一种能量回收湿式多盘制动器，包括制动部分和制动传热部分，制动部分包括连接羊角，羊角上套装轮毂，轮毂上设置有花键轴，动摩擦片设置在花键轴上；制动传热部分包括传热壳体、第一温差电片以及第二温差电片，传热壳体上设置紧贴传热壳体内侧的第一温差电片，第一温差电片内侧填充相变材料，相变材料内侧紧贴第二温差电片，第二温差电片内侧与制动壳体紧贴在一起。制动摩擦片产生的热量直接由传热效率高的相变材料吸收，并通过温差电片转换成电能，实现能量回收。本发明有效地解决了传统湿式制动器由于连续制动产生的高温而导致内置活塞密封老化、漏油以及摩擦片失灵的问题，满足车辆运行的安全可靠和经济环保要求。
1.一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，包括湿式多盘制动器制动部分和制动传热部分，其中，制动部分包括连接法兰(13)、制动壳体(17)、轮毂(5)、动摩擦片(8)与羊角(7)，轮毂(5)、动摩擦片(8)与羊角(7)均设置在制动壳体(17)内部，羊角(7)上套装有第一轴承(6)和第二轴承(14)，轮毂(5)套装在第一轴承(6)和第二轴承(14)上，轮毂(5)上设置有花键轴(4)，动摩擦片(8)设置在花键轴(4)上；
连接法兰(13)内侧设置有旋转盘(16)，旋转盘(16)内侧设置有制动压盘(11)，制动压盘(11)内侧设置有静摩擦片(3)，静摩擦片(3)的边缘设置有突出的耳状体，耳状体设置在制动壳体(17)上，制动压盘(11)一侧上设置有多个制动螺旋楔形槽(24)，制动螺旋楔形槽(24)内设置有滚珠(12)，旋转盘(16)上设置有滚珠通孔(25)；
动摩擦片(8)与静摩擦片(3)相贴合；静摩擦片(3)上均匀开设有若干个第二导热槽，每个第二导热槽里设置有热管(22)；
制动传热部分包括传热壳体(1)、第一温差电片(10)以及第二温差电片(2)，传热壳体(1)上设置紧贴传热壳体(1)内侧的第一温差电片(10)，第一温差电片(10)内侧填充相变材料(21)，相变材料(21)内侧紧贴第二温差电片(2)，第二温差电片(2)内侧与制动壳体(17)紧贴在一起；
制动壳体(17)周向上开设有若干组第一导热槽，每组第一导热槽包括3个第一导热槽，每个第一导热槽里填充有与静摩擦片(3)相接触的导热绝缘弹性橡胶(20)。
2.根据权利要求1所述的一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，导热绝缘弹性橡胶(20)粘结在第一导热槽内。
3.根据权利要求1所述的一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，花键轴(4)通过螺钉固定在轮毂(5)上；
制动压盘(11)和制动壳体(17)之间设置有回位弹簧(9)。
4.根据权利要求1所述的一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，第二温差电片(2)和导热绝缘弹性橡胶(20)相接触，并且导热绝缘弹性橡胶(20)和静摩擦片(3)相接触的一侧上紧贴一层柔性导热垫(23)，柔性导热垫(23)和热管(22)紧密接触，热管(22)和静摩擦片(3)连接。
5.根据权利要求1所述的一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，每个第二导热槽为长条状，宽度为静摩擦片(3)外侧周长的1/40。
6.根据权利要求1所述的一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，制动壳体(17)和连接法兰(13)通过螺钉相连，连接法兰(13)和羊角(7)相连，羊角(7)设置在车辆悬架上。
7.根据权利要求6所述的一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，第一温差电片(10)和第二温差电片(2)的正负极分别与正极导线(18)和负极导线(19)相连，正极导线以及负极导线均与电能收集装置(15)相连。
8.根据权利要求7所述的一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，当需要制动时，外部的传动机构推动旋转盘(16)进行旋转，由于滚珠(12)从制动螺旋楔形槽(24)里滚出，进入滚珠通孔(25)内，从而推动了制动压盘(11)的运动，制动压盘(11)进行轴向运动的过程中推动了静摩擦片(3)和动摩擦片(8)的相互挤压，从而达到制动的目的。
9.根据权利要求8所述的一种能量回收湿式多盘制动器，其特征在于，当制动行为开始时，动摩擦片(8)和静摩擦片(3)开始进行摩擦，此时，静摩擦片(3)开始生热，静摩擦片(3)的热传到热管(22)内，热管(22)受热后发生了热量转移和传递，将热量传递到位于外部的柔性导热垫(23)上，当热管(22)以及静摩擦片(3)将热量传递到柔性导热垫(23)上后，柔性导热垫(23)继续将热量传递到导热绝缘弹性橡胶(20)上，导热绝缘弹性橡胶(20)将所接收到的热量传递到第二温差电片(2)上，在此过程中，制动壳体(17)以及传热壳体(1)进行传热，所以制动壳体(17)将热量传递到第二温差电片(2)上，并且传热壳体(1)也将外部或者内部产生的热量传递到第一温差电片(10)上，相变材料(21)保证了第二温差电片(2)和第一温差电片(10)的两面的温度恒定，所以第二温差电片(2)和第一温差电片(10)产生了电能，同时外部的电能收集装置(15)的正极导线(18)接在第一温差电片(10)和第二温差电片(2)的正极，负极导线(19)接在第一温差电片(10)和第二温差电片(2)的负极，热能转变为电能进行了回收。
一种能量回收湿式多盘制动器
技术领域
[0001] 本发明属于车辆工程技术领域，具体涉及一种能量回收湿式多盘制动器。
背景技术
[0002] 由于湿式多盘制动器工作环境是全油液封闭的，因此它的摩擦系数要低于干式制动器，其失效形势主要在于摩擦热使得摩擦盘温度和应力不均匀分布，容易产生局部温度和应力集中，导致摩擦衬片产生翘曲变形，如此循环下去，会使得热接触状态和接触压力变化加剧，产生高温热点，热点在湿式制动器制动过程中是非常常见的，主要是由于制动时复杂的热机耦合效应导致的。尽管制动器的热摩擦特性已经是一个有多年历史的问题，但世界各国学者对其所涉及的问题都没有形成具体的认识。现有的制动器只能通过外部条件进行热循环来降温，但实际的问题并不能解决。
[0003] 现有制动器虽然能够实现基本的制动功能，但是存在很多的问题，例如申请号为201410324845.6的中国专利公开一种集缓速、制动、驻车多功能于一体的湿式多盘制动器，主要用于条件恶劣、维护不方便的各种机械的制动系统，各部件以壳体为基座进行安装，然后通过双头螺柱与车桥进行连接来固定制动器，驱动轮通过联结螺栓与轮毂连接，实现与车轮同步转动；本产品摩擦片工作腔为密闭腔，可有效应对外界恶劣工况，密闭腔中通入循环冷却油，能有效达到降低温升、减小损耗的目的，工作性能稳定，磨损甚微，使用过程一般免调整；摩擦片采用圆环形状，工作面积大，且使用多盘结构，可在较小衬片压力下获得较大的制动力矩；改变摩擦副数目即可调整制动力矩，易于实现摩擦副的标准化；散热冷却效果好，工作温度低，使用寿命长，一般为干式制动器的3-5倍。虽然采用了通入循环冷却油的方式进行降低温升，但是不能从根本上解决温度升高的问题，可见，现有技术中传统湿式多盘制动器由于散热能力差而造成的连续制动条件下摩擦片局部温度过高和应力集中以及摩擦衬片翘曲变形乃至制动器失效问题。
发明内容
[0004] 为克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种能量回收湿式多盘制动器。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
