CN202371065U - 汽车电子机械制动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车电子机械制动器，包括前侧浮钳、浮动钳体，前侧浮钳连接前摩擦片，浮动钳体通过螺母活塞连接后摩擦片，前摩擦片与后摩擦片之间设置有制动盘；螺母活塞通过增力连杆机构连接电机；螺母活塞连接间隙调节机构；电机通过增力连杆机构推动后摩擦片和前摩擦片贴近制动盘，实现制动。本实用新型具有间隙调节功能，能够对制动盘与摩擦片之间的间隙进行自由调节，以保证车辆制动响应速度的恒定性，进一步保障制动性能。本实用新型制动性能好、结构简单、安装方便、易于维护、能量消耗少。

Description

汽车电子机械制动器

技术领域

本实用新型涉及一种汽车制动系统，具体涉及一种汽车电子机械制动器。

背景技术

汽车作为一种地面交通工具，行驶、转向、停车是其三个基本功能，其中停车功能是由汽车的制动系统来完成的。“安全、节能、环保”是汽车未来发展的三大主题，制动系统作为汽车的一个重要组成部分，直接影响到汽车行驶的安全性。随着现代科技的发展，同时消费者对汽车安全性能的要求日益提高，汽车制动系统也得到不断的发展。现有的汽车制动系统都是基于传统的液压制动系统，植入ABS（防抱死刹车系统）、TCS（牵引力控制系统）、ESP（车身电子稳定系统）等实现的。

但是，一方面，随着环境恶化、资源缺乏，人们更加关注和提倡“绿色能源”，传统的液压系统将逐步被可再生能源所代替，因此研发电子机械式制动器对保护生态环境有很大的意义；另一方面，现有的制动系统由于其液压回路易泄露、制动相应速度慢、踏板性能差、装配维修难度大、不易模块集成等缺点，促使人们开发出新一代的汽车制动系统，即线控制动系统。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车电子机械制动器，它兼有行车制动功能、驻车制动功能和间隙调节功能。

为解决上述技术问题，本实用新型汽车电子机械制动器的技术解决方案为：

包括前侧浮钳1、浮动钳体7，前侧浮钳1连接前摩擦片23，浮动钳体7通过螺母活塞21连接后摩擦片22，前摩擦片23与后摩擦片22之间设置有制动盘2；螺母活塞21通过增力连杆机构8连接电机15；螺母活塞21连接间隙调节机构19；电机15通过增力连杆机构8推动后摩擦片22和前摩擦片23贴近制动盘2，实现制动。

所述螺母活塞21通过多个螺母连接第二丝杠3的一端，第二丝杠3的另一端活动连接丝杆套5；第二丝杠3上套设有调节件4；所述间隙调节机构19设置于调节件4的下方；丝杆套5通过左连接铰链26与增力连杆机构8的其中一个摆杆活动连接，增力连杆机构8的另一个摆杆通过右连接铰链11与浮动钳体7的后端活动连接；增力连杆机构8的两连杆通过铰链与丝杠推杆9连接；丝杠推杆9连接第一丝杠12，第一丝杠12通过多个螺母与电机15的输出轴实现螺纹连接；电机15输出轴的旋转带动螺母旋转，驱动第一丝杠12轴向移动，实现将电机15的旋转运动转化为直线运动。

所述间隙调节机构19包括锥形推杆192、固定套191，锥形推杆192设置于所述调节件4的下方，锥形推杆192的杆身设置于固定套191内，锥形推杆192的杆身套设有压缩弹簧194；锥形推杆192的底部设置有电磁铁193。所述电磁铁193通过控制导线195电连接电子控制单元0；所述电机15由电子控制单元0控制。

