汽車構造（下冊） 第4版 課件 第25章 汽車制動系統(tǒng)

第25章

汽車制動系統(tǒng)第一節(jié)

概述使行駛中的汽車減速甚至停車,使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定,以及使已停駛的汽車保持不動,這些作用統(tǒng)稱為汽車制動。對汽車起到制動作用的是作用在汽車上,其方向與汽車行駛方向相反的外力。作用在行駛汽車上的滾動阻力、上坡阻力、空氣阻力都能對汽車起制動作用,但這些外力的大小都是隨機的、不可控制的。因此,汽車上必須裝設一系列專門裝置,以便駕駛人能根據(jù)道路和交通等情況,使外界(主要是路面)對汽車某些部分(主要是車輪)施加一定的力,對汽車進行一定程度的強制制動。這種可控制的對汽車進行制動的外力稱為制動力,相應的一系列專門裝置即稱為制動系統(tǒng)。25.1概述25.1概述1.制動系統(tǒng)的工作原理一般制動系統(tǒng)的工作原理可用圖25-1所示的一種簡單的液壓制動系統(tǒng)工作原理示意圖來說明。一個以內(nèi)圓柱面為工作表面的金屬制動鼓8固定在車輪輪轂上,隨車輪一同旋轉。在固定不動的制動底板11上有兩個支承銷12,支承著兩個弧形制動蹄10的下端。制動蹄的外圓柱面上裝有摩擦片9。制動底板上還裝有液壓制動輪缸6,用油管5與裝在車架上的液壓制動主缸4相連通。主缸活塞3可由駕駛人通過制動踏板機構來操縱。制動系統(tǒng)不工作時,制動鼓的內(nèi)圓柱面與制動蹄摩擦片的外圓柱面之間保持一定的間隙,使車輪和制動鼓可以自由旋轉。25.1概述1.制動系統(tǒng)的工作原理25.1概述1.制動系統(tǒng)的工作原理要使行駛中的汽車減速,駕駛人應踩下制動踏板1,通過推桿2和主缸活塞3,使制動主缸4內(nèi)的油液在一定壓力的作用下流入輪缸,并通過兩個輪缸活塞7推動兩制動蹄10繞支承銷12轉動,使其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓柱面上。這樣,不旋轉的制動蹄就對旋轉著的制動鼓作用一個摩擦力矩Mμ,其方向與車輪旋轉方向相反。制動鼓將該力矩Mμ傳到車輪后,由于車輪與路面間有附著作用,車輪對路面作用一個向前的周緣力Fμ,同時路面也對車輪作用著一個向后的反作用力,即制動力FB。制動力FB由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架及車身,迫使整個汽車產(chǎn)生一定的減速度。制動力越大,則汽車減速度也越大。當放開制動踏板時,制動蹄回位彈簧13即將制動蹄拉回原位,摩擦力矩Mμ和制動力FB消失,制動作用即行終止。圖25-1所示制動系統(tǒng)中,由制動鼓8、帶摩擦片9的制動蹄10等構成的對車輪施加制動力矩(摩擦力矩Mμ)以阻礙其轉動的部件,稱為制動器。顯然,阻礙汽車運動的制動力FB不僅取決于制動力矩Mμ,還取決于輪胎與路面間的附著條件。如果完全喪失附著,則這種制動系統(tǒng)不可能產(chǎn)生制動汽車的效果。不過,在討論制動系統(tǒng)的結構問題時,一般都假定具備良好的附著條件。25.1概述2.制動系統(tǒng)的組成制動系統(tǒng)是由制動器和制動驅(qū)動機構組成的。制動器是指產(chǎn)生阻礙車輛運動或運動趨勢的力(制動力)的部件,其中也包括輔助制動系統(tǒng)中的緩速裝置。制動驅(qū)動機構包括供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動力調(diào)節(jié)裝置以及報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。供能裝置供給、調(diào)節(jié)制動所需能量并改善傳能介質(zhì)狀態(tài)。其中,產(chǎn)生制動能量的部分稱為制動能源。人的肌體也可作為制動能源,如圖25-1所示系統(tǒng)。控制裝置產(chǎn)生制動動作并控制制動效果,圖25-1中的制動踏板機構即是最簡單的一種控制裝置。傳動裝置將制動能量傳輸?shù)街苿悠?如圖25-1中的制動主缸4和制動輪缸6。25.1概述3.制動系統(tǒng)的類型

(1)按制動系統(tǒng)的功用分類1)行車制動系統(tǒng)——使行駛中的汽車降低速度甚至停車的一套專門裝置。它是在行車過程中經(jīng)常使用的裝置。2)駐車制動系統(tǒng)——使已停駛的汽車駐留原地不動的一套裝置。3)第二制動系統(tǒng)——在行車制動系統(tǒng)失效的情況下,保證汽車仍能實現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國家的制動法規(guī)中規(guī)定,第二制動系統(tǒng)也是汽車必須具備的。4)輔助制動系統(tǒng)——在汽車下長坡時用以穩(wěn)定車速的一套裝置。例如,經(jīng)常行駛在山區(qū)的汽車,若單靠行車制動系統(tǒng)來達到下長坡時穩(wěn)定車速的目的,則可能導致行車制動系統(tǒng)的制動器過熱而降低制動效能,甚至完全失效。因此,山區(qū)用汽車還應具備此裝置。制動力矩和制動力的大小可以在駕駛人的控制下,在一定范圍內(nèi)逐漸變化的制動,稱為漸進制動。顯然,行車制動系統(tǒng)必須能實現(xiàn)漸進制動,駐車制動系統(tǒng)則無此必要。過去,第二制動系統(tǒng)也稱為應急制動系統(tǒng)或備用制動系統(tǒng),其作用有的是漸進的,有的則是非漸進的。但按國際標準化組織(ISO)規(guī)定的定義,第二制動系統(tǒng)的作用必須是漸進的。因此,本書中將那種只在行車制動系統(tǒng)失效時使用但其作用是非漸進的制動系統(tǒng),仍稱為應急制動系統(tǒng),以示區(qū)別。25.1概述3.制動系統(tǒng)的類型(2)按制動系統(tǒng)的制動能源分類1)人力制動系統(tǒng)——以駕駛人的肌體作為唯一制動能源的制動系統(tǒng)。人力制動系統(tǒng)的制動能源僅僅是駕駛人的肌體。按其傳動裝置的結構形式,人力制動系統(tǒng)有機械式和液壓式兩種。