专利名称：制动装置及具有该制动装置的轮毂驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆底盘技术领域，特别涉及车辆制动技术领域，具体是指ー种制动装置及具有该制动装置的轮毂驱动系统。
背景技术：
近年来，采用轮毂驱动系统的电动车辆底盘技术已得到了极大的关注。在此类底盘上，制动装置的布置极具挑战性。目前，在现有的技术方案中，主要有四类布置方式，ー种是将制动装置布置在车身上，ー种是将制动装置布置在环形的轮毂电机中，ー种是将制动装置布置在车轮和轮毂电机之间，另ー种是将制动装置布置在轮毂电机的近车身侧。
美国专利申请US2010/0116573A1公开了ー种轮毂驱动系统的制动装置，其制动装置布置在车身上，通过传动轴和轮毂电机相连接，制动转矩通过传动轴传递到车轮上进行制动。这种方式可以提供悬架和轮毂电机连接点及四轮定位參数选择的极大便利，但需要较大直径的传动轴和较大的车身空间来布置制动装置。中国专利ZL200510135108. 2公开了另外ー种轮毂驱动系统的制动装置，其制动装置布置在具有较大直径的环形电机的中间，如常规方式连接到轮毂单元和车轮。采用这种方式对于现有的转向节等只需要微调，不需要较大的修改，但由于环形电机的中空直径有限，不能布置较大直径的制动盘，否则需要更换更大直径的车轮。美国专利申请US2011/0175431A1公开了另外ー种轮毂驱动系统的制动装置，其制动装置布置在车轮和轮内电机之间，修改了车轮以安装浮动式制动盘，制动卡钳的内摩擦片嵌入安装在轮内电机的前端盖上，制动液管道设置在轮内电机的定子机座上。带减速装置的轮内电机占据了较大的轮内空间，因此，这种方式对于四轮定位參数的选择不能提供便利，而且车轮需修改以提供较大的轮内空间。美国专利申请US2010/0163323A1和英国专利申请GB2479898A公开了另外ー种轮毂驱动系统的制动装置，其采用外转子轮毂电机，在外转子近车身侧安装有较大直径的制动盘，一个或两个内置制动卡钳固接在转向节上或定子托架上，制动转矩通过外转子传递到车轮上进行制动。这种方式可以灵活选择四轮定位參数，但外转子的壳体应具有较大的厚度，因为制动转矩比轮毂电机能提供的驱动转矩大得多。采用轮毂驱动系统的底盘的首要问题，是保证在轮毂驱动系统出现故障后车辆不发生不可预期的动力学反应。因此，悬架和四轮定位參数的选择应具有较合适的负主销偏距和较小的主销倾角。虽然第一种方式可以很好地满足上述要求，也能适当减小非悬挂质量，但明显地违背了采用轮毂驱动系统以增大车内空间的要求。显然，在环形电机中或者在电机和车轮之间布置制动装置不能很好地保证上述要求得到满足。第四种技术方案虽然也可以满足上述要求，但制动转矩需要通过外转子的传递后才能制动车轮，増大了非悬挂质量。因此，还存在着提供一种制动装置及具有该制动装置的轮毂驱动系统的需求，其可以直接制动车轮，而且利于悬架和四轮定位參数的灵活选择。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种制动装置及具有该制动装置的轮毂驱动系统，其可以直接制动车轮，而且利于悬架和四轮定位參数的灵活选择。本发明提供了一种制动装置，用于直接制动车轮，包括第一制动卡钳、第二制动卡钳和环形制动盘，其中，所述环形制动盘可拆卸地安装在设置在车轮内侧端面的凸台上，所述第一制动卡钳和所述第二制动卡钳设置在所述环形制动盘的径向内側。根据本发明的制动装置，所述环形制动盘为浮动式制动盘。根据本发明的制动装置，所述第一制动卡钳和第二制动卡钳相对于车轮旋转轴线基本对称设直。根据本发明的制动装置，所述第一制动卡钳和第二制动卡钳为浮动式制动卡钳。
根据本发明的制动装置，所述第一制动卡钳和第二制动卡钳为液压式或机电式制动卡钳。本发明提供了ー种轮毂驱动系统，其包括所述的制动装置；第一电机和第二电机，用于分别驱动车轮旋转；轮内减速器，用于分别匹配所述第一电机和所述第二电机与车轮的转速，包括減速器壳体、第一主动齿轮、第二主动齿轮和被动齿轮；轮毂，用干支撑和连接所述被动齿轮和车轮；轮毂轴承，用于支撑所述轮毂旋转，包括外轴承和内轴承；以及转向节，用干支撑和容纳所述第一电机、所述第二电机和所述轮毂轴承，并支撑所述第一制动卡钳和所述第二制动卡钳，包括前売体和后端盖。根据本发明的轮毂驱动系统，所述第一制动卡钳和所述第二制动卡钳可拆卸地固接在所述转向节的后端盖上。根据本发明的轮毂驱动系统，从车轮内侧沿车轮旋转轴线方向看时，所述第一制动卡钳和所述第二制动卡钳的轮廓被包含在所述转向节的后端盖轮廓内。因此，根据本发明可以得到一种制动装置及具有该制动装置的轮毂驱动系统，其可以直接制动车轮，而且利于悬架和四轮定位參数的灵活选择。
图I是本发明的实施例所涉及的制动装置的轴测示意图；图2是本发明的实施例所涉及的轮毂驱动系统的局部剖视示意图。图3是本发明的实施例所涉及的轮毂驱动系统的侧向示意图。图4是本发明的实施例所涉及的轮毂驱动系统的前向剖视示意图。图中1第一电机；lr第一电机转子轴；2第二电机；2r第二电机转子轴；3车轮；4轮内减速器；40减速器壳体；41第一主动齿轮；42第二主动齿轮；43被动齿轮；5制动装置；51第一制动卡钳；52第二制动卡钳；53环形制动盘；6轮毂；7轮毂轴承；71外轴承；72内轴承；9转向节；91前壳体；92后端盖；X1车轮旋转轴线；A1主销轴线。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。应理解，实施例仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。
图I是本发明的实施例所涉及的制动装置的轴测示意图。參考图1，制动装置5用于直接制动车轮3，包括第一制动卡钳51、第二制动卡钳52和环形制动盘53，其中，环形制动盘53可拆卸地安装在设置在车轮3内侧端面的凸台上，第一制动卡钳51和第二制动卡钳52设置在环形制动盘53的径向内側。将制动装置5设置在车轮3的内侧，可以直接制动车轮3，避免更多的构件承受不必要的、较大的制动转矩，同时，避免制动装置5在车轮3内的外侧中占据相应的空间，使得悬架的上下球铰的安装变得困难，主销倾角和主销偏距的选择和实现受到限制，以保证轮内电机不能正常工作时车辆还能依靠悬架的特性不发生意外的动力学反应。与常规的外卡钳内制动盘的布置方式不同，这种外制动盘内卡钳的方式可以获得更好的散热效果。环形制动盘53为浮动式制动盘。由于环形制动盘53的直径较大，原则上可以获得较大的制动转矩，而摩擦衬片上的轴向压カ较小。此外，环形制动盘53的内径也较大，以 保证悬架横臂上下跳动所需要的空间。考虑到安装误差、热膨胀等因素，环形制动盘53采用浮动式制动盘。第一制动卡钳51和第二制动卡钳52相对于车轮旋转轴线Xl基本对称设置。对称设置两个制动卡钳，则将消除产生相对于车轮旋转轴线Xl不对称的力，也使得大直径的环形制动盘53受カ更均匀。第一制动卡钳51和第二制动卡钳52为浮动式卡钳。为了减小制动的不均匀性，采用浮动式卡钳可减小环形制动盘53的热分布不均匀性，减小其磨损。