǎo)磁板9與制動(dòng)盤 1之間間隙在0. 5mm至1. 5mm之間。如圖2、3所示，在導(dǎo)磁套3的兩端分別設(shè)有第一閥接頭4和第二閥接頭7，第一閥接頭4在遠(yuǎn)離制動(dòng)盤1 一端，第二閥接頭7在接近制動(dòng)盤1 一端，驅(qū)動(dòng)永磁體8軸向移動(dòng)的動(dòng)力可以是氣壓也可以是液壓，通過(guò)控制通入第一、第二閥接頭4、7的壓力大小來(lái)控制永磁體8的軸向位置，由控制永磁體8到制動(dòng)盤1距離的大小來(lái)控制永磁制動(dòng)裝置制動(dòng)力矩的大小。導(dǎo)磁套3既作為導(dǎo)磁回路的一部分，在非制動(dòng)時(shí)與導(dǎo)磁環(huán)13和導(dǎo)磁板9形成導(dǎo)磁回路，又對(duì)永磁體8起到導(dǎo)向作用。當(dāng)永磁體8尺寸過(guò)大時(shí)，可在導(dǎo)磁套3內(nèi)部設(shè)有軌道， 永磁體8沿軌道軸向往復(fù)移動(dòng)。當(dāng)需要緊急制動(dòng)時(shí)，本發(fā)明制動(dòng)器的永磁制動(dòng)裝置和摩擦制動(dòng)裝置共同作用；當(dāng)非緊急制動(dòng)時(shí)，若車速高于30km/h，只需用永磁制動(dòng)裝置，若車速低于30km/h，只需用摩擦制動(dòng)裝置。如圖2所示，當(dāng)汽車正常行駛無(wú)需制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板處于自由位置，摩擦制動(dòng)裝置處于非制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，永磁體8位于遠(yuǎn)離制動(dòng)盤1的最遠(yuǎn)處極限位置。導(dǎo)磁板9與導(dǎo)磁環(huán)13緊密貼合，導(dǎo)磁板9、導(dǎo)磁環(huán)13與導(dǎo)磁套3形成導(dǎo)磁回路，永磁體8產(chǎn)生的磁場(chǎng)被封閉于導(dǎo)磁回路之內(nèi)，永磁制動(dòng)裝置對(duì)外不顯磁性，所以沒(méi)有制動(dòng)效果，能夠有效防止漏磁現(xiàn)象。如圖3所示，當(dāng)汽車需要緊急制動(dòng)時(shí)，駕駛員快速踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)踏板處的傳感器將制動(dòng)踏板的快速動(dòng)作信號(hào)傳給電子控制器，電子控制器控制氣壓或油壓從遠(yuǎn)離制動(dòng)盤1的第一閥接頭4輸入，輸入的壓力推動(dòng)永磁體8向靠近制動(dòng)盤1方向移動(dòng)，導(dǎo)磁板9與導(dǎo)磁環(huán)13分離，導(dǎo)磁回路被打開，所以永磁體8對(duì)外顯現(xiàn)磁性，形成磁場(chǎng)。當(dāng)永磁體8運(yùn)動(dòng)到擋片10位置處停止時(shí)，永磁體8距離制動(dòng)盤1的距離最小，保證導(dǎo)磁板9與制動(dòng)盤1的距離在0. 5mm-l. 5mm之間，永磁體8對(duì)外產(chǎn)生最強(qiáng)磁場(chǎng)，此時(shí)永磁制動(dòng)裝置的制動(dòng)力矩達(dá)到最大。制動(dòng)盤1在對(duì)稱的永磁體8形成的磁場(chǎng)中高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生渦電流，從而對(duì)制動(dòng)盤1產(chǎn)生一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相反的阻力距。同時(shí)，踩下制動(dòng)踏板時(shí)，摩擦制動(dòng)同時(shí)起作用，與永磁制動(dòng)結(jié)合，使車輛減速或停止。油壓推動(dòng)活塞把制動(dòng)鉗體17壓向制動(dòng)盤1，產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力矩，摩擦制動(dòng)力矩與永磁制動(dòng)力矩疊加，達(dá)到對(duì)汽車減速或制動(dòng)的效果。