CN112798249B - Epb卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置及检测方法，该装置包括动作系统、摩擦片固定夹具和数据采集分析系统；动作系统包括固设的气缸、电机和轴承座，气缸推杆朝下且底端通过推力轴承连接有活塞推杆，活塞推杆的中部花键配合的穿过有从动锥齿轮、底端通过连接件连接有活塞，从动锥齿轮的下部配合在轴承座的轴承上、上部啮合有主动锥齿轮，电机为主动锥齿轮提供动力；摩擦片固定夹具用于固定摩擦片，固定好的摩擦片位于活塞正下方；数据采集分析系统确定活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值。本发明能自动检测EPB卡钳活塞与摩擦片的摩擦性能。

Description

EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于汽车零部件检测领域，具体涉及一种EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置及检测方法。

背景技术

EPB(Electronic Parking Brake，电子驻车制动器)的原理是通过电机带动螺杆驱动螺套和活塞沿活塞轴线向缸孔外运动，使活塞和浮动钳体带动摩擦片压紧制动盘，从而实现驻车制动。在EPB中，活塞轴向运动时，同时会受到螺杆螺套的周向作用力，但不允许活塞接触摩擦片后有旋转运动，否则，无法实现驻车功能。

为防止活塞接触摩擦片后有旋转运动，目前有两种方案：第一种是在摩擦片上设计凸台，活塞上设计凹槽，两者配合，防止活塞旋转运动；第二种是在活塞和摩擦片的接触面上设计一定摩擦系数，活塞压紧摩擦片后，活塞与摩擦片的旋转摩擦力大于螺杆螺套对活塞的周向作用力，防止活塞旋转运动。

对于第二种方案，活塞与摩擦片的摩擦性能设计为关键点，目前多为理论计算和经验设计，行业内暂无相应的检测装置和检测方法用于评估设计可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置及检测方法，本发明能自动检测EPB卡钳活塞与摩擦片的摩擦性能。

本发明所采用的技术方案是：

一种EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，包括动作系统、摩擦片固定夹具和数据采集分析系统；动作系统包括固设的气缸、电机和轴承座，气缸推杆朝下且底端通过推力轴承连接有活塞推杆，活塞推杆的中部花键配合的穿过有从动锥齿轮、底端通过连接件连接有活塞，从动锥齿轮的下部配合在轴承座的轴承上、上部啮合有主动锥齿轮，电机为主动锥齿轮提供动力；摩擦片固定夹具用于固定摩擦片，固定好的摩擦片位于活塞正下方；数据采集分析系统能采集气缸的施加压力并根据所需的活塞对摩擦片的施加压力换算成对应的气缸的施加压力、能采集电机转角和电机输出扭矩并分别换算成活塞转角和活塞所受扭矩、能输出活塞转角和活塞所受扭矩的关系曲线并确定活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值。

进一步地，连接件的上部为螺柱、中部为压盘、下部为凸台，活塞推杆底端配合拧紧在螺柱的螺纹孔内，凸台配合的插入活塞内孔中，压盘抵在活塞上且能覆盖活塞。

进一步地，推力轴承内圈分别与气缸推杆底端和活塞推杆顶端过盈压装。

进一步地，从动锥齿轮的下部设有凸台且通过凸台与轴承内圈过盈压装，轴承压装在轴承座内。

进一步地，摩擦片固定夹具安装在底板上，电机和轴承座安装在中层板上，气缸安装在顶层板上，底板与中层板之间以及中层板和顶层板之间均通过支撑板连接、通过肋板加固，气缸推杆穿过顶层板，活塞推杆穿过中层板。

进一步地，摩擦片固定夹具包括固定块、穿过固定块的螺杆、配合在螺杆上的螺母、两边带有滑轨的夹板、分别配合在两边滑轨上的活动限位块、位置可调的固定限位块，夹板远离固定限位块的一侧与螺杆固定，活动限位块的一端与滑轨配合、另一端向靠近固定限位块的一侧伸出；固定时，固定限位块将摩擦片的一侧限位，活动限位块的伸出端将摩擦片另一侧的两边限位，螺母抵在固定块上保证活动限位块的压紧。

