CN106828446A - 一种盘式中央驻车制动器总成 - Google Patents

一种盘式中央驻车制动器总成 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车制动系统领域，具体的说是一种盘式中央驻车制动器总成。该制动器总成包括制动钳、摩擦片、推杆总成、钢球、端盖总成、回位弹簧、拉臂总成、花键轴和滑销；滑销设置于制动钳两端的圆孔内；拉臂总成与花键轴固定；回位弹簧通过拉臂总成上的圆柱销定位及端面的圆孔固定；端盖总成通过衬套与花键轴配合；端盖总成与花键轴共同将钢球夹持在各自对应的扇形凹槽内；端盖总成与制动钳固定；推杆总成与花键轴上的圆形凹槽配合；摩擦片通过推杆总成上的磁芯与推杆总成吸附在一起。本发明是一种能解决鼓式中央驻车制动器可靠性差，行车拖磨过热；结构复杂，重量较大，布置困难的难题，提高越野车辆驻车制动能力的盘式中央驻车制动器总成。

Description

一种盘式中央驻车制动器总成
技术领域
本发明属于汽车制动系统领域，具体的说是一种盘式中央驻车制动器总成。
背景技术
随着汽车技术的发展和行驶车速的提高，汽车的制动性能显得至关重要，它直接关系到交通安全，是汽车行驶的重要保障。而车辆驻坡能力是车辆制动性能的必不可少的重要组成部分。GB 12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》对商用车辆驻坡能力要求如下：车辆在额定装载质量和不带挂车的条件下，使用驻车制动应能在18％的坡道上在向上和向下两个方向均能可靠停住；车辆在额定装载质量和带挂车的条件下，使用驻车制动应能在12％的坡道上在向上和向下两个方向均能可靠停住。为满足法规要求，4x2型商用车辆驻车制动系统普遍采用弹簧储能断气制动方式，由安装于后桥轮边制动器上的弹簧制动缸弹簧腔中的大弹簧提供驻车促动力。对于越野车辆而言，由于使用条件的特殊性，需要经常行驶于坏路、无路地带以及各种陡坡，对车辆自身驻坡能力要求更高。高驻坡能力是保障越野车辆高通过性、高机动性及高安全性的重要指标之一，有助于提高整车的越野能力。现阶段，大多数越野车辆驻坡能力要求如下：车辆在额定装载质量和不带挂车的条件下，使用驻车制动在40％的坡道上在向上和向下两个方向可靠停住；车辆在额定装载质量和带挂车的条件下，使用驻车制动在20％的坡道上在向上和向下两个方向可靠停住。对于4x4型越野车辆，如果完全采用4x2型商用车辆后桥驻车制动系统，将无法满足法规要求。为此需在前桥加装驻车制动装置，充分利用驻车制动过程中前桥的地面附着能力，以提高整车驻车制动能力。现有加装于前桥的鼓式中央驻车制动器，但该鼓式中央驻车制动器可靠性差，行车拖磨过热；结构复杂，重量较大，布置困难。
发明内容
本发明提供了一种结构简单的盘式中央驻车制动器总成，解决鼓式中央驻车制动器可靠性差，行车拖磨过热；结构复杂，重量较大，布置困难的难题，提高越野车辆驻车制动能力。
本发明技术方案结合附图说明如下：
一种盘式中央驻车制动器总成，布置于变速箱输出端或传动轴吊装装置处或主减速器输入端，该制动器总成包括制动钳1、摩擦片3、推杆总成4、钢球5、端盖总成6、回位弹簧7、拉臂总成9、花键轴10和滑销12；其中所述的滑销12设置于制动钳1两端的圆孔内；所述的拉臂总成9通过渐开线花键配合与花键轴10连接在一起然后通过螺栓固定；所述的回位弹簧7通过拉臂总成9上的圆柱销Ⅱ29定位及端面的两个圆孔固定；所述的端盖总成6通过衬套17与花键轴10配合；所述的端盖总成6与花键轴10共同将钢球5夹持在各自对应的扇形凹槽内；所述的端盖总成6与制动钳1通过内六角螺钉固定；所述的推杆总成4通过推杆21上的球形突起及凹槽与花键轴10上的圆形凹槽配合；所述的摩擦片3通过推杆总成4上的磁芯19与推杆总成4吸附在一起。
