车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，它包括制动钳体、壳体、活塞、制动活塞组件、回位弹簧、位移放大机构、压电元件及摩擦块，制动活塞组件可滑动地安装在制动钳体上，活塞与压电元件位于壳体内，活塞的一侧与压电元件相抵接，所述的位移放大机构设置在活塞的另一侧与制动活塞组件之间，回位弹簧的一端抵接在制动钳体上，另一端抵接在制动活塞组件上。位移放大机构包括位移放大杠杆、凸点、固定铰链及其底座等，利用杠杆原理对压电元件的小位移量进行放大，满足摩擦块移动位移的需求。本实用新型专利技术通过调节压电元件所施加的电场值，实现对车轮制动力的控制，可以提高制动系统的动态响应性能及制动性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构
本技术涉及一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，属于车辆制动
。
技术介绍
制动系统是汽车的重要组成部分之一，直接关系到汽车综合性能及生命财产安全，包括行车制动器、驻车制动器和辅助制动器。行车制动器为汽车主制动器，一般采用鼓式或盘式摩擦制动方式，将汽车的动能、势能通过摩擦转化为热能，实现汽车减速或制动的目的。虽然传统液压式、气压式行车制动器能够满足现有制动法规的各项要求，但是存在着响应速度慢、不可主动调节、不易于集成控制等不足之处，不适合当前汽车的发展要求。电子机械制动系统(EMB)是线控制动系统中的一种，由制动踏板t吴块、电子控制模块、制动执行机构等组成，取消了传统制动系统中液压、气压部件，以电线为信息传递媒介，电驱动元件为制动执行机构，控制单元根据制动踏板位置传感器信号识别驾驶员制动意图，控制制动执行机构动作，实现对车轮制动力的控制。EMB系统具有没有制动介质、不需真空助力装置、反应快速、可主动调节及易于集成控制等特点，弥补了传统制动系统结构原理上的不足，代表着汽车行车制动器的发展趋势。目前，EMB系统的制动执行机构普遍由驱动电机、减速增扭机构、运动转换机构等组成，驱动电机经过减速增扭机构增加转矩，再由运动转换机构将旋转运动转换为直线运动，推动摩擦块压向制动盘，实现车轮制动。电机式制动执行机构结构较为复杂，且由于驱动电机工作于“堵转”的环境下，影响了 EMB系统的工作性能。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种车辆电子机械制动系统压电式制动执彳丁机构，它能够提闻制动系统的动态响应性能及制动性能，实现对车轮制动力的控制。本技术解决上述技术问题采取的技术方案是:一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，它包括制动钳体、壳体、活塞、制动活塞组件、回位弹簧、位移放大机构、压电元件和分别位于车辆的制动盘两侧并与制动盘配合制动的摩擦块，制动活塞组件可滑动地安装在制动钳体上，活塞和压电元件位于壳体内，活塞的一侧与压电元件相抵接，所述的位移放大机构设置在活塞的另一侧与制动活塞组件之间以便当压电元件施加外电场产生在活塞轴向方向上的机械变形从而形成该方向上的轴向位移时位移放大机构将其转变为制动活塞组件的轴向位移使制动盘与摩擦块相接触配合产生制动，所述的回位弹簧的一端抵接在制动钳体上，另一端抵接在制动活塞组件上以便当压电元件去除外电场，在活塞轴向方向上的机械变形消失时提供给制动活塞组件的轴向反向推动力以使制动活塞组件回位和使制动盘与摩擦块相分离以使制动消失。进一步，所述的位移放大机构包括至少两级位移放大单元，每级位移放大单元包括位移放大杠杆、固定底座和凸点，固定底座固定连接在壳体内，位移放大杠杆的固定端铰接在固定底座上以便其自由端绕铰接处转动，所述的凸点设置在相对应的位移放大杠杆的自由端部上，并且该凸点与相邻的位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和铰接处之间的部位相接触，所述的最末级的位移放大单元的位移放大杠杆上的凸点与制动活塞组件相抵接，所述的活塞的另一侧抵接在第一级位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和铰接处之间的部位上。