用于二轮车辆的盘式制动组件 【技术领域】
本发明涉及盘式制动组件的盘式盖，特别是适合用于二轮车辆如摩托车和踏板车的盘式制动组件的盘式盖。
背景技术
盘式制动器通常用于二轮车辆如摩托车和踏板车。在盘式制动器中，制动盘——通常由不锈钢、铸铁、陶瓷或其它复合材料制成——连接至车辆车轮的一个车轮和/或轮轴。在制动时，制动器在司机的作用下产生驱动力，迫使制动垫紧靠在制动盘的一个或两个表面上。这产生了摩擦力，并使制动盘的温度上升，从而产生可使车辆减速或完全停止的制动动作。一般来说，盘式制动器安装在二轮车辆的前轮上。盘式制动器的快速散热能力是使制动系统正常运作的重要因素，因此希望有良好的空气流动，以便带走盘式制动器上的热量。
人们希望盘式制动器保持完全没有水或泥的状态，水或泥通常会被甩入制动器中，尤其是在潮湿的天气里。如果泥或水撞到盘式制动器上，会降低制动效果和效率；车辆会变成危及车手安全的不稳定车辆。另外，制动垫和/或盘的磨损会导致刹车失灵、制动垫更换频繁和危及车手安全等问题。
为此，盘式制动器的制造已经包括了制动盘的盘盖的制造。现有技术中的盘式制动器盖完全或基本完全地包围了整个的制动盘，并具有让灰尘和水从该盘式制动器盖排出的孔。此外，这种孔或出口还有助于防止过热。
有很多专利描述了盘式制动器。例如，美国专利4,226,308描述了一种盘式制动器，该制动器具有一系列的扇元件，这些扇元件附在车轮连接轴上，并适于嵌套在贮藏结构中或者在使用时重叠并覆盖在盘上。其它现有技术文献公开的制动盘盖可以防止水、泥和其它杂物被从路面抛入制动盘中。为此，盘盖常常完全包围或者围绕着盘盖的主要部分。
尤其在印度的乡村，会产生水和泥进入盘式制动器的问题。特别是在季风季节，水和泥进入盘式制动器的风险大大上升。当泥和其它有害物质可在车辆挡泥板下被甩上去、且被浓缩、随后落入制动盘区域并被烘干时，上述问题加剧了。制动垫的磨损增加。因此制动效果和磨损问题在印度是需要特别关注的问题，人们强烈希望提供更少存在上述风险的盘盖、盘式制动组件和二轮车辆。
【发明内容】
根据以上目的，本发明提供——在第一个方面——一种盘盖，该盘盖可连接至车辆支撑结构件，该车辆支撑结构件靠近盘式制动组件安装，所述盘式制动组件包括制动盘和相关联的制动钳，其中，所述盘盖遮蔽着所述制动盘的一部分、使其免受源自上述盘式制动组件的有害物质的撞击。
所述车辆支撑结构件为二轮车辆(如摩托车，将在下文详述)的一部分，可以为框架形式，该框架的前部包括前叉管或构件。在这种情形下，至少所述盘式制动组件的位于叉管与所述相关联的制动钳之间的部分被盖住并受到保护。不管前叉管的倾斜角度是多少，这种配置均有利于制造。在这方面，优选地，摩托车框架的前叉管相对于所述摩托车的竖轴通常为倾斜的。优选地，所述盘式制动组件和盘盖连接至相同的支撑结构件，因此盘式制动组件的非旋转部分与盘盖之间不存在相对运动。优选地，当车辆安装有双盘式制动系统时，本发明可以等同应用于车辆的两侧。
优选地，用于制动盘的所述盖只位于盘式制动器的最顶部区域，剩下制动盘的底部区域没被盖住，从而使制动盘能够有效冷却。
在工作过程中，制动盘的有效制动区域包括由制动垫的径向长度界定的环形区域，该环形区域从内径延伸至外径(该外径通常约等于制动盘本身的物理外径)。
优选地，用于制动盘的盘盖的径向长度只从所述盘的所述有效制动区域的内径处向外延伸。
优选地，用于制动盘的盘盖的径向长度只盖住所述盘地有效制动区域的一部分。
所述盘盖可被设计为能够遮蔽并保护制动盘的一个特定部分如一个区段(a segment)。为此，所述盘盖可以包围着所述制动盘的所述特定部分。虽然术语“区段”(segment)在这里使用它的几何意义，但该术语在本说明书中还应根据上下文作广义理解。所述盘盖可以选择性地对制动钳区域(该区域为最易受影响区域)提供保护，以免有害污物通过该区域进入盘式制动组件，这些将在下文讨论。
