专利名称：集成的制动器、悬架和车轮系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及制动系统。在一个实施例中，本发明涉及汽车用的制 动系统。
技术背景近百年来已开发了许多不同类型的车辆制动系统，其范围从纯机 械装置到包含液压和/或电磁原理以制动或帮助制动车辆的更复杂的 系统。在所有的情形下，运动的车辆的动能必须由制动系统吸收，其中 动能典型地通过被转换成热而被吸收。现代车辆具有较大质量并在较 高的速度下行进，因此产生大量的动能，这些动能必须借助驾驶员最 小的努力在制动系统中通过转化为热而迅速地耗散。典型地，这在现代汽车中通过摩擦接触制动盘(转子)或鼓的液压助力的制动衬块(圆 盘(pucks ))而实现。另外，可通过多制动衬块(圆盘)独立控制的防抱死制动帮助制 动。虽然这些系统增加了车辆的安全性及操纵质量，但是这些系统也 增加了车辆的重量、复杂性及成本。通过增加制动系统的质量，车辆动能迅速地增加，其中增加的质量也不利地减小了车辆操纵能力及燃 料效率。传统制动系统的一个缺点是发热对制动系统的效能及可靠性有不 利的影响，运动的车辆的动能通过所述发热耗散。随着通过多次应用 使制动系统继续产生热，制动系统制动汽车的能力降低。通过多次制 动应用引起的制动距离的增加一般称为"制动衰减"。发明内容在一个实施例中，提供了一种制动系统，其中制动表面沿至少一 个车轮的轮辋部分的内表面定位。在一个实施例中，本发明的制动系 统集成了车轮、制动器和悬架的功能中的至少一个，具有下面优点中的至少一个铝的低重量、高的热容量和制动车辆时高的散热传导性。 在一个实施例中，制动系统包括悬架部件，所述悬架部件容纳至少一个致动活塞，以可逆地伸出 制动衬块；和车轮，所述车轮与所迷悬架部件转动接合，所述车轮具有轮辋部 分，至少一个致动活塞的制动衬块当处在伸出位置时接触轮辋部分的 内表面。车轮是指安装轮胎的结构。在一个实施例中，悬架部件可以是车 轮所连接的结构，也可以称作转向节，该转向节可由铝合金铸造或锻 造而成，或可由非铁金属制成，或可由铁基金属(如钢)制成。术语 转动接合的含义是车轮连接至悬架部件，并绕一固定轴线转动。在一 个实施例中，转动接合由车轮轴承提供。术语"可逆地伸出制动衬块" 的含义是制动衬块可被伸出，以将力施加至车轮的轮辋部分而使牟辆 减速，并且在不希望车辆减速的情况下，制动衬块还可与车轮的轮辋 部分脱开以去除该力。致动活塞将制动衬块伸出到与车轮的轮辋部分 接触而施加制动力，并在不需要制动力时缩回制动衬块不与车轮的轮 辋部分接触。术语"悬架部件容纳至少一个致动活塞"意思指致动活 塞与悬架部件形成整体。在一个实施例中，通过铸造、锻造或在悬架 部件中成形一套筒来容纳活塞组件而提供致动活塞与悬架部件的集 成。在另一个实施例中，通过将一致动活塞组件机械连接到悬架部件 来提供致动活塞与悬架部件的集成。术语车轮的"轮辋部分"意思指车轮的安装轮胎的部分，并可包 括用来密封车轮的和基本限定轮辋部分宽度的内侧胎圏座和外侧胎圏 座。轮辋部分的密封表面设置用于与轮胎的密封接合，并包括内側胎 圏座、外侧胎圈座及在内侧胎圏座与外侧胎圏座之间的轮辋部分的宽度。轮辋部分的"内表面"限定为车轮轮辋部分的宽度部分的面，该 面与轮辋部分的密封表面的面相对，该密封表面和内侧及外侧胎圏座 一起与轮胎密封接合。车轮的中心部分(下面称轮盘)提供车轮与车 轮轴承的连接。当装在车辆上时，轮盘的外表面是可见的。在一个实 施例中，在制动衬块伸出出时制动衬块接触的、轮辋的内表面位于轮 盘的外表面的后面。在本发明的一个实施例中，提供了一种制动系统，包括 沿车轮轮缘部分内表面的至少一部分设置的制动表面；和 容纳至少一个可伸出的制动衬块的悬架部件，其中所述制动村块 在伸出位置时与摩擦表面接触。术语"制动表面，，指轮辋部分内表面的一部分，该部分当通过制 动衬块的制动材料接触时的摩擦系数比通过制动材料与铝合金的铸 造、锻造或机加工表面接触而产生的摩擦系数高。