[實用新型]應用熱管和扇葉散熱的鼓式制動器

有效

• 申請號: 201520554218.1
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN204985450U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 簡棄非;吳昊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F16D65/827
• 分類號: F16D65/827;F16D69/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本實用新型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熱，從而達到迅速散熱，避免鼓式制動器部件溫度上升過高，出現熱衰退，導致出現剎車失效的問題,屬于汽車零配件技術領域。

背景技術

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定,以及使已經停駛的汽車保持不動,這些作用統稱為汽車制動。制動器是汽車制動中用以產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,結構簡單,空間布置比較靈活,而獲得廣泛的應用。

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圓柱面在制動時通過相互之間的摩擦來阻止車輪的轉動或轉動趨勢。由此可知,汽車制動的過程是將動能轉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,由于摩擦會產生大量的熱量,制動鼓內表面和摩擦片的瞬時溫度會急劇升高,能達到300～400℃甚至更高的溫度。制動鼓內表面和摩擦片在溫度過高時，會引起摩擦片和制動鼓內表面摩擦系數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表面所產生的摩擦力可以使接觸表面變形、粘著點撕裂，使硬質點或是磨屑產生犁削效應，其摩擦學性能和磨損機理與制動過程的各個參數、材料性質、表面形貌以及環境因素等有關。大量研究表明：對于干摩擦及邊界摩擦，在一定壓力條件下，摩擦系數和磨損率與最大表面溫度之間有著明確的函數關系。而且，如果摩擦材料長期處于高溫狀態下，就會引起汽車的剎車失效，即出現所謂的“熱衰退”現象。出現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圈的環形空間內，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，使得橡膠內胎長期受熱，會產生老化從而降低壽命。甚至產生爆胎，引發交通事故。

目前國內外主要是通過提高增強材料的耐熱性和熱穩定性來降低摩擦片的熱衰退，然而對于材料進行耐熱處理不但增加成本，還不能從根本上解決制動時產生的能量聚集。因此，將制動過程中產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。現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，但是容易導致制動鼓和摩擦片產生變形，而且如果有水進出制動鼓與摩擦片之間，會容易發生打滑，并且可能產生制動器“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，造成局部結冰誘發交通事故，制動鼓也因淋水造成表面溫度不一而產生裂紋甚至破碎，淋水方法無法從根本上解決制動鼓內部空間的高溫。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有技術中汽車鼓式制動器散熱困難，提供一種散熱效率高、可靠性好的應用熱管和扇葉散熱的鼓式制動器。

針對制動時摩擦片與制動鼓內表面之間產生大量的熱無法及時有效的排除而引發的熱衰退問題。本實用新型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生的大量熱量導出，同時利用通風散熱，從而達到對制動鼓室內進行散熱降溫的目的。本實用新型具有結構緊湊、簡單，安裝方便，成本低，噪聲小，散熱能力強等優點，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。

熱管是一種具有極高導熱性的傳熱元件。由管殼、吸液芯、端蓋組成。管殼為金屬管，內壁是具有芯吸效應的吸液芯，管殼兩端封死形成全封閉管體，封閉之前將管內抽真空，然后注入工作液體(工作介質)。熱管蒸發端吸收熱量后，工作液蒸發成氣體流向冷凝端，在冷凝端冷卻凝結成液體并釋放出熱量傳遞至管外，由于吸液芯的芯吸效應，冷凝后的工作液經吸液芯由冷凝端流回蒸發端，周而復始，實現了熱量的快速傳遞。由于導熱性好，重量輕，無噪音，無機械傳動部分，結構簡單，在失重的條件下工作狀態和效果依然良好，因此熱管被廣泛用于軍工、石油、化工、電子電器、機械、通訊等領域。然而，目前熱管在汽車制動器中的應用還是非常稀少的。