一种永磁盘式制动器及其制动方法

摘要

本发明公开一种车辆永磁盘式制动器及其制动方法，定子盘在面对制动盘的一侧面由N个导磁片和N个隔磁片交替排列封闭成的侧面；转子盘包括交的替排列N个永磁体片和N-1个隔板；同一个转子盘上的N个永磁体片其N极与S极交替排列布置；两个转子盘上相面对的两个永磁体片的极性相反；车辆正常运行时，永磁体片和隔磁片位置相面对、隔板和导磁片位置相面对；车辆制动时，两个转子盘同时旋转到永磁体片与导磁片处于相面对的位置、隔板与隔磁片处于相面对的位置，永磁体片磁化导磁片，制动盘上产生电涡流，实现涡流制动；通过调节转子盘旋转角度的大小以调节制动力大。

权利要求

1.一种永磁盘式制动器，包括两个相同的定子盘（4）和两个相同的转子盘（13），两个定子盘（4）分布在制动盘（9）的两侧，一个定子盘（4）内嵌有一个转子盘（13），其特征是：靠近车轮轴壳（7）一侧的定子盘（4）固接车轮轴壳（7），两个定子盘（4）之间连接的是定位栓（1）、连接两转子盘（13）的第一液压缸（5）以及驱动另一侧定子盘（4）沿定位栓（1）轴向移动的第二液压缸（6）；定子盘（4）在面对制动盘（9）的一侧面由N个导磁片（2）和N个隔磁片（3）交替排列封闭成的侧面；转子盘（13）包括交替排列的N个永磁体片（11）和N-1个隔板（10）；同一个转子盘（13）上的N个永磁体片（11）其N极与S极交替排列布置；两个转子盘（13）上相面对的两个永磁体片（11）的极性相反。

2.一种如权利要求1所述永磁盘式制动器的制动方法，其特征是：车辆正常运行时，第二液压缸（6）使定子盘（4）与制动盘（9）保持间隙，第一液压缸（5）推动两转子盘（13）同时转动，使永磁体片（11）和隔磁片（3）位置相面对、隔板（10）和导磁片（2）位置相面对；

车辆制动时，第一液压缸（5）使两个转子盘（13）同时旋转到永磁体片（11）与导磁片（2）处于相面对的位置、隔板（10）与隔磁片（3）处于相面对的位置，永磁体片（11）磁化导磁片（2），制动盘（9）上产生电涡流，实现涡流制动；通过调节转子盘（13）旋转角度的大小以调节制动力大小；

车辆静止时，先由第一液压缸（5）使两个转子盘（13）旋转到永磁体片（11）、隔板（10）分别与定子盘（4）上的导磁片（2）、隔磁片（3）相面对的位置，后撤去第一液压缸（5）、第二液压缸（6）中的液压，所述另一侧定子盘（4）吸合制动盘（9），实现驻车制动。

说明书

一种永磁盘式制动器及其制动方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于车辆的制动器结构，具体是永磁盘式制动器结构及制动方法。

背景技术

[0002] 在车辆上采用多种制动方式联合制动，会极大地保障高速车辆的行车安全。目前，车辆上广泛使用盘式摩擦制动器，作为粘着制动，盘式摩擦制动器所产生的制动力受粘着条件的限制，车辆在高速行驶的状态下，必然会增大其制动距离，而若需缩短制动距离，则需要增加制动减速度，这就需要采用多种制动方式联合制动。车辆在原有盘式摩擦制动方式的基础上添加盘式永磁制动，则可以增大制动力，缩短制动距离，极大地保障车辆的行车安全。

[0003] 磁制动包括电磁制动和永磁制动两种形式，其中，永磁制动以其不消耗能量、免维护、高速制动性能好等优点得到了广泛的重视。将永磁制动应用到车辆上，在紧急制动过程中，不需要车辆蓄电池提供能量，当车辆静止时，可用于车辆的驻车制动，取代车上的手制动，从而简化制动器的布置形式。因此，永磁制动可作为高速车辆联合制动方式中的一种而采用。