制動(dòng)過(guò)程中，電子控制器根據(jù)輪速傳感器傳來(lái)的信號(hào)計(jì)算出各個(gè)車輪的滑移率，并根據(jù)滑移率來(lái)控制通入第一、第二閥接頭4、7的壓力大小，根據(jù)控制輸入兩個(gè)閥接頭的壓力大小控制永磁體8沿軸向往復(fù)移動(dòng)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁制動(dòng)力矩的大小進(jìn)行控制。同時(shí)電子控制器根據(jù)各個(gè)車輪的滑移率來(lái)調(diào)節(jié)各制動(dòng)輪缸的油壓壓力大小，從而可以調(diào)節(jié)摩擦制動(dòng)力的大小。通過(guò)協(xié)調(diào)永磁制動(dòng)力與摩擦制動(dòng)力的大小，將車輪的滑移率控制在最佳工作范圍之內(nèi)，使各車輪處于不抱死的最佳制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)需要解除制動(dòng)時(shí)，釋放制動(dòng)踏板，摩擦制動(dòng)回位，電子控制器控制通入第一、第二閥接頭4、7的壓力，釋放離制動(dòng)盤1較遠(yuǎn)的第一閥接頭4內(nèi)的壓力，同時(shí)增加通入靠近制動(dòng)盤1的第二閥接頭7內(nèi)的氣壓或油壓的壓力，壓力推動(dòng)永磁體8向遠(yuǎn)離制動(dòng)盤1方向移動(dòng)，當(dāng)永磁體8回到制動(dòng)前的初始狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)效果消失。當(dāng)汽車非緊急制動(dòng)或下長(zhǎng)坡制動(dòng)時(shí)，駕駛員緩慢踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)踏板處的傳感器把制動(dòng)踏板緩慢動(dòng)作的信號(hào)傳給電子控制器，此時(shí)電子控制器根據(jù)輪速傳感器傳來(lái)的信號(hào)計(jì)算出車速。如果車速高于30km/h，電子控制器控制通入第一、第二閥接頭4、7的壓力大小來(lái)控制永磁制動(dòng)的制動(dòng)力矩大小，同時(shí)電子控制器控制摩擦制動(dòng)的輪缸內(nèi)壓力不變， 此時(shí)只有永磁制動(dòng)裝置起制動(dòng)作用，通過(guò)永磁制動(dòng)來(lái)制動(dòng)汽車。當(dāng)需要解除制動(dòng)時(shí)，釋放制動(dòng)踏板，制動(dòng)踏板處傳感器傳給電子控制器回位信號(hào)，電子控制器控制通入第一、第二閥接頭4、7的壓力，使永磁制動(dòng)裝置回到制動(dòng)之前的狀態(tài)，制動(dòng)解除。如果車速低于30km/h，電子控制器控制通入第一、第二閥接頭4、7的壓力不變，同時(shí)根據(jù)各個(gè)車輪滑移率調(diào)節(jié)摩擦制動(dòng)輪缸內(nèi)壓力，此時(shí)只有摩擦制動(dòng)裝置起制動(dòng)作用，通過(guò)摩擦制動(dòng)來(lái)制動(dòng)汽車。當(dāng)需要解除制動(dòng)時(shí)，釋放制動(dòng)踏板，摩擦制動(dòng)回位，制動(dòng)解除。
權(quán)利要求
1.一種永磁制動(dòng)與摩擦制動(dòng)相組合的制動(dòng)器，由永磁制動(dòng)裝置和摩擦制動(dòng)裝置組成， 永磁制動(dòng)裝置固定連接與制動(dòng)盤(1)相連的固定架(5)，其特征是永磁制動(dòng)裝置由導(dǎo)磁板 (9 )、導(dǎo)磁環(huán)(13 )、導(dǎo)磁套(3 )和永磁體(8 )構(gòu)成，且對(duì)稱分布于制動(dòng)盤(1)兩側(cè)；導(dǎo)磁套(3 ) 穿于固定架(5)相應(yīng)孔中，導(dǎo)磁套(3)內(nèi)設(shè)有沿其軸向往復(fù)移動(dòng)的永磁體(8)，永磁體(8) 在靠近制動(dòng)盤(1)一端上間隙套有導(dǎo)磁環(huán)(13)，導(dǎo)磁環(huán)(13)固定連接導(dǎo)磁套(3)，在導(dǎo)磁環(huán) (13)外側(cè)設(shè)有與永磁體(8)固定連接的導(dǎo)磁板(9);導(dǎo)磁套(3)內(nèi)壁上固定連接擋片(10)， 擋片(10)與永磁體(8)上設(shè)有的臺(tái)階相應(yīng)；導(dǎo)磁套(3)于遠(yuǎn)離、接近制動(dòng)盤(1)端分別設(shè)有第一、第二閥接頭(4、7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁制動(dòng)與摩擦制動(dòng)相組合的制動(dòng)器，其特征是永磁體(8) 與導(dǎo)磁環(huán)(13)之間設(shè)有密封圈(11)，導(dǎo)磁套(3)和導(dǎo)磁環(huán)(13)之間設(shè)有密封墊片(12)。