摩擦系数指制动衬 块和制动表面中的一个被拉成接触另 一个时，物理接触的制动村块和 制动表面之间产生的摩擦量的测量。摩擦系数可使用(但不局限于) 下列方法中的一个测量，所述方法包括压靠在转动环的外径(OD)上 的平块(FOR)、压靠在另一平块上的平块(FOF)、沿倾斜的滑道向 下滑的平块(IS)、压靠在转动环的外径(OD)上的销(POR)和压 在平表面上的往复加载的球头销(RSOF)。在一个实施例中，摩擦系 数可按以下文献测量，即，名称为"用于测量和报告摩擦系数的标准 指南，，的ASTM G115、名称为"用于线性往复球在平面上(ball-on-flat) 滑动磨损的标准试验方法"的ASTM G133或名称为"用销在盘上 (pin-on-disk)的装置的磨损试验的标准试验方法"的ASTM G99。术语"制动表面"指当与制动衬块接触时，这一结合提供一摩擦 系数，该摩擦系数按照美国联邦机动车安全标准(FMVSS) 105测量 在约0.20或更大的量级。例如，在一个实施例中，当与制动衬块材料 接触时制动表面提供了按照FMVSS 105测量的摩擦系数为约0.25至 约0,35的量级。在另一实施例中，当与制动衬块材料接触时制动表面 提供了按照FMVSS 105测量的摩擦系数在约0.4或更大的量级。在另一个实施例中，制动衬块和制动表面结合提供的摩擦系数提供或超过 由铸铁和制动材料的结合提供的摩擦系数的水平。在一个实施例中，由热喷涂的制动表面提供的摩擦系数随制动压力增加而增加。例如，当按照FMVSS105测量时，由例如50/50%体 积百分比的铝业协会(Aluminum Association ) 1100和AISI 308不锈 钢的混合物的铝/不锈钢混合物组成的热喷涂制动表面提供的摩擦系 数从大约0.25开始变化，并随制动衬块加到制动表面的压力在约10 巴到约100巴范围内增加而增加到约0.35。在一个实施例中，制动表面可设在铝组成的车轮轮辋的内表面的 至少一部分上。在一个实施例中，制动表面可由耐磨涂层提供，耐磨 涂层至少有下面性能之一良好的抗磨性、良好的高温稳定性和导热 性、与铝的良好的附着性、良好的机加工性和溶解电位(solution potentials)以及接近于涂层要涂到的铝基体的热膨胀系数。在一个实 施例中，制动表面可由铝和不锈钢混合物组成的耐磨涂层提供。在一 个实施例中，耐磨涂层可由铝业协会1100锻造合金和AISI 308不锈 钢的混合物组成。在一个实施例中，制动表面可由陶资或碳化物或有 机金属复合物组成。在一个实施例中，摩擦表面可是沿车轮轮辋部分内表面设置的摩 擦环的形式。摩擦环可机械或粘附地(adhesively)连接到车轮的轮辋 部分。在本发明的另一方面中，提供了一种制动车辆的方法，该方法包 括以下步骤提供车轮，该车轮包括沿车轮轮辋部分内表面的至少一部分设置 的制动表面；提供至少一个制动衬块，所述至少一个制动衬块可伸出地安装到 车辆的悬架部件；和使所述至少一个制动村块与摩擦表面接触。
下面通过结合附图的说明可方便地理解本发明较完全的评价和许多附带的优点，附图中图la和lb示出制动和悬架系统的一个实施例的透视图，其中车 轮的内表面起到制动表面的作用；图2示出具有一轮辋部分和一中心部分的车轮的一个实施例的剖 面图；图3 a示出制动和悬架系统的 一 个实施例的侧视图，其中车轮的内 表面起到制动表面的作用并通过与悬架部件连接的两个活塞致动制动 衬块；图3 b示出制动和悬架系统的另 一 个实施例的侧视图，其中车轮的 内表起到制动表面的作用并通过与悬架部件连接的两个活塞致动制动 衬块；图3c示出制动和悬架系统的一个实施例的侧视图，其中车轮的内 表面起到闸表面的作用并通过与悬架部件连接的三个活塞致动制动衬 块；图4示出热喷涂装置的一个实施例的侧视图；图5示出制动和悬架系统的一个实施例的透视图，其中制动表面 环沿着车轮的轮辋部分的内表面设置。通过下面结合附图的说明可明白除了上面已说明的优点及改进外 的本发明的其它目的及优点。附图构成说明书的一部分并包括本发明 举例的实施例和示出本发明的许多实施例和特点。
