一种永磁制动与摩擦制动相组合的制动器及制动方法

1.一种永磁制动与摩擦制动相组合的制动器，由永磁制动装置和摩擦制动装置组成，永磁制动装置固定连接与制动盘（1）相连的固定架（5），其特征是：永磁制动装置由导磁板（9）、导磁环（13）、导磁套（3）和永磁体（8）构成，且对称分布于制动盘（1）两侧；导磁套（3）穿于固定架（5）相应孔中，导磁套（3）内设有沿其轴向往复移动的永磁体（8），永磁体（8）在靠近制动盘（1）一端上间隙套有导磁环（13），导磁环（13）固定连接导磁套（3），在导磁环（13）外侧设有与永磁体（8）固定连接的导磁板（9）；导磁套（3）内壁上固定连接挡片（10），在永磁体（8）上设置台阶，该台阶与挡片（10）相应，当永磁体（8）移动到最接近制动盘（1）的位置时，挡片（10）与所述台阶相接触，导磁板（9）与制动盘（1）之间间隙在0.5mm至1.5mm之间；导磁套（3）于远离、接近制动盘（1）端分别设有第一、第二阀接头（4、7）。
2.根据权利要求1所述的永磁制动与摩擦制动相组合的制动器，其特征是：永磁体（8）与导磁环（13）之间设有密封圈（11），导磁套（3）和导磁环（13）之间设有密封垫片（12）。
3.一种权利要求1所述制动器的制动方法，其特征是采用如下步骤：
1）紧急制动时，电子控制器控制气压或油压由第一阀接头（4）输入的压力推动永磁体（8）向靠近制动盘（1）方向移动，导磁板（9）与导磁环（13）分离，当永磁体（8）运动到挡片（10）位置处停止时，永磁体（8）距离制动盘（1）的距离最小，制动力矩最大；同时踩下制动踏板，摩擦制动装置同时起作用，与永磁制动装置结合制动，使车辆减速或停止；
2）非紧急制动或下长坡制动时，若车速高于30km/h，电子控制器控制输入第一、第二阀接头（4、7）的压力大小来控制永磁制动装置的制动力矩大小，同时控制摩擦制动装置的轮缸内压力不变，只有永磁制动装置制动；若车速低于30km/h，电子控制器控制输入第一、第二阀接头（4、7）的压力不变，同时调节摩擦制动装置轮缸内压力，只有摩擦制动装置制动。
4.根据权利要求3所述的制动方法，其特征是：当永磁体（8）移动到最接近制动盘（1）位置时，导磁板（9）与制动盘（1）之间间隙是0.5mm-1.5mm。
5.根据权利要求3所述的制动方法，其特征是：制动过程中，通过控制输入第一、第二阀接头（4、7）的压力大小控制永磁体（8）轴向往复移动量，从而控制永磁制动力的大小。

一种永磁制动与摩擦制动相组合的制动器及制动方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种用于汽车制动或减速的制动器，特别涉及永磁制动与摩擦制动组合一体的制动器及其制动方法。\n背景技术\n[0002] 传统汽车制动器分为盘式制动器与鼓式制动器两大类。盘式制动器与鼓式制动器都是摩擦制动，是由摩擦块与制动盘或制动鼓之间的摩擦来降低车速并最终停止，在汽车制动过程中，摩擦块会不断磨损，温度不断升高，直接影响制动器的性能，同时摩擦块大量磨损也会向大气中散发粉尘，污染环境。在制动的同时，摩擦块与制动盘或制动鼓之间摩擦还会产生大量噪音。尤其在下长坡或市区等需要持续制动或频繁制动的情况下，摩擦块的磨损更加剧烈，温度在很短时间内就会升到很高，从而影响制动器的性能，严重威胁到行人和自身的安全。\n发明内容\n[0003] 鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种改进的制动器，此制动器组合了永磁制动与摩擦制动，可以减轻摩擦块的磨损，永磁制动为非接触式制动，不会产生噪音，从而降低了整体噪音，而且热量产生也相对较少。本发明同时还提供该制动器的制动方法，可根据汽车的实际行驶状态，实现最佳制动效果。