工程機(jī)械及車輛(9)

內(nèi)容回顧轉(zhuǎn)向系的組成與功用轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向軸蝸桿曲柄轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)向縱拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)臂左梯形臂轉(zhuǎn)向橫拉桿右梯形臂第七章輪式底盤制動系制動系的功用制動系組成與工作原理制動系基本要求制動器類型蹄式制動器盤式制動器制動傳動機(jī)構(gòu)制動系的功用和類型W1：車輛在行駛過程中為什么需要制動？W2：車輛在進(jìn)行停放時為什么需要制動？W3：車輛在下坡行駛時為什么需要制動？

車輛上用以使外界(主要是路面)在車輛某些部分(主要是車輪)施加一定的力（制動力），從而對其進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動的一系列專門裝置統(tǒng)稱為制動系統(tǒng)，簡稱制動系。行車制動系統(tǒng)（腳制動）輔助制動系統(tǒng)駐車制動系統(tǒng)（手制動）行車制動系統(tǒng)駐車制動系統(tǒng)輔助制動系統(tǒng)制動輪缸制動主缸制動系的組成與工作原理制動系制動器制動傳動機(jī)構(gòu)制動踏板制動蹄制動鼓制動系的組成與工作原理制動系非制動狀態(tài)：與制動鼓間產(chǎn)生環(huán)形間隙兩制動蹄回位彈簧車輪和制動鼓自由旋轉(zhuǎn)制動系制動狀態(tài)：制動主缸活塞駕駛員踩下踏板推桿制動輪缸活塞制動液繞支承銷旋轉(zhuǎn)制動蹄壓緊力制動鼓摩擦作用

產(chǎn)生摩擦力矩附著作用

產(chǎn)生周緣力反作用力產(chǎn)生制動力制動力矩制動系組成與工作原理

附著系數(shù)主要取決于地面的抗剪切強(qiáng)度，地面的抗剪切強(qiáng)度又受濕度變化的影響，地面越潮濕，車輪與地面之間的附著系數(shù)越低，在泥濘路面和水面上附著系數(shù)降到最低。

制動力

的大小由什么因素所決定？車輪對地面的附著系數(shù)前輪抱死后輪抱死

抱死：當(dāng)制動力達(dá)到其極限值時，摩擦力矩再增加也不能使制動力增大，此時車輪將不再滾動，只沿路面滑移，在路面上形成“拖印”。車輛行駛穩(wěn)定性差輪胎磨損加快抱死的危害性制動距離并非最短ABS防抱死系統(tǒng)滑移率：輪速=車輪轉(zhuǎn)速×車輪半徑在非制動狀態(tài)（滑移率為0）下，制動附著系數(shù)等于0；在制動狀態(tài)下，滑移率達(dá)到最優(yōu)滑移率時，制動附著系數(shù)最大，在此之前的區(qū)域為穩(wěn)定區(qū)域；之后，隨著滑移率的增大制動附著系數(shù)反而減少，側(cè)向附著系數(shù)下降更快，進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)域，特別是當(dāng)滑移率為100%時，側(cè)向附著系數(shù)接近于0，車輛不能承受側(cè)向力，進(jìn)入危險狀態(tài)。ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死系統(tǒng)由車輪輪速傳感器、ECU、制動壓力調(diào)節(jié)裝置等組成。自動控制過程中，必須連續(xù)測量車輪運動是否穩(wěn)定，應(yīng)通過調(diào)節(jié)制動壓力（加壓、減壓和保壓）使車輪保持在制動力最大的滑轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。思考題：車速如何確定？制動器的分類液力制動器或電渦流制動器制動器機(jī)械摩擦式制動器只用于輔助制動系統(tǒng)蹄式制動器優(yōu)點：制動效能高；造價低。缺點：制動效能不穩(wěn)定；間隙無法自動調(diào)整；抗水衰退能力差。帶式制動器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單,便于安裝。缺點：制動效能低，制動不夠平順且操縱比較費力。盤式制動器優(yōu)點：制動效能穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)小巧；散熱性和抗水衰退能力好。缺點：制動效能低，造價高。制動系基本要求