第一制动卡钳51和第二制动卡钳52也可为液压式或机电式制动卡钳。常规的液压式制动卡钳技术虽然比较成熟，但随着制动技术的进ー步发展，能够配合轮毂驱动系统的高响应的机电式卡钳将得到应用。图2是本发明的实施例所涉及的轮毂驱动系统的局部剖视示意图。參照图2，轮毂驱动系统包括上述的制动装置5 ;第ー电机I和第二电机2,用于分别驱动车轮3旋转；轮内减速器4,用于分别匹配第一电机I和第二电机2与车轮3的转速,包括减速器壳体40、第一主动齿轮41、第二主动齿轮42和被动齿轮43 ;轮毂6，用干支撑和连接被动齿轮43、环形制动盘53和车轮3 ;轮毂轴承7，用干支撑轮毂6旋转，包括外轴承71和内轴承72 ;以及转向节9，用于支撑和容纳第一电机I、第二电机2和轮毂轴承7，并支撑所述第一制动卡钳51和所述第二制动卡钳52，包括前壳体91和后端盖92。构成轮内减速器4的第一主动齿轮41与第一电机转子轴Ir相固接，第二主动齿轮42与第二电机转子轴2r相固接。由于第一主动齿轮41和第二主动齿轮42直径较小，因此，可与第一电机转子轴Ir和第二电机转子轴2r制成一体。构成轮内减速器4的被动齿轮43和轮毂6相固接，并分别与第一主动齿轮41和第二主动齿轮42相啮合。被动齿轮43的直径较大，也可与轮毂6制成一体。两零件可先粗加工，焊接后再精加工，或者采用单件毛胚加工而成，以提高精度，特别是同轴度精度。构成轮内减速器4的减速器壳体40与转向节前壳体91相固接。减速器壳体40和转向节前売体91的前端面构成了ー个密封空间，用于容纳润滑油。因此，減速器壳体40与转向节前売体91如果通过焊接连接，则焊缝的气密性应进行检验，以保证不漏油。轮毂6由轮毂轴承7支撑在转向节9上，其中，外轴承71安装在转向节前壳体91的前端面轴承座内，内轴承72安装在转向节后端盖92的后端面轴承座内。參考图2，前壳体91和后端盖92构成了转向节9，前壳体91位于车轮3的外側，后端盖92位于车轮3的内侧，前売体91和后端盖92通过螺栓形成可拆卸连接，以便于电机安装和维修。在前売体91的前端面上，设置了外轴承71的前端面轴承座。此外，还示出了与其固接的减速器壳体40。第一主动齿轮41、第二被动齿轮42、被动齿轮43和轮毂6布置在前壳体91的前端面和減速器壳体40所形成的空腔内。第一电机I和第二电机2安装在转向节9内，在前壳体91的两侧形成的空腔内，容纳着第一电机I和第二电机2的定转子。第一电机I和第二电机2的前端盖和定子机壳是一体压铸成形，不可拆卸的。如果两电机为风冷电机，则可在此段壳体外侧制出散热筋。如果两电机是水冷电机，则可在空腔内侧制出冷却水道。
后端盖92提供了第一电机I和第二电机2的后端盖。图2中也清晰可见用干支撑两电机转子轴Ir和2r的后端盖轴承座。因此，第一电机I和第二电机2的外壳由转向节9形成。图3是本发明的实施例所涉及的轮毂驱动系统的侧向示意图。參考图3，第一制动卡钳51和第二制动卡钳52可拆卸地固接在转向节9的后端盖92上。利用转向节9的后端盖92，可自然形成用于固定卡钳的结构，因此减轻了系统的质量。从车轮内侧沿车轮旋转轴线Al方向看时，第一制动卡钳51和第二制动卡钳52的轮廓被包含在转向节9的后端盖92轮廓内。为了避免制动装置5和悬架横臂发生干渉，并在转向节9和环形制动盘53留出悬架横臂运动所需的空间，将第一制动卡钳51和第二制动卡钳52的轮廓限制在转向节9的后端盖92轮廓内。此外，如果采用机电式卡钳，为了縮小制动装置5的轮廓，可将制动电机设置在环形制动盘53的径向，缩短制动装置5的轴向尺寸，以避免和悬架横臂等发生干渉。