[0006] 一种能量回收湿式多盘制动器，包括湿式多盘制动器制动部分和制动传热部分，其中，制动部分包括连接法兰、制动壳体、轮毂、动摩擦片与羊角，轮毂、动摩擦片与羊角均设置在制动壳体内部，羊角上套装有第一轴承和第二轴承，轮毂套装在第一轴承和第二轴承上，轮毂上设置有花键轴，动摩擦片设置在花键轴上；
[0007] 连接法兰内侧设置有旋转盘，旋转盘内侧设置有制动压盘，制动压盘内侧设置有静摩擦片，静摩擦片的边缘设置有突出的耳状体，耳状体设置在制动壳体上，制动压盘一侧上设置有多个制动螺旋楔形槽，制动螺旋楔形槽内设置有滚珠，旋转盘上设置有滚珠通孔；
[0008] 动摩擦片与静摩擦片相贴合；静摩擦片上均匀开设有若干个第二导热槽，每个第二导热槽里设置有热管；
[0009] 制动传热部分包括传热壳体、第一温差电片以及第二温差电片，传热壳体上设置紧贴传热壳体内侧的第一温差电片，第一温差电片内侧填充相变材料，相变材料内侧紧贴第二温差电片，第二温差电片内侧与制动壳体紧贴在一起。
[0010] 本发明进一步的改进在于，制动壳体周向上开设有若干组第一导热槽，每组第一导热槽包括3个第一导热槽，每个第一导热槽里填充有与静摩擦片相接触的导热绝缘弹性橡胶。
[0011] 本发明进一步的改进在于，导热绝缘弹性橡胶粘结在第一导热槽内。
[0012] 本发明进一步的改进在于，花键轴通过螺钉固定在轮毂上；
[0013] 花键轴与动摩擦片通过花键相连；
[0014] 制动压盘和制动壳体之间设置有回位弹簧。
[0015] 本发明进一步的改进在于，第二温差电片和导热绝缘弹性橡胶相接触，并且导热绝缘弹性橡胶和静摩擦片相接触的一侧上紧贴一层柔性导热垫，柔性导热垫和热管紧密接触，热管和静摩擦片连接。
[0016] 本发明进一步的改进在于，每个第二导热槽为长条状，宽度为静摩擦片外侧周长的1/40。
[0017] 本发明进一步的改进在于，制动壳体和连接法兰通过螺钉相连，连接法兰和羊角相连，羊角设置在车辆悬架上。
[0018] 本发明进一步的改进在于，第一温差电片和第二温差电片的正负极分别与正极导线和负极导线相连，正极导线以及负极导线均与电能收集装置相连。
[0019] 本发明进一步的改进在于，当需要制动时，外部的传动机构推动旋转盘进行旋转，由于滚珠从制动螺旋楔形槽里滚出，进入滚珠通孔内，从而推动了制动压盘的运动，制动压盘进行轴向运动的过程中推动了静摩擦片和动摩擦片的相互挤压，从而达到制动的目的。
[0020] 本发明进一步的改进在于，当制动行为开始时，动摩擦片和静摩擦片开始进行摩擦，此时，静摩擦片开始生热，静摩擦片的热传到热管内，热管受热后发生了热量转移和传递，将热量传递到位于外部的柔性导热垫上，当热管以及静摩擦片将热量传递到柔性导热垫上后，柔性导热垫继续将热量传递到导热绝缘弹性橡胶上，导热绝缘弹性橡胶将所接收到的热量传递到第二温差电片上，在此过程中，制动壳体以及传热壳体进行传热，所以制动壳体将热量传递到第二温差电片上，并且传热壳体也将外部或者内部产生的热量传递到第一温差电片上，相变材料保证了第二温差电片和第一温差电片的两面的温度恒定，所以第二温差电片和第一温差电片产生了电能，同时外部的电能收集装置的正极导线接在第一温差电片和第二温差电片的正极，负极导线接在第一温差电片和第二温差电片的负极，热能转变为电能进行了回收。
[0021] 现有技术相比，本发明与具有以下有益效果：
[0022] 1、本发明通过在静摩擦片上开导热槽，在导热槽中装入高导热性热管，在车辆制动过程中，由于摩擦片摩擦产生了大量的热，导热槽中的热管可以及时将静摩擦片局部的热量传递出去，同时再将热量继续传递给柔性导热垫和导热绝缘弹性橡胶，最后能量被温差电片吸收转化为电能。此设计改善了摩擦片在摩擦过程中由于局部热量不能及时导出而造成的摩擦失效问题，并且改善了湿式制动器由于热原因导致的一系列失效问题，并且利用温差发电的原理，用温差电片将传递的热量进行及时的消耗和转化，加速制动器内部的热量损耗，防止由于长时间制动产生热而造成制动器的失效，增加了制动器的安全性和可靠性，克服传统湿式多盘制动器由于散热能力差而造成的连续制动条件下摩擦片局部温度过高和应力集中以及摩擦衬片翘曲变形乃至制动器失效问题。