实际上，所述盘盖构成阻止有害物质如水、灰尘、泥或其它杂质进入制动介质(通常为制动垫形式)与制动盘之间的界面的障碍物。在制动盘与制动垫之间的界面处，泥和灰尘颗粒是粘性的，这会导致潜在的严重磨损，特别是在季风季节。制动盘的被保护部分或区域最易受到有害物质如水、泥或其它杂质的冲击，特别是当这些有害物质向下流动时，这种向下流动可能是重力作用引起的——但也可能是在驾驶状态下，由从挡泥板和车辆支撑结构向制动钳的相对风速影响和冲力及偏转引起的。与现有技术中的盘盖结构(集中对付有害物质从路面被甩上去的问题)不同，本发明的盘盖是反直觉的，用于阻碍并希望防止驾驶过程中从挡泥板和车辆支撑结构向下流动的有害物质流在制动钳方向上可能导致的危害效果。如果所述车辆支撑结构包括这样的构件：在这种构件上有泥等有害物质积聚，或者这种构件构成迫使泥和灰尘等向盘式制动组件的易受影响区域流动的限制物，这时，上述问题会特别突出。这种构件可能包括位于摩托车结构框架的前叉管区域内的挡泥板拉条(brace fender)，该挡泥板拉条阻止泥等有害物质向上流动，并倾向于使这些有害物质向下流回到盘式制动器。
如果圆形的制动盘的最顶点设在0°/360°处，且制动钳处在延伸于制动盘的一个区段上方的区域中，所述区段例如由伸向300°和360°(-60°和0°)之间的端点的半径界定、围绕着制动盘周线的区段，所述盘盖将越过该区域的至少一个主要部分延伸，至少特别保护制动钳的最易受影响的最顶部，该最顶部可设有孔，且向下流动的有害物质流很可能撞击并进入制动器/制动垫界面、导致不受欢迎的制动垫磨损。
制动盘的最易受影响区段——盘盖必需盖住该区段——通过在用于(要被用于特定摩托车中的)盘式制动器的测试设备中的观察和实验确定。实验中要测试的参数包括：泥出口角，通常泥排出挡泥板时的角度(以及在这种驾驶状态中通常可期待的车速下该角度如何变化)，还有盘盖部分与制动盘之间的径向和轴向间隙。对于一个摩托车模型，制动盘的必需被盘盖盖住并保护的区段为这样一个区域：该区域包括至少部分地由伸向角度300～360°(-60～约0°)范围内的端点的多个半径界定的区段。上述界定的区段或区域靠近所述前叉管，并与这样一条缝隙相一致——上述向下流动的有害物质流可通过该缝隙进入盘式制动组件并导致危险性和磨损。不过，受保护区段也可包括比以上示例中界定的区段更大的制动盘区段，只要该区段比制动盘整体小一点就成。
为此，所述盘盖也可优选为覆盖更大的制动盘区段，该区段在车辆前进方向上延伸，从制动盘的最顶点伸向例如小于约+90°的角度。研究发现，具有比挡泥板的角度范围稍大一些的角度范围有若干好处。盘盖的一部分——在该部分形成有渐宽的向下斜坡——可被配置为形成珠面或槽，以便通过引导泥、水等有害物质向下流动并流向盘盖的侧面来促使有害物质(如泥、水等)向下流回路面，从而减少那些只是简单地滑离盘盖并回到制动盘上的有害物质。所述珠面或槽增加了盘盖的刚性。盘盖的这一部分可延伸于车辆前进方向上。
由于音响工程方面的原因(包括制动负载对前管和悬挂系统的移动和反作用)，制动钳——相对于制动盘——可位于前叉管或构件的后面。优选地，制动钳的表面上设有孔，维修时，通过这些孔可拿到制动垫。根据本发明，仍然设置这些孔，且所述盘盖能够将泥和其它杂质通过这些孔进入制动钳的可能性降至最低。
所述盘盖可具有分别与制动盘的各对立表面相对的各个表面，且盘盖与制动盘之间保持着受控的间隙。盘盖的各个表面通过网连接到一起，因此盘盖的围绕或包围着制动盘局部的部分大致具有U形横截面。但应当理解，U形是一种优选的形状，并不是必需的。其它区段也可根据本发明设定。例如，U形的底部可以加宽、而U形的两臂变窄，这使得U形的臂只有一小部分与制动盘的各对立表面重叠。
从侧面看，所述盘盖基本为圆形通道状。盘盖的向着车辆前方布置的部分是敞开的，且所述网的表面具有向下倾斜的角度，以帮助泥的逃离和水的排出。不过，盘盖也可包括凸缘，以帮助将盘盖连接至车辆支撑结构。
由于盘盖只围绕或包围着制动盘的一部分，因此设置孔或出口以便于排水或降低过热风险的必要性较小。甚至可以完全不设置这种孔或出口。不设置这些孔可增加盘盖的耐用性，因为应力开裂现象(该现象在严酷条件下可能发生在所述孔处)不太可能发生。
