一種通過熱管散熱的鼓式制動器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛制動器(即剎車裝置)，具體涉及一種通過熱管快速導(dǎo)熱，從而達(dá)到迅速散熱，避免鼓式制動器部件溫度上升過高，出現(xiàn)熱衰退，導(dǎo)致出現(xiàn)剎車失效的問題，屬于汽車零配件技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定，以及使已經(jīng)停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動。制動器是汽車制動中用以產(chǎn)生阻礙車輛運動或運動趨勢的力的部件。目前，各類汽車所用的制動器幾乎都屬于摩擦制動器，而汽車上所用的摩擦制動器可分為鼓式和盤式兩大類。其中，鼓式制動器制動效能較高，結(jié)構(gòu)簡單，空間布置比較靈活，而獲得廣泛的應(yīng)用。
[0003]汽車鼓式制動器的工作原理:是利用制動蹄上的制動摩擦片的外表面與制動鼓的內(nèi)圓柱面在制動時通過相互之間的摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動趨勢。由此可知，汽車制動的過程是將動能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能的過程，汽車在制動的過程中，尤其是高度運行緊急剎車以及重載條件下長時間下坡等情況時，由于摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，制動鼓內(nèi)表面和摩擦片的瞬時溫度會急劇升高，能達(dá)到300?400°C甚至更高的溫度。制動鼓內(nèi)表面和摩擦片在溫度過高時，會引起摩擦片和制動鼓內(nèi)表面摩擦系數(shù)的大幅度下降和波動，從而使得汽車的制動性能大大減弱。因為在制動過程中，摩擦材料與制動鼓內(nèi)表面所產(chǎn)生的摩擦力可以使接觸表面變形、粘著點撕裂，使硬質(zhì)點或是磨肩產(chǎn)生犁削效應(yīng)，其摩擦學(xué)性能和磨損機(jī)理與制動過程的各個參數(shù)、材料性質(zhì)、表面形貌以及環(huán)境因素等有關(guān)。大量研究表明:對于干摩擦及邊界摩擦，在一定壓力條件下，摩擦系數(shù)和磨損率與最大表面溫度之間有著明確的函數(shù)關(guān)系。而且，如果摩擦材料長期處于高溫狀態(tài)下，就會引起汽車的剎車失效，即出現(xiàn)所謂的“熱衰退”現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況車輛的制動距離會大大增加，這是非常不利于行車安全的。此外，由于熱量不能及時有效排除，熱量都封閉在制動鼓外圈與鋼圈內(nèi)圈的環(huán)形空間內(nèi)，所以鋼圈溫度也會隨之升高并傳遞給安裝在鋼圈上的輪胎，使得橡膠內(nèi)胎長期受熱，會產(chǎn)生老化從而降低壽命。甚至產(chǎn)生爆胎，引發(fā)交通事故。
[0004]目前國內(nèi)外主要是通過提高增強(qiáng)材料的耐熱性和熱穩(wěn)定性來降低摩擦片的熱衰退，然而對于材料進(jìn)行耐熱處理不但增加成本，還不能從根本上解決制動時產(chǎn)生的能量聚集。因此，將制動過程中產(chǎn)生的大量熱量及時而有效地傳遞出去才能降低摩擦片和制動鼓的溫度?，F(xiàn)有的鼓式制動器的散熱降溫是通過水冷的方式，是在車輛上安裝一只容量很大的水箱，通過管路直接噴淋在制動鼓的外表面，以達(dá)到散熱降溫的目的。采用水冷卻雖說是可以是制動鼓以及摩擦片的溫度迅速降低，但是容易導(dǎo)致制動鼓和摩擦片產(chǎn)生變形，而且如果有水進(jìn)出制動鼓與摩擦片之間，會容易發(fā)生打滑，并且可能產(chǎn)生制動器“水衰退”問題。此外，在寒冷的冬天，噴淋裝置的管路因結(jié)冰無法使用，而且噴淋的水無法回收直接淋在公路路面上，造成局部結(jié)冰誘發(fā)交通事故，制動鼓也因淋水造成表面溫度不一而產(chǎn)生裂紋甚至破碎，淋水方法無法從根本上解決制動鼓內(nèi)部空間的高溫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中汽車鼓式制動器散熱困難，提供一種散熱效率高、可靠性好的通過熱管散熱的鼓式制動器。
[0006]針對制動時摩擦片與制動鼓內(nèi)表面之間產(chǎn)生大量的熱無法及時有效的排除而引發(fā)的熱衰退問題。本發(fā)明提出一種鼓式制動器，該鼓式制動器通過(帶翅片)熱管，將制動時摩擦片與制動鼓相互摩擦產(chǎn)生的大量熱量導(dǎo)出，同時利用通風(fēng)散熱，從而達(dá)到對制動鼓室內(nèi)進(jìn)行散熱降溫的目的。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，安裝方便，成本低，噪聲小，散熱能力強(qiáng)等優(yōu)點，從而保證汽車在制動時的安全性，可靠性。同時也解決上述中鼓式制動器采用水冷方式帶來的問題，并避免對水資源的浪費。
