专利名称：一种汽车电磁辅助制动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车制动技术领域，特别涉及一种汽车电磁辅助制动装置。
背景技术：
汽车制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力(制动力)的部件，其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。从能量角度看，使行驶车辆所具有的动能转化成其它能量 (如热能、电能等)，则该车辆就会停下来，其动能转化得越快，则车辆停止的也越快。从克莱斯勒的四轮液压制动器于1拟4年问世至今，液压制动技术已经成为既成熟、又经济的汽车制动技术，并应用在当前绝大多数汽车上。另外，ABS(Anti-lock Brake System，汽车防抱死制动系统)也已经成为汽车电子制动的标准配置。目前，汽车所用都制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器的旋转元件为与车轮刚性连接的旋转制动盘，以端面为工作表面。盘式制动器制动效能稳定性好，发热后可以保持较为良好的制动效果，因此盘式制动器被现代汽车普遍采用。液压制动系统，在车辆行车制动过程中，起主体作用。但是，仅配有液压制动系统等主制动系统的高速行车制动时，会面临以下问题(1)制动蹄片磨损大车辆在制动减速的过程中，其动能的减少量，很大一部分变为制动蹄片与制动盘的摩擦所产生的热能，其中磨损最大的就是制动蹄片；( 制动蹄片温升高车辆制动所转换的热量，会使制动蹄片与制动盘的温度均升高，相对散热好的金属制动盘，制动蹄片自身的温度就不太容易散去，尤其是在高速连续制动时；C3)制动效果受影响制动蹄片在高温影响下，容易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰竭，引起制动效率下降。目前也有一些技术，应用于车辆行车辅助制动。例如，在一些大、中型车辆的驱动桥与变速箱之间，就安装有电涡流缓速器。一般是由附加的一套定子、转子及固定支架组成，通过电磁感应原理实现无接触制动。缓速器工作时，定子线圈内通电产生磁场，而转子随传动轴一起旋转。转子切割定子产生的磁力线，从而在转子盘内部产生涡旋状的感应电流。这样，定子就会向转子施加一个阻碍转子旋转的电磁力，从而产生制动力矩。同时，涡流在具有一定电阻的转子盘内部流通，由于电阻的热效应会把电能转化为热能，这样，车辆行驶的动能就通过电磁感应和电阻发热最终转化为热能散发。这种缓速器，需要安装一套完整的电机装置，而且制动时，自身发热较大，对于带有传动轴的大型车辆十分适用，但对于对空间和自重要求很高的汽车来说，是很困难的。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提供一种汽车电磁辅助制动装置，以便在对空间和自重要求很高的汽车上实现辅助制动。(二)技术方案为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车电磁辅助制动装置，其包括制动钳组结构件3和励磁绕组4 ；所述励磁绕组4缠绕在所述制动钳组结构件3的表面。优选地，所述制动钳组结构件3的制作材料为金属。优选地，所述制动钳组结构件3的制作材料为钢或铁。优选地，所述励磁绕组4的正极连接电池正极，负极搭铁。优选地，当汽车的ABS系统开始介入制动时，所述励磁绕组4的电路与电源接通； 当汽车的ABS系统结束介入制动时，所述励磁绕组4的电路与电源断开。优选地，所述装置还包括制动盘1、液压缸套2和两个制动片5 ；所述液压缸套2 与所述制动钳组结构件3活动连接，并且所述液压缸套2的伸入端穿过所述制动钳组结构件3 ；所述制动钳组结构件3的制动端与所述伸入端相对设置；所述制动盘1与汽车车轮固定连接，并且所述制动盘1的端面设置在所述伸入端和所述制动端之间；所述两个制动片5 分别连接所述液压缸套2的伸入端和所述制动钳组结构件3的制动端。优选地，所述制动盘1和液压缸套2的制作材料为金属。优选地，所述制动盘1和液压缸套2的制作材料为钢或铁。优选地，所述装置为液压盘式制动汽车电磁辅助制动装置。(三)有益效果本发明所述的汽车电磁辅助制动装置，在汽车现有主制动系统基础上仅添加一套励磁绕组，即可实现辅助制动功能。所述装置结构简单，相对原有主制动系统重量增加少、 占用空间增加小，成本低，并且辅助制动效果好，有效解决了对空间和自重要求高的汽车的辅助制动问题，具有广阔的应用前景。
