CN103879396B - 一种货车用永磁伺服电动制动装置 - Google Patents

一种货车用永磁伺服电动制动装置 Download PDF

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Abstract

一种货车用永磁伺服电动制动装置，包括四个电动制动器以及相应的气室支架，电动制动器固定在气室支架上，电动制动器输出端U型叉与制动凸轮轴一端连接，制动凸轮轴另一端与制动凸轮机构固定，制动凸轮机构与制动蹄片之间为凸轮副，制动蹄片铰接在轮毂上，电动制动器通电后，转子带动螺母套转动，螺杆将沿轴向产生平动，推动汽车制动凸轮轴转动，使得制动蹄片向外张开，进行制动；通过旋转变压器的输出信号实现对制动装置的伺服控制，本发明结构简单，电机和螺纹机构集成一体化，通过电力作为能源，制动效率高，可靠性高，同时克服了传统液压气压制动管路布置复杂的缺点，实现对汽车制动过程的精确ABS（制动防抱死）控制。

Description

一种货车用永磁伺服电动制动装置
技术领域
本发明属于汽车制动技术领域，具体涉及一种货车用永磁伺服电动制动装置。
背景技术
汽车制动装置是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动装置的工作可靠性显得日益重要。只有保证了汽车具有良好、稳定的制动性能，才能充分发挥出汽车的动力性能。我国每年因车辆故障引起的交通事故中，有50%以上是因为制动***故障造成的，因而保障汽车制动装置的安全可靠尤为重要。
汽车制动装置一般包括行车制动装置和驻车制动装置，现有的行车制动装置为液压驱动（或气压驱动），通过从发动机处取力，带动液压泵（或气泵），产生压力介质，通过管路将压力介质输送到需要制动作动的位置，最后通过液压缸（或气泵）转换成直线运动。由于采用液压或气压传动，传统制动装置在使用过程中，效率不高，管路布置复杂，容易出现因泄漏造成的制动故障，同时也不能随着车型底盘的改变灵活布置制动装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种货车用永磁伺服电动制动装置，提高汽车制动的稳定性，同时能够实现高制动效率和制动装置的灵活布置。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种货车用永磁伺服电动制动装置，包括四个电动制动器1以及相应的气室支架2，电动制动器1固定在气室支架2上，气室支架2固定在车桥7上，电动制动器1输出端U型叉1-19与制动凸轮轴3一端连接，制动凸轮轴3通过轴承支承在车桥7上，制动凸轮轴3另一端与制动凸轮机构5固定，制动凸轮机构5与制动蹄片4之间为凸轮副，制动蹄片4铰接在轮毂6上。
所述的电动制动器1包括永磁电机定子1-15，永磁电机定子1-15固定在电机外壳1-12的内圈凸台上，永磁电机转子1-10通过前端轴承1-16、后端轴承1-2和平键1-14固定在螺母套1-6上；永磁电机转子1-10上镶嵌有磁钢1-13；螺母套1-6一端通过前端轴承1-16支承在前端盖1-17上，另一端通过后端轴承1-2支承在后端盖1-1上；
后端防尘圈1-4安装在后端盖1-1内侧，前端防尘圈1-18安装在前端盖1-17内侧；前端盖1-17、后端盖1-1、电机外壳1-12通过拉紧螺栓1-11固定在一起；螺母套1-6尾部有外螺纹，旋转变压器转子1-8通过两个圆螺母1-5固定在螺母套1-6上；旋转变压器定子1-9通过卡环1-3固定在后端盖1-1上；螺母套1-6内孔的两侧有螺纹，螺杆1-7与螺母套1-6通过螺纹连接；螺杆1-7两端加工有平面，平面上开有通孔，用于连接U型叉1-19和手动调节螺杆位置；
U型叉1-19通过销轴1-21与螺杆1-7连接，能够沿销轴1-21周向转动，推杆1-20两端有螺纹，分别与两个U型叉1-19内孔的螺纹连接，当U型叉1-19与制动凸轮轴3连接后，螺杆1-7将不能转动，当电机定子1-15通电后，在磁场作用下，永磁电机转子1-10将带动螺母套1-6转动，由于螺母套1-6和螺杆1-7之间通过螺纹连接，因此螺杆1-7将做平动，进而通过U型叉1-19和推杆1-20实现对制动凸轮轴3的转动。
所述的螺母套1-6中心内孔两端加工有螺纹，其余部分内径比两端内径大，当螺杆1-7旋入螺母套1-6后，二者通过螺纹连接。
所述的电机外壳1-12采用铝加工而成，内侧加工有用于固定永磁电机定子1-15的凸台，外侧开有用于穿过电缆的通孔。
所述的永磁电机转子1-10采用电工纯铁加工而成，整体呈中空柱形结构，内侧通过平键1-14与螺母套1-6连接，外侧表面粘贴钕铁硼磁瓦。
