Барабанно-колодочный тормоз

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

e(s»F 16 D 65/813

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втоесном м свидкткльствм

THXM F

ВИжиа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-(21) 3614430/25-27 (22) 04.07.83 (46) 07.03.85. Бюл. P- 9 (72) А.И.Вальченко, Д.А.Вольченко, Л.Н.Князев.и С.В.Балаболин (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (53) 62-592(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 832162, кл. Р. 16 D 65/183, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

В 898175, кл. F 16 D 65/78, 1980 (прототип) . (54) (57) БАРАБАННО-КОЛОДОЧНЫИ 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 на кладкой, причем последняя закреплена на полках крепежными элементами, в ней выполнены равномерно расположенные по всей площади сквозные отверстия под крепеж и сквозное отверстие нод теплопроводное ребро основания, фрикционная накладка установлена на полке основания колодки с зазором под охлаждающую рабочую среду в вице щели, расположенной по всей длине полки, за„„80„„дд яйй А крытой с двух сторон и сообщающейся с рабочим межконтактным зазором при помоци сквозных-отверстий под крепеж и под теплопроводное ребро, а рабочие поверхности теплопроводных: ребер и фрикционных накладок выполнены выпуклыми под цилиндрическую поверхность барабана и установлены на одном уровне, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, оно снабжено охлаждающим устройством в виде тепловой трубы с пористым наполнителем и с противолежащими од- . на относительно другой зонами испарения и конденсации, расположенной в герметичной, разъемной камере, 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, I 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 конденсации через сквозные. отверстия и поры пористого напол.нителя, а цель под охлаждающую среду закрыта с двух торцовых сторон полки основания колодки с образованием герметичной плоской распределительной полости. ч3908

1 11

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к:автомобильной промышленности, и может быть использовано в охлаждаемых барабанно-колодочных тормозах.Известен охлаждаемый барабанноколодочный тормоз, в котором зоной испарения является полость тормоз" ной колодки, а эона конденсации тепловой трубы выполнена в виде ступенчато изогнутой трубки Г13.

Однако конструкция данного тормоза достаточно сложна как по устройству, так и по выводу тормозной колодки на рабочий режим. Это, а также напичие в системе стыков и циркуляционных контуров охлаждающего агента, уменьшает ее надежность в целом. Кроме того, в системе тормозная колодка соединена трубопроводом с тепловой трубой, который, обычно небольшого поперечного сечения, оказывает сопротивление циркулирующему охлаждающему агенту, что снижает

:интенсивность теплообмена и эффективность охлаждения тормоза.

Наиболее близким к изобретению но технической сущности и достигаемому эффекту является барабанно-колодочный тормоз с тормозной колодкой, в которой применено выпуклое ребро из теплопроводного материала, установленного во фрикционной накладке по диагонали на одном с ней уровне и жестко закрепленного на нрямоугольной полке Т-образного основания колодки. Тепло, образованное в межконтактном рабочем зазоре между вращающимся цилиндрическим барабаном и фрикпф онной колодкой, передается внутрь основания по тенлопроводному ребру увеличенной площадью (распо" ложен по диагонали) . Внутри основания колодки по всей ее длине между

его Т-образной полкой и фрикционной накладкой выполнен зазор, герметично закрытый с двух длинных сторон ос" нования и сообщающийся в последнем с охлаждающей рабочей средой, которая, омывая теплопроводное ребро ,и внутреннюю поверхность фрчкционных накладок, отбирает от последних тепло, выделяемое в процессе тормо-. жения, и охлаждает их. Кроме этого охлаждающая рабочая среда через технологические зазоры между сквозными отверстиями во фрикционной на кладке под теплопроводное ребро н равномерно распределенные по всей

ЗО

55 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 иэ рабочего зазора тормоза воздух и создает в нем то давление, под которым она подводится Г2 j.

Недостатком известного устройства является небольшая эффективность охлаждения, так как последнее выполнено .преимущественно 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 повышенной по отношению к первоначальной темперагурой, что приводит к снижению эффективности охлаждения тормоза.

Целью изобретения является повышение эффективности охлажцения.

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, расположенным по диагонали прямоугольной полки, и фрикционной накладкой, причем последняя закреплена на полках крепежными элементами, в

1 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 фрикционных

1143908 4 в виде углекислой смеси двигателя внутреннего сгорания и т.д. Сквозные отверстия под охлаждающую среду во фрикционной накладке могут быть спетдальными. 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.

