基于热管散热的鼓式制动器及具有该制动器的交通工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热能与车辆工程相关技术领域，具体的说，是涉及一种基于热管散热的鼓式制动器及具有该制动器的交通工具。
【背景技术】
[0002]鼓式制动器也叫块式制动器，是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车作用。
[0003]典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸(制动分栗)、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、回位弹簧，每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，随车轮一起旋转，它是由一定份量的铸铁做成，形状似圆鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。
[0004]当前使用的鼓式制动器散热性能较差，因此在制动过程中会聚集大量的热量，使得制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。
[0005]目前常用洒水散热的方式进行辅助散热，而喷水散热容易导致制动鼓因温差过大而发生变形或者产生裂纹，用于散热的水渗入摩擦衬片与制动鼓之间导致制动效率降低。另外车辆要携带水箱，且要定时加水，使用不便，若加水不及时，还将带来安全隐患。
[0006]现有技术中，已经存在部分关于强化鼓式制动器散热方面的研究。例如，申请号为2014203376074的中国专利文献记载了一种复合式刹车鼓，主要包括耐热钢制外壳，耐热钢制外壳采用耐热钢铸制而成，其内侧壁安设有若干形状相同且呈弧形的耐磨内衬，耐磨内衬采用蠕墨铸铁或灰铸铁材质，通过若干空心铆钉与耐热钢制外壳铆固连接，耐磨内衬与耐热钢制外壳在对应位置分别开有定位槽，定位槽内穿设有定位键；耐热钢制外壳的外壁设有加强筋及若干散热翅片，耐热钢制外壳的前端部外缘处设开有若干散热孔。
[0007]该方案采用双层复合结构，外部为耐热钢制外壳，因此强化了散热效果，在一定程度上保证了制动性能的稳定性。但是，该技术方案的实质是直接在刹车鼓上开孔引风，开孔将内部与外界暴露的面积有限，不能替代利用喷淋式水箱散热，只能作为辅助冷却方式。因而在本质上决定了其有限的技术效果。
[0008]又如说，申请号为2015100695908的中国专利文献记载了一种载重车刹车生热在线监测及散热装置，主要由制动鼓、制动轮缸、复位弹簧、车轴、温度传感器、半月形热管散热器、制动器底板、制动蹄、摩擦衬片、制动蹄调整器、内六角螺栓组成，半月形热管散热器内部结构由外壁、内壁、毛细吸液芯、毛细吸液芯搭桥构成。
[0009]该装置将在线监测装置与散热装置结合使用，利用管壁通过热管进行散热。但是该装置内的热管加热段和冷凝段(散热段)均位于制动鼓内部，而制动鼓是一个相对封闭的空间，内部热量难以散出，所以以上装置无法实现将制动过程中产生的热量散发到制动鼓外部的目的。
[0010]为了解决车辆制动过程中产生的大量热量的散热问题，需要一种高效的散热装置，该散热装置应当能够有效地将制动鼓内部产生的热量传递到制动鼓外部，从而实现良好的散热效果，以保证车辆在高负载时刹车仍具有良好的可靠性。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是为克服现有技术不足，提供了一种应用热管作为导热元件，高效地将摩擦衬片与制动鼓工作时产生的热量排出的鼓式制动器。本发明通过对现有鼓式制动器结构上的改进，并增加了热管，使其具有了较好的散热效果，保证了刹车的可靠性。
[0012]为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0013]—种基于热管散热的鼓式制动器，包括制动器底板，左、右制动蹄安装在制动器底板上，左、右制动蹄之间装有复位弹簧，左、右制动蹄上各安装有一个摩擦衬片，摩擦衬片位于制动鼓内部，两制动蹄上分别安装有多个热管，制动器底板上具有与所述热管数量相对应的槽道，供热管径向移动之用；
[0014]所述热管具有加热段及冷凝段，加热段与制动蹄相连接，冷凝段位于制动鼓的外部，加热段将制动蹄的热量导向冷凝段。
[0015]优选的，两制动蹄内均具有盲孔，热管固定连接于盲孔中。
[0016]优选的，所述热管与盲孔之间的缝隙被导热硅胶填充。
[0017]优选的，所述热管上安装有多个翅片，翅片位于冷凝段上。
[0018]优选的，所述热管的轴线与制动器底板的轴线不重合，但方向相同。
[0019]在提供上述鼓式制动器的同时，本发明还提供了一种交通工具，该交通工具为摩托车，该摩托车上安装有上述鼓式制动器。
[0020]在提供上述鼓式制动器的同时，本发明还提供了另一种交通工具，该交通工具为三轮车，该三轮车上安装有上述鼓式制动器。
[0021]在提供上述鼓式制动器的同时，本发明还提供了第三种交通工具，该交通工具为汽车，该汽车上安装有上述鼓式制动器。
[0022]本发明的有益效果是:将热管应用于汽车的鼓式制动系统，利用热管很高的导热性，灵活的环境适应性等优点，迅速地将制动时产生的热量从制动鼓内传递出去，并通过在热管冷凝段加装翅片增强热管的冷却效果，改善了鼓式制动器自身散热困难极易发生热衰退的缺陷，结构简单，工作可靠。多根热管采用单独的插拔结构或者焊接方式组装在一起，每根热管均独立工作，当某根热管散热效果下降时可单独更换，有效降低设备的维护费用。