[0007]熱管是一種具有極高導(dǎo)熱性的傳熱元件。由管殼、吸液芯、端蓋組成。管殼為金屬管，內(nèi)壁是具有芯吸效應(yīng)的吸液芯，管殼兩端封死形成全封閉管體，封閉之前將管內(nèi)抽真空，然后注入工作液體(工作介質(zhì))。熱管蒸發(fā)端吸收熱量后，工作液蒸發(fā)成氣體流向冷凝端，在冷凝端冷卻凝結(jié)成液體并釋放出熱量傳遞至管外，由于吸液芯的芯吸效應(yīng)，冷凝后的工作液經(jīng)吸液芯由冷凝端流回蒸發(fā)端，周而復(fù)始，實現(xiàn)了熱量的快速傳遞。由于導(dǎo)熱性好，重量輕，無噪音，無機(jī)械傳動部分，結(jié)構(gòu)簡單，在失重的條件下工作狀態(tài)和效果依然良好，因此熱管被廣泛用于軍工、石油、化工、電子電器、機(jī)械、通訊等領(lǐng)域。然而，目前熱管在汽車制動器中的應(yīng)用還是非常稀少的。
[0008]本發(fā)明將一定數(shù)量的熱管的一端嵌入到鼓式制動器制動蹄兩側(cè)的腹板與摩擦片之中，作為熱管的熱端(蒸發(fā)端)；熱管的另一端延伸至制動鼓室內(nèi)，作為冷端(冷凝端)，并在冷凝段部分安裝一定數(shù)量的翅片。當(dāng)汽車制動時，鼓式制動器的制動蹄張開，使得與制動蹄通過鉚釘鏈接的摩擦片與旋轉(zhuǎn)的制動鼓緊密接觸，兩者之間發(fā)生相互摩擦，產(chǎn)生大量的摩擦熱量。與此同時，裝入到摩擦片內(nèi)部的具有極高導(dǎo)熱性能的熱管能夠快速的將熱量傳遞到帶有翅片的冷凝段，并通過這些翅片將熱量傳遞給由內(nèi)部裝有扇葉的制動鼓吸入的空氣，受熱的空氣通過制動底板中的通氣孔流出制動鼓室。從而使得制動時產(chǎn)生的大量的熱量能夠及時有效的排除。
[0009]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0010]—種通過熱管散熱的鼓式制動器，包括前制動蹄、后制動蹄、摩擦片、制動蹄回位彈簧、制動輪缸、扇葉、熱管和支撐銷；前制動蹄和后制動蹄的一端分別通過兩個支撐銷活動連接在制動底板上，前制動蹄和后制動蹄的另一端分別通過制動輪缸活塞銷連接在制動輪缸活塞上，制動輪缸活塞設(shè)置在制動輪缸中；制動蹄回位彈簧分別與前制動蹄和后制動蹄連接；在前制動蹄和后制動蹄的外周連接摩擦片；在前制動蹄和后制動蹄和摩擦片上間隔設(shè)有多根熱管；制動鼓本體安裝在摩擦片的外周；制動鼓本體通過制動鼓安裝孔安裝在車輪上；扇葉安裝在制動鼓本體上；制動鼓本體上開設(shè)弧形通氣槽。
[0011]為進(jìn)一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述摩擦片內(nèi)側(cè)間隔沿徑向設(shè)有多個矩形安裝槽，在前制動蹄和后制動蹄的腹板上對應(yīng)矩形安裝槽處設(shè)有通孔，熱管為U型熱管，多個熱管分別穿過前制動蹄和后制動蹄腹板上的通孔固定在摩擦片的矩形安裝槽內(nèi)。
[0012]優(yōu)選地，在摩擦片的內(nèi)表面沿周向間隔設(shè)有多條弧狀的半圓形熱管安裝槽，在前制動蹄和后制動蹄對應(yīng)摩擦片的半圓形熱管安裝槽處的腹板外表面間隔開設(shè)有多條弧狀的半圓形熱管安裝槽，多條熱管分別設(shè)置在摩擦片和后制動蹄腹板上開設(shè)的半圓形熱管安裝槽中。
[0013]優(yōu)選地，所述在熱管的冷端設(shè)有多個翅片。優(yōu)選地，所述翅片的厚度為2 - 4mm，呈矩形狀。所述熱管與翅片之間采用壓鉚式或錫焊式固定連接。
[0014]優(yōu)選地，在前制動蹄和后制動蹄設(shè)有螺栓孔，通過螺栓將前制動蹄和后制動蹄連接摩擦片。
[0015]優(yōu)選地，所述熱管的管體材料為銅，其兩端密封、內(nèi)部充裝的工質(zhì)為去離子水、萘以或者N -甲基吡硌烷酮。
[0016]優(yōu)選地，所述扇葉通過花鍵鍵齒與花鍵鍵槽的花鍵配合安裝在制動鼓本體上。
[0017]本發(fā)明熱管的冷熱端布置共有兩種設(shè)計方案。方案一，摩擦片內(nèi)表面開有矩形槽，對應(yīng)矩形槽的制動蹄腹板位置上開有圓形通孔。U形熱管的底部嵌入摩擦片的矩形槽中，兩端通過制動蹄腹板上的圓孔伸出。熱管的冷端是與圓弧形制動蹄和摩擦片的半徑方向是一致的，也即冷端是徑向布置的；方案二，在摩擦片的內(nèi)表面沿圓周方向開有半圓形槽，同時在制動蹄腹板外緣面對應(yīng)位置上也沿圓周方向開有半圓形槽。熱管的熱端彎成圓弧狀，并嵌入由摩擦片和制動蹄腹板所