CN117450189A - 一种电子机械制动卡钳及其压力平衡阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子机械制动卡钳及其压力平衡阀，其中，电子机械制动卡钳包括卡钳本体，卡钳本体内设置有可沿设定方向进行滑动的活塞，活塞的一侧配置有摩擦片，活塞的另一侧形成有密封空间；压力平衡阀包括：阀体，阀体安装于卡钳本体，阀体设置有连通通道，连通通道设置有阀口，连通通道在阀口的两侧分别形成内连通道部和外连通道部，内连通道部连通密封空间，外连通道部连通外界；阀芯，设置在内连通道部；弹性部件，设置在内连通道部，弹性部件处于预变形状态，并和阀芯相作用，以使阀芯封堵阀口。上述压力平衡阀可以提升活塞另一侧的密封空间内的压力，以保证活塞可以正常稳定的运行，并可降低活塞运行的能耗。

Description

一种电子机械制动卡钳及其压力平衡阀

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种电子机械制动卡钳及其压力平衡阀。

背景技术

液压制动系统经过近几十年的发展和完善已经成为一项极为成熟可靠的技术，其在乘用车领域得到了广泛的认可和应用。但是，这种系统在汽车智能化飞速发展和系统冗余化发展时面临机械结构复杂、系统集成难度高、市场高度垄断的现状，同时，制动液对环境的污染也不利于响应绿色出行的要求。

电子机械制动(Electromechanical Brake,EMB)系统为汽车线控制动技术的发展趋势，经过多年的技术积累及发展演化，其已开始逐步普及和推广应用，其具有结构简单、制动性能优良、节能环保的特点，市场应用前景广阔。

在一种典型的方案中，电子机械制动卡钳的执行机构基本借鉴于传统液压制动卡钳的活塞运动结构，以确保稳定的直线运动而不产生偏移，从而确保制动盘两侧的摩擦片只沿设定方向运动来夹紧制动盘。因为活塞运动副的配合相对较精密，为保证活塞机构运动的稳定性，电子机械制动卡钳需确保其内部的活塞运动副有完善的密封保护措施，以实现对外界诸如粉尘、水汽及泥水等污染物的隔离防护。

传统液压制动卡钳的活塞外侧靠活塞防尘罩进行密封防护，活塞内侧靠由连通制动主缸的制动液来传递液压进行制动操纵。在长期使用时，若液压制动卡钳的摩擦片磨损过多，导致活塞伸出量增加，活塞内侧产生的空隙可以由制动液来填充，以避免产生负压。

但是，电子机械制动卡钳并不存在液压管路，在摩擦片磨损过多，活塞伸出量增加时，活塞内侧所产生的空隙就会出现负压，若负压过大，就会影响活塞的正常位移。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子机械制动卡钳及其压力平衡阀，其中，该压力平衡阀可以提升活塞另一侧的密封空间内的压力，以保证活塞可以正常稳定的运行，并可降低活塞运行的能耗。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电子机械制动卡钳的压力平衡阀，所述电子机械制动卡钳包括卡钳本体，所述卡钳本体内设置有可沿设定方向进行滑动的活塞，所述活塞的一侧配置有摩擦片，所述活塞的另一侧形成有密封空间；所述压力平衡阀包括：阀体，所述阀体安装于所述卡钳本体，所述阀体设置有连通通道，所述连通通道设置有阀口，所述连通通道在所述阀口的两侧分别形成内连通道部和外连通道部，所述内连通道部连通所述密封空间，所述外连通道部连通外界；阀芯，设置在所述内连通道部；弹性部件，设置在所述内连通道部，所述弹性部件处于预变形状态，并和所述阀芯相作用，以使所述阀芯封堵所述阀口。

