汽車電子不同制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和作用

制動(dòng)器有摩擦式、液力式和電磁式等幾種。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后小、易于連接且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高而只在一部分重型汽車上用來(lái)做車輪制動(dòng)器或緩速器。液力式制動(dòng)器只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。

摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，分為鼓式、盤式和帶式三種。帶式只用作中央制動(dòng)器。

鼓式制動(dòng)器

鼓式制動(dòng)器分為領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向增力式、雙向增力式等幾種，見(jiàn)圖8—1a～f。

不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有： ①蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。 ②張開(kāi)裝置的形式與數(shù)量不同。 ③制動(dòng)時(shí)兩塊蹄片之間有無(wú)相互作用。因蹄片的固定支點(diǎn)和張開(kāi)力位置不同，使不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不同。

制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩，稱為制動(dòng)器效能。在評(píng)比不同形式制動(dòng)器的效能時(shí)，常用一種稱為制動(dòng)器效能因數(shù)的無(wú)因次指標(biāo)。制動(dòng)器效能因數(shù)的定義為，在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑只上所得到的摩擦力(Mp/R)與輸入力Fo之比，即K= Mp/FoR式中，K為制動(dòng)器效能因數(shù)；Mp為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。 制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性是指其效能因數(shù)K對(duì)摩擦因數(shù)／的敏感性(dK／df)。使用中f隨溫度和水濕程度變化。要求制動(dòng)器的效能穩(wěn)定性好，即是其效能對(duì)f的變化敏感性較低。

領(lǐng)從蹄式

領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的每塊蹄片都有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的同一端(圖8—1a)。張開(kāi)裝置有兩種形式，第一種用凸輪或楔塊式張開(kāi)裝置(圖8—2)。其中，平衡凸塊式(圖8—2b)和楔塊式(圖8—2c)張開(kāi)裝置中的制動(dòng)凸輪和制動(dòng)楔塊是浮動(dòng)的，故能保證作用在兩蹄上的張開(kāi)力相等。非平衡式的制動(dòng)凸輪(圖8—2a)的中心是固定的，所以不能保證作用在兩蹄上的張開(kāi)力相等。第二種用兩個(gè)活塞直徑相等的輪缸(液壓驅(qū)動(dòng))，可保證作用在兩蹄上的張開(kāi)力相等。

領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；便于附裝駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙工作容易。但領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器也有兩蹄片上的單位壓力不等(在兩蹄上摩擦襯片面積相同的條件下)，故兩蹄襯片磨損不均勻，壽命不同的缺點(diǎn)。此外，因只有一個(gè)輪缸，兩蹄必須在同一驅(qū)動(dòng)回路作用下工作。

領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用，特別是轎車和輕型貨車、客車的后輪制動(dòng)器用得較多。

雙領(lǐng)蹄式

雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩塊蹄片各有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的不同端，如圖8—1b所示，領(lǐng)蹄的固定端在下方，從蹄的固定端在上方。每塊蹄片有各自獨(dú)立的張開(kāi)裝置，且位于與固定支點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的一方。

? 汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，這種制動(dòng)器的制動(dòng)效能相當(dāng)高。由于有兩個(gè)輪缸，故可以用兩個(gè)各自獨(dú)立的回路分別驅(qū)動(dòng)兩蹄片。除此之外，這種制動(dòng)器還有調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙工作容易進(jìn)行和兩蹄片上的單位壓力相等，使之磨損均勻，壽命相同等優(yōu)點(diǎn)。雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)效能穩(wěn)定性，僅強(qiáng)于增力式制動(dòng)器。當(dāng)?shù)管囍苿?dòng)．時(shí)，由于兩蹄片皆為雙從蹄，使制動(dòng)效能明顯下降。與領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器比較，由于多了一個(gè)輪缸，使結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。 這種制動(dòng)器適用于前進(jìn)制動(dòng)時(shí)前軸動(dòng)軸荷及附著力大于后軸，而倒車制動(dòng)時(shí)則相反的汽車前輪上。它之所以不用于后輪，還因?yàn)閮蓚€(gè)互相成中心對(duì)稱的輪缸，難以附加駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

雙向雙領(lǐng)蹄式

雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩蹄片浮動(dòng)，用各有兩個(gè)活塞的兩輪缸張開(kāi)蹄片(圖8—1c)。

