一种新型车辆水冷式盘式制动装置及其冷却方式的制作方法

本发明属于车辆制动系统技术领域，具体涉及一种新型车辆水冷式盘式制动装置及其冷却方式。

背景技术：

制动系统是车辆的重要组成部分之一，直接关系到生命财产安全，包括行车制动器、驻车制动器和辅助制动器，行车制动器为车辆主制动器，一般采用鼓式或盘式摩擦制动方式，将车辆的势能、动能通过摩擦转化为热能，实现车辆减速或制动的目的，盘式制动器由于制动性能稳定、散热性好等优点，被广泛应用于各种类型车辆，尤其是中小型车辆中。

车辆在制动过程中，特别是在一些特殊路段，如坡长、坡陡、弯道多的山区道路，驾驶员需要通过频繁制动或持续制动来控制车速，而使制动器产生大量的摩擦热量，盘式制动器主要采用风冷方式，无法将这种大量的热量及时释放掉，制动器温度会大幅度升高，使得其摩擦因数下降、磨损程度加重，出现制动效能部分甚至全部损失的危险热衰退现象，虽然制动防抱死系统、电子制动力分配系统等的应用提高了车辆制动的稳定性和可靠性，但是它们对制动器的过热现象作用甚微，热衰退现象仍然是困扰车辆制动安全的瓶颈问题之一。

目前，一些车辆采用外加水箱给过热制动器淋水的冷却方式，这种方式不仅浪费水源、损伤路面，而且在冬天容易造成路面结冰，影响其他车辆的行车安全；一些车辆采用辅助制动装置，如电涡流缓速器、液力缓速器等，有效分流制动器的热负荷，但这种方式使用、维护成本较高。

在已有可查询的车辆盘式制动器冷却装置相关信息中，与本发明最相关的技术是中国授权公告号为CN 202163423 U的发明专利——一种盘式制动器降温装置，上述发明在制动盘的两侧使用吸湿材料与刮片，控制单元根据吸湿材料内的温度信号控制电磁阀动作，使储液箱内的冷却液流入吸湿材料，实现制动盘的降温，刮片用于清除制动盘上的冷却液，具有结构简单、降温效果好等优点，但是，由于吸湿材料、刮片与制动盘相接触，会加速其磨损、老化，影响使用寿命；其次，该发明仍然需要外加储液箱，而且使用一定时间后刮片刮除制动盘上冷却液的效果有限。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了一种新型车辆水冷式盘式制动装置及其冷却方式，利用铜导热原理，通过发动机冷却液吸收制动器热量，不需要外加冷却液箱，冷却效果好、使用寿命长、成本低廉。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型车辆水冷式盘式制动装置，其特征在于：包括制动钳体、制动盘、摩擦块、冷却器、冷却器铜片，所述制动钳体呈倒“凵”型结构，所述制动钳体内部右侧设有水平方向的凹槽，所述凹槽内设有活塞，所述活塞内侧以及制动钳体内部左侧设有冷却器，所述冷却器铜片通过螺钉设置在冷却器内侧，所述摩擦块设置在冷却器铜片内侧，摩擦块内设有摩擦块铜体，所述制动盘设置在两个摩擦块之间，制动盘两侧设有制动盘铜环，所述制动盘铜环外径与摩擦块铜体内侧的外径相同。

作为本发明的一种改进，所述凹槽右侧设有进油口。

作为本发明的一种改进，所述凹槽表面设有活塞密封圈。

作为本发明的一种改进，所述摩擦块铜体为喇叭形，一头大，一头小，其中摩擦块铜体内侧的直径小，摩擦块铜体与冷却器铜片连接处的直径大。

一种新型车辆水冷式盘式制动装置的冷却方法，其特征在于：包括冷却液温度传感器、发动机、水泵、电磁阀、散热器、冷却器、发动机出水口及控制单元，所述冷却液温度传感器设置在制动装置所述的制动钳体内部左侧的冷却器上，水泵出水口通过电磁阀、散热器，与制动装置的冷却器进水口相连接，冷却器的出水口与发动机的出水口相连接，

车辆制动时，制动装置的热量可以由制动盘铜环、摩擦块铜体、及冷却器铜片传递给冷却器内的冷却液，控制单元根据冷却液温度传感器信号判断是否对制动装置进行水冷却，在需要冷却时，控制单元给电磁阀通电，水泵出水口处的冷却液通过安装于发动机散热器前面的散热器进一步冷却后进入制动盘冷却器，将制动装置的热量带走，并与发动机出水口相连接，冷却器的出水口与发动机的出水口相连接，冷却器内的冷却液与发动机冷却液一起在发动机冷却系统中循环，将制动摩擦产生的热量释放掉。

作为本发明的一种改进，所述控制单元为单片机。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种新型车辆水冷式盘式制动装置及其冷却方式，通过铜导热原理，采用发动机冷却液吸收制动器热量，不需要外加冷却液箱，结构简单、使用方便、冷却效果好、使用寿命长，能有效提高车辆的抗热衰退性能；本发明不会浪费水源，对道路没有负作用，对其他车辆没有影响，而且成本低廉，实用性强，值得推广。

