制动导管系统和方法与流程

本发明总体涉及一种制动导管系统和一种控制制动系统温度的方法，同时发现了其在汽车制动系统和航空制动系统中的特定用途，而非排他性用途。

制动动作会产生大量热量，制动部件的温度窗相对较窄，这些制动部件可在该温度窗内操作；当制动部件超过其最大的温度额定值时，其性能会急剧下降。

制动转子(即制动盘)通常设计用于散热。通过对流对制动盘进行空气动力学冷却是冷却制动盘的主要机制。但是，在具有轮舱的车辆(例如汽车)中以及将制动转子布置在车轮筒内的车辆中，制动盘周围的空气是湍流且(例如与车辆速度相比时，)空气运动相对较慢。这会在制动部件周围产生热量，并降低其散发热量的能力。

已知安装制动导管，该制动导管将空气从高压源(通常是车辆的前表面)引导到制动转子。制动导管引入的空气处于环境温度下，比制动器温度低得多，并且气流更靠近层流(而不是湍流)，并不断将较热的空气排出。这样可使制动器以更快的速度散发热量，并大幅降低平均工作温度。

常规制动导管系统的设计和实施着重于以下三个主要方面：

首先，制动导管系统的进气口应处于相对较高的压力下。通常，该进气口通常位于车辆前部，以使车辆运动的冲压压力将高压空气引入进气口。

其次，用于将空气从进气口传送到制动盘的软管/导管应允许来自进气口的气流相对不受限制。较大的直径(即非圆形横截面的横截面面积)的软管/导管允许气流增加，并且气流通常随着直径的平方而增加。

第三，出口应被设计成以精确的定向尽可能地靠近致动盘的方式来引入空气。制动转子通常设计成从其中心径向向外排出空气，因此出口通常位于尽可能靠近中心的位置处。

然而，如下文将描述的，这种制动导管系统仍有改进的空间。

根据本发明的第一方面，提供了一种制动导管系统，包括：一第一出口，其构造成可设置在制动系统附近；一第二出口，其构造成可设置在制动系统附近；一第一导管，其布置成将空气输送到所述第一出口；一第二导管，其布置成将空气输送到出口；以及一涡流管，其具有：一入口，其布置成收集处于第一温度且压力基本上高于大气压力的空气；一高温出口，其构造成将处于基本高于第一温度的第二温度下的第一空气流供应到第一导管处；一低温出口，其构造成将处于基本低于第一温度的第三温度下的第二空气流供应到第二导管处；其中第一出口布置成加热制动系统和/或加热轮胎。

该出口或每个出口可被构造成将空气基本上引入到制动盘上，例如引入到制动盘的第一侧和/或第二侧上，基本上引入到制动片上，基本上位于制动片的前方和/或后方，和/或基本上引入到车轮上和/或轮胎上。该出口或每个出口可以包括多个出口，所述多个出口可被构造成将空气引入到多个相应的位置中。在本文中，对“出口”的引用可以被视为对“第一出口”，“第二出口”和/或“第一和/或第二出口”的引用。

该导管或每个导管可包括多个导管，并且可包括软管。在本文中，对“导管”的引用可以被视为对“第一导管”，“第二导管”和/或“第一和/或第二导管”的引用。

涡流管可以包括赫尔胥(ranque-hilsch)涡流管。

入口可以布置成从车辆的前部收集空气，使得车辆运动的冲压压力将高压空气引入到入口中。可替代地，泵(例如气泵)可以将空气供应到入口中。泵可以是电动的，也可以机械地连接到车辆的曲轴上。然而，在优选实施例中，泵可以由涡轮驱动。即，废气可以驱动涡轮，该涡轮则用于驱动泵以向入口提供高压空气。

导管可被构造成将第一空气流供应到多个出口的相应子集。导管可被构造成将第二空气流供应到多个出口的另一相应子集。导管可被构造成将第一空气流和第二空气流供应到相同的出口/多个出口，和/或多个出口的重叠子集。多个出口的每个子集可以布置成向制动系统的相应预定部分提供相应的空气流。

制动导管系统可以用于在非常冷的条件下(例如，在这种非常冷的条件下，制动系统可能结冰)加热制动系统和/或加热轮胎，以提高全速行驶开始时的性能。

制动导管系统可以设置有另一出口，用于将处于第二温度和/或第三温度下的第一空气流和/或第二空气流分别输送到替代系统。例如，该替代系统可以包括主动减阻系统、内部机舱加热器和/或空调系统和/或轮胎加热器。