所述增力连杆机构8的输入力F与输出力Fo之间关系满足：

其中：F为丝杠推杆9的轴向力，

Fo为螺母活塞21的轴向力，

N为成V型的增力连杆机构8的两连杆的推力，

θ为连杆与水平线的夹角，

L为增力连杆机构8的摆杆总长，

l为左连接铰链26与固结铰链13之间的距离。

所述电机15设置于电机基座16上；电机基座16通过滑动杆14、17与浮动钳体7的后端活动连接，使电机基座16能够相对于浮动钳体7移动。

所述第二丝杠3的另一端通过推力球轴承6活动连接丝杆套5。

所述螺母活塞21与浮动钳体7之间设置有密封圈20；或者螺母活塞21的活塞柱体为方形截面；或者螺母活塞21设置有导向用的滑动杆。

所述调节件4为圆柱齿轮。

本实用新型可以达到的技术效果是：

本实用新型能够解决现有的电子间隙制动器的增力效果不佳、无间隙调节功能的问题。

本实用新型采用增力连杆机构，输入力经过两次放大，具有很好的增力效果，能够减小所需的输入能量；本实用新型同时具有行车制动、间隙自主调节、驻车制动的功能。

本实用新型具有良好的间隙调节功能，能够对制动盘与摩擦片之间的间隙进行自由调节，以保证车辆制动响应速度的恒定性，进一步保障制动性能。

本实用新型制动性能好、结构简单、安装方便、易于维护、能量消耗少。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型汽车电子机械制动器的结构示意图；

图2是本实用新型的间隙调节机构的结构示意图；

图3是本实用新型的增力连杆机构的受力关系示意图。

图中附图标记说明：

1为前侧浮钳；                     2为制动盘；

3为第二丝杠；                     4为圆柱齿轮；

5为丝杆套 ；                      6为推力球轴承；

7为浮动钳体；                     8为增力连杆机构；

9为丝杠推杆；                    10为铰链支撑板；

11为右连接铰链；                  12为第一丝杠；

13为固结铰链；                    14为第一滑动杆；

15为电机；                        16为电机基座；

17为第二滑动杆；                  18为控制支撑板；

19为间隙调节机构；                20为密封圈；

21为螺母活塞；                    22为后摩擦片；

23为前摩擦片 ；                   24为摩擦片支撑架；

25为螺栓；                        26为左连接铰链；

191为固定套；                     192为锥形推杆；

193为电磁铁；                     194为压缩弹簧；

195为控制导线；                   0为电子控制单元（ECU）。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型汽车电子机械制动器，包括前侧浮钳1、浮动钳体7，前侧浮钳1通过摩擦片支撑架24连接前摩擦片23，浮动钳体7的前端通过螺母活塞21连接后摩擦片22，前摩擦片23与后摩擦片22之间设置有制动盘2；

螺母活塞21与浮动钳体7之间为固定连接，螺母活塞21无法相对于浮动钳体7实现旋转，只能与浮动钳体7一起轴向移动；

螺母活塞21与浮动钳体7之间可以设置有密封圈20；或者螺母活塞21的活塞柱体为方形截面；或者螺母活塞21设置有导向用的滑动杆；

螺母活塞21通过多个螺母连接第二丝杠3的一端，第二丝杠3的另一端通过推力球轴承6连接丝杆套5，第二丝杠3的该端能够在丝杆套5内旋转；丝杆套5通过左连接铰链26与增力连杆机构8的其中一个摆杆连接；第二丝杠3上套设有圆柱齿轮4；圆柱齿轮4连接间隙调节机构19；丝杆套5通过控制支撑板18实现支撑；间隙调节机构19与控制支撑板18固定连接；

增力连杆机构8的另一个摆杆通过右连接铰链11及铰链支撑板10与浮动钳体7的后端连接；增力连杆机构8的两连杆通过铰链与丝杠推杆9连接；增力连杆机构8利用死点的增力效果，当增力连杆机构8的两连杆之间的夹角接近180度时，能够达到很大的增力效果；增力连杆机构8采用二次增力机构，能够将来自于丝杠推杆9的轴向力放大，从而起到放大输出力的作用；

丝杠推杆9连接第一丝杠12，第一丝杠12通过多个螺母与电机15的输出轴实现螺纹连接；电机15输出轴的旋转带动螺母旋转，驱动第一丝杠12轴向移动，实现将电机15的旋转运动转化为直线运动；电机15由电子控制单元0控制；

