CN116305530A - 用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，所属制动器技术领域，包括如下操作步骤：第一步：结构设计分析，盘式制动器解除制动后的拖滞力矩要达到“零拖滞”，活塞的回位量要大于摩擦块的压缩+钳体刚性+机加精度误差+制动盘的跳动等总和，并且要有0.05～0.1mm左右的盘片间隙。第二步：对现有产品不同缸径的盘式制动器总成进行需液量试验从而换算成活塞位移与油压曲线。第三步：设计低拖滞力矩的盘式制动器结构。通过对盘式制动器的拖滞力矩实现零拖滞，不仅节省汽车燃油或延长续航里程，同时延长了摩擦块和制动盘的使用寿命。减少汽车在使用中噪音和制动抖动的发生率。解决了制动器拖滞力矩高的问题。

Description

用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，具体涉及一种用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法。

背景技术

随着汽车工业的不断发展，汽车新功能、要求的日新月异，汽车在不断趁于智能的同时，各方面的要求也越来越高。特别是新能源汽车为增加续航里程，不断的从各方面优化改善，如轻量化，增加电池容量，减小制动器拖滞力矩甚至“零拖滞力矩”要求(拖滞力矩<0.5N.m)。

为达到“零拖滞力矩”指标，作为制动器厂家目前只有不断去优化设计盘式制动器的结构及提高相关零件要求。如：优化矩形槽的设计，控制摩擦块的压缩量，提高钳体、支架的加工精度，钳体的刚性，提高矩形密封圈的相关性能指标等。通过上述相关件的优化和提高，要使产品实现拖滞力矩<0.5N.m的指标难度很大，有的指标间相关的性能要求是相互制约的。

要实现“零拖滞”指标要求，关键是在各种工作油压下解除制动时制动器总成必须有盘片间隙，即活塞的回量要大于（摩擦块的压缩量+钳体刚性+加工误差等），目前盘式制动器结构特别是在高强度制动后必然会产生较大的拖滞力矩，还有矩形密封圈的工作状态是长期受一定压缩的环境下工作，到使用到一定的时候矩形密封圈性能会降低，要长期保持“零拖滞”很难实现。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在的不足，提供了一种用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其通过对盘式制动器的拖滞力矩实现零拖滞（<0.5N.m)，不仅节省汽车燃油或延长续航里程，同时延长了摩擦块和制动盘的使用寿命。减少汽车在使用中噪音和制动抖动的发生率。解决了制动器拖滞力矩高的问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，包括如下操作步骤：

第一步：结构设计分析，盘式制动器解除制动后的拖滞力矩要达到“零拖滞”，要达到这一要求最终要做到盘式制动器解除制动后，活塞的回位量要大于摩擦块的压缩+钳体刚性+机加精度误差+制动盘的跳动等总和，并且要有0.05～0.1mm左右的盘片间隙。

第二步：对现有产品不同缸径的盘式制动器总成进行需液量试验从而换算成活塞位移与油压曲线，从二条曲线可以看出钳体在不同油压下活塞的移动量是成线型关系，两曲线斜率基本一致，活塞的回位量大于曲线中各油压点的位移量就能实现零拖滞的性能指标。

第三步：设计低拖滞力矩的盘式制动器结构，该结构的工作原理如下：

制动液从进出油管口进入制动器钳体驱动制动活塞移动，通过弹性调整圈拉动调整杆，从而先压缩弹簧，直至调整杆与弹性圈没间隙，然后弹性圈就受到油压的作用而弹性压缩，来跟进活塞的移动量。

当摩擦块磨损时制动活塞的移动量超过弹性圈的变化量时，在制动活塞前移就克服弹性调整圈与调整杆的滑动阻力拉动弹性调整圈前移进行补偿；弹性调整圈还有其它一个功能，根据钳体的设计要求中制动活塞的滑动力大小来设计弹性调整圈的弹力（即与调整杆的滑阻力），同时制动活塞规格大小对滑移力的大小要求用弹性挡圈的数量来调整或弹性圈的弹力来调整。

当解除制动回位时，制动液从进出油管口排出，前期由弹性圈与弹簧的合力来拉动制动活塞，最后由弹簧力来拉动制动活塞回位，使得弹性圈回到自由放松状态。

作为优选，回位量又不能太大，过大会影响制动总泵的排量，而且摩擦块的压缩量和钳体刚性变化斜率一直根据工作压力的变化而线性变化。

作为优选，对弹簧做一定的预紧力，并且使回位力稳定从而保证制动活塞回位量的可靠性，在小油压（曲线拐点前，附图四)制动时，即弹性圈未与调整杆接触，此时弹簧的压缩量是由弹性调整圈与调整杆的滑动阻力来决定。