具体实施方式
这里公开本发明的详细的实施例；但是应明白公开的实施例仅仅 对本发明的说明，本发明还可以包括许多形式。另外，与本发明的许 多实施例结合给出的各实例只是用来说明，而不是限制性的。此外， 附图不是按比例的， 一些特点可夸大以示出具体部件的细节。因此， 这里公开的具体结构和功能细节不能理解为是限制性的，而仅仅是作 为教导本专业技术人员变化地应用本发明的代表性的基础。在附图中， 相同和/或相应的部件用相同的附图标记表示。参见图la和lb，提供一种制动和悬架系统，其包括车轮IO，车轮10带有一具有安装轮胎15的装置的密封表面和用来在车辆减速时 与制动衬块接合的一内表面20，在一个实施例中，包括形成在轮辋内 表面的一制动表面，而在另一个实施例中包括沉积到轮辋内表面的一 制动表面，以及在另一个实施例中包括与轮辋表面机械连接的一制动 表面。在一个实施例中，至少一个制动衬块25和致动活塞30安装到 车辆的悬架部件35的至少一部分，其中制动衬块25可定位成可伸出 地接合或脱开与沿着轮的内表面设置的制动表面21的摩擦接触。参见图la、lb和2，车轮10包括一中心部分20和一轮辋部分45， 在一个实施例中车轮由铝合金构成，在另一个实施例中由可足够散热 的像铝那样的材料构成。用来与轮胎15密封接合的、轮辋部分45的 密封表面16包括内侧胎圏座17、外侧胎圏座18和在内侧胎圏座17 和外侧胎圏座18之间的轮辋部分45的宽度19。轮辋部分45的内表 面20是轮辋部分的宽度部分的面，该面和轮辋45的密封表面16的面 相对，密封表面16与内外胎圏座17、 18—起提供密封接合。车轮的 轮盘部分40 (也称为车轮的中心部分)提供车轮与车轮轴承的连接。 当装在车上时，轮盘40的外表面41是可见的。在一个实施例中，由 在伸出位置的制动村块接触的轮辋的内面20是在轮盘外表面的后面。在一个实施例中，车轮10的轮盘部分40可包括至少一个冷却开 口 40a,如一个冷却孔，其中冷却开口可集成为程式化的设计。在一 个实施例中，铝的车轮结构和冷却开口工作以散发制动时产生的热以 减小制动衰减。在一个实施例中，铝车轮10吸收由于制动衬块接合而 产生到轮辋部分45的内表面20(在一个实施例中产生到制动表面21 ) 的热瞬变(thermal transients),并且冷却装置成形为引导气流穿过制 动表面21和制动衬块25。在一个实施例中，车轮IO可以是铝业协会3XX系列铸造合金(如 铝业协会356)的铸件。铝业协会356典型地包括约6.5% (重量)到 约7.5% (重量)的Si、小于约0.6% (重量)的Fe、小于约0,25% (重 量)的Cu、小于约0.35% (重量)的Mn、约0.20 (重量)到约0.45% (重量)的Mg、小于0.35% (重量)的Zn和小于0.25% (重量)的Ti,并可包括附带的杂质。术语"附带的杂质"指熔体的任何污染物， 包括从铸造装置沥浸出的元素。允许的杂质范围为各杂质成分小于 0.05% (重量)，及总杂质含量小于0.15% (重量)。在另一个实施例 中，车轮可以是铝业协会6XXX锻造合金(如铝业协会6061 )的锻件。 铝业协会6061典型地包括约0.4% (重量)到约0,8% (重量)的Si、 小于0.7% (重量)的Fe、约0.15% (重量)到约0.40% (重量)的 Cu、小于0.15% (重量)的Mn、约0.8% (重量)到约1.2% (重量) 的Mg、约0.04% (重量)到约0.35% (重量)、小于0.25% (重量) 的Zn、和小于0.15% (重量)的Ti，其中各附带的杂质限制到小于 0.05% (重量)，并且总杂质含量限制到小于0.15% (重量)。