專利名稱：電子機(jī)械式及液壓式兩用制動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車安全系統(tǒng)中的制動(dòng)裝置，尤其涉及一種適合響應(yīng)速度快、可靠性
高的電子機(jī)械式及液壓式兩用制動(dòng)器。
背景技術(shù)：
可靠的制動(dòng)系統(tǒng)是汽車行駛的安全保障。傳統(tǒng)的液壓式制動(dòng)系統(tǒng)采用雙回路制動(dòng) 液的措施極大地保障了汽車制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。且液壓式制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，被 廣泛應(yīng)用在各種汽車之中。但是液壓式制動(dòng)系統(tǒng)通過制動(dòng)主缸調(diào)節(jié)壓力，力矩響應(yīng)速度慢， 在緊急工況下不能滿足制動(dòng)性能要求(世界汽車2003. 1,27-28)。因制動(dòng)響應(yīng)速度慢會(huì)發(fā) 生汽車高速追尾事故，高速急轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)發(fā)生汽車側(cè)翻事故等。因此，為了進(jìn)一步改善汽車制 動(dòng)安全性能，電控制動(dòng)系統(tǒng)成為研究熱門。電控制動(dòng)系統(tǒng)包括電子液力制動(dòng)系統(tǒng)和電子機(jī) 械式制動(dòng)系統(tǒng)，后者響應(yīng)速度更快。 電子液力制動(dòng)系統(tǒng)由電子制動(dòng)踏板模塊、電子控制單元(ECU)、液壓控制單元 (HCU)、傳感器和信息網(wǎng)絡(luò)(CAN)等部分組成。其制動(dòng)器采用傳統(tǒng)液壓制動(dòng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可 靠性高，通過電子控制單元及液壓控制單元調(diào)節(jié)輪缸壓力，響應(yīng)速度比傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng) 快。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用液體傳遞動(dòng)力仍限制了制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度，且需要專門的駐車制 動(dòng)系統(tǒng)(汽車工程2006， Vol. 28， No. 2， 105-112)。 電子機(jī)械式制動(dòng)器能夠分配給各個(gè)車輪最佳的制動(dòng)力；制動(dòng)器響應(yīng)速度快，反應(yīng) 靈敏，制動(dòng)性能穩(wěn)定，能縮短制動(dòng)距離；且易于實(shí)現(xiàn)汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、電子穩(wěn)定 程序(ESP)及電子駐車(EPB)等功能。但制動(dòng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn) 動(dòng)的專有機(jī)構(gòu)，對(duì)電機(jī)及減速器性能和尺寸要求很高。其面臨的最大問題就是如何開發(fā)出 低成本輕巧以便能夠裝入輪惘內(nèi)狹小空間的制動(dòng)器。因此，電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)際汽 車中使用還需要一段時(shí)間(世界汽車2003. 1,27-28)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服液壓式制動(dòng)器的響應(yīng)速度慢及電子機(jī)械式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性難以 保障的不足，本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、可靠性高的電子機(jī)械式及液壓式兩 用制動(dòng)器，可在電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)和液壓式制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)并聯(lián)應(yīng)用，也可以在其中一種 方式單獨(dú)應(yīng)用。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 —種電子機(jī)械式及液壓式兩用制動(dòng)器，可在電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)和液壓式制動(dòng)系 統(tǒng)同時(shí)并聯(lián)應(yīng)用，也可以在其中一種方式單獨(dú)應(yīng)用，它包括由帶有進(jìn)油孔的液壓缸及制動(dòng) 鉗總成、活塞、摩擦塊組成的傳統(tǒng)液壓制動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于上述傳統(tǒng)液壓式制動(dòng)機(jī)構(gòu)的 液壓缸及制動(dòng)鉗總成端面帶有的中心孔；該兩用制動(dòng)器還包括直接推動(dòng)活塞工作的電子機(jī) 械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括軸承座、以及通過推力軸承安裝于軸承座內(nèi)的力矩輸入軸、力矩輸入 軸通過端面嵌入的傳力鋼球推動(dòng)帶楔形端面的推力桿，推力桿通過鍵安裝于上述液壓缸及制動(dòng)鉗總成端面的中心孔內(nèi)并與活塞接觸；軸承座與液壓缸及制動(dòng)鉗總成固定連接。
