一种行驻一体制动器的制作方法

1.本发明涉及一种行驻一体制动器，属于车辆制动技术领域。


背景技术：

2.目前，在车辆上使用制动器主要为干式制动器，如鼓式制动器、盘式制动器和多片干式制动器等。但是由于现在车辆车速越来越快，车辆重量也越来越大。在行驶过程中，摩擦片温度会升高过快，造成摩擦片分离困难。所以普通的干式制动器已不适合高速重载车辆。同时，在矿山以及其他恶劣环境工程中，工程车辆的应用越来越广泛。在这种工况下，对制动器性能的要求越来越严格。因此，湿式制动器得到了越来越广泛的应用，主要应用在比较恶劣的工况以及重载的车辆上。但是目前多数的湿式制动器只有行车制动，不带驻车装置，需要另加驻车装置，而且随着摩擦片的磨损制动性能会有所下降，需要更换摩擦片。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种行驻一体制动器，解决了现有技术中制动器中只有行车制动功能，没有驻车制动功能，以及摩擦片的磨损制动性能下降需要经常更换摩擦片的问题。
4.为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种行驻一体制动器，包括摩擦副、行车制动活塞（11）、驻车制动活塞（16）、油缸（17）和自动补偿装置；所述自动补偿装置，用于在摩擦片磨损后提供行程制动补偿量，所述行程制动补偿量用于弥补行程制动活塞在摩擦片磨损后多出的的行程，以便制动器的制动力矩和响应时间维持稳定；所述自动补偿装置，还用于在驱动桥制动故障时，通过油缸的制动液推动驻车制动活塞，驻车制动活塞强制使行车制动活塞与摩擦副分离，以便解除制动；进一步地，前述油缸右侧设有驻车油腔，左侧设有行车油腔，油缸外部最左侧均布设有槽，行车油腔与驻车油腔之间设有连通两油腔的凸台，驻车制动活塞上均布设有通孔，凸台上均布有与通孔相对应的螺纹孔，驻车油腔端部设有卡簧槽；油缸右侧依次安装有驻车制动活塞、大碟簧和大卡簧，大卡簧设置在卡簧槽内，驻车制动活塞设置在驻车油腔内，大碟簧两端分别贴合驻车制动活塞和大卡簧；油缸左侧依次安装有行车制动活塞、摩擦副、花键套和壳体，行车制动活塞设置在行车油腔内，摩擦副包括交错放置的主动摩擦片和从动摩擦片，主动摩擦片的内齿与花键套的外齿相啮合，从动摩擦片外围均布设有防转凸台，防转凸台装配在槽内，壳体固定连接油缸左侧；进一步地，前述自动补偿装置包括阶梯套、螺钉、小碟簧、开口销，螺钉依次穿过小碟簧、阶梯套、通孔、垫片后固定连接螺纹孔，阶梯套的小端伸入通孔内，开口销设置在通孔内，开口销的左侧与阶梯套的台阶端右端面贴合，小碟簧两端分别贴合螺钉端面和阶梯套台阶端左端面。
5.进一步地，前述油缸侧面设有方形凸台，方形凸台上设有第一油道孔和第二油道
孔，第一油道孔连通行车油腔，第二油道孔连通驻车油腔。
6.进一步地，前述油缸外围设有两圆形凸台，两圆形凸台相对设置，圆形凸台上设有与带螺纹的阶梯孔，阶梯孔与驻车油腔相通，阶梯孔自外向内依次装配有安全堵、小密封圈、螺柱和堵块，螺柱与阶梯孔内螺纹相适配。
7.进一步地，前述驻车制动活塞外围设有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽内安装有大o型圈挡圈和大o型圈，第二沟槽内安装有小o型圈和小o型圈挡圈，大o型圈挡圈和小o型圈挡圈设置在背压侧；进一步地，前述行车制动活塞外圆设有第三沟槽和第四沟槽，第三沟槽内安装有大星型圈挡圈和大星型圈，第四沟槽内安装有小星形圈和小星形圈挡圈，大星型圈挡圈和小星形圈挡圈设在背压侧。
8.进一步地，前述油缸左右两侧设有外止口，外止口中设有安装密封圈。
9.进一步地，前述通孔和螺纹孔的数量为三个。
10.进一步地，前述防转凸台和槽的数量为四个。