进一步地，固定限位块通过腰孔和螺栓安装固定。

进一步地，数据采集分析系统包括数据采集模块和数据分析模块，数据采集件模块包括能采集气缸推杆下推力的气缸控制器以及设在电机上的扭矩传感器和转角传感器；数据分析模块与数据采集模块连接，用于对采集的数据进行换算和处理。

进一步地，关系曲线中的峰值扭矩为活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值。

一种EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测方法，采用上述EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，包括步骤：

S1、对EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置进行标定；

S2、通过摩擦片固定夹具固定摩擦片，安装活塞使活塞放在摩擦片上；

S3、根据所需的活塞对摩擦片的施加压力换算成对应的气缸的施加压力，启动气缸，使活塞压紧摩擦片；

S4、启动电机，带动活塞作旋转运动，采集电机转角和电机输出扭矩并分别换算成活塞转角和活塞所受扭矩，输出活塞转角和活塞所受扭矩的关系曲线并确定关系曲线中的峰值扭矩为活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值；

S5、检测结果分析——如在设定的活塞对摩擦片的施加压力下，检测到的活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值大于EPB执行驻车制动过程中活塞受到的周向作用力矩，则正常；如在设定的活塞对摩擦片的施加压力下，检测到的活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值小于EPB执行驻车制动过程中活塞受到的周向作用力矩，则活塞有可能出现打转现象，导致驻车功能无法实现，需改善。

本发明的有益效果是：

本发明中，动作系统既向活塞传递压力，也向活塞传递扭矩，模拟了活塞的受力情况，摩擦片固定夹具能在动作过程中保持摩擦片的固定，数据采集分析系统能自动检测EPB卡钳活塞与摩擦片的摩擦性能，本发明自动可以将摩擦性能验证从整车验证阶段提前到台架验证阶段，尽量在项目前期评估出EPB设计方案的合理性及可靠性，规避后期因问题改善带来的项目投入增加风险。

附图说明

图1是本发明实施例中EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置的示意图(不含数据采集分析系统)。

图2是本发明实施例中摩擦片固定夹具、摩擦片、活塞和连接件的示意图。

图3是本发明实施例中连接件的示意图。

图中：1-气缸；2-气缸推杆；3-推力轴承；4-活塞推杆；5-从动锥齿轮；6-轴承；7-轴承座；8-连接件；801-螺柱；802-压盘；803-凸台；9-摩擦片固定夹具；901-固定块；902-螺母；903-螺杆；904-夹板；905-滑轨；906-活动限位块；907-固定限位块；908-螺栓；909-腰孔；10-顶层板；11-主动锥齿轮；12-电机；13-支撑板；14-肋板；15-中层板；16-底板；17-活塞；18-摩擦片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，包括动作系统、摩擦片固定夹具9和数据采集分析系统；动作系统包括固设的气缸1、电机12和轴承座7，气缸推杆2朝下且底端通过推力轴承3连接有活塞推杆4，活塞推杆4的中部花键配合的穿过有从动锥齿轮5、底端通过连接件8连接有活塞17，从动锥齿轮5的下部配合在轴承座7的轴承6上、上部啮合有主动锥齿轮11，电机12为主动锥齿轮11提供动力；摩擦片固定夹具9用于固定摩擦片18，固定好的摩擦片18位于活塞17正下方；数据采集分析系统能采集气缸1的施加压力并根据所需的活塞17对摩擦片18的施加压力换算成对应的气缸1的施加压力、能采集电机12转角和电机12输出扭矩并分别换算成活塞17转角和活塞17所受扭矩、能输出活塞17转角和活塞17所受扭矩的关系曲线并确定活塞17相对摩擦片18发生转动时所受的扭矩值。