上述的電子機(jī)械式及液壓式兩用制動(dòng)器，其特征在于上述力矩輸入軸端面嵌有 傳力鋼球是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的力矩輸入軸端面徑向開有鋼球放置孔，放入鋼球后，通過 與力矩輸入軸配合的環(huán)形套筒固定。
本發(fā)明的有益效果是 1.本發(fā)明的兩用制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在傳統(tǒng)液壓浮鉗式制動(dòng)器基礎(chǔ)上，增加了電子 機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括力矩輸入軸、推力桿和軸承座。轉(zhuǎn)矩輸入軸接受力矩電 機(jī)經(jīng)主減速器輸出的扭矩，轉(zhuǎn)矩輸入軸端面孔中裝有傳力鋼球與推力桿的楔形端面相互運(yùn) 動(dòng)，把轉(zhuǎn)矩輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為推力桿的直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)活塞，且具有增力效果；其軸向的 反作用力推動(dòng)軸承座及浮鉗。從而形成活塞和浮鉗相對(duì)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)內(nèi)外摩擦塊壓緊制動(dòng)盤， 產(chǎn)生制動(dòng)力矩。電機(jī)及減速器與制動(dòng)器可以通過彈性聯(lián)軸器及鍵的方式連接，減弱了電機(jī) 及減速器的性能要求及尺寸安裝要求。 2.本發(fā)明的兩用制動(dòng)器響應(yīng)速度快。電子機(jī)械制動(dòng)與液壓制動(dòng)采用并聯(lián)方式，當(dāng) 檢測(cè)到汽車處于危險(xiǎn)時(shí)，電子機(jī)械制動(dòng)會(huì)迅速響應(yīng)，產(chǎn)生推力。且制動(dòng)器結(jié)構(gòu)中采用鋼球楔 形端面機(jī)構(gòu)比滾珠絲杠機(jī)構(gòu)響應(yīng)速度更快。 3.本發(fā)明的兩用制動(dòng)器可靠性高。電子機(jī)械制動(dòng)與液壓制動(dòng)采用并聯(lián)方式，當(dāng)電 子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)失效時(shí)，不會(huì)影響液壓制動(dòng)的可靠性。制動(dòng)器中全部采用傳統(tǒng)簡(jiǎn)單機(jī)械機(jī) 構(gòu)，保證每個(gè)部件的可靠性；電機(jī)輸入力矩與摩擦塊對(duì)制動(dòng)鉗的反作用力矩方向相反，可以 減輕制動(dòng)鉗支架連接螺栓的扭矩負(fù)荷；可選用高可靠性的電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)。并聯(lián)了電子機(jī) 械式制動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、電子穩(wěn)定程序(ESP)、電子駐車(EPB)等功 能，進(jìn)一步提高制動(dòng)器的安全性能。


圖1是本發(fā)明的原理示意圖。 圖2是本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩輸入軸剖面構(gòu)造圖。 圖3是本發(fā)明的推力桿剖面構(gòu)造圖。 圖4是本發(fā)明的軸承座剖面構(gòu)造圖。 圖中標(biāo)號(hào)名稱1.轉(zhuǎn)矩輸入軸；2.推力軸承；3.傳力鋼球；4.軸承座；5.鍵；6.密 封圈；7.進(jìn)油孔；8.推力桿；9.活塞；10.液壓缸及制動(dòng)鉗總成；11.摩擦塊；12.制動(dòng)盤；
13.環(huán)形套筒。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的實(shí)施進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明的原理示意圖。根據(jù)圖1所示，液壓缸及浮動(dòng)鉗總成10的液壓缸端 面開兩個(gè)孔，一個(gè)與液壓油管連接的進(jìn)油孔7，另一個(gè)在液壓缸中心位置的孔，用于放置推 力桿8。在液壓式制動(dòng)系統(tǒng)起作用時(shí)，制動(dòng)踏板通過制動(dòng)主泵及液壓油管使得液壓缸內(nèi)壓力 增大，推動(dòng)活塞9和浮動(dòng)鉗10相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得摩擦塊11壓緊制動(dòng)盤12產(chǎn)生制動(dòng)力矩。在 電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)起作用時(shí)，力矩電機(jī)及減速器輸出扭矩經(jīng)轉(zhuǎn)矩輸入軸1和推力桿8產(chǎn) 生推力推動(dòng)活塞9，推力桿反向推力經(jīng)推力軸承2及軸承坐4，帶動(dòng)液壓缸及制動(dòng)鉗總成10與活塞9相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得摩擦塊11壓緊制動(dòng)盤12產(chǎn)生制動(dòng)力矩。推力桿8與液壓缸及制 動(dòng)鉗總成10之間通過密封圈6及防塵罩進(jìn)行密封和防塵，活塞9端部設(shè)有加強(qiáng)筋，以保證 推力桿8產(chǎn)生的集中推力不會(huì)損壞活塞9。液壓缸及制動(dòng)鉗總成10與軸承座固定連接，當(dāng) 輸入扭矩與制動(dòng)力發(fā)作用力矩反向時(shí)，可以部分抵消液壓缸及制動(dòng)鉗總成10與制動(dòng)鉗支 架連接螺栓及制動(dòng)鉗支架與轉(zhuǎn)向節(jié)連接螺栓的反作用力矩，減輕螺栓載荷。