無(wú)論是前進(jìn)或者是倒退制動(dòng)時(shí)，這種制動(dòng)器的兩塊蹄片始終為領(lǐng)蹄，所以制動(dòng)效能相當(dāng)高，而且不變。由于制動(dòng)器內(nèi)設(shè)有兩個(gè)輪缸，所以適用于雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)一套管路失效后，制動(dòng)器轉(zhuǎn)變?yōu)轭I(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。除此之外，雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩蹄片上單位壓力相等，因而磨損均勻，壽命相同。雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器因有兩個(gè)輪缸，故結(jié)構(gòu)上復(fù)雜，且調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙工作困難是它的缺點(diǎn)。

這種制動(dòng)器得到比較廣泛應(yīng)用。如用于后輪，則需另設(shè)中央駐車制動(dòng)器。

雙從蹄式

雙從蹄式制動(dòng)器的兩蹄片各有一個(gè)固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄片的不同端，并用各有一個(gè)活塞的兩輪缸張開(kāi)蹄片(圖8—1d)。

雙從蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)器效能穩(wěn)定性最好，但因制動(dòng)器效能最低，所以很少采用。

單向增力式

單向增力式制動(dòng)器的兩蹄片只有一個(gè)固定支點(diǎn)，兩蹄下端經(jīng)推桿相互連接成一體，制動(dòng)器僅有一個(gè)輪缸用來(lái)產(chǎn)生推力張開(kāi)蹄片(圖8—le)。

汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，兩蹄片皆為領(lǐng)蹄，次領(lǐng)蹄上不存在輪缸張開(kāi)力，而且由于領(lǐng)蹄上的摩擦力經(jīng)推桿作用到次領(lǐng)蹄，使制動(dòng)器效能很高，居各式制動(dòng)器之首。與雙向增力式制動(dòng)器比較，這種制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。因兩塊蹄片都是領(lǐng)蹄，所以制動(dòng)器效能穩(wěn)定性相當(dāng)差。倒車制動(dòng)時(shí)，兩蹄又皆為從蹄，結(jié)果制動(dòng)器效能很低。因兩蹄片上單位壓力不等，造成蹄片磨損不均勻，壽命不一樣。這種制動(dòng)器只有一個(gè)輪缸，故不適合用于雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；另外由于兩蹄片下部聯(lián)動(dòng)，使調(diào)整蹄片間隙工作變得困難。

少數(shù)輕、中型貨車用來(lái)作前制動(dòng)器。

雙向增力式

雙向增力式制動(dòng)器的兩蹄片端部各有一個(gè)制動(dòng)時(shí)不同時(shí)使用的共用支點(diǎn)，支點(diǎn)下方有一輪缸，內(nèi)裝兩個(gè)活塞用來(lái)同時(shí)驅(qū)動(dòng)張開(kāi)兩蹄片，兩蹄片下方經(jīng)推桿連接成一體(圖8—1f)。

與單向增力式不同的是次領(lǐng)蹄上也作用有來(lái)自輪缸活塞推壓的張開(kāi)力，盡管這個(gè)張開(kāi)力的作用效果較小，但因次領(lǐng)蹄下端受有來(lái)自主領(lǐng)蹄經(jīng)推桿作用的張開(kāi)力很大，所以次領(lǐng)蹄上的制動(dòng)力矩能大到主領(lǐng)蹄制動(dòng)力矩的2～3倍。因此，采用這種制動(dòng)器以后，即使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中不用伺服裝置，也可以借助很小的踏板力得到很大的制動(dòng)力矩。這種制動(dòng)器前進(jìn)與倒車的制動(dòng)效果不變。

雙向增力式制動(dòng)器因兩蹄片均為領(lǐng)蹄，所以制動(dòng)器效能穩(wěn)定性比較差。除此之外，兩蹄片上單位壓力不等，故磨損不均勻，壽命不同。調(diào)整間隙工作與單向增力式一樣比較困難。因只有一個(gè)輪缸，故制動(dòng)器不適合用于有的雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

制動(dòng)器的效能因數(shù)由高至低的順序?yàn)椋涸隽κ街苿?dòng)器，雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器和雙從蹄式制動(dòng)器。而制動(dòng)器效能穩(wěn)定性排序則恰好與上述情況相反。 應(yīng)該指出，鼓式制動(dòng)器的效能并非單純?nèi)Q于根據(jù)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦因數(shù)計(jì)算出來(lái)的制動(dòng)器效能因數(shù)值，而且還受蹄與鼓接觸部位的影響。蹄與鼓僅在蹄的中部接觸時(shí)，輸出制動(dòng)力矩就小，而在蹄的端部和根部接觸時(shí)輸出制動(dòng)力矩就較大。制動(dòng)器的效能因數(shù)越高，制動(dòng)效能受接觸情況的影。向也越大，故正確的調(diào)整對(duì)高性能制動(dòng)器尤為重要。

