Барабанно-колодочный тормоз Советский патент 1985 года по МПК F16D65/813 

f Изобретение относится к области машиностроения, в частности к автомобильной промьшшенности, и может быть использовано в охлаждаемых барабанно-колодочных тормозах. Известен охлаждаемый барабанноколодочный тормоз, в котором зоной испарения является полость тормозной колодки, а зона конденсации тепловой трубы выполнена в виде ступенчато изогнутой трубки Cl 3. Однако конструкция данного тормо за достаточно сложна как по устройству, так и по выводу тормозной колодки на рабочий режим. Это, а также наличие в системе стыков и циркуляционных контуров охлаждающег агента, уменьшает ее надежность в целом. Кроме Того, в системе тормоз ная колодка соединена трубопроводом с тепловой трубой, который .обычно небольшого поперечного сечения, ока зывает сопротивление циркулирующему ;охлаждающему агенту, что снижает :интенсивность теплообмена и эффекти ность охлаждения тормоза. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому эффекту является барабанно-коло.дочный тормоз с тормозной колодкой, в которой применено вьшуклое ребро из теплопроводного материала, установленного во фрикционной накладке по диагонали на одном е ней уровне и жестко закрепленного на прямоугол ной полке Т-образного основания колодки. Тепло, образованное в межконтактном рабочем зазоре между вра щакяцимся цилиндрическим барабаном и фрикционной колодкой, передается внутрь основания по теплопроводному ребру увеличенной площадью (располсжен по диагонали). Внутри основания колодки по всей ее лвдине между его Т-образной полкой и фрикционной накладкой вьшолнен зазор, герметичн закрытый с двух длинных сторон основания и сообщающийся в последнем с охлаждающей рабочей средой, которая, омьгоай теплопроводное ребро .и йнутреннкж) поверхность фрйкционных накладок, отбирает от последних тепло, вьщеляемое в процессе торможения, и охлаждает их. Кроме этого, охлаждающая рабочая среда через технологические зазоры между сквозными отверстиями во фрикционной накладке под теплопроводное ребро и равномерно распределенные по всей 8 ее площади крепежные отверстия попадает в рабочий зазор тормоза, где непосредственно отбирает тепло от взаимодействующих друг с другом поверхностей и уносит его. Равномерно истекая по всей площади фрикционных накладок, охлаждающая среда вытесняет из рабочего зазора тормоза воздух и создает в давление, под которым она подводится С21, Недостатком известного устройства является небольщая эффективность охлаждения, так как последнее выполнено .преимув ественно по типу естественного охлаждения с малоэффективным отбором тепла и Небольшой площадью его отбора. Кроме этого, в процессе торможения охлаждающая среда под воздействием температуры всего тормозного узла может сама нагреваться. Таким образом, в конце процесса торможения тепло от теплопроводного ребра, от фрикционных поверхностей накладок и т.д. отбирается с повьЕиенной по отношению к первоначальной темперач-урой, что приводит к снижению эффективности охлаждения тормоза. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения. Поставленная цель достигается тем, что барабанно-колодочный тормоз, содержащий подвижный в окружном направлении цилиндрический барабан и шарнирно установленные внутри него с рабочим межконтактным зазором относительно цилиндрической поверхности барабана тормозные колодки с жестко закрепленными на прямоугольных полках каждой из Т-образных оснований теплопроводным ребром, расположённым по диагонали прямоугольной полки, и фрикционной накладкой, причем последняя закреплена .на полках крепежными элементами, в ней выполнены равномерно .расположенные по всей площади сквозные отверстия под крепеж и сквозное отверстие под теплопроводное ребро основания, фрикционная накладка установлена на полке основания колодки с зазором под охлаждающую рабочую среду в виде щели, расположенной по всей длине полки, закрытой с двух сторон и сообщающейся с рабочим межконтактным зазором при помощи сквозных отверстий под крепеж и под теплопроводное ребро, а рабочие поверхности теплопроводных ребер и фрикционньк накладок выполнены выпуклыми под цилиндрическую поверхность барабана и установлены на одном уровне, снаб жен охлаждаюпщм устройством в виде Тепловой трубы с пористым наполните лем и с противолежащим одна относительно другой зонами испарения и ко денсации, расположенной в герметичной, разъемной камере, выполненной в ребре жесткости Т-образного основания колодки, причем внешняя поверхность камеры вьтолнена оребренной, пористьй