基于熱管散熱的鼓式制動(dòng)器及具有該制動(dòng)器的交通工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱能與車(chē)輛工程相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種基于熱管散熱的鼓式制動(dòng)器及具有該制動(dòng)器的交通工具。
【背景技術(shù)】
[0002]鼓式制動(dòng)器也叫塊式制動(dòng)器，是靠制動(dòng)塊在制動(dòng)輪上壓緊來(lái)實(shí)現(xiàn)剎車(chē)作用。
[0003]典型的鼓式制動(dòng)器主要由底板、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、輪缸(制動(dòng)分栗)、回位彈簧、定位銷(xiāo)等零部件組成。底板安裝在車(chē)軸的固定位置上，它是固定不動(dòng)的，上面裝有制動(dòng)蹄、回位彈簧，每一個(gè)鼓有一對(duì)制動(dòng)蹄，制動(dòng)蹄上有摩擦襯片。制動(dòng)鼓則是安裝在輪轂上，隨車(chē)輪一起旋轉(zhuǎn)，它是由一定份量的鑄鐵做成，形狀似圓鼓狀。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，輪缸活塞推動(dòng)制動(dòng)蹄壓迫制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓受到摩擦減速，迫使車(chē)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0004]當(dāng)前使用的鼓式制動(dòng)器散熱性能較差，因此在制動(dòng)過(guò)程中會(huì)聚集大量的熱量，使得制動(dòng)塊和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。
[0005]目前常用灑水散熱的方式進(jìn)行輔助散熱，而噴水散熱容易導(dǎo)致制動(dòng)鼓因溫差過(guò)大而發(fā)生變形或者產(chǎn)生裂紋，用于散熱的水滲入摩擦襯片與制動(dòng)鼓之間導(dǎo)致制動(dòng)效率降低。另外車(chē)輛要攜帶水箱，且要定時(shí)加水，使用不便，若加水不及時(shí)，還將帶來(lái)安全隱患。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)存在部分關(guān)于強(qiáng)化鼓式制動(dòng)器散熱方面的研究。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?014203376074的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)記載了一種復(fù)合式剎車(chē)鼓，主要包括耐熱鋼制外殼，耐熱鋼制外殼采用耐熱鋼鑄制而成，其內(nèi)側(cè)壁安設(shè)有若干形狀相同且呈弧形的耐磨內(nèi)襯，耐磨內(nèi)襯采用蠕墨鑄鐵或灰鑄鐵材質(zhì)，通過(guò)若干空心鉚釘與耐熱鋼制外殼鉚固連接，耐磨內(nèi)襯與耐熱鋼制外殼在對(duì)應(yīng)位置分別開(kāi)有定位槽，定位槽內(nèi)穿設(shè)有定位鍵；耐熱鋼制外殼的外壁設(shè)有加強(qiáng)筋及若干散熱翅片，耐熱鋼制外殼的前端部外緣處設(shè)開(kāi)有若干散熱孔。
[0007]該方案采用雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，外部為耐熱鋼制外殼，因此強(qiáng)化了散熱效果，在一定程度上保證了制動(dòng)性能的穩(wěn)定性。但是，該技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)是直接在剎車(chē)鼓上開(kāi)孔引風(fēng)，開(kāi)孔將內(nèi)部與外界暴露的面積有限，不能替代利用噴淋式水箱散熱，只能作為輔助冷卻方式。因而在本質(zhì)上決定了其有限的技術(shù)效果。
[0008]又如說(shuō)，申請(qǐng)?zhí)枮?015100695908的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)記載了一種載重車(chē)剎車(chē)生熱在線監(jiān)測(cè)及散熱裝置，主要由制動(dòng)鼓、制動(dòng)輪缸、復(fù)位彈簧、車(chē)軸、溫度傳感器、半月形熱管散熱器、制動(dòng)器底板、制動(dòng)蹄、摩擦襯片、制動(dòng)蹄調(diào)整器、內(nèi)六角螺栓組成，半月形熱管散熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)由外壁、內(nèi)壁、毛細(xì)吸液芯、毛細(xì)吸液芯搭橋構(gòu)成。
