一种油电混合制动装置的制作方法

1.本发明属于制动执行器技术领域，具体涉及一种油电混合制动装置。


背景技术：

2.目前的机动车电子驻车系统（epb），大多采用集成式卡钳。集成式卡钳在机动车行驶过程中的制动（行车制动）是通过液压方式挤压摩擦片和刹车盘摩擦以提供较大的制动力，使机动车的速度快速下降；在机动车停止时的制动（驻车制动）是通过电子驻车执行机构挤压摩擦片和刹车盘摩擦，从而防止车辆窜动或坡道溜车。
3.我们在实践及研究过程中发现，现有epb由于受到其结构布局和工作方式的限制，存在一些难以克服的缺陷。在非制动状态下，刹车盘与摩擦片之间必须留有一定的自由间隙，自由间隙的大小受到热胀冷缩、行车振动、空气中扬尘等因素的限制而无法无限缩小。因此在制动时，摩擦片运动以压缩自由间隙的这段时间给制动额外增加了一段响应时间，这段额外响应时间在驻车制动时显得无关紧要，但在行车制动时将对车辆的制动性和安全性产生不可忽视的影响，车辆在高速行驶时，0.1s的响应时间对应3m左右的刹车距离。另外，车辆在行车制动时要求非常大的制动力，因此采用液压制动方式。液压制动方式是使用液压动力源向油缸内注入高压油液从而顶推摩擦片挤压刹车盘。在液压动力源功率一定的条件下，摩擦片的行进速度和挤压力是反向相关的，因此为了保证足够的挤压力，摩擦片的行进速度受到了较大的限制，对应地将产生较长的额外响应时间。为了缩短额外响应时间，可以增大液压动力源的功率，但这会极大地增加液压动力源的成本和体积。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明提供一种油电混合制动装置。
5.本发明提供的油电混合制动装置，包括钳架和与钳架滑动连接的钳体；钳体中具有可容纳刹车盘的钳口；在钳体上且位于钳口的两侧各设有摩擦片，分别记为第一摩擦片和第二摩擦片，两侧的摩擦片中至少有一侧与钳体滑动连接；在钳架上且位于钳体的两侧还相对地设有液压驱动装置和电力驱动装置；液压驱动装置能够顶推第一摩擦片向靠近第二摩擦片的方向移动，电力驱动装置能够顶推第二摩擦片向靠近第一摩擦片的方向移动。
6.其中的摩擦片设置，可以是两侧的摩擦片各自与钳体滑动连接，也可以是其中一侧的摩擦片与钳体滑动连接，另一侧的摩擦片与钳体固定连接。其中电力驱动装置的顶推速度优选大于液压驱动装置的顶推速度，更优选大于液压驱动装置的顶推速度的3倍。其中的电力驱动装置优选使用具有自锁功能的电力驱动装置。驱动装置的自锁功能通常可以通过设置具有自锁功能的传动结构来实现，自锁功能是指仅可以单向传动，如果反向传动将因自身传动结构的限制而发生锁止。现实中，具有自锁功能的传动结构有很多，例如螺纹杆与螺纹套的配合传动，当螺纹杆的导程角小于当量摩擦角时，螺纹杆的旋转运动可以带动螺纹套的直线运动，而螺纹套的直线运动则无法带动螺纹杆的旋转运动，即具有自锁功能；类似地，蜗杆与蜗轮、斜齿轮的配合可实现自锁功能，棘轮棘爪的配合也可实现自锁功能。
7.本发明使用时，将钳体固定在车辆上，使刹车片可旋转地嵌入钳口，通过对液压驱动装置和电力驱动装置进行控制，使其独立制动或联合制动，以实现多样的制动效果。
8.较优选地制动方式如下：驻车制动时，仅电力驱动装置工作，顶推第二摩擦片靠近第一摩擦片，将刹车盘夹紧。
9.行车制动时，液压驱动装置和电力驱动装置一起工作，将刹车盘夹紧。
10.一般情况下，电力驱动装置的最大顶推力远小于液压驱动装置，电力驱动装置的响应速度和顶推速度均快于液压驱动装置。因此，采用上述制动方式具有以下优势：第一，驻车制动所需要的制动力相对较小但要求持续时间长，采用可自锁的电力驱动装置，既能满足制动力的要求，在锁止期间也没有能源消耗，而且可以避免液压管路和液压泵的长期高压状态。
11.第二，行车制动要求制动力大且响应速度快，采用液压驱动装置和电力驱动装置共同工作的方式，电力驱动装置在前期发挥快速响应和顶推速度快的优势，快速顶推摩擦片，将自由间隙快速缩小为零，电力驱动装置达到其最大驱动力后停止工作并发生自锁。在电力驱动装置工作期间，液压驱动装置也得到响应，向摩擦片施压，由于电力驱动装置可以发生自锁，因此随着液压驱动装置的施压，摩擦片间的压力会持续升高，直至达到液压驱动装置的最大压力。可见，本发明能够快速缩小自由间隙，实现快速的刹车响应，同时，还能使液压驱动装置快速达到其最大压力，既有大的刹车力度又有快的响应速度。