наполнитель образован отдельными секторами из пористого материала со сквозными отверстиями в средней их части, при этом секторы размещены у внутренних стенок камеры по всей ее длине, зона испарения тепловой трубы расположена у теплопроводного ребра основания колодок и сообщена с зоной конденса ции через сквозные отверстия и поры пористого наполнителя, а щель под охлаждающую среду закрыта с двух торцовых сторон полки основания колодки с образованием герметичной плоской распределительной полости. На фиг.1 представлен барабанноколодочный тормоз, продольньй разре на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Барабанно-колодочный тормоз содержит -две тормозные колодки- 1, шарнирно установленные внутри цилиндрического барабана 2. Тормозные колодки 1 под действием привода (не показан), воздействующего на не закрепленные концы колодок, фрикционно взаимодействуют с цилиндрической поверхностью барабана 2. В выключенном тормозе тормозные колодки 1.установлены по отношению к барабану 2 с рабочим зазором, образую щим межконтактное пространство. Тор мозная колодка вьтолнена в виде жестко связанных друг с другом Тобразного основания 3 колодки и фрикционных накладок 4. Между последними вьтолнен зазор, (не показан) герметично закрытый со всех ст рон, в виде щелевой плоской распределительной полости, размещенной по всей длине прямоугольной полки Тобразного основания и сообщающейся с рабочим межконтактным зазором и с подводящей магистралью охлаждающе рабочей среды. Последняя может быть выбрана, например, в виде безвредного для работы раствора аммиака. в виде углекислой смеси двигателя внутреннего сгорания и т.д. Сквозные отверстия под охлаждающую среду во фрикционной накладке могут быть специальными, В этом случае для равномерного распределения смеси они обычно выполняются под углом друг к другу и размещаются в шахматном порядке один по отношению к другому. К полкам основания 3 тормозной колодки 1 прикреплены фрикционные накладки 4, например, с помощью равномерно размещенных крепежных элементов по всей площади накладкизаклепок 5, установленных в сквозных отверстиях под них. Выпуклое теплопроводное ребро 6 простирается по диагонали прямоугольной полки осно-г вания 3 тормозной колодки t и установлено в сквозном отверстии накладки, выполненным под него. При эте ребро располагают заподлицо с рабочей поверхностью фрикционных накладок А. Ребро жесткости Т-образного основа- . ния выполнено из двух ребер 7 с тор- цоньми (не показаны) и радиальной разъемной поверхностями 8, которые через прокладки 9 посредствсж, например, крепежных элементов-болтов 10 крепятся крьпикой 11, в. результате чего образуется герметичная полость камеры 12. Наружные поверхности ребер 7 имеют оребрение, крайние точки которого не выходят за торцовые поверхности полки основания 3 тормозной -колодки 1 и ФРИКЦИОННОЙ накладки 4. Такая развитая поверхность рёбер 7 интенсифицирует рассеивание тепла от тормозной колодки 1. Вн:тренние поверхности ребер 7 имеют выступы 13, на которые устанавливаются пористые вставки 14, сверху прижимаемые выпуклой рамкой 15, Тормозная колодка 1 изготавливается, например, литьем, в кокиль или в песчаные формы. Материалом тормозной колодки являетсяj например , алюминий, имеющий высокий коэффициент теплопроводности. Камера 12 является камерой тепловой трубы, содержащей циркуляционный контур с зонами испарения 16 и конденсации 17. Зона 16 испарения примыкает к аккумулятору 18 тепла, т.е. к нерабочей поверхности основания 3 тормозной колодки 1, которая жестко связана с теплопроводным ребром 6.-Остальная поверхность теплоВОЙ трубы является зоной 17 конденсации. Циркуляционньй контур включает также пористую вставку 14, выполненную, например, из медного порошка методом спекания, имеющего сквозные отверстия 19 для быстрого попадания хладагента из зоны 17 1 онденса1щи в зону 16 испарения тепловой трубы и наоборот. Пористые вставки 14 выполнены в виде прямоугольных секторов, размещенных у вн тренних стенок камеры 12 равномерно по всей ее длине. Пористая вставка 14 выполняет также функции емкости для хранения хладагента тепловой трубы, заливка которого производится до уровня ее частичного занурива ния через пробку 20. Оставшийся объ ем тепловой трубы вакуумируется, а затем герметизируется. Барабанно-колодочньш тормоз работает следующим образом. При взаимодействии фрикционных накладок 4 и выпуклого теплопроврдного ребра 6 с внутренней поверхностью цилиндрического обода тормоз ного барабана 2 на их поверхностях генерируется тепло. Вследствие разных