如图3所示，在本实施例中，连接件8的上部为螺柱801、中部为压盘802、下部为凸台803，活塞推杆4底端配合拧紧在螺柱801的螺纹孔内(测试时，活塞推杆4的旋转方向与螺纹松开方向相反)，凸台803配合的插入活塞17内孔中，压盘802抵在活塞17上且能覆盖活塞17，连接件8能同时传递压力和扭矩。

在本实施例中，推力轴承3内圈分别与气缸推杆2底端和活塞推杆4顶端过盈压装。

在本实施例中，从动锥齿轮5的下部设有凸台且通过凸台与轴承6内圈过盈压装，轴承6压装在轴承座7内。

如图1所示，在本实施例中，摩擦片固定夹具9安装在底板16上，电机12和轴承座7安装在中层板15上，气缸1安装在顶层板10上，底板16与中层板15之间以及中层板15和顶层板10之间均通过支撑板13焊接连接、通过肋板14焊接加固，气缸推杆2穿过顶层板10，活塞推杆4穿过中层板15，机架简单可靠。

如图2所示，在本实施例中，摩擦片固定夹9包括固定块901、穿过固定块901的螺杆903、配合在螺杆903上的螺母902、两边带有滑轨905的夹板904、分别配合在两边滑轨905上的活动限位块906、位置可调的固定限位块907，夹板904远离固定限位块907的一侧与螺杆903固定，活动限位块906的一端与滑轨905配合、另一端向靠近固定限位块907的一侧伸出；固定时，固定限位块907将摩擦片18的一侧限位，活动限位块906的伸出端将摩擦片18另一侧的两边限位，螺母902抵在固定块901上保证活动限位块906的压紧。摩擦片固定夹具9可以根据摩擦片18的尺寸调整，为通用型夹具，适用范围广。

如图2所示，在本实施例中，固定限位块907通过腰孔909和螺栓908安装固定。

在本实施例中，数据采集分析系统包括数据采集模块和数据分析模块，数据采集件模块包括能采集气缸推杆2下推力的气缸控制器以及设在电机12上的扭矩传感器和转角传感器；数据分析模块与数据采集模块连接，用于对采集的数据进行换算和处理。

在本实施例中，关系曲线中的峰值扭矩为活塞17相对摩擦片18发生转动时所受的扭矩值。

采用上述EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置进行检测时，包括步骤：

S1、对EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置进行标定，保证检测结果的真实性；

S2、通过摩擦片固定夹具9固定摩擦片18，安装活塞17使活塞17放在摩擦片18上；

S3、根据所需的活塞17对摩擦片18的施加压力换算成对应的气缸1的施加压力，启动气缸1，使活塞17压紧摩擦片18；

S4、启动电机12，带动活塞17作旋转运动，采集电机12转角和电机12输出扭矩并分别换算成活塞17转角和活塞17所受扭矩，输出活塞17转角和活塞17所受扭矩的关系曲线并确定关系曲线中的峰值扭矩为活塞17相对摩擦片18发生转动时所受的扭矩值；

S5、检测结果分析——如在设定的活塞17对摩擦片18的施加压力下，检测到的活塞17相对摩擦片18发生转动时所受的扭矩值大于EPB执行驻车制动过程中活塞17受到的周向作用力矩，则正常；如在设定的活塞17对摩擦片18的施加压力下，检测到的活塞17相对摩擦片18发生转动时所受的扭矩值小于EPB执行驻车制动过程中活塞17受到的周向作用力矩，则活塞17有可能出现打转现象，导致驻车功能无法实现，需改善。