在汽車發(fā)展的早期,行車制動系統(tǒng)和駐車制動系統(tǒng)都是機械式的。20世紀初,行車制動系統(tǒng)開始采用液壓傳動裝置,但多數(shù)僅用于前輪制動。在20世紀30年代末,美國汽車的人力行車制動系統(tǒng)已全部改成液壓式,但就世界范圍而言,直到20世紀50年代初,機械式行車制動系統(tǒng)才全部被淘汰。不過應當指出,在此之前,汽車的液壓制動系統(tǒng)也并非都是人力制動系統(tǒng),也早已有一部分屬于伺服制動系統(tǒng)了。然而,機械傳動裝置仍然保留至今,主要用于駐車制動。25.1概述3.制動系統(tǒng)的類型2)伺服制動系統(tǒng)——兼用人力和發(fā)動機動力或電能進行制動的制動系統(tǒng)。伺服制動系統(tǒng)是在人力液壓制動系統(tǒng)的基礎上加設一套動力伺服系統(tǒng)形成的,即兼用人體和發(fā)動機動力或電能作為制動能源的制動系統(tǒng)。在正常情況下,制動能量大部分由動力伺服系統(tǒng)供給,而在動力伺服系統(tǒng)失效時,還可全靠駕駛人供給(即由伺服制動轉變成人力制動)。按伺服系統(tǒng)的輸出力作用部位和對其控制裝置的操縱方式不同,伺服制動系統(tǒng)可分為助力式(直接操縱式)和增壓式(間接操縱式)兩類。前者中的伺服系統(tǒng)控制裝置用制動踏板機構直接操縱,其輸出力也作用于液壓主缸,以彌補踏板力的不足;后者中的伺服系統(tǒng)控制裝置用制動踏板機構通過主缸輸出的液壓操縱,且伺服系統(tǒng)的輸出力與主缸液壓共同作用于一個中間傳動液缸(輔助缸),使該液缸輸出到輪缸的液壓遠高于主缸液壓。伺服制動系統(tǒng)又可按伺服能量的形式分為真空伺服式、氣壓伺服式、液壓伺服式和電伺服式四種,其伺服能量分別為真空能(負氣壓能)、氣壓能、液壓能和電能。25.1概述3.制動系統(tǒng)的類型3)動力制動系統(tǒng)——完全靠由發(fā)動機的動力轉化而成的氣壓或液壓形式的勢能,或者電池儲存的電能進行制動的制動系統(tǒng)。動力制動系統(tǒng)中,制動能源是發(fā)動機、空氣壓縮機、液壓泵或者車載電池,駕駛人的肌體僅作為控制能源,而不是制動能源。

動力制動系統(tǒng)有氣壓制動系統(tǒng)、氣頂液制動系統(tǒng)、全液壓動力制動系統(tǒng)和線控制動系統(tǒng)四種。氣壓制動系統(tǒng)是發(fā)展最早的一種動力制動系統(tǒng),其供能裝置和傳動裝置全部是氣壓式的。其控制裝置大多數(shù)是由制動踏板機構和制動閥等氣壓控制元件組成,也有的在踏板機構和制動閥之間還串聯(lián)有液壓式操縱傳動裝置。氣頂液制動系統(tǒng)的供能裝置、控制裝置與氣壓制動系統(tǒng)的相同,但其傳動裝置則包括氣壓式和液壓式兩部分。全液壓動力制動系統(tǒng)中,除制動踏板機構以外,其供能、控制和傳動裝置全是液壓式的。隨著汽車線控技術的發(fā)展,近年來又出現(xiàn)了以電動機驅(qū)動的液壓缸推動制動液實現(xiàn)車輪制動以及以電動機驅(qū)動傳動機構直接實現(xiàn)制動器制動的線控制動系統(tǒng)。25.1概述3.制動系統(tǒng)的類型(3)按制動能量的傳輸方式分類

按照制動能量的傳輸方式,制動系統(tǒng)又可分為機械式、液壓式、氣壓式、電磁式和電子機械式等。同時采用兩種以上能量傳輸方式的制動系統(tǒng),可稱為組合式制動系統(tǒng)。(4)按制動系統(tǒng)回路的數(shù)量分類傳動裝置采用單一的氣壓或液壓回路的制動系統(tǒng)為單回路制動系統(tǒng)。這種制動系統(tǒng)中,只要有一處損壞而漏氣(油),整個系統(tǒng)即失效。因此我國自1988年1月1日起,規(guī)定所有汽車必須采用雙回路制動系統(tǒng)。在雙回路制動系統(tǒng)中,所有行車制動器的氣壓或液壓管路分屬于兩個彼此隔絕的回路。這樣,即使其中一個回路失效,還能利用另一個回路獲得一定的制動力。第二節(jié)

制動器25.2制動器如前節(jié)所述,制動器是制動系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛運動或運動趨勢的力的部件,后一提法適用于駐車制動器。除了競賽汽車上才裝設的、通過張開活動翼板以增加空氣阻力的空氣動力緩速裝置以外,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,使后者的旋轉角速度降低,同時依靠車輪與路面的附著作用,產(chǎn)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作用產(chǎn)生制動力矩的制動器,都稱為摩擦制動器。除本章第七節(jié)所討論的各種緩速裝置以外,行車制動、駐車制動及第二(或應急)制動系統(tǒng)所用的制動器,幾乎都屬于摩擦制動器。目前,各類汽車所用的摩擦制動器可分為鼓式和盤式兩大類。前者摩擦副中的旋轉元件為制動鼓,其工作表面為圓柱面;后者的旋轉元件則為圓盤狀的制動盤,以端面為工作表面。旋轉元件固裝在車輪或半軸上,即制動力矩分別直接作用于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統(tǒng)的傳動軸上,其制動力矩需要經(jīng)過驅(qū)動橋再分配到兩側車輪上的制動器,則稱為中央制動器。車輪制動器一般用于行車制動,也有兼用于第二制動(或應急制動)和駐車制動的。中央制動器一般只用于駐車制動和緩速制動。25.2制動器鼓式制動器有內(nèi)張型和外束型兩種。前者的制動鼓以內(nèi)圓柱面為工作表面,在汽車上應用廣泛;后者制動鼓的工作表面則是外圓柱面,目前只有極少數(shù)汽車用作駐車制動器。內(nèi)張型鼓式制動器都采用帶摩擦片的制動蹄作為固定元件。位于制動鼓內(nèi)部的制動蹄在一端承受促動力時,可繞其另一端的支點向外旋轉,壓靠到制動鼓內(nèi)圓柱面上,產(chǎn)生摩擦力矩(制動力矩)。凡對蹄端加力使蹄轉動的裝置,統(tǒng)稱為制動蹄促動裝置。圖25-1所示的制動器以液壓制動輪缸作為制動蹄促動裝置,故稱為輪缸式制動器。