制動系統的制動器型別

2021-12-23 18:47:17 字數 4625 閱讀 4733

1樓:單身快樂

概述一般制動器都是通過其中的固定元件對旋轉元件施加制動力矩,使後者的旋轉角速度降低,同時依靠車輪與地面的附著作用,產生路面對車輪的制動力以使汽車減速。凡利用固定元件與旋轉元件工作表面的摩擦而產生制動力矩的制動器都成為摩擦制動器。目前汽車所用的摩擦制動器可分為鼓式和盤式兩大類。

旋轉元件固裝在車輪或半軸上,即制動力矩直接分別作用於兩側車輪上的制動器稱為車輪制動器。旋轉元件固裝在傳動系的傳動軸上,其制動力矩經過驅動橋再分配到兩側車輪上的制動器稱為**制動器。

領從蹄式制動器

增勢與減勢作用 右圖為領從蹄式制動器示意圖,設汽車前進時制動鼓旋轉方向(這稱為制動鼓正向旋轉)如圖中箭頭所示。沿箭頭方向看去,制動蹄1的支承點3在其前端,制動輪缸6所施加的促動力作用於其後端,因而該制動蹄張開時的旋轉方向與制動鼓的旋轉方向相同。具有這種屬性的制動蹄稱為領蹄。

與此相反,制動蹄2的支承點4在後端,促動力加於其前端,其張開時的旋轉方向與制動鼓的旋轉方向相反。具有這種屬性的制動蹄稱為從蹄。當汽車倒駛,即制動鼓反向旋轉時,蹄1變成從蹄,而蹄2則變成領蹄。

這種在制動鼓正向旋轉和反向旋轉時,都有一個領蹄和一個從蹄的制動器即稱為領從蹄式制動器。

在領從式制動器中,兩制動蹄對制動鼓作用力n1』和n2』的大小是不相等的,因此在制動過程中對制動鼓產生一個附加的徑向力。凡制動鼓所受來自二蹄的法向力不能互相平衡的制動器稱為非平衡式制動器。

單向雙領蹄式制動器

在制動鼓正向旋轉時,兩蹄均為領蹄的制動器稱為雙領蹄式制動器,其結構示意圖如右圖所示。

雙領蹄式制動器與領從蹄式制動器在結構上主要有兩點不相同,一是雙領蹄式制動器的兩制動蹄各用一個單活塞式輪缸,而領從蹄式制動器的兩蹄共用一個雙活塞式輪缸;二是雙領蹄式制動器的兩套制動蹄、制動輪缸、支承銷在制動底板上的佈置是中心對稱的,而領從蹄式制動器中的制動蹄、制動輪缸、支承銷在制動底板上的佈置是軸對稱佈置的。

雙向雙領蹄式制動器

無論是前進位制動還是倒車制動,兩制動蹄都是領蹄的制動器稱為雙向雙領蹄式制動器,圖5-42是其結構示意圖器。與領從蹄式制動器相比,雙向雙領蹄式制動器在結構上有三個特點,一是採用兩個雙活塞式制動輪缸;二是兩制動蹄的兩端都採用浮式支承,且支點的周向位置也是浮動的;三是制動底板上的所有固定元件,如制動蹄、制動輪缸、回位彈簧等都是成對的,而且既按軸對稱、又按中心對稱佈置。

倒車制動時,摩擦力矩的方向相反,使兩制動蹄繞車輪中心o逆箭頭方向轉過一個角度,將可調支座10連同調整螺母9一起推回原位,於是兩個支座10便成為蹄的新支承點。這樣,每個制動蹄的支點和促動力作用點的位置都與前進位制動時相反,其制動效能同前進位制動時完全一樣。

雙從蹄式制動器

前進位制動時兩制動蹄均為從蹄的制動器稱為雙從蹄式制動器,其結構示意圖見圖5-44。這種制動器與雙領蹄式制動器結構很相似,二者的差異只在於固定元件與旋轉元件的相對運動方向不同。雖然雙從蹄式制動器的前進位制動效能低於雙領蹄式和領從蹄式制動器,但其效能對摩擦係數變化的敏感程度較小,即具有良好的制動效能穩定性。

雙領蹄、雙向雙領蹄、雙從蹄式制動器的固定元件佈置都是中心對稱的。如果間隙調整正確,則其制動鼓所受兩蹄施加的兩個法向合力能互相平衡,不會對輪轂軸承造成附加徑向載荷。因此,這三種制動器都屬於平衡式制動器。

