Результат интеллектуальной деятельности: ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ

Изобретение относится к области автомобильного транспорта, а именно к тормозным механизмам с подвижными колодками, прижимаемыми к вращающемуся диску.

Известен дисковый тормоз (RU №2448288, F16D 55/227, 20.04.2012), содержащий суппорт тормозного механизма с тормозным диском. Суппорт выполнен с возможностью аксиального смещения относительно тормозного диска и закреплен на щите тормозного механизма посредством двух крепежных элементов. Крепежные элементы имеют по одной жестко соединенной со щитом тормозного механизма направляющей. Для осуществления аксиального смещения суппорта тормозного механизма один крепежный элемент расположен в подшипнике скольжения и выполнен в виде плавающего подшипника, а другой - в подшипнике скольжения в виде фиксированного подшипника. Направляющая фиксированного подшипника по внешней периферии имеет выполненный с возможностью радиальной эластичной деформации участок, к которому частично прилегает соответствующий подшипник скольжения с предварительным натяжением. Достигается улучшение технических характеристик дискового тормоза за счет устойчивости к износу и к вибрации фиксированного подшипника дискового тормоза.

Использование данного дискового тормоза для оповещения начала процесса торможения, т.е. для загорания стоп-сигналов, невозможно, для этого требуется использование дополнительного источника электропитания, например аккумуляторной батареи, что определяет недостаток данного дискового тормоза - недостаточно широкий диапазон функциональных возможностей.

Известен дисковый тормоз (RU №2458267, F16D 55/22; F16D 63/00; Н02Р 3/04, 10.08.2012), выбранный в качестве прототипа, содержит тормозной диск и расположенные по обе стороны от него тормозные колодки, закрепленные на неподвижном суппорте, а также, по меньшей мере, одну дополнительную тормозную пару, состоящую из двух электромагнитов, расположенных по двум сторонам тормозного диска напротив тормозных колодок и соединенных магнитопроводом. При подаче напряжения на электромагниты в тормозном диске возникают вихревые токи, взаимодействие которых с магнитным полем, создаваемым электромагнитами, вызывает торможение диска. Величины вихревых токов, а соответственно и тормозящих моментов, зависят от величин токов в обмотках электромагнитов и скорости вращения диска. Суммарный тормозящий момент складывается из тормозящего момента, создаваемого тормозными колодками, и момента, определяемого количеством дополнительных тормозных пар, токами в них и скоростью вращения диска.

Данный дисковый тормоз характеризуется узким диапазоном функциональных возможностей, т.к. не позволяет информировать водителей автомобилей, следующих сзади, о начале торможения посредством запитывания и загорания стоп-сигналов без дополнительного источника питания.

Перед авторами стояла задача расширения диапазона функциональных возможностей дискового тормоза за счет придания ему дополнительной функции - генерирования электрической энергии.

Технический результат достигается тем, что в дисковом тормозе, содержащем тормозной диск и расположенные по обе стороны от него тормозные колодки, закрепленные на суппорте, на внешней стороне суппорта жестко закреплен своей внутренней поверхностью дуговой тепловой коллектор, сверху которого жестко закреплена электроизоляционная накладка, снаружи которой расположена внутренняя прокладка, боковая стенка которой представляет собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков, на каждом электропроводящем участке с помощью коммутирующего припоя горячего спая жестко закреплены своими одними основаниями радиально ориентированные призмы из термоэлектрического материала n- или p-типа, а их другие основания с помощью коммутационного припоя холодного спая прикреплены к внутренней поверхности внешней прокладки, боковая стенка которого представляет собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков, причем периодические системы из чередующихся электропроводящих и электроизоляционных участков внутренней и внешней прокладок ориентированы таким образом, что напротив электропроводящего участка внутренней прокладки расположен электроизоляционный участок внешней прокладки, причем два крайних электропроводящих участка внешней прокладки снабжены клеммами, на внешней прокладке жестко закреплена электроизоляционная накладка, снаружи которой расположен дуговой коллектор охлаждения, на внешней поверхности которого жестко закреплены дуговые ребра охлаждения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан дисковой тормоз, содержащий тормозной диск 1 и расположенные по обе стороны от него тормозные колодки 2, закрепленные на неподвижном суппорте 3. На внешней стороне суппорта 3 жестко закреплен своей внутренней поверхностью дуговой тепловой коллектор 4, сверху которого жестко закреплена электроизоляционная накладка 5, снаружи которой расположена внутренняя прокладка 6, боковая стенка которой представляет собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих 7, например из меди, алюминия или силумина, и электроизоляционных 8, например из полиимида алициклического строения на основе фотоаддукта бензола с малеиновым ангидридом, слюдопласта ИЖКА-Х или слюдопласта ИФГ-КАХФ, участков. На каждом электропроводящем участке 7 с помощью коммутирующего припоя горячего спая жестко закреплены своими основаниями радиально ориентированные призмы 9 из термоэлектрического материала n- или р-типа. Другими своими основаниями призмы 9 с помощью коммутационного припоя холодного спая прикреплены к внутренней поверхности внешней прокладки 10, боковая стенка которой представляет собой периодическую систему из чередующихся электропроводящих 11, например из меди, алюминия или силумина, и электроизоляционных 12 участков. Периодические системы из чередующихся электропроводящих 7, 11 и электроизоляционных участков 8, 12 внутренней 6 и внешней 10 прокладок ориентированы таким образом, что напротив электропроводящего участка 7 внутренней прокладки 6 расположен электроизоляционный участок 11 внешней прокладки 10. При этом два концевых электропроводящих участка 11 внешней прокладки 12 снабжены клеммами 13. На внешней прокладке 10 жестко закреплена электроизоляционная накладка 14, снаружи которой расположен дуговой коллектор охлаждения 15. На внешней поверхности дугового коллектора охлаждения 15 жестко закреплены дуговые ребра охлаждения 16.

Дисковой тормоз работает следующим образом.

При нажатии на педаль тормоза на тормозные колодки 2 начинает действовать сила, прижимающая их к тормозному диску 1. Из-за силы трения между тормозными колодками 2 и диском 1 происходит затормаживание автомобиля и одновременно с этим тормозные колодки 2, диск 1 и неподвижный суппорт 3 начинают нагреваться. Данное тепло предается через суппорт 3 на дуговой тепловой коллектор 4. Затем данное тепло через электроизоляционную накладку 5 поступает на электропроводящие участки 7 внутренней прокладки 6 и в последующем нагревает призмы 9 из термоэлектрического материала. Причем основания призм 9, прикрепленные к электропроводящим участкам 7 внутренней прокладки 6, имеют температуру выше, нежели основания призм 9, прикрепленные к внутренней поверхности внешней прокладки 10. Это обусловлено интенсивной отдачей тепла в окружающее пространство с дугового коллектора охлаждения 15 и дуговых ребер охлаждения 16. В результате указанного температурного перепада на призмах 9 возникает термо-ЭДС, которая обуславливает возникновение тока, замыкающегося через электропроводящие участки 7 внутренней прокладки 6, призмы 9 и концевые электропроводящие участки 11, клеммы 13, подводящие провода и стоп-сигналы (не показаны).

Как можно видеть, дополнительное использование термо-ЭДС, которая вызвана нагревом тормозных колодок 2, диска 1 и неподвижного суппорта 3, позволяет запитать стоп-сигналы автомобиля без использования дополнительного источника электропитания, либо значительно уменьшить электрическую нагрузку, приходящуюся на него, т.е. расширить диапазон функциональных возможностей дискового тормоза.