[发明专利]制动压力冗余加载的摩擦-涡流协同制动器及制动方法

说明书

本发明公开了一种制动压力冗余加载的摩擦‑涡流协同制动器及制动方法，包括背板、铁芯、制动钳、制动盘、摩擦片、活塞；采用磁力与液压两种不同原理的动力源来加载制动压力，两者之间是冗余备份关系，可有效提高制动压力的加载可靠性；此外，磁力加载的响应速度明显高于液压、气动等机械加载模式，因此也可显著改善制动压力加载的滞后性，而用其作为机械加载失效后的备用加载模式也可满足快速启动要求；可实现摩擦制动、涡流制动和摩擦‑涡流协同制动三种制动方式，制动压力可以通过液压加载、磁力加载或磁力‑液压冗余加载，将不同的加载模式和制动方式组合起来，可以实现多模式制动，得到不同的制动效果。

技术领域

本发明涉及一种制动压力冗余加载的摩擦-涡流协同制动器及制动方法，属于制动技术领域。

背景技术

随着我国汽车工业的快速发展，制动安全与可靠性问题越发凸显重要。据统计，全国每年发生交通事故几十万起，其中有三成以上事故都与刹车失灵有关。摩擦制动是汽车的基础制动方式，它通过制动副之间的摩擦作用将汽车动能转换为热能消耗掉，从而实现减速、限速和停车等制动功能。根据结构不同，汽车摩擦制动器主要可分为盘式和鼓式两大类，其中以盘式制动器的使用更为广泛。但摩擦制动具有如下缺点：（1）摩擦温升过高常会导致热衰退现象，在高速重载、紧急制动等恶劣工况下有摩擦失效的风险。（2）制动压力的加载源自液压或气动等单一加载模式，一旦由于管路泄露、机械故障等原因加载失败就会导致制动失效。针对上述第一个缺点，有人提出了摩磁复合制动器，例如，现有技术中，专利CN102691737A设计了一种双制动盘式的摩擦与电磁集成制动器，由两个独立制动系统的组成，但其结构大而繁琐，并且控制困难。专利CN104753245A公开了一种电磁-液压复合制动结构，将电磁和摩擦制动集成到一个制动盘上，其制动盘内部结构复杂，也没有考虑磁场与摩擦相互影响的问题。专利CN105545987A基于磁摩耦合效应设计了一种相对简化的磁摩复合制动器。但是，针对上述第二个问题仍然没有解决的方案。因此，若能充分发挥磁场的作用，设计一种采用磁力-液压冗余加载模式来加载制动压力、同时实现摩擦-涡流协同制动的新型制动方式，对于弥补汽车摩擦制动技术不足、提高制动效能与可靠性具有重要理论和实用价值。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种制动压力冗余加载的摩擦-涡流协同制动器及制动方法，有效提高制动压力的加载可靠性，同时提升制动效能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种制动压力冗余加载的摩擦-涡流协同制动器，包括背板、铁芯、制动钳、制动盘、摩擦片、活塞；背板包括第一背板、第二背板、第三背板、第四背板，第一背板的左侧面固定于制动钳体上，第一轴的一端与第一背板右侧面连接，第一铁芯套在第一轴的左侧轴段上且与第一背板右侧面连接，第一轴的右侧轴段上套有左导向环，左导向环圆周方向上套有第二铁芯，第二铁芯的右端与第二背板的左侧面连结，第二背板的右侧面与左摩擦片连接；第三背板的左侧面、右侧面分别与右摩擦片、第三铁芯连接，第三铁芯套在右导向环圆周方向外侧，右导向环套在第二轴的左侧轴段上，第四铁芯套在第二轴的右侧轴段上，第四铁芯右端与第四背板的左侧面连接，第二轴右端与第四背板左侧面连接，第四背板右侧面与活塞体连接，活塞体与制动钳体固定连接；第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯、第四铁芯圆周表面分别缠绕有第一励磁线圈、第二励磁线圈、第三励磁线圈、第四励磁线圈，且四组励磁线圈缠绕方向相同。

一种制动压力冗余加载的摩擦-涡流协同制动器的制动方法：

当第一励磁线圈、第二励磁线圈、第三励磁线圈、第四励磁线圈都不通电时，系统处于液压摩擦制动方式；

当第一励磁线圈或第二励磁线圈、第三励磁线圈或第四励磁线圈中各有一个通电且通入电流方向相同时，形成涡流制动，此时若液压不加载则为无摩擦接触的单纯涡流制动方式，若液压加载则为液压加载的摩擦-涡流制动方式；