电机15安装在电机基座16上；电机基座16的两侧分别通过第一滑动杆14、第二滑动杆17与浮动钳体7的后端活动连接，使电机基座16能够相对于浮动钳体7移动；

增力连杆机构8的两个摆杆通过固结铰链13固定支撑于电机基座16上；

如图2所示，控制支撑板18与丝杆套5之间通过螺栓25固定连接；

间隙调节机构19包括锥形推杆192、固定套191，锥形推杆192设置于圆柱齿轮4的下方，锥形推杆192的杆身设置于固定套191内，锥形推杆192的杆身套设有压缩弹簧194；锥形推杆192的底部设置有电磁铁193，电磁铁193通过控制导线195电连接电子控制单元0；电磁铁193的开关控制吸引和释放对锥形推杆192的磁力。

本实用新型的工作原理是：

当制动器制动时（推程），需使螺母活塞21向左移动直至，使由电子控制单元0控制的电磁铁193松开锥形推杆192；锥形推杆192在压缩弹簧194的作用下向上运动，锥形推杆192顶住圆柱齿轮4，使与圆柱齿轮4连接的第二丝杠3无法转动，同时螺母活塞21由于密封圈20的摩擦作用也不会发生转动；此时就可以通过电机15推动增力连杆机构8，使增力连杆机构8的摆杆推动丝杆套5、第二丝杠3、螺母活塞21，最终推动后摩擦片22贴近制动盘2；与此同时，增力连杆机构8的另一个摆杆通过右连接铰链11推动浮动钳体7向相反的方向移动，带动前侧浮钳1推动固结其上的前摩擦片23也贴近制动盘2，这样就产生了制动力矩，实现对车轮的制动；

回程时，关闭电机15，使增力连杆机构8的摆杆回位，摆杆带动第二丝杠3连同螺母活塞21一起向右移动，释放制动；使电磁铁193吸住锥形推杆192，将锥形推杆192与圆柱齿轮4分离，此时第二丝杠3可以自由转动；

由于该制动器为浮钳盘式制动器，如果后摩擦片22未发生磨损，则螺母活塞21、第二丝杠3及丝杠套5的轴向回位量均为设定间隙L，设定间隙L即为后摩擦片22与制动盘2之间的间隙；

如果后摩擦片22发生磨损，丝杠套5的轴向回位量应为设定间隙L+△，△为后摩擦片22的磨损量，此处L是两浮动钳与制动盘2的间隙之和；而螺母活塞21在密封圈20的作用下移动L，这时需要螺母活塞21与第二丝杠3产生△的间隙补偿才能补偿摩擦片22、23与制动盘2间的磨损间隙△，因此需要保证密封圈20与螺母活塞21的摩擦力F1与第二丝杠3与螺母活塞21的轴向力F2之间的关系为：F1>F2，才能在补偿过程中保证，第二丝杠3和螺母活塞21发生转动从而产生轴向补偿量△，而螺母活塞21与浮动钳体7没有发生相对转动。

本实用新型设置有间隙调节机构19，利用圆柱齿轮4与电控的锥形推杆192之间的配合，实现对第二丝杠3的单向控制。推程时，电磁铁193松开锥形推杆192，锥形推杆192顶住圆柱齿轮4，第二丝杠3无法转动，从而保证轴向的刚性连接；回程时，电磁铁193吸住锥形推杆192，第二丝杠3可以轴向转动，从而补偿后摩擦片22的磨损量，实现间隙补偿。

本实用新型的间隙调节机构19还具有停车制动的功能，当需要停车制动时，只需在现有的行车制动的前提下，按下另外一套由电子控制单元0控制的开关，在行车制动时，由于电机15处于堵转的情况下，有持续的制动力输出，需要停车制动时只需将电机15停止，这样丝杠推杆9将一直保持所需的制动行程，从而保证了摩擦片22、23与制动盘2间的制动行程；另一方面，在停车制动时，电子控制单元0控制电磁铁193释放对锥形推杆192的吸引，使锥形推杆192一直保持顶住圆柱齿轮4，从而保证第二丝杠3与螺母活塞21之间不会发生相对转动，从而实现停车制动功能。

