CN102853000A

CN102853000A - 汽车线控制动器

Info

Publication number: CN102853000A
Application number: CN2012103407932A
Authority: CN
Inventors: 王维锐; 石浩然; 葛正; 傅云峰
Original assignee: Research Institute of Zhejiang University Taizhou
Current assignee: Research Institute of Zhejiang University Taizhou
Priority date: 2012-09-15
Filing date: 2012-09-15
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2032-09-15
Also published as: CN102853000B

Abstract

本发明公开了一种汽车线控制动器，包括制动盘，制动盘的两侧设置有摩擦片，摩擦片固定连接活塞，活塞能够沿制动钳体的轴向移动；活塞连接梯形螺母，梯形螺母能够沿活塞的内孔轴向移动；梯形螺母与丝杠的梯形螺纹端配合连接；丝杠的滚珠丝杠段上活动设置有传动螺母，传动螺母固定连接蜗轮，蜗轮与蜗杆相啮合，蜗杆固定连接制动器驱动电机的输出端，实现将制动器驱动电机的旋转运动转化为直线运动；制动器驱动电机与制动器的制动钳体垂直安装。本发明具有间隙自动调节功能和驻车制动功能，能够提高增力效果，制动性能好、结构简单、安装方便、易于维护、能量消耗少；并且能够保证车辆制动响应速度的恒定性，进一步保障制动性能。

Description

汽车线控制动器

技术领域

本发明涉及一种制动器，具体涉及一种汽车线控制动器。

背景技术

“安全、节能、环保”是汽车未来发展的三大主题，制动系统作为汽车的一个重要组成部分，直接影响到汽车行驶的安全性。随着现代科技的发展，同时消费者对汽车安全性能的要求日益提高，汽车制动也得到不断的发展。

目前的制动系统都是基于传统的液压制动系统，植入ABS（防抱死制动系统）、TCS（循迹控制系统）、ESP（电子车身稳定装置）等实现的。传统的液压制动系统由于其液压回路易泄露、制动相应速度慢、踏板性能差、装配维修难度大、不易模块集成等缺点，促使人们开发出新一代的汽车制动系统，即线控制动系统（Brake By Wire）。但是，现有的线控制动器缺少制动间隙调节功能，并且轴向、径向的尺寸较大，安装比较困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车线控制动器，它可以自动调节制动间隙。

为解决上述技术问题，本发明汽车线控制动器的技术解决方案为：

包括制动盘6，制动盘6的两侧设置有摩擦片4，摩擦片4固定连接活塞7；活塞7通过平键8实现与制动钳体5的径向连接，防止活塞7发生转动，活塞7与制动钳体5之间设置有密封圈9；活塞7能够沿制动钳体5的轴向移动；活塞7连接梯形螺母10，梯形螺母10能够沿活塞7的内孔轴向移动；梯形螺母10与丝杠的梯形螺纹端15C配合连接；丝杠的滚珠丝杠段15B上活动设置有传动螺母16，传动螺母16固定连接蜗轮14，蜗轮14与蜗杆12相啮合，蜗杆12固定连接制动器驱动电机3A的输出端，实现将制动器驱动电机3A的旋转运动转化为直线运动；制动器驱动电机3A与制动器3B的制动钳体5垂直安装。

所述活塞7与梯形螺母10之间通过锥形面实现配合，在制动阶段能够防止活塞7与梯形螺母10之间的相对转动。

所述梯形螺母10的后端设置有推力球轴承17，推力球轴承17通过弹簧11与活塞7固定连接。

当所述摩擦片4产生磨损后，制动时，制动器驱动电机3A通过调节螺母16带动丝杠沿轴向移动，丝杠带动其上的梯形螺母10及活塞7向制动盘6方向移动，与活塞7配合的密封圈9产生变形；由于摩擦片4的磨损量大于密封圈9的最大变形量，活塞7将会相对于密封圈9进行滑移，进一步使摩擦片4贴近制动盘6，从而产生制动力；解除制动时，制动器驱动电机3A反向旋转，带动丝杠回移，梯形螺母10及活塞7同步回移，密封圈9的变形释放，回到正常形状；由于丝杠的回移量大于活塞7的位移量，使与丝杠连接的梯形螺母10与活塞7分离，储存有弹性势能的弹簧11通过推力球轴承17带动梯形螺母10转动，使分离后的梯形螺母10再次靠近活塞7，从而将丝杠与活塞7之间的制动间隙自动补偿，从而实现摩擦片4产生磨损后的制动间隙自动调节功能。

