一种用于车辆的制动钳总成
技术领域
本发明涉及车辆底盘领域,特别是涉及一种用于车辆的制动钳总成。
背景技术
随着我国汽车保有量逐步增加,在石油资源愈发紧张的今天,开发节能环保交通工具显得尤为重要。尤其近期国内对于电动车的大力推广,如何提升电动车行驶里程也是各大主机厂争先研究的课题。
制动钳为汽车制动系统的重要零件,制动钳在汽车制动时通过液压使两个摩擦片加紧制动盘,通过摩擦力使汽车减速。然而摩擦片受钳体和导销阻力的影响无法主动回位,在解除制动后正常行驶中依旧会与制动盘摩擦产生拖滞。
传统结构制动钳的拖滞力矩在2~3N.m,整车受制动拖滞力矩在8~12N.m。该拖滞力矩不仅会造成摩擦片的磨损,导致摩擦片更换周期缩短。也会造成制动盘的磨损,产生大量PM2.5~PM10的灰尘,污染环境。此外,制动钳拖滞会影响燃油车的1~2%的油耗,电动车20~30km的续航。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种有效解决车辆制动后的拖滞问题的制动钳总成。
本发明的一个进一步的目的是要提供一种可靠性高且低成本的制动钳总成。
特别地,本发明提供一种用于车辆的制动钳总成,包括:
钳体;
钳架,设置有第一导销孔;
第一摩擦片和第二摩擦片,分别设置于所述车辆的制动盘的两侧,以使得在所述第一摩擦片和所述第二摩擦片与所述制动盘抵触后产生制动力以制动所述车辆,所述第一摩擦片和所述第二摩擦片均配置成可沿所述第一导销孔的轴向相对于所述钳架移动;
活塞,设置在所述钳体内,与所述第二摩擦片连接,用于在所述车辆制动时推动所述第二摩擦片向所述制动盘移动;
第一导销,部分穿设在所述第一导销孔内,且所述第一导销露出于所述第一导销孔的一端与所述钳体固定连接;
衔铁螺母,设置在所述第一导销孔内;
线圈,套设在所述第一导销和/或所述衔铁螺母上,所述线圈配置成通电后产生电磁力;
所述制动钳总成配置成在所述车辆制动完成后,所述线圈产生的电磁力带动所述第一导销向所述衔铁螺母的方向移动,以使所述钳体带动所述第一摩擦片向远离所述制动盘的方向移动,进而使所述第一摩擦片与所述制动盘分开。
可选地,所述制动钳总成还包括:
控制器,与所述线圈连接,用于根据所述第一摩擦片和所述第二摩擦片的厚度控制所述线圈的电流,以控制所述线圈产生的电磁力大小。
可选地,所述制动钳总成还包括:
密封圈,设置于所述活塞与所述钳体之间,在所述车辆制动完成后,所述密封圈与所述活塞之间的摩擦力可以使所述活塞向远离所述制动盘的方向移动进而使所述第二摩擦片与所述制动盘分开。
可选地,所述制动钳总成还包括:
第一卡簧,设置成W型,其中间部分与所述第一摩擦片固定连接,其两端设置成卡钩;
第二卡簧,设置成W型,其中间部分与所述第二摩擦片固定连接,其两端设置成卡钩;
所述钳体上设置有第一凹槽,所述第一卡簧的卡钩与所述第一凹槽配合以使所述第一摩擦片与所述钳体连接;
所述活塞上的内壁上设置有第二凹槽,所述第二卡簧的卡钩与所述第二凹槽配合以使所述第二摩擦片与所述活塞连接。
可选地,所述制动钳总成还包括:
活塞防尘罩,所述活塞靠近所述制动盘的外壁上设置有第三凹槽,所述第三凹槽用于安装所述活塞防尘罩。
可选地,所述第一导销上设置有:
橡胶套,套设在所述第一导销靠近所述衔铁螺母的一端,用于避免所述第一导销磨损;
导销防尘罩,套设在所述第一导销上,且在所述第一导销穿设至所述第一导销孔后堵住所述第一导销孔的进口,以密封所述第一导销孔。
可选地,所述导销防尘罩及所述第一导销硫化成型。
可选地,所述钳体上设置有第一导销安装孔,用于穿设螺栓以将所述第一导销与所述钳体连接。
可选地,所述第一摩擦片的边缘相对的两个位置上各设置有第一凸起;
所述第二摩擦片的边缘相对的两个位置上各设置有第二凸起;
所述钳架上设置分别与所述第一凸起和所述第二凸起配合的第一导轨和第二导轨,以使得所述第一摩擦片和所述第二摩擦片与所述钳架形成可滑动连接。
可选地,所述制动钳总成还包括:
第二导销,与所述第一导销平行,且所述第二导销和所述第一导销分别设置在所述钳架的两端,所述钳架上还设置有第二导销孔,用于穿设所述第二导销,且所述第二导销的一端与所述钳体固定连接。
