[发明专利]适用于刹车/牵引系统的电磁作动装置

说明书

技术领域

本发明涉及刹车/牵引技术，更具体地涉及适用于刹车/牵引系统的电磁作动装置及包括此电磁作动装置的刹车系统和牵引系统。

背景技术

作为当今主要交通工具的汽车和飞机，它们都具备刹车系统，用于减速和制动。其中，汽车的刹车系统主要依靠刹车盘的摩擦的方式实现制动。而飞机刹车系统多为液压刹车系统或电刹车系统。如图1所示，该液压刹车系统或电刹车系统包括液压或者电能驱动作动器1’、刹车盘2’、扭力筒3’以及轮毂4’，其中刹车盘2’包括定盘21’和动盘22’，通过定盘21’上的内键槽211’和扭力筒3’上的外键311’的配合，定盘21’套装在扭力筒3’上，同时，通过动盘22’上的外键槽221’与轮毂4’上的内键421’，动盘22’相对轮毂4’固定，但由于动盘22’上的内孔尺寸大于扭力筒3’的外径尺寸，因此动盘22’相对扭力筒3’可转动。当需要刹车时，通过液压或者电能驱动作动器1’，作动器1’驱动刹车盘2’，使其定盘21’沿扭力筒3’的外键311’轴向移动靠近其动盘22’，从而产生摩擦，将飞机的动能转化为热能，达到刹车制动的目的。为了达到防滑防抱死的目的，控制方面可通过调节液压作动压力或者调节电机作动器1’的输入电流调节电机转速来实现。

然而，上述无论飞机刹车系统还是汽车刹车系统均存在固有缺点。例如，对于飞机液压刹车系统，固有的泄漏、抗污染能力差、派遣率相对较低、维护复杂等问题一直无法得到解决。而电刹车系统元件多，系统复杂，重量大，可靠性较低。而且，无论是依靠刹车片的汽车刹车系统还是依靠刹车盘来实现制动的飞机液压刹车或电刹车，统统需要利用摩擦来实现动能到热能的能量转换。

另外，摩擦材料刹车盘有很多缺点，就飞机而言，缺点如下：

1)作为耗材的刹车盘的损耗巨大，每隔200-600个起落架次，就需要更换刹车盘，提高了使用成本；

2)摩擦材料的制作工艺复杂，生产周期长，以炭-炭复合材料为例，一副刹车盘的生产周期至少为3个月；

3)粉末冶金/金属刹车盘重量大，高温时容易粘结，易产生裂纹和掉块；

4)炭-炭复合材料强度低，体积大，静摩擦系数小，工艺复杂成本高。

汽车的刹车片也存在相似的问题。

另外，作为当今主要交通工具的汽车和飞机，当它们处于非运行状态需要牵引时，还需要依赖发动机之外的其他动力提供装置来实现牵引，例如，以飞机为例，要么再配备一独立于发动机的小功率电机要么依靠独立于飞机的牵引车来实现。当需要配备一独立于发动机的小功率电机时，使得飞机整体结构庞杂，重量加大。

发明内容

为此，根据本发明的第一个目的，提供一种既能够适用于刹车系统又能够适用于牵引系统的电磁作动装置来替代现有技术中的液压或者电能驱动作动器和刹车盘以及单纯用于牵引的小电机将是有利的。

根据本发明的第二个目的，提供一种包括适用于刹车/牵引系统的电磁作动装置的刹车系统也将是有利的。

根据本发明的第三个目的，提供一种包括适用于刹车/牵引系统的电磁作动装置的牵引系统也将是有利的。

根据本发明的一个方面，提供一种适用于刹车/牵引系统的电磁作动装置，包括：至少两个定盘；至少一个动盘，所述动盘与所述定盘共轴，每一所述动盘位于相邻的两个所述定盘之间；其中，所述定盘上沿周向间隔设置成对的定盘铁芯，每个所述定盘铁芯上缠绕有定盘线圈，所述定盘线圈与第一外部电源的连接在刹车状态和牵引状态之间可切换；所述动盘上设置有与所述定盘铁芯位置和数量相对应的动盘铁芯，每个所述动盘铁芯上沿所述动盘的径向缠绕有动盘线圈，所述动盘线圈相互之间的连接关系以及与外部充电/用电部件或第二外部电源的连接在刹车状态和牵引状态之间可切换；当处于刹车状态时，所述定盘线圈以第一方式并联连接到第一外部电源并通电，使得相邻的两个定盘铁芯的极性分布相反并产生沿着不同方向并垂直于所述定盘所在平面的磁场；所述动盘线圈串联并连接到外部充电/用电部件，当所述定盘线圈通电产生所述磁场并且所述动盘在转动中时，所述动盘线圈产生感应电流和阻碍所述动盘转动的电磁力并发热，从而将所述刹车系统需要克服的动能转化成供给到所述外部充电/用电部件的电能、电磁能以及热能；当处于牵引状态时，所述定盘线圈以第二方式并联连接到第一外部电源并通电，使得所述定盘铁芯的极性分布相同并产生沿着同一方向并垂直于所述定盘所在平面的磁场；所述动盘线圈并联连接到第二外部电源并通电，所述动盘线圈的通电电流方向一致从而产生带动所述动盘转动的电磁力。