所述盘盖通过任何理想的连接方式与车辆支撑结构固定连接。但是，特别优选地，在摩托车框架的前管上可形成或焊接有附加凸台，以使盘盖上的凸缘或类似连接机构可通过紧固机构如螺栓与所述凸台连接。
所述盘盖最好由抗翘曲材料制成。
在另一个方面中，本发明提供一种盘式制动组件，包括：
a)制动盘；
b)相对于所述制动盘安装的制动钳；和
c)用于所述制动盘的盘盖，其中，所述盖，如上所述，遮蔽着制动盘的一部分，至少在所述制动钳的区域内为所述制动组件提供保护。
在另一个方面中，本发明提供一种二轮车辆，包括：
a)车辆支撑结构件；
b)盘式制动组件，该盘式制动组件与所述车辆支撑结构件相连，并包括制动盘、相对于该制动盘安装的制动钳和制动介质；以及
c)用于所述制动盘的盘盖；
其中，所述盖，如上所述，靠近所述盘式制动组件，用于遮蔽所述制动盘的一部分，以至少在所述制动钳的区域内为所述盘式制动组件提供保护。
本发明的盘盖最适合应用于摩托车的前轮，但如果盘式制动器安装至后轮的话，所述盘盖也可应用于后轮。但更常见地，后轮安装有鼓式制动器(制动鼓)时，防止污物进入制动器的保护问题会不同。
在所述车辆中，优选地，挡泥板位于所述盘式制动器上方的区域中。
【附图说明】
盘盖和本发明的其它方面将在以下引用附图进行的本发明具体实施方式的描述中得到更充分的理解，其中：
图1为摩托车前轮的前视透视图，该摩托车包括本发明一个实施方式的制动盘；
图2a为图1所示摩托车前轮的侧视图，该图展示了泥/杂质流相对于所述前轮和制动盘的流动方向；标有M的点表示泥沿车轮的路径，而用W标记的箭头则表示泥在行驶过程中由于风的作用而向着界面下落；
图2b为图1和2a所示摩托车前轮的侧视图，为了更好地展示本发明该实施方式中的制动盘盖，该图中没有标出泥/杂质的流动方向；
图3为图1和2中所示摩托车前轮的主视图；
图4为图1～3所示的摩托车前轮的部分后视透视图；
图5为图1～4所示的盘盖的侧剖图；
图6为所述盘盖的透视图。
【具体实施方式】
现在参见图1～3，图中展示了摩托车的前轮10，所述摩托车包括挡泥板11和盘式制动组件20。所述前轮10安装至摩托车支撑结构或框架的前部或构件。所述摩托车的所述前部可以是、或者可以构成摩托车框架的前叉管15的延伸。盘式制动组件20安装在前轮10上，并包括：制动盘30，相关联的制动钳24和制动垫27(如图5所示)。图中制动盘30具有横孔，这些横孔位于制动盘的有效制动区域内，帮助制动器冷却。制动钳24位于前叉管15的后方。结构件或挡泥板拉条50连接在各自的前叉管15之间，为摩托车框架的所述前部赋予更大的刚性。
从图中可以看出，如果制动盘30的最顶点设在0°/360°处，则制动钳24会盖住制动盘30的一个区段，该区段界定在分别伸向约270°和约0°(即约-90°和约0°)的制动盘30半径之间，并围绕着制动盘30的周线。前叉管15呈约-25°倾斜。虽然制动钳24可以是固定式的，但在图示实施例中，为了降低成本，制动钳24优选为浮动式的。在正常的行驶过程中，制动垫27与制动盘30之间具有间隙。当通过机械或液压机构启动制动时，例如当摩托车手踩刹车时，制动垫27被带动得与制动盘30紧密接触。这减慢了制动盘30的旋转和车轮的旋转，可用于控制摩托车速，以及在需要时使摩托车完全停止。
在制动盘30与制动垫27之间的界面处、在制动钳24的区域内，存在缝隙或间隙。如果没有受到保护，有害物质例如水、泥和灰尘将可以进入这一界面，导致污物的积聚和制动盘30与制动垫27的粘性。这种粘性会导致制动钳的磨损、过早失灵或失效，危及行车安全。水或泥/灰尘颗粒还可能导致制动不稳定，这也会危及行车安全。
在摩托车的工作过程中，如图2a所示，申请人已经观察到泥和灰尘/污物围绕摩托车前轮10以及在挡泥板11下方的流动。泥和灰尘被从路面或其它行驶表面抛向上方，并通常绕前轮10沿顺时针方向流动。大股的泥和灰尘流会撞击到摩托车框架的挡泥板拉条50上，该挡泥板拉条50构成一个限制物，使泥和灰尘在重力作用下向下流动、流向制动钳24的最顶部。另一大股泥和灰尘流将继续围绕挡泥板11被抛去、向下流向制动盘30、远离制动钳24。在风中行驶时，这股泥和灰尘流将对准一个角度，该角度由摩托车车速决定。