輪式車輛制動系應(yīng)滿足以下要求：足夠的制動力和可靠性；制動穩(wěn)定性要好。制動穩(wěn)定性包括熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和方向穩(wěn)定性三種；前兩點指制動器重復(fù)多次制動后發(fā)熱或浸水后摩擦系數(shù)下降，其制動性能衰退率要小，且衰退能較快恢復(fù)，即摩擦襯面材料應(yīng)具備大而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，并且耐磨。后一點指車輛前后橋制動力分配合理，左右制動力均衡，防止制動跑偏。操縱輕便、靈敏；制動時制動力能迅速而平穩(wěn)地增加，解除制動時迅速徹底，無自剎現(xiàn)象；散熱性能良好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整維修方便、工作噪音小和使用壽命長。蹄式制動器（鼓式制動器）

蹄式制動器既可用于車輪制動器，也可以用于中央制動器。蹄式制動器按結(jié)構(gòu)不同，可分為非平衡式、平衡式和自動增力式3種。按照使制動蹄張開的裝置，蹄式制動器有3種類型，液壓輪缸式、凸輪式和楔塊式。液壓輪缸張開的蹄式制動器

（一）非平衡式制動器

設(shè)車輪逆時針旋轉(zhuǎn)，制動器工作時，制動蹄1、2在輪缸相等的張開力P作用下，壓到制動鼓上，制動鼓即對兩制動蹄產(chǎn)生法向反作用力N1和N2及相對應(yīng)的切向摩擦力fN1和fN2。為了簡化起見，假設(shè)這些力都集中作用于摩擦片的中央。制動蹄的轉(zhuǎn)動方向與制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動蹄，稱為緊蹄或助勢蹄或領(lǐng)蹄，如圖中的蹄1。制動蹄的轉(zhuǎn)動方向與制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向相反的制動蹄，稱為松蹄或減勢蹄或從蹄，如圖中的蹄2。雖然兩蹄所受張開力相等，但受到制動鼓的法向反力卻不等，故兩蹄對制動鼓的制動力矩不相等，從而造成制動鼓受力不平衡，其差值由輪轂軸承承受，故稱為非平衡式制動器。液壓輪缸張開的蹄式制動器

（一）非平衡式制動器

當(dāng)車輛倒車時實現(xiàn)制動，雖然由于摩擦力方向改變，蹄1成為松蹄，蹄2變?yōu)榫o蹄，但制動器的制動效能同前進(jìn)時一樣，這種特點稱為對稱。該制動器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單可靠，制動效能對稱，調(diào)整方便。缺點：兩蹄片法向壓力不等，磨損不均，輪轂軸承承受附加載荷；一蹄為松蹄，制動效能較差。為了彌補(bǔ)磨損不均勻的缺點，有的車輛采取使兩蹄片長短不等或?qū)⒅苿痈鬃龀刹罴壥降?，以便在車輛前進(jìn)行駛制動時，使兩蹄片單位壓力接近相等。液壓輪缸張開的蹄式制動器

（二）平衡式制動器

該制動器也被稱為雙領(lǐng)蹄式制動器。蹄1支點在下端，蹄2支點在上端，每蹄各有一個直徑相同的單活塞制動輪缸，它們按中心對稱布置。當(dāng)制動鼓逆時針旋轉(zhuǎn)制動時，兩蹄均為緊蹄。當(dāng)制動鼓順時針旋轉(zhuǎn)制動時，兩蹄均為松蹄，此時制動性能顯著下降。該制動器為非對稱平衡式，只能和對稱式制動器配合使用，以保證倒車時有足夠的制動效能。1、非對稱平衡式制動器液壓輪缸張開的蹄式制動器

（二）平衡式制動器

采用成對制動輪缸，兩蹄的兩端均為浮式支承，制動鼓正、反轉(zhuǎn)時支承位置變更，其結(jié)構(gòu)既按軸對稱，又按中心對稱布置。該制動器進(jìn)、倒車制動時，兩蹄都是緊蹄，而且制動效能相等，故稱為對稱平衡式制動器。該制動器優(yōu)點是：制動效能較高、作用力平衡、襯片磨損均勻。缺點是：兩個制動輪缸，結(jié)構(gòu)略復(fù)雜。2、對稱平衡式制動器液壓輪缸張開的蹄式制動器

（三）自動增力式制動器

兩制動蹄的下端靠可調(diào)整間隙的頂桿浮動地連接著。蹄2上端由銷支承。當(dāng)制動鼓逆時針旋轉(zhuǎn)制動時，蹄1受輪缸張力作用，壓緊在制動鼓上，為一般緊蹄。其下端通過頂桿將蹄1因助勢作用增大的推力傳給蹄2，該力比輪缸張力大得多，因此同樣是緊蹄的蹄2所產(chǎn)生的制動力矩比一般緊蹄更大，制動效能比前述幾種均高，蹄2稱為增力緊蹄。1、非對稱自動增力式制動器液壓輪缸張開的蹄式制動器

