Electronic Wedge Brake (EWB). Описание конструкции

Первая часть - Electronic Wedge Brake (EWB). Введение.

Рисунок 1 - 3d модель ЭКТ

Электронный клиновый тормоз (рис. 1) использует двухмоторную концепцию для активизации клина. Преобразование вращательного движения мотора в поступательное движение клина осуществляется за счёт планетарной ролико-винтовой передачи (ПРВП). Электродвигатель и ПРВП объединены в одно общее устройство, получившее название электроцилиндр, или линейный актуатор. Такая интеграция позволяет повысить безопасность и надежность системы.

Клин и суппорт связаны между собой с помощью цилиндрических роликов. При перемещении клина усилие передается на суппорт, который обеспечивает поджатие одной из колодок. Суппорт имеет одну степень свободы и крепится к направляющей колодок при помощи пальцев. Поджатие второй колодки осуществляется непосредственно клином.

Тормозная сила Fb, образующаяся из контакта между тормозным диском и тормозной колодкой, действует в том же направлении, что и сила тормозного привода Fm, что и приводит к ожидаемому самоусилению (рис. 2). За счёт этого тормозная система требует минимум энергии извне.

ЭКТ обладает автоматической регулировкой положения тормозных колодок по мере их износа, а также имеет механизм повышения надежности, который уменьшает тормозные силы до нуля, когда электрическая энергия утрачена. Датчики положения, расположенные на каждом  моторе, датчики дополнительного сжимающего усилия и датчики функции повышения надежности позволяют точно управлять и улучшать самодиагностику, включая проверку правильности работы моторов и датчиков.

Механическая модель EWB

Рисунок 2 - Механическая модель

Параметры считываются примерно 100 раз в секунду, что позволяет позиционировать клин с очень высокой точностью. Для автоматической регулировки зазора между тормозным диском и колодкой используется датчик усилий, пример интеграции которого представлен на рис. 3.

Интеграция датчика усилий в EWB

Рисунок 3 - Интеграция датчика усилий

Как видно из рис. 3 датчик устанавливается на суппорт, а магнит крепится к малонагруженному плечу, образованному длинной узкой прорезью. За счёт этого при деформации суппорта датчик перемещается относительно неподвижного магнита, что и обеспечивает необходимые измерения.

Датчик позволяет определять величину усилия прижатия колодок к тормозному диску. После того как водитель отпускает педаль тормоза, колодки отводятся от диска за счет торцевого биения, а клин прекращает возвратное движение в момент, когда датчик фиксирует равенство силы нулю.

Стабильность клинового тормоза меняется в зависимости от коэффициента трения между тормозной колодкой и диском. При низком коэффициенте трения результирующая сила действует на клин, выталкивая его из суппорта назад; при высоком коэффициенте трения она тянет его внутрь. Поэтому изменение этого параметра может привести к скачкообразному движению клина в пределах люфта в механизме привода, приводя к ступенчатому изменению тормозной силы. Для решения этой проблемы ЭКТ использует двухмоторную конструкцию так, что эти два мотора преднагружают силовую цепочку.

ЭКТ устраняет необходимость не только в тормозной жидкости, трубопроводах, главном тормозном цилиндре и вакуумном усилителе, но даже в централизованной электронной системе АБС (антиблокировочная система). Это объясняется тем, что тормозной механизм каждого колеса — совершенно самостоятелен. Каждый обладает встроенной электроникой, предотвращающей блокировку колеса. Механизм активируется по сигналу от соединительного модуля, считывающего с помощью датчика положение педали тормоза. Антиблокировочный эффект достигается независимо на всех колесах с очень высокой частотой корректировки усилия, и без типичной для большинства машин передачи пульсаций на педаль тормоза.

Теги: