一种中间轴制动器及车辆的制作方法

1.本发明涉及制动器技术领域，尤其涉及一种中间轴制动器及车辆。


背景技术：

2.在国内外重型商用车amt市场，中间轴制动器多为气缸活塞与湿式制动片组组合形式，动力源为高压气。在可靠性方面，传统的气缸活塞结构由于活塞与齿轮油直接接触，对密封件的封油可靠性要求极高，一旦出现封油失效，齿轮油将进入气缸并在排气过程中进入气路及电磁阀，导致电磁阀卡滞等故障，根据市场反馈的数据，中间轴制动器封油失效导致电磁阀进油卡滞是典型故障之一；在效率方面，传统的中间轴制动器由于为气动形式，动力链较长，且气体具有可压缩性，制动响应较慢，无法在tcu发出制动命令后快速实现制动，同时，在制动器解除制动过程中，由于气缸排气需要一定时间，造成tcu发出解除命令后的一段时间内活塞仍挤压制动片组，引起不必要的残余制动，影响换挡可控性。
3.如申请号为cn202010138455.5的前期专利，公开为了一种中间轴制动器，该中间轴制动器通过高压气推动活塞来挤压制动片组实现制动，但无法解决制动器活塞气缸的密封可靠性问题以及气动执行机构的响应速度慢的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：提供一种中间轴制动器及车辆，以解决相关技术中的中间轴制动器采用气缸活塞与湿式制动片组组合形式，导致制动器活塞气缸的密封可靠性差并且气动执行机构的响应速度慢的问题。
5.本发明提供一种中间轴制动器，该中间轴制动器包括：
6.电机，固定于变速器壳体；
7.丝杠，所述电机与所述丝杠的第一端通过齿轮组件传动连接；
8.螺母压盘，与所述丝杠螺纹连接，且与所述变速器壳体滑动连接，所述螺母压盘能在所述丝杠的带动下沿所述丝杠的轴向往复运动；
9.第一轴承，所述第一轴承的内圈固定于所述丝杠的第一端，所述第一轴承的外圈固定于所述变速器壳体；
10.第二轴承，所述第二轴承的内圈固定于所述丝杠的第二端，所述第二轴承的外圈固定于中间轴，所述丝杠设有沿其轴向延伸的主油道，以及分别位于所述丝杠两端的两个径向油道，所述主油道与外部供油油道连通，所述主油道分别与两个所述径向油道连通，两个所述径向油道分别用于所述第一轴承和所述第二轴承提供润滑油；
11.制动片组，设置于所述丝杠的第二端，所述制动片组(6)包括摩擦环和摩擦片，所述摩擦环的数量为多个，且多个所述摩擦环间隔设置于所述变速器壳体，所述摩擦片设置于中间轴且任意相邻的两个所述摩擦环之间设置有一个所述摩擦片。
12.作为中间轴制动器的优选技术方案，所述螺母压盘具有第一油道和第二油道，所述第二油道沿所述螺母压盘的轴向延伸，所述第一油道与所述第二油道垂直，且所述第一
油道的一端与所述第二油道的中间位置连通，所述第一油道的另一端穿透所述螺母压盘的外周面，所述第二油道的两端贯穿所述螺母压盘。
13.作为中间轴制动器的优选技术方案，所述螺母压盘的外周面还设有条形油槽，所述条形油槽的长度方向平行于所述螺母压盘的轴向，且所述条形油槽与所述第一油道连通。
14.作为中间轴制动器的优选技术方案，所述螺母压盘的外周面设有多个导向槽，多个所述导向槽沿所述螺母压盘的圆周方向均匀分布，所述变速器壳体的内壁设有多个凸起，多个所述凸起一一对应的滑动设置于多个所述导向槽。
15.作为中间轴制动器的优选技术方案，所述导向槽的截面呈圆弧形。
16.作为中间轴制动器的优选技术方案，所述中间轴制动器还包括设置于所述螺母压盘的位移传感器。
17.作为中间轴制动器的优选技术方案，所述齿轮组件包括固定于所述电机的输出轴的主动齿轮，以及固定于所述丝杠的从动齿轮，所述主动齿轮啮合于所述从动齿轮。
18.作为中间轴制动器的优选技术方案，所述丝杠与所述中间轴同轴设置。
19.作为中间轴制动器的优选技术方案，所述电机集成于所述变速器壳体内部。