12.第三，由于有了相对设置的电力驱动装置的配合，使得自由间隙快速缩小，在此基础上，可以在液压动力源功率不增加的情况下进一步增大液压油缸的截面积，例如增加单个油缸的截面积或设置多个油缸，以便获得更大的刹车力度。虽然增大液压油缸的截面积会导致液压驱动装置的顶推速度下降，但有了电力驱动装置的配合以后，液压驱动装置的顶推速度不再对额外响应时间产生明显的影响，可以在几乎不影响响应速度的条件下增大刹车力度；而如果没有电力驱动装置的配合，通过该方式增大刹车力度将显著增加额外响应时间，引起刹车迟钝。
13.本发明为一种浮动式制动装置，即钳体与钳架之间为可滑动设置。具体可以采用以下方式，钳架上设有至少两个导柱，各导柱之间相互平行，钳体上设有与导柱配合的导柱孔，导柱可滑动地穿设在导柱孔内。
14.进一步地，第一摩擦片和第二摩擦片均与钳体滑动连接；第一摩擦片和第二摩擦片的两端均设有凸起部，钳体上设有与凸起部对应的凹陷部；凸起部可滑动地卡设于凹陷部。
15.进一步地，液压驱动装置包括固定在钳架上的油缸壳，在油缸壳内靠近第一摩擦片的一侧开设有至少一个活塞腔，每个活塞腔内可滑动地设有活塞，活塞的端部与第一摩擦片靠合；在油缸壳内且位于远离第一摩擦片的一侧开设有通往活塞腔的注油孔。通过向注油孔注入液压油，推动活塞移动，从而顶推第一摩擦片。进一步地，为了提高密封性，可以在活塞腔内壁上开设环状的凹槽，凹槽内嵌设橡胶密封环。
16.进一步地，在油缸壳内并列设有两个相互连通的活塞腔。双活塞的液压驱动装置，驱动力更大，顶推摩擦片时也更加平稳。
17.进一步地，电力驱动装置包括导向壳、滑块、螺纹杆、电机、传动组件；导向壳固定
在钳架上，导向壳内设有可向第二摩擦片滑动的滑块，滑块一端螺纹配合地连接有螺纹杆；电机的旋转驱动力经传动组件带动螺纹杆旋转。螺纹杆旋转使滑块移动，顶推第二摩擦片。
18.进一步地，导向壳内平行地设置一对滑块，每个滑块各自配合连接一个螺纹杆；传动组件由一个电机提供动力，同时驱动两个螺纹杆旋转。
19.进一步地，传动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴、蜗杆、一对斜齿轮、一对行星齿轮减速器；第一锥齿轮设于电机输出轴上；传动轴垂直于电机的输出轴设置，传动轴上设有第二锥齿轮和蜗杆，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合；蜗杆两侧对称地啮合设有一对斜齿轮，斜齿轮连接行星齿轮减速器的输入端，螺纹杆连接行星齿轮减速器的输出端。以上传动组件具有合理的减速比和紧凑的结构布局，在工作时，电机的旋转驱动力依次经过第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴、蜗杆、斜齿轮、行星齿轮减速器、螺纹杆，最终转化为滑块的直线运动。在传动过程中，螺纹杆与滑块的螺纹配合可实现自锁功能，蜗杆与斜齿轮的配合也可实现自锁功能，但由于螺纹杆与滑块的螺纹配合更靠近输出端，因此自锁功能主要来自于该配合，同时也避免了螺纹杆到电机之间的传动结构受力过大。
20.进一步地，行星齿轮减速器整体呈圆盘状，其外齿圈固定设置，太阳轮为输入端，行星架为输出端；斜齿轮靠近行星齿轮减速器的一侧设有凹陷区，行星齿轮减速器容纳在凹陷区内，以节省空间占用。
21.有益效果：与现有技术相比，本发明提供的油电混合制动装置，采用液压驱动装置和电力驱动装置相对设置的独特布局形式，采用具有自锁功能的电力驱动装置，并进一步采用具有多点动力输出的液压驱动装置和电力驱动装置。本发明既缩短了制动响应时间，又提高了制动力度，有效解决了传统epb制动响应速度和制动力度无法兼顾的缺陷。同时，本发明具有行车制动和驻车制动的双重功能，具有制动稳定性佳、空间占用少等优点。
附图说明
22.图1和图2为本发明的立体示意图。
23.图3为本发明半剖示意图。
24.图4为图3的局部放大图。