参见图3a-3c,在一个实施例中，制动表面21可设在车轮10的轮 辋部分45的内表面20的至少一部分上。在一个实施例中，制动表面 21由热喷涂到车轮10的轮辋部分45的内表面20上的耐磨涂层提供。 在一个实施例中，耐磨涂层可有高的热稳定性以抵抗熔化及随后的制 动衰减。在一个实施例中，耐磨涂层具有将摩擦热从耐磨涂层传到铝 车轮的导热性。在一个实施例中，耐磨涂层提供有与铝的附着性及热 膨胀系数尽可能接近铝的膨胀系数中至少 一个特点以防止制动时由于 热沖击使粘结失效。在一个实施例中，耐磨涂层的溶解电位与铝基体 的溶解电位接近以防止两者之间的电蚀。在一个实施例中，耐磨涂层厚度为约0.010到约0.200英寸。在一 个实施例中，耐磨涂层的厚度为约0.25英寸的量级。在一个实施例中， 耐磨涂层的厚度为约0.030到约0.090英寸。在一个实施例中，耐磨涂 层的厚度为约0.45英寸的量级。在一个实施例中，耐磨涂层的厚度选 择成允许在提供一平衡车轮10时对耐磨涂层机加工。还应注意耐磨也 已经考虑其它厚度范围，其中在一些实施例中，根据车轮预期的使用 寿命来选择耐磨涂层的厚度。在一个实施例中，耐磨涂层的成分可以是铝/不锈钢混合物。在一 个实施例中，耐磨涂层的铝/不锈钢混合物中的铝成分是高纯铝合金， 如铝业协会IIOO。术语"高纯铝合金"意思指最小铝含量为约99%或更高。铝业协会1100可以是包括约0.05%(重量)到约0.20% (重量) 的Cu、小于0.05% (重量)的Mn和小于0.10% (重量)的Zn的铝 合金，其中附带的杂质单个不超过约0.05%(重量)，总量不超过0.15% (重量)。在另一个实施例中，铝/不锈钢混合物中铝成分包括过共晶 Al-Si合金，如碳化铝硅。在一个实施例中，铝/不锈钢混合物的不锈钢(铬-镍钢)成分是 300系列不锈钢，如AISI 308不锈钢。在一个实施例中，308不锈钢 典型地包括约19.0% (重量)到约21.0% (重量)的Cr约10.0% (重 量)到约12.0% (重量)的Ni、小于约2.0% (重量)的Mn、小于约 1.(P/o(重量)的Si、小于约0.08% (重量)的C、小于约0.045% (重 量)的P和小于约0.03% (重量)的S。在一个实施例中，铝/不锈钢混合物中的铝和不锈钢组分应用各组 分为50/50 (体积比)的混合物。应注意其它比率也是预期的，也在本 发明的范围内，其中铝和不锈钢组分的体积百分比可改变以对应于给 定车辆的制动性能及使用寿命。在一个实施例中，增加铝/不锈钢混合物中不锈钢的含量，使耐磨涂层的使用寿命增加。在一个实施例中， 增加铝/不锈钢混合物中铝的含量使耐磨涂层与车轮的附着性增加。在一个实施例中，用热弧喷涂将耐磨涂层形成在车轮10的轮辋部 分45的内表面20上。在另外的实施例中，耐磨涂层的沉积方法包括 (但不限制于)爆炸热喷涂、高速氧燃料(HVOF)热喷涂、高速燃 烧热喷涂、低速燃烧热喷涂、等离子热喷涂、等离子传送电弧喷涂、 双丝电弧热喷涂、冷气体喷涂技术、动能(kinetic)喷涂、动能金属 喷镀、阳极电镀和静电喷涂。在一个实施例中，在沉积耐磨涂层前，车轮10被加热成基本使由 于车轮10和耐磨涂层间的膨胀系数差产生的热致应力导致的裂紋生 成减小到最低值。在另一个实施例中，在用热喷涂沉积耐磨涂层前， 加热车轮10产生的耐磨涂层在冷却车轮10时处在压缩状态，其中耐 磨涂层可提供制动表面21，且有比车轮10低的热膨胀系数。在一个实施例中，在沉积耐磨涂层前，车轮IO,皮加热到约200°F至约1000°F。在另一个实施例中，在沉积耐磨涂层前，车轮10被加 热到约400°F至约800°F。在又一个实施例中，在沉积耐磨涂层前， 车轮被加热到约500°F至约700°F的范围内。在一个实施例中，在加热车轮10后，用热电弧喷涂将耐磨涂层喷 到车轮的至少一部分，如车轮IO的轮辋部分45的内表面20上以产生 制动表面21。