\n[0004] 本发明永磁制动与摩擦制动相组合的制动器采用的技术方案是：由永磁制动装置和摩擦制动装置组成，永磁制动装置固定连接与制动盘相连的固定架；永磁制动装置由导磁板、导磁环、导磁套和永磁体构成，且对称分布于制动盘两侧；导磁套穿于固定架相应孔中，导磁套内设有沿其轴向往复移动的永磁体，永磁体在靠近制动盘一端上间隙套有导磁环，导磁环固定连接导磁套，在导磁环外侧设有与永磁体固定连接的导磁板；导磁套内壁上固定连接挡片，挡片与永磁体上设有的台阶相应；导磁套于远离、接近制动盘端分别设有第一、第二阀接头。\n[0005] 本发明制动器的制动方法采用如下步骤：1）紧急制动时，电子控制器控制气压或油压由第一阀接头输入的压力推动永磁体向靠近制动盘方向移动，导磁板与导磁环分离，当永磁体运动到挡片位置处停止时，永磁体距离制动盘的距离最小，制动力矩最大；同时踩下制动踏板，摩擦制动装置同时起作用，与永磁制动装置结合，使车辆减速或停止；2）非紧急制动或下长坡制动时，若车速高于30km/h，电子控制器控制输入第一、第二阀接头的压力大小来控制永磁制动装置的制动力矩大小，同时控制摩擦制动装置的轮缸内压力不变，只有永磁制动装置制动；若车速低于30km/h，电子控制器控制输入第一、第二阀接头的压力不变，同时调节摩擦制动装置轮缸内压力，只有摩擦制动装置制动。\n[0006] 本发明是在原有的传统摩擦制动装置基础之上增加了一套永磁制动装置，其优点是：1、整个永磁制动装置体积较小，便于安装。2、永磁制动产生热量比较少，而且只要温度不是很高，永磁体退磁现象不明显，对制动效能影响不大，尤其在频繁或持续制动过程中，抗热衰退性好。3、永磁制动装置提供相当一部分制动力，所以摩擦制动磨损减少，制动器寿命增加。4、永磁制动为非接触式制动，可大大降低整个制动器的噪音。\n附图说明\n[0007] 图1是本发明的总装结构主视示意图；\n[0008] 图2是汽车在非制动时图1的A-A剖视放大图； \n[0009] 图3是汽车在制动时图1的A-A剖视放大图；\n[0010] 图4是图3中导磁套3、永磁体8、导磁环13及其相关组件的局部放大视图；\n[0011] 图中：1.制动盘；2.转向节；3.导磁套；4.第一阀接头；5.固定架；6.螺栓；7.第二阀接头；8.永磁体；9.导磁板；10.挡片；11.密封圈；12.密封垫片；13.导磁环；14.螺钉；15.制动钳支架；16.螺栓；17.制动钳体；18.制动钳导向销。\n具体实施方式\n[0012] 参见图1，本发明制动器由永磁制动装置和摩擦制动装置组成，永磁制动装置固定安装在固定架5上，固定架5通过螺栓6连接于转向节2，转向节2连接在制动盘1上。\n摩擦制动装置由制动钳支架15、制动钳导向销18和制动钳体17组成，制动钳支架15通过螺栓16与转向节2相连，制动钳体17用制动钳导向销18与制动钳支架15相连接。\n[0013] 参见图2-4，永磁制动装置对称分布于制动盘1两侧，同理，与永磁制动装置连接的固定架5也对称分布于制动盘1两侧，永磁制动装置由导磁板9、导磁环13、导磁套3和永磁体8构成。导磁套3穿在固定架5的相应孔中，与固定架5过盈连接。导磁套3内装有永磁体8和挡片10。导磁套3、永磁体8均为偶数个，对称分布于制动盘1两侧。永磁体\n8在导磁套3之内可以沿导磁套3的轴向往复移动。在靠近制动盘1的一端的永磁体8上间隙套有导磁环13，永磁体8与导磁环13之间安装密封圈11，将导磁环13用螺栓固定在导磁套3上，在导磁套3和导磁环13之间安装有密封垫片12。在导磁环13外侧安装导磁板9，导磁板9与永磁体8通过螺钉14固定连接在一起。挡片10固定连接于导磁套3的内壁上，位于永磁体8外壁与导磁套3内壁之间，在永磁体8上设置台阶，该台阶与挡片10相应，通过挡片10和永磁体8上的台阶确定永磁体8向制动盘1移动时的极限位置，当永磁体8移动到最接近制动盘1的位置时，挡片10与台阶相接触，限定了导磁板9与制动盘\n1之间间隙在0.5mm至1.5mm之间。