本实用新型的增力连杆机构8的增力效果十分明显，如图3所示，

增力连杆机构8的输入力F为丝杠推杆9的轴向力，输出力Fo为螺母活塞21的轴向力，成V型的增力连杆机构8的两连杆的推力为N，连杆与水平线的夹角为θ，增力连杆机构8的摆杆总长为L，左连接铰链26与固结铰链13之间的距离为l，根据上述的几何关系和连杆机构中的受力关系，可得：

如果取L/l=3，θ=5°，则Fo=17.15F。可以看出，Fo与F之间具有成倍数的关系。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽车电子机械制动器，其特征在于：包括前侧浮钳（1）、浮动钳体（7），前侧浮钳（1）连接前摩擦片（23），浮动钳体（7）通过螺母活塞（21）连接后摩擦片（22），前摩擦片（23）与后摩擦片（22）之间设置有制动盘（2）；螺母活塞（21）通过增力连杆机构（8）连接电机（15）；螺母活塞（21）连接间隙调节机构（19）；电机（15）通过增力连杆机构（8）推动后摩擦片（22）和前摩擦片（23）贴近制动盘（2），实现制动。

2.根据权利要求1所述的汽车电子机械制动器，其特征在于：所述螺母活塞（21）通过多个螺母连接第二丝杠（3）的一端，第二丝杠（3）的另一端活动连接丝杆套（5）；第二丝杠（3）上套设有调节件（4）；所述间隙调节机构（19）设置于调节件（4）的下方；

丝杆套（5）通过左连接铰链（26）与增力连杆机构（8）的其中一个摆杆活动连接，增力连杆机构（8）的另一个摆杆通过右连接铰链（11）与浮动钳体（7）的后端活动连接；增力连杆机构（8）的两连杆通过铰链与丝杠推杆（9）连接；

丝杠推杆（9）连接第一丝杠（12），第一丝杠（12）通过多个螺母与电机（15）的输出轴实现螺纹连接；电机（15）输出轴的旋转带动螺母旋转，驱动第一丝杠（12）轴向移动，实现将电机（15）的旋转运动转化为直线运动。

3.根据权利要求2所述的汽车电子机械制动器，其特征在于：所述间隙调节机构（19）包括锥形推杆（192）、固定套（191），锥形推杆（192）设置于所述调节件（4）的下方，锥形推杆（192）的杆身设置于固定套（191）内，锥形推杆（192）的杆身套设有压缩弹簧（194）；锥形推杆（192）的底部设置有电磁铁（193）。

4.根据权利要求3所述的汽车电子机械制动器，其特征在于：所述电磁铁（193）通过控制导线（195）电连接电子控制单元（0）；所述电机（15）由电子控制单元（0）控制。

5.根据权利要求1或2或3任一项所述的汽车电子机械制动器，其特征在于：所述增力连杆机构（8）的输入力F与输出力Fo之间关系满足：

其中：F为丝杠推杆（9）的轴向力，

Fo为螺母活塞（21）的轴向力，

θ为连杆与水平线的夹角，

L为增力连杆机构（8）的摆杆总长，

l为左连接铰链（26）与固结铰链（13）之间的距离。

6.根据权利要求1所述的汽车电子机械制动器，其特征在于：所述电机（15）设置于电机基座（16）上；电机基座（16）通过滑动杆（14、17）与浮动钳体（7）的后端活动连接，使电机基座（16）能够相对于浮动钳体（7）移动。

7.根据权利要求2所述的汽车电子机械制动器，其特征在于：所述第二丝杠（3）的另一端通过推力球轴承（6）活动连接丝杆套（5）。

8.根据权利要求1所述的汽车电子机械制动器，其特征在于：所述螺母活塞（21）与浮动钳体（7）之间设置有密封圈（20）；或者螺母活塞（21）的活塞柱体为方形截面；或者螺母活塞（21）设置有导向用的滑动杆。

9.根据权利要求2所述的汽车电子机械制动器，其特征在于：所述调节件（4）为圆柱齿轮。

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