所述的花键轴10的轴向为T形，其外部加工有与拉臂总成9上的渐开线内花键配合的渐开线外花键Ⅰ15；所述的T形顶边内侧端面沿圆周方向均布3个扇形凹槽Ⅰ13，每个扇形凹槽Ⅰ13的间隔为60°；所述的扇形凹槽Ⅰ13的深度沿花键轴10制动时相对旋转方向逐渐变浅，扇形凹槽Ⅰ13的最深处的深度为钢球5直径的一半，扇形凹槽Ⅰ13的最深处的深度与最浅处的深度之差为花键轴10最大轴向位移即驻车制动动作过程中花键轴10的行程；所述的T形顶边外侧端面加工有用于与推杆总成4配合的圆形凹槽Ⅰ14。
所述的端盖总成6中的端盖18的端面加工有沿圆周方向均布的3个扇形凹槽Ⅱ16，每个扇形凹槽Ⅱ16的间隔为60°；所述的扇形凹槽Ⅱ16的深度沿花键轴10制动时相对旋转方向逐渐变浅，扇形凹槽Ⅱ16最深处的深度为钢球5直径的一半，扇形凹槽Ⅱ16的最深处的深度与最浅处的深度之差为花键轴10最大轴向位移即驻车制动动作过程中花键轴10的行程；所述的端盖总成6与花键轴10轴颈配合的圆孔处设置有耐磨的衬套17。
所述的推杆总成4包括推杆21、磁芯19、薄片弹簧20和圆柱销Ⅰ22；所述的磁芯19的径向端面上安装有薄片弹簧20；所述的推杆21轴向端面的一端加工有用于安装磁芯19和薄片弹簧20的柱形凹槽23；所述的薄片弹簧20将磁芯19固定在柱形凹槽23内；所述的推杆21轴向端面的另一端加工有用于与圆形凹槽Ⅰ14配合的球形突起及圆形凹槽Ⅱ25；所述的推杆21径向端面上加工有用于安装圆柱销Ⅰ22的长圆键槽24。
所述的拉臂总成9包括拉臂28和圆柱销Ⅱ29；所述的拉臂28端面加工有3个用于与驻车促动装置连接的圆孔Ⅲ30；所述的拉臂28端面加工有用于与渐开线外花键Ⅰ15配合的渐开线内花键Ⅱ33；所述的拉臂28的端面加工有3个沿圆周分布的用于安装圆柱销Ⅱ29的圆孔Ⅱ32；所述的拉臂28的端面加工有2个对称分布的用于固定回位弹簧7端部的圆孔Ⅰ31。
所述的摩擦片3的背板上加工有用于在装配到制动钳1中时与制动钳1上凹槽形成配合定位限位用的圆形突起27；所述的摩擦片3的背板上加工有2个用于增强摩擦材料与背板的粘接强度的圆孔Ⅲ26。
本发明的有益效果为：
1、本发明盘式中央驻车制动器采用浮动钳盘式结构，摩擦片布置于钳体内，旋转部件制动盘作为摩擦副，通过促动装置促动摩擦片夹紧制动盘来实现驻车制动功能。相对于鼓式制动器的摩擦片与制动鼓的配合效果来说，该发明的制动盘与摩擦片夹紧过程中，接触良好，作用力分布均匀，变形小，保障了该总成稳定性、可靠性好，解决了鼓式中央制动器稳定性、可靠性差，行车拖磨过热的问题。
2、本发明盘式中央驻车制动器通过滑销可固定在变速箱输出端、传动轴吊装装置处或者主减速器输入端的静止部位，布置方便。
3、本发明通过在花键轴及端盖上沿圆周方向设计三个均布的扇形凹槽，通过促动时钢球在每个凹槽位置高低的变化，最终起到将驻车制动促动装置传递过来的转动力矩转化为对摩擦片的推力，来夹紧制动盘，实现驻车制动，结构简单，零件数量少。
4、本发明通过拉臂上设计的不同位置的圆孔与促动装置连接，实现同一个拉臂对促动力产生3个不同的放大比，驻车制动力矩从2400Nm按25％递增，适应有不同驻车制动性能需求的车辆匹配，提高越野车辆驻车制动能力。
附图说明
图1为本发明中所述的盘式中央驻车制动器剖面结构示意图；
图2为本发明中所述的盘式中央驻车制动器总成示意图；
图3为图2中D—D处剖面图；
图4为本发明中所述的花键轴结构示意图；
图5为图4中B—B处剖面图；
图6为本发明中所述的花键轴键槽剖面结构示意图；
图7为本发明中所述的端盖结构示意图；
图8为图7中C—C处剖面图；
图9为本发明中所述的端盖剖面结构示意图；