25.图5为本发明的爆炸示意图。
26.图6为导向壳内部的结构示意图。
27.图7和图8为传动组件的结构示意图。
28.图中，钳架1、钳体2、钳口21、第一摩擦片22、第二摩擦片23、导柱13、导柱孔24、油缸壳111、活塞腔112、活塞113、注油孔114、导向壳121、滑块122、螺纹杆123、电机124、传动组件125、第一锥齿轮1251、第二锥齿轮1252、传动轴1253、蜗杆1254、斜齿轮1255、行星齿轮减速器1256。
具体实施方式
29.下面通过实施例进一步阐明本发明，旨在更清楚地说明本发明的技术方案，而不应理解为是一种限制。
30.除非另有定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应理解为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表
示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
31.实施例1一种油电混合制动装置，如图1至图8所示，包括钳架1和与钳架1滑动连接的钳体2；钳体2中具有可容纳刹车盘的钳口21；在钳体2上且位于钳口21的两侧各设有摩擦片，分别记为第一摩擦片22和第二摩擦片23，两侧的摩擦片均与钳体2滑动连接；在钳架1上且位于钳体2的两侧还相对地设有液压驱动装置和电力驱动装置；液压驱动装置能够顶推第一摩擦片22向靠近第二摩擦片23的方向移动，电力驱动装置能够顶推第二摩擦片23向靠近第一摩擦片22的方向移动。
32.本实施例中，电力驱动装置具有自锁功能；电力驱动装置的顶推速度大于液压驱动装置的顶推速度。
33.本实施例中，钳架1上设有两个导柱13，各导柱13之间相互平行，钳体2上设有与导柱13配合的导柱孔24，导柱13可滑动地穿设在导柱孔24内。
34.本实施例中，第一摩擦片22和第二摩擦片23的两端均设有凸起部，钳体2上设有与凸起部对应的凹陷部；凸起部可滑动地卡设于凹陷部。
35.本实施例中，液压驱动装置包括固定在钳架1上的油缸壳111，在油缸壳111内靠近第一摩擦片22的一侧开设有活塞腔112，并且油缸壳111内并列设有两个相互连通的活塞腔112，每个活塞腔112内可滑动地设有活塞113，活塞113的端部与第一摩擦片22靠合；在油缸壳111内且位于远离第一摩擦片22的一侧开设有通往活塞腔112的注油孔114。
36.本实施例中，电力驱动装置包括导向壳121、滑块122、螺纹杆123、电机124、传动组件125；导向壳121固定在钳架1上，导向壳121内设有可向第二摩擦片23滑动的滑块122，滑块122一端螺纹配合地连接有螺纹杆123；电机124的旋转驱动力经传动组件125带动螺纹杆123旋转。
37.本实施例中，导向壳121内平行地设置一对滑块122，每个滑块122各自配合连接一个螺纹杆123；传动组件125由一个电机124提供动力，同时驱动两个螺纹杆123旋转。
38.本实施例中，传动组件125包括第一锥齿轮1251、第二锥齿轮1252、传动轴1253、蜗杆1254、一对斜齿轮1255、一对行星齿轮减速器1256；第一锥齿轮1251设于电机124输出轴上；传动轴1253垂直于电机124的输出轴设置，传动轴1253上设有第二锥齿轮1252和蜗杆1254，第二锥齿轮1252与第一锥齿轮1251啮合；蜗杆1254两侧对称地啮合设有一对斜齿轮1255，斜齿轮1255连接行星齿轮减速器1256的输入端，螺纹杆123连接行星齿轮减速器1256的输出端。
39.本实施例中，行星齿轮减速器1256整体呈圆盘状，其外齿圈固定设置，太阳轮为输入端，行星架为输出端；斜齿轮1255靠近行星齿轮减速器1256的一侧设有凹陷区，行星齿轮减速器1256容纳在凹陷区内。
40.显然，以上实施例是示例性的，仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施
例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所能获得的其他实施例，也应属于本发明保护的范围。