制動(dòng)間隙自動(dòng) 調(diào)整裝置與傳統(tǒng)液壓式浮鉗制動(dòng)器一樣，采用彈性防塵罩結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 圖2是本發(fā)明的轉(zhuǎn)矩輸入軸總成構(gòu)造圖。轉(zhuǎn)矩輸入軸1通過鍵與力矩電機(jī)及減速 器連接，接受力矩電機(jī)及減速器輸出的力矩。輸入軸端面開三個(gè)徑向孔，放入傳力鋼球3，帶 有內(nèi)螺紋的環(huán)形套筒13把鋼球3徑向固定。在輸入軸1與推力桿8不干涉的情況下，滿足 制動(dòng)器最大行程要求。這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。 圖3是本發(fā)明的推力桿剖面構(gòu)造圖。推力桿8端面為三個(gè)楔形面，楔形面經(jīng)過熱處 理保證硬度。當(dāng)輸入軸l接受轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)鋼球3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼球與楔形面壓緊，產(chǎn)生軸向分力使 推力桿8直線運(yùn)動(dòng)推動(dòng)活塞，可實(shí)現(xiàn)輸入軸1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為推力桿8的直線運(yùn)動(dòng)。楔 形面的傾斜角度既能保證滿足制動(dòng)器最大行程要求，又能起到增力效果。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng) 速度快、可靠。 圖4是本發(fā)明的軸承座剖面構(gòu)造圖。軸承座為三爪形結(jié)構(gòu)，與液壓缸總成10固定 連接。輸入軸1通過推力軸承2支承在軸承座上，保證輸入軸1只接受力矩電機(jī)及減速器 輸出的力矩，輸入軸反作用力和力矩由軸承座2承擔(dān)，不會(huì)反向傳給力矩電機(jī)及減速器，減 弱了力矩電機(jī)及減速器性能及安裝尺寸的設(shè)計(jì)要求。這樣的結(jié)構(gòu)既減輕了制動(dòng)器重量，又 避免與液壓油管布置產(chǎn)生干涉。
權(quán)利要求
一種電子機(jī)械式及液壓式兩用制動(dòng)器，可在電子機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)和液壓式制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)并聯(lián)應(yīng)用，也可以在其中一種方式單獨(dú)應(yīng)用，它包括由帶有進(jìn)油孔(7)的液壓缸及制動(dòng)鉗總成(10)、活塞(9)、摩擦塊(11)組成的傳統(tǒng)液壓制動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于上述傳統(tǒng)液壓式制動(dòng)機(jī)構(gòu)的液壓缸及制動(dòng)鉗總成(10)端面帶有的中心孔；該兩用制動(dòng)器還包括直接推動(dòng)活塞(9)工作的電子機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括軸承座(4)、以及通過推力軸承(2)安裝于軸承座(4)內(nèi)的力矩輸入軸(1)、力矩輸入軸(1)通過端面嵌入的傳力鋼球(3)推動(dòng)帶楔形端面的推力桿(8)，推力桿(8)通過鍵(5)安裝于上述液壓缸及制動(dòng)鉗總成(10)端面的中心孔內(nèi)并與活塞(9)接觸；軸承座(4)與液壓缸及制動(dòng)鉗總成(10)固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子機(jī)械式及液壓式兩用制動(dòng)器，其特征在于上述力矩輸入軸(1)端面嵌有傳力鋼球(3)是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的力矩輸入軸(1)端面徑向開有鋼球放置孔，放入鋼球后，通過與力矩輸入軸(1)配合的環(huán)形套筒(13)固定。
全文摘要
一種電子機(jī)械式及液壓式兩用制動(dòng)器，涉及汽車安全系統(tǒng)中的制動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域?？稍陔娮訖C(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)和液壓式制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)并聯(lián)應(yīng)用，也可以在其中一種方式單獨(dú)應(yīng)用。它在傳統(tǒng)液壓式制動(dòng)機(jī)構(gòu)的液壓缸及制動(dòng)鉗總成(10)端面設(shè)置的中心孔；并增加了直接推動(dòng)活塞(9)工作的電子機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括軸承座(4)、以及通過推力軸承(2)安裝于軸承座(4)內(nèi)的力矩輸入軸(1)、力矩輸入軸(1)通過端面嵌入的傳力鋼球(3)推動(dòng)帶楔形端面的推力桿(8)，推力桿(8)通過鍵(5)安裝于上述液壓缸及制動(dòng)鉗總成(10)端面的中心孔內(nèi)并與活塞(9)接觸；軸承座(4)與液壓缸及制動(dòng)鉗總成(10)固定連接。該制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、可靠性高。
文檔編號(hào)F16D65/18GK101696716SQ200910233708
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者金智林, 陳亮陪 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué);