[發明專利]盤式雙重制動機構與制動系統

有效

• 申請號: 201780001031.0
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN107466345B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 強海勝
• 申請（專利權）人: 河南省萬安制動器有限公司
• 主分類號: F16D55/30
• 分類號: F16D55/30;F16D65/14;F16D65/72
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;陳憲忠

一種盤式雙重制動機構與制動系統，適用汽車、列車和飛機；該制動器有一制動盤、一盤法蘭、軸承、彈性體和兩制動鉗及摩擦片，制動盤通過軸承以同軸小角度相對轉動方式設在盤法蘭上，盤法蘭安裝車軸上，彈性體均設在盤齒輪和盤法蘭齒輪的兩兩齒間以形成嚙合彈力，兩制動鉗以車軸線中心對稱方式設在制動盤兩側，制動盤與摩擦片同步摩擦時，車軸產生制動力偶矩，同比現制動器，全力制動性能提高四倍；該制動器組成制動系統，汽車安全大幅提升。

技術領域

本發明涉及汽車、高鐵列車等輪式機動交通運輸工具制動技術與電子主動安全技術領域，也涉及飛機機輪起降制動技術與電子主動安全技術領域。

背景技術

車輪的發明，曾給人類帶來了文明。但是，當我們人類步入車輪文明之時，汽車卻帶來了重大的交通安全問題。究其根本原因，主要是因為現有車輪制動力學理論百年停滯不前，無法突破車輪與路面最大靜摩擦力這一技術瓶頸限制，使得現有汽車制動力過小、剎車距離和時間太長，極易發生交通碰撞事故而導致車禍，滿足不了汽車在各種復雜路況上高速行駛時的緊急制動要求。據世界衛生組織(WHO)報道，目前全球每年車禍大約造成127萬人死亡、1千多萬人受傷和2萬多億元人民幣的經濟損失，且有逐年遞增趨勢；預計2030年，全球車禍死亡人數將達240萬，將居人類非正常死亡原因之首，是全球15-29歲人群死亡的主因。與汽車相比，雖然目前全球高鐵列車和飛機的交通安全事故率相對較低，但由于它們所采用的車輪制動技術，在制動力學原理上完全相同，所以，高鐵列車和飛機等各種機動交通運輸工具也都存在與汽車相類似的制動安全隱患。

為了解決現有車輪制動技術問題，在此以現有汽車制動技術為例，進行簡要概述。目前，與汽車制動安全密切相關的技術產品，主要有如下三大類：

第一類是現有車輪機械摩擦式制動器。按其結構劃分，主要分為盤式、鼓式制動器兩種。其中，盤式制動器為開放式結構，是利用靜止摩擦片與制動盤兩圓柱端面之間的旋轉摩擦作用工作；而鼓式制動器為封閉式結構，是利用靜止摩擦蹄片與制動鼓圓柱面之間的旋轉摩擦作用工作。無論盤式制動器，還是鼓式制動器，摩擦工作部件之間的工作壓力、摩擦系數、摩擦接觸面積、摩擦運動速度、磨損率和摩擦工作溫度等，都是決定它們制動性能、工作穩定性和使用壽命的關鍵性因素。因為盤式制動器在穩定性、可靠性、散熱性等方面均優于鼓式制動器，所以，目前應用中，尤其是在眾多的輕型汽車上，盤式制動器逐漸取代鼓式制動器，已成為一種發展趨勢。

第二類是車輪輪胎技術。車輪輪胎技術性能指標，主要體現在輪胎的附著性能、承載能力、耐磨性能和滾動摩擦噪聲等方面。其中，優選輪胎合成橡膠、輪胎紋路規劃設計等，都是為了提高車輪輪胎的路面附著力(即車輪與路面之間的最大靜摩擦力作用)，都是以提高汽車行駛與制動安全穩定性為主要目的。雖然寬胎能提高輪胎的路面附著力，但也增加了車輪的轉動慣量和滾動摩擦力，因而會增加汽車的動力消耗。

第三類是現有汽車電子主動安全技術。目前典型的應用技術主要有ABS(防車輪制動抱死系統)、EBD(電子制動力分配)和ESP(電子穩定程序)三大規范化應用的電子主動安全技術。它們均是利用現有車輪機械摩擦式制動器制動車輪或發動機驅動車輪與路面產生靜摩擦力實現的電子主動安全控制方法，都是以提高汽車在各種復雜路況上高速行駛與制動安全穩定性為核心控制目的。上述也是目前全球汽車主動安全技術應用研究的熱點，但針對車輪制動技術的應用基礎研究卻成了冷門。

本發明，將重點基于牛頓三定律展開車輪基礎制動力學理論研究，在突破現有車輪制動技術理論制約、提出全新的車輪制動方法的基礎上，再提出一種高性價比的經濟技術解決方案。

制動盤兩圓柱端面、制動鼓圓柱面的旋轉摩擦運動方式，分別是現有盤式、鼓式制動器的充分必要性特征，而制動盤兩圓柱端面、制動鼓圓柱面上的旋轉摩擦運動方式，分別決定了現有盤式、鼓式制動器的結構和力學原理，分別是現有盤式、鼓式制動器的原理性特征。

按盤式、鼓式制動器的摩擦運動類型劃分，本發明可將其分為制動盤、制動鼓運動工作部件分別與制動鉗摩擦片、制動蹄片靜止工作部件之間的剛體旋轉摩擦和彈性體旋轉摩擦兩種。