作为优选，当制动器在大油压（曲线拐点后，附图四)工作时，弹性圈与调整杆的端面接触时，调整杆在受油压的作用下其移动量与制动活塞的移动量保持一致斜率，由液压作用下的弹性圈的压缩量与制动活塞的移动量一致，不是通过弹性调整圈拉动弹性圈和弹簧。在此时油压不变的情况下，摩擦片在磨损时，此时弹性圈油压不变而不压缩前移，此时应摩擦片磨损而产生的间隙有弹性调整圈与调整杆间滑移而跟上制动活塞移动来实现补偿。

作为优选，包括制动器钳体，所述的制动器钳体下部设有与制动器钳体呈一体的缸体组件，所述的缸体组件上端设有与缸体组件相间隙配合连接固定的制动活塞。所述的缸体组件包括油缸基座，所述的油缸基座下端设有与油缸基座相螺纹式套接固定的密封接头，所述的油缸基座下部设有下油腔，所述的油缸基座上部设有与制动活塞相活动式嵌套连通的上油腔，所述的下油腔内设有延伸至制动活塞的调整杆，所述的下油腔侧边设有与下油腔相连通的进出油管口。

作为优选，所述的上油腔内设有若干与调整杆相嵌套连接固定的弹性调整圈，所述的弹性调整圈外围与制动活塞内壁间设有调整圈座，所述的调整杆下部设有与下油腔、调整圈座下端的上油腔相连通的过油甬道。

作为优选，所述的调整圈座外圆下端设有与制动活塞内壁相卡槽式嵌套连接的卡簧。

作为优选，所述的调整杆下部与下油腔内壁间设有弹簧，所述的下油腔上部设有与弹簧、调整杆相套接的弹性圈。

作为优选，所述的制动器钳体包括固定钳块，所述的固定钳块与油缸基座间设有连接钳臂。

作为优选，所述的制动器钳体采用连接钳臂、固定钳块、油缸基座进行一体化铸造成型。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，与现有技术相比较，通过对盘式制动器的拖滞力矩实现零拖滞（<0.5N.m)，不仅节省汽车燃油或延长续航里程，同时延长了摩擦块和制动盘的使用寿命。减少汽车在使用中噪音和制动抖动的发生率。解决了制动器拖滞力矩高的问题。

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图。

图2是本发明的侧视结构示意图。

图3是本发明的侧视结构剖视图。

图4是本发明的活塞位移与油压曲线图。

图中：制动器钳体1，制动活塞2，缸体组件3，进出油管口4，密封接头5，连接钳臂6，固定钳块7，弹性调整圈8，调整圈座9，卡簧10，弹性圈11，油缸基座12，弹簧13，下油腔14，过油甬道15，上油腔16，调整杆17。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1-4所示，一种用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，包括如下操作步骤：

第一步：结构设计分析，盘式制动器解除制动后的拖滞力矩要达到“零拖滞”，要达到这一要求最终要做到盘式制动器解除制动后，活塞的回位量要大于摩擦块的压缩+钳体刚性+机加精度误差+制动盘的跳动等总和，并且要有0.05～0.1mm左右的盘片间隙。

回位量又不能太大，过大会影响制动总泵的排量，弹性圈的压缩量、摩擦块的压缩量和钳体刚性变化斜率一直根据工作压力的变化而线性变化。

第二步：对现有产品不同缸径的盘式制动器总成进行需液量试验从而换算成活塞位移与油压曲线。

附图4中一条曲线钳体缸径是38mm，另一条钳体缸径是60.3mm，从曲线上看两条曲线类似真空助力器输入输出曲线，从二条曲线可以看出钳体在不同油压下活塞的移动量是成线型关系，两曲线斜率基本一致，活塞的回位量大于曲线中各油压点的位移量就能实现零拖滞的性能指标。另一条拐点曲线是设计曲线。

钳体的活塞回位量设计曲线，即在任何油压下钳体的活塞回位量大于钳体工作时的位移量，使钳体总成不管在何种油压下解除制动工作后，都有合理的盘片间隙，从而实现低拖滞及“零拖滞”力矩的要求。

