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行星滚柱螺纹式电动刹车传动装置

行星滚柱螺纹式电动刹车传动装置TA7汽车设计网
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日本恩梯恩(NTN)公司展示了在制动钳上安装马达、通过马达来推动刹车盘的制动机构(图1)。这虽然是2007年东京车展上出展过的产品,但此次公布了截面图等技术细节。TA7汽车设计网
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随着EV(电动汽车)及HEV(混合动力车)等没有发动机的车型、以及发动机频繁停止的车型越来越多,负压伺服越来越难以满足使用需求。另外,为了与再生制动器相协调,还需要提高控制性。因此,就出现了制动器电动化的趋势。大部分是在车体上安装电动泵等装置来产生油压,制动钳利用油圧来推动刹车盘。如果在制动钳上安装马达的话,刹车则不用“油圧”就可以推动刹车盘。TA7汽车设计网
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0525NTN1.jpgTA7汽车设计网
图1:恩梯恩展示的刹车制动装置(点击放大)TA7汽车设计网
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由于要在弹簧下部的制动钳上安装,所以要求马达的重量要轻。为此,出现了各种各样的方案,比如德国西门子公司提出了使用车轴锁,来实现自动伺服的效果。恩梯恩方案的特征是使用了行星滚柱机构。TA7汽车设计网
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行星滚柱机构中去掉了行星齿轮机构的轮齿、改为圆形的滚柱(图2)。其中,把恒星滚柱作为输入轴、把位于外周的行星齿轮机构中对应内齿轮的外圈(图2中的黄绿色圆圈)作为输出轴。TA7汽车设计网
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0525NTN2.jpgTA7汽车设计网
图2:截面图。行星滚柱有4个(点击放大)TA7汽车设计网
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普通的行星滚柱机构一般通过外圈来获得旋转力。而这次的齿轮机构中,通过在外圈和行星滚柱的接触部位加工螺纹,通过外圈的直动来驱动。这个外圈向左边突出、推动刹车盘。也就是说,这个机构兼具减速器和进给螺纹的作用。TA7汽车设计网
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0525NTN3.jpgTA7汽车设计网
图3:行星滚柱受的力。通过使滚柱负重而产生摩擦力(点击放大)TA7汽车设计网
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行星滚柱内周与滚柱、外周与螺纹相连接。因此就存在一个圆柱状的滚柱面,然后在这个面上加工螺纹形状。外周滚柱则加工成只有齿轮节圆前面的位置与行星滚柱啮合的形状(图3)。由于行星滚柱推压外圈,所以其反作用力斜向施加在行星滚柱上(图3蓝色箭头)。利用这一分力将行星滚柱推压在恒星滚柱上。TA7汽车设计网
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试制品使用的是最大扭矩0.8N·m的马达,通过減速齿轮、行星滚柱机构和进给螺纹输出30kN的推力。这相当于排量1.5L车型前轮制动器的力量。TA7汽车设计网


作者:Automotive Design News  来源: Automotive News  时间: 2011-05-28