进一步，所述的位移放大机构包括中间活塞、支点单元和至少两级位移放大单元，支点单元包括支点固定底座和支点位移放大杠杆，支点位移放大杠杆的中部铰接在支点固定底座上，每级位移放大单元包括位移放大杠杆、固定底座和凸点，固定底座固定连接在壳体内，位移放大杠杆的固定端铰接在固定底座上以便其自由端绕铰接处转动，所述的凸点设置在相对应的位移放大杠杆的自由端部上，并且该凸点与相邻的位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和铰接处之间的部位相接触，所述的最末级的位移放大单元的位移放大杠杆上的凸点通过中间活塞与支点位移放大杠杆的一端相抵接，支点位移放大杠杆的另一端与制动活塞组件相抵接，所述的活塞的另一侧抵接在第一级位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和铰接处之间的部位上。进一步,所述的制动活塞组件包括制动活塞和制动活塞杆，制动活塞杆的一端与位移放大机构相活动连接，另一端与制动活塞相固定连接，所述的回位弹簧套装在制动活塞杆上并与其抵接。进一步，所述的压电元件具有多组主要由压电陶瓷层以及分别形成在压电陶瓷层两侧的正电极层和负电极层构成的压电单元件，并且正电极层和负电极层依次电性连接。进一步，所述的壳体上设置有连接插头，所述的正电极层和负电极层依次电性连接后与连接插头相连接。进一步，所述的壳体上设有一个风冷或水冷式散热装置。更进一步，所述的制动钳体为浮钳盘式，所述的位移放大单元为两个。采用了上述技术方案后，本技术的压电元件在压电陶瓷极化方向上施加电场，在电场作用下压电陶瓷会发生机械变形或产生机械应力；当外电场撤去时，这些变形或应力也会随之消失，压电陶瓷受电场作用所产生的变形量或应力值与电场的大小成正比。通过调节供给压电元件的电压值或供电脉冲占空比，由位移放大机构将活塞的小位移量放大成制动活塞组件的大位移量，驱动制动活塞动作，实现对车轮制动力的精确控制。基于逆压电效应的车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构具有极高的动态响应性能，可以增加制动压力调节的频率及控制精度，提高EMB系统的动态响应性能及制动性能。本技术可以避免电机式制动执行机构的“堵转”现象，具有结构简单、便于安装、可靠性高等优点。【附图说明】图1为本技术的车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构的第一种实施例的结构不意图；图2为本技术的车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构的第二种实施例的结构示意图。【具体实施方式】为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明。实施例一如图1所示，一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，包括制动钳体4、壳体17、活塞16、制动活塞组件5、回位弹簧3、位移放大机构、压电元件18和分别位于车辆的制动盘1两侧并与制动盘1配合制动的摩擦块2，制动活塞组件5可滑动地安装在制动钳体4上，活塞16和压电元件18位于壳体17内，活塞16的一侧与压电元件18相抵接，位移放大机构设置在活塞16的另一侧与制动活塞组件5之间以便当压电元件18施加外电场产生在活塞16轴向方向上的机械变形从而形成该方向上的轴向位移时位移放大机构将其转变为制动活塞组件5的轴向位移使制动盘1与摩擦块2相接触配合产生制动，回位弹簧3的一端抵接在制动钳体4上，另一端抵接在制动活塞组件5上以便当压电元件18去除外电场，在活塞16轴向方向上的机械变形消失时提供给制动活塞组件5的轴向反向推动力以使制动活塞组件5回位和使制动盘1与摩擦块2相分离以使制动消失。