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1、制 动 器,概述,一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。目前汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。旋转元件固装在车轮或半轴上，即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系的传动轴上，其制动力矩经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器称为中央制动器。,1.盘式制动器,盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。其固定元件则有着多种结构型式，大体上可分为两类
2、。一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有24个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。钳盘式制动器过去只用作中央制动器，但目前则愈来愈多地被各级轿车和货车用作车轮制动器。全盘式制动器只有少数汽车(主要是重型汽车)采用为车轮制动器。这里只介绍钳盘式制动器。钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。,1.1定钳盘式制动器,1.制动盘 2.活塞 3.摩擦块 4.进油口 5.制动钳
3、体 6.车桥部,1.1定钳盘式制动器,跨置在制动盘1上的制动钳体5固定安装在车桥6上，它不能旋转也不能沿制动盘轴线方向移动，其内的两个活塞2分别位于制动盘1的两侧。制动时，制动油液由制动总泵(制动主缸)经进油口4进入钳体中两个相通的液压腔中，将两侧的制动块3压向与车轮固定连接的制动盘1，从而产生制动。这种制动器存在着以下缺点：油缸较多，使制动钳结构复杂；油缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动盘的钳内油道或外部油管来连通，这使得制动钳的尺寸过大，难以安装在现代化轿车的轮辋内；热负荷大时，油缸和跨越制动盘的油管或油道中的制动液容易受热汽化；若要兼用于驻车制动，则必须加装一个机械促动的驻车制动钳。,1
4、.2浮钳盘式制动器,1.2浮钳盘式制动器,1.2浮钳盘式制动器,制动钳体2通过导向销6与车桥7相连，可以相对于制动盘1轴向移动。制动钳体只在制动盘的内侧设置油缸，而外侧的制动块则附装在钳体上。制动时，液压油通过进油口5进入制动油缸，推动活塞4及其上的摩擦块向右移动，并压到制动盘上，并使得油缸连同制动钳体整体沿销钉向左移动，直到制动盘右侧的摩擦块也压到制动盘上夹住制动盘并使其制动。与定钳盘式制动器相反，浮钳盘式制动器轴向和径向尺寸较小，而且制动液受热汽化的机会较少。此外，浮钳盘式制动器在兼充行车和驻车制动器的情况下，只须在行车制动钳油缸附近加装一些用以推动油缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。故自
5、70年代以来，浮钳盘式制动器逐渐取代了定钳盘式制动器。,1.3钳盘式制动器间隙自调整装置,1.制动蹄 2.摩擦环 3.活塞,1.3钳盘式制动器间隙自调整装置,用以限定不制动时制动蹄的内极限位置的限位摩擦环2，装在轮缸活塞3内端的环槽中，活塞上的环槽或螺旋槽的宽度大于限位摩擦环厚度。活塞相对于摩擦环的最大轴向位移量即为二者之间的间隙。间隙应等于在制动器间隙为设定的标准值时施行完全制动所需的轮缸活塞行程。制动时，轮缸活塞外移，若制动器间隙由于各种原因增大到超过设定值，则活塞外移到0时，仍不能实现完全制动，但只要轮缸将活塞连同摩擦环继续推出，直到实现完全制动。这样，在解除制动时，制动蹄只能回复到活塞
6、与处于新位置的限位摩擦环接触为止，即制动器间隙为设定值。,2.鼓式制动器,基本结构制动鼓制动蹄分类根据对制动鼓作用的径向力是否平衡简单非平衡式平衡式自动增力式根据促动装置的不同液压张开式（液压制动）凸轮张开式（气压制动）根据领从蹄可以分为领从蹄式单向双领蹄式双向双领蹄式双从蹄式,2.1领从蹄式制动器,l.领蹄 2.从蹄 3、4.支点 5.制动鼓 6.制动轮缸,2.1领从蹄式制动器,沿箭头方向看去，制动蹄1的支承点3在其前端，制动轮缸6所施加的促动力作用于其后端，因而该制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。具有这种属性的制动蹄称为领蹄。与此相反，制动蹄2的支承点4在后端，促动力加于其前端