單向自增力式制動器

汽車前進位制動時,單活塞式輪缸將促動力fs1加於第一蹄,使其上壓靠到制動鼓3上。第一蹄是領蹄,並且在各力作用下處於平衡狀態。頂杆6是浮動的,將與力s1大小相等、方向相反的促動力fs2施於第二蹄。

故第二蹄也是領蹄。作用在第一蹄上的促動力和摩擦力通過頂杆傳到第二蹄上,形成第二蹄促動力fs2。對制動蹄1進行受力分析可知,fs2>fs1。

此外,力fs2對第二蹄支承點的力臂也大於力fs1對第一蹄支承的力臂。因此,第二蹄的制動力矩必然大於第一蹄的制動力矩。倒車制動時,第一蹄的制動效能比一般領蹄的低得多,第二蹄則因未受促動力而不起制動作用。

雙向自增力式制動器

雙向自增力式制動器的結構原理如圖5-47所示。其特點是制動鼓正向和反向旋轉時均能借蹄鼓間的摩擦起自增力作用。它的結構不同於單向自增力式之處主要是採用雙活塞式制動輪缸4,可向兩蹄同時施加相等的促動力fs。

制動鼓正向(如箭頭所示)旋轉時,前制動蹄1為第一蹄,後製動蹄3為第二蹄;制動鼓反向旋轉時則情況相反。由圖可見,在制動時,第一蹄只受一個促動力fs而第二蹄則有兩個促動力fs和s,且s>fs。考慮到汽車前進位制動的機會遠多於倒車制動,且前進位制動時制動器工作負荷也遠大於倒車制動,故後蹄3的摩擦片面積做得較大。

凸輪式制動器

目前,所有國產汽車及部分外國汽車的氣壓制動系統中,都採用凸輪促動的車輪制動器,而且大多設計成領從蹄式。制動時,制動調整臂在制動氣室6的推杆作用下,帶動凸輪軸轉動,使得兩制動蹄壓靠到制動鼓上而制動。由於凸輪輪廓的中心對稱性及兩蹄結構和安裝的軸對稱性,凸輪轉動所引起的兩蹄上相應點的位移必然相等。

這種由軸線固定的凸輪促動的領從蹄式制動器是一種等位移式制動器,制動鼓對制動蹄的摩擦使得領蹄端部力圖離開制動凸輪,從蹄端部更加靠緊凸輪。因此,儘管領蹄有助勢作用,從蹄有減勢作用,但對等位移式制動器而言,正是這一差別使得制動效能高的領蹄的促動力小於制動效能低的從蹄的促動力,從而使得兩蹄的制動力矩相等。

楔式制動器

楔式制動器中兩蹄的佈置可以是領從蹄式。作為制動蹄促動件的制動楔本身的促動裝置可以是機械式、液壓式或氣壓式。

兩制動蹄端部的圓弧面分別浮支在柱塞3和柱塞6的外端面直槽底面上。柱塞3和6的內端面都是斜面,與支於隔架5兩邊槽內的滾輪4接觸。制動時,輪缸活塞15在液壓作用下推使制動楔13向內移動。

後者又使二滾輪一面沿柱塞斜面向內滾動,一面推使二柱塞3和6在制動底板7的孔中外移一定距離,從而使制動蹄壓靠到制動鼓上。輪缸液壓一旦撤除,這一系列零件即在制動蹄回位彈簧的作用下各自回位。導向銷1和10用以防止兩柱塞轉動。

鼓式制動器小結

以上介紹的各種鼓式制動器各有利弊。就制動效能而言,在基本結構引數和輪缸工作壓力相同的條件下,自增力式制動器由於對摩擦助勢作用利用得最為充分而居首位,以下依次為雙領蹄式、領從蹄式、雙從蹄式。但蹄鼓之間的摩擦係數本身是一個不穩定的因素,隨制動鼓和摩擦片的材料、溫度和表面狀況(如是否沾水、沾油,是否有燒結現象等)的不同可在很大範圍內變化。