为便于描述，可以将活塞伸出以执行制动操作的位移称之为正向位移，可以理解，在活塞进行正向位移的过程中，密封空间内的真空度会有所提升，进而形成负压环境。

本发明所提供压力平衡阀在常态下，由于弹性部件的作用，阀芯可以对阀口进行封堵，以隔离内连通道部和外连通道部，即隔离密封空间和外界，从而可以保证防尘、防水性能；当活塞进行正向位移时，密封空间内的真空度开始增加，阀芯的轴向两侧出现压力差，当压力差增大到一定程度时，阀芯可以克服弹性部件的预变形力，并可以在内连通道部内进行位移，以解除对于阀口的封堵，此时，弹性部件的变形量可进一步增加，以积聚更大的弹性势能；在阀口打开时，外界的空气可以快速地通过连通通道进入密封空间内，以提升密封空间内的压力，进而降低活塞轴向两侧的压力差，能够保证活塞的正常运行，并且，由于密封空间内的压力快速提升，阀芯两侧的压力差降低，弹性部件所积聚的弹性势能可以释放，能够驱使阀芯再次对阀口进行封堵，这样，本发明实施例所涉及压力平衡阀可以处于常闭状态，能够提升防尘、防水性能。

可选地，所述阀体设置有外螺纹部，所述阀体通过所述外螺纹部和所述卡钳本体相连。

可选地，所述阀体设置有限位部，用于限制所述阀体相对所述卡钳本体的装配深度。

可选地，所述阀体设置有通孔，所述通孔的一端设置有止挡部，所述弹性部件的一端和所述止挡部相抵，另一端和所述阀芯相抵。

可选地，所述止挡部设置有第一孔部，所述第一孔部连通所述通孔和所述密封空间。

可选地，所述阀体设置有第二孔部，所述第二孔部连通所述通孔和所述密封空间。

可选地，沿朝向所述外连通道部的方向，所述内连通道部包括渐缩面段，所述渐缩面段的小颈端形成所述阀口。

可选地，所述阀体装配于所述卡钳本体的部分包括防转部，所述防转部用于所述活塞的导向。

本发明还提供一种电子机械制动卡钳，包括卡钳本体、活塞、驱动机构以及上述的电子机械制动卡钳的压力平衡阀。

可选地，所述活塞的外壁设置有导向槽，所述阀体装配于所述卡钳本体的部分包括防转部，所述防转部插装于所述导向槽，并用于所述活塞的导向。

附图说明

图1为本发明所提供电子机械制动卡钳的结构示意图；

图2为图1的局部剖视图；

图3为图1中活塞、压力平衡阀以及两个摩擦片的连接结构图；

图4为压力平衡阀的分解视图；

图5为本发明所提供压力平衡阀的一种具体实施方式的剖视图；

图6为本发明所提供压力平衡阀的另一种具体实施方式的剖视图。

图1-图6中的附图标记说明如下：

1压力平衡阀、11阀体、111内连通道部、111a渐缩面段、112外连通道部、113外螺纹部、114限位部、115止挡部、115a第一孔部、116第二孔部、117防转部、118操作部、12阀芯、13弹性部件；

2卡钳本体、21卡钳孔、211第一密封部、212第二密封部、213密封空间；

3活塞、31导向槽；

4驱动机构、41电机、42信号接口、43驱动轴、44滚珠丝杠；

5内摩擦片；

6外摩擦片。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构和/或功能相同或者相类似的两个以上的结构或者部件，并不表示对于顺序和/或重要性的某种特殊限定。

请参考图1-图6，图1为本发明所提供电子机械制动卡钳的结构示意图，图2为图1的局部剖视图，图3为图1中活塞、压力平衡阀以及两个摩擦片的连接结构图，图4为压力平衡阀的分解视图，图5为本发明所提供压力平衡阀的一种具体实施方式的剖视图，图6为本发明所提供压力平衡阀的另一种具体实施方式的剖视图。

如图1-图3所示，本发明提供一种电子机械制动卡钳，包括卡钳本体2、活塞3、驱动机构4、内摩擦片5和外摩擦片6。其中，外摩擦片6固定设置，内摩擦片5装配于活塞3，驱动机构4和活塞3传动连接，用于驱使活塞3进行位移，进而可带动内摩擦片5朝向或者背离外摩擦片6进行位移，以实现对于制动盘等形式的制动部件的夹紧或者释放，进而可以实现制动力的施加或者解除。

