一种磁场原理提高制动刹车性能的方法与流程

1.本发明涉及高速运行中的通用机电设备，通过本制动刹车方法快速安全地使运行中的设备快速减速直至停止：如飞机降落到地面跑道对轮胎的制动刹车，飞驰中的铁路机车紧急状态对机车车轮的制动刹车，上下高速运行中的高层电梯对揽绳电机的制动刹车，公路上快速奔驰的各类机动车辆、电动车辆对刹车盘（或者刹车毂）的制动刹车等及其它运行中需要制动刹车的通用机电设备；由于涉及制动刹车领域太过于广泛，本技术仅针对机动车辆在制动刹车领域应用进行介绍，其它领域应用到本技术，应酌情参考并经本申请人同意方可使用。


背景技术：

2.根据专利申请公布号cn109505902a文件所述及附图，其技术成熟度不可靠性，主要表现在如下：
①
机动车辆在制动刹车时其刹车片与刹车盘（或者刹车毂）摩擦产生的温度一般情况都达到200℃以上，其选择的磁片为钕铁硼（临界温度80℃～200℃）材质，无法保证在200℃高温情况长期使用维持磁片的磁性；另外摩擦片材料选择不明确，无法知道刹车片的长期耐磨性；
②
附图中的磁片安装在已穿孔的摩擦片上距离摩擦面太近，摩擦片磨损后磁片直接与刹车盘（或者刹车毂）接触产生摩擦，其结果是保护磁片（钕铁硼）的电镀层被破坏后产生与空气氧化和腐蚀很快失掉磁性；
③
附图中的磁片在刹车片背板方向超出没有安装消音片，一个没有消音片的刹车片在机动车辆制动刹车时会产生噪音。
3.根据专利申请公布号cn109505902a文件所述，其仅利用一小磁片的磁场吸引力对刹车盘（或者刹车毂）的吸力来提高刹车制动力的方式，是否能有效提升整车原制动刹车性能的论述含糊不清，没有说服力。
4.针对上述文件整体的分析及对磁场原理的深入研究后，通过理论与实浅相结合地实验，对其结构、材料及其规格形状选择进行重大改进，做出了真正适宜磁场原理提高制动刹车的刹车片样品用在自己车辆上使用，现已长达将近半年试用过程中，制动刹车效果一直正常。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种新的、低成本的磁场原理提高制动刹车的方法，用于改进传统刹车片的制造，使用此方法制造出来的刹车片可直接安装在相应的车辆上不需要更改原车辆任何配置和参数（如：abs）,就可达到比原车辆好的制动刹车性能。
6.为实现上述目的，本发明的一种磁场原理提高制动刹车性能的方法在机动车辆上应用特征有两种（盘刹和毂刹），其结构、材料、材料规格形状分别如下：㈠结构：
①
盘刹车片包括：背板1、摩擦材料2、磁性体3（注：可以圆柱体，也可以方柱体）、消音片4；
②
毂刹车片包括：铁衬板1、摩擦材料2、多个磁性片3；㈡材料：
①
盘刹车片和毂刹车片的摩擦材料统一选择导磁性好的铁质半金属材料（或者铁质低金属材料）；
②
磁性体和磁性片也统一选择耐高温、不需要电镀的钐钴高温磁铁（临界温度达350℃～550℃）；㈢材料规格形状：
①
磁性体（盘刹车片用）小头根据背板中孔形状（可以方孔）大小确定，大头尺寸边线距离两边摩擦材料压制成型加强孔边不小于3
㎜
，形状随小头确定，厚度控制在旧刹车片摩擦材料磨损还剩余3～6
㎜
需更换新刹车片时最适宜，确保盘刹车片制动有足够厚的摩擦材料；
②
磁性片（毂刹车片用）形状（可以圆形和方形）、数量，需根据安装在铁衬板上的摩擦材料宽度和弧长尽可能多安装确定，厚度控制在4～7
㎜
，确保毂刹车片制动有足够厚的摩擦材料。
7.本发明的一种磁场原理提高制动刹车性能的方法制造出来的刹车片具有以下优点：