11.进一步地，前述花键套上还开有两个卡簧槽，卡簧槽内安装有小卡簧，最里侧主动摩擦片装在两个小卡簧之间。
12.本发明所达到的有益效果：1、可实现行车制动与驻车制动的一体化，并可实现强制解除驻车制动的功能（在车辆故障时，通过制动器上的结构强制使摩擦片分离）；2、可实现自动补偿摩擦片磨损后的活塞行程，摩擦片磨损后，可能会造成制动力矩下降，自动补偿装置可以使活塞行程和制动力矩保持比较稳定，车辆对制动的响应速度将不会有明显衰弱；3、采用单星形圈挡圈加星形圈，单o型圈挡圈加o型圈的密封方式，挡圈均安装在背压侧，在保证有压力存在的情况下且密封效果良好的同时也使得整体布局更为紧凑；4、从动摩擦片上的防转凸台装配在油缸的槽内，保证了摩擦片在工作过程中只进行左右移动，限制了其转动，改善了因摩擦片转动造成的摩擦片异常磨损，提高了摩擦片寿命。
附图说明
13.图1为本发明制动器结构第一示意图；图2为本发明制动器结构第二示意图；图3为本发明油缸结构示意图；图4为本发明图3中e-e剖视图；图5为本发明图4中b-b剖视图；图6为本发明图4中f-f剖视图；图7为本发明驻车制动活塞结构示意图；图8为本发明图7中c-c剖视图；图9为本发明行车制动活塞结构示意图；图10为本发明图9中a-a剖视图；图11为本发明从动摩擦片结构示意图。
14.图中附图标记的含义：1-大密封圈；2-阶梯套；3-螺钉；4-小碟簧；5-开口销；6-花键套；7-小卡簧；8-主动摩擦片；9-从动摩擦片；10-壳体；11-行车制动活塞；12-大星形圈挡圈；13-大星形圈；14-小星形圈；15-小星形圈挡圈；16-驻车制动活塞；17-油缸；18-大o型圈挡圈；19-大o型圈；20-大碟簧；21-大卡簧；22-小o型圈；23-小o型圈挡圈；24-垫片；25-外止口；27-小密封圈；28-堵块；29-螺柱；30-安全堵；31-第一油道孔；32-第二油道孔；33-驻车油腔；34-凸台；35-卡簧槽；36-行车油腔；37-槽；38-阶梯孔；39-螺纹孔；40-第一沟槽；41-通孔；42-第三沟槽；43-防转凸台；44-第二沟槽；45-第四沟槽；46-圆形凸台；47-方形凸台。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
16.如图1、图2所示，本实施例公开了一种含自动补偿装置的行驻一体湿式制动器，包括大密封圈1、阶梯套2、螺钉3、小碟簧4、开口销5、花键套6、小卡簧7、主动摩擦片8、从动摩擦片9、壳体10、行车制动活塞11、大星形圈挡圈12、大星形圈13、小星形圈14、小星形圈挡圈15、驻车制动活塞16、油缸17、大o型圈挡圈18、大o型圈19、大碟簧20、大卡簧21、小o型圈22、小o型圈挡圈23、垫片24、小密封圈27、堵块28、螺柱29、安全堵30。
17.结合图4，油缸17内部加工有行车油腔36、驻车油腔33，行车油腔36与驻车油腔33之间有一凸台34，凸台34将油缸分割为左右两油腔，驻车油腔33在凸台34的右侧，行车油腔36在凸台34的左侧；在油缸17外部最左侧有四个均布的槽37。如图3所示，在油缸17侧面有两个凸台，一个为圆形凸台46，一个为方形凸台47，圆形凸台46和方形凸台47在油缸17侧面成90
°
分布。
18.由图1、图2可知，驻车制动活塞16和行车制动活塞11分别安装在驻车油腔33、行车油腔36中；在油缸内部凸台34的右侧面依次安装的零件为驻车制动活塞16、大碟簧20和大卡簧21，其中，驻车制动活塞16右端面与大碟簧20贴合，最外侧大碟簧20的右端面与大卡簧21左端面贴合，大卡簧21安装在油缸17左侧的卡簧槽35内。在油缸内部凸台34的左侧面安装的零件有行车制动活塞11、主动摩擦片8、从动摩擦片9、花键套6和壳体10，行车制动活塞11的右侧端面与油缸内部凸台34的左侧端面贴合；在行车制动活塞11左侧放置摩擦片，多个主动摩擦片8和多个从动摩擦片9交错放置，组成摩擦副；主动摩擦片8带有内齿，花键套6内外均有齿，主动摩擦片8的内齿与花键套6的外齿相啮合；花键套6上开有两个卡簧槽，两卡簧槽内均装有小卡簧7，第一片主动摩擦片8（最里侧）装在两个小卡簧7之间；如图11所示，从动摩擦片9外围有四个防转凸台43，从动摩擦片9的四个防转凸台43装配在油缸外部最左侧的四个槽37内。