[0009]該裝置將在線監(jiān)測(cè)裝置與散熱裝置結(jié)合使用，利用管壁通過(guò)熱管進(jìn)行散熱。但是該裝置內(nèi)的熱管加熱段和冷凝段(散熱段)均位于制動(dòng)鼓內(nèi)部，而制動(dòng)鼓是一個(gè)相對(duì)封閉的空間，內(nèi)部熱量難以散出，所以以上裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)將制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量散發(fā)到制動(dòng)鼓外部的目的。
[0010]為了解決車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量的散熱問(wèn)題，需要一種高效的散熱裝置，該散熱裝置應(yīng)當(dāng)能夠有效地將制動(dòng)鼓內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳遞到制動(dòng)鼓外部，從而實(shí)現(xiàn)良好的散熱效果，以保證車(chē)輛在高負(fù)載時(shí)剎車(chē)仍具有良好的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種應(yīng)用熱管作為導(dǎo)熱元件，高效地將摩擦襯片與制動(dòng)鼓工作時(shí)產(chǎn)生的熱量排出的鼓式制動(dòng)器。本發(fā)明通過(guò)對(duì)現(xiàn)有鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，并增加了熱管，使其具有了較好的散熱效果，保證了剎車(chē)的可靠性。
[0012]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0013]—種基于熱管散熱的鼓式制動(dòng)器，包括制動(dòng)器底板，左、右制動(dòng)蹄安裝在制動(dòng)器底板上，左、右制動(dòng)蹄之間裝有復(fù)位彈簧，左、右制動(dòng)蹄上各安裝有一個(gè)摩擦襯片，摩擦襯片位于制動(dòng)鼓內(nèi)部，兩制動(dòng)蹄上分別安裝有多個(gè)熱管，制動(dòng)器底板上具有與所述熱管數(shù)量相對(duì)應(yīng)的槽道，供熱管徑向移動(dòng)之用；
[0014]所述熱管具有加熱段及冷凝段，加熱段與制動(dòng)蹄相連接，冷凝段位于制動(dòng)鼓的外部，加熱段將制動(dòng)蹄的熱量導(dǎo)向冷凝段。
[0015]優(yōu)選的，兩制動(dòng)蹄內(nèi)均具有盲孔，熱管固定連接于盲孔中。
[0016]優(yōu)選的，所述熱管與盲孔之間的縫隙被導(dǎo)熱硅膠填充。
[0017]優(yōu)選的，所述熱管上安裝有多個(gè)翅片，翅片位于冷凝段上。
[0018]優(yōu)選的，所述熱管的軸線與制動(dòng)器底板的軸線不重合，但方向相同。
[0019]在提供上述鼓式制動(dòng)器的同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種交通工具，該交通工具為摩托車(chē)，該摩托車(chē)上安裝有上述鼓式制動(dòng)器。
[0020]在提供上述鼓式制動(dòng)器的同時(shí)，本發(fā)明還提供了另一種交通工具，該交通工具為三輪車(chē)，該三輪車(chē)上安裝有上述鼓式制動(dòng)器。
[0021]在提供上述鼓式制動(dòng)器的同時(shí)，本發(fā)明還提供了第三種交通工具，該交通工具為汽車(chē)，該汽車(chē)上安裝有上述鼓式制動(dòng)器。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:將熱管應(yīng)用于汽車(chē)的鼓式制動(dòng)系統(tǒng)，利用熱管很高的導(dǎo)熱性，靈活的環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，迅速地將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量從制動(dòng)鼓內(nèi)傳遞出去，并通過(guò)在熱管冷凝段加裝翅片增強(qiáng)熱管的冷卻效果，改善了鼓式制動(dòng)器自身散熱困難極易發(fā)生熱衰退的缺陷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。多根熱管采用單獨(dú)的插拔結(jié)構(gòu)或者焊接方式組裝在一起，每根熱管均獨(dú)立工作，當(dāng)某根熱管散熱效果下降時(shí)可單獨(dú)更換，有效降低設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的裝配原理圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的背面結(jié)構(gòu)示意圖(其中一側(cè)未裝配熱管);