图1是本发明实施例所述的汽车电磁辅助制动装置的结构示意图；图2是本发明实施例所述的汽车电磁辅助制动装置的工作原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。图1是本发明实施例所述的汽车电磁辅助制动装置的结构示意图。如图1所示， 所述装置包括制动盘1、液压缸套2、制动钳组结构件3、励磁绕组4和制动片5。所述装置主要应用于采用液压盘式制动系统的汽车中。所述装置的结构与现有制动系统的结构基本相同所述液压缸套2与所述制动钳组结构件3活动连接，并且所述液压缸套2的伸入端穿过所述制动钳组结构件3，即所述液压缸套2可以在图1中力F的作用下向右侧移动；所述液压缸套2的伸入端连接一个所述制动片5 ；所述制动钳组结构件3的制动端与所述伸入端相对设置，并且所述制动端也连接一个所述制动片5 ；所述制动盘1的端面设置在所述伸入端和所述制动端之间；在非制动状态下，所述伸入端和所述制动盘1的端面之间，以及所述制动端和所述制动盘1的端面之间，留有空隙6 ；在制动状态下，所述液压缸套2在力F的作用下向右侧移动，以挤压所述制动盘1的端面，两个所述制动片5与所述制动盘1的端面接触，所述空隙6减小为0。所述装置的结构与现有制动系统的结构不同之处在于，在所述制动钳组结构件3的表面缠绕设置所述励磁绕组4。所述励磁绕组4与汽车内现有用电器的接线规律相同，其正极连接车载蓄电池的正极，负极搭铁。所述励磁绕组4的励磁电流的通断控制信号与汽车的ABS控制信号同步，即当汽车的ABS系统开始介入制动时，所述励磁绕组4的正极接通蓄电池正极，电路通路；当汽车的ABS系统结束介入制动时，所述励磁绕组4的正极和蓄电池正极断开，电路开路。当所述励磁绕组4通电后，会在所述装置的主体结构中形成闭合磁路7，为了减小磁阻，所述制动盘1、液压缸套2和制动钳组结构件3的制作材料均采用金属，优选为钢或者铁。同时，磁路设计应合理，并且所述装置的机械强度不低于现有制动钳组系统的机械强度。图2是本发明实施例所述的汽车电磁辅助制动装置的工作原理示意图。如图2所示，其表示沿图1中力F视图方向的所述制动盘1的局部电磁制动工作原理示意图。其工作原理如下当行车电脑确认，车辆制动需要ABS介入时，所述装置也将依据此信号，将所述励磁绕组4与汽车蓄电池电源接通，参与辅助制动(主制动系统的工作过程属于现有技术，这里不再赘述。)通入所述励磁绕组4的励磁电流所产生的磁力线，经由所述制动钳组结构件3、所述液压缸套2、所述制动片5和所述制动盘1，形成所述闭合磁路7。其中，由于所述空隙6减少为零，所以此时，闭合磁路7所遇磁阻最小，故在励磁安匝一定的情况下，穿过所述制动盘1中的磁通密度B，也达到最大。所述磁通密度B，由固定在车辆本体上的所述励磁绕组4在通以直流电流后形成，所以其极性不会变，而且相对车架静止。这样当与车轮一体的所述制动盘1，以转速N转动时，在所述制动盘1上与所述制动片5所对的区域8 中，会有磁力线穿过，设磁通密度B的方向穿入纸面方向(相反方向对于实现本发明装置的功能无影响)，则在所述区域8中的等效导体9，将会相对切割磁通密度B，假设所述等效导体9长度为L，则由电磁感应定律知，感生电势为e = BLv(1)其中相对切割速度ν正比于车轮转速N。感生电势e会在所述制动盘1表面形成图2中闭环涡电流i，且有e = ri(2)其中r为电流i所遇到的等效电阻。电流i又会与磁通密度B共同作用，产生制动电磁力f = BLi(3)由左手定则容易判定其方向为如图2中f所示方向，为车轮转动方向η的反方向， 也就是制动方向。在以上分析中，长度L以及等效电阻r，在所述装置制成后，均为常数；磁通密度B 的大小可由所述励磁绕组4的匝数和通过的励磁电流I来确定。将式⑴、(2)代入(3)式可得制动电磁力f =^Lv(4)