7、，其张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。当汽车倒驶，即制动鼓反向旋转时，蹄1变成从蹄，而蹄2则变成领蹄。这种在制动鼓正向旋转和反向旋转时，都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为领从蹄式制动器。,2.1领从蹄式制动器,制动时两活塞施加的促动力是相等的。制动时，领蹄1和从蹄2在促动力FS的作用下，分别绕各自的支承点3和4旋转到紧压在制动鼓5上。旋转着的制动鼓即对两制动蹄分别作用着法向反力N1和N2，以及相应的切向反力T1和T2，两蹄上的这些力分别为各自的支点3和4的支点反力S1和S2所平衡。,2.1领从蹄式制动器,可见，领蹄上的切向合力T1所造成的绕支点3的力矩与促
8、动力FS所造成的绕同一支点的力矩是同向的。所以力T1的作用结果是使领蹄1在制动鼓上压得更紧从而力T1也更大。这表明领蹄具有增势作用。相反，从蹄具有减势作用。故二制动蹄对制动鼓所施加的制动力矩不相等。倒车制动时，虽然蹄2变成领蹄，蹄1变成从蹄，但整个制动器的制动效能还是同前进制动时一样。在领从式制动器中，两制动蹄对制动鼓作用力N1和N2的大小是不相等的，因此在制动过程中对制动鼓产生一个附加的径向力。凡制动鼓所受来自二蹄的法向力不能互相平衡的制动器称为非平衡式制动器。,2.2单向双领蹄式制动器,双领蹄式制动器受力示意图 1.制动轮缸 2.制动蹄 3.支承销 4.制动鼓,2.2单向双领蹄式制动器,在
9、制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。双领蹄式制动器与领从蹄式制动器在结构上主要有两点不相同，一是双领蹄式制动器的两制动蹄各用一个单活塞式轮缸，而领从蹄式制动器的两蹄共用一个双活塞式轮缸；二是双领蹄式制动器的两套制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是中心对称的，而领从蹄式制动器中的制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是轴对称布置的。,2.3双向双领蹄式制动器,1.制动轮缸 2.制动蹄 3.活塞 4.制动鼓,2.3双向双领蹄式制动器,无论是前进制动还是倒车制动，两制动蹄都是领蹄的制动器称为双向双领蹄式制动器。与领从蹄式制动器相比，双向双领蹄式制动器在结构上有三个特
10、点，一是采用两个双活塞式制动轮缸；二是两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的；三是制动底板上的所有固定元件，如制动蹄、制动轮缸、回位弹簧等都是成对的，而且既按轴对称、又按中心对称布置。,2.3双向双领蹄式制动器,1.制动鼓 2.制动轮缸 3.制动底板 4、8.制动蹄 5.回位弹簧 6.调整螺母 7.可调支座 9.支座,2.3双向双领蹄式制动器,在前进制动时，所有的轮缸活塞都在液压作用下向外移动，将两制动蹄4和8压靠到制动鼓1上。在制动鼓的摩擦力矩作用下，两蹄都绕车轮中心O朝箭头所示的车轮旋转方向转动，将两轮缸活塞外端的支座9推回，直到顶靠到轮缸端面为止。此时两轮缸的支座9成为
11、制动蹄的支点，制动器的工作情况便同图d-zd-05所示的制动器一样。倒车制动时，摩擦力矩的方向相反，使两制动蹄绕车轮中心O逆箭头方向转过一个角度，将可调支座7连同调整螺母6一起推回原位，于是两个支座7便成为蹄的新支承点。这样，每个制动蹄的支点和促动力作用点的位置都与前进制动时相反，其制动效能同前进制动时完全一样。,2.4双从蹄式制动器,1.支承销 2.制动蹄 3.制动轮缸 4.制动鼓,2.4双从蹄式制动器,前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器称为双从蹄式制动器。这种制动器与双领蹄式制动器结构很相似，二者的差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。虽然双从蹄式制动器的前进制动效能低于双领蹄式