[0025]圖3是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中:1、制動(dòng)器底板，2、摩擦襯片，3、熱管，4、槽道，5、制動(dòng)蹄，6、復(fù)位彈簧，7、待裝配熱管空腔，8、翅片，9、制動(dòng)鼓，10、制動(dòng)鼓內(nèi)壁。
【具體實(shí)施方式】
[0027]—種基于熱管散熱的鼓式制動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，包括制動(dòng)器底板1，左、右兩個(gè)制動(dòng)蹄5均安裝在制動(dòng)器底板I上，左、右兩個(gè)制動(dòng)蹄5之間裝有復(fù)位彈簧6，左、右兩個(gè)制動(dòng)蹄5各安裝有一個(gè)摩擦襯片2，摩擦襯片2位于制動(dòng)鼓9內(nèi)部，左、右制動(dòng)蹄5上分別安裝有多個(gè)熱管3，制動(dòng)器底板I上具有與所述熱管數(shù)量相對(duì)應(yīng)的槽道4，槽道4整體呈發(fā)散狀，槽道4的中心線延伸后相交于制動(dòng)器底板I的中心，槽道4供熱管3徑向移動(dòng)之用。
[0028]所述熱管3具有加熱段及冷凝段，加熱段與制動(dòng)蹄5相連接，熱管3的冷凝段位于制動(dòng)鼓9的外部，加熱段將制動(dòng)蹄5的熱量導(dǎo)向冷凝段。
[0029]作為一種安裝結(jié)構(gòu)，可以在兩制動(dòng)蹄5內(nèi)均設(shè)有盲孔(即待裝配熱管空腔7)，熱管3的加熱段固定連接于盲孔中，并在熱管3與盲孔之間的縫隙上填充導(dǎo)熱硅膠。采用該插拔式裝配時(shí)，熱管3插入制動(dòng)蹄5后采用固定銷(xiāo)固定。
[0030]作為另一種安裝結(jié)構(gòu)，也可以直接將熱管3焊接在制動(dòng)蹄5上。
[0031 ] 作為優(yōu)選的方案，可以在熱管3上安裝多個(gè)翅片8，翅片8位于冷凝段，用來(lái)增強(qiáng)散熱效果。
[0032]其中，所述熱管3的軸線與制動(dòng)器底板I的軸線不重合，但方向相同。
[0033]當(dāng)制動(dòng)器工作時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)復(fù)位彈簧6施加向外的拉力，以此帶動(dòng)制動(dòng)蹄5沿徑向方向向外移動(dòng)，使得摩擦襯片2與制動(dòng)鼓內(nèi)壁10發(fā)生摩擦，制動(dòng)結(jié)束后復(fù)位彈簧6帶動(dòng)摩擦襯片2復(fù)位。在這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生大量的熱量，發(fā)生在制動(dòng)鼓9內(nèi)部的封閉空間，而未裝配熱管3前，熱量很難散出。
[0034]裝配熱管3之后，熱量將安裝于制動(dòng)蹄5上的熱管3的加熱段加熱，熱管內(nèi)的介質(zhì)蒸發(fā)吸熱變成氣體，并沿?zé)峁芰飨蛭挥谥苿?dòng)鼓9外部的熱管冷凝段，氣態(tài)工質(zhì)在熱管3的冷凝段散熱冷凝，重新變?yōu)橐簯B(tài)工質(zhì)，并沿?zé)峁?回流到位于制動(dòng)鼓9內(nèi)部的熱管加熱段，從而實(shí)現(xiàn)將熱量從制動(dòng)鼓9內(nèi)部傳遞到制動(dòng)鼓9外部，并散發(fā)給周?chē)h(huán)境的目的。在這個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，安裝在制動(dòng)蹄上的熱管3沿著在制動(dòng)器底板I上的熱管制動(dòng)軌道4移動(dòng)。為了強(qiáng)化熱管冷凝段的散熱效果，在暴露于外界的熱管冷凝段，加裝了翅片8。
[0035]本發(fā)明中所提及的熱管，為現(xiàn)有裝置，基本原理是利用介質(zhì)在熱端蒸發(fā)后在冷端冷凝的相變過(guò)程(即利用液體的蒸發(fā)潛熱和凝結(jié)潛熱)，使熱量快速傳導(dǎo)。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成，其導(dǎo)熱能力超過(guò)任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。