[0023] 2、本发明的结构简单，设计合理，实现及使用操作方便。
[0024] 3、本发明在湿式制动器摩擦片传热机理的基础上，在静摩擦片上加入导热材料，使静摩擦片上的热能够及时导出，并且通过传导将其进行收集，有效改善了湿式制动器在制动过程中由于摩擦片发热问题而造成的局部温度和应力集中，导致摩擦衬片产生翘曲变形，最终导致制动器失效的情况，而且此制动器的传热装置原理可以应用在任何形式的湿式制动器上。
[0025] 4、本发明结构简单，通过在湿式制动器上添加导热装置，将内部产生的热及时有效地导出并且加以利用，增加了湿式制动器的使用安全性和可靠性，并且延长了湿式制动器的寿命，尤其对连续制动的情况下更加适用，并且使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0026] 5、本发明在实现制动器基本的制动功能的前提下，采用了从发热的根源处着手，对摩擦片的发热传热机理进行了详细的研究，将摩擦片的主要发热处的热量进行及时导出，有效防止了制动器由于发热而造成的各种失效情况，并且对传出的热量进行了及时的回收和利用，同时本制动器的传热装置原理可以适用在各种湿式制动器上，有效地保证了制动器的安全性能。
附图说明
[0027] 图1是本发明的结构示意图。
[0028] 图2为图1中沿A-A线的剖视图。
[0029] 图3为制动压盘示意图。
[0030] 图4为旋转盘示意图。
[0031] 图中，
[0032] 1—传热壳体； 2—第二温差电片； 3—静摩擦片；
[0033] 4—花键轴； 5—轮毂； 6—轴承；
[0034] 7—羊角； 8—动摩擦片； 9—回位弹簧；
[0035] 10—第一温差电片； 11—制动压盘； 12—滚珠；
[0036] 13—连接法兰； 14—轴承； 15—电能收集装置；
[0037] 16—旋转盘； 17—制动壳体； 18—正极导线；
[0038] 19—负极导线； 20—导热绝缘弹性橡胶； 21—相变材料；
[0039] 22—热管； 23—柔性导热垫； 24—制动螺旋楔形槽；
[0040] 25—滚珠通孔。
具体实施方式
[0041] 下面通过附图，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0042] 如图1-图4所示，本发明提供了一种能量回收湿式多盘制动器，包括湿式多盘制动器制动部分和制动传热部分，所述制动部分包括连接法兰13、制动壳体17、花键轴4、轮毂5、动摩擦片8与羊角7，花键轴4、轮毂5、动摩擦片8与羊角7均设置在制动壳体17内部，羊角7上套装有第一轴承6和第二轴承14，轮毂5套装在第一轴承6和第二轴承14上，即羊角7与轮毂5之间设置有套装在羊角7上的第一轴承6和第二轴承14，轮毂5上设置有花键轴4，动摩擦片8设置在花键轴4上；花键轴4与轮毂5通过螺钉固连在一起，花键轴4与动摩擦片8通过花键连接在一起。
[0043] 连接法兰13内侧设置有旋转盘16，旋转盘16内侧设置有制动压盘11，制动压盘11内侧设置有静摩擦片3，静摩擦片3的边缘设置有突出的耳状体，耳状体设置在制动壳体17上，制动压盘11一侧上设置有多个制动螺旋楔形槽24，制动螺旋楔形槽24内设置有滚珠12，旋转盘16上相应设置有滚珠通孔25，当制动压盘11收到挤压时，滚珠12能够进入滚珠通孔25内；本发明中连接法兰13、旋转盘16和制动压盘11通过滚珠12配合在一起进行制动，且制动压盘11和制动壳体17之间设置有回位弹簧9。
[0044] 动摩擦片8与静摩擦片3相贴合，并且动摩擦片8与静摩擦片3形成摩擦副。