本发明中，动作系统既向活塞17传递压力，也向活塞17传递扭矩，模拟了活塞17的受力情况，摩擦片固定夹具9能在动作过程中保持摩擦片18的固定，数据采集分析系统能自动检测EPB卡钳活塞17与摩擦片18的摩擦性能，本发明自动可以将摩擦性能验证从整车验证阶段提前到台架验证阶段，尽量在项目前期评估出EPB设计方案的合理性及可靠性，规避后期因问题改善带来的项目投入增加风险。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，其特征在于：包括动作系统、摩擦片固定夹具和数据采集分析系统；动作系统包括固设的气缸、电机和轴承座，气缸推杆朝下且底端通过推力轴承连接有活塞推杆，活塞推杆的中部花键配合的穿过有从动锥齿轮、底端通过连接件连接有活塞，从动锥齿轮的下部配合在轴承座的轴承上、上部啮合有主动锥齿轮，电机为主动锥齿轮提供动力；摩擦片固定夹具用于固定摩擦片，固定好的摩擦片位于活塞正下方；数据采集分析系统能采集气缸的施加压力并根据所需的活塞对摩擦片的施加压力换算成对应的气缸的施加压力、能采集电机转角和电机输出扭矩并分别换算成活塞转角和活塞所受扭矩、能输出活塞转角和活塞所受扭矩的关系曲线并确定活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值；

摩擦片固定夹具包括固定块、穿过固定块的螺杆、配合在螺杆上的螺母、两边带有滑轨的夹板、分别配合在两边滑轨上的活动限位块、位置可调的固定限位块，夹板远离固定限位块的一侧与螺杆固定，活动限位块的一端与滑轨配合、另一端向靠近固定限位块的一侧伸出；固定时，固定限位块将摩擦片的一侧限位，活动限位块的伸出端将摩擦片另一侧的两边限位，螺母抵在固定块上保证活动限位块的压紧。

2.如权利要求1所述的EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，其特征在于：连接件的上部为螺柱、中部为压盘、下部为凸台，活塞推杆底端配合拧紧在螺柱的螺纹孔内，凸台配合的插入活塞内孔中，压盘抵在活塞上且能覆盖活塞。

3.如权利要求1所述的EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，其特征在于：推力轴承内圈分别与气缸推杆底端和活塞推杆顶端过盈压装。

4.如权利要求1所述的EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，其特征在于：从动锥齿轮的下部设有凸台且通过凸台与轴承内圈过盈压装，轴承压装在轴承座内。

5.如权利要求1所述的EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，其特征在于：摩擦片固定夹具安装在底板上，电机和轴承座安装在中层板上，气缸安装在顶层板上，底板与中层板之间以及中层板和顶层板之间均通过支撑板连接、通过肋板加固，气缸推杆穿过顶层板，活塞推杆穿过中层板。

6.如权利要求1所述的EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，其特征在于：固定限位块通过腰孔和螺栓安装固定。

7.如权利要求1所述的EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，其特征在于：数据采集分析系统包括数据采集模块和数据分析模块，数据采集件模块包括能采集气缸推杆下推力的气缸控制器以及设在电机上的扭矩传感器和转角传感器；数据分析模块与数据采集模块连接，用于对采集的数据进行换算和处理。

8.如权利要求1所述的EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，其特征在于：关系曲线中的峰值扭矩为活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值。

9.一种EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测方法，其特征在于：采用如权利要求1至8任一所述的EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置，包括步骤，

S1、对EPB卡钳活塞与摩擦片摩擦性能检测装置进行标定；

S2、通过摩擦片固定夹具固定摩擦片，安装活塞使活塞放在摩擦片上；

S3、根据所需的活塞对摩擦片的施加压力换算成对应的气缸的施加压力，启动气缸，使活塞压紧摩擦片；

S4、启动电机，带动活塞作旋转运动，采集电机转角和电机输出扭矩并分别换算成活塞转角和活塞所受扭矩，输出活塞转角和活塞所受扭矩的关系曲线并确定关系曲线中的峰值扭矩为活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值；

S5、检测结果分析——如在设定的活塞对摩擦片的施加压力下，检测到的活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值大于EPB执行驻车制动过程中活塞受到的周向作用力矩，则正常；如在设定的活塞对摩擦片的施加压力下，检测到的活塞相对摩擦片发生转动时所受的扭矩值小于EPB执行驻车制动过程中活塞受到的周向作用力矩，则活塞有可能出现打转现象，导致驻车功能无法实现，需改善。

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