[0036]本發(fā)明中的熱管3，采用盲孔結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，非常靈活，導(dǎo)熱效率極高，單根熱管3可以替換，進(jìn)而進(jìn)一步地降低了使用成本，增強(qiáng)了整體系統(tǒng)的可用性，可以大大降低發(fā)生制動(dòng)衰退的可能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于熱管散熱的鼓式制動(dòng)器，包括制動(dòng)器底板，左、右制動(dòng)蹄安裝在制動(dòng)器底板上，左、右制動(dòng)蹄之間裝有復(fù)位彈簧，左、右制動(dòng)蹄上各安裝有一個(gè)摩擦襯片，摩擦襯片位于制動(dòng)鼓內(nèi)部，其特征在于，兩制動(dòng)蹄上分別安裝有多個(gè)熱管，制動(dòng)器底板上具有與所述熱管數(shù)量相對(duì)應(yīng)的槽道，供熱管徑向移動(dòng)之用； 所述熱管具有加熱段及冷凝段，加熱段與制動(dòng)蹄相連接，冷凝段位于制動(dòng)鼓的外部，加熱段將制動(dòng)蹄的熱量導(dǎo)向冷凝段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓式制動(dòng)器，其特征在于，兩制動(dòng)蹄內(nèi)均具有盲孔，熱管固定連接于盲孔中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鼓式制動(dòng)器，其特征在于，所述熱管與盲孔之間的縫隙被導(dǎo)熱硅膠填充。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓式制動(dòng)器，其特征在于，所述熱管上安裝有多個(gè)翅片，翅片位于冷凝段上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓式制動(dòng)器，其特征在于，所述熱管的軸線與制動(dòng)器底板的軸線不重合，但方向相同。6.一種交通工具，該交通工具為摩托車(chē)，該摩托車(chē)上安裝有鼓式制動(dòng)器，其特征在于，所述鼓式制動(dòng)器為權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的鼓式制動(dòng)器。7.—種交通工具，該交通工具為三輪車(chē)，該三輪車(chē)上安裝有鼓式制動(dòng)器，其特征在于，所述鼓式制動(dòng)器為權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的鼓式制動(dòng)器。8.—種交通工具，該交通工具為汽車(chē)，該汽車(chē)上安裝有鼓式制動(dòng)器，其特征在于，所述鼓式制動(dòng)器為權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的鼓式制動(dòng)器。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于熱管散熱的鼓式制動(dòng)器及具有該制動(dòng)器的交通工具。鼓式制動(dòng)器主要包括制動(dòng)器底板，左、右制動(dòng)蹄安裝在制動(dòng)器底板上，左、右制動(dòng)蹄之間裝有復(fù)位彈簧，左、右制動(dòng)蹄上各安裝有一個(gè)摩擦襯片，摩擦襯片位于制動(dòng)鼓內(nèi)部，兩制動(dòng)蹄上分別安裝有多個(gè)熱管，制動(dòng)器底板上具有與所述熱管數(shù)量相對(duì)應(yīng)的槽道，供熱管徑向移動(dòng)之用；所述熱管具有加熱段及冷凝段，加熱段與制動(dòng)蹄相連接，冷凝段位于制動(dòng)鼓的外部，加熱段將制動(dòng)蹄的熱量導(dǎo)向冷凝段。本發(fā)明通過(guò)對(duì)現(xiàn)有鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，并增加散熱管，使其具有了較好的散熱效果，保證了剎車(chē)的可靠性。
【IPC分類(lèi)】F16D65/08, F16D65/827
【公開(kāi)號(hào)】CN105351409
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510957064
【發(fā)明人】劉峻瑜, 欒濤, 鄒勇, 王德馨
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日