由于向下流动的泥和灰尘流在挡泥板拉条限制物50上的积聚，会导致最大的潜在问题的产生，如图3和4所示，该两图展示了前叉管15和制动钳24之间的缝隙29。该缝隙29位于制动盘30的上方，并与这样一个区域相一致——在该区域中，产生了大股从挡泥板拉条50向下流动的有害物质(其形式为水、泥和灰尘)流。所述区域还与最易于受到进入盘式制动组件20的泥和灰尘侵害的制动钳24最顶部相一致。
因此，盘盖40选择性地位于挡泥板11下方的由分别伸向约300和360°(-60和0°)之间的端点的半径所界定、并围绕着制动盘30的周线的区段内，为该区段(区域)提供保护，如图2b所示。因此，盘盖被用于盘式制动组件20的位于前叉管15与制动钳24之间的部分。盘盖40的这一位置可以阻碍并防止泥/灰尘通过缝隙29流动并进入盘式制动组件20。由于图2a中标记为x的重力的作用，受到限制的泥落入制动盘与制动垫之间的界面中。申请人经研究发现，这足以大大降低制动垫27的磨损，并能在潮湿环境下获得更有效的盘式制动性能。
盘盖40还在摩托车的前进方向上延伸，延伸到前叉管15的前方，并使泥和灰尘偏转离开制动盘30的这一部分——该部分是广义上由伸向约0°和+90°(该角度范围最好稍大于挡泥板11的角度范围)的半径所界定、并围绕着制动盘30的周线的区段。不过，盘式制动组件20的这一部分与前述制动钳24的最顶部区域相比，其受到磨损和其它损害的可能性大大降低。盘盖40的这一前部只是部分地盖住盘式制动器30的径向长度，在这种情形下，其径向向内延伸，盖住的区域稍小于盘式制动器30的有效制动区域(所述有效制动区域的内径由最内侧的横孔界定，如图2a和2b所示)。
盘盖40最好由抗翘曲材料制成。可以选用聚合物-陶瓷复合材料如滑石粉填充聚丙烯或纯聚丙烯来制造盘盖部分40。
盘盖40是圆形或圆形通道状，其形成为一单块，并具有分别与制动盘30的对立表面31和32相对的表面41和42。表面41和42通过网43连接到一起，从而形成一个U形套，该U形套覆盖在前面讨论过的制动盘30的要被盘盖40保护的区域上。不过，盘盖40还具有部分45，该部分45延伸于车辆前进方向上、位于前叉管15的前方，其所扮演的角色将在下文讨论。盘盖40的表面41和42与制动盘30的表面31和32之间的间隙是受控的，因此盘盖40不会干扰盘式制动器20的运转。为此，设置约7.5mm的径向间隙，该径向间隙为制动盘30的周缘至网表面43之间的距离；同时将每个表面41和42与制动盘30的表面31和32之间的轴向间隙设置为约5mm。包括径向间隙(标记为R)和轴向间隙(标记为A)的这些间隙如图5所示，该图还展示了制动垫27。
从图中可以看出，盘盖40具有渐宽的向下斜坡，该斜坡位于盘盖40的部分45中，该部分45延伸于车辆前进方向上、位于前叉管15的前方。盘盖40的具有向下斜坡的这一部分45形成珠面或槽，该珠面或槽促使泥/杂质沿安全路径向下流回路面。这也增加了盘盖40的刚性。
盘盖40还具有凸缘54，以使盘盖40能够与形成在摩托车的至少一个前叉管15上的凸台52连接，如图1和3所示。在这样两个位置实现连接：前叉管15的旁边和前叉管15的前面。摩托车前叉管15的底部50与前轮10的轮毂相连。制动钳24连接至摩托车的前叉管15。
盘盖40上没有像现有技术结构中那样设置用于脱气或排水的孔。这使盘盖40具有更好的耐用性，因为其大大降低了应力开裂风险，而这种风险对于具有孔的盘盖而言是很常见的故障原因。
盘盖40可用于防止泥和灰尘颗粒进入制动盘30与制动垫27之间的间隙，以免制动盘30上的磨损和盘式制动组件的损坏达到不能接受的程度。另外，由于盘盖40只包围了制动盘30的一部分，因此与现有技术中的结构相比成本更低，且能确保维持盘式制动器上的良好空气流动。
以上是本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。