在一种具体的方案中，卡钳本体2可以设置有卡钳孔21，活塞3可以装配于卡钳孔21；驱动机构4包括电机41、驱动轴43以及滚珠丝杠44，电机41可以通过齿轮、链轮、带轮等形式的传动结构和驱动轴43相连，以便带动驱动轴43进行转动，并可调整电机41和驱动轴43之间的传动比，当然，电机41的转轴直接和驱动轴43相连也是可行的；电机41配置有信号接口42，用于引入外部的控制信号，以便控制电机41的启停；驱动轴43和滚珠丝杠44可以通过联轴器等传动构件进行连接，以便带动滚珠丝杠44进行转动；滚珠丝杠44和活塞3之间设置有若干的滚珠，在滚珠丝杠44转动时，活塞3可以沿卡钳孔21的轴向进行位移。

为保证密封性能，卡钳孔21内可以设置有第一密封部211和第二密封部212。其中，第一密封部211设置在卡钳孔21和活塞3之间，具体可以是设置在卡钳孔21的内壁，用于实现活塞3和卡钳本体2在滑动过程中的密封性；第二密封部212设置在卡钳孔21的端部，用于实现滚珠丝杠44和卡钳孔21之间的密封。这样，卡钳孔21的轴向两侧均可以实现密封，能够较大程度地避免使用过程中的灰尘、水汽等进入卡钳孔21内，以及由此而造成的活塞3损坏、滑动卡滞等问题。

这里，本发明实施例并不限定第一密封部211和第二密封部212的具体材质以及数量，在实际应用中，本领域技术人员可以根据相关需求进行确定。例如，第一密封部211、第二密封部212的数量均可以为一个；第一密封部211可以为橡胶圈；第二密封部212可以为轴承搭配橡胶圈所形成的组件，这样，既可以对滚珠丝杠44进行有效支撑，又可以保证滚珠丝杠44和卡钳孔21之间的密封性。

结合图2，采用如上的方案，活塞3、第二密封部212以及卡钳孔21的内壁可以围合形成密封空间213。为便于描述，可以将活塞3驱使内摩擦片5相对地靠近外摩擦片6的位移称之为正向位移。可以知晓，在活塞3进行正向位移时，密封空间213的体积会增大，相应地，密封空间213内的真空度会有所增加，活塞3的轴向两侧会形成压力差，该压力差会对活塞3的正向位移产生阻尼。尤其是在长期使用的条件下，内摩擦片5存在磨损，为保证制动的可靠性，活塞3的正向位移距离会有所增加，密封空间213内的真空度还会进一步地增加，导致活塞3无法按照要求正向位移到位，或者，即便活塞3可以正向位移到位，所需要的力也会大幅增加，不利于节能降耗。

为此，本发明实施例还提供了一种可应用于电子机械制动卡钳的压力平衡阀，该压力平衡阀可以在密封空间213的真空度达到特定值时启动，以连通外界和密封空间213，从而可以快速地提高密封空间213内的压力，并消减活塞3轴向两侧的压力差，使得活塞3可以顺利地移动到所需要的位置，且驱使活塞3正向位移所需要的力可以较小，还能够实现节能降耗的目的。

详细的说明，如图4和图5所示，该压力平衡阀1包括阀体11、阀芯12和弹性部件13：阀体11安装于卡钳本体2，阀体11设置有连通通道，连通通道设置有阀口，连通通道在阀口的两侧分别形成内连通道部111和外连通道部112，其中，内连通道部111可连通活塞3的负压侧，也即密封空间213，外连通道部112可以连通外界；阀芯12设置在内连通道部111；弹性部件13也设置在内连通道部111，弹性部件13处于预变形状态，并和阀芯12相作用，以使阀芯12封堵阀口。