此外,還有用凸輪促動裝置的凸輪式制動器和用楔促動裝置的楔式制動器等。一、鼓式制動器25.2制動器1.領蹄與從蹄對于簡圖25-2所示的鼓式制動器,設汽車前進時制動鼓旋轉方向如圖中箭頭所示(制動鼓正向旋轉),沿箭頭方向看去,制動蹄1的支承點在其前端,輪缸所施加的促動力作用于其后端,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4的支承點在后端,促動力作用于其前端,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。當汽車倒退行駛,即制動鼓反向旋轉時,領蹄1變成從蹄,而從蹄4則變成領蹄。輪缸式制動器制動時,領蹄1和從蹄4在相等的促動力FS的作用下,分別繞各自的支點2和3旋轉而緊壓在制動鼓5上。旋轉著的制動鼓即對兩制動蹄分別作用著微元法向反力的等效合力(以下簡稱法向反力)FN1和FN2,以及相應的微元切向反力(即微元摩擦力)的等效合力(以下簡稱切向反力)FT1和FT2。為解釋方便起見,假定這些力的作用點和方向如圖25-2所示,兩蹄上的這些力分別為各自的支點2和3的支點反力FS1和FS2所平衡。由圖可見,領蹄上的切向合力FT1所造成的繞支點2的力矩與促動力FS所造成的繞同一支點的力矩是同向的,所以力FT1的作用結果是使領蹄1在制動鼓上壓得更緊,即力FN1變得更大,從而力FT1也更大。這表明,領蹄具有“增勢”作用。與此相反,切向合力FT2則使從蹄4有放松制動鼓,即有使FN2和FT2本身減小的趨勢,故從蹄具有“減勢”作用。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器雖然領蹄和從蹄所受促動力相等,但制動鼓所受法向反力FN1和FN2卻不相等,且FN1>FN2,相應地FT1>FT2,故兩制動蹄對制動鼓所施加的制動力矩不相等。一般來說,領蹄制動力矩約為從蹄制動力矩的2~2.5倍。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器2.鼓式制動器分類鼓式制動器可以根據(jù)其領蹄與從蹄的數(shù)量及布置進行分類。(1)領從蹄式制動器圖25-2所示的制動器,前進制動時,制動蹄1為領蹄,制動蹄4為從蹄;倒車制動時,從蹄4變?yōu)轭I蹄,領蹄1變?yōu)閺奶?但整個制動器的制動效能還是同前進制動時一樣。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,稱為領從蹄式制動器。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器圖25-3所示的無駐車制動機構的領從蹄鼓式制動器,作為旋轉元件的制動鼓18固裝在車輪輪轂的凸緣上。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器作為固定部分零件裝配基體的制動底板3,用螺栓與后驅(qū)動橋殼半軸套管上的凸緣連接(前輪制動器的制動底板則應與前橋轉向節(jié)的凸緣連接)。用鋼板料焊接成T形截面的前、后兩制動蹄1和9,以其腹板下端的孔分別同兩支承銷11上的偏心軸頸做動配合。制動蹄的外圓面上,用埋頭鉚釘鉚接著摩擦片2。鉚釘頭頂端埋入深度約為新摩擦片厚度的一半。屬于液壓傳動裝置的制動輪缸19直接作為制動蹄促動裝置,也用螺釘裝在制動底板3上,因而在結構上它也成為制動器不可分割的組成部分。制動蹄腹板的上端松嵌入壓合在制動輪缸活塞5上的活塞頂塊6的直槽中。兩制動蹄由回位彈簧4和10拉攏,并以焊在腹板上的調(diào)整凸輪鎖銷8緊靠著裝在制動底板3上的調(diào)整凸輪7。制動蹄限位桿15借螺紋旋裝在制動底板3上,制動蹄限位彈簧14使制動蹄腹板緊靠著制動蹄限位桿15中部的臺肩,以防止制動蹄軸向竄動。制動時,前、后兩制動蹄在輪缸中液壓的作用下,各自繞其支承銷偏心軸頸的軸線向外旋轉,緊壓到制動鼓18上。解除制動時,撤除液壓,前、后兩制動蹄便在制動蹄回位彈簧4和10的作用下回位。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器圖25-4所示為一種用于后輪的帶駐車制動機構的領從蹄式后輪制動器。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器該結構中制動蹄采用了浮式支承。制動蹄的上、下支承面均加工成弧面,下端支靠在固定于制動底板1上的支承板8上。輪缸活塞通過支承塊對制動蹄的上端施加促動力。這種支承結構可使整個制動蹄沿支承平面有一定的浮動量,制動蹄可以自動定心,保證能夠與制動鼓全面接觸。該行車制動器可兼作駐車制動器,因此在制動器中還裝設了駐車制動機械促動裝置。駐車制動杠桿6上端用平頭銷2與后制動蹄7連接,其上部卡入駐車制動推桿5右端的切槽中作為中間支點,下端與拉繩連接。前、后制動蹄的腹板卡在駐車制動推桿5兩端的切槽中。駐車制動推桿外彈簧4左端鉤在駐車制動推桿5的左彎舌上,而右端鉤在后制動蹄7的腹板上,駐車制動推桿內(nèi)彈簧3的左端鉤在前制動蹄17的腹板上,而右端則鉤在駐車制動推桿5的右彎舌上。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器進行駐車制動時,需要將駕駛室中的手動駐車制動操縱桿拉到制動位置,經(jīng)一系列杠桿和拉繩傳動,將駐車制動杠桿6的下端向前拉,使之繞上端支點(平頭銷2)轉動。在轉動過程中,其中間支點推動制動推桿5左移,將前制動蹄17向左推向制動鼓;繼而制動杠桿6的上端右移,通過平頭銷使后制動蹄7上端靠向制動鼓,直到兩蹄都壓靠到制動鼓上,從而實現(xiàn)了駐車制動。解除制動時,應將駐車制動操縱桿推回到不制動位置,駐車制動杠桿6在回位彈簧(圖中未示出)作用下回位,同時制動蹄回位彈簧11將兩蹄拉攏。推桿內(nèi)、外彈簧3和4除可將兩蹄拉回到原始位置之外,還可以防止制動推桿在不工作時竄動,碰撞制動蹄而產(chǎn)生噪聲。這種使用車輪制動器的駐車制動系統(tǒng),也可用于應急制動。顯然,由于領蹄和從蹄所受法向反力不等,在兩蹄摩擦片工作面積相等的情況下,領蹄摩擦片上的單位壓力較大,因而磨損較嚴重。