一种制动钳的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种制动钳，包括支架和制动块，支架与制动块之间滑动配合连接，通过液压控制来驱动制动块与制动盘接触，以车辆前进方向时车轮的转向为正转向，支架与制动块的滑动配合面包括前、后侧向滑动面，前、后侧向滑动面相互平行，且车轮正转向时的制动盘的运动方向与前侧向滑动面之间的夹角小于90°。本实用新型将支架与制动块之间的接触面设置成了斜面，并没有增加任何其他零部件，也没有额外增加液压缸的数量、制动钳的刚性、制动钳的需液量等，就能有效地减小制动块的偏磨程度，还具有结构简单、加工成本低的优点。
【专利说明】一种制动钳
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆制动器【技术领域】，特别涉及一种制动钳。
【背景技术】
[0002]制动钳是汽车盘式制动器的重要组成部件，其功能是将输入液压转换成夹紧力，使制动块和制动盘产生夹紧力，随后产生摩擦制动力矩。制动块是制动钳中与制动盘摩擦的部件，由于制动块受力的影响，使用一段时间后制动块会在摩擦力方向上发生偏磨，如图1所示。
[0003]制动块偏磨产生的原因:制动块的受力图如图1所示，Fqr = Fqc, Fzf = Fpf,由于Fpf和Fzf不在一条直线上，形成力矩Ml = Fzf*B ;而制动块所受的反力矩M2必须与Ml相等，且方向相反才能使制动块维持平衡，使制动块制动时保持静止。由于Fqr与Fqc共同作用对O点的力矩为0，所以M2只能由Fpr和Fpc产生。而Fpr和Fpc对O点的力矩为:FprXL/2-FpcXL/2 = M2 = M1，得到:Fpr_Fpc = 2*M2/L ;Fpr_Fpc 反应力制动块与制动盘压力分布的不均匀程度；该值越大制动块偏磨也越大，制动块偏磨越大越容易发生制动抖动、制动器拖滞、需液量增加、制动噪音等问题，影响整车的制动性能。
[0004]目前，通过两种途径来减少制动块的偏磨量，一是将双缸或多缸制动钳的设置成不同的活塞直径，二是将制动钳的活塞偏置，简单分析如下:
[0005]以双缸制动钳为例，制动块受力图如图3所示，Fqr和Fqc两个活塞对制动块的作用力，Fqc对应的活塞直径大，Fqc>Fqr，Fqc和Fqr对O点的力矩不再为0，令该值为Mt，方向与M2相同，(M2为制动盘对制动块的作用支反力Fpr和Fpc形成的力矩)。因为制动块受到的合力矩为零，所以:Mt+M2 = Ml,即M2 = M1-M，通过合理选择不同的活塞直径，使得M2〈Ml，所以Fpr- Fpc = 2*M2/L相对活塞直径相同的情况该值减小了，原因是引入了 Mt平衡了一部分M1，即制动盘与制动块的压力不均衡程度减小，制动块偏磨量也随之减小。但是，双缸或多缸制动钳活塞直径不同，增加了制动钳总成的零件种类，只适用于多活塞的情况，其钳体的加工、检验成本较高。
[0006]当将制动钳的活塞偏置时，即制动钳或活塞对制动块的作用力偏置时，如图4所示，Fqr和Fqc将产生力矩Mt，Mt抵消了一部分Ml力矩值，一定程度上减小了制动盘与制动块压力分布的不均匀性，减小了制动块的偏磨量。但是，可设置的偏置距离有限，不能最大程度的减小制动块的偏磨问题，且对制动钳总成的设计水平要求高。
[0007]除此之外，由于大多数制动钳总成没有专门的减小制动块偏磨装置，而是通过将活塞回位量加大或者是提高制动钳的刚性来防止拖磨等不利影响，此种方式会增加制动钳的需液量和重量，进而增加制动踏板的行程。
实用新型内容
[0008]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种结构简单、成本低、减小偏磨效果好的制动钳。
[0009]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0010]一种制动钳，包括支架和制动块，所述支架与制动块之间滑动配合连接，通过液压控制来驱动所述制动块与制动盘接触，以车辆前进方向时车轮的转向为正转向，所述支架与所述制动块的滑动配合面包括前、后侧向滑动面，所述前、后侧向滑动面相互平行，且所述车轮正转向时的所述制动盘的运动方向与所述前侧向滑动面之间的夹角小于90°。
[0011]进一步的，所述制动块包括外衬板和摩擦块，所述外衬板与摩擦块固定安装在一起；所述外衬板的长度尺寸大于摩擦块的长度尺寸，且支架与外衬板滑动配合连接，所述支架与所述外衬板的滑动配合面包括所述前、后侧向滑动面，所述前、后侧向滑动面相互平行，且所述车轮正转向时的所述制动盘的运动方向与所述前侧向滑动面之间的夹角小于90。。
[0012]进一步的，所述支架上设有凹槽，所述外衬板上设有与所述凹槽滑动配合连接的凸轨，所述凹槽的内底面与所述凸轨的外端面之间的滑动配合面为所述前、后侧向滑动面。