所述的前端盖1-17外圈开有六个均布的通孔，用于拉紧螺栓11将前端盖1-17、后端盖1-1和外壳1-12固定，内圈开有对称布置的两个螺钉孔，用于将电动制动器1固定在气室支架2上，或采用两个双头螺柱旋入螺钉孔内，然后通过螺母将制动装置固定在气室支架2上。
本发明是一种结构紧凑的机电一体化装置，通过从车载蓄电池吸收电能，将其转化为机械能，电能通过电缆进行传递，布置形式灵活，克服了传统制动***液压（气压）管路布置复杂的缺点。通过本发明后端的旋转变压器的输出信号可以实现对电动制动装置的伺服控制，精确控制制动装置的输出力，从而获得精确的ABS控制。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图。
图2是本发明电动制动器1结构示意图。
图3是本发明及其附属模块连接示意框图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明作详细阐释。
参照图1和图2，一种货车用永磁伺服电动制动装置，包括四个电动制动器1、以及相应的气室支架2、制动凸轮轴3、制动蹄片4、制动凸轮机构5、轮毂6和车桥7，电动制动器1通过螺栓固定在气室支架2上，气室支架2固定在车桥7上；电动制动器1输出端U型叉1-19与制动凸轮轴3一端连接；制动凸轮轴3通过轴承支承在车桥7上，制动凸轮轴3另一端与制动凸轮机构5固定；制动凸轮机构5与制动蹄片4之间为凸轮副，制动蹄片4铰接在轮毂6上。
参照图2，所述的电动制动器1包括永磁电机定子1-15，永磁电机定子1-15通过厌氧胶固定在电机外壳1-12的内圈凸台上，永磁电机转子1-10通过前端轴承1-16、后端轴承1-2和平键1-14固定在螺母套1-6上；永磁电机转子1-10上镶嵌有一定数量的磁钢1-13；螺母套1-6一端通过前端轴承1-16支承在前端盖1-17上，另一端通过后端轴承1-2支承在后端盖1-1上；
后端防尘圈1-4安装在后端盖1-1内侧，前端防尘圈1-18安装在前端盖1-17内侧；前端盖1-17、后端盖1-1、电机外壳1-12通过六个均匀布置的拉紧螺栓1-11固定在一起；螺母套1-6尾部有外螺纹，旋转变压器转子1-8通过两个圆螺母1-5固定在螺母套1-6上；旋转变压器定子1-9通过卡环1-3固定在后端盖1-1上；螺母套1-6内孔的两侧有螺纹，螺杆1-7与螺母套1-6通过螺纹连接；螺杆1-7两端加工有平面，平面上开有通孔，用于连接U型叉1-19和手动调节螺杆1-7位置；
U型叉1-19通过销轴1-21与螺杆1-7连接，能够沿销轴1-21周向转动，推杆1-20两端有螺纹，分别与两个U型叉1-19内孔的螺纹连接，当U型叉1-19与制动凸轮轴3连接后，螺杆1-7将不能转动，当电机定子1-15通电后，在磁场作用下，永磁电机转子1-10将带动螺母套1-6转动，由于螺母套1-6和螺杆1-7之间通过螺纹连接，因此螺杆1-7将做平动，进而通过U型叉1-19和推杆1-20实现对制动凸轮轴3的转动。
所述的螺母套1-6中心内孔两端加工有螺纹，其余部分内径比两端内径稍大，当螺杆1-7旋入螺母套1-6后，二者通过螺纹连接；螺母套1-6外侧尾部加工有螺纹，用于圆螺母1-5固定旋转变压器转子1-8。
所述的电机外壳1-12采用铝加工而成，内侧加工有用于固定永磁电机定子1-15的凸台，外侧开有用于穿过电缆的进线孔。
所述的永磁电机转子1-10采用电工纯铁加工而成，整体呈中空柱形结构，内侧通过平键1-14与螺母套1-6连接，外侧表面粘贴钕铁硼磁瓦。
所述的螺杆7表面加工有螺纹，两端加工有平台，平台上加工有用于连接U型叉1-19的销轴孔。
所述的前端盖1-17外圈开有六个均布的通孔，用于拉紧螺栓11将前端盖1-17、后端盖1-1和外壳1-12固定，内圈开有对称布置的两个螺钉孔，用于将电动制动器1固定在气室支架2上，或采用两个双头螺柱旋入螺钉孔内，然后通过螺母将制动装置固定在气室支架2上。
本发明的工作原理为：
参照图3，本发明的电动制动器1通过电缆与伺服驱动器连接，伺服驱动器与功率变换器连接，功率变换器再与蓄电池连接；伺服驱动器通过弱电与ABS控制器连接，用于控制电动制动器1实现ABS制动控制。
其制动工作过程为：当永磁电机定子1-15通电后，由于永磁电机转子1-10上有磁钢1-13，在磁场力作用下，永磁电机转子1-10通过平键1-14带动螺母套1-6转动；螺杆1-7前端通过U型叉1-19和推杆1-20与制动凸轮轴3连接，限制了螺杆1-7的转动，由于螺母套1-6和螺杆1-7之间通过螺纹连接，螺母套1-6只能转动不能平动，螺杆1-7只能平动不能转动，因此在螺母套1-6转动的过程中，螺杆1-7将产生沿轴向的位移（平动）；螺杆1-7通过U型叉1-19和推杆1-20与制动凸轮轴3连接，当螺杆1-7产生推力时，推力将通过U型叉1-19使制动凸轮轴3在一定角度内转动；制动凸轮轴3的转动通过制动凸轮机构5使制动蹄片4向外张开，从而使车轮制动。