附图说明

图1为本发明的车辆水冷式盘式制动装置结构示意图；

图2为本发明的制动盘与制动盘铜环正面示意图；

图3为本发明的摩擦块与摩擦块铜体正面示意图；

图4为本发明的制动器冷却液循环结构示意图；

图5为本发明的制动器冷却控制系统框图。

附图标记列表：

1、制动钳体，2、冷却液温度传感器，3、制动盘，4、摩擦块，5、冷却器铜片，6、凹槽，7、导向销，8、进油口，9、活塞，10、活塞密封圈，11、螺钉，12、制动盘铜环，13、摩擦块铜体，14、冷却器进水口，15、冷却器出水口，16、冷却器，17、发动机，18、水泵，19、电磁阀，20、散热器，21、左前轮制动盘冷却器，22、发动机出水口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图所示，本发明所述的一种新型车辆水冷式盘式制动装置，包括制动钳体1、制动盘3、摩擦块4、冷却器16、冷却器铜片5，所述制动钳体1呈倒“凵”型结构，所述制动钳体1内部右侧设有水平方向的凹槽6，所述凹槽6内设有活塞9，所述活塞9内侧以及制动钳体1内部左侧设有冷却器16，所述冷却器铜片5通过螺钉11设置在冷却器16内侧，所述摩擦块4设置在冷却器铜片5内侧，摩擦块4内设有摩擦块铜体13，所述制动盘3设置在两个摩擦块4之间，制动盘3两侧设有制动盘铜环12，所述制动盘铜环12外径与摩擦块铜体13内侧的外径相同。

本发明所述的一种新型车辆水冷式盘式制动装置，制动钳体1左侧为相对固定部分，右侧为活动部分，对应的摩擦块4、摩擦块铜体13、制动盘铜环12、冷却器16、冷却器铜片5等结构、形状一致，左右对称，制动钳体1采用浮钳盘式，与传统浮钳盘式制动器相似，制动盘3也与传统制动盘相似，只是在其与摩擦块4相接触面的中心位置设置一个制动盘铜环12，用于吸收、传递制动时制动盘3的热量，摩擦块4的尺寸比传统制动器摩擦块大些，摩擦块铜体13设置在摩擦块4的中心位置，摩擦块铜体13为喇叭形，两端面积不等，面积小的一端在制动时与制动盘铜环12相接触，面积大的一端与冷却器铜片5相接触，将制动盘铜环12和摩擦块4传递过来的热量通过冷却器铜片5传递给冷却液，冷却器铜片5与冷却器16间设有密封垫，通过螺钉11连接，冷却器16内设置有水道、进水口14和出水口15，冷却液可以由进水口14进入，经过与冷却器铜片5接触的水道后，由出水口15出去，从而将冷却器铜片5传递过来的制动摩擦产生的热量带走，达到降低制动装置温度的目的。

本发明在所述凹槽6右侧设有进油口8，在凹槽6表面设有活塞密封圈10，保证活塞平时移动顺畅。

一种新型车辆水冷式盘式制动装置的冷却方法，包括冷却液温度传感器2、发动机17、水泵18、电磁阀19、散热器20、左前轮制动盘冷却器21、发动机出水口22及控制单元，所述冷却液温度传感器2设置在制动装置所述的制动钳体1内部左侧的冷却器16上，冷却液温度传感器2采用负温度系数的热敏电阻，用于检测冷却器16内的冷却液温度，水泵18出水口通过电磁阀19、散热器20，与制动装置的冷却器进水口14相连接，电磁阀19采用二位二通阀，线圈不通电时冷却液管道截止，线圈通电时冷却液管道导通。散热器20安装于发动机散热器前面，位于其左下角，面积约为发动机散热器的1/5，用于进一步冷却进入制动盘冷却器16的冷却液。冷却器的出水口15与发动机的出水口22相连接，冷却器16内的高温冷却液与发动机冷却液一起在发动机冷却系统中循环，将制动摩擦产生的热量释放掉。

车辆制动时，制动装置的热量可以由制动盘铜环12、摩擦块铜体13、及冷却器铜片5传递给冷却器16内的冷却液，控制单元根据冷却液温度传感器2信号判断是否对制动装置进行水冷却，以左前轮制动装置为例，若冷却器16内的冷却液温度大于设定的阈值，则控制单元给电磁阀19通电，使发动机水泵18出水口处的冷却液经过散热器20进一步冷却后进入左前轮制动盘冷却器21，不断地将制动装置的热量带走，并与发动机出水口22处的冷却液一起进入发动机冷却循环系统将制动摩擦产生的热量释放掉；若冷却器16内的冷却液温度小于设定的阈值，则控制单元不给电磁阀19通电，制动装置水冷却系统不工作，本发明所述控制单元为单片机。

本发明所述的一种新型车辆水冷式盘式制动装置及其冷却方式，通过铜导热原理，采用发动机冷却液吸收制动器热量，不需要外加冷却液箱，结构简单、使用方便、冷却效果好、使用寿命长，能有效提高车辆的抗热衰退性能；本发明不会浪费水源，对道路没有负作用，对其他车辆没有影响，而且成本低廉，实用性强，值得推广。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。