19.结合图9和图10所示，行车制动活塞11上有三个均布的通孔41，图6所示的油缸内部台阶面上设有与这三个孔正对应的三个螺纹孔39；图1所示的三个通孔41内均装有开口销5和阶梯套2，阶梯套2横截剖面成t形，中间开有贯穿内孔，如图2所示左侧为台阶端，右侧为小端，其中台阶端的外径大于小端外径，开口销5的左侧与阶梯套2的台阶端右端面贴合，阶梯套2的小端伸入通孔41内，阶梯套2台阶端左侧有一组小碟簧4，阶梯套2台阶端左端面与小碟簧4贴合，最右侧小碟簧4与螺钉3的端面贴合，在螺钉3与螺纹孔39连接处有一垫片24，具体连接过程为：螺钉3依次穿过小碟簧4内孔、阶梯套2内孔、行车制动活塞11上的通孔
41和垫片24内孔，通过端部螺纹与油缸内部凸台34上的螺纹孔39连接，同时也将以上所述各零部件串联起来。
20.如图3、图4所示，在油缸17侧面的方形凸台47上设有第一油道孔31和第二油道孔32，其中两个第一油道孔31通行车油腔36，两个第二油道孔32通驻车油腔33。在油缸17外围的圆形凸台46上加工有带螺纹的阶梯孔38与驻车油腔33相通，图2所示在阶梯孔38内自外向内依次装配有：安全堵30、小密封圈27、螺柱29和堵块28。结合图7和图8，在驻车制动活塞16外围加工有第一沟槽40和第二沟槽44，由图1可知，在第一沟槽内分别安装大o型圈挡圈18、大o型圈19，在第二沟槽44分别安装小o型圈22、小o型圈挡圈23，其中大o型圈挡圈18、小o型圈挡圈23在背压侧；结合图9和图10，在行车制动活塞11外圆加工有第三沟槽42和第四沟槽45，在第三沟槽42内安装有大星型圈挡圈12、大星型圈13，在第四沟槽45内安装有小星形圈14、小星形圈挡圈15，其中大星型圈挡圈12、小星形圈挡圈15在背压侧；油缸左右两侧外止口25的安装槽中安装密封圈1。通过螺栓将油缸与壳体连接起来。
21.本发明的原理是：1.在轮式车辆驱动桥上，安装一种含自动补偿装置的行驻一体湿式制动器，此制动器在液压系统的作用下可承担正常行车制动和驻车制动的工作，在制动器中存在补偿机构，可使摩擦片磨损后制动器的制动力矩和响应时间可保持稳定，并且当驱动桥制动故障时，可以强制解除其制动，让车辆实现行驶。这款多功能制动器的原始安装状态是驻车制动状态，解除驻车制动的加载方式为：制动液通过驻车制动油腔32推动驻车制动活塞16，通过驻车制动活塞16右移来压缩大碟簧20，当驻车制动活塞16向右移动后，驻车制动活塞16与行车制动活塞11脱离，小碟簧4由于弹力的作用会推动阶梯套2
→
推动开口销5
→
推动行车制动活塞11向右移动，从而使行车制动活塞11与摩擦副分离，实现解除驻车制动。行车制动的方式为：制动液通过行车制动油腔31推动行车制动活塞11，通过行车制动活塞11直接压缩摩擦副，通过摩擦副的摩擦来实现减速或者停车的目的。驻车制动的实现方式为：通过大碟簧20释放压缩力的过程推动驻车制动活塞16
→
推动行车制动活塞11
→
行车制动活塞11压紧摩擦副，通过摩擦副的摩擦来实现驻车制动的目的。