（三）自動增力式制動器

支承銷位于張開裝置的上方，兩制動蹄都是浮動的，無固定鉸支點。當(dāng)制動鼓正、反轉(zhuǎn)制動時，支承銷交替為兩蹄的支點，則兩蹄交替為緊蹄和增力緊蹄，制動效能高，并且相等，故為對稱自動增力式制動器。自動增力式制動器的制動力矩對摩擦系數(shù)的變化過于敏感，因而對摩擦材料的穩(wěn)定性要求高；制動力矩隨操縱力的增加而增長急速，制動平順性差。因此非對稱自動增力式制動器在工程機(jī)械中極少采用。對稱式的也只用在一些不宜采用加力器而又要求較大制動力矩的車輛。2、對稱自動增力式制動器

自增力式雙領(lǐng)蹄式領(lǐng)從蹄式雙從蹄式制動效能最高較高中等最低制動效能穩(wěn)定性最低低中等最高應(yīng)用范圍轎車后輪（雙向）輕型車輛前輪（單向）部分工程機(jī)械

各種車輛

幾種輪缸式制動器的比較制動平順性最差較差一般最好凸輪張開蹄式制動器

采用液壓輪缸式的制動器，其張開力的大小與活塞直徑和油壓成比例，而與活塞行程無關(guān)（即兩側(cè)的張開力在活塞直徑和油壓相等的情況下，總是保持相等）。凸輪張開式制動器的制動蹄是由定軸上的凸輪張開的，凸輪是以軸心為對稱的，只能繞固定的軸線轉(zhuǎn)動而不能移動。凸輪張開式制動器，除張開裝置外其余部分結(jié)構(gòu)與液壓輪缸的非平衡式基本相同。若摩擦片是新的，且兩蹄片和制動鼓的間隙又調(diào)節(jié)的一樣，若制動鼓逆時針旋轉(zhuǎn)并制動時，摩擦力會使左側(cè)張開力下降，壓緊力增加，右側(cè)張開力增加，壓緊力下降。因此新裝的制動襯片在制動時受力不平衡，為不平衡式制動方式。但使用過程中最初壓緊力大的蹄片磨損較快，經(jīng)磨合后制動，凸輪雖然將兩制動蹄推出相同的行程，左側(cè)張開力更小于右側(cè)張開力，從而使左側(cè)壓緊力逐漸下降到與右側(cè)壓緊力相等，該制動器便由非平衡逐漸達(dá)到平衡，通常認(rèn)為這種制動器為平衡式。盤式制動器

盤式制動器按其結(jié)構(gòu)分為全盤式和鉗盤式兩類。它們的旋轉(zhuǎn)元件都是以端面為工作表面的圓盤（制動盤）。全盤式制動器的不旋轉(zhuǎn)元件是端面上鉚有摩擦片的圓盤，有干式和濕式（強(qiáng)制冷卻）。鉗盤式的固定元件是位于制動盤兩側(cè)一對或數(shù)對面積不大的摩擦襯塊。鉗盤式制動器一般適用在轎車和輕型車輛中，而全盤式則在重型車輛中廣泛應(yīng)用。制動盤制動鉗固定盤旋轉(zhuǎn)盤鉗盤式制動器

制動鉗固定在橋殼凸緣上；制動盤固裝在輪轂上；摩擦襯塊由鋼板熱壓粘合摩擦材料制成，并通過導(dǎo)向銷懸裝在制動鉗的殼體上，并可沿銷軸向移動；夾鉗殼體即為輪缸的缸體，內(nèi)裝活塞；輪缸壁上嵌有矩形截面的橡膠密封圈；夾鉗體內(nèi)開有油道，由轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)液壓管路供液壓油與輪缸。鉗盤式制動器