為了使領蹄和從蹄的摩擦片壽命相近,有些領從蹄式制動器的領蹄摩擦片設計得較大,但是這樣將使得兩蹄摩擦片不能互換,從而增加了零件種數(shù)和制造成本。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器(2)雙領蹄式制動器、雙向雙領蹄式制動器和雙從蹄式制動器這三種制動器示意圖如圖25-5所示。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2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,其示意圖如圖25-5a所示。圖25-6所示的雙領蹄式前輪制動器實例中,兩制動蹄各用一個單活塞式制動輪缸2促動,且兩套制動蹄、輪缸、支承銷和調(diào)整凸輪等在制動底板1上的布置是中心對稱的,以代替領從蹄式制動器中的軸對稱布置。兩個輪缸可借輪缸連接油管13連通,使其中油壓相等。這樣,在前進制動時兩蹄都是領蹄,制動器的效能得到提高。同時可以看出,當?shù)管囍苿訒r,兩蹄將都變成從蹄。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器可以設想,在倒車制動時,如果能使上述制動器的兩個制動蹄的支承點和促動力作用點互換位置,就可以得到與前進制動時相同的制動效能,這種制動器稱為雙向雙領蹄式制動器,其示意圖如圖25-5b所示。圖25-7所示為雙向雙領蹄式前輪制動器實例,制動底板3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,而且是既按軸對稱布置,又按中心對稱布置的。兩制動蹄的兩端都采用浮式支承,且支點的周向位置也是浮動的。在前進制動時,所有的輪缸活塞8都在液壓作用下向外移動,將兩制動蹄6和11壓靠到制動鼓1上。在制動鼓的摩擦力矩作用下,兩蹄都繞車輪中心O按箭頭所示的車輪旋轉方向轉動,將兩輪缸活塞外端的支座7推回,直到頂靠到輪缸端面為止。此時,兩輪缸的支座7成為制動蹄的支點,制動器的工作情況便同雙領蹄式制動器一樣。倒車制動時,摩擦力矩方向改變,使兩制動蹄繞車輪中心O按箭頭方向的反方向轉過一個角度,將可調(diào)支座10連同調(diào)整螺母9一起推回原位,于是兩個可調(diào)支座10便成為蹄的新支承點。這樣,兩個制動蹄仍然都是領蹄,其制動效能同前進制動時完全一樣。該制動器的摩擦片不用埋頭鉚釘鉚接,而用樹脂黏結劑與制動蹄粘結,其優(yōu)點是容許摩擦片有較大的磨損量,使用壽命增長;摩擦片工作表面上因無鉚釘孔,不會積聚磨屑,且增加了摩擦面積;該制動系統(tǒng)的另一特點是前、后輪制動器均采用雙領蹄式制動器,即每個制動器都有兩個輪缸,因而便于布置雙回路制動系統(tǒng)。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器左、右兩側車輪的雙領蹄式制動器若對調(diào)安裝,便都成為在制動鼓正向旋轉時兩蹄均為從蹄的雙從蹄式制動器,其示意圖如圖25-5c所示。當然,這只是說這兩種制動器的原則差異只在于固定元件與旋轉元件的相對運動方向不同,實際上無論是雙領蹄式還是雙從蹄式制動器,都必須有防止左、右制動器裝錯的結構措施。顯然,雙從蹄式制動器的前進制動效能低于雙領蹄式和領從蹄式制動器。但其效能對摩擦因數(shù)變化的敏感程度較小,即具有良好的制動效能穩(wěn)定性。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器(3)自增力式制動器1)單向自增力式制動器。其結構原理及制動蹄的受力情況如圖25-8所示。第一制動蹄1和第二制動蹄3的下端分別浮支在浮動頂桿2的兩端。制動器只在上方有一個支承銷5。不制動時,兩蹄上端均借各自的回位彈簧拉靠在支承銷上。制動鼓正向旋轉方向如箭頭所示。汽車前進制動時,單活塞式制動輪缸6只將促動力FS1加于第一蹄,使其上端離開支承銷,整個制動蹄繞頂桿左端支承點旋轉,并壓靠在制動鼓4上。顯然,第一蹄是領蹄,并且在促動力FS1、法向合力FN1、切向(摩擦)合力FT1和沿頂桿軸線方向的支反力FS3的作用下處于平衡狀態(tài)。由于頂桿2是浮動的,自然成為第二蹄的促動裝置,將與力FS3大小相等、方向相反的促動力FS2施加于第二蹄的下端,故第二蹄也是領蹄。因為頂桿是完全浮動的,不受制動底板約束,所以作用在第一蹄上的促動力和摩擦力不會像一般領蹄那樣完全被制動鼓的法向反力和固定于制動底板上的支承件反力所抵消,而是通過頂桿傳到第二蹄上,形成第二蹄促動力FS2。由于制動鼓對第一蹄的摩擦增勢作用使得FS2大于FS1,而且力FS2對第二蹄支承點的力臂也大于力FS1對第一蹄支承點的力臂,因此第二蹄的制動力矩必然大于第一蹄的制動力矩。由此可見,在制動鼓尺寸和摩擦因數(shù)相同的條件下,這種制動器的前進制動效能不僅高于領從蹄式制動器,而且也高于兩蹄呈中心對稱布置的雙領蹄式制動器。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器倒車制動時,第一蹄上端壓靠支承銷不動。此時,第一蹄雖然仍是領蹄,且促動力FS1仍與前進制動時的相等,但其力臂卻大為減小,因而第一蹄此時的制動效能比一般領蹄的要低得多;第二蹄則因未受到促動力而不起制動作用。因此,整個制動器這時的制動效能甚至比雙從蹄式制動器的效能還低。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器2)雙向自增力式制動器。其結構原理如圖25-9所示。其特點是制動鼓正向和反向旋轉時均能借蹄鼓摩擦起自增力作用。它的結構不同于單向自增力式之處,主要是采用雙活塞式輪缸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,后制動蹄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F'S,且F'S>FS?？紤]到汽車前進制動的機會遠多于倒車制動,且前進制動時制動器工作負荷也遠大于倒車制動,故后制動蹄3的摩擦片面積做得較大。