[0013]或，所述支架上设有凸轨，所述外衬板上设有与所述凸轨滑动配合连接的凹槽，所述凸轨的外端面与所述凹槽的内底面之间的滑动配合面为所述前、后侧向滑动面。
[0014]进一步的，所述外衬板与所述摩擦块为一体结构，或所述外衬板与所述摩擦块为粘结连接，或所述外衬板与所述摩擦块为螺栓连接，或所述摩擦块嵌套在所述外衬板上。
[0015]进一步的，所述制动块可由单缸、双缸或多缸驱动。
[0016]相对于现有技术，本实用新型所述的制动钳所具有的优势:将支架与制动块的滑动接触面设置成斜面，可以使支架对制动块的支反力不仅产生能与制动摩擦力方向相反的作用分力，此作用分力与摩擦力相对于制动块的质心所产生的力矩方向相同；还能产生与摩擦作用力方向垂直的作用分力，此作用分力与摩擦力相对于制动块质心所产生的力矩方向相反，即此分力抵消了一部分由摩擦力相对于制动块质心所产生的摩擦力矩，从而减小了制动盘对制动块不同作用点所产生支反力之差，在车轮制动过程中，使制动盘对制动块不同作用点的支反力均匀化程度提高，即保证制动盘与制动块之间的接触面的摩擦力的均匀化，从而减轻、消除制动块的偏磨现象；本实用新型将支架与制动块之间的接触面设置成了斜面，并没有增加任何其他零部件，也没有额外增加液压缸的数量、制动钳的刚性、制动钳的需液量等，就能有效地减小制动块的偏磨程度，还具有结构简单、加工成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1为偏磨的制动块形状示意图；
[0019]图2为单缸制动钳的制动块工作时制动块的受力示意图；
[0020]图3为现有技术中不同直径的双缸制动钳工作时制动块的受力示意图；
[0021]图4为现有技术中活塞偏置的制动钳工作时制动块的受力示意图；
[0022]图5为本实用新型实施例所述的制动钥'工作时制动块的受力不意图；
[0023]图6为本实用新型实施例所述的制动钳的立体结构示意图；
[0024]图7为图6中本实用新型实施例所述的制动钳的P-P剖面立体结构示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]1-制动块，2-制动盘，3-支架，4-前侧向滑动面，5-后侧向滑动面；
[0027]11-摩擦块，12-外衬板；
[0028]Q:制动盘的运动方向；
[0029]O:制动块的质心；
[0030]X，y:分别为以O点为原点的基准轴；
[0031]Fqr、Fqc:为钳体/活塞对制动块的压紧力；
[0032]Fpr、Fpc:为制动盘对制动块的作用力；
[0033]Fpf:为制动盘对制动块的摩擦力；
[0034]Fzf:支架对制动块反力；
[0035]L:为钳体/活塞作用于制动块上的两个作用点之间的距离；
[0036]A:为活塞相对于制动块的偏心距离；
[0037]B:为支架对制动块的支反力作用点到制动盘摩擦面之间的距离；
[0038]C:为支架支反力作用点竖直方向上的分力到制动块质心之间的距离；
[0039]B:为前侧向滑动面与制动盘的垂直线所生成的夹角。
【具体实施方式】
[0040]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0041]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0042]一种制动钳，包括支架3和制动块I，支架3与制动块I之间滑动配合连接，通过液压控制来驱动制动块与制动盘接触，以车辆前进方向时车轮的转向为正转向，支架3与制动块I的滑动配合面包括前、后侧向滑动面，前、后侧向滑动面相互平行，且车轮正转向时的制动盘2的运动方向与前侧向滑动面4之间的夹角小于90°，如图5所示。
[0043]将支架与制动块的滑动接触面设置成斜面，如图5所示，可以使支架3对制动块I的支反力不仅产生能与制动摩擦力方向相反的作用分力，此作用分力与摩擦力相对于制动块I的质心所产生的力矩方向相同；还能产生与摩擦作用力方向垂直的作用分力，此作用分力与摩擦力相对于制动块质心所产生的力矩方向相反，即此分力抵消了一部分由摩擦力相对于制动块质心所产生的摩擦力矩，从而减小了制动盘2对制动块I的不同作用点所产生支反力之差，在车轮制动过程中，使制动盘2对制动块I不同作用点的支反力均匀化程度提高，即保证制动盘2与制动块I之间的接触面的摩擦力的均匀化，从而减轻、消除制动块的偏磨现象；本实用新型将支架3与制动块I之间的接触面设置成了斜面，并没有增加任何其他零部件，也没有额外增加液压缸的数量、制动钳的刚性、制动钳的需液量等，就能有效地减小制动块的偏磨程度，还具有结构简单、加工成本低的优点。