参见图4，在一个实施例中，热电弧喷涂可包括将有同 样或不同成分的两根分开的金属丝150和152连续供入通过通路160 供入气体束158的雾化喷嘴156中。供入的至少两根金属丝夹持在不 同的电势下，因而在丝之间产生电弧。在一个实施例中，金属丝150 和152是在应用过程中连续熔化的自耗电极。在一个实施例中由压缩 空气提供的气体束158随后雾化这些熔化的材料，并加速在喷射流170 中的熔化液滴用来沉积在车轮10上以产生耐磨涂层，其中在一个实施 例中提供了制动表面21。应该理解，在本发明的一个实施例中，金属丝150和152包括铝 (如高纯铝，包括但不限于铝业协会IIOO合金)和不锈钢(包括但不 限于308不锈钢)的50/50 (体积比)的混合物。金属丝的类型和成分 的相对比例可在本发明的精神范围内改变。在另一实施例中，供入金 属丝的粗细和/或供入速率改变以将不同的相对成分压接在铝或其它 的基体上。在一个实施例中，由第一金属绞合线(例如铝合金IIOO) 和缠结的第二金属绞合线(如308不锈钢)构成的单一的编织金属丝 可用来将涂层沉积到车轮的内表面。在另一实施例中，可用具有包覆 着第二金属(例如308不锈钢)涂层的第一金属内芯(例如铝合金1100 ) 的单一金属丝。在一个实施例中，可在沉积耐磨涂层前准备车轮的内表面，以减 小热冲击机理产生的分层的发生率。例如，在一个实施例中，通过在 热喷涂上涂层前，在车轮的表面提供一系列表面粗糙部或槽可基本减 小耐磨涂层的分层。在一个实施例中，在加上耐磨涂层前，在车轮IO 的轮辋部分45的内表面机加工出槽或粗糙不平。在另外的实施例中， 表面槽或粗糙不平可在车轮10的轮辋部分45的内表面20上铸出、电弧紋理化(arc textured )或甚至化学腐蚀出。在一个实施例中，车轮 的轮辋部分的内表面20至少一部分可以是锥形，而直径从车轮的外表 面沿车轮IO的内侧方向增加，其中制动衬块25可接触内表面20的锥 形部分。在另 一实施例中，制动表面22可包括任何硬的耐磨材料，如陶瓷、 碳化物或有机金属复合物。在一个实施例中，制动表面22可是金属陶 瓷材料。适于提供制动表面22的金属陶瓷包括陶瓷和金属材料构成的 复合物。陶瓷材料可包括氧化物、硼化物、碳化物、氧化铝或它们的 组合。金属物质可用作氧化物、硼化物、碳化物或氧化铝的粘结剂。 在一个实施例中所用的金属元素的镍、铬、钼和钴。金属陶瓷也可以 是金属基的复合物，但典型地小于20% (体积)的金属。优选的金属钨。制动表面22可用沉积技术涂到轮辋45的内表面，所述沉积技术 包括但不局限于等离子喷涂、火焰喷涂、电镀或类似的沉积方法和它 们的组合。在一些实施例中，制动表面22可形成或嵌入在车轮10的 轮辋部分中。不管成形或嵌入的技术如何，包括制动表面22的最终形 式的车轮10都必须是平衡的。为了达到转动平衡，制动表面22必须 通过机加工、磨削或抛光处理。参见图5,在另一实施例中，制动表面可由沿车轮IO的轮辋部分 45的内表面20设置的制动环22提供。在一个实施例中，制动环22 是有提供与车轮轮辋部分的内表面接合的外表面的外径的圆环。在一 个实施例中，制动表面22可由铝合金，如铝业协会356构成的，其中 制动环22的内表面提供可由热喷涂设置的耐磨涂层的表面。参见图5，在另一实施例中，制动环22可由任何耐磨材料，如陶 资、碳化物或有机金属复合物构成。制动表面22可焊接、机械连接或 粘接到车轮的轮辋部分45。在一个实施例中，制动环22可由紧固器 23机械连接，紧固器可脱开以便更换制动环22。在一个实施例中，制 动环22可粘接连接到轮辋的内表面。在另一实施例中，机械紧固器或联锁表面提供制动环22和车轮的轮辋部分的内表面之间的接合并且 还可结合粘接接合。注意，任何连接装置可用来将制动环21连接到车 轮10的表面，只要车轮是转动平衡的。参见图3a-3c，制动系统还包括至少一个制动衬块25和设置成提 供制动衬块25伸出到与轮辋部分45的内表面20摩擦接触的致动活塞 30a、 30b、 30c。