所述涡流管可以构造成将处于第三温度下的第二空气流供应到导管中，以输送到出口。

所述制动导管系统还可包括一控制器，该控制器构造成控制从涡流管到出口的空气流的供应。

所述制动导管系统还可以包括一温度传感器，该温度传感器构造成监测制动系统的温度；以及一控制器，其构造成控制从涡流管到出口的空气流的供应，以响应此空气流。

以这种方式，所述温度传感器和所述控制器可以控制制动导管系统，以在有过热危险时冷却制动系统，在有冻结危险和/或加热轮胎时加热制动系统。

所述制动导管系统还可以包括一制动传感器，其被构造成监测车辆制动；以及一控制器，其构造成控制从涡流管到出口的空气流的供应，以响应此空气流。

以这种方式，所述制动传感器和所述控制器可以控制制动导管系统在制动期间冷却制动系统。

所述控制器可被构造成响应于停止制动而停止将空气流从涡流管供应到出口。

所述制动导管系统可被配置成连接到主动减阻系统。例如，涡流管可被布置成向主动减阻系统供应热空气流和/或冷空气流，并且制动导管系统可被配置成响应于由温度传感器确定的高于/低于一个或多个阈值温度的温度，和/或响应于由制动传感器确定的制动，从主动减阻系统重新引导这种热和/或冷空气流。

以这种方式，由于在制动期间不需要减阻，因此来自减阻系统的空气流可在制动期间被转移到制动导管系统。

主动减阻系统可用于车辆上，该主动减阻系统被配置成使得当以高于预定阈值速度的速度移动时，在车辆附近形成至少一个湍流和/或低压区域。主动减阻系统可被配置成在被激活时减小至少一个湍流和/或低压区域，例如通过向湍流/低压区域喷射暖空气和/或冷空气来减少所述至少一个湍流和/或低压区域。

主动减阻系统可以包括：至少一个推进喷嘴，该推进喷嘴与至少一个区域相邻；和例如，如wo2016/139472中所述的一系统，用于向所述至少一个喷嘴提供气体，以推进到至少一个区域中。

主动减阻系统可包括：至少一个第一流体出口，位于车辆上，与至少一个区域相邻；以及至少一个第二流体出口，位于车辆上，与所述至少一个区域相邻且与所述至少一个第一流体出口间隔开；一流体供给系统，其被配置成：以第一压力和/或第一喷射速度向所述至少一个第一流体出口提供流体；并以第二压力和/或第二喷射速度向所述至少一个第二流体出口提供流体，其中所述第二压力和/或第二喷射速度分别大于第一压力和/或第一喷射速度。

根据本发明的第二方面，提供了一种制动系统，包括：一制动系统；和第一方面的制动导管系统。

根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，包括：一制动系统；和第一方面的制动导管系统。

车辆可以是汽车、货车、卡车、摩托车或任何其他类似车辆。替代地或附加地，车辆可以是飞机或其他类似车辆。

根据本发明的第四方面，提供了一种控制制动系统的温度的方法，该方法包括：提供制动系统；提供第一方面的制动导管系统；并且控制空气流从涡流管到出口的供应。

通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其他特征、特点和优点将变得显而易见，所述附图以示例的方式示出了本发明的原理。该描述仅用于举例说明，而不限制本发明的范围。以下引用的附图指的是附图。

图1是制动导管系统的示意图。

将参考某些附图描述本发明，但是本发明不限于此，而是仅由权利要求书来限定。所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。每个附图可能不包括本发明的所有特征，因此不一定应被认为是本发明的实施例。在附图中，一些元件的尺寸可能被放大并且出于说明目的未按比例绘制。尺寸和相对尺寸与本发明实际操作中的实际减少不相一致。

此外，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等用于区分相似的元素，而不一定用于在时间，空间，等级或任何其他方式上描述序列。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且该操作能够以不同于本文所描述或示出的其他顺序进行。

此外，说明书和权利要求书中的术语顶部、底部、上方、下方等用于描述的目的，而不必用于描述相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且该操作能够以不同于本文描述或示出的其它取向进行。