12、和领从蹄式制动器，但其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性。双领蹄、双向双领蹄、双从蹄式制动器的固定元件布置都是中心对称的。如果间隙调整正确，则其制动鼓所受两蹄施加的两个法向合力能互相平衡，不会对轮毂轴承造成附加径向载荷。因此，这三种制动器都属于平衡式制动器。,2.5单向自增力式制动器,1.第一制动蹄 2.支承销 3.制动鼓 4.第二制动蹄 5.可调顶杆体 6.制动轮缸,2.5单向自增力式制动器,汽车前进制动时，单活塞式轮缸将促动力FS1加于第一蹄，使其上压靠到制动鼓3上。第一蹄是领蹄，并且在各力作用下处于平衡状态。顶杆6是浮动的，将与力S1大小相等、方向相反的促动力F
13、S2施于第二蹄。故第二蹄也是领蹄。作用在第一蹄上的促动力和摩擦力通过顶杆传到第二蹄上，形成第二蹄促动力FS2。对制动蹄1进行受力分析可知，FS2FS1。此外，力FS2对第二蹄支承点的力臂也大于力FS1对第一蹄支承的力臂。因此，第二蹄的制动力矩必然大于第一蹄的制动力矩。倒车制动时，第一蹄的制动效能比一般领蹄的低得多，第二蹄则因未受促动力而不起制动作用。,2.6双向自增力式制动器,1.前制动蹄 2.顶杆 3.后制动蹄 4.轮缸 5.支撑销,2.6双向自增力式制动器,双向自增力式制动器的特点是制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓间的摩擦起自增力作用。它的结构不同于单向自增力式之处主要是采用双活塞式制动轮
14、缸4，可向两蹄同时施加相等的促动力FS。制动鼓正向(如箭头所示)旋转时，前制动蹄1为第一蹄，后制动蹄3为第二蹄；制动鼓反向旋转时则情况相反。由图可见，在制动时，第一蹄只受一个促动力FS而第二蹄则有两个促动力FS和S，且SFS。考虑到汽车前进制动的机会远多于倒车制动，且前进制动时制动器工作负荷也远大于倒车制动，故后蹄3的摩擦片面积做得较大。,2.7凸轮制动器,1,2-左、右制动蹄 3,4-左右支承销 5-制动鼓 6-制动凸轮,2.7凸轮制动器,目前，所有国产汽车及部分外国汽车的气压制动系统中，都采用凸轮促动的车轮制动器，而且大多设计成领从蹄式。制动时，制动调整臂在制动气室的推杆作用下，带动凸轮轴
15、转动，使得两制动蹄压靠到制动鼓上而制动。由于凸轮轮廓的中心对称性及两蹄结构和安装的轴对称性，凸轮转动所引起的两蹄上相应点的位移必然相等。前、后制动蹄在凸轮的作用下，压向制动鼓，制动鼓对制动蹄产生摩擦作用。在摩擦 力的作用下，前制动蹄有离开凸轮的趋势，致使凸轮对制动蹄的压力有所减弱；后制动蹄有向凸轮的趋势，致使凸轮对制动蹄的压力有所增强。由于前制动蹄有领蹄作用，后制动蹄有从蹄作用，又有凸轮对前制动蹄促动力较小，对后制动 蹄促动力较大这一情况，所以，前后制动蹄片的制动效果是接近的。,鼓式制动器小结,就制动效能而言，在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下，自增力式制动器由于对摩擦助势作用利用得最为
16、充分而居首位，以下依次为双领蹄式、领从蹄式、双从蹄式。但蹄鼓之间的摩擦系数本身是一个不稳定的因素，随制动鼓和摩擦片的材料、温度和表面状况(如是否沾水、沾油，是否有烧结现象等)的不同可在很大范围内变化。自增力式制动器的效能对摩擦系数的依赖性最大，因而其效能的热稳定性最差。在制动过程中，自增力式制动器制动力矩的增长在某些情况下显得过于急速。双向自增力式制动器多用于轿车后轮，原因之一是便于兼充驻车制动器。单向自增力式制动器只用于中、轻型汽车的前轮，因倒车制动时对前轮制动器效能的要求不高。双从蹄式制动器的制动效能虽然最低，但却具有最良好的效能稳定性，因而还是有少数华贵轿车为保证制动可靠性而采用(例如英
17、国女王牌轿车)。领从蹄制动器发展较早，其效能及效能稳定性均居于中游，且有结构较简单等优点，故目前仍相当广泛地用于各种汽车。,3.驻车制动机构,按在汽车上安装位置的不同，驻车制动装置分中央驻车制动装置和车轮驻车制动装置两类。前者的制动器安装在传动轴上，称为中央制动器；后者和行车制动装置共用一套制动器，结构简单紧凑，已在轿车上得到普遍应用。,3.驻车制动机构,这种制动器将一个作行车制动器的盘式制动器和一个作驻车制动器的鼓式制动器组合在一起。双作用制动盘的外缘盘作盘式制动器的制动盘，中间的鼓部作鼓式制动器的制动鼓。进行驻车制动时，将驾驶室中的手动驻车制动操纵杆拉到制动位置，经一些列杠杆和拉绳传动，将驻车制动杠杆的下端向前拉，使之绕平头销转动，其中间支点推动制动推杆左移，将前制动蹄推向制动鼓。待前制动蹄压靠到制动鼓上之后，推杆停止移动，此时制动杠杆绕中间支点继续转动。于是制动杠杆的上端向右移动，使后制动蹄压靠到制动鼓上，施以驻车制动。解除制动时，将驻车制动操纵杆推回到不制动的位置，制动杠杆在卷绕在拉绳回位弹簧的作用下回位，同时制动蹄回位弹簧将两制动蹄拉拢。,