[0004] 现有的摩擦制动与永磁制动相结合的制动器，其结构是：由导磁板、导磁环、导磁套和永磁体构成的永磁制动装置固定在与制动盘相连的固定架上，并对称分布于制动盘两侧，导磁套内的永磁体可在第一、第二阀接头气压或液压的推动下沿轴向往复运动，在靠近制动盘一侧有挡片来限制永磁体与制动盘之间的最小距离。当永磁体运动到挡片位置时，对外显现磁场，可产生制动力，且制动力的大小可通过调节永磁体运动的位置来改变；当永磁体运动到离制动盘最远的位置时，磁场被封闭，没有制动效果。此摩擦制动与永磁制动相结合的制动器的不足之处在于：永磁体的体积太小，使得制动力有限；依靠改变永磁体的轴向移动距离来实现制动或解除，就需要制动盘两侧轴向留有充足的空间，而目前安装盘式摩擦制动器的车辆制动盘两侧的可用空间较小，这就需要专门为此制动器扩大制动盘两侧的空间；还有，永磁体间及永磁体与制动盘之间的吸力是随距离的不同而呈非线性变化，制动力的大小改变不易控制。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种能控制制动力大小改变、实现安全制动的永磁盘式制动器，本发明同时还提供该永磁盘式制动器的制动方法。

[0006] 本发明永磁盘式制动器采用的技术方案是：包括两个相同的定子盘和两个相同的转子盘，两个定子盘分布在制动盘的两侧，一个定子盘内嵌有一个转子盘，靠近车轮轴壳一侧的定子盘固接车轮轴壳，两个定子盘之间连接的是定位栓、连接两转子盘的第一液压缸以及驱动另一侧定子盘沿定位栓轴向移动的第二液压缸；定子盘在面对制动盘的一侧面由N个导磁片和N个隔磁片交替排列封闭成的侧面；转子盘包括交替排列的N个永磁体片和N-1个隔板；同一个转子盘上的N个永磁体片其N极与S极交替排列布置；两个转子盘上相面对的两个永磁体片的极性相反。

[0007] 本发明永磁盘式制动器的制动方法采用的技术方案是：车辆正常运行时，第二液压缸使定子盘与制动盘保持间隙，第一液压缸推动两转子盘同时转动，使永磁体片和隔磁片位置相面对、隔板和导磁片位置相面对；车辆制动时，第一液压缸使两个转子盘同时旋转到永磁体片与导磁片处于相面对的位置、隔板与隔磁片处于相面对的位置，永磁体片磁化导磁片，制动盘上产生电涡流，实现涡流制动；通过调节转子盘旋转角度的大小以调节制动力大小；车辆静止时，先由第一液压缸使两个转子盘旋转到永磁体片、隔板分别与定子盘上的导磁片、隔磁片相面对的位置，后撤去第一液压缸、第二液压缸中的液压，所述另一侧定子盘吸合制动盘，实现驻车制动。

[0008] 本发明的有益之处是：本发明能够在车辆运行需要制动时实现非接触式的涡流制动，避免两定子盘与制动盘之间的摩擦生热，从而减小车辆的制动距离，延长盘式摩擦制动器的使用寿命。能通过调节转子盘的旋转角度而改变输出的制动力矩，实现安全制动，达到保证车辆安全行驶的目的。车辆停止时，可实现吸合摩擦式的驻车制动，保证车辆静止时不发生溜动，取代车辆上的手制动，从而简化制动器布置形式。

附图说明

[0009] 图1是本发明永磁盘式制动器的整体结构示意图；

[0010] 图2是本发明永磁盘式制动器轴向纵剖后的局部图；

[0011] 图3是图1中定子盘4上的隔磁片3与导磁片2的布置示意图；

[0012] 图4是图2中转子盘13上的隔板10与永磁体片11的布置示意图；

[0013] 图5是转子盘13与定子盘4的组装示意图；

[0014] 图6是定子盘4上的隔磁片3与导磁片2与转子盘13上的隔板10与永磁体片11的位置关系图；

[0015] 图7是制动盘9两侧的转子盘13上永磁体片11的极性布置示意图；

[0016] 图8是定子盘4上的隔磁片3和导磁片2与转子盘13上永磁体片11和隔板10的示意图。

[0017] 附图中的标注说明：1－定位栓；2－导磁片；3－隔磁片；4－定子盘；5－第一液压缸；6－第二液压缸；7－车轮轴壳；8－固定支撑件；9－制动盘；10－隔板；11－永磁体片；12－推子；13－转子盘。