3.—種權(quán)利要求1所述制動(dòng)器的制動(dòng)方法，其特征是采用如下步驟1)緊急制動(dòng)時(shí)，電子控制器控制氣壓或油壓由第一閥接頭(4)輸入的壓力推動(dòng)永磁體(8)向靠近制動(dòng)盤(1)方向移動(dòng)，導(dǎo)磁板(9)與導(dǎo)磁環(huán)(13)分離，當(dāng)永磁體(8)運(yùn)動(dòng)到擋片(10)位置處停止時(shí)，永磁體(8)距離制動(dòng)盤(1)的距離最小，制動(dòng)力矩最大；同時(shí)踩下制動(dòng)踏板，摩擦制動(dòng)裝置同時(shí)起作用，與永磁制動(dòng)裝置結(jié)合制動(dòng)，使車輛減速或停止；2)非緊急制動(dòng)或下長(zhǎng)坡制動(dòng)時(shí)，若車速高于30km/h，電子控制器控制輸入第一、第二閥接頭(4、7)的壓力大小來(lái)控制永磁制動(dòng)裝置的制動(dòng)力矩大小，同時(shí)控制摩擦制動(dòng)裝置的輪缸內(nèi)壓力不變，只有永磁制動(dòng)裝置制動(dòng)；若車速低于30km/h，電子控制器控制輸入第一、第二閥接頭(4、7 )的壓力不變，同時(shí)調(diào)節(jié)摩擦制動(dòng)裝置輪缸內(nèi)壓力，只有摩擦制動(dòng)裝置制動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制動(dòng)方法，其特征是當(dāng)永磁體(8)移動(dòng)到最接近制動(dòng)盤(1) 位置時(shí)，導(dǎo)磁板(9)與制動(dòng)盤(1)之間間隙是0. 5mm-l. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制動(dòng)方法，其特征是制動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)控制輸入第一、第二閥接頭(4、7)的壓力大小控制永磁體(8)軸向往復(fù)移動(dòng)量，從而控制永磁制動(dòng)力的大小。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于汽車制動(dòng)或減速的永磁制動(dòng)與摩擦制動(dòng)相組合的制動(dòng)器及制動(dòng)方法，由永磁制動(dòng)裝置和摩擦制動(dòng)裝置組成，永磁制動(dòng)裝置由導(dǎo)磁板、導(dǎo)磁環(huán)、導(dǎo)磁套和永磁體構(gòu)成且對(duì)稱分布于制動(dòng)盤兩側(cè)；導(dǎo)磁套內(nèi)設(shè)有沿其軸向往復(fù)移動(dòng)的永磁體，永磁體在靠近制動(dòng)盤一端上間隙套有固定連接導(dǎo)磁套的導(dǎo)磁環(huán)，導(dǎo)磁環(huán)外側(cè)設(shè)有與永磁體固定連接的導(dǎo)磁板；緊急制動(dòng)時(shí)，永磁制動(dòng)裝置和摩擦制動(dòng)裝置共同作用，非緊急制動(dòng)或下長(zhǎng)坡制動(dòng)時(shí)，若車速高于30km/h，只有永磁制動(dòng)裝置制動(dòng)；若車速低于30km/h，只有摩擦制動(dòng)裝置制動(dòng)；抗熱衰退性好，減少摩擦制動(dòng)磨損，增加制動(dòng)器壽命，降低整個(gè)制動(dòng)器的噪音。
文檔編號(hào)F16D65/18GK102155508SQ201110113498
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者何仁, 張端軍 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)