第三步：设计低拖滞力矩的盘式制动器结构，该结构的工作原理如下：

液压油从进出油管口进入制动器钳体1，从缸基座12的下油腔14或上油腔16进入，再经过过油甬道15等驱动制动活塞2移动，通过弹性调整圈8拉动调整杆17，从而先压缩弹簧13，直至调整杆17与弹性圈11没间隙，然后弹性圈11就受到油压的作用而弹性压缩，来跟进活塞的移动量。

当摩擦块磨损时制动活塞2的移动量超过弹性圈11的变化量时，在制动活塞2前移就克服弹性调整圈8与调整杆17的滑动阻力拉动弹性调整圈8前移进行补偿。弹性调整圈8还有其它一个功能，根据钳体的设计要求中制动活塞2的滑动力大小来设计弹性调整圈8的弹力（即与调整杆的滑阻力），同时制动活塞2规格大小对滑移力的大小要求用弹性挡圈8的数量来调整或弹性圈的弹力来调整。

对弹簧13做一定的预紧力，并且使回位力稳定从而保证制动活塞2回位量的可靠性，在小油压（曲线拐点前)制动时，即弹性圈11未与调整杆17接触，此时弹簧13的压缩量是由弹性调整圈8与调整杆17的滑动阻力来决定。

当制动器在大油压（曲线拐点后)工作时，弹性圈11与调整杆17的端面接触时，调整杆17在受油压的作用下其移动量与制动活塞2的移动量保持一致斜率，由液压作用下的弹性圈11的压缩量与制动活塞2的移动量一致，不是通过弹性调整圈8拉动弹性圈11和弹簧13。在此时油压不变的情况下，摩擦片在磨损时，此时弹性圈11油压不变而不压缩前移，此时应摩擦片磨损而产生的间隙有弹性调整圈8与调整杆17间滑移而跟上制动活塞2移动来实现补偿。

当解除制动回位时，制动液从进出油管口回到主缸，前期由弹性圈11与弹簧13的合力来拉动制动活塞2，最后由弹簧力来拉动制动活塞2回位，使得弹性圈11回到自由放松状态。

低拖滞力矩的盘式制动器，包括制动器钳体1，制动器钳体1包括固定钳块7，固定钳块7与油缸基座12间设有连接钳臂6，制动器钳体1下部设有与制动器钳体1呈一体的缸体组件3，缸体组件3上端设有与缸体组件3相间隙配合连接固定的制动活塞2。缸体组件3包括油缸基座12，制动器钳体1采用连接钳臂6、固定钳块7、油缸基座12进行一体化铸造成型，油缸基座12下端设有与油缸基座12相螺纹式套接固定的密封接头5。油缸基座12下部设有下油腔14，油缸基座12上部设有与制动活塞2相活动式嵌套连通的上油腔16，上油腔16内设有3个与调整杆17相嵌套连接固定的弹性调整圈8，弹性调整圈8外围与制动活塞2内壁间设有调整圈座9，调整圈座9外圆下端设有与制动活塞2内壁相卡槽式嵌套连接的卡簧10。下油腔14内设有延伸至制动活塞2的调整杆17，调整杆17下部设有与下油腔14、调整圈座9下端的上油腔16相连通的过油甬道15。下油腔14侧边设有与下油腔14相连通的进出油管口4等。调整杆17下部与下油腔14内壁间设有弹簧13。下油腔14上部设有与弹簧13、调整杆17相套接的弹性圈11。

综上所述，该用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，通过对盘式制动器的拖滞力矩实现零拖滞（<0.5N.m)，不仅节省汽车燃油或延长续航里程，同时延长了摩擦块和制动盘的使用寿命。减少汽车在使用中噪音和制动抖动的发生率。解决了制动器拖滞力矩高的问题。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于包括如下操作步骤：

第一步：结构设计分析，盘式制动器解除制动后的拖滞力矩要达到“零拖滞”，要达到这一要求最终要做到盘式制动器解除制动后，活塞的回位量要大于摩擦块的压缩+钳体刚性+机加精度误差+制动盘的跳动等总和，并且要有0.05～0.1mm左右的盘片间隙；

第二步：对现有产品不同缸径的盘式制动器总成进行需液量试验从而换算成活塞位移与油压曲线，从二条曲线可以看出钳体在不同油压下活塞的移动量是成线型关系，两曲线斜率基本一致，活塞的回位量大于曲线中各油压点的位移量就能实现零拖滞的性能指标；

