[发明专利]磁制动与摩擦制动结合的混合制动器及工作模式切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车制动或减速的混合型磁制动与摩擦制动相结合的混合制动器，特别涉及的是电磁制动与永磁制动之间的模式切换以及运动的导磁体在磁场中高速旋转产生阻力矩来达到汽车制动目的的一种制动装置。

背景技术

制动系统的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速。任何制动系统都应有足够的制动效能，操纵轻便，工作可靠且热稳定性要好，制动时产生的噪声应尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的粉尘等物质。制动器是制动系统中至关重要的组成部分，一般制动器都是通过摩擦材料与运动元件之间的摩擦力矩来降低车速。

目前，各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类，摩擦制动过程实际上是将汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，导致制动器温度升高，影响制动性能。由于盘式制动器与鼓式制动器相比有抗热衰退性强、尺寸和质量较小及制动效能稳定等优点，所以盘式制动器在汽车上应用逐渐增多。然而无论是盘式制动器还是鼓式制动器都会产生噪声以及散发出粉尘之类的有害物质，尤其在长下坡或频繁制动工况下，摩擦制动器温度急剧上升，抗热衰退性急剧下降。

近年来电涡流缓速器与永磁涡流缓速器得到发展，它们都能有效地弥补现有制动器系统在技术性能上的不足，提高了汽车行驶的安全性。涡流缓速制动是非接触式制动，可以有效地解决噪声和粉尘问题，而且缓速制动的制动力矩为连续变化力矩，制动性能稳定。但是由于涡流缓速器体积和质量较大，涡流缓速器现在大多用在货车和客车上，而且安装位置一般为传动轴与主减速器之间。

有文献公开一种采用永磁制动与传统摩擦制动相组合的制动器,在一定程度上解决了现有技术中存在的一些问题，但是此组合制动器的缓速制动部分为永磁制动，所以缓速制动力矩小，而且制动力矩大小不容易调节，当制动结束时，会有漏磁现象产生，给正常行驶中的车辆带来不必要的能量损失。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可延长摩擦制动器的使用寿命、降低噪声及粉尘的产生、提高制动器抗热衰退性的混合型制动器，此混合型制动器保留了传统的摩擦制动系统，并在此装置之上设计了一套混合磁制动装置。本发明同时还提供该混合制动器的工作模式切换方法，此混合制动器可以在传统摩擦制动、电磁缓速制动、永磁缓速制动和电磁永磁缓速制动四种工作状态之间来回切换，使车辆在各种工况下都能表现出较好的制动性能，提高了汽车的制动安全性与经济性。

本发明混合型制动器采用的技术方案是：包括制动钳支架，转向节和制动钳体，制动钳支架连接转向节，制动钳体连接制动钳支架，制动钳体侧旁是固接转向节的磁制动固定架，磁制动固定架轴向固接永磁体和导磁块的外端，永磁体的内端旁设置铁芯，铁芯的内端固接导磁板且铁芯的侧面与推杆上端连接，推杆下端伸入油缸中，油缸固接磁制动固定架；铁芯外绕有线圈绕组；永磁体、铁芯、导磁板、线圈绕组、推杆与油缸均各有一对，且均对称分布在制动盘的两侧；制动盘位于一对导磁板之间；永磁体、导磁块和铁芯的截面形状均为圆形，永磁体与导磁块的轴线相互平行且分布在铁芯的移动方向上；油缸两端各开有第一、第二油路接口。

本发明混合型制动器的工作模式切换方法是：1）当车速小于30km/h时，踩下制动踏板，选择摩擦制动单独工作；2）当车速大于30km/h且需长时间但制动力矩不大时，选择永磁制动和摩擦制动共同制动，控制通入油缸两端的油压大小使推杆带动铁芯和线圈绕组运动到与永磁体同轴的位置，线圈绕组内不通励磁电流，永磁体产生的磁场通过永磁体、铁芯、导磁板、制动盘和磁制动固定架构成的磁路回路，制动盘受到与旋转方向相反的制动力矩；3）当车速大于30km/h且需短时间的频繁制动时，选择电磁制动和摩擦制动共同制动，线圈绕组通入励磁电流，铁芯与导磁块处在同轴位置上，磁力线通过铁芯、导磁块、磁制动固定架、导磁板及制动盘形成磁路回路，制动盘受到与旋转方向相反的制动力矩；4）当紧急制动时，选择电磁永磁叠加制动和摩擦制动共同制动，控制通入油缸两端的油压大小使铁芯运动到与永磁体同轴位置的同时，给线圈绕组通入励磁电流，使永磁体与铁芯结合处的磁极性相反，形成电磁磁场和永磁磁场两个磁场相互叠加，叠加磁场通过永磁体、铁芯、导磁板、制动盘和磁制动固定架形成磁路回路，制动盘受到与旋转方向相反的制动力矩；5）当汽车长下坡制动时，只用电磁永磁叠加制动；控制永磁体与铁芯的接触面积并控制励磁电流的大小来控制制动力大小；6）当解除制动时，切断通入线圈绕组的励磁电流，控制通入油路接口的油压压力差使铁芯与导磁块相结合，制动力消失，磁制动解除。