在一个实施例中，车轮10的轮辋部分45的内表面 20还包括一制动表面21，在一个实施例中，该表面由耐磨涂层提供。 在一个实施例中，车轮10的轮辋部分45还包括一制动环22。致动活 塞30可集成在悬架部件35中。在一个实施例中，致动活塞30可集成 在转向节中。致动活塞30可包括可气动、电伺服、电磁或液压伸出的 压力缸，优选地是液压伸出的压力缸。虽然下面的说明涉及3a-3c说 明的实施例，其中车轮结合设在车轮IO的轮辋部分45的内表面上的 制动表面21，但是与致动活塞和制动衬块的数目和定向有关的说明可 等同地用到本说明书所说明的全部范围的实施例。在一个实施例中，致动活塞30和制动衬块25的数目以及制动衬 块25与车轮10的轮辋部分45接触的点的设置可根据车轮变形的程度 和车轮轴承受的力改变。车轮变形可以是车轮直径的尺寸改变，这可 由制动衬块25和致动活塞30施加到车轮10的轮辋部分45的力引起。 车轮轴承受的力是在连接车轮10到悬架部件35的轴承测量的由加上 制动衬块25而加到轮辋部分45的力引起的力。参见图3a,在一个实施例中，两个活塞30a、 30b定向在相对的 方向上，其中各致动活塞30a、 30b容纳在诸如转向节的悬架部件35 中。在一个实施例中，具有设在悬架部件35中的壳体的第一活塞30a 沿第 一方向Dl将相应的制动衬块25a伸出到与制动表面21摩擦接触， 也具有设在悬架部件35中的壳体的第二活塞30b沿第二方向D2伸出 制动村块25b，其中第一方向Dl与第二方向D2相对。在一个实施例 中，第一致动活塞30a位于在车轮10的下半部Hl的至少一部分上与 制动表面21接触，而第二致动活塞30b位于在车轮10的上半部H2 的至少一部分上与制动表面21接触。在一个实施例中，定向致动活塞30a、 30b以沿相对方向Dl、 D2 伸出制动衬块25a、 25b导致最小的载荷传到车轮轴承，其中车轮轴承 将车轮10连接到悬架部件35。车轮轴承测得的最小载荷部分地由各 制动衬块25a、 25b沿相对方向Dl、 D2施加的基本相等的力引起，其 中车轮轴承直接设在相对的制动衬块25a、 25b之间。在该结构中，第 一制动衬块25a加到车轮轴承上的力基本等于相对的第二制动衬块 25a所加的力。参见图3b，在另一实施例中，两个活塞30c、 30b容納在悬架部 件35(如一转向节)中，其中，各活塞30c、 30d定向成将各制动衬 块25c、25d伸出到与车轮10的下半部分的一部分的轮辋部分45接触。 在一个实施例中，将两活塞30c、 30d定向成将各制动村块25c、 25d 伸出到与车轮IO的下半部分的轮辋部分45接触，比图3a所示的实施 例减小了车轮的变形。在一个实施例中，各致动活塞30c、 30d沿与通 过车轮的中心与路面垂直的平面pi夹约50。角al、 a2的方向D4、 D3 伸出活塞25c、 25d。在一个实施例中，更低的车轮变形程度由致动活 塞30c、 30d和制动衬块25c、 25d加到车轮10的轮辋部分45的力基本等于相对力造成的由轮胎接触地面引起的。参见图3c，在一个实施例中，致动活塞30c、 30d、 30d容纳在悬 架部件35中，并且是向成伸出三个制动衬块25c、 25d、 25e到与车轮 10的轮辋部分45上的摩擦表面接触。在一个实施例中，两个活塞30c、 30d定向成可将各制动衬块25c、 25d伸出到与车轮10的下半部分Hl 的一部分的轮辋部分45接触，而第三活塞30c定向成将第三制动衬块 25e伸出到与车轮10的上半部分H2的一部分的轮辋部分45接触。在一个实施例中，通过将第一和第二制动致动活塞30c、 30d定向 成可将制动村块25c、25d和主要制动力伸出到与车轮10下半部分H1 的轮辋部分45接触而使车轮变形最小，其中由制动衬块25c、 25d施 加的力引起的轮辋部分45的变形基本等于由轮胎与地面接触产生的 相对的力引起的变形。