20.本发明还提供一种车辆，包括任一上述方案中所述的中间轴制动器。
21.本发明的有益效果为：
22.本发明提供一种中间轴制动器及车辆，该中间轴制动器包括电机、变速器壳体、丝杠、螺母压盘、第一轴承、第二轴承和制动片组，电机固定于变速器壳体，电机与丝杠的第一端通过齿轮组件传动连接；螺母压盘与丝杠螺纹连接，且螺母压盘与变速器壳体滑动连接，螺母压盘能在丝杠的带动下沿丝杠的轴向往复运动，第一轴承的内圈固定于丝杠的第一端，第一轴承的外圈固定于变速器壳体；第二轴承的内圈固定于丝杠的第二端，第二轴承的外圈固定于中间轴，丝杠设有沿其轴向延伸的主油道，以及分别位于丝杠两端的两个径向油道，主油道与外部供油油道连通，主油道分别与两个径向油道连通，两个径向油道分别用于第一轴承和第二轴承提供润滑油，制动片组设置于丝杠的第二端，制动片组包括摩擦环和摩擦片，摩擦环的数量为多个，且多个摩擦环间隔设置于变速器壳体，摩擦片设置于中间轴且任意相邻的两个摩擦环之间设置有一个摩擦片。该中间轴制动器，通过电机作为动力源，相比现有技术中的通过高压气推动活塞来挤压制动片组实现制动方案，具有较高的响应性和精确度，特别在解除制动时，相比现有技术相应更快，可有效避免残余制动。并且电机作为动力源，不再依赖整车储气筒，从而当储气筒内气量不足时，依然能够保证制动效果，保证换挡操作的平顺性和快速性。
附图说明
23.图1为本发明实施例中中间轴制动器的结构示意图一；
24.图2为本发明实施例中中间轴制动器的部分结构示意图；
25.图3为本发明实施例中螺母压盘的结构示意图一；
26.图4为本发明实施例中螺母压盘的结构示意图二；
27.图5为本发明实施例中螺母压盘的剖视图；
28.图6为本发明实施例中中间轴制动器的部分结构的剖视图；
29.图7为本发明实施例中中间轴制动器的结构示意图二。
30.图中：
31.1、电机；2、主动齿轮；3、从动齿轮；4、丝杠；5、螺母压盘；6、制动片组；7、中间轴；8、第一轴承；9、第二轴承；10、位移传感器；11、变速器壳体；
32.41、主油道；42、径向油道；51、第一油道；52、第二油道；53、条形油槽；54、导向槽。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
37.现有技术中，中间轴制动器通常采用气缸活塞与湿式制动片组6组合形式，由于活塞与齿轮油直接接触，对密封件的封油可靠性要求极高，一旦出现封油失效，齿轮油将进入气缸并在排气过程中进入气路及电磁阀，导致电磁阀卡滞等故障；并且由于气体具有可压缩性，制动响应较慢，无法在tcu发出制动命令后快速实现制动；在制动器解除制动过程中，由于气缸排气需要一定时间，造成tcu发出解除命令后的一段时间内活塞仍挤压制动片组6，引起不必要的残余制动，影响换挡可控性。
38.对此，本实施例提供一种中间轴制动器以解决上述问题。
39.如图1至图7所示，该中间轴制动器包括电机1、变速器壳体11、丝杠4、螺母压盘5、第一轴承8、第二轴承9和制动片组6。
40.其中，电机1固定于变速器壳体11，电机1与丝杠4的第一端通过齿轮组件传动连接；螺母压盘5与丝杠4螺纹连接，且螺母压盘5与变速器壳体11滑动连接，螺母压盘5能在丝杠4的带动下沿丝杠4的轴向往复运动。具体地，本实施例中，齿轮组件包括固定于电机1的
输出轴的主动齿轮2，以及固定于丝杠4的从动齿轮3，主动齿轮2啮合于从动齿轮3。当电机1转动时，电机1通过主动齿轮2带动从动齿轮3转动，从动齿轮3带动丝杠4转动，丝杠4抵用螺母压盘5沿丝杠4的轴向直线运动。本实施例中，电机1能够正转且能够反转，从而螺母压盘5能够沿丝杠4的轴向往复运动。