具体实施方式

[0018] 本发明涉及一种车辆使用的永磁盘式制动器，其细部结构见图1~8。该永磁盘式制动器包括两个相同的定子盘4和两个相同的转子盘13，两个定子盘4分布在制动盘9的两侧，两个转子盘13分别内嵌在两个定子盘4中，即一个定子盘4内嵌一个转子盘13。两个定子盘4之间由定位栓1、第一液压缸5和第二液压缸6连接在一起，其中靠近车轮轴壳7一侧的定子盘4通过固定支撑件8固接在车轮轴壳7上，并与制动盘9保持适当间隙，另一侧的定子盘4可沿定位栓1轴向移动，使轴向移动的另一侧的定子盘4靠近或远离制动盘9，但其移动受第二液压缸6的约束，第二液压缸6保持液压使定子盘4与制动盘9之间保持一定间隙，第一液压缸5推动两转子盘13转动，从而构成制动器的整体结构。

[0019] 如图1、2、3、5、6、8所示，定子盘4在靠近制动盘9的内侧，即面对制动盘9的一侧，是由N个导磁片2和N个隔磁片3封闭成的侧面，隔磁片3和导磁片2交替排列。

[0020] 如图4、5、6、8所示，转子盘13包括N个永磁体片11和N-1个隔板10，永磁体片11和隔板10也交替排列，在本发明静止位置时，转子盘13与定子盘4对齐，使得转子盘13上的永磁体片11和隔板10分别与定子盘4上的隔磁片3和导磁片2相对。如此布置后，定子盘4上比转子盘13多出一块导磁片2的面积。同一个转子盘13上的N个永磁体片11其N极与S极按交替排列的方法布置（如图8所示）。制动盘9两侧的两个转子盘13上相面对的两个永磁体片11的极性相反（如图7所示）。导磁片2用软磁性材料制成，隔磁片3、隔板10及定子盘4的外壳由非导磁材料制成，隔磁片3、隔板10起封闭磁场的作用，导磁片
2可被永磁体片11磁化，起传递磁场的作用。

[0021] 如图1、5、7、8所示，当车辆正常运行时，第二液压缸6使定子盘4与制动盘9之间保持一定间隙，第一液压缸5通过连接在两转子盘13上的推子12以推动推子12使两转子盘13同时转动，使两转子盘13上的永磁体片11和定子盘4上的隔磁片3位置相面对、两转子盘13上的隔板10和定子盘4上的导磁片2位置也相面对，此时，转子盘13中的永磁体片11的磁力线完全被非导磁体隔磁片3所封闭，制动盘9不切割磁力线，无制动力产生。当车辆运行需要制动时，第一液压缸5加压，使两个转子盘13同时旋转到转子盘13上的永磁体片11与定子盘4上的导磁片2处于相面对的位置，同时，转子盘13上的隔板10与定子盘4上的隔磁片3也处于相面对的位置，此时，转子盘13上的永磁体片11磁化定子盘4上的导磁片2，使得两定子盘4上相对的导磁片2的极性相反，实现磁场的闭合，由于两定子盘4与制动盘9没有吸合，制动盘9在永磁磁场中旋转切割磁力线，制动盘9上产生电涡流，磁场对制动盘9产生阻力，从而实现非接触式的涡流制动。此外，通过调节转子盘13旋转角度的大小，则能调节磁场的强弱，从而实现制动力大小的调节。当车辆静止时，先在第一液压缸5的作用下，使两个转子盘13旋转到转子盘13上的永磁体片11和隔板10分别与定子盘4上的导磁片2和隔磁片3相面对的位置，而后撤去第一液压缸5、第二液压缸6中的液压，由于转子盘13上的永磁体片11对定子盘4上的导磁片2磁化和吸力作用以及导磁片2对制动盘9的吸力作用，使得轴向移动的外侧定子盘4吸合在制动盘9上，阻止制动盘9旋转，从而实现驻车制动。