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器圖25-10所示為一種雙向自增力式制動器實例,該制動器為后輪制動器,還加裝了機械促動裝置兼充駐車制動器。因為前進制動和倒車制動的效能一致,所以雙向自增力式制動器更為優(yōu)越。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器3.不同鼓式制動器的特點以上介紹的各種鼓式制動器各有利弊。就制動效能而言,在基本結構參數(shù)和輪缸工作壓力相同的條件下,自增力式制動器由于對摩擦助勢作用利用得最為充分而居于首位,以下依次為雙領蹄式、領從蹄式、雙從蹄式。但蹄鼓之間的摩擦因數(shù)是一個不穩(wěn)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(xiàn)象等)的不同,可在很大范圍內(nèi)變化。自增力式制動器的效能對摩擦因數(shù)的依賴性最大,因而其效能的穩(wěn)定性最差。此外,在制動過程中,自增力式制動器的制動力矩在某些情況下增長得過于急速。雙向自增力式制動器多用于轎車后輪,原因之一是便于兼作駐車制動器(參看圖25-10)。單向自增力式制動器只用于中、輕型汽車的前輪,因為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(wěn)定性,曾經(jīng)有少數(shù)高級轎車為了保證制動可靠性而采用此制動器,但隨著盤式制動器的發(fā)展和應用,現(xiàn)在汽車上已經(jīng)沒有應用雙從蹄式制動器的實例了。雙領蹄式、雙向雙領蹄式和雙從蹄式等具有兩個輪缸的制動器,最宜布置雙回路制動系統(tǒng)。領從蹄式制動器發(fā)展較早,其效能及效能穩(wěn)定性均居中游,且有結構較簡單等優(yōu)點,故目前仍相當廣泛地用于各種汽車。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器4.輪缸式制動器間隙的調(diào)整制動蹄在不工作的原始位置時,其摩擦片與制動鼓之間應保持合適的間隙。其設定值由汽車制造廠規(guī)定,一般在0.25~0.5mm之間。任何制動器摩擦副中的這一間隙(以下簡稱制動器間隙)如果過小,就不易保證徹底解除制動,造成摩擦副的拖磨;過大又將使制動踏板行程太長,以致駕駛人操作不便,同時也會推遲制動器開始起作用的時刻。但是在制動器工作過程中,摩擦片的不斷磨損必將導致制動器間隙逐漸增大。嚴重時,即使將制動踏板踩到極限位置,也產(chǎn)生不了足夠的制動力矩。因此,要求任何形式的制動器在結構上必須保證能夠檢查和調(diào)整其間隙。制動器間隙的調(diào)整有手動調(diào)整和自動調(diào)整兩種方法。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器(1)手動調(diào)整裝置一般在制動鼓腹板外邊開有一個檢查孔,以便用塞尺檢查摩擦片與制動鼓之間的間隙(制動器間隙)是否符合規(guī)定值,否則要用下列方法進行調(diào)整:1)轉動調(diào)整凸輪和帶偏心軸頸的支承銷。例如,圖25-3所示制動器中,若發(fā)現(xiàn)制動器間隙已增大到使制動器效能明顯降低時,可按箭頭所示方向轉動調(diào)整凸輪7(圖25-3),進行局部調(diào)整。這樣,沿摩擦片周向各處的間隙即減小。當制動鼓磨損到一定程度時,需要重新加工修整其內(nèi)圓柱面。在進行修理作業(yè)后重新裝配制動器時,為保證蹄鼓的正確接觸狀態(tài)和間隙值,應當全面調(diào)整制動器間隙。全面調(diào)整除靠轉動調(diào)整凸輪外,還要轉動制動蹄下端的支承銷。從圖25-3的C—C剖面可以看出,支承制動蹄的支承銷11的軸頸是偏心的。支承銷的尾端伸出制動底板外,并銑切出矩形截面,以便用扳手夾持使之轉動。將支承銷按D向視圖箭頭方向轉動,各處(特別是制動蹄下端處)的間隙即減小。2)轉動調(diào)整螺母。有些制動器輪缸兩端的端蓋制成調(diào)整螺母,如圖25-11所示。用一字旋具5撥動調(diào)整螺母1的齒槽4,使螺母轉動,帶動螺桿的可調(diào)支座3向內(nèi)或向外做軸向移動,可使制動蹄上端靠近或遠離制動鼓,則制動器間隙便減小或增大。間隙調(diào)整好以后,用鎖片插入調(diào)整螺母的齒槽中(參看圖25-7中的C—C剖面),使螺母的角位置固定。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器3)調(diào)整可調(diào)頂桿長度。在自增力式制動器中,兩制動蹄下端支承在可調(diào)頂桿上,其間隙調(diào)整的結構及工作原理圖如圖25-12所示?？烧{(diào)頂桿由頂桿體3、調(diào)整螺釘1和頂桿套2組成。頂桿套一端具有帶齒的凸緣,套內(nèi)制有螺紋,調(diào)整螺釘借螺紋旋入頂桿套內(nèi);頂桿套與頂桿體做間隙配合。當撥動頂桿套帶齒的凸緣,可使調(diào)整螺釘沿軸向移動,改變可調(diào)頂桿的總長度,從而調(diào)整了制動器間隙。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器(2)自動調(diào)整裝置制動器間隙調(diào)整是汽車保養(yǎng)和修理作業(yè)中必不可少的重要作業(yè)項目。為了減少保修工作量,制動器間隙的自動調(diào)整裝置(以下簡稱間隙自調(diào)裝置)在20世紀70年代以后得到迅速發(fā)展。其結構形式有如下幾種。1)摩擦限位式間隙自調(diào)裝置。圖25-13所示為一種摩擦限位式間隙自調(diào)裝置。用以限定不制動時制動蹄內(nèi)極限位置的摩擦限位環(huán)2裝在輪缸活塞3內(nèi)端的環(huán)槽中(圖25-13a)或借矩形斷面螺紋旋裝在活塞內(nèi)端(圖25-13b)。摩擦限位環(huán)是一個有切口的彈性金屬環(huán),壓裝入輪缸后與缸壁之間的摩擦力可達400~550N。活塞上的環(huán)槽或螺旋槽的寬度B大于摩擦限位環(huán)厚度b,活塞相對于摩擦限位環(huán)的最大軸向位移量即為兩者之間的間隙Δ=B-b。