專利名稱：一種電磁和摩擦復(fù)合盤式制動器及制動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車制動器，對汽車實現(xiàn)制動或減速。
背景技術(shù)：
目前，常用的汽車制動器多以盤式制動器為主，盤式制動器是通過液壓油來推動 制動鉗體內(nèi)的活塞運動，活塞把制動塊壓向制動盤，通過制動盤與制動塊之間的摩擦力來 降低車輛的速度。汽車高速行駛過程中，緊急制動時，制動器的作用時間以及制動力對制 動性能的影響很大，而盤式制動器的液壓油路作用時間以及制動塊的運動時間都會使制動 效能降低，而且制動過程中會產(chǎn)生大量噪聲，制動盤溫度上升，影響制動器熱衰退性，從而 影響制動效能。尤其在長下坡等持續(xù)制動過程中，或在頻繁制動情況下，制動器溫度急劇上 升，制動塊摩擦劇烈，造成磨損嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種可以降低摩擦制動強度、減輕制 動塊磨損并能在高速制動時也很平穩(wěn)的由電磁制動與摩擦制動組成的復(fù)合盤式制動器，本 發(fā)明同時提供該復(fù)合盤式制動器的制動方法，可以縮短制動作用時間，有效提高制動性能 和行車安全性。本發(fā)明電磁和摩擦復(fù)合盤式制動器采用的技術(shù)方案是制動盤旁設(shè)有轉(zhuǎn)向節(jié)和制 動鉗支架，轉(zhuǎn)向節(jié)和制動鉗支架均固定連接電磁制動固定裝置，電磁制動固定裝置固接磁 芯，磁芯對稱布置于制動盤兩側(cè)且磁芯上繞有線圈繞組，永磁體與與磁芯相對設(shè)置且兩者 間有空氣間隙，永磁體固接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)。本發(fā)明電磁和摩擦復(fù)合盤式制動器的制動方法是具有如下步驟1)汽車正常行 駛不制動時，線圈繞組不通電，磁芯中沒有磁力線通過，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)不工作，永磁體電磁 場方向與磁芯9呈90° ；2)汽車制動時，線圈繞組通電，產(chǎn)生分布于其軸線的電磁場，制動 盤兩側(cè)的線圈繞組產(chǎn)生的電磁場方向一致；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)得電帶動永磁體旋轉(zhuǎn)90°，永磁 體的永磁磁場方向與線圈繞組電磁磁場方向一致，使電磁磁場和永磁磁場疊加對制動盤制 動；3)當(dāng)車速低時，采用摩擦制動；當(dāng)車速高時，電磁制動和摩擦制動共同制動；當(dāng)在正常 車速需制動時，先電磁制動使車速降低，再摩擦制動；4)制動過程中，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)帶 動永磁體旋轉(zhuǎn)不同的角度或通過線圈繞組中通電電流大小調(diào)節(jié)制動力大小。本發(fā)明與普通摩擦盤式制動器相比，其有益效果是1、本發(fā)明增加了 一套磁力制 動裝置，采用電磁和永磁制動，運動的導(dǎo)磁體在電磁場與永磁場的復(fù)合磁場中運動切割磁 力線時產(chǎn)生電渦流，形成阻力距從而起到制動作用，制動器作用時間大大減小，增強制動效 能。2、制動過程中，電磁制動提供大部分制動力，摩擦制動只提供小部分制動力，可以減少 摩擦制動器的使用強度，減輕制動塊的磨損，延長摩擦制動器的壽命。3、電磁制動是非接觸 式制動，制動比較平穩(wěn)，可以有效降低噪聲的產(chǎn)生。4、下長坡或頻繁制動時只要調(diào)節(jié)磁力大 小即可有效控制制動力大小，電磁力大小控制相對簡單，磁制動的制動力大小容易控制，比普通的摩擦制動器要好。