所述弹簧11是板簧。

所述梯形螺母10的后端设置有推力球轴承17，推力球轴承17的外圈固定连接梯形螺母10，推力球轴承17的内圈通过轴承推板20固定套设于丝杠上；轴承推板20连接拉伸弹簧19的一端，拉伸弹簧19的另一端通过固定螺栓 18固定连接制动钳体5；拉伸弹簧19沿制动钳体5的轴向设置。

所述当摩擦片4产生磨损后，制动时，制动器驱动电机3A通过调节螺母16带动丝杠沿轴向移动，丝杠带动其上的梯形螺母10及活塞7向制动盘6方向移动，与活塞7配合的密封圈9产生变形；由于摩擦片4的磨损量大于密封圈9的最大变形量，活塞7将会相对于密封圈9进行滑移，进一步使摩擦片4贴近制动盘6，从而产生制动力；解除制动时，制动器驱动电机3A反向旋转，带动丝杠回移，梯形螺母10及活塞7同步回移，密封圈9的变形释放，回到正常形状；由于丝杠的回移量大于活塞7的位移量，使与丝杠连接的梯形螺母10与活塞7分离；储存有弹性势能的拉伸弹簧19通过推力球轴承17带动梯形螺母10转动，同时梯形螺母10与丝杠产生轴向位移，使梯形螺母10靠近活塞7，从而实现当摩擦片4产生磨损时的制动间隙自动调节功能。

所述丝杠的花键段15A通过花键与制动钳体5配合，使丝杠只能沿着制动钳体5的轴向移动。

所述传动螺母16通过轴承13与制动钳体5连接。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明的电机输出采用蜗杆蜗轮传动机构，使电机与蜗轮为垂直交错分布，能够大大缩小安装空间。

本发明的蜗轮蜗杆具有自锁功能，电机停止转动，制动器的力矩可以保持输出；电机反转，制动力释放。

本发明的蜗轮蜗杆连接具有减速增矩功能，能够将电机的输出转矩放大后，传递给丝杠。

本发明具有间隙自动调节功能和驻车制动功能，能够提高增力效果，制动性能好、结构简单、安装方便、易于维护、能量消耗少；并且能够保证车辆制动响应速度的恒定性，进一步保障制动性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明汽车线控制动器的示意图；

图2是本发明在汽车轮胎上的安装示意图；

图3是本发明的另一种实施例的局部示意图。

图中附图标记说明：

1为汽车轮胎， 2为车轴，

3A为制动器驱动电机， 3B为汽车线控制动器，

4为摩擦片，

5为制动钳体， 6为制动盘，

7为活塞， 8为平键，

9为密封圈， 10为梯形螺母，

11为弹簧， 12为蜗杆，

13为轴承， 14为蜗轮，

15A为丝杠的花键段， 15B为丝杠的滚珠丝杠段，

15C为丝杠的梯形螺纹端， 16为传动螺母，

17为推力球轴承， 18为固定螺栓，

19为拉伸弹簧， 20为轴承推板。

具体实施方式

如图1所示，本发明汽车线控制动器3B，包括制动盘6，制动盘6的两侧设置有摩擦片4，摩擦片4固定连接活塞7；活塞7通过平键8实现与制动钳体5的径向连接，防止活塞7发生转动，活塞7与制动钳体5之间设置有密封圈9；活塞7能够沿制动钳体5的轴向移动；

活塞7连接梯形螺母10，梯形螺母10能够沿活塞7的内孔轴向移动；活塞7与梯形螺母10之间通过锥形面实现配合，在制动阶段能够防止活塞7与梯形螺母10之间的相对转动；