間隙Δ應等于在制動器間隙為設定的標準值時,施行完全制動所需的輪缸活塞行程。不制動時,制動蹄回位彈簧只能將制動蹄向內(nèi)拉到輪缸活塞與摩擦限位環(huán)外端面接觸為止,因為回位彈簧的拉力遠遠不足以克服摩擦限位環(huán)與缸壁間的摩擦力。此時如圖25-13所示,間隙Δ存在于活塞與摩擦限位環(huán)內(nèi)端面之間。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器制動時,輪缸活塞外移。若制動器間隙正好等于設定值,則當活塞移動到與摩擦限位環(huán)內(nèi)端面接觸(即間隙Δ消失)時,制動器間隙應已消失,并且蹄鼓已壓緊到足以產(chǎn)生最大制動力矩的程度。若制動器間隙由于種種原因增大到超過設定值,則活塞外移到Δ=0時仍不能實現(xiàn)完全制動。但只要輪缸液壓達到0.8~1.1MPa,即能將活塞連同摩擦限位環(huán)繼續(xù)推出,直到實現(xiàn)完全制動。這樣,在解除制動時,活塞隨制動蹄向后移動到與處于新位置的摩擦限位環(huán)接觸為止,即制動器間隙恢復到設定值。由此可見,正是摩擦限位環(huán)與缸壁之間這一不可逆轉的軸向相對位移,補償了制動器的過量間隙,這也是一切摩擦限位式間隙自調(diào)裝置的共同原理。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器摩擦限位式間隙自調(diào)裝置也可以裝在制動蹄上,如圖25-14所示。套筒3穿過制動蹄腹板4的長圓孔,并借被彈簧5壓緊的兩個摩擦限位片1保持其與制動蹄腹板4的相對位置,其內(nèi)孔又套在固定于制動底板6上的具有球頭的限位銷2上。套筒與限位銷球頭間的間隙Δ限定了套筒及制動蹄相對于限位銷的位移量,從而限定了制動器的設定間隙。當制動器內(nèi)存在著過量間隙時,作用在制動蹄上的促動力可以使制動蹄克服腹板與摩擦限位片之間的摩擦力,相對于套筒及限位銷繼續(xù)壓向制動鼓,以實現(xiàn)完全制動。撤除促動力后,套筒回到圖示原始位置,但制動蹄卻不可能再回到制動前的位置,因為借以抵消過量間隙的蹄與套筒間的相對位移是不可逆轉的。這意味著制動器間隙已恢復到設定值。具有摩擦限位式間隙自調(diào)裝置的制動器,在裝配時不需要調(diào)校間隙,只要在安裝到汽車上以后,經(jīng)過一次完全制動,即可以自動調(diào)整間隙到設定值。因此,這種自調(diào)裝置屬于一次調(diào)準式。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器2)楔塊式間隙自調(diào)裝置。圖25-4所示后輪制動器即采用了楔塊式間隙自調(diào)裝置,前、后制動蹄17和7在駐車制動推桿5及其內(nèi)、外彈簧3、4的作用下向內(nèi)拉攏。制動推桿兩端開有缺口,左端缺口中的楔形調(diào)節(jié)塊20左側齒形面靠著固定在前制動蹄17腹板上的楔形支承19上,右側齒形面壓在制動推桿5左端缺口的端面上。在彈簧3的作用下,制動推桿緊緊壓住楔形調(diào)節(jié)塊和楔形支承,它們之間沒有間隙。制動推桿右端缺口的頭部有一凸耳(圖25-15),它與駐車制動杠桿6的外側面之間有一個設定間隙S。彈簧4使制動杠桿6與制動推桿右端缺口端面緊貼在一起。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器在行車制動時,輪缸活塞推動制動蹄7和17繞各自的支點轉動。由于內(nèi)彈簧3的剛度很大,在正常制動器間隙下制動時不被拉伸,所以推桿5始終壓住楔形調(diào)節(jié)塊20和前制動蹄17一起向左運動,靠到制動鼓上;同時制動杠桿6的上端隨著后制動蹄7向后移動,杠桿6與推桿5的凸耳距離越來越小。如果制動器間隙不超過設定值制動時,杠桿6不會與推桿凸耳接觸。當制動蹄磨損、制動器間隙過大而進行行車制動時,杠桿6與推桿5的凸耳接觸并克服彈簧3的拉力將推桿向右移動,這樣推桿與楔形塊之間就產(chǎn)生了間隙,在彈簧12的作用下,楔形塊向下移動,補償這個間隙。解除制動時,由于楔形塊下行填補了過量制動器間隙,使支承在兩制動蹄腹板之間的制動推桿的有效長度變大,因此兩制動蹄已不可能恢復到制動前的位置,于是過大的制動器間隙便得到了補償,恢復到初始的設定值,從而實現(xiàn)了制動器間隙的自動調(diào)整。這種制動器間隙自調(diào)裝置也屬一次調(diào)準式。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器制動器中的過量間隙并不完全是由于摩擦副磨損所致,還有一部分是由于制動鼓熱膨脹使直徑增大所致。此外,鼓和蹄的彈性變形也會使制動時所需的活塞行程增大。因此,在確定冷態(tài)制動器間隙自調(diào)裝置中的間隙Δ時,就要盡量將可能產(chǎn)生的制動蹄和制動鼓的彈性變形和熱變形考慮在內(nèi)。但是,為了不使制動踏板行程增加過多,確定Δ值時并沒有計入上述種種變形的最大值。因此,當出現(xiàn)過大的上述各項變形時,一次調(diào)準式自調(diào)裝置將不加區(qū)別地一律隨時加以補償,造成“調(diào)整過頭”。這樣,當制動器恢復到冷態(tài)時,即使完全放松制動踏板,制動器的摩擦副也不會完全脫離接觸,而是發(fā)生“拖磨”甚至“抱死”,因為自調(diào)裝置只能將間隙調(diào)小而不能調(diào)大。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器3)階躍式間隙自調(diào)裝置。為了避免“調(diào)整過頭”,許多制動器采用了階躍式間隙自調(diào)裝置。這樣的制動器在裝車后要進行多次(可能達20次以上)制動動作,才能消除所積累的過量間隙。圖25-10所示的制動器安裝了階躍式間隙自調(diào)裝置,它只在若干次倒車制動后方起調(diào)整作用。自調(diào)裝置中包括用以撥轉調(diào)整螺釘13的自調(diào)撥板11、自調(diào)拉繩6及其導向板5、自調(diào)拉繩彈簧9及其彈簧支架8。