图10为本发明中所述的推杆总成结构示意图；
图11为本发明中所述的推杆总成剖面结构示意图；
图12为本发明中所述的推杆结构示意图；
图13为本发明中所述的推杆剖面结构示意图；
图14为图13中E方向的长圆键槽剖面结构示意图；
图15为本发明中所述的摩擦片结构示意图；
图16为图15中B—B处剖面图；
图17为本发明中所述的拉臂总成一种剖面结构示意图；
图18为本发明中所述的拉臂总成另一种剖面结构示意图；
图19为本发明中所述的拉臂结构示意图；
图20为图19中A—A处剖面图；
图21为图19中B—B处剖面图。
图中：1、制动钳；2、制动盘；3、摩擦片；4、推杆总成；5、钢球；6、端盖总成；7、回位弹簧；8、拉臂总成安装螺栓；9、拉臂总成；10、花键轴；11、内六角圆柱头螺钉；12、滑销；13、扇形凹槽Ⅰ；14、圆形凹槽Ⅰ；15、渐开线外花键Ⅰ；16、扇形凹槽Ⅱ；17、衬套；18、端盖；19、磁芯；20、薄片弹簧2；21、推杆；22、圆柱销Ⅰ；23、柱形凹槽；24、长圆键槽；25、球形突起及圆形凹槽Ⅱ；26、圆孔Ⅲ；27、圆形突起；28、拉臂；29、圆柱销Ⅱ；30、圆孔Ⅲ；31、圆孔Ⅰ；32、圆孔Ⅱ；33、渐开线内花键Ⅱ。
具体实施方式
参阅图1—图3，一种盘式中央驻车制动器总成，布置于变速箱输出端或传动轴吊装装置处或主减速器输入端，该制动器总成包括制动钳1、摩擦片3、推杆总成4、钢球5、端盖总成6、回位弹簧7、拉臂总成9、花键轴10和滑销12；其中所述的滑销12设置于制动钳1两端的圆孔内；所述的拉臂总成9通过渐开线花键配合与花键轴10连接在一起然后通过螺栓固定；所述的回位弹簧7通过拉臂总成9上的圆柱销Ⅱ29定位及端面的两个圆孔固定；所述的端盖总成6通过衬套17与花键轴10配合；所述的端盖总成6与花键轴10共同将钢球5夹持在各自对应的扇形凹槽内；所述的端盖总成6与制动钳1通过内六角螺钉固定；所述的推杆总成4通过推杆21上的球形突起及凹槽与花键轴10上的圆形凹槽配合；所述的摩擦片3通过推杆总成4上的磁芯19与推杆总成4吸附在一起。
参阅图4—图6，所述的花键轴10的轴向为T形，其外部加工有与拉臂总成9上的渐开线内花键配合的渐开线外花键Ⅰ15；所述的T形顶边内侧端面沿圆周方向均布3个扇形凹槽Ⅰ13，每个扇形凹槽Ⅰ13的间隔为60°，扇形凹槽Ⅰ13自身分布的角度为60°；所述的扇形凹槽Ⅰ13的深度沿花键轴10制动时相对旋转方向逐渐变浅，扇形凹槽Ⅰ13的最深处的深度为钢球5直径的一半，扇形凹槽Ⅰ13的最深处的深度与最浅处的深度之差为花键轴10最大轴向位移即驻车制动动作过程中花键轴10的行程；所述的T形顶边外侧端面加工有用于与推杆总成4配合的圆形凹槽Ⅰ14。扇形凹槽Ⅰ13用于与钢球5及端盖总成6上的扇形凹槽Ⅱ16形成配合，传递促动力；T形顶边外侧端面加工有圆形凹槽Ⅰ14，用于与推杆总成4形成连接配合，用于保证在花键轴10执行驻车制动及放松驻车制动动作的过程中推杆总成4与花键轴10始终保持可靠连接。
参阅图7—图9，所述的端盖总成6中的端盖18的端面加工有沿圆周方向均布的3个扇形凹槽Ⅱ16，每个扇形凹槽Ⅱ16的间隔为60°，扇形凹槽Ⅱ16自身分布的角度为60°；所述的扇形凹槽Ⅱ16的深度沿花键轴10制动时相对旋转方向逐渐变浅，扇形凹槽Ⅱ16最深处的深度为钢球5直径的一半，扇形凹槽Ⅱ16的最深处的深度与最浅处的深度之差为花键轴10最大轴向位移即驻车制动动作过程中花键轴10的行程；所述的扇形凹槽Ⅱ16用于与钢球5及花键轴10形成配合，传递促动力；所述的端盖总成6与花键轴10轴颈配合的圆孔处设置有耐磨的衬套17。
