[发明专利]一种通过热管散热的鼓式制动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆制动器(即刹车装置)，具体涉及一种通过热管快速导热，从而达到迅速散热，避免鼓式制动器部件温度上升过高，出现热衰退，导致出现刹车失效的问题,属于汽车零配件技术领域。

背景技术

使行驶中的汽车减速甚至停车,使下坡行驶的汽车速度保持稳定,以及使已经停驶的汽车保持不动,这些作用统称为汽车制动。制动器是汽车制动中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件。目前,各类汽车所用的制动器几乎都属于摩擦制动器,而汽车上所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。其中,鼓式制动器制动效能较高,结构简单,空间布置比较灵活,而获得广泛的应用。

汽车鼓式制动器的工作原理:是利用制动蹄上的制动摩擦片的外表面与制动鼓的内圆柱面在制动时通过相互之间的摩擦来阻止车轮的转动或转动趋势。由此可知,汽车制动的过程是将动能转化为摩擦热能的过程,汽车在制动的过程中,尤其是高度运行紧急刹车以及重载条件下长时间下坡等情况时,由于摩擦会产生大量的热量,制动鼓内表面和摩擦片的瞬时温度会急剧升高,能达到300～400℃甚至更高的温度。制动鼓内表面和摩擦片在温度过高时，会引起摩擦片和制动鼓内表面摩擦系数的大幅度下降和波动，从而使得汽车的制动性能大大减弱。因为在制动过程中,摩擦材料与制动鼓内表面所产生的摩擦力可以使接触表面变形、粘着点撕裂，使硬质点或是磨屑产生犁削效应，其摩擦学性能和磨损机理与制动过程的各个参数、材料性质、表面形貌以及环境因素等有关。大量研究表明：对于干摩擦及边界摩擦，在一定压力条件下，摩擦系数和磨损率与最大表面温度之间有着明确的函数关系。而且，如果摩擦材料长期处于高温状态下，就会引起汽车的刹车失效，即出现所谓的“热衰退”现象。出现这种情况车辆的制动距离会大大增加，这是非常不利于行车安全的。此外，由于热量不能及时有效排除，热量都封闭在制动鼓外圈与钢圈内圈的环形空间内，所以钢圈温度也会随之升高并传递给安装在钢圈上的轮胎，使得橡胶内胎长期受热，会产生老化从而降低寿命。甚至产生爆胎，引发交通事故。

目前国内外主要是通过提高增强材料的耐热性和热稳定性来降低摩擦片的热衰退，然而对于材料进行耐热处理不但增加成本，还不能从根本上解决制动时产生的能量聚集。因此，将制动过程中产生的大量热量及时而有效地传递出去才能降低摩擦片和制动鼓的温度。现有的鼓式制动器的散热降温是通过水冷的方式，是在车辆上安装一只容量很大的水箱，通过管路直接喷淋在制动鼓的外表面，以达到散热降温的目的。采用水冷却虽说是可以是制动鼓以及摩擦片的温度迅速降低，但是容易导致制动鼓和摩擦片产生变形，而且如果有水进出制动鼓与摩擦片之间，会容易发生打滑，并且可能产生制动器“水衰退”问题。此外，在寒冷的冬天，喷淋装置的管路因结冰无法使用，而且喷淋的水无法回收直接淋在公路路面上，造成局部结冰诱发交通事故，制动鼓也因淋水造成表面温度不一而产生裂纹甚至破碎，淋水方法无法从根本上解决制动鼓内部空间的高温。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中汽车鼓式制动器散热困难，提供一种散热效率高、可靠性好的通过热管散热的鼓式制动器。

针对制动时摩擦片与制动鼓内表面之间产生大量的热无法及时有效的排除而引发的热衰退问题。本发明提出一种鼓式制动器，该鼓式制动器通过(带翅片)热管，将制动时摩擦片与制动鼓相互摩擦产生的大量热量导出，同时利用通风散热，从而达到对制动鼓室内进行散热降温的目的。本发明具有结构紧凑、简单，安装方便，成本低，噪声小，散热能力强等优点，从而保证汽车在制动时的安全性，可靠性。同时也解决上述中鼓式制动器采用水冷方式带来的问题，并避免对水资源的浪费。

热管是一种具有极高导热性的传热元件。由管壳、吸液芯、端盖组成。管壳为金属管，内壁是具有芯吸效应的吸液芯，管壳两端封死形成全封闭管体，封闭之前将管内抽真空，然后注入工作液体(工作介质)。热管蒸发端吸收热量后，工作液蒸发成气体流向冷凝端，在冷凝端冷却凝结成液体并释放出热量传递至管外，由于吸液芯的芯吸效应，冷凝后的工作液经吸液芯由冷凝端流回蒸发端，周而复始，实现了热量的快速传递。由于导热性好，重量轻，无噪音，无机械传动部分，结构简单，在失重的条件下工作状态和效果依然良好，因此热管被广泛用于军工、石油、化工、电子电器、机械、通讯等领域。然而，目前热管在汽车制动器中的应用还是非常稀少的。