\n[0014] 如图2、3所示，在导磁套3的两端分别设有第一阀接头4和第二阀接头7，第一阀接头4在远离制动盘1一端，第二阀接头7在接近制动盘1一端，驱动永磁体8轴向移动的动力可以是气压也可以是液压，通过控制通入第一、第二阀接头4、7的压力大小来控制永磁体8的轴向位置，由控制永磁体8到制动盘1距离的大小来控制永磁制动装置制动力矩的大小。\n[0015] 导磁套3既作为导磁回路的一部分，在非制动时与导磁环13和导磁板9形成导磁回路，又对永磁体8起到导向作用。当永磁体8尺寸过大时，可在导磁套3内部设有轨道，永磁体8沿轨道轴向往复移动。\n[0016] 当需要紧急制动时，本发明制动器的永磁制动装置和摩擦制动装置共同作用；当非紧急制动时，若车速高于30km/h，只需用永磁制动装置，若车速低于30km/h，只需用摩擦制动装置。\n[0017] 如图2所示，当汽车正常行驶无需制动时，制动踏板处于自由位置，摩擦制动装置处于非制动状态。此时，永磁体8位于远离制动盘1的最远处极限位置。导磁板9与导磁环13紧密贴合，导磁板9、导磁环13与导磁套3形成导磁回路，永磁体8产生的磁场被封闭于导磁回路之内，永磁制动装置对外不显磁性，所以没有制动效果，能够有效防止漏磁现象。\n[0018] 如图3所示，当汽车需要紧急制动时，驾驶员快速踩下制动踏板，制动踏板处的传感器将制动踏板的快速动作信号传给电子控制器，电子控制器控制气压或油压从远离制动盘1的第一阀接头4输入，输入的压力推动永磁体8向靠近制动盘1方向移动，导磁板9与导磁环13分离，导磁回路被打开，所以永磁体8对外显现磁性，形成磁场。当永磁体8运动到挡片10位置处停止时，永磁体8距离制动盘1的距离最小，保证导磁板9与制动盘1的距离在0.5mm-1.5mm之间，永磁体8对外产生最强磁场，此时永磁制动装置的制动力矩达到最大。制动盘1在对称的永磁体8形成的磁场中高速旋转产生涡电流，从而对制动盘1产生一个与旋转方向相反的阻力距。同时，踩下制动踏板时，摩擦制动同时起作用，与永磁制动结合，使车辆减速或停止。油压推动活塞把制动钳体17压向制动盘1，产生摩擦制动力矩，摩擦制动力矩与永磁制动力矩叠加，达到对汽车减速或制动的效果。制动过程中，电子控制器根据轮速传感器传来的信号计算出各个车轮的滑移率，并根据滑移率来控制通入第一、第二阀接头4、7的压力大小，根据控制输入两个阀接头的压力大小控制永磁体8沿轴向往复移动量，实现对永磁制动力矩的大小进行控制。同时电子控制器根据各个车轮的滑移率来调节各制动轮缸的油压压力大小，从而可以调节摩擦制动力的大小。通过协调永磁制动力与摩擦制动力的大小，将车轮的滑移率控制在最佳工作范围之内，使各车轮处于不抱死的最佳制动状态。当需要解除制动时，释放制动踏板，摩擦制动回位，电子控制器控制通入第一、第二阀接头4、7的压力，释放离制动盘1较远的第一阀接头4内的压力，同时增加通入靠近制动盘1的第二阀接头7内的气压或油压的压力，压力推动永磁体8向远离制动盘1方向移动，当永磁体8回到制动前的初始状态时，制动效果消失。\n[0019] 当汽车非紧急制动或下长坡制动时，驾驶员缓慢踩下制动踏板，制动踏板处的传感器把制动踏板缓慢动作的信号传给电子控制器，此时电子控制器根据轮速传感器传来的信号计算出车速。如果车速高于30km/h，电子控制器控制通入第一、第二阀接头4、7的压力大小来控制永磁制动的制动力矩大小，同时电子控制器控制摩擦制动的轮缸内压力不变，此时只有永磁制动装置起制动作用，通过永磁制动来制动汽车。当需要解除制动时，释放制动踏板，制动踏板处传感器传给电子控制器回位信号，电子控制器控制通入第一、第二阀接头4、7的压力，使永磁制动装置回到制动之前的状态，制动解除。如果车速低于30km/h，电子控制器控制通入第一、第二阀接头4、7的压力不变，同时根据各个车轮滑移率调节摩擦制动轮缸内压力，此时只有摩擦制动装置起制动作用，通过摩擦制动来制动汽车。当需要解除制动时，释放制动踏板，摩擦制动回位，制动解除。