在一个实施例中，第三活塞30e定向成将第三 制动衬块25e伸出到与车轮10的上半部分H2的轮辋部分45的一部16分接触，其中与图3b所示的实施例比，加到车轮10的上半部分H2 的轮辋的一部分上的力补偿加到车轮10的下半部分H1的力减小了加 到车轮轴承上的力。参见图3c，在一个实施例中，两个致动活塞30c、 30d沿与通过 车轮10的中心与路面垂直的平面Pl大约50。角al、 a2的方向D4、 D3伸出活塞25c、 25d，而第三致动活塞30e定向成沿与通过车轮10 的中心与路面垂直的平面Pl伸出制动衬块25e并沿方向与轮胎接触地 面的部分相应的轮辋部分45相对的方向D5与轮辋45的一部分接触。在一个实施例中，悬架部件35可用永久性的模铸技术、砂型铸造 技术或真空无冒口铸造技术(VRC) /压力无冒口铸造技术(PRC)铸 出。真空无冒口铸造(VRC) /压力无冒口铸造(PRC)方法适合于成 批生产汽车用的铝的悬架部件。VRC/PRC是低压铸造方法，其中在 一些实施例中，压力可在6.0Psi的数量级。在VRC/PRC中，模子放 在气密的炉上，并且铸造腔通过供给管与熔体相连。通过用惰性气体 (如Ar)将压力加到炉中，熔体抽进铸腔中。在VRC/PRC装置的炉 中保持恒定的熔体水平，避免在许多传统的低压系统中有时发生的反 浪多个充填管(充填杆)提供用于在模腔中金属的分布。多个充填点 及在模子和熔体之间接近的连接允许更低的金属温度、减小氢和氧化 物污染并对铸造中易收缩区域提供了最大的充填。多个充填管允许模 子中有多个但独立的腔。顺序的热控制从最后面到充填管凝固铸件， 充填管起到补缩的冒口作用。已预悬架部件是一个空心铸件。虽然， 优选地，悬架部件10是铸出的，但也预期悬架部件可成形，如锻出。参见图la和lb，在一个实施例中，除了提供制动衬块25和致动 活塞30的集成点，转向节还包括与车轮10转动接合的装置。在一个 实施例中，致动活塞可以是连接到转向节35的子组件的形式，其中连 接可以是机械连接。在一个实施例中，转向节35包括铝，并还可包括 与至少一个制动衬块的致动装置连通的液压和/或电通路。在一个实施 例中，转向节可是铸造铁金属。在一个实施例中，转向节可包括装在转向节中的传感器50,其中传感器50设置用来测定车轮10的转速。优选地，传感器是一个防抱 死制动系统的部件，其中防抱死制动系统还包括沿转向节液压通路设 置的至少一个阀。转向节还可包括用于其它悬架装置的连接点，包括但不局限于控 制臂、横向稳定杆、横向稳定杆端部连接装置、螺旋弹簧、横置弹簧、 减振器、导杆(struts )、螺旋弹簧与减振器组件(coil-over shocks )、 车轮轴承、外倾杆(camber rods )、拖臂、球形接头、前束杆(toe rods) 和横拉杆。制动村块25还可由在运输用途使用的任何制动材料(也称制动内 衬)组成，包括但不限于半金属制动材料、陶瓷制动材料或有机制动 材料。制动衬块还包括一后板26,后板26可由钢板组成，制动材料 模制或铆接在钢板上以制出 一盘制动衬块。虽然上面已说明了本发明的一些实施例。但应明白这些实施例仅 仅是举例说明而不是限制性的，本专业技术人员可明白有许多改型。
权利要求
1.一种制动系统，包括悬架部件，所述悬架部件容纳至少一个致动活塞以可逆地伸出一制动衬块；和车轮，所述车轮与所述悬架部件转动接合，所述车轮具有轮辋部分，至少一个致动活塞的制动衬块当处在伸出位置时接触所述轮辋部分的内表面。
2. 按照权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述至少一个 致动活塞还包括两个致动活塞，所述两个致动活塞中的第一个沿第一 方向将第一制动衬块伸出到与车轮下半部的轮辋部分的内表面接触， 而所述两个致动活塞中的第二个沿第二方向将第二制动衬块伸出到与 车轮上半部的轮辋部分的内表面接触。