如此设置，在常态下，由于弹性部件13的作用，阀芯12可以对阀口进行封堵，以隔离内连通道部111和外连通道部112，即隔离密封空间213和外界，从而可以保证防尘、防水性能；当活塞3进行正向位移时，密封空间213内的真空度开始增加，阀芯12的轴向两侧出现压力差，当压力差增大到一定程度时，阀芯12可以克服弹性部件13的预变形力，并可以在内连通道部111内进行位移，以解除对于阀口的封堵，此时，弹性部件13的变形量可进一步增加，以积聚更大的弹性势能；在阀口打开时，外界的空气可以快速地通过连通通道进入密封空间213内，以提升密封空间213内的压力，进而降低活塞3轴向两侧的压力差，能够保证活塞3的正常运行，并且，由于密封空间213内的压力快速提升，阀芯12两侧的压力差降低，弹性部件13所积聚的弹性势能可以释放，能够驱使阀芯12再次对阀口进行封堵，这样，本发明实施例所涉及压力平衡阀可以处于常闭状态，能够提升防尘、防水性能。

假定弹性部件13的预紧力为F，阀芯12两侧的压力差为△P，阀口的面积为S，那么，当△P*S>F时，阀芯12可以被推动。上述判断条件未考虑阀芯12的重力，根据安装角度，阀芯12的重力可以部分或者全部的参与阀芯12的启动平衡，以图5中的方位和位置关系作为示例，假定阀芯12的重力为G，若△P*S+G>F，阀芯12可以被推动。

可以理解的是，上述的阀口为内连通道部111和外连通道部112的分界位置，也是连通通道和阀芯12的配合位置；但是，有关阀口的具体结构形式和位置在本发明实施例中并不做特别限定，实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

阀体11在卡钳本体2内的安装形式可以是多样的，只要能够满足安装的可靠性要求即可。例如，可以采用焊接、铆接、卡接、螺纹连接、粘结、过盈装配等各种连接方式。

在附图的实施方式中，如图5所示，阀体11可以设置有外螺纹部113，相应地，卡钳本体2可以设置有螺纹孔，且该螺纹孔可以和密封空间213相连通；在装配时，阀体11可以通过外螺纹部113装配于螺纹孔，连通通道可以和密封空间213相连通。采用这种方案，阀体11和卡钳本体2为可拆卸连接，能够方便地实现压力平衡阀的装配和拆卸，进而可以方便地对压力平衡阀进行维修以及更换。

进一步地，阀体11的外壁面还可以设置有类似螺栓头部的操作部118，以方便和扳手等形式的操作工具相配合，进而可以容易地实现对于阀体11的旋拧。在图4的实施方式中，操作部118为六边形柱体结构，除此之外，操作部118也可以四边形柱体结构等。

请继续参考图4和图5，阀体11还可以设置有限位部114，用于限制阀体11相对卡钳本体2的装配深度，以避免阀体11拧入过深而对活塞3造成损伤。

限位部114的结构形式可以是多样的，只要能够实现限位的功能即可。在图4的实施方式中，该限位部114可以为一体式的环形结构；除此之外，限位部114也可以包括若干的分块，各分块可以环绕阀体11的轴向间隔设置，这样也可以实现限位功能。

阀体11可以设置有通孔，该通孔的一端可以设置有止挡部115，弹性部件13的一端可以和止挡部115相抵，另一端可以和阀芯12相抵。止挡部115和阀体11之间的安装方式可以是多样的，只要能够保证二者的可靠连接即可，例如，止挡部115和阀体11之间可以采用焊接、铆接、粘结、过盈配合等各种连接方式。

止挡部115的结构形式可以是多样的，只要其能够实现相应的技术效果即可。在图5的实施方式中，止挡部115为实心的球体结构，其在安装于通孔后，会对通孔的连通特性产生影响，此时，可以在阀体11设置有第二孔部116，然后，可以通过第二孔部116连通密封空间213。内连通道部111可以包括该第二孔部116。

事实上，止挡部115也可以设置有第一孔部115a，如图6所示，此种条件下，第一孔部115a即可以连通通孔和密封空间213，阀体11上无需再设置连通结构。此时的止挡部115可以采用球型结构，也可以其他结构，如环形柱体结构等。

需要指出的是，本发明实施例并不限定阀芯12以及弹性部件13的具体结构形式，实际应用中，本领域技术人员可以根据具体情况进行配置。在附图的实施方式中，如图4-图6所示，阀芯12均为球型，弹性部件13均为弹簧。实际上，阀芯12也可以采用其他的结构形式，如圆柱体等，这具体与阀口的形状以及位置等存在关联；弹性部件13还可以为橡胶等具备一定弹性性能的弹性材料所制备的弹性体等。