[0044]作为最佳实施例，本实施例的制动块I包括外衬板12和摩擦块11，如图6和图7所示，外衬板12与摩擦块11固定安装在一起；外衬板12的长度尺寸大于摩擦块11的长度尺寸，且支架3与外衬板12滑动配合连接，支架3与外衬板12的滑动配合面包括前、后侧向滑动面，前、后侧向滑动面相互平行，且车轮正转向时的制动盘的运动方向与前侧向滑动面5之间的夹角小于90°。
[0045]本实施例中，支架3上设有凹槽，外衬板12上设有与凹槽滑动配合连接的凸轨，如图6和图7所示，凹槽的内底面与凸轨的外端面之间的滑动配合面为前、后侧向滑动面。除了此种结构方式，也可以将支架3上设有凸轨，外衬板上设有与凸轨滑动配合连接的凹槽(图中未示出)，凸轨的外端面与凹槽的内底面之间的滑动配合面为前、后侧向滑动面。此种结构设置具有结构简单，容易加工，成本低的优点。
[0046]本实施例中的外衬板12与摩擦块11为一体结构。当然，外衬板12与摩擦块11之间还可以通过螺栓连接在一起，或是粘结在一起，或直接将摩擦块11嵌套在外衬板12上。将外衬板12和摩擦块11设置成一体结构，能保证其刚性、稳定性、及受力均匀性；通过螺栓等紧固件将外衬板12和摩擦块11连接在一起，其拆装容易，便于维修；将摩擦块11嵌套在外衬板11上，其优点介于前述两种连接方式之间。
[0047]本实施例中，制动块I可通过单缸、双缸或多缸驱动，具有适应性强的优点。
[0048]作为最佳实施例，其作用原理为:本实用新型的方案是将支架与制动块的接触面改为斜面，这样能产生垂直分力。通过垂直分力产生的力矩Mt，来抵消一部分力矩M1，达到减小制动盘和制动块之间的压力分布不均匀性，最终减小制动块的偏磨，如图5所示。Fqr=Fqc, Fzf = Fpf，Ml = Fzf*B ；Fqr = Fqc，所以两者对O点的力矩为0，M2只能由Fpr和Fpc 产生，而 Fpr 和 Fpc 对 O 点的力矩为:Fpr X L/2-Fpc X L/2 = M2 = M1，得出:Fpr_Fpc =2*M2/L。将制动块I与支架3的接触面设计成斜面后，支架3对制动块I作用力为:Fzf水平分力和Fzx垂直分力。垂直分力Fzx到制动块中心的距离为C，形成力矩Mt = Fzx X C，该力矩的方向与M2力矩方向相同。因为制动块受的合力矩为零，所以:Mt+M2 = Ml,即M2=Ml-Mto通过设计合适的角度b，使得M2〈M1，即Fpr-Fpc = 2*M2/L的值变小了，则制动盘2与制动块I的压力不均衡程度减小，从而制动块I偏磨量也随之减小。
[0049]综上所述，本实用新型通过将支架3与制动块I的接触面设置成斜面，就会自动引入了垂直分力Fzx，而Fzx产生到制动块中心的力矩Mt就会t抵消一部分Ml力矩值，以减小制动盘2对制动块I压力分布的不均匀性，从而减小了制动块的偏磨量。
[0050]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种制动钳，包括支架和制动块，所述支架与制动块之间滑动配合连接，通过液压控制来驱动所述制动块与制动盘接触，其特征在于，以车辆前进方向时车轮的转向为正转向，所述支架与所述制动块的滑动配合面包括前、后侧向滑动面，所述前、后侧向滑动面相互平行，且所述车轮正转向时的所述制动盘的运动方向与所述前侧向滑动面之间的夹角小于90。。
2.根据权利要求1所述的制动钳，其特征在于，所述制动块包括外衬板和摩擦块，所述外衬板与摩擦块固定在一起；所述外衬板的长度尺寸大于摩擦块的长度尺寸，且支架与外衬板滑动配合连接，所述支架与所述外衬板的滑动配合面包括所述前、后侧向滑动面，所述前、后侧向滑动面相互平行，且所述车轮正转向时的所述制动盘的运动方向与所述前侧向滑动面之间的夹角小于90°。
3.根据权利要求2所述的制动钳，其特征在于，所述支架上设有凹槽，所述外衬板上设有与所述凹槽滑动配合连接的凸轨，所述凹槽的内底面与所述凸轨的外端面之间的滑动配合面为所述前、后侧向滑动面。
4.根据权利要求2所述的制动钳，其特征在于，所述支架上设有凸轨，所述外衬板上设有与所述凸轨滑动配合连接的凹槽，所述凸轨的外端面与所述凹槽的内底面之间的滑动配合面为所述前、后侧向滑动面。
5.根据权利要求3或4所述的制动钳，其特征在于，所述外衬板与所述摩擦块为一体结构，或所述外衬板与所述摩擦块为粘结连接，或所述外衬板与所述摩擦块为螺栓连接，或所述摩擦块嵌套在所述外衬板上。
6.根据权利要求5所述的制动钳，其特征在于，所述制动块可由单缸、双缸或多缸驱动。
【文档编号】F16D65/092GK204200914SQ201420495722
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】季大民, 杨乐肖 申请人:长城汽车股份有限公司