圖1是本發(fā)明在使用時的總裝示意圖2是汽車在非制動過程中圖1中A-A放大剖視圖； 圖3是汽車在制動過程中圖1中A-A放大剖視圖； 圖4是圖1中B-B放大剖視圖； 圖5是圖3中C-C放大剖視圖； 圖6是圖1中電磁制動固定裝置8的主視圖； 圖7是圖6的左視圖中1-制動盤；2-轉(zhuǎn)向節(jié)；3-螺栓；4-制動鉗體導(dǎo)向銷；5-制動鉗體；6-螺栓； 7-制動鉗支架；8-磁制動固定裝置；9-磁芯；10-螺釘；11-電機；12-傳動軸；13-永磁體； 14-線圈繞組。
具體實施例方式參見圖1、6、7，本發(fā)明在傳統(tǒng)盤式制動器的制動鉗體一端附加另一個制動鉗體5， 制動鉗體5通過制動鉗導(dǎo)向銷4與制動鉗支架7相連，制動鉗支架7位于制動盤1旁，制動 盤1旁還設(shè)有轉(zhuǎn)向節(jié)2，在制動鉗支架7上開一通孔，制動鉗支架7通過螺栓3連接于轉(zhuǎn)向 節(jié)2上。電磁制動固定裝置8的具體形狀和尺寸根據(jù)所設(shè)計的磁制動的尺寸確定，電磁制 動固定裝置8的一段也通過螺栓3固定連接轉(zhuǎn)向節(jié)2，另一段通過另一螺栓6固定連接制動 鉗支架7。參見圖1-5，電磁制動固定裝置8通過螺釘10連接磁芯9，磁芯9上繞有線圈繞組 14。磁芯9對稱布置于制動盤1兩側(cè)，制動盤1的旋轉(zhuǎn)盤面位于磁芯9中。永磁體13的位 置與磁芯9相對設(shè)置，并且永磁體13與磁芯9之間留有空氣間隙，永磁體13與磁芯9的相 對表面皆呈圓弧狀。永磁體13固定連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)帶動永磁體13旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)可以是電機11，永磁體13旋轉(zhuǎn)方式除了用電機11帶動外，也可采用 液壓直接驅(qū)動，或采用液壓帶動齒條、齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)并帶動永磁體13旋轉(zhuǎn)。當(dāng)采用電 機11時，電磁制動固定裝置8作為電機11固定支架，固定連接電機11，電機11的傳動軸 12固定連接永磁體13，電機11通過傳動軸12帶動永磁體13旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的線圈繞組14和永磁體13可以同時作用，也可分別產(chǎn)生作用?？梢灾挥?線圈繞組14和磁芯9組合這種結(jié)構(gòu)，也可只用永磁體13和磁芯9組合這種結(jié)構(gòu)。當(dāng)汽車正常行駛時，如圖2，摩擦制動處于分離狀態(tài)，線圈繞組14不通電，無電流， 此時磁芯9中沒有磁力線通過，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)不工作，永磁體13磁極方向與磁芯9呈90°。當(dāng)汽車需要制動時，駕駛員踩下制動踏板，電磁制動裝置接收到制動踏板處的輸 入信號，然后立即接通線圈繞組14的電流，如圖3，線圈繞組14通電后會產(chǎn)生分布于其軸線 的電磁場，位于制動盤1兩側(cè)的線圈繞組14產(chǎn)生的電磁場方向一致，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)同時得 到電流而啟動，帶動永磁體13旋轉(zhuǎn)90°，使得永磁體13的磁極方向與線圈繞組14通電后 電磁磁場方向一致，從而電磁磁場和永磁磁場疊加，使制動盤1在所形成的疊加磁場中旋轉(zhuǎn)，切割磁力線，在制動盤1內(nèi)會形成渦流，通過二者磁場疊加可以使磁場強度更大，從而 會對制動盤1產(chǎn)生一個更大的制動力矩，達到對汽車的減速與制動效果。與此同時，摩擦制 動通過液壓油路推動活塞把制動塊壓向制動盤1進行制動；此時，摩擦制動只提供部分制 動力，大部分制動力由電磁制動來承擔(dān)。