K полкам основания 3 тормозной колодки прикреплены фрикционные накладки 4, например, с помощью равномерно размещенных крепежных элементов по всей площади накладкизаклепок 5, установленных в,сквозных отверстиях под них. Выпуклое теплонроводное ребро 6 простирается по диагонали прямоугольной полки осно-. вания 3 тормозной колодки 1 и установлено в сквозном отверстии накладки, выполненными под него. При этой ребро располагают заподлицо с рабочей поверхностью фрикционных накладок 4.

Ребро жесткости Т-образного основа- . ния выполнено из двух ребер 7 с торцовыми (не показаны) и радиальной разъемной поверхностями 8, которые через прокладки 9 посредством, например, крепежных элементов-болтов f0 крепятся крышкой 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 на-, кладки 4. Такая развитая поверхность ребер 7 интенсифицирует рассеива- ние 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 является, например, алюминий, имеющий высокий коэффициент теплопроводности. накладок выполнены выпуклыми под цилиндрическую поверхность барабана и установлены на одном уровне, снабжен охлаждающим устройством в виде тепловой трубы с пористым наполнителем и с противолежащим одна относительно другой зонами испарения и конденсации, расположенной в герметичной, разъемной камере, выполненной в ребре жесткости Т-образного осно- 1О вания колодки, причем внешняя поверхность камеры выполнена оребренной, пористый 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 gp колодок и сообщена с зоной конденсации 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, продольный разрез; 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 35 (не показан), воздействующего на незакрепленные концы колодок, фрикционно взаимодействуют с цилиндрической поверхностью барабана 2. В выключенном тормозе тормозные колод- 40 ки 1.установлены по отношению к барабану 2 с рабочим зазором, образующим межконтактное пространство. Тормозная колодка выполнена в виде жестко связанных друг с другом Т- 45 образного основания 3 колодки и фрикционных накладок 4. Между последними выполнен зазор, (не показан) герметично закрытый со всех сто. рон, в виде щелевой плоской распре- 50 делительной полости, размещенной по всей длине прямоугольной полки.Тобразного основания и сообщающейся с рабочим межконтактным зазором и с подводящей магистралью охлаждающей .55 рабочей среды. Последняя может быть выбрана, например, в виде безвредного для работы раствора аммиака, 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 тепло1143908 вой трубы является зоной 17 конденсации. Циркуляционный контур включает также пористую вставку 14, выполненную, например, из медного порошка методом спекания, имеющего сквозные отверстия 19 для быстрого попадания хладагента из зоны 17 конденсации в зону 16 испарения тепловой трубы и наоборот. Пористые вставки 14 выполнены в виде прямоугольных секторов, размещенных у внутренних 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 зануривания через пробку 20. Оставшийся объем тепловой трубы вакуумируется, а затем герметизируется.

Барабанно-колодочный тормоз работает следующим образом.

При взаимодействии фрикционных накладок 4 и выпуклого теплопровод ного ребра 6 с внутренней поверхностью цилиндрического обода тормоз.ного барабана 2 на их поверхностях генерируется тепло. Вследствие разных по величине коэффициентов теплопроводности материала фрикционных накладок 4 и выпуклого теплопроводного ребра 6 большая часть тепла поглощается последним .

Остальное тепло поглощается охлаждающей рабочей средой, равномерно выходящей в рабочий зазор между барабаном и фрикционной накладкой 4 из щелеобразной распределительной камеры. При этом смесь имеет постоянную температуру, так как перед попаданием 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 повышению износостойкости фрикционного материала фрикционной накладки 4. Тепло, которое транспортируется по теплопро30

45 пературы пар трения на 8-10%. Кроме того, использование предлагаемого

20 водному ребру 6 попадает на рабочую поверхность аккумулятора 18 тепла.

Небольная 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 темизобретения позволит повысить долговечность барабана на 4-5%, фрпкционных накладок íà 10%, снизить трудоемкость замены фрикционных накладок на 15% получить экономический эффект в размере 150-200 тыс.руб.в год.

1143908 г

Составитель В.Розанов

Редактор Л.Гратилло Техред М. Надь Корректор Е.Сирохман

Заказ 879/30 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4