参阅图10—14，所述的推杆总成4包括推杆21、磁芯19、薄片弹簧20和圆柱销Ⅰ22；所述的磁芯19的径向端面上安装有薄片弹簧20；所述的推杆21轴向端面的一端加工有用于安装磁芯19和薄片弹簧20的柱形凹槽23，通过磁芯19的磁力使摩擦片3与推杆总成4吸附在一起，在驻车制动及放松过程中摩擦片与推杆总成均能保证有效连接；所述的薄片弹簧20将磁芯19固定在柱形凹槽23内；所述的推杆21轴向端面的另一端加工有用于与圆形凹槽Ⅰ14配合的球形突起及圆形凹槽Ⅱ25，用于保证在花键轴10执行驻车制动及放松驻车制动动作的过程中推杆总成4与花键轴10始终保持可靠连接；所述的推杆21径向端面上加工有用于安装圆柱销Ⅰ22的长圆键槽24，该圆柱销Ⅰ22与制动钳1上凹槽形成配合定位，保障推杆总成4在与花键轴10一起执行驻车制动及放松驻车制动动作的过程中推杆总成4不随花键轴10一起转动。
参阅图17—图21，所述的拉臂总成9包括拉臂28和圆柱销Ⅱ29；所述的拉臂28端面加工有3个圆孔Ⅲ30，圆孔Ⅲ30用于与驻车促动装置连接配合，来传递驻车促动力，通过选择不同的孔与促动装置连接，实现同一个拉臂对促动力产生3个不同的放大比，驻车制动力矩从2400Nm按25％递增，适应有不同驻车制动性能需求的车辆匹配；所述的拉臂28端面加工有渐开线内花键Ⅱ33，用于与花键轴上外花键15配合；所述的拉臂28的端面加工有3个沿圆周分布的用于安装圆柱销Ⅱ29的圆孔Ⅱ32，该圆孔Ⅱ32可以用来给回位弹簧7定位；所述的拉臂28的端面加工有2个对称分布的圆孔Ⅰ31，该圆孔Ⅰ31用于给回位弹簧7端部固定用，保障拉臂总成9沿相反的两个方向转动时，回位弹簧7均可有效固定。
参阅图15—图16，所述的摩擦片3的背板上加工有圆形突起27，该圆形突起27用于在装配到制动钳1中时与制动钳1上凹槽形成配合定位限位用，同时保证在驻车制动过程中，摩擦片3不随制动盘2转动；所述的摩擦片3的背板上加工有2个圆孔Ⅲ26，该圆孔Ⅲ26用于增强摩擦材料与背板的粘接强度。
该制动器驻车制动工作过程如下：制动钳1可以在两个导向滑销12上自由滑动并被它们固定，制动器总成由拉臂总成9促动，拉臂通过渐开线花键配合与花键轴10联接在一起然后通过拉臂总成安装螺栓8固定，使用内六角圆柱头螺钉11将端盖总成6与制动钳1固定在一起。当驻车制动促动力作用在拉臂总成9上，带动花键轴10旋转，这将驱动花键轴10与端盖总成6共同夹持的三个钢球5在花键轴10与端盖总成6上的扇形凹槽配合形成的螺旋球型轨道上运动，促动力作用在钢球5上，钢球5对花键轴10产生轴向推力及圆周方向的扭转作用，同时钢球5在轨道上螺旋上升促动花键轴10产生一个轴向方向的直线运动。沿轴向直线运动过程中，花键轴10推动推杆总成4从而将轴向作用力传递到内摩擦片3上，推动内摩擦片3轴向运动，消除与驻车制动盘2之间的间隙，并最终压紧驻车制动盘。同时，钢球5对端盖总成6也会产生方向相反的轴向推力及圆周方向的扭转作用，端盖总成6带动制动钳1在两个导向滑销12向着推杆总成4运动方向相反的方向滑动，拉动外摩擦片同向运动，消除与驻车制动盘2之间的间隙，并最终压紧驻车制动盘。内、外摩擦片与驻车制动盘之间的夹紧力，最终转化为驻车制动力，使车辆可靠停驻。当解除作用在拉臂总成9上的驻车制动促动力，回位弹簧7产生的扭转回位力矩及轴向回位力驱动拉臂总成9返回到它的初始位置。同时拉臂总成9带动花键轴10，花键轴10带动推杆总成4，推杆总成4通过安装在推杆总成上的磁芯19带动摩擦片同时被拉回到初始位置。同时，安装在滑销12上的制动钳1、端盖总成6及外摩擦片在回位弹簧7反方向轴向回位力及制动盘2旋转过程中产生的轴向推力作用下回到初始位置。

Claims (6)