梯形螺母10与丝杠的梯形螺纹端15C配合连接；丝杠的左端为梯形螺纹端15C，丝杠的中段为滚珠丝杠段15B，丝杠的右端为花键段15A；

丝杠的滚珠丝杠段15B上活动设置有传动螺母16，传动螺母16固定连接蜗轮14，蜗轮14与蜗杆12相啮合，蜗杆12固定连接制动器驱动电机3A的输出端，实现将制动器驱动电机3A的旋转运动转化为直线运动；

丝杠的花键段15A通过花键与制动钳体5配合，丝杠只能沿着制动钳体5的轴向移动，无法旋转。

梯形螺母10的后端设置有推力球轴承17，推力球轴承17通过弹簧11与活塞7固定连接；弹簧11可以是板簧。

传动螺母16通过轴承13与制动钳体5连接。

使用时，将汽车线控制动器3B安装于汽车轮胎1与车轴2之间，如图2所示，电制动器驱动机3A与制动器3B垂直安装；汽车轮毂处的安装空间十分狭小，本发明的制动器驱动电机3A与制动器3B的制动钳体5垂直交错安装，能够充分利用安装空间，缩小制动器的轴向、径向尺寸。

本发明的工作原理如下：

制动时，制动器驱动电机3A驱动调节螺母16正向旋转，螺母16的旋转带动丝杠沿轴向移动，丝杠带动其上的梯形螺母10及活塞7向制动盘6方向移动，与活塞7配合的密封圈9产生变形，从而使摩擦片4贴近制动盘6产生制动力，实现制动；

解除制动时，制动器驱动电机3A驱动调节螺母16反向旋转，丝杠回移，梯形螺母10及活塞7同步回移，密封圈9的变形释放，回到正常形状。

本发明调节制动间隙的方法如下：

当摩擦片4产生磨损后，制动时，制动器驱动电机3A通过调节螺母16带动丝杠沿轴向移动，丝杠带动其上的梯形螺母10及活塞7向制动盘6方向移动，与活塞7配合的密封圈9产生变形；由于摩擦片4的磨损量大于密封圈9的最大变形量，活塞7将会相对于密封圈9进行滑移，进一步使摩擦片4贴近制动盘6，从而产生制动力；

解除制动时，制动器驱动电机3A反向旋转，带动丝杠回移，梯形螺母10及活塞7同步回移，密封圈9的变形释放，回到正常形状；

由于丝杠的回移量大于活塞7的位移量，使与丝杠连接的梯形螺母10与活塞7分离，储存有弹性势能的弹簧11通过推力球轴承17带动梯形螺母10转动，使分离后的梯形螺母10再次靠近活塞7，从而将丝杠与活塞7之间的制动间隙自动补偿，从而实现摩擦片4产生磨损后的制动间隙自动调节功能。

如图3所示为本发明的另一实施例，梯形螺母10的后端设置有推力球轴承17，推力球轴承17的外圈固定连接梯形螺母10，推力球轴承17的内圈通过轴承推板20固定套设于丝杠上；

轴承推板20连接拉伸弹簧19的一端，拉伸弹簧19的另一端通过固定螺栓 18固定连接制动钳体5；拉伸弹簧19沿制动钳体5的轴向设置。

本发明调节制动间隙的方法如下：

由于丝杠的回移量大于活塞7的位移量，使与丝杠连接的梯形螺母10与活塞7分离；储存有弹性势能的拉伸弹簧19通过推力球轴承17带动梯形螺母10转动，同时梯形螺母10与丝杠产生轴向位移，使梯形螺母10靠近活塞7，从而实现当摩擦片4产生磨损时的制动间隙自动调节功能。

以上所述的若干实施方案仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种汽车线控制动器，其特征在于：包括制动盘（6），制动盘（6）的两侧设置有摩擦片（4），摩擦片（4）固定连接活塞（7）；活塞（7）通过平键（8）实现与制动钳体（5）的径向连接，防止活塞（7）发生转动，活塞（7）与制动钳体（5）之间设置有密封圈（9）；活塞（7）能够沿制动钳体（5）的轴向移动；活塞（7）连接梯形螺母（10），梯形螺母（10）能够沿活塞（7）的内孔轴向移动；梯形螺母（10）与丝杠的梯形螺纹端（15C）配合连接；丝杠的滚珠丝杠段（15B）上活动设置有传动螺母（16），传动螺母（16）固定连接蜗轮（14），蜗轮（14）与蜗杆（12）相啮合，蜗杆（12）固定连接制动器驱动电机（3A）的输出端，实现将制动器驱动电机（3A）的旋转运动转化为直线运动；制动器驱动电机（3A）与制动器（3B）的制动钳体（5）垂直安装。