當(dāng)車速低時采用摩擦制動來制動車輛，當(dāng)車速過高 時磁制動和摩擦制動共同制動，可以使汽車很快停下來。當(dāng)汽車以正常車速行駛，無需緊急 制動時，電磁制動先作用使車速降低，然后摩擦制動作用來制動車輛。制動過程中，為了防 止制動力過大使車輪出現(xiàn)抱死情況，可通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)帶動永磁體13旋轉(zhuǎn)一定角度來 調(diào)節(jié)制動力大小，也可通過控制線圈繞組14中的通電電流大小來調(diào)節(jié)制動力大小，配合摩 擦制動力共同使制動性能達到最佳狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種電磁和摩擦復(fù)合盤式制動器，制動盤(1)旁設(shè)有轉(zhuǎn)向節(jié)(2 )和制動鉗支架(7 )， 其特征是轉(zhuǎn)向節(jié)(2)和制動鉗支架(7)均固定連接電磁制動固定裝置(8)，電磁制動固定 裝置(8)固接磁芯(9)，磁芯(9)對稱布置于制動盤(1)兩側(cè)，且磁芯(9)上繞有線圈繞組 (14)，永磁體(13)與與磁芯(9)相對設(shè)置且兩者間有空氣間隙，永磁體(13)固接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁和摩擦復(fù)合盤式制動器，其特征是所述永磁體 (13)與磁芯(9)的相對表面均呈圓弧狀。
3.—種權(quán)利要求1所述電磁和摩擦復(fù)合盤式制動器的制動方法，其特征是具有如下步驟1)汽車正常行駛不制動時，線圈繞組(14)不通電，磁芯(9)中沒有磁力線通過，旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動機構(gòu)不工作，永磁體(13 )磁極方向與磁芯9呈90 ° ；2)汽車制動時，線圈繞組(14)通電，產(chǎn)生分布于其軸線的電磁場，制動盤(1)兩側(cè)的線 圈繞組(14)產(chǎn)生的電磁場方向一致；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)得電帶動永磁體(13)旋轉(zhuǎn)90°，永磁體(13)的永磁磁場方向與線圈繞組(14)電磁磁場方向一致，使電磁磁場和永磁磁場疊加對制 動盤(1)制動；3)當(dāng)車速低時，采用摩擦制動；當(dāng)車速高時，電磁制動和摩擦制動共同制動；當(dāng)正常車 速需制動時，先電磁制動使車速降低，再摩擦制動；4)制動過程中，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)帶動永磁體(13)旋轉(zhuǎn)不同的角度或通過線圈繞組(14)中通電電流大小調(diào)節(jié)制動力大小。
全文摘要
本發(fā)明一種汽車電磁和摩擦復(fù)合盤式制動器及制動方法，轉(zhuǎn)向節(jié)和制動鉗支架均固定連接電磁制動固定裝置，電磁制動固定裝置固接磁芯，磁芯對稱布置于制動盤兩側(cè)且磁芯上繞有線圈繞組，永磁體與與磁芯相對設(shè)置且兩者間有空氣間隙，汽車制動時，線圈繞組通電產(chǎn)生分布于其軸線的電磁場，制動盤兩側(cè)的線圈繞組產(chǎn)生的電磁場方向一致；永磁體旋轉(zhuǎn)90°，永磁體的永磁磁場方向與線圈繞組電磁磁場方向一致，使電磁磁場和永磁磁場疊加對制動盤制動；通過永磁體旋轉(zhuǎn)不同的角度或線圈繞組中通電電流大小調(diào)節(jié)制動力大?。粶p小制動器作用時間，增強制動效能，減少摩擦制動器的使用強度，減輕制動塊的磨損，制動力大小容易控制。
文檔編號F16D55/00GK102128227SQ201110083620
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者何仁, 張端軍 申請人:江蘇大學(xué)