22.2. 下面叙述补偿机构的工作原理：为了方便描述，将开口销5与行车制动活塞11之间的摩擦力称作f1，小碟簧4的弹力称做f2，行车制动时制动液推动行车制动活塞11的压力f3，这三个力的关系为： f3＞f1＞f2。在制动器工作的初期（摩擦片尚未磨损时），此时行车制动活塞11的行程l是固定值。其值等于初始状态（驻车制动时）小碟簧4的压缩量f，即l=f。开口销5与行车制动活塞11不会发生相对运动，可以将两者看成一个整体。随着摩擦副的逐渐磨损，在行车制动时，行车制动活塞11的行程l将逐渐增大，由于阶梯套2的限位作用，碟簧的压缩量f是不变的，所以此时行车制动活塞11的行程l将大于碟簧的行程，即l＞f。由于力的关系为f3＞f1，当小碟簧4的压缩量达到极限位置时，开口销4将与行程制动活塞11发生相对运动，用于补偿摩擦片磨损后行车制动活塞11的行程，将发生相对运动的距离称作补偿量x，此时有l=f x。
23.由于整个过程是一个动态变化的过程，当行车时，小碟簧4会推动行车制动活塞11使其回位，此时由于f1＞f2，开口销5与行车制动活塞11之间不会发生相对运动，其补偿量x不会消失，所以当再次进行制动时，行车制动活塞的行程l又是等于碟簧的压缩量f，即l=f。当摩擦片再次磨损时，补偿量x继续增大，随着摩擦片的逐渐磨损，补偿量x逐渐增大，而活
塞行程是一直与碟簧的压缩量相同且保持不变。
24.3.在油缸17外围有两圆形凸台46，圆形凸台46上加工有带螺纹的阶梯孔38与驻车油腔33相通，在阶梯孔38内自外向内依次装配有：安全堵30、小密封圈27、螺柱29和堵块28。螺柱29是通过螺纹旋入孔内。在车辆制动正常时，通过计算来控制螺柱29的旋入长度从而控制堵块28与驻车制动活塞16不接触。当车辆制动异常需要强制解除驻车制动时，需要将安全堵30拿掉，通过将螺柱29旋入更深来将堵块28向下顶从而强行将驻车制动活塞16顶开，完成强制解除驻车制动的过程。
25.本发明的装配简述：油缸17内部加工有行车油腔36、驻车油腔33，在油缸内部凸台34的右侧面驻车油腔内依次安装的零件为驻车制动活塞16、大碟簧20和大卡簧21，驻车制动活塞16右端面与一对对合的大碟簧20贴合，最外侧用大卡簧21挡住，大卡簧21安装油缸17左侧的卡簧槽35内。在油缸内部凸台34的左面的行车油腔36内安装有行车制动活塞11，行车制动活塞11的右侧端面与油缸内部凸台34的左侧端面贴合；在行车制动活塞11左侧放置摩擦副（多个主动摩擦片8和多个从动摩擦片9交错放置）；主动摩擦片8的内齿与花键套6的外齿相啮合；从动摩擦片9的四个防转凸台43装配在油缸外部最左侧的四个槽37内；摩擦副左侧是壳体10，通过螺栓与油缸17连接起来。在行车制动活塞三个通孔41内均装有一开口销5，开口销5的左侧与一阶梯套2的台阶面贴合，阶梯套2的小端伸入通孔41内，阶梯套2左侧有一组小碟簧4，阶梯套2左端面与小碟簧4贴合，最右侧小碟簧4与螺钉3的端面贴合，在螺钉3与螺纹孔39连接处有一垫片24，螺钉3是依次穿过小碟簧4内孔、阶梯套2内孔、行车制动活塞11上的通孔41和垫片24内孔后通过端部螺纹与油缸内部凸台34上的螺纹孔39连接，同时也将以上所述件串联起来。在油缸17外围两圆形凸台46的阶梯孔内自外向内依次装配有：安全堵30、小密封圈27、螺柱29和堵块28；在驻车制动活塞16外围加工有第一沟槽40和第二44，在第一沟槽内分别安装大o型圈挡圈18、大o型圈19，在第二沟槽44分别安装小o型圈22、小o型圈挡圈23，其中大o型圈挡圈18、小o型圈挡圈23在背压侧；结合图9和图10，在行车制动活塞11外圆加工有第三沟槽42和第四沟槽45，在第三沟槽42内安装有大星型圈挡圈12、大星型圈13，在第四沟槽45内安装有小星形圈14、小星形圈挡圈15，其中大星型圈挡圈12、小星形圈挡圈15在背压侧；油缸左右两侧外止口的密封圈安装槽中安装密封圈1。
26.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。