如图1所示，位移放大机构包括至少两级位移放大单元，每级位移放大单元包括位移放大杠杆15、固定底座11和凸点6，固定底座11固定连接在壳体17内，位移放大杠杆15的固定端通过固定铰链10铰接在固定底座11上以便其自由端绕铰接处转动，凸点6设置在相对应的位移放大杠杆15的自由端部上，并且该凸点6与相邻的位移放大单元的位移放大杠杆15上凸点6和铰接处之间的部位相接触，最末级的位移放大单元的位移放大杠杆15上的凸点6与制动活塞组件5相抵接，活塞16的另一侧抵接在第一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，其特征在于：它包括制动钳体（4）、壳体（17）、活塞（16）、制动活塞组件（5）、回位弹簧（3）、位移放大机构、压电元件（18）和分别位于车辆的制动盘（1）两侧并与制动盘（1）配合制动的摩擦块（2），制动活塞组件（5）可滑动地安装在制动钳体（4）上，活塞（16）和压电元件（18）位于壳体（17）内，活塞（16）的一侧与压电元件（18）相抵接，所述的位移放大机构设置在活塞（16）的另一侧与制动活塞组件（5）之间以便当压电元件（18）施加外电场产生在活塞（16）轴向方向上的机械变形从而形成该方向上的轴向位移时位移放大机构将其转变为制动活塞组件（5）的轴向位移使制动盘（1）与摩擦块（2）相接触配合产生制动，所述的回位弹簧（3）的一端抵接在制动钳体（4）上，另一端抵接在制动活塞组件（5）上以便当压电元件（18）去除外电场，在活塞（16）轴向方向上的机械变形消失时提供给制动活塞组件（5）的轴向反向推动力以使制动活塞组件（5）回位和使制动盘（1）与摩擦块（2）相分离以使制动消失。

【技术特征摘要】
1.一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，其特征在于:它包括制动钳体(4)、壳体(17)、活塞(16)、制动活塞组件(5)、回位弹簧(3)、位移放大机构、压电元件(18)和分别位于车辆的制动盘(1)两侧并与制动盘(1)配合制动的摩擦块(2)，制动活塞组件(5)可滑动地安装在制动钳体(4)上，活塞(16)和压电元件(18)位于壳体(17)内，活塞(16)的一侧与压电元件(18)相抵接，所述的位移放大机构设置在活塞(16)的另一侧与制动活塞组件(5)之间以便当压电元件(18)施加外电场产生在活塞(16)轴向方向上的机械变形从而形成该方向上的轴向位移时位移放大机构将其转变为制动活塞组件(5)的轴向位移使制动盘(1)与摩擦块(2 )相接触配合产生制动，所述的回位弹簧(3 )的一端抵接在制动钳体(4)上，另一端抵接在制动活塞组件(5)上以便当压电元件(18)去除外电场，在活塞(16)轴向方向上的机械变形消失时提供给制动活塞组件(5 )的轴向反向推动力以使制动活塞组件(5)回位和使制动盘(1)与摩擦块(2)相分离以使制动消失。2.根据权利要求1所述的车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，其特征在于:所述的位移放大机构包括至少两级位移放大单元，每级位移放大单元包括位移放大杠杆(15 )、固定底座(11)和凸点(6 )，固定底座(11)固定连接在壳体(17 )内，位移放大杠杆(15)的固定端铰接在固定底座(11)上以便其自由端绕铰接处转动，所述的凸点(6)设置在相对应的位移放大杠杆(15)的自由端部上，并且该凸点(6)与相邻的位移放大单元的位移放大杠杆(15)上凸点(6)和铰接处之间的部位相接触，所述的最末级的位移放大单元的位移放大杠杆(15)上的凸点(6)与制动活塞组件(5)相抵接，所述的活塞(16)的另一侧抵接在第一级位移放大单元的 位移放大杠杆(15)上凸点(6)和铰接处之间的部位上。3.根据权利要求1所述的车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，其特征在于:所述的位移放大机构包括中间活塞(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奎洋，何仁，唐金花，胡淳，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：实用新型
国别省市：