【附图说明】
[0023]图1是本发明的装配原理图；
[0024]图2是本发明的背面结构示意图(其中一侧未装配热管);
[0025]图3是本发明的整体结构示意图；
[0026]图中:1、制动器底板，2、摩擦衬片，3、热管，4、槽道，5、制动蹄，6、复位弹簧，7、待装配热管空腔，8、翅片，9、制动鼓，10、制动鼓内壁。
【具体实施方式】
[0027]—种基于热管散热的鼓式制动器，其结构如图1-3所示，包括制动器底板1，左、右两个制动蹄5均安装在制动器底板I上，左、右两个制动蹄5之间装有复位弹簧6，左、右两个制动蹄5各安装有一个摩擦衬片2，摩擦衬片2位于制动鼓9内部，左、右制动蹄5上分别安装有多个热管3，制动器底板I上具有与所述热管数量相对应的槽道4，槽道4整体呈发散状，槽道4的中心线延伸后相交于制动器底板I的中心，槽道4供热管3径向移动之用。
[0028]所述热管3具有加热段及冷凝段，加热段与制动蹄5相连接，热管3的冷凝段位于制动鼓9的外部，加热段将制动蹄5的热量导向冷凝段。
[0029]作为一种安装结构，可以在两制动蹄5内均设有盲孔(即待装配热管空腔7)，热管3的加热段固定连接于盲孔中，并在热管3与盲孔之间的缝隙上填充导热硅胶。采用该插拔式装配时，热管3插入制动蹄5后采用固定销固定。
[0030]作为另一种安装结构，也可以直接将热管3焊接在制动蹄5上。
[0031 ] 作为优选的方案，可以在热管3上安装多个翅片8，翅片8位于冷凝段，用来增强散热效果。
[0032]其中，所述热管3的轴线与制动器底板I的轴线不重合，但方向相同。
[0033]当制动器工作时，制动系统通过对复位弹簧6施加向外的拉力，以此带动制动蹄5沿径向方向向外移动，使得摩擦衬片2与制动鼓内壁10发生摩擦，制动结束后复位弹簧6带动摩擦衬片2复位。在这个过程产生大量的热量，发生在制动鼓9内部的封闭空间，而未装配热管3前，热量很难散出。
[0034]装配热管3之后，热量将安装于制动蹄5上的热管3的加热段加热，热管内的介质蒸发吸热变成气体，并沿热管流向位于制动鼓9外部的热管冷凝段，气态工质在热管3的冷凝段散热冷凝，重新变为液态工质，并沿热管3回流到位于制动鼓9内部的热管加热段，从而实现将热量从制动鼓9内部传递到制动鼓9外部，并散发给周围环境的目的。在这个制动过程中，安装在制动蹄上的热管3沿着在制动器底板I上的热管制动轨道4移动。为了强化热管冷凝段的散热效果，在暴露于外界的热管冷凝段，加装了翅片8。
[0035]本发明中所提及的热管，为现有装置，基本原理是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
[0036]本发明中的热管3，采用盲孔结构安装时，非常灵活，导热效率极高，单根热管3可以替换，进而进一步地降低了使用成本，增强了整体系统的可用性，可以大大降低发生制动衰退的可能。
【主权项】
1.一种基于热管散热的鼓式制动器，包括制动器底板，左、右制动蹄安装在制动器底板上，左、右制动蹄之间装有复位弹簧，左、右制动蹄上各安装有一个摩擦衬片，摩擦衬片位于制动鼓内部，其特征在于，两制动蹄上分别安装有多个热管，制动器底板上具有与所述热管数量相对应的槽道，供热管径向移动之用； 所述热管具有加热段及冷凝段，加热段与制动蹄相连接，冷凝段位于制动鼓的外部，加热段将制动蹄的热量导向冷凝段。2.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其特征在于，两制动蹄内均具有盲孔，热管固定连接于盲孔中。3.根据权利要求2所述的鼓式制动器，其特征在于，所述热管与盲孔之间的缝隙被导热硅胶填充。4.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其特征在于，所述热管上安装有多个翅片，翅片位于冷凝段上。5.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其特征在于，所述热管的轴线与制动器底板的轴线不重合，但方向相同。6.一种交通工具，该交通工具为摩托车，该摩托车上安装有鼓式制动器，其特征在于，所述鼓式制动器为权利要求1-5任一项所述的鼓式制动器。7.—种交通工具，该交通工具为三轮车，该三轮车上安装有鼓式制动器，其特征在于，所述鼓式制动器为权利要求1-5任一项所述的鼓式制动器。8.—种交通工具，该交通工具为汽车，该汽车上安装有鼓式制动器，其特征在于，所述鼓式制动器为权利要求1-5任一项所述的鼓式制动器。
【专利摘要】本发明涉及一种基于热管散热的鼓式制动器及具有该制动器的交通工具。鼓式制动器主要包括制动器底板，左、右制动蹄安装在制动器底板上，左、右制动蹄之间装有复位弹簧，左、右制动蹄上各安装有一个摩擦衬片，摩擦衬片位于制动鼓内部，两制动蹄上分别安装有多个热管，制动器底板上具有与所述热管数量相对应的槽道，供热管径向移动之用；所述热管具有加热段及冷凝段，加热段与制动蹄相连接，冷凝段位于制动鼓的外部，加热段将制动蹄的热量导向冷凝段。本发明通过对现有鼓式制动器结构上的改进，并增加散热管，使其具有了较好的散热效果，保证了刹车的可靠性。
【IPC分类】F16D65/08, F16D65/827
【公开号】CN105351409
【申请号】CN201510957064
【发明人】刘峻瑜, 栾涛, 邹勇, 王德馨
【申请人】山东大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月17日