自調(diào)拉繩6的上端通過自調(diào)拉繩吊環(huán)19(見E—E剖視圖)固定在制動蹄支承銷上,下端與彈簧支架8相連,中部支靠著自調(diào)拉繩導向板5的弧面。導向板以其中央孔的圓筒狀卷邊(高約3mm)插入前制動蹄7的孔中,形成其自由轉動的支點。彈簧支架8經(jīng)自調(diào)拉繩彈簧9與自調(diào)撥板11連接。自調(diào)撥板11以其右臂端部的切口支在前制動蹄的銷釘上,可繞此銷釘轉動。撥板的自由端向上運動時,可以插入調(diào)整螺釘13的凸緣棘齒間(參看F—F剖視圖)。不進行倒車制動時,自調(diào)撥板在回位彈簧10的作用下,保持在最下面的平衡位置。此時,撥板與調(diào)整螺釘?shù)募X完全脫離。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器倒車制動時,前制動蹄7的上端離開支承銷,整個制動蹄壓靠到制動鼓上,并在摩擦力作用下,隨制動鼓順時針(從圖上看,下同)轉過一個角度。在前蹄(連同導向板和撥板的銷軸)相對于支承銷運動的過程中,套在支承銷上的自調(diào)拉繩吊環(huán)19被拉離前蹄,支架8上端也被向上拉(此時導向板也在拉繩摩擦力作用下逆時針轉動,使拉繩不致磨損),并通過自調(diào)拉繩彈簧9將撥板的自由端向上拉起。這一系列零件的位移量取決于當時制動器實際間隙的大小。如果間隙還保持著設定值或增大很少,則自調(diào)撥板自由端向上的位移量不足以使之嵌入調(diào)整螺釘?shù)募X間。只有在制動器過量間隙增大到一定值時,撥板方能嵌入棘齒間。解除倒車制動時,制動蹄回位,自調(diào)撥板被回位彈簧10按回到下平衡位置,同時將調(diào)整螺釘撥過相應于一個棘齒距的角度。若棘齒數(shù)為z,螺距為P,則調(diào)整螺釘被撥轉角度為1/z周,相應地從可調(diào)頂桿體14中旋出的距離為P/z。于是,經(jīng)過多次制動動作后,所累積的制動器過量間隙被完全消除。前進制動時,該自調(diào)裝置完全不起作用。采用只有在倒車制動時才可能起調(diào)整作用的間隙自調(diào)裝置,將大大減少調(diào)整過頭的可能性,因為倒車制動的機會本來很少,且進行倒車制動的時機未必正好是制動鼓受熱嚴重的時候。應當指出:制動器工作時,摩擦所產(chǎn)生的熱絕大部分傳給了制動鼓,使其溫度升高。前已述及,制動鼓升溫后將膨脹而使制動器間隙增大,制動效能降低。為了減少溫升,應當使制動鼓有較大的熱容量,因此制動鼓都具有足夠大的質(zhì)量。有些汽車的制動鼓外表面還鑄有若干肋片,以增加散熱面積和剛度。一、鼓式制動器(一)輪缸式制動器25.2制動器1.凸輪式制動器目前,汽車的氣壓制動系統(tǒng)中廣泛采用凸輪促動的車輪制動器,而且大都設計成領從蹄式。凸輪促動的雙向自增力式制動器只宜用作中央制動器。圖25-16所示為一種凸輪式前輪制動器。制動蹄2是可鍛鑄鐵的,不制動時由回位彈簧3拉靠在制動凸輪軸4的凸輪上。制動凸輪軸通過支座10固定在制動底板7上,其尾部外花鍵插入制動調(diào)整臂5的內(nèi)花鍵中。制動時,制動調(diào)整臂在制動氣室6的推動下,帶動制動凸輪軸轉動,推動兩制動蹄壓靠在制動鼓8上。一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器一般中型貨車的凸輪式車輪制動器的間隙,可以根據(jù)需要進行局部或全面調(diào)整。局部調(diào)整只是利用制動調(diào)整臂來改變制動凸輪軸的原始角位置。制動調(diào)整臂的結構如圖25-17所示,在制動調(diào)整臂體6和兩側的蓋8所包圍的空腔內(nèi)裝有調(diào)整蝸輪2和調(diào)整蝸桿7。單線的調(diào)整蝸桿借細花鍵套裝在蝸桿軸4上,調(diào)整蝸輪以內(nèi)花鍵與制動凸輪軸的外花鍵相接合。轉動蝸桿,即可在制動調(diào)整臂與制動氣室推桿10的位置不變的情況下,通過蝸輪使制動凸輪軸轉過一定角度,從而改變制動凸輪的原始角位置。在圖25-17a中,蝸桿軸一端的軸頸上沿周向有六個均布的凹坑。當蝸桿每轉到有一個凹坑對準位于制動調(diào)整臂體內(nèi)的鎖止球3時,鎖止球便在彈簧作用下嵌入凹坑,使蝸桿軸角位置保持不變。在圖25-17b中,鎖止套11左端的六角孔與蝸桿軸4左端的六角頭相配合,鎖止螺釘12固定了它們的周向位置。調(diào)整間隙時,將鎖止套按入制動調(diào)整臂體的孔中,即可轉動調(diào)整蝸桿。調(diào)整后放開鎖止套,彈簧5即將鎖止套推回與蝸桿六角頭接合的左極限位置,蝸桿軸與制動調(diào)整臂的相對位置又被固定。后一種鎖止裝置更為可靠。進行全面調(diào)整時,還應同時轉動帶偏心軸頸的支承銷(如圖25-16中的9)。該型汽車制動器間隙標準值,靠近支承銷的一端為0.25~0.40mm,靠近制動凸輪的一端為0.40~0.55mm。一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器有一些制動器的制動凸輪與制動蹄之間采用滾輪傳動,借以提高機械效率。制動鼓外表面可以鑄出軸向肋片,有助于散熱和提高剛度。一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器2.楔式制動器楔式制動器中兩蹄的布置可以是領從蹄式,也可以是雙向雙領蹄式。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。圖25-18所示為一種重型自卸汽車前輪的雙向雙領蹄楔式制動器(圖中A—A和B—B剖視圖是經(jīng)過放大的)。從B—B剖視圖可以看出楔式促動裝置和間隙自調(diào)裝置的結構。一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器兩制動蹄端部的圓弧面分別浮支在柱塞3和調(diào)整柱塞(實際上是柱塞組件)6的外端面直槽底面上。柱塞3和6的內(nèi)端面都是斜面,與支于隔離架5兩邊槽內(nèi)的滾輪4接觸。制動時,輪缸活塞15在液壓作用下推動制動楔13向內(nèi)移動。