根据本发明的方案,通过在钳架内的第一导销孔内设置衔铁螺母,衔铁螺母与第一导销配合,在衔铁螺母或第一导销上套设线圈以使在线圈通电后在衔铁螺母与第一导销之间产生电磁力而将钳体沿第一导销孔的轴向朝钳架方向移动,而第一摩擦片与钳体固定连接可以使得第一摩擦片可以随着钳体的移动而移动,所以当制动完成后将线圈通电,第一导销带动钳体沿第一导销孔的轴向朝钳架方向移动进而第一摩擦片随着钳体向远离制动盘方向移动,最终实现将第一摩擦片与制动盘分离,以消除拖滞。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成的分解结构示意图;
图2是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成的局部剖面结构示意图;
图3是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成的第一导销的结构示意图;
图4是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成在制动完成后线圈电流与第一摩擦片厚度关系示意图;
图5是根据本发明的另一个实施例的用于车辆的制动钳总成的局部剖面结构示意图;
图6是图5中B处的放大图;
图7是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成的第一导销的分解结构示意图;
图8是根据本发明的又一个实施例的用于车辆的制动钳总成的局部剖面结构示意图;
图9是图8中A处的放大图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成的分解结构示意图。图2是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成的局部剖面结构示意图。图3是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成的第一导销的结构示意图。如图1所示,本发明提供了一种用于车辆的制动钳总成,包括钳体10、钳架20、第一摩擦片30、第二摩擦片40、活塞50、第一导销60、衔铁螺母70和线圈61。钳架20设置有第一导销孔21。第一摩擦片30和第二摩擦片40设置于制动盘的两侧,以使得在第一摩擦片30和第二摩擦片40与制动盘抵触后产生制动力以制动车辆,第一摩擦片30与钳体10固定连接,第一摩擦片30和第二摩擦片40均配置成可沿第一导销孔21的轴向相对于钳架 20移动。活塞50设置在钳体10内,与第二摩擦片40连接,用于在车辆制动时推动第二摩擦片40向制动盘移动。第一导销60的部分穿设在第一导销孔21 内,且第一导销60露出于第一导销孔21的一端与钳体10固定连接。衔铁螺母70设置在第一导销孔21内。线圈61套设在第一导销60和/或衔铁螺母70 上,线圈61配置成通电后产生电磁力。制动钳总成配置成在车辆制动完成后,线圈61产生的电磁力带动第一导销60向衔铁螺母70的方向移动,以使钳体 10带动第一摩擦片30向远离制动盘的方向移动,进而使第一摩擦片30与制动盘分开。需要特别说明的是,线圈61套设在第一导销60和/或衔铁螺母70上包括线圈61套设在第一导销60上、线圈61套设在衔铁螺母70上、或线圈61 分别套设在第一导销60和衔铁螺母70上三种并列方案。如图3所示,线圈61 套设在第一导销60上。
在车辆制动完成后,第二摩擦片40均可通过活塞50与钳体10之间的反作用力而正常与制动盘分离以解除第二摩擦片40对制动盘的限制。而现有技术中,在制动完成后,第一摩擦片30因受到钳体的阻力并不能顺利地与制动盘分离从而产生拖滞问题。
本实施例的方案,通过在钳架20内的第一导销孔21内设置衔铁螺母70,衔铁螺母70与第一导销60配合,在衔铁螺母70或第一导销60上套设线圈61 以使在线圈61通电后在衔铁螺母70与第一导销60之间产生电磁力而将钳体10沿第一导销孔21的轴向朝钳架20方向移动,而第一摩擦片30与钳体10固定连接可以使得第一摩擦片30可以随着钳体10的移动而移动,所以当制动完成后将线圈61通电,第一导销60带动钳体10沿第一导销孔21的轴向朝钳架 20方向移动进而第一摩擦片30随着钳体10向远离制动盘方向移动,最终实现将第一摩擦片30与制动盘分离,以消除拖滞。
进一步地,该第一导销60穿设在第一导销孔21内,可以避免使用过程中的损伤,不受外界环境的影响,不会因为制动盘的热辐射和车辆涉水等影响而损坏,耐久性好,进而提高该制动钳总成的可靠性。