盤式制動(dòng)器

按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動(dòng)器分為鉗盤式和全盤式兩類。

鉗盤式制動(dòng)器(圖8—4)的固定摩擦元件是制動(dòng)塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗中。制動(dòng)襯塊與制動(dòng)盤接觸面很小，在盤上所占的中心角一般僅30‘～50‘，故這種盤式制動(dòng)器又稱為點(diǎn)盤式制動(dòng)器。

全盤式制動(dòng)器中摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤形，制動(dòng)時(shí)各盤摩擦表面全部接觸，作用原理如同離合器，故又稱離合器式制動(dòng)器。全盤式中用得較多的是多片全盤式制動(dòng)器。多片全盤式制動(dòng)器既可用作車輪制動(dòng)器，也可用作緩行器。

鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)不同，有以下幾種。

固定鉗式

如圖8—4a所示，制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤兩側(cè)均有液壓缸。制動(dòng)時(shí)僅兩側(cè)液壓缸中的制動(dòng)塊向盤面移動(dòng)。這種形式也稱為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式。 浮動(dòng)鉗式 滑動(dòng)鉗式??如圖8—4b所示，制動(dòng)鉗可以相對(duì)于制動(dòng)盤做軸向滑動(dòng)，其中只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動(dòng)塊固裝在鉗體上。制動(dòng)時(shí)活塞在液壓作用下使活動(dòng)制動(dòng)塊壓靠到制動(dòng)盤，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤的另一側(cè)，直到兩制動(dòng)塊受力均等為止。

擺動(dòng)鉗式??如圖8—4c所示，它也是單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)，制動(dòng)鉗體與固定于車軸上的支座鉸接。為實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，鉗體不是滑動(dòng)而是在與制動(dòng)盤垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。顯然，制動(dòng)塊不可能全面均勻地磨損。為此，有必要將襯塊預(yù)先做成楔形(摩擦面對(duì)背面的傾斜角為6°左右)。在使用過(guò)程中，襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻(一般為1mm左右)后即應(yīng)更換。

固定鉗式的優(yōu)點(diǎn)有：除活塞和制動(dòng)塊以外無(wú)其它滑動(dòng)件，易于保證鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動(dòng)輪缸相差不多；容易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；很能適應(yīng)不同回路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求(可采用三液壓缸或四液壓缸結(jié)構(gòu))。

固定鉗式的缺點(diǎn)有：至少有兩個(gè)液壓缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管來(lái)連通，這一方面使制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸增大，增加了在汽車上的布置難度，另一方面增加了受熱機(jī)會(huì)，使制動(dòng)液溫度過(guò)高而汽化；固定鉗式制動(dòng)器要兼作駐車制動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗，或是采用如圖8—5所示的盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器。輔助制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、摩擦襯塊面積小。盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器中，鼓式制動(dòng)器直徑尺寸較小，常采用雙向增力式鼓式制動(dòng)器。與輔助制動(dòng)鉗式比較，它能產(chǎn)生可靠的駐車制動(dòng)力矩。

浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)有：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能更進(jìn)一步靠近輪轂；沒(méi)有跨越制動(dòng)盤的油道或油管，加之液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化可能性?。怀杀镜?；浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼用于駐車制動(dòng)。

制動(dòng)鉗的安裝位置可以在車軸之前或之后。由圖8—6可見(jiàn)，制動(dòng)鉗位于軸后能使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷F減小；制動(dòng)鉗位于軸前，則可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥污。

與鼓式制動(dòng)器比較，盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)： 熱穩(wěn)定性好。原因是一般無(wú)自行增力作用，襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。此外，制動(dòng)鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄中部接觸，從而降低了制動(dòng)效能，這稱為機(jī)械衰退。制動(dòng)盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無(wú)關(guān)，故無(wú)機(jī)械衰退問(wèn)題。因此，前輪采用盤式制動(dòng)器，汽車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。

水穩(wěn)定性好。制動(dòng)塊對(duì)盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多；又由于離心力作用及襯塊對(duì)盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)。

制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。

易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。

尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好。

壓力在制動(dòng)襯塊上分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。

更換襯塊工作簡(jiǎn)單容易。

襯塊與制動(dòng)盤之間的間隙小(0．05—0．15mm)，這就縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。

易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。

盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是：

難以完全防止塵污和銹蝕(封閉的多片全盤式制動(dòng)器除外)。

兼作，駐車制動(dòng)器時(shí)，所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。

在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須裝用助力器。

因?yàn)橐r塊工作面積小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。盤式制動(dòng)器在轎車前輪上得到廣泛的應(yīng)用

編輯：黃飛

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