第三步：设计低拖滞力矩的盘式制动器结构，该结构的工作原理如下：

制动液从进出油管口进入制动器钳体（1）驱动制动活塞（2）移动，通过弹性调整圈（8）拉动调整杆（17），从而先压缩弹簧（13），直至调整杆（17）与弹性圈（11）没间隙，然后弹性圈（11）就受到油压的作用而弹性压缩，来跟进活塞的移动量；

当摩擦块磨损时制动活塞（2）的移动量超过弹性圈（11）的变化量时，在制动活塞（2）前移就克服弹性调整圈（8）与调整杆（17）的滑动阻力拉动弹性调整圈（8）前移进行补偿；弹性调整圈（8）还有其它一个功能，根据钳体的设计要求中制动活塞（2）的滑动力大小来设计弹性调整圈（8）的弹力（即与调整杆的滑阻力），同时制动活塞（2）规格大小对滑移力的大小要求用弹性挡圈（8）的数量来调整或弹性圈的弹力来调整；

当解除制动回位时，制动液从进出油管口回到制动主缸，前期由弹性圈（11）与弹簧（13）的合力来拉动制动活塞（2），最后由弹簧力来拉动制动活塞（2）回位，使得弹性圈（11）回到自由放松状态。

2.根据权利要求1所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：回位量又不能太大，过大会影响制动总泵的排量，弹性圈（11）的压缩量与摩擦块的压缩量和钳体刚性变化斜率一致。

3.根据权利要求2所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：对弹簧（13）做一定的预紧力，并且使回位力稳定从而保证制动活塞（2）回位量的可靠性，在小油压（曲线拐点前)制动时，即弹性圈（11）未与调整杆（17）接触，此时弹簧（13）的压缩量是由弹性调整圈（8）与调整杆（17）的滑动阻力来决定。

4.根据权利要求3所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：当制动器在大油压（曲线拐点后)工作时，弹性圈（11）与调整杆（17）的端面接触时，调整杆（17）在受油压的作用下其移动量与制动活塞（2）的移动量保持一致斜率，由液压作用下的弹性圈（11）的压缩量与制动活塞（2）的移动量一致，不是通过弹性调整圈（8）拉动弹性圈（11）和弹簧（13）；在此时油压不变的情况下，摩擦片在磨损时，此时弹性圈（11）油压不变而不压缩前移，此时应摩擦片磨损而产生的间隙有弹性调整圈（8）与调整杆（17）间滑移而跟上制动活塞（2）移动来实现补偿。

5.根据权利要求4所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：包括制动器钳体（1），所述的制动器钳体（1）下部设有与制动器钳体（1）呈一体的缸体组件（3），所述的缸体组件（3）上端设有与缸体组件（3）间隙配合连接固定的制动活塞（2）；所述的缸体组件（3）包括油缸基座（12），所述的油缸基座（12）下端设有与油缸基座（12）相螺纹式套接固定的密封接头（5），所述的油缸基座（12）下部设有下油腔（14），所述的油缸基座（12）上部设有与制动活塞（2）相活动式嵌套连通的上油腔（16），所述的下油腔（14）内设有延伸至制动活塞（2）的调整杆（17），所述的下油腔（14）或上油腔（16）设有与主缸相连通的进出油管口。

6.根据权利要求5所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：所述的上油腔（16）内设有若干与调整杆（17）相嵌套连接固定的弹性调整圈（8），所述的弹性调整圈（8）外围与制动活塞（2）内壁间设有调整圈座（9），所述的调整杆（17）下部设有与下油腔（14）、调整圈座（9）下端的上油腔（16）相连通的过油甬道（15）等 。

7.根据权利要求6所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：所述的调整圈座（9）外圆下端设有与制动活塞（2）内壁相卡槽式嵌套连接的卡簧（10）。

8.根据权利要求7所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：所述的调整杆（17）下部与下油腔（14）内壁间设有弹簧（13），所述的下油腔（14）上部设有与弹簧（13）、调整杆（17）相套接的弹性圈（11）。

9.根据权利要求8所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：所述的制动器钳体（1）包括固定钳块（7），所述的固定钳块（7）与油缸基座（12）间设有连接钳臂（6）。

10.根据权利要求9所述的用于盘式制动器的低拖滞力矩结构设计方法，其特征在于：所述的制动器钳体（1）采用连接钳臂（6）、固定钳块（7）、油缸基座（12）进行一体化铸造成型。

Images