前輪EPB制動鉗總成設計計算

1、前輪EPB制動鉗總成設計計算摘要：本文主要是以前輪EPB作為研究對象，對前輪EPB制動鉗總成所起到應 急制動進行校核、計算，對比前后輪EPB制動鉗總成制動減速度的差異性。關鍵詞：前輪EPB制動鉗總成；減速度1、引言近年來，電子駐車制動器(EPB， Electrical Park Brake)由于其在實際應用中的便捷性與 舒適性，越來越多的取代了傳統(tǒng)的機械集成式駐車制動器與盤中鼓式制動器。電子駐車制動器一般包含電動執(zhí)行機構單元與駐車制動鉗兩大基礎構件。在現有技術中， 由于EPB布置在后軸上；在應急制動時，同等條件下EPB提供的制動力，提供的減速度小。 通過對比前后輪EPB制動鉗總成對整車制動減速

2、度的計算，分析前輪EPB和后輪EPB的性能 優(yōu)劣，從而影響汽車行駛的安全性。2、前輪EPB制動鉗總成構成及工作原理2.1前輪EPB制動鉗總成構成圖1編號說明：1鉗體；2鉗架；3外摩擦片；4內摩擦片；5活塞；6矩形密封圈；7螺桿螺套；8執(zhí)行 器；9電機；10齒輪傳動組；11制動盤；12導銷；2.2前輪EPB制動鉗總成工作原理前輪EPB制動鉗總成由執(zhí)行器和鉗體鉗架總成兩部分組成，其中執(zhí)行器主要是為了提供 驅動動力源、實現減速增扭之目的；而鉗體鉗架總成則將電機經減速機構傳遞過來的旋轉運 動轉化為直線運動，從而推動活塞前進夾緊制動盤實現駐車功能。2.2.1、行車制動：制動時，高壓制動液從鉗體1進油口進

3、入，推動活塞5伸出，活塞推動內摩擦片4貼緊 制動盤11，同時活塞5向前移動帶動矩形密封圈6發(fā)生彈性變形。制動鉗體受液壓反作用力 沿導銷12浮動，拉動外摩擦片3貼緊制動盤，形成內外摩擦片3, 4對制動盤11的夾緊力， 摩擦片與制動盤摩擦實現車輛減速制動；釋放制動時，發(fā)生變形的矩形密封圈6在彈性回復力作用下回位，帶動活塞5回位。內 外摩擦片在制動盤旋轉的過程中被打回，摩擦片與制動盤分離制動解除。2.2.2、駐車制動(可作為應急制動使用)駐車制動時，電機9轉動，齒輪傳動組10將電機9輸出的旋轉運動減速增扭，帶動螺 桿轉動。螺桿螺套7為螺旋傳動機構，將螺桿的旋轉運動轉化為螺套的直線運動，螺套推動 活塞

4、5向外運動，活塞推動內摩擦片4夾緊制動盤11。同時，在活塞向外推出的反作用力下， 鉗體1沿導銷12向反方向運動，帶動外摩擦片3貼緊制動盤，形成內外摩擦片3, 4對制動 盤11的夾緊力，實現駐車功能。釋放駐車時，電機9反轉，齒輪傳動組10將反轉運動傳遞至螺桿。螺桿反向旋轉帶動 螺套退回?；钊诰匦蚊芊馊?的彈性回復力作用下回位，不再提供夾緊力，駐車釋放。3、前輪EPB制動鉗總成相對于后輪EPB制動鉗總成的優(yōu)點3.1、在車輛出現制動管路故障等異常情況需進行應急制動時，由于后輪軸荷小，可提供 的減速度相應較小，造成應急制動距離長，增加事故發(fā)生概率；3.2、現大部分車型后橋采用多連桿式獨立懸架，后制動

5、鉗EPB布置空間受限，前輪EPB 布置空間更大；3.3、若前輪制動鉗能夠實現駐車功能，后輪可采用簡單鼓式制動器，降低整車成本?，F 有大多數車輛前輪采用盤式浮動式制動鉗，后制動鉗集成駐車機構，成本較高。4、前輪EPB制動鉗總成設計計算EPB制動鉗總成在后輪時力矩計算4.1.1后制動鉗制動力矩計算M1=F*R-（1）F=W*a-（2）由上式（1）、（2）可得制動減速度：a=（2*M1）/（R*W）-（3）對于后輪有：Wr=Wr-W*H*a/L-（4）Fr=Wry-（5）M2=0.5*Fr*R-（6）由上述（3）（4）（5）（6）得：M2=0.5*R*4*【Wr-2*M1*H/（L*H）】-（7）當

6、后輪抱死”時有M1=M2,得M=0.5*4*R*Wr/（1+4*H/L）-（8）EPB制動鉗總成在前輪時力矩計算同理：當前輪抱死”時，得M=0.5*4*R*Wr/（1-4*H/L）4.3前輪、后輪應急制動減速度計算：以某車型滿載情況下計算前、后輪應急制動減速度:4.3.1整車參數滿載質量：1770kg；軸距：2610mm；滿載質心高：514mm；滿載前軸軸荷：895kg；滿 載后軸荷：875mm；車輪滾動半徑：350mm；前制動半徑：125.2mm；后制動半徑： 118.2mm；滿載前軸到質心水平距離：1290.25mm；滿載后軸到質心水平距離：1319.75mm； 前摩擦系數：0.4；后摩擦系數0.36。4.3.2計算依據4.1，4.2中公式進行計算，得出不同地面附著系數下的減速度：5、結束語：減速度的大小是由地面附著系數和整車參數決定的，在某一地面附著系數下的最大減速 度是一定值；當EPB制動鉗總成提供的夾緊力小于某一地面附著系數下最大減速度對應的夾 緊力時，可根據力矩平衡公式進行計算實際達到的減速度。由數據計算分析對比，同等地面附著系數下，應急制動時前輪EPB