1.一种盘式中央驻车制动器总成，布置于变速箱输出端或传动轴吊装装置处或主减速器输入端，其特征在于，该制动器总成包括制动钳(1)、摩擦片(3)、推杆总成(4)、钢球(5)、端盖总成(6)、回位弹簧(7)、拉臂总成(9)、花键轴(10)和滑销(12)；其中所述的滑销(12)设置于制动钳(1)两端的圆孔内；所述的拉臂总成(9)通过渐开线花键配合与花键轴(10)连接在一起然后通过螺栓固定；所述的回位弹簧(7)通过拉臂总成(9)上的圆柱销Ⅱ(29)定位及端面的两个圆孔固定；所述的端盖总成(6)通过衬套(17)与花键轴(10)配合；所述的端盖总成(6)与花键轴(10)共同将钢球(5)夹持在各自对应的扇形凹槽内；所述的端盖总成(6)与制动钳(1)通过内六角螺钉固定；所述的推杆总成(4)通过推杆(21)上的球形突起及凹槽与花键轴(10)上的圆形凹槽配合；所述的摩擦片(3)通过推杆总成(4)上的磁芯(19)与推杆总成(4)吸附在一起。
2.根据权利要求1所述的一种盘式中央驻车制动器总成，其特征在于，所述的花键轴(10)的轴向为T形，其外部加工有与拉臂总成(9)上的渐开线内花键配合的渐开线外花键Ⅰ(15)；所述的T形顶边内侧端面沿圆周方向均布3个扇形凹槽Ⅰ(13)，每个扇形凹槽Ⅰ(13)的间隔为60°；所述的扇形凹槽Ⅰ(13)的深度沿花键轴(10)制动时相对旋转方向逐渐变浅，扇形凹槽Ⅰ(13)的最深处的深度为钢球(5)直径的一半，扇形凹槽Ⅰ(13)的最深处的深度与最浅处的深度之差为花键轴(10)最大轴向位移即驻车制动动作过程中花键轴(10)的行程；所述的T形顶边外侧端面加工有用于与推杆总成(4)配合的圆形凹槽Ⅰ(14)。
3.根据权利要求2所述的一种盘式中央驻车制动器总成，其特征在于，所述的端盖总成(6)中的端盖(18)的端面加工有沿圆周方向均布的3个扇形凹槽Ⅱ(16)，每个扇形凹槽Ⅱ(16)的间隔为60°；所述的扇形凹槽Ⅱ(16)的深度沿花键轴(10)制动时相对旋转方向逐渐变浅，扇形凹槽Ⅱ(16)最深处的深度为钢球(5)直径的一半，扇形凹槽Ⅱ(16)的最深处的深度与最浅处的深度之差为花键轴(10)最大轴向位移即驻车制动动作过程中花键轴(10)的行程；所述的端盖总成(6)与花键轴(10)轴颈配合的圆孔处设置有耐磨的衬套(17)。
4.根据权利要求3所述的一种盘式中央驻车制动器总成，其特征在于，所述的推杆总成(4)包括推杆(21)、磁芯(19)、薄片弹簧(20)和圆柱销Ⅰ(22)；所述的磁芯(19)的径向端面上安装有薄片弹簧(20)；所述的推杆(21)轴向端面的一端加工有用于安装磁芯(19)和薄片弹簧(20)的柱形凹槽(23)；所述的薄片弹簧(20)将磁芯(19)固定在柱形凹槽(23)内；所述的推杆(21)轴向端面的另一端加工有用于与圆形凹槽Ⅰ(14)配合的球形突起及圆形凹槽Ⅱ(25)；所述的推杆(21)径向端面上加工有用于安装圆柱销Ⅰ(22)的长圆键槽(24)。
5.根据权利要求4所述的一种盘式中央驻车制动器总成，其特征在于，所述的拉臂总成(9)包括拉臂(28)和圆柱销Ⅱ(29)；所述的拉臂(28)端面加工有3个用于与驻车促动装置连接的圆孔Ⅲ(30)；所述的拉臂(28)端面加工有用于与渐开线外花键Ⅰ(15)配合的渐开线内花键Ⅱ(33)；所述的拉臂(28)的端面加工有3个沿圆周分布的用于安装圆柱销Ⅱ(29)的圆孔Ⅱ(32)；所述的拉臂(28)的端面加工有2个对称分布的用于固定回位弹簧(7)端部的圆孔Ⅰ(31)。
6.根据权利要求1所述的一种盘式中央驻车制动器总成，其特征在于，所述的摩擦片(3)的背板上加工有用于在装配到制动钳(1)中时与制动钳(1)上凹槽形成配合定位限位用的圆形突起(27)；所述的摩擦片(3)的背板上加工有2个用于增强摩擦材料与背板的粘接强度的圆孔Ⅲ(26)。
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