3. 按照权利要求2所述的制动系统，其特征在于，所述第一方向 与所述第二方向相对。
4. 按照权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述至少一个 致动活塞还包括两个致动活塞，其中所述两个致动活塞中的每一个将接触。
5. 按照权利要求l所述的制动系统，其特征在于，所述至少一个 致动活塞还包括三个致动活塞，其中所述三个致动活塞的第一和第二 致动活塞将其相应的第一和第二制动衬块伸出到与所述车轮的下半部 分的轮辋部分的内表面接触，而第三致动活塞将第三制动衬块伸出到 与所述车轮的上半部分的轮辋部分的内表面接触。
6. —种制动系统，包括 沿车轮的内表面设置的制动表面；和容纳至少一个可伸出的制动衬块的悬架部件，其中所述制动衬块 在伸出位置时与摩擦表面接触。
7. 按照权利要求6所述的制动系统，其特征在于，所述车轮的内表面是一轮辋部分。
8. 按照权利要求6所述的制动系统，其特征在于，所述制动表面 包括一耐磨涂层，所述耐磨涂层包括铝和不锈钢。
9. 按照权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述沿车轮的 轮辋部分的内表面设置的制动表面包括陶瓷、碳化物或有机金属复合物。
10. 按照权利要求6所述的制动系统，其特征在于，所述沿车轮 的轮辋部分的内表面设置的制动表面包括一制动环。
11. 按照权利要求IO所述的制动系统，其特征在于，所述制动环 与所述车轮机械地连接或粘附地连接。
12. 按照权利要求11所述的制动系统，其特征在于，所述制动环 包括一铝基体和一耐磨涂层。
13. 按照权利要求6所述的制动系统，其特征在于，所述车轮包 括铝。
14. 按照权利要求6所述的制动系统，其特征在于，所述悬架部 件是包括铝的转向节。
15. 按照权利要求14所述的制动系统，其特征在于，所述转向节 还包括与所述至少一个制动衬块连通的液压通路。
16. 按照权利要求15所述的制动系统，其特征在于，所述转向节 还包括多个连接点，所述连接点用于以下组中的至少一个，所述组由 控制臂、横向稳定杆、摆杆端连杆、螺旋弹簧、横置弹簧、减振器、 导杆、螺旋弹簧与减振器组件、车轮轴承、外倾杆、拖臂、球形接头、 前束杆和横拉杆组成。
17. —种制动车辆的方法，包括提供车轮，所述车轮包括沿车轮的内表面的至少一部分设置的制 动表面；提供至少一个制动衬块，所述至少一个制动衬块可伸出地安装到 车辆的悬架部件；和使所述至少一个制动衬块与摩擦表面接触。
18. 按照权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 将制动表面涂覆到所述车轮的轮辋部分的内表面。
19. 按照权利要求18所述的方法，其特征在于，将制动表面涂覆 到所述车轮的轮辋部分的内表面包括爆炸热喷涂、高速氧燃料(HVOF)热喷涂、高速燃烧热喷涂、低速燃烧热喷涂、等离子热喷 涂、等离子传送电弧喷涂、电弧热喷涂、双丝电弧热喷涂、冷气体喷 涂技术、动能喷涂、动能金属喷镀、阳极电镀、静电喷涂或它们的组 合。
20. 按照权利要求17所述的方法，其特征在于，所述制动表面还 包括机械连接的制动环。
全文摘要
一种制动系统，包括悬架部件，该悬架部件容纳至少一个致动活塞(30)以可逆地伸出制动衬块(25)；和车轮(10)，该车轮(10)与悬架部件转动接合，车轮(10)具有轮辋部分(45)，至少一个致动活塞(30)的制动衬块(25)处在伸出位置时接触轮辋部分(45)的内表面(20)。
文档编号F16D65/18GK101331338SQ200680047100
公开日2008年12月24日 申请日期2006年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者D·C·塞克萨里亚, R·A·索科尔, R·W·考福尔德, T·J·默菲 申请人:美铝公司