①
结构简单紧凑、材料成本低，仅仅是在背板（或者铁衬板）和摩擦材料之间增加小块的磁性体（或者磁性片）；
②
制造过程简单、费用低，与传统制造刹车片工艺基本相同；
③
适应性广、用途广，此方法做出的刹车片可适应所有的机动车辆；
④
利用此方法制造出来的刹车片可直接安装在相应的车辆上不需要更改原车辆任何配置和参数（如：abs）,就可达到比原车辆好的制动刹车性能。
附图说明
8.图1是本发明的一种磁场原理提高制动刹车性能的方法应用于盘刹车片的结构简图。
9.图2是本发明的一种磁场原理提高制动刹车性能的方法应用于毂刹车片的结构简图。
10.图3是已应用于毂刹车片上增加螺钉加强摩擦材料与铁衬板连接的结构简图。
11.图4是已应用于盘刹车片上在安装于车辆时注意配对的刹车片磁性取向一致的结构简图。
12.图5是已应用于毂刹车片上在安装于车辆时注意配对的刹车片磁性对刹车毂面取向一致的结构简图。
具体实施方式
13.摩擦产生大量的热量，实质是一种能量转化为另一种能量的形式，即由机械动能转化为热能，制动刹车就是通过摩擦的形式将车辆行驶的动能转化为热能排入空气中；能量不会自然产生，也不会自然消失；只能从一种形式转化为另外形式，或者从一个物体转移
到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
14.一部成熟的机动车辆，其制动刹车系统的最大制动力已经恒定，要想提高制动刹车效果现有的条件就是选择摩擦材料好、摩擦系数更大的刹车片；然而好的、摩擦系数大的刹车片价格却是原配刹车片好几倍以上，普通机动车辆不一定买得了，因为这种好的刹车片都是专配一些高级机动车辆的多；那么还有什么方式在不改变机动车辆制动刹车系统、配置、参数及投入成本不多的情况下来提高制动刹车性能呢；一种磁场原理提高制动刹车性能的方法，可很好满足刚刚提出要求。
15.物体之间摩擦会产生热、电、磁；铁质物体摩擦也会，但由于铁质物体导电性能好，其产生的电很快就自己内部中和转化为热，摩擦由动能转化为热，所以铁质物体摩擦主要形式是产生热；铁质物体是由大量的铁原子组成，原子内部存在着一种环形电流，电流的周围存在着磁场，每一个原子相当于一个小磁针，一个个小磁针杂乱无章地排列，对外不显磁性，当铁质物体快速摩擦后，即产生热量促使分子热运动加快，如果在其附近放一小块磁铁，这些由铁原子组成的一个个小磁针就会在磁铁磁场作用下按磁场方向取向而磁化产生磁性。
16.根据以上磁场原理分析总结，我在盘刹车片（或者毂刹车片）的背板（铁衬板）与摩擦材料之间内部仅增加很小的钐钴高温磁铁，当摩擦材料（铁质半金属或者低金属）与铁质刹车盘（或者刹车毂）产生高速摩擦后，两个物体的分子热运动加快，促使双方内部铁原子的一个个小磁针就会按已经放于刹车片内部磁铁磁场方向取向快速产生极强瞬时磁性，从而使正常制动刹车的刹车片与刹车盘（或者刹车毂）多增加了瞬时强磁吸力促使摩擦力比原制动刹车系统性能增强，这时车辆整体制动刹车效果也比原来明显提高，即车辆速度越快，其摩擦产生的制动刹车效果越明显；当车辆减速直至停止过程中，制动刹车摩擦力逐步消失，两个物体的分子热运动随之降低消失后，因摩擦材料（铁质半金属或者低金属）和刹车盘（或者刹车毂）温度还很高，双方内部原已取向的磁性因高温和振动退磁又回到杂乱无章地排列、对外不显磁性，即车辆在低速或零速时，摩擦力产生的制动刹车效果仅表现出原车辆系统设置的制动刹车性能（磁场效应不参与制动）。