[发明专利]车用叶轮式磁流变液制动器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种车用轮内制动器，特别是一种通过与辅助电磁离合器工作结合来实现车辆正常制动的叶轮式磁流变液制动器。

背景技术

磁流变液是一种新兴的智能材料，在外加磁场作用下可在极短的时间内实现由低粘度易流动的牛顿流体与高粘度难流动的塑性Bingham流体之间的连续可逆流变，从而改变剪切力。磁流变液的这一特性被应用于航天航空、机械仪表、石油化工与交通运输等诸多领域，并被认为是实现机-电-液一体化的一项新型的关键技术。

磁流变液也可以用来设计车辆的制动器，特别是可连续控制制动力的制动器，如汽车制动防抱死系统：利用合适的结构和信息反馈，能够实现车用制动器的制动力自动适应、匹配地面附着力的变化，并且可达到实时主动和底盘集成控制，从而提高制动效能。磁流变液制动器的已有技术中，中国专利公告号为CN1482376的“结构可变的旋转式磁流变液制动器”主要包括两个转盘、转轴、电磁线圈、导磁内筒、导磁外筒、磁流变液、轴承及端盖、密封材料、密封盖、定位键等，导磁内筒设有分隔结构，可应根据需要使用一个或者两个转盘，以提高磁流变的效率，增加制动器的最大阻尼力矩。但类似于上述这种磁流变液制动器一般都工作在单一的剪切模式下，当应用于汽车制动时，又由于车辆轮内空间的限制，磁流变液制动器的结构尺寸受到制约，往往不能提供足够大的制动力矩。而且，由磁流变液本身的粘度所产生的零场损失一直是其在汽车上应用亟待解决的难题。

发明内容

为使磁流变液制动器在有限的悬架空间内满足车辆制动力矩的需求，本发明采取了一种如下的叶轮式磁流变液制动器的设计方案：制动器包括壳体、嵌于壳体内部的电磁装置部分、承载轴(转向节或半轴)、与承载轴固定连接的制动叶轮、位于叶轮两侧并套在承载轴上支承制动器壳体的一对圆锥滚子轴承和覆盖在制动器壳体两侧的密封端盖以及辅助电磁离合器，制动器壳体与被其包容的叶轮、叶轮两侧的密封圈及电磁装置部分形成一个密封腔室，磁流变液作为工作液充满在腔室内。制动叶轮的圆盘两侧周布有矩形截面的叶片，叶片垂直于圆盘端面且成辐射状分布。电磁装置部分中的励磁线圈在制动器圆周方向呈均匀分布。外部控制电路通过壳体圆柱外缘部分的滑环向励磁线圈输入电流。为保护和支撑线圈以及防止制动器过热，在电磁装置部分和壳体端面分别设有隔磁铜套和散热片。这种结构能使叶轮式磁流变液制动器工作在剪切和流动的复合模式下，从而在不增加制动器的结构尺寸的前提下，大幅提升了制动器所能提供的最大制动力矩。同时，为解决叶轮式磁流变液制动器在汽车上的零场随动损失，本发明采用与辅助电磁离合器工作相结合的技术方案：辅助电磁离合器实际上由主动盘、从动盘以及中间盘三部分组成，主、从动盘分置于制动器两侧与中间盘的两分盘形成共轭摩擦副。在驱动轮上，离合器从动盘与半轴花键联接并同时与轮毂刚性连接，离合器主动盘采用过盈花键联接固定在桥壳上；在非驱动轮上，离合器从动盘与转向节由过盈花键固定连接，离合器主动盘与轮毂刚性连接并依靠一对圆锥滚子轴承支承在转向节末端。中间盘的两分盘通过贯穿制动器壳体的导向轴连接，在主动盘电磁力与导向轴上制动器壳体两侧端面的预紧弹簧组的弹簧力的作用下实现共轭摩擦副的结合与分离，可以改变制动器工作时动力传递的路径，避免磁流变液零场随动损失的产生。

本发明的有益效果是，使车辆实现一个连续、精准、无脉动的ABS制动过程，尤其在冰雪、湿滑等低附着系数路面上提供比液压机械式制动系统更高性能的ABS制动控制；实现汽车制动过程的全部电控以及车辆底盘的集成化控制；解决了车用磁流变液制动器的零场随动损失。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

图1是车用叶轮式磁流变液制动器总成布置的结构示意图；

图2是制动叶轮的结构示意图；

图中1，16-电磁离合器主动盘2，15-电磁离合器线圈外接头3，10-左摩擦副4，12-导向轴5，13-滑环6，11-中间盘7，14-右摩擦副8，9-离合器从动盘17，44-散热片18，32-磁流变液19，43-螺钉20，39-密封圈21-桥壳22，41-制动器支承轴承23，40-密封端盖24，38-电磁离合器线圈25-半轴26，33-右预紧弹簧组27，34-叶轮28，36-电磁装置部分(28-1，36-1为隔磁铜套；28-2，36-2为励磁线圈)29，35-制动器壳体30，37-左预紧弹簧组31-转向节42-离合器支承轴承。

具体实施方式