[發明專利]一種壓電俘能鉗式制動器及其制動俘能方法

有效

• 申請號: 202010128697.6
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111255826B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 李恒飛;張彥虎;秦維賢;符昊
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16D55/228
• 分類號: F16D55/228;F16D61/00;F16D65/18;H02N2/18;F16D121/02;F16D121/24
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本發明提供了一種壓電俘能鉗式制動器及其制動俘能方法，制動器包括制動缸體、制動盤體和制動鉗，制動缸體包括振子，振子上套設壓電陶瓷；制動過程中，利用壓電陶瓷的逆壓電效應，連接振子的制動塊做不同形式的高頻微幅振動，從而使得摩擦片和制動盤間出現微幅間隙，產生泵送效應，加速制動過程中的熱量散失，提高制動器的制動效能。制動時，制動缸體在制動盤體兩側產生制動力，當制動盤體兩側所受制動力不同時，制動盤體發生扭轉使壓電材料變形，利用壓電材料的正壓電效應產生交流電存儲在蓄電池中，有效利用制動能量。

技術領域

本發明屬于超聲振動技術領域，具體涉及一種壓電俘能鉗式制動器及其制動俘能方法。

背景技術

普通的盤式制動器一般不帶有超聲振動的功能，在保證制動效能的情況下，制動過程中制動塊與制動盤之間會產生大量的熱量，產生的熱量使得制動器的制動效能下降。另外，制動器制動時的能量沒有得到有效地利用。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種壓電俘能鉗式制動器及其制動俘能方法，提高制動器的制動效能，同時有效利用制動器制動時的能量。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種壓電俘能鉗式制動器，包括制動缸體、制動盤體和制動鉗，兩制動缸體橫跨制動盤體嵌裝在兩側的制動鉗上，制動缸體由供能裝置提供外力；

所述制動缸體包括依次設置的制動缸、彈性元件、振子、制動塊及摩擦片，制動缸和彈性元件通過螺栓連接，振子沒有凹槽的一側固定于制動缸內側面上，振子另一側與制動塊一側過盈配合，制動塊另一側和摩擦片連接；

所述制動盤體包括配合連接的第一制動盤、壓電材料和第二制動盤；

所述振子上套設有與DC/AC轉換器連接的壓電陶瓷，所述壓電材料與AC/DC轉換器連接，DC/AC轉換器、AC/DC轉換器均與蓄電池連接，蓄電池與ECU連接，ECU還與采集制動缸體制動力的壓力傳感器連接。

優選地，所述制動缸為柱狀，且外側封閉。

優選地于，所述彈性元件為橢環狀，其截面與制動缸相同。

優選地，所述振子通過預緊螺栓和夾持元件固定于制動缸內側面上。

一種壓電俘能鉗式制動器的制動俘能方法，兩制動缸體在外力作用下壓向制動盤體，當制動缸體的制動力達到預設的閾值時，蓄電池通過DC/AC轉換器將直流電轉換為交流電，激發振子高頻振動，帶動制動塊和摩擦片振動，對制動盤體產生制動力，當制動盤體因兩側所受制動力不同而發生扭轉時，引起壓電材料變形，俘獲回收制動能量。

進一步，所述制動盤體兩側所受制動力相同時，兩振子施加相同的激勵信號，制動盤體未發生扭轉。

更進一步，所述制動盤體兩側所受制動力不同時，兩振子施加不同的激勵信號。

更進一步，所述不同的激勵包括：兩振子施加相同頻率、相同幅值，但存在相位差的兩激勵信號，制動盤體發生扭轉；兩振子施加相同幅值、不同頻率的激勵信號，制動盤體發生扭轉；兩振子施加不同幅值、相同頻率的激勵信號，制動盤體未發生扭轉；兩振子一側施加激勵信號而另一側無激勵信號，制動盤體未發生扭轉。

本發明的有益效果為：

(1)本發明中振子另一側與制動塊一側過盈配合，制動塊另一側和摩擦片通過螺栓連接，振子高頻振動時，帶動制動塊和摩擦片振動，制動塊的高頻振動引起泵送效應，加速制動時摩擦熱量的散失，減少或消除制動器的熱衰退現象，提高了制動器的制動效能，降低制動引起的內摩擦和熱量，提高車輛在長時間制動時的安全性。