по величине коэффициентов тепло проводности материала фрикционных накладок 4 и выпуклого теплопроводного ребра 6 большая часть тепла поглощается последним. Остальное тепло поглощается охлаждающей рабочей средой, равноме но выходящей в рабочий зазор между барабаном и фрикционной накладкой 4 из щелеобразной распределительной камеры. При этом смесь имеет постоянную температуру, так как перед по паданием в зазор она по всей длине сообщается с прямоугольной полкой основания 3, охлажденной тепловой трубой. Кроме того, имея в своем составе азот и попадая в рабочий зазор под давлением, рабочая смесь способствует параллельно улучшению охлаждения взаимодействующих между собой поверхностей и повьшхению изно состойкости фрикционного материала фрикционной накладки 4. Тепло, которое транспортируется по теплопроводному ребру 6 попадает на рабочую поверхность аккумулятора 18 тепла. Небольиая часть тепла идет на нагрев корпуса камеры 12. Однако так как ребра 7 оребрены, то последние быстро остывают, выравнивая общую температуру тормозной колодки 1. В результате разрядки аккумулятора. 18 в зоне 16 испарения хладагент, забирая тепло, превращается в пар и подымается через отверстия 19 пористой вставки 1.4 в зону 17 конденсации, а также заполняет свободные поры вставки 14, где конденсируется. Аналогичный процесс имеет место также на внутренней поверхности крышки 11. В результате чего сконденсировавшийся охлаждающий агент заполняет все ячейки пористой вставки 14, суммарная боковая площадь поверхности которых составляет дополнительную поверхность конденсации пара. Затем охлаждающий агент . снова попадает на поверхность аккумулятора 18 тепла и циклы в дальнейшем повторяются. Использование предлагаемого изобретения по сравнению с базовым объектом - тормозом автомобилей ЛИАЗ с принудительным воздушным охлаждением, позволит повысить эффективность охлаждения, так как последнее осуществляется за счет использования двух типов охлаждений - за счет подвода охлаждающей среды в рабочую зону (причем подвод может быть выполнен естественным путем, как в известном устройстве и принудительным) и за счет использования охлаждающих эффектов классической тепловой трубы. Это позволит повысить эффективность охлаждения на 5-7% со снижением поверхностной температуры пар трения на 8-10%. Кроме того, использование предлагаемого изобретения позволит повысить долговечность барабана на 4-5%, фрикционных накладок на 10%, снизить трудоемкость замены фрикционных накладок на 15%, получить экономический эффект в размере 150-200 тыс.руб.в год.

БАРАБАННО-КОЛОДОЧНЫЙ ТОРМОЗ, содержащий подвижный в окружном направлении цилиндрический барабан и шарнирно установленные внутри него с рабочим межконтактным зазором относительно цилиндрической поверхности барабана тормозные колодки с жестко закрепленным на прямоугольных полках каждой из Т-образных оснований теплопроводным ребром, расположенным по диагонали прямоугольной полки, и фрикционной накладкой, причем последняя закреплена на полках крепежными элементами, в ней выполнены равномерно расположенные по всей площади сквозные отверстия под крепеж и сквозное отверстие под теплопроводное ребро основания , фрикционная накладка установлена на полке основания колодки с зазором под охлаждающую рабочую среду в виде П1ели, расположенной по всей длине попки, закрытой с двух сторон и сообщающейся с рабочим межко15тактным зазором при помощи сквозных-отверстий под крепеж и под теплопроводное ребро, а рабочие поверхности теплопроводных ребер и фрикционных накладок выполнены вьшуклыми под цилиндрическую поверхность барабана и установлены на одном уровне, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, оно снабжено охлаждающим устройством в виде тепловой трубы с пористым наполнителем и с противолежащими одна относительно другой зонами испа-. рения и конденсации, расположенной в герметичной, разъемной камере, (Л выполненной в ребре жесткости Т-образного основания колодки, причем внешняя поверхность камеры выполнена оребренной, пористый наполнитегь образован отдельными секторами из пористого материала со сквозными отверстиями в средней их части, 4 при этом секторы размещены у внусо со тренних стенок камеры по всей ее дпине, зона испарения тепловой труо сх бы расположена у теплопроводного ребра основания колодок и сообщена с зоной конденсации через сквозные отверстия и поры пористого наполлителя, а щель под охлаждающую среду закрыта с двух торцовых сторон полки основания колодки с образованием герметичной плоской распределительной полости.