[0045] 花键轴4与动摩擦片8同时进行周向旋转，由于静摩擦片3与动摩擦片8端面相互接触，当受到制动压盘11压缩时，动摩擦片8与静摩擦片3形成摩擦副；静摩擦片3的边缘设置有突出的耳状体，静摩擦片3通过耳状体与其外部的制动壳体17配合，使静摩擦片3保持周向静止，耳状体能够保证静摩擦片3不进行径向移动，静摩擦片3可以进行轴向移动。
[0046] 制动壳体17上开设有若干组第一导热槽，具体的，为3组第一导热槽，并且3组第一导热槽周向均匀分布在制动壳体17上，即周向每120度设置一组，每组均布3个，一共有9个，每个第一导热槽里填充有导热绝缘弹性橡胶20，并且导热绝缘弹性橡胶20粘结在第一导热槽里，两者的连接要保证密封和固连。
[0047] 静摩擦片3上均匀开设有若干第二导热槽，具体为6个，每个第二导热槽为长条状，宽度约为静摩擦片3外侧周长的1/40，每个第二导热槽里设置有一个热管22，并且第二导热槽和热管22在装配过程中相互配合进行固连。
[0048] 制动壳体17和连接法兰13通过螺钉固连在一起，连接法兰13和羊角7固连在一起，最后通过羊角7连接在车辆悬架上。
[0049] 如图2所示，制动传热部分包括传热壳体1、第一温差电片10以及第二温差电片2，传热壳体1上设置有紧贴传热壳体1内侧的第一温差电片10，第一温差电片10内侧填充相变材料21，相变材料21内侧紧贴第二温差电片2，第二温差电片2内侧与制动壳体17紧贴在一起，即相变材料21置于第一温差电片10和第二温差电片2之间，并保证相变材料21与第一温差电片10和第二温差电片2充分接触，第二温差电片2和导热绝缘弹性橡胶20紧密接触，并且导热绝缘弹性橡胶20和静摩擦片3相接触的一侧上紧贴一层柔性导热垫23，即导热绝缘弹性橡胶20和静摩擦片3之间设置有一层柔性导热垫23，并且导热绝缘弹性橡胶20和柔性导热垫23紧密接触，柔性导热垫23和热管22时刻保持紧密接触，热管22和静摩擦片3连接。与柔性导热垫23相互接触的是静摩擦片3。
[0050] 第一温差电片10和第二温差电片2的正负极分别与正极导线18和负极导线19相连，正极导线和负极导线和电能收集装置15相连。
[0051] 具体实施时，本制动器制动部分和传动部分分开，将连接法兰13和羊角7固连在一起，羊角7和车体固连在一起，轮毂5转动带动花键轴4一起转动，花键轴4和动摩擦片8连接，当车辆需要制动时，外部的传动机构推动旋转盘16进行旋转，由于滚珠12要从所在制动螺旋楔形槽24里滚出，进入滚珠通孔25内，从而推动了制动压盘11的运动，制动压盘11进行轴向运动的过程中推动了静摩擦片3和动摩擦片8的相互挤压，从而达到制动的目的。
[0052] 在制动的过程以及制动过后，需要将静摩擦片3和动摩擦片8以及制动器内部的热量传出到制动器的外部进行收集或者消耗，当制动行为开始时，动摩擦片8和静摩擦片3开始进行摩擦时，此时，静摩擦片3开始生热，静摩擦片3的热很快传到热管22内，热管22受热后发生了热量转移和传递，很快将热量传递到位于外部的柔性导热垫23上，当所有的6个热管22以及静摩擦片3把热量传递到柔性导热垫23上后，柔性导热垫23继续将热量进行传递，热量很快传递到导热绝缘弹性橡胶20上，导热绝缘弹性橡胶20直接将所接收到的热量传递到第二温差电片2上，并且在此过程中，制动壳体17以及传热壳体1都会进行传热，所以制动壳体17也可以将热量传递到第二温差电片2上，并且传热壳体1也可以将外部或者内部产生的热量传递到第一温差电片10上，但与此同时，相变材料21保证了第二温差电片2和第一温差电片10的两面的温度恒定即低温，所以第二温差电片2和第一温差电片10产生了电能，同时外部的电能收集装置15的正极导线18接在第一温差电片10和第二温差电片2的正极，负极导线19接在第一温差电片10和第二温差电片2的负极，热能转变为电能进行了回收。
[0053] 本发明有效地解决了传统湿式制动器由于连续制动产生的高温而导致内置活塞密封老化、漏油以及摩擦片失灵的问题，满足车辆运行的安全可靠和经济环保要求。
[0054] 本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