应当注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限于其后列出的装置；它不排除其他元素或步骤。因此，应解释为指定说明的特征、整数、步骤或元素的存在，但是不排除一个或多个特征、整数、步骤或组件或其组合的存在。因此，表述“包括装置a和b的设备”的范围不应限于仅由组件a和b组成的设备。这意味着相对于本发明，设备的唯一相关组件是a和b。

在整个说明书中，对“一个实施例”或“一个方面”的引用意味着结合该实施例或一个方面描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例或一个方面中。因此，在本说明书的各个位置出现的短语“在一个实施例中”，或“在一个方面”不一定全部指代相同的实施例或方面，而是可以指代不同的实施例或方面。此外，本发明的任何实施例或方面的特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合(这些合适的方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的，)在一个或多个实施例或方面中。

类似地，应当理解，在说明书中，有时将本发明的各种特征组合在本发明的单个实施例、附图或说明书中，以简化公开内容并有助于理解一个或多个各个本发明的方面。然而，本公开的方法不应被解释为反映了这样一种意图，即所要求保护的发明需要比每个权利要求中明确叙述的特征更多的特征。此外，任何单个附图或方面的描述都不必被认为是本发明的实施例。相反，如接下来的权利要求所反映的，发明方面在于少于单个前述公开的实施例的所有特征。因此，特此将具体实施方式之后的权利要求书明确地并入该具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为本发明的单独实施例。

此外，如本领域技术人员将理解的那样，尽管本文描述的一些实施例包括其他实施例中包括的一些特征，但是不同实施例的特征的组合意在落入本发明的范围内，并且形成其他实施例。例如，在所附权利要求中，任何要求保护的实施例可以以任何组合使用。

在本文提供的描述中，阐述了许多具体细节。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，未详细示出公知的方法、结构和技术，以免混淆对本说明书的理解。

在本发明的讨论中，除非另有说明，否则参数的允许范围的上限和下限的替代值的公开(以及指示所述值中的一个值比其它值更为优选)应被理解为是这样一种暗含的意思，即，位于所述替代值的较为优选和不较为优选之间的所述参数的每个中间值本身就比所述较不优选的值更为优选，同时也优于位于所述较不优选和所述中间值之间的每个值。

在某些情况下，术语“至少一个”的使用可能仅意味着一个。

现在将通过至少一个与本发明的示例性特征有关的附图的详细描述来描述本发明的原理。显然，在不脱离本发明的基本概念或技术教导的情况下，可以根据本领域技术人员的知识来配置其他布置，本发明仅由所附权利要求的条款来限制。

图1示出了制动导管系统，该制动导管系统在入口1处接收高压空气，该高压空气被供应到涡流管3。众所周知，高压空气被分成冷流5和热流7，冷流5和热流7中的每一个通过相应的导管9、11输送到相应的出口13、15。冷流5被引导到车轮的制动系统17上，而热流7被引导到车轮的轮胎19上。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种车辆，其特征在于，包括：

多个轮胎；

一制动系统；和

一种制动导管系统，包括：

一第一出口，其构造成可设置在所述制动系统附近；

一第二出口，其构造成可设置在所述制动系统附近；

一第一导管，其布置成将空气输送到所述第一出口；

一第二导管，其布置成将空气输送到所述第二出口；以及

一涡流管，其具有：一入口，其布置成收集处于第一温度且压力基本上高于大气压力的空气；

一高温出口，其构造成将处于基本高于所述第一温度的第二温度下的一第一空气流供应到所述第一导管处；

一低温出口，其构造成将处于基本低于所述第一温度的第三温度下的一第二空气流供应到所述第二导管处；

其中所述第一出口布置成加热所述制动系统和/或加热所述轮胎。

2.根据权利要求1所述的制动导管系统，其特征在于，还包括：一控制器，该控制器构造成控制从所述涡流管到所述出口的空气流的供应。

3.根据权利要求2所述的制动导管系统，其特征在于，还包括一温度传感器，该温度传感器构造成监测所述制动系统的温度；并且所述控制器构造成控制从所述涡流管到所述出口的空气流的供应，以响应此空气流。

4.根据权利要求2或3所述的制动导管系统，其特征在于，还包括一制动传感器，其被构造成监测车辆制动；并且所述控制器构造成控制从所述涡流管到所述出口的空气流的供应，以响应此空气流。

5.一种控制制动系统的温度的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一制动系统；

提供根据前述权利要求中任一项所述的制动导管系统；并且

控制从所述涡流管到所述出口的空气流的供应。