图4是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成在制动完成后线圈61电流与第一摩擦片30厚度关系示意图。优选地,在一个实施例中,制动钳总成还包括控制器(未图示)。控制器(未图示)与线圈61连接,用于根据第一摩擦片30和第二摩擦片40的厚度控制线圈61的电流,以控制线圈61 产生的电磁力大小。在一个实施例中,控制器(未图示)包括与线圈61连接的接插件、第一线束及计算单元。计算单元可以计算摩擦片的厚度。计算单元根据车载环境温度传感器获取车辆的环境温度,及根据车辆减速度传感器获取制动减速度和制动时间,计算单次制动时第一摩擦片30和第二摩擦片40的磨损厚度L1和L2,然后计算当前第一摩擦片30和第二摩擦片40的累计总磨损量。当第一摩擦片30和第二摩擦片40未磨损时第一导销60与衔铁螺母70存在初始间隙L3,所以当前第一导销60与衔铁螺母70之间的间隙L为L3与当前两个摩擦片(第一摩擦片30和第二摩擦片40)的累计总磨损量之和,通过计算和试验结果获得如图4所示的关系图,图4中L表示当前第一导销60与衔铁螺母70之间的间隙,I表示当前第一导销60与衔铁螺母70之间的间隙对应的电流,若当前第一导销60与衔铁螺母70之间的间隙为L3时,所需的电流为I3,若当前第一导销60与衔铁螺母70之间的间隙为L4时,所需的电流为 I4,若当前第一导销60与衔铁螺母70之间的间隙为L5时,所需的电流为I5。按照图4所示的关系图对电流进行控制可以使得第一导销60与衔铁螺母70之间的电磁力在第一摩擦片30和第二摩擦片40厚度发生变化时仍相同。本实施例在第一摩擦片30的整个生命周期内,均可以通过调节电流大小,保证第一摩擦片30在不同厚度情况下都能够获得相同的回位力,达到相同的回位效果 (第一摩擦片30与制动盘分离效果)。在其他实施例中,控制器(未图示) 还可以根据第一摩擦片30和第二摩擦片40的厚度调整线圈61的电流和/或通电时间,提供恒定的回位力,以达到完全消除拖滞的效果。该控制器(未图示) 仅在制动完成后才将线圈61通电,不会影响制动效果,该控制器(未图示) 可以通过获取制动踏板信号等信息判断是否制动完成。
在本实施例中通过控制器(未图示)控制线圈61电流可靠性高,而且还省去了现有技术中的传感器的费用。
在一个优选地实施例中,第一导销60和衔铁螺母70均采用软磁性材料制成,以在线圈61的作用下两者之间产生电磁力。优选地,衔铁螺母70的外壁设有与第一导销孔21连接的螺纹。
如图1所示,在一个实施例中,制动钳总成还包括密封圈51,设置于活塞 50与钳体10之间,在车辆制动完成后,密封圈51与活塞50之间的摩擦力可以使活塞50向远离制动盘的方向移动进而使第二摩擦片40与制动盘分开。下面以液压式制动钳为例说明车辆的制动过程。在驾驶员踩下制动踏板后,液体推动活塞50向第二摩擦片40方向移动,然后第二摩擦片40与活塞50同向移动,也即第二摩擦片40向制动盘方向移动,在活塞50移动过程中,同时活塞 50与密封圈51之间形成相互的反作用力,在该反作用力的带动下钳体10向活塞50运动方向的反方向运动,该反作用力还会使得密封圈51发生弹性形变,当第二摩擦片40与制动盘紧密接触后,在液体的压力下,钳体10继续向活塞 50的反方向运动,进而带动第一摩擦片30向制动盘移动以使第一摩擦片30和第二摩擦片40均夹紧制动盘最终制动车辆。在制动完成后,液体的压力减小,密封圈51的弹性变形恢复,带动活塞50回位,并带动第二摩擦片40与制动盘分离,控制器(未图示)根据第一摩擦片30和第二摩擦片40的厚度控制供电装置为线圈61提供相应的电流,第一导销60与衔铁螺母70之间产生电磁力使得第一导销60向衔铁螺母70移动,带动钳体10沿第一导销孔21的轴向朝钳架20方向移动进而第一摩擦片30随着钳体10向远离制动盘方向移动,最终实现将第一摩擦片30与制动盘分离,从而消除拖滞。
如图1所示,制动钳总成还包括第一卡簧32和第二卡簧42。第一卡簧32 设置成W型,其中间部分与第一摩擦片30固定连接,其两端设置成卡钩。第二卡簧42设置成W型,其中间部分与第二摩擦片40固定连接,其两端设置成卡钩。钳体10上设置有第一凹槽14,第一卡簧32的卡钩与第一凹槽14配合以使第一摩擦片30与钳体10连接。活塞50上的内壁上设置有第二凹槽54,第二卡簧42的卡钩与第二凹槽54配合以使第二摩擦片40与活塞50连接。第一卡簧32和第二卡簧42的两端均可以向两侧提供弹力。优选地,第一卡簧32 和第二卡簧42使用弹簧钢制成。