41.第一轴承8的内圈固定于丝杠4的第一端，第一轴承8的外圈固定于变速器壳体11；第二轴承9的内圈固定于丝杠4的第二端，第二轴承9的外圈固定于中间轴7，丝杠4设有沿其轴向延伸的主油道41，以及分别位于丝杠4两端的两个径向油道42，主油道41与外部供油油道连通，主油道41分别与两个径向油道42连通，两个径向油道42分别用于第一轴承8和第二轴承9提供润滑油。通过设置第一轴承8和第二轴承9能够保证丝杠4转动顺畅，通过在丝杠4设置主油道41和两个径向油道42，两个径向油道42可将润滑油输送至第一轴承8的内圈的外圈之间以及第二轴承9的内圈和外圈之间，实现对两个轴承的动态润滑，避免两个轴承因润滑不良而导致的轴承烧蚀。其中，外部供油油道设置于中间轴7。
42.制动片组6设置于丝杠4的第二端，制动片组6包括摩擦环和摩擦片，摩擦环的数量为多个，且多个摩擦环间隔设置于变速器壳体11，摩擦片设置于中间轴7且任意相邻的两个摩擦环之间设置有一个摩擦片。当电机1正转时，螺母压盘5由初始位置逐渐靠近并接触制动片组6，将摩擦环与摩擦片挤压在一起，产生制动力矩以将中间轴7进行降速。当中间轴7的转速降低至目标值时，电机1反转，带动螺母压盘5和制动片组6分离并回到初始位置，制动力矩消失，完成一次制动操作。
43.本实施例提供的中间轴制动器，通过电机1作为动力源，相比现有技术中的通过高压气推动活塞来挤压制动片组6实现制动方案，具有较高的响应性和精确度，特别在解除制动时，相比现有技术相应更快，可有效避免残余制动。并且电机1作为动力源，不再依赖整车储气筒，从而当储气筒内气量不足时，依然能够保证制动效果，保证换挡操作的平顺性和快速性。
44.本实施例中，电机1集成于变速器壳体11内部，整体结构更加紧凑，可有效精简管线束及支架等相关部件，实现整体轻量化，并可有效提升系统的可靠性。
45.可选地，螺母压盘5具有第一油道51和第二油道52，第二油道52沿螺母压盘5的轴向延伸，第一油道51与第二油道52垂直，且第一油道51的一端与第二油道52的中间位置连通，第一油道51的另一端穿透螺母压盘5的外周面，第二油道52的两端贯穿螺母压盘5。第二油道52的两端形成开口，两个开口的润滑油均可流入丝杠4和螺母压盘5之间，给丝杠4和螺母压盘5提供润滑，可有效避免因润滑不良导致的丝杠4和/或螺母压盘5烧蚀。
46.可选地，螺母压盘5的外周面还设有条形油槽53，条形油槽53的长度方向平行于螺母压盘5的轴向，且条形油槽53与第一油道51连通。如此设置，条形油槽53的长度方向和螺母压盘5的运动方向一致，能够保证螺母压盘5运动过程中均由润滑油从变速器壳体11的润滑油道中流入条形油槽53，保证对第一油道51的持续润滑油供应。
47.可选地，螺母压盘5的外周面设有多个导向槽54，多个导向槽54沿螺母压盘5的圆周方向均匀分布，变速器壳体11的内壁设有多个凸起，多个凸起一一对应的滑动设置于多个导向槽54。如此设置能够保证螺母压盘5相对变速器壳体11滑动时的滑动方向稳定。具体地，本实施中示例性地示出了导向槽54和凸起的数量均为三个的方案，如此可形成三角形，保证运动方向稳定。优选地，导向槽54的截面呈圆弧形。
48.可选地，中间轴制动器还包括设置于螺母压盘5的位移传感器10。通过位移传感器10检测螺母压盘5的实际位置，控制器基于螺母压盘5的实际位置从预设于控制器中的螺母压盘5位置的制动力矩的关系图获取对应的制动力矩，并将获得的制动力矩与目标制动力矩比较，当两者相同时，可判定对中间轴7的制动力矩已经足够，保证制动精度。可有效避免制动不足而重复制动或制动过量而导致顶齿现象发生。
49.可选地，丝杠4与中间轴7同轴设置。如此设置，中间轴7通过第二轴承9对丝杠4有效支撑，可有效避免制动片组6偏载导致的制动片组6异常磨损和烧蚀。
50.本发明还提供一种车辆，包括上述方案中的中间轴制动器。
51.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。