2.根据权利要求1所述的汽车线控制动器，其特征在于：所述活塞（7）与梯形螺母（10）之间通过锥形面实现配合，在制动阶段能够防止活塞（7）与梯形螺母（10）之间的相对转动。

3.根据权利要求1或2所述的汽车线控制动器，其特征在于：所述梯形螺母（10）的后端设置有推力球轴承（17），推力球轴承（17）通过弹簧（11）与活塞（7）固定连接。

4.根据权利要求3所述的汽车线控制动器，其特征在于：当所述摩擦片（4）产生磨损后，制动时，制动器驱动电机（3A）通过调节螺母（16）带动丝杠沿轴向移动，丝杠带动其上的梯形螺母（10）及活塞（7）向制动盘（6）方向移动，与活塞（7）配合的密封圈（9）产生变形；由于摩擦片（4）的磨损量大于密封圈（9）的最大变形量，活塞（7）将会相对于密封圈（9）进行滑移，进一步使摩擦片（4）贴近制动盘（6），从而产生制动力；解除制动时，制动器驱动电机（3A）反向旋转，带动丝杠回移，梯形螺母（10）及活塞（7）同步回移，密封圈（9）的变形释放，回到正常形状；由于丝杠的回移量大于活塞（7）的位移量，使与丝杠连接的梯形螺母（10）与活塞（7）分离，储存有弹性势能的弹簧（11）通过推力球轴承（17）带动梯形螺母（10）转动，使分离后的梯形螺母（10）再次靠近活塞（7），从而将丝杠与活塞（7）之间的制动间隙自动补偿，从而实现摩擦片（4）产生磨损后的制动间隙自动调节功能。

5.根据权利要求3所述的汽车线控制动器，其特征在于：所述弹簧（11）是板簧。

6.根据权利要求1所述的汽车线控制动器，其特征在于：所述梯形螺母（10）的后端设置有推力球轴承（17），推力球轴承（17）的外圈固定连接梯形螺母（10），推力球轴承（17）的内圈通过轴承推板（20）固定套设于丝杠上；轴承推板（20）连接拉伸弹簧（19）的一端，拉伸弹簧（19）的另一端通过固定螺栓（18）固定连接制动钳体（5）；拉伸弹簧（19）沿制动钳体（5）的轴向设置。

7.根据权利要求6所述的汽车线控制动器，其特征在于：所述当摩擦片（4）产生磨损后，制动时，制动器驱动电机（3A）通过调节螺母（16）带动丝杠沿轴向移动，丝杠带动其上的梯形螺母（10）及活塞（7）向制动盘（6）方向移动，与活塞（7）配合的密封圈（9）产生变形；由于摩擦片（4）的磨损量大于密封圈（9）的最大变形量，活塞（7）将会相对于密封圈（9）进行滑移，进一步使摩擦片（4）贴近制动盘（6），从而产生制动力；解除制动时，制动器驱动电机（3A）反向旋转，带动丝杠回移，梯形螺母（10）及活塞（7）同步回移，密封圈（9）的变形释放，回到正常形状；由于丝杠的回移量大于活塞（7）的位移量，使与丝杠连接的梯形螺母（10）与活塞（7）分离；储存有弹性势能的拉伸弹簧（19）通过推力球轴承（17）带动梯形螺母（10）转动，同时梯形螺母（10）与丝杠产生轴向位移，使梯形螺母（10）靠近活塞（7），从而实现当摩擦片（4）产生磨损时的制动间隙自动调节功能。

8.根据权利要求1所述的汽车线控制动器，其特征在于：所述丝杠的花键段（15A）通过花键与制动钳体（5）配合，使丝杠只能沿着制动钳体（5）的轴向移动。

9.根据权利要求1所述的汽车线控制动器，其特征在于：所述传动螺母（16）通过轴承（13）与制动钳体（5）连接。