r显然，车速越快，车轮转速N越大，ν就越大，在确定的B、r和L下，制动电磁力f也就越大；所述制动盘1直径越大，制动力矩也越大。在上述的电磁制动过程中，运行中车辆的动能，被转换为所述制动盘1上的涡电流，并以电功率i2r的形式被转换成热能消耗掉，从而达到辅助制动的目的。汽车在仅采用常规制动方式时，车速越高，制动片的磨损越大，而此时，正是本发明实施例所述装置发挥作用最好的时候，所述装置不仅可以有效减少制动片的磨损，而且可以降低因为制动片温度过高，而引起的制动衰竭或制动效率下降的可能性。本发明实施例所述的汽车电磁辅助制动装置，在汽车现有主制动系统基础上仅添加一套励磁绕组，即可实现辅助制动功能。所述装置结构简单，相对原有主制动系统重量增加少、占用空间增加小，成本低，并且辅助制动效果好，有效解决了对空间和自重要求高的汽车的辅助制动问题，具有广阔的应用前景。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种汽车电磁辅助制动装置，其特征在于，包括制动钳组结构件(3)和励磁绕组 (4)；所述励磁绕组(4)缠绕在所述制动钳组结构件(3)的表面。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述制动钳组结构件(3)的制作材料为金jM ο
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述制动钳组结构件(3)的制作材料为钢或铁。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述励磁绕组(4)的正极连接电池正极，负极搭铁。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当汽车的ABS系统开始介入制动时，所述励磁绕组(4)的电路与电源接通；当汽车的ABS系统结束介入制动时，所述励磁绕组(4)的电路与电源断开。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括制动盘(1)、液压缸套(2) 和两个制动片(5)；所述液压缸套( 与所述制动钳组结构件( 活动连接，并且所述液压缸套O)的伸入端穿过所述制动钳组结构件(3)；所述制动钳组结构件(3)的制动端与所述伸入端相对设置；所述制动盘(1)与汽车车轮固定连接，并且所述制动盘(1)的端面设置在所述伸入端和所述制动端之间；所述两个制动片( 分别连接所述液压缸套O)的伸入端和所述制动钳组结构件(3)的制动端。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述制动盘⑴和液压缸套(2)的制作材料为金属。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述制动盘⑴和液压缸套(2)的制作材料为钢或铁。
9.如权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于，所述装置为液压盘式制动汽车电磁辅助制动装置。
全文摘要
本发明公开了一种汽车电磁辅助制动装置，涉及汽车制动技术领域。所述装置包括制动钳组结构件和励磁绕组；所述励磁绕组缠绕在所述制动钳组结构件的表面。所述装置，在汽车现有主制动系统基础上仅添加一套励磁绕组，即可实现辅助制动功能。所述装置结构简单，相对原有主制动系统重量增加少、占用空间增加小，成本低，并且辅助制动效果好，有效解决了对空间和自重要求高的汽车的辅助制动问题，具有广阔的应用前景。
文档编号B60T13/74GK102287463SQ20111022228
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者柴建云, 翟庆志, 赵建柱, 钱琛 申请人:中国农业大学