制动钳总成装配时,压缩第一卡簧32的两端,使第一卡簧32的两端落入钳体10的第一凹槽14内。此时由于第一卡簧32的两端存在外张力,该外张力可以使钳体10和第一摩擦片30固定。此外,在第一摩擦片30更换时可以向第一卡簧32的两端施加压缩力,使第一卡簧32的两端从钳体10的第一凹槽14内移除,使钳体10和第一摩擦片30分离。
相似的,压缩第二卡簧42的两端,使第二卡簧42的两端落入活塞50的第二凹槽54内。此时由于第二卡簧42的两端存在外张力,该外张力可以使活塞50和第二摩擦片40固定。此外,在第二摩擦片40更换时可以向第二卡簧 42的两端施加压缩力,使卡第二卡簧42的两端从活塞50的第二凹槽54内移除,使活塞50和第二摩擦片40分离。
在一个实施例中,活塞50与钳体10之间存在少许间隙,该间隙允许活塞 50在钳体10中产生轴向滑动。同时,密封圈51夹在活塞50和钳体10之间,起到密封和让活塞50回位的作用。优选地,活塞50呈圆柱形。
可选地,如图1所示,制动钳总成还包括活塞防尘罩52,活塞50靠近制动盘的外壁上设置有第三凹槽53,第三凹槽53用于安装活塞防尘罩52,活塞防尘罩52可以防止灰尘和泥水进入活塞50中。
图5是根据本发明的另一个实施例的用于车辆的制动钳总成的局部剖面结构示意图。图6是图5中B处的放大图。图7是根据本发明的一个实施例的用于车辆的制动钳总成的第一导销60的分解结构示意图。如图7所述,可选地,第一导销60上设置有橡胶套64和导销防尘罩65。橡胶套64套设在第一导销 60靠近衔铁螺母70的一端,用于避免第一导销60磨损,起到缓冲和保护第一导销60的作用,橡胶套64与第一导销60过盈配合。导销防尘罩65套设在第一导销60上,且在第一导销60穿设至第一导销孔21后堵住第一导销孔21的进口,以密封第一导销孔21。橡胶套64和导销防尘罩65均采用天然橡胶制成。
可选地,在一个实施例中,导销防尘罩65及第一导销60硫化成型,以保证密封效果。当线圈61设置在第一导销60上时,需要将导销防尘罩65、线圈 61和第一导销60一同硫化成型。导销防尘罩65可以使得第一导销60、线圈 61和衔铁螺母70不受外界环境影响,提供制动钳总成的耐久性。
如图7所示,在一个优选地实施例中,线圈61套设在第一导销60上,线圈61远离第一导销60的一端连接第二接插头63,第二接插头63与控制器(未图示)连接,伸出第一导销60的一部分线圈61上包裹有外皮62。优选地,线圈61为漆包线。
如图1所示,在一个实施例中,钳体10上设置有第一导销安装孔11,用于穿设第一螺栓13以将第一导销60与钳体10连接。第一导销60远离线圈61 的一端具有螺纹孔,第一螺栓13与螺纹孔连接。
在本实施例中,衔铁螺母70、线圈61和大部分第一导销60均设置在第一导销孔21内,不会受磕碰丢失,可靠性高。
如图1所示,在一个实施例中,第一摩擦片30的边缘相对的两个位置上各设置有第一凸起31,第二摩擦片40的边缘相对的两个位置上各设置有第二凸起41。钳架20上设置分别与第一凸起31和第二凸起41配合的第一导轨23 和第二导轨24,以使得第一摩擦片30和第二摩擦片40与钳架20形成可滑动连接。优选地,第一凸起31与第一导轨23及第二凸起41与第二导轨24之间存在一定的间隙使得第一摩擦片30和第二摩擦片40可以在钳架20中滑动。第一摩擦片30和第二摩擦片40大体上均呈长方形,第一凸起31和第二凸起 41分别设置在第一摩擦片30和第二摩擦片40的长度方向的对称位置上。钳架 20的两端向远离制动盘的方向延伸,第一导轨23和第二导轨24分别设置在其两端上。
图8是根据本发明的又一个实施例的用于车辆的制动钳总成的局部剖面结构示意图。图9是图8中A处的放大图。如图8所示,优选地,制动钳总成还包括第二导销80,与第一导销60平行,且第二导销80和第一导销60分别设置在钳架20的两端,如图1所示,钳架20上还设置有第二导销孔22,用于穿设第二导销80,钳体10上还设置有第二导销安装孔12,第二导销安装孔12 用于穿设第二螺栓以将第二导销80与钳体10连接。优选地,第二导销80使用钢材制成,起到主要承载和导向作用。钳体10通过第一导销60和第二导销 80分别与第一导销孔21和第二导销孔22的间隙配合实现与钳架20的相对移动。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。