图4是本发明的实施例所涉及的轮毂驱动系统的前向示意图。參考图4，在本实施例中，车轮规格为8Jxl8 ET67，主销倾角为9°，主销偏距为_20mm。图中清晰可见主销轴线Al穿过转向节9的前売体91的位置，以及周边的空间。图中可以看到，将制动装置5移到车轮3内侧端面处所带来巨大好处。应该指出，除了上述參数，其他的參数也是易于选择和实现的。因此，本发明的实施例所提供的制动装置及具有该制动装置的轮毂驱动系统，其可以直接制动车轮，而且利于悬架和四轮定位參数的灵活选择。本发明并不局限于上述实施例，而是覆盖在不脱离本发明的精神和范围的情况下所进行的所有改变和修改。这些改变和修改不应被认为是脱离了本发明的精神和范围，并且所有诸如对于本领域技术人员来说显而易见的修改均应被包括在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种制动装置，用于直接制动车轮，包括第一制动卡钳、第二制动卡钳和环形制动盘，其中，所述环形制动盘可拆卸地安装在设置在车轮内侧端面的凸台上，所述第一制动卡钳和所述第二制动卡钳设置在所述环形制动盘的径向内侧。
2.根据权利要求I所述的制动装置，其特征在于，所述环形制动盘为浮动式制动盘。
3.根据权利要求I所述的制动装置，其特征在于，所述第一制动卡钳和第二制动卡钳相对于车轮旋转轴线基本对称设置。
4.根据权利要求I所述的制动装置，其特征在于，所述第一制动卡钳和第二制动卡钳为浮动式制动卡钳。
5.根据权利要求I所述的制动装置，其特征在于，所述第一制动卡钳和第二制动卡钳为液压式或机电式制动卡钳。
6.一种轮毂驱动系统，其包括 根据权利要求1-5中任一项所述的制动装置； 第一电机和第二电机，用于分别驱动车轮旋转； 轮内减速器，用于分别匹配所述第一电机和所述第二电机与车轮的转速，包括减速器壳体、第一主动齿轮、第二主动齿轮和被动齿轮； 轮毂，用于支撑和连接所述被动齿轮和车轮； 轮毂轴承，用于支撑所述轮毂旋转，包括外轴承和内轴承；以及 转向节，用于支撑和容纳所述第一电机、所述第二电机和所述轮毂轴承，并支撑所述第一制动卡钳和所述第二制动卡钳，包括前壳体和后端盖。
7.根据权利要求6所述的轮毂驱动系统，其特征在于，所述第一制动卡钳和所述第二制动卡钳可拆卸地固接在所述转向节的后端盖上。
8.根据权利要求7所述的轮毂驱动系统，其特征在于，从车轮内侧沿车轮旋转轴线方向看时，所述第一制动卡钳和所述第二制动卡钳的轮廓被包含在所述转向节的后端盖轮廓内。
全文摘要
本发明提供了一种制动装置，用于直接制动车轮，包括第一制动卡钳、第二制动卡钳和环形制动盘，其中，环形制动盘可拆卸地安设在设置在车轮内侧端面的凸台上，第一制动卡钳和第二制动卡钳设置在环形制动盘的径向内侧。一种轮毂驱动系统，其包括所述制动装置；第一电机和第二电机，用于分别驱动车轮旋转；轮内减速器，用于分别匹配第一电机和第二电机与车轮的转速，包括减速器壳体、第一主动齿轮、第二主动齿轮和被动齿轮；轮毂，用于支撑和连接被动齿轮和车轮；轮毂轴承，用于支撑轮毂旋转，包括外轴承和内轴承；以及转向节，用于支撑和容纳第一电机、第二电机和轮毂轴承，并支撑第一制动卡钳和第二制动卡钳，包括前壳体和后端盖。
文档编号B60T1/06GK102862555SQ20121035620
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者夏承钢, 孙江明 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司