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线控制动之机电制动(EMB)系统的综述:结构、控制与应用

2025-04-13 09:30


3. 机电制动(EMB)执行器的基本配置现有的机电制动(EMB)执行器是基于传统制动器(包括盘式制动器和鼓式制动器)的结构进行设计的。由于盘式制动技术本身具备的优势,以及将鼓式机电制动(EMB)集成到标准轮端存在困难,盘式机电制动(EMB)将成为未来的主要形式。

以万都(Mando)提出的一种盘式机电制动(EMB)执行器为例,如图 6 所示。该执行器被分解为多个模块,其中行车制动模块用于实现基本的制动操作。行车模块由电机、力放大机构、运动转换机构以及施压部件组成。制动时,电机 1041 通过斜齿轮系 1050(力放大机构)驱动主轴 1032 旋转。主轴 1032 的旋转运动随后通过滚珠丝杠 1030(运动转换机构)转换为螺母 1031 的平移运动,进而驱动带有制动片 1013 的活塞 1020(施压部件)去挤压制动盘 1011。在输入斜齿轮的轴端,执行器上增设了驻车制动模块。驻车制动模块由驱动部件、移动部件和锁定部件组成。当需要驻车时,首先通过行车制动模块获得驻车制动力,然后给螺线管 2080(驱动部件)通电,使挺杆 2081(移动部件)移动一定距离以锁定棘轮(锁定部件),这样在车辆断电时也能保持足够的制动力。此外,在输出斜齿轮的轴端,执行器还配备了一个快速回位模块,即扭簧 2090。扭簧的一端固定在外壳上,另一端固定在输出斜齿轮上。扭簧通过扭转变形储存弹性能量,可用于制动器的快速释放。

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图6. 提出的一种圆盘式EMB致动器的结构。快速返回模块和驻车制动模块如图所示,已圈出

除了上述三个模块之外,EMB致动器还可以包括用于补偿制动衬里磨损的制动间隙补偿模块和传感器模块,以及用于检测诸如用于精确制动力控制的夹紧力等信号的传感器模块。EMB执行器的基本配置如图7所示,包括五个失调模块:行车制动模块、停车制动模块、制动间隙补偿模块、快速返回模块和传感器模块。以下章节将介绍各模块的功能和六大厂家提出的典型方案。

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图7. EMB执行器的基本配置(圆盘式)

3.1. 按组件

压力部件布置在制动片和运动转换机构的主轴或螺母之间,以传递压力。

3.1.1.基本形式

大多数执行机构采用带表面的单一压制部件的基本形式接触连接。主轴或螺母固定在制动片上,或在中间增加一个活塞,以间接推动制动片。

3.1.2.双按组件

如图8所示,在箭头所示的旋转方向上,前缘的压力会大于后缘的压力,导致刹车片磨损不均匀,制动力减少。为了解决上述问题,德尔福设计了一种双活塞结构,以调整压力的分布,产生均匀可靠的制动力[18]。随后,现代汽车也提出了一个类似的结构。Mando在两个活塞之间增加了一个浮动组件,以实现相对浮动的[19],如图9所示。

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图8:制动片各面的锥形磨损模式(用虚线表示)

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图9. Mando的浮动双活塞结构

来源:智驾社

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