请继续参考图5和图6，沿朝向外连通道部112的方向，内连通道部111可以包括渐缩面段111a，渐缩面段111a的小颈端可以和外连通道部112相连，且渐缩面段111a的小颈端可以形成阀口。渐缩面段111a可以对阀芯12进行导向，以使得阀芯12可以更为准确地对阀口进行封堵。

进一步地，阀体11装配于卡钳本体2的部分包括防转部117，活塞3的外壁可以设置有导向槽31。阀体11在装配状态下，防转部117可以插装于导向槽31，用于限制活塞3的转动，并可以对活塞3沿其轴向的直线位移进行导向。采用这种结构，压力平衡阀同时集成有防转部117，可以减少零部件的数量，进而可以简化装配过程。

可以理解的是，在实际应用中，防转部117单独配置的方案也是可行的。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子机械制动卡钳的压力平衡阀，所述电子机械制动卡钳包括卡钳本体(2)，所述卡钳本体(2)内设置有可沿设定方向进行滑动的活塞(3)，所述活塞(3)的一侧配置有摩擦片，所述活塞(3)的另一侧形成有密封空间(213)，其特征在于，所述压力平衡阀(1)包括：

阀体(11)，所述阀体(11)安装于所述卡钳本体(2)，所述阀体(11)设置有连通通道，所述连通通道设置有阀口，所述连通通道在所述阀口的两侧分别形成内连通道部(111)和外连通道部(112)，所述内连通道部(111)连通所述密封空间(213)，所述外连通道部(112)连通外界；

阀芯(12)，设置在所述内连通道部(111)；

弹性部件(13)，设置在所述内连通道部(111)，所述弹性部件(13)处于预变形状态，并和所述阀芯(12)相作用，以使所述阀芯(12)封堵所述阀口。

2.根据权利要求1所述电子机械制动卡钳的压力平衡阀，其特征在于，所述阀体(11)设置有外螺纹部(113)，所述阀体(11)通过所述外螺纹部(113)和所述卡钳本体(2)相连。

3.根据权利要求1所述电子机械制动卡钳的压力平衡阀，其特征在于，所述阀体(11)设置有限位部(114)，用于限制所述阀体(11)相对所述卡钳本体(2)的装配深度。

4.根据权利要求1所述电子机械制动卡钳的压力平衡阀，其特征在于，所述阀体(11)设置有通孔，所述通孔的一端设置有止挡部(115)，所述弹性部件(13)的一端和所述止挡部(115)相抵，另一端和所述阀芯(12)相抵。

5.根据权利要求4所述电子机械制动卡钳的压力平衡阀，其特征在于，所述止挡部(115)设置有第一孔部(115a)，所述第一孔部(115a)连通所述通孔和所述密封空间(213)。

6.根据权利要求4所述电子机械制动卡钳的压力平衡阀，其特征在于，所述阀体(11)设置有第二孔部(116)，所述第二孔部(116)连通所述通孔和所述密封空间(213)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述电子机械制动卡钳的压力平衡阀，其特征在于，沿朝向所述外连通道部(112)的方向，所述内连通道部(111)包括渐缩面段(111a)，所述渐缩面段(111a)的小颈端形成所述阀口。

8.根据权利要求1-6中任一项所述电子机械制动卡钳的压力平衡阀，其特征在于，所述阀体(11)装配于所述卡钳本体(2)的部分包括防转部(117)，所述防转部(117)用于所述活塞(3)的导向。

9.一种电子机械制动卡钳，包括卡钳本体(2)、活塞(3)和驱动机构(4)，其特征在于，还包括如权利要求1-8中任一项所述电子机械制动卡钳的压力平衡阀。

10.根据权利要求9所述制动卡钳，其特征在于，所述活塞(3)的外壁设置有导向槽(31)，所述阀体(11)装配于所述卡钳本体(2)的部分包括防转部(117)，所述防转部(117)插装于所述导向槽(31)，并用于所述活塞(3)的导向。