Claims (5)

1.一种货车用永磁伺服电动制动装置，包括四个电动制动器(1)以及相应的气室支架(2)，其特征在于：电动制动器(1)固定在气室支架(2)上，气室支架(2)固定在车桥(7)上，电动制动器(1)输出端U型叉(1-19)与制动凸轮轴(3)一端连接，制动凸轮轴(3)通过轴承支承在车桥(7)上，制动凸轮轴(3)另一端与制动凸轮机构(5)固定，制动凸轮机构(5)与制动蹄片(4)之间为凸轮副，制动蹄片(4)铰接在轮毂(6)上；
所述的电动制动器(1)包括永磁电机定子(1-15)，永磁电机定子(1-15)固定在电机外壳(1-12)的内圈凸台上，永磁电机转子(1-10)通过前端轴承(1-16)、后端轴承(1-2)和平键(1-14)固定在螺母套(1-6)上；螺母套(1-6)一端通过前端轴承(1-16)支承在前端盖(1-17)上，另一端通过后端轴承(1-2)支承在后端盖(1-1)上；
后端防尘圈(1-4)安装在后端盖(1-1)内侧，前端防尘圈(1-18)安装在前端盖(1-17)内侧；前端盖(1-17)、后端盖(1-1)、电机外壳(1-12)通过拉紧螺栓(1-11)固定在一起；螺母套(1-6)尾部有外螺纹，旋转变压器转子(1-8)通过两个圆螺母(1-5)固定在螺母套(1-6)上；旋转变压器定子(1-9)通过卡环(1-3)固定在后端盖(1-1)上；螺母套(1-6)内孔的两侧有螺纹，螺杆(1-7)与螺母套(1-6)通过螺纹连接；螺杆(1-7)两端加工有平面，平面上开有通孔，用于连接U型叉(1-19)和手动调节螺杆位置；
U型叉(1-19)通过销轴(1-21)与螺杆(1-7)连接，能够沿销轴(1-21)周向转动，推杆(1-20)两端有螺纹，分别与两个U型叉(1-19)内孔的螺纹连接，当U型叉(1-19)与制动凸轮轴(3)连接后，螺杆(1-7)将不能转动，当电机定子(1-15)通电后，在磁场作用下，永磁电机转子(1-10)将带动螺母套(1-6)转动，由于螺母套(1-6)和螺杆(1-7)之间通过螺纹连接，因此螺杆(1-7)将做平动，进而通过U型叉(1-19)和推杆(1-20)实现对制动凸轮轴(3)的转动。
2.根据权利要求1所述的一种货车用永磁伺服电动制动装置，其特征在于：所述的螺母套(1-6)中心内孔两端加工有螺纹，其余部分内径比两端内径大，当螺杆(1-7)旋入螺母套(1-6)后，二者通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种货车用永磁伺服电动制动装置，其特征在于：所述的电机外壳(1-12)采用铝加工而成，内侧加工有用于固定永磁电机定子(1-15)的凸台，外侧开有用于穿过电缆的通孔。
4.根据权利要求1所述的一种货车用永磁伺服电动制动装置，其特征在于：所述的永磁电机转子(1-10)采用电工纯铁加工而成，整体呈中空柱形结构，内侧通过平键(1-14)与螺母套(1-6)连接，外侧表面粘贴钕铁硼磁瓦。
5.根据权利要求1所述的一种货车用永磁伺服电动制动装置，其特征在于：所述的前端盖(1-17)外圈开有六个均布的通孔，用于拉紧螺栓(1-11)将前端盖(1-17)、后端盖(1-1)和外壳(1-12)固定，内圈开有对称布置的两个螺钉孔，用于将电动制动器(1)固定在气室支架(2)上，或采用两个双头螺柱旋入螺钉孔内，然后通过螺母将制动装置固定在气室支架(2)上。
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