自增力式制動器的效能對摩擦係數的依賴性最大,因而其效能的熱穩定性最差。

在制動過程中,自增力式制動器制動力矩的增長在某些情況下顯得過於急速。雙向自增力式制動器多用於轎車後輪,原因之一是便於兼充駐車制動器。單向自增力式制動器只用於中、輕型汽車的前輪,因倒車制動時對前輪制動器效能的要求不高。

雙從蹄式制動器的制動效能雖然最低,但卻具有最良好的效能穩定性,因而還是有少數華貴轎車為保證制動可靠性而採用(例如英國女王牌轎車)。領從蹄制動器發展較早,其效能及效能穩定性均居於中游,且有結構較簡單等優點,故目前仍相當廣泛地用於各種汽車。 概述

盤式制動器摩擦副中的旋轉元件是以端面工作的金屬圓盤,被稱為制動盤。其固定元件則有著多種結構型式,大體上可分為兩類。一類是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動塊,每個制動器中有2~4個。

這些制動塊及其促動裝置都裝在橫跨制動盤兩側的夾鉗形支架中,總稱為制動鉗。這種由制動盤和制動鉗組成的制動器稱為鉗盤式制動器。另一類固定元件的金屬背板和摩擦片也呈圓盤形,制動盤的全部工作面可同時與摩擦片接觸,這種制動器稱為全盤式制動器。

鉗盤式制動器過去只用作**制動器,但目前則愈來愈多地被各級轎車和貨車用作車輪制動器。全盤式制動器只有少數汽車(主要是重型汽車)採用為車輪制動器。這裡只介紹鉗盤式制動器。

鉗盤式制動器又可分為定鉗盤式和浮鉗盤式兩類。

定鉗盤式制動器

定鉗盤式制動器的結構示意圖見右圖。跨置在制動盤1上的制動鉗體5固定安裝在車橋6上,它不能旋轉也不能沿制動盤軸線方向移動,其內的兩個活塞2分別位於制動盤1的兩側。制動時,制動油液由制動總泵(制動主缸)經進油口4進入鉗體中兩個相通的液壓腔中,將兩側的制動塊3壓向與車輪固定連線的制動盤1,從而產生制動。

這種制動器存在著以下缺點:油缸較多,使制動鉗結構複雜;油缸分置於制動盤兩側,必須用跨越制動盤的鉗內油道或外部油管來連通,這使得制動鉗的尺寸過大,難以安裝在現代化轎車的輪輞內;熱負荷大時,油缸和跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化;若要兼用於駐車制動,則必須加裝一個機械促動的駐車制動鉗。

浮鉗盤式制動器

制動鉗體2通過導向銷6與車橋7相連,可以相對於制動盤1軸向移動。制動鉗體只在制動盤的內側設定油缸,而外側的制動塊則附裝在鉗體上。制動時,液壓油通過進油口5進入制動油缸,推動活塞4及其上的摩擦塊向右移動,並壓到制動盤上,並使得油缸連同制動鉗體整體沿銷釘向左移動,直到制動盤右側的摩擦塊也壓到制動盤上夾住制動盤並使其制動。

與定鉗盤式制動器相反,浮鉗盤式制動器軸向和徑向尺寸較小,而且制動液受熱汽化的機會較少。此外,浮鉗盤式制動器在兼充行車和駐車制動器的情況下,只須在行車制動鉗油缸附近加裝一些用以推動油缸活塞的駐車制動機械傳動零件即可。故自70年代以來,浮鉗盤式制動器逐漸取代了定鉗盤式制動器。

盤式制動器的特點

盤式制動器與鼓式制動器相比,有以下優點:一般無摩擦助勢作用,因而制動器效能受摩擦係數的影響較小,即效能較穩定;浸水後效能降低較少,而且只須經一兩次制動即可恢復正常;在輸出制動力矩相同的情況下,尺寸和質量一般較小;制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小,不會象制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加而導致制動踏板行程過大;較容易實現間隙自動調整,其他保養修理作業也較簡便。對於鉗盤式制動器而言,因為制動盤外露,還有散熱良好的優點。

盤式制動器不足之處是效能較低,故用於液壓制動系統時所需制動促動管路壓力較高,一般要用伺服裝置。

目前,盤式制動器已廣泛應用於轎車,但除了在一些高效能轎車上用於全部車輪以外,大都只用作前輪制動器,而與後輪的鼓式制動器配合,以期汽車有較高的制動時的方向穩定性。在貨車上,盤式制動器也有采用,但離普及還有相當距離。

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