本发明涉及制动带和盘式制动盘,特别地但非排他性地涉及用于赛车应用的制动带和盘式制动盘。
背景技术:
1、在盘式制动器中,制动卡钳通常布置成跨置于制动盘的外周边缘,制动盘适于围绕限定轴向方向(a-a)的旋转轴线(x-x)旋转。在制动盘中,限定有:与所述轴向方向(a-a)大致正交的径向方向(r-r);与所述轴向方向(a-a)和所述径向方向(r-r)两者正交的周向方向(c-c);以及切向方向(t-t),切向方向(t-t)局部地、或更确切地即在轴向方向和径向方向的交点处正交于所述轴向方向(a-a)和所述径向方向(r-r)两者。
2、如已知的,盘式制动盘包括适于将盘与车辆的轮毂相关联的钟状件,被称为制动带的环状部分从该钟状件延伸,环状部分旨在与卡钳的制动衬垫协作。在通风型盘的情况下,制动带是通过相向的两个板获得的,所述两个板是通过例如呈销或翅片形式的连接元件而连接至彼此的。所述两个板的外表面限定了相反的制动表面,而所述两个板的内表面与销或翅片一起界定出用于对盘进行冷却的通风通道,在盘自身的旋转运动期间,气流根据离心方向穿过该通风通道。
3、在赛车应用的情况下,盘式制动盘通常在汽车应用中直接连接至轮毂或在摩托车应用中直接连接至轮辋。在通风盘的情况下,制动带在中央部具有径向穿孔,这些径向穿孔形成从盘的内边缘延伸至外边缘的通风通道。上述类型的通风盘随着时间的推移经历了不断的改变,特别是在所谓的通风通道的数量和形状方面随着时间的推移经历了不断的改变。
4、所述制动带旨在与盘式制动卡钳协作,该盘式制动卡钳适于通过借助于衬垫将摩擦力施加到所述两个板的被称为制动表面的相反表面来向车辆施加制动动作。
5、已知的是,在制动器的操作期间,制动卡钳的衬垫与制动带的制动表面之间的摩擦产生大量的需要处理的热。
6、所产生的热的确会引起一些不希望的现象,比方说例如制动带的变形、制动表面上形成裂纹、或者形成制动带的材料的局部状态转变,而这又导致制动带本身的性能劣化。
7、特别地,在制动效率较高的高性能机动车上的应用中,需要处理的能量较多,并且更加需要如前所述对在制动动作期间产生的热进行处理。
8、在摩托车比赛应用中,车辆性能的不断提高也增加了对制动系统的更高性能的需求。这必然会影响盘的温度,而无论盘是由碳(例如,对于motogp应用)还是钢(例如,对于sbk应用)制成。
9、制动盘现在的直径和厚度已经达到由于车辆空间可用性而难以增加的直径和厚度。
10、此外,车辆制造商或用户(赛车队)实施空气动力学解决方案,以便能够在制动期间在前轮上释放越来越多的扭矩,从而延迟摩托车的侧翻。
11、此外,赛车队越来越注重专用的通风装置以降低制动系统的温度,这也限制了制动系统的最大尺寸。
12、毫无疑问,制动盘以及因此整个制动系统的温度升高会影响性能的一致性以及骑乘者对制动系统的感觉。
13、此外,用于摩托车应用的盘布置不允许像汽车那样使用传统的通风盘几何形状,这是因为目前最大可用厚度仅为几毫米(通常为8毫米至10毫米)。
14、例如,motogp目前使用的碳盘具有实心带。为此,前表面本身非常适于通过被强制通过通风管道的空气来进行通风。
15、因此,需要一种新的盘结构,该盘结构具有相同的最大尺寸或占据面积、允许增加热交换表面,并且优选地,该盘结构具有促进这种热交换并因此促进冷却流体围绕制动系统的湍流的形状。
16、具有腿部的盘或衬垫的解决方案是已知的。例如,从文献de102018130489a1、ep867634、usre36363、ep593715、us9400018、us9400018、jp6548290获知这样的制动或离合器盘解决方案:使用腿部形成在盘与盘的支撑件之间的几何形状连接部。因此,在这些已知的解决方案中,尽管腿部使得表面积增加,但腿部通过与支撑元件的联接覆盖了这些表面,从而使得这些表面完全不适于与冷却流体产生热交换,在这些情况下,冷却流体不能以与这些表面接触或者甚至围绕这些表面的方式进行循环。
17、具有专用于位置检测装置或速度检测装置、比如音轮的腿部或孔的制动盘的解决方案也是已知的。例如,从wo2014132202a1获知这种类型的解决方案。显然,这些已知的解决方案应当完全专用于被放置成靠近这些表面的传感器,这些传感器使得这些解决方案不适合进行热交换。此外,被专用于与传感器联接的这些表面必然增大了装置例如制动盘的总尺寸,这是因为完全不可能将这些表面周向地放置在其他功能件、比方说例如用于与盘支撑构件联接的装置的一侧。
18、另一方面,us2006266600a1中所示的已知解决方案是完全不合适的,因为该已知解决方案改变了制动衬垫的尺寸,尤其是制动衬垫的在轴向方向上的尺寸。
19、因此,仍然强烈需要提出制动装置——例如制动带和制动衬垫——的几何形状,制动装置的该几何形状促进热交换,但同时不改变制动系统的整体尺寸。
20、因此,本发明要解决的问题是设计一种制动装置例如制动带和制动衬垫,该制动装置具有满足上述需要的结构和功能特征,同时解决参照现有技术而提及的缺陷并满足上述需求。
技术实现思路
1、特别地,目的是提出这样的解决方案:允许降低用于赛车运动应用的特别是但不一定是由碳或钢制成的制动装置——例如制动带和制动衬垫——的温度,从而尽可能小地影响制动装置的重量和总尺寸。
2、另外的目的是可以使赛车队充分利用已经输送至制动盘和制动衬垫区域的空气,从而大大地增加了该区域的htc并允许更有效的盘和衬垫的热交换。
3、解决方案
4、本发明的目的在于提供了一种热交换能力得以提高的制动装置。
5、这些及其他目的和优点是通过根据权利要求1的制动装置来实现的。
6、一些有利的实施方式是从属权利要求的主题。
7、从该解决方案的论述中可以看出,所提出的解决方案允许在制动盘的总尺寸——例如,外径——相同的情况下实现热交换表面增加20%至22%,从而允许在相同的使用条件下制动盘和制动衬垫的温度较低,而不会增加重量。
8、通过将现有的解决方案与本发明提出的解决方案进行比较,在相同的测试循环条件(复制赛车赛道的制动条件)下,利用本发明提出的解决方案进行测试而得到以下结果:
9、制动系统的总重量减少;
10、制动开始时的温度降低;
11、制动期间的最高温度降低;
12、平均温度降低;
13、制动衬垫和制动卡钳的温度因此降低;
14、传递至卡钳和制动流体的热更少,从而保护垫圈并消除制动流体中产生气泡的危险;
15、由骑乘者感知到的制动杆的行为一致性更好。
16、此外,与通过放置在两个板之间并由钉或翅片——钉或翅片放置在通风管道内部以将所述两个板连接——的复杂几何形状部连接的通风通道而获得的汽车盘通风装置相比,所提出的解决方案具有更简单的机械结构。