前轮EPB制动钳总成设计计算

1、前轮EPB制动钳总成设计计算摘要：本文主要是以前轮EPB作为研究对象，对前轮EPB制动钳总成所起到应 急制动进行校核、计算，对比前后轮EPB制动钳总成制动减速度的差异性。关键词：前轮EPB制动钳总成；减速度1、引言近年来，电子驻车制动器(EPB， Electrical Park Brake)由于其在实际应用中的便捷性与 舒适性，越来越多的取代了传统的机械集成式驻车制动器与盘中鼓式制动器。电子驻车制动器一般包含电动执行机构单元与驻车制动钳两大基础构件。在现有技术中， 由于EPB布置在后轴上；在应急制动时，同等条件下EPB提供的制动力，提供的减速度小。 通过对比前后轮EPB制动钳总成对整车制动减速

2、度的计算，分析前轮EPB和后轮EPB的性能 优劣，从而影响汽车行驶的安全性。2、前轮EPB制动钳总成构成及工作原理2.1前轮EPB制动钳总成构成图1编号说明：1钳体；2钳架；3外摩擦片；4内摩擦片；5活塞；6矩形密封圈；7螺杆螺套；8执行 器；9电机；10齿轮传动组；11制动盘；12导销；2.2前轮EPB制动钳总成工作原理前轮EPB制动钳总成由执行器和钳体钳架总成两部分组成，其中执行器主要是为了提供 驱动动力源、实现减速增扭之目的；而钳体钳架总成则将电机经减速机构传递过来的旋转运 动转化为直线运动，从而推动活塞前进夹紧制动盘实现驻车功能。2.2.1、行车制动：制动时，高压制动液从钳体1进油口进

3、入，推动活塞5伸出，活塞推动内摩擦片4贴紧 制动盘11，同时活塞5向前移动带动矩形密封圈6发生弹性变形。制动钳体受液压反作用力 沿导销12浮动，拉动外摩擦片3贴紧制动盘，形成内外摩擦片3, 4对制动盘11的夹紧力， 摩擦片与制动盘摩擦实现车辆减速制动；释放制动时，发生变形的矩形密封圈6在弹性回复力作用下回位，带动活塞5回位。内 外摩擦片在制动盘旋转的过程中被打回，摩擦片与制动盘分离制动解除。2.2.2、驻车制动(可作为应急制动使用)驻车制动时，电机9转动，齿轮传动组10将电机9输出的旋转运动减速增扭，带动螺 杆转动。螺杆螺套7为螺旋传动机构，将螺杆的旋转运动转化为螺套的直线运动，螺套推动 活塞

4、5向外运动，活塞推动内摩擦片4夹紧制动盘11。同时，在活塞向外推出的反作用力下， 钳体1沿导销12向反方向运动，带动外摩擦片3贴紧制动盘，形成内外摩擦片3, 4对制动 盘11的夹紧力，实现驻车功能。释放驻车时，电机9反转，齿轮传动组10将反转运动传递至螺杆。螺杆反向旋转带动 螺套退回。活塞在矩形密封圈6的弹性回复力作用下回位，不再提供夹紧力，驻车释放。3、前轮EPB制动钳总成相对于后轮EPB制动钳总成的优点3.1、在车辆出现制动管路故障等异常情况需进行应急制动时，由于后轮轴荷小，可提供 的减速度相应较小，造成应急制动距离长，增加事故发生概率；3.2、现大部分车型后桥采用多连杆式独立悬架，后制动

5、钳EPB布置空间受限，前轮EPB 布置空间更大；3.3、若前轮制动钳能够实现驻车功能，后轮可采用简单鼓式制动器，降低整车成本。现 有大多数车辆前轮采用盘式浮动式制动钳，后制动钳集成驻车机构，成本较高。4、前轮EPB制动钳总成设计计算EPB制动钳总成在后轮时力矩计算4.1.1后制动钳制动力矩计算M1=F*R-（1）F=W*a-（2）由上式（1）、（2）可得制动减速度：a=（2*M1）/（R*W）-（3）对于后轮有：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）当

6、后轮抱死”时有M1=M2,得M=0.5*4*R*Wr/（1+4*H/L）-（8）EPB制动钳总成在前轮时力矩计算同理：当前轮抱死”时，得M=0.5*4*R*Wr/（1-4*H/L）4.3前轮、后轮应急制动减速度计算：以某车型满载情况下计算前、后轮应急制动减速度:4.3.1整车参数满载质量：1770kg；轴距：2610mm；满载质心高：514mm；满载前轴轴荷：895kg；满 载后轴荷：875mm；车轮滚动半径：350mm；前制动半径：125.2mm；后制动半径： 118.2mm；满载前轴到质心水平距离：1290.25mm；满载后轴到质心水平距离：1319.75mm； 前摩擦系数：0.4；后摩擦系数0.36。4.3.2计算依据4.1，4.2中公式进行计算，得出不同地面附着系数下的减速度：5、结束语：减速度的大小是由地面附着系数和整车参数决定的，在某一地面附着系数下的最大减速 度是一定值；当EPB制动钳总成提供的夹紧力小于某一地面附着系数下最大减速度对应的夹 紧力时，可根据力矩平衡公式进行计算实际达到的减速度。由数据计算分析对比，同等地面附着系数下，应急制动时前轮EPB