制動時，油液被壓入輪缸，活塞推動摩擦塊緊壓在制動盤上產(chǎn)生制動作用。此時，矩形橡膠密封圈的內(nèi)圓表面在摩擦力作用下隨活塞的移動產(chǎn)生變形。當(dāng)油壓消除，制動解除時，活塞僅靠密封圈的彈性回位。摩擦塊磨損后與制動盤的間隙增大，活塞的移動行程大于密封圈的最大變形時，活塞相對密封圈產(chǎn)生超前移動。由于密封圈的彈性復(fù)位為定值，從而自動地保持摩擦塊與制動盤之間的原始間隙不會因摩擦塊磨損而增大，從而補(bǔ)償了摩擦塊的磨損。所以，橡膠密封圈起到密封、回位和自動補(bǔ)償間隙的作用。鉗盤式制動器

鉗盤式制動器按結(jié)構(gòu)可分為兩種。一種為固定鉗式（圖a），制動鉗固定，制動盤兩側(cè)對稱設(shè)置油缸，結(jié)構(gòu)剛性好，但比較復(fù)雜，工作油溫較高。另一種為浮動式，根據(jù)浮動元件不同可分為制動盤浮動和夾鉗浮動。夾鉗浮動又分為滑動鉗盤式（圖b）和擺動鉗盤式（圖c）。浮動式結(jié)構(gòu)只需單側(cè)設(shè)油缸，結(jié)構(gòu)簡單、體積小等特點，但剛性較差且制動時噪聲大，故采用較少。定鉗盤式滑動鉗盤式擺動鉗盤式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦片磨損均勻，適用壽命長；制動盤對摩擦片無摩擦增勢作用，制動效能受摩擦系數(shù)的影響較小，因此，制動器的穩(wěn)定性較好；由于無摩擦增勢作用，所產(chǎn)生的制動力矩僅與分泵油壓成比例，制動力矩的增長較平穩(wěn)，制動平順性較好；浸水時，制動效能降低很少，且出水后只需要一兩次制動即可恢復(fù)，具有良好的排水性能（大眾的制動盤水膜自動清除功能）；盤式制動器結(jié)構(gòu)簡單，保養(yǎng)修理方便，且由于制動器暴露在大氣中，故具有良好的通風(fēng)、散熱性能；缺點：對摩擦材料的要求較高，因其摩擦面積較小，故操縱油壓比蹄式的要高，這就使得單位壓力較大，故用一般摩擦材料極易磨損；由于沒有增勢作用，需要使用直徑較大的剎車盤，或是提高剎車系統(tǒng)的油壓，以提高剎車的力量；手剎車裝置不易安裝，有些后輪使用盤式剎車的車型為此而加設(shè)一組鼓式剎車的手剎車機(jī)構(gòu)盤式制動器的優(yōu)缺點盤式制動器的優(yōu)缺點思考題1、為何貨車或重型卡車采用鼓式制動器？2、為何前輪驅(qū)動車輛前輪盤剎直徑大于后輪盤剎直徑？制動盤的其它形式通風(fēng)盤式：通風(fēng)剎車盤內(nèi)部是中空的，冷空氣可以從中間穿過進(jìn)行降溫，一般多用于民用車的前輪剎車盤。圓周上有許多通過圓心的空洞，利用汽車在行駛當(dāng)中產(chǎn)生的離心力能使空氣對流，達(dá)到散熱的目的，因此比普通盤式散熱效果好很多。打孔通風(fēng)盤式：打孔通風(fēng)盤是在通風(fēng)盤基礎(chǔ)上對盤面進(jìn)行打孔，最大程度保證空氣流通，降低熱衰減（汽車的剎車系統(tǒng)在一定次數(shù)的制動后，剎車片的溫度升高，在達(dá)到一定的工況溫度后，剎車系統(tǒng)的制動效果達(dá)到最佳，但超過了限制的最高溫度，制動效果會越來越差，這個現(xiàn)象就是剎車的熱衰減）。制動盤的其它形式陶瓷剎車盤：非普通陶瓷，是在1700°高溫下碳纖維與碳化硅合成的增強(qiáng)型復(fù)合陶瓷。具有重量輕（意味著車輛非懸掛重量減輕，能提高車輛操縱水平）、耐熱效果好（能有效而穩(wěn)定的抵抗熱衰退）、壽命長（正常情況下終生免更換，而普通的鑄鐵剎車盤一般用上幾年就要更換）等優(yōu)點。制動盤的其它形式安全輔助類系統(tǒng)1、TCS（TractionControlSystem）牽引力控制系統(tǒng)，也稱ASR（AccelerationSlipRegulation），ABS的升級版，使汽車在各種行駛狀況下都能獲得最佳的牽引力。通過檢測4個車輪的速度和方向盤