后者又使兩滾輪一面沿柱塞斜面向內(nèi)滾動,一面推動柱塞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19的作用下各自回位。導向銷1和導向棘爪銷10用以防止兩柱塞轉動。為實現(xiàn)制動器間隙自動調(diào)整,將柱塞6設計成杯狀,其內(nèi)圓柱面與調(diào)整螺母8做間隙配合。調(diào)整螺母內(nèi)旋入具有帶齒凸緣的調(diào)整螺釘9。調(diào)整螺母8同時又是一個斜齒圓柱齒輪(本例中齒輪的螺旋角為30°),其齒廓是鋸齒形。導向棘爪銷的內(nèi)端面也加工出棘齒,可在彈簧11作用下與調(diào)整螺母外圓柱面的齒保持嚙合。一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器由調(diào)整螺母8、調(diào)整螺釘9及導向棘爪銷10組成的間隙自調(diào)裝置是階躍式的,其工作過程如圖25-19所示。制動器實際間隙等于設定間隙時,各有關零件的相對位置如圖25-19a所示。此時,導向棘爪銷10限定了調(diào)整螺釘9的內(nèi)極限位置A。制動時,調(diào)整螺母連同調(diào)整螺釘被調(diào)整柱塞6推出(圖25-19b),同時導向棘爪銷被頂入其導向孔內(nèi)。與制動器設定間隙相應的調(diào)整螺母行程Δ,應小于調(diào)整螺母外齒輪的軸向齒距pa。制動器間隙等于或略大于設定值時,自調(diào)裝置并不起調(diào)整作用。只有在摩擦片磨損所造成的柱塞過量行程達到pa-Δ的情況下施行制動時,導向棘爪銷方能在錯過一齒的情況下重新與調(diào)整螺母外齒輪進入嚙合(圖25-19c)。解除制動時,導向棘爪銷的限位作用使得調(diào)整螺母不能軸向平移回位。這時制動蹄回位彈簧的作用力通過調(diào)整螺釘使調(diào)整螺母相對于棘爪銷和調(diào)整螺釘轉動1/z周(z為調(diào)整螺母外齒輪的實際齒數(shù)),并帶動調(diào)整柱塞回位(圖25-19d)。與此同時,不能轉動的調(diào)整螺釘便相對于調(diào)整螺母向外伸出一定距離P'/z(P'為調(diào)整螺釘?shù)穆菥?。只要設計得使P'/z=pa-Δ,制動器間隙便可一舉恢復到設定值。一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器一、鼓式制動器(二)凸輪式制動器和楔式制動器25.2制動器1.等促動力式制動器與等位移式制動器圖25-3所示的輪缸式制動器和圖25-16所示的凸輪式制動器結構實例中都有一個領蹄和一個從蹄,但二者的受力情況存在顯著差異。輪缸驅(qū)動的領從蹄式制動器(圖25-3),兩個活塞都可在輪缸內(nèi)軸向浮動,且二者直徑相同。因此,制動時兩個活塞對兩個制動蹄所施加的促動力永遠是相等的。故凡兩蹄所受促動力相等的領從蹄制動器都可稱為等促動力制動器,這種制動器的領蹄可以獲得比從蹄更大的制動力矩。而以凸輪驅(qū)動的領從蹄式制動器(圖25-16),由于凸輪輪廓的中心對稱性,以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。故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。等位移式制動器兩蹄摩擦片的相應點與制動鼓間的間隙如果已調(diào)整到完全一致,則制動時兩蹄對鼓的壓緊程度相同,從而所產(chǎn)生的制動力矩也必然相等。但是,制動鼓對蹄的摩擦使得領蹄端部試圖離開制動凸輪,同時又使從蹄端部更加靠緊制動凸輪。這就是說,凸輪對從蹄的促動力大于對領蹄的促動力。因此,雖然領蹄有增勢作用,從蹄有減勢作用,但就等位移制動器而言,正是這一差別造成了制動效能高的領蹄的促動力小于制動效能低的從蹄的促動力,從而使得兩蹄制動力矩相等。一、鼓式制動器(三)鼓式制動器的受力25.2制動器此外,圖25-16所示的制動凸輪工作表面輪廓是中心對稱的兩段偏心圓弧。這種凸輪的促動力對凸輪中心的力臂是隨凸輪轉角的變化而變化的,因而即使輸入制動凸輪軸的轉矩不變,凸輪對蹄的促動力也會隨凸輪轉角的變化而變化。在一些凸輪式制動器中,采用了漸開線輪廓的S形制動凸輪。S形凸輪的特點是促動力對凸輪中心的力臂為一定值(等于基圓半徑的1/2),與凸輪轉角無關,故不論制動器間隙和制動蹄摩擦片磨損程度如何,凸輪對蹄端的促動力始終不變。但這種凸輪輪廓在加工工藝上比較復雜。若促動裝置中的凸輪可在導向槽中自由滑動(圖25-20),則此制動器兩蹄所受的促動力相等,是一種等促動力式制動器,與輪缸促動的領從蹄式制動器相同,其領蹄的制動效能要遠高于從蹄。一、鼓式制動器(三)鼓式制動器的受力25.2制動器一、鼓式制動器(三)鼓式制動器的受力25.2制動器2.平衡式制動器與非平衡式制動器從制動鼓的受力情況來看,若兩個制動蹄的布置是中心對稱的,且間隙調(diào)整正確,則制動鼓受兩個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,這樣的制動器稱為平衡式制動器。若兩個制動蹄的布置不呈中心對稱,則制動鼓所受到的來自兩蹄的法向力無法平衡,因此兩法向力的合力只能由車輪的輪轂軸承的反力來平衡,這就對輪轂軸承造成了附加徑向載荷,使其壽命縮短,這樣的制動器被稱為非平衡式制動器。輪缸式制動器中,雙領蹄、雙向雙領蹄、雙從蹄式制動器的固定元件布置都是中心對稱的,因此都屬于平衡式制動器;以輪缸驅(qū)動的領從蹄式制動器和自增力式制動器都屬于非平衡式制動器。需要指出,以凸輪驅(qū)動的等位移式制動器由于結構上不是中心對稱,兩蹄作用于制動鼓的微元法向力的等效合力雖然大小相等,但卻不在一直線上,也無法相互平衡,故也為非平衡式制動器。一、鼓式制動器(三)鼓式制動器的受力25.2制動器

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,此圓盤稱為制動盤。其固定元件則有多種結構形式,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,但其制動盤的全部工作面可同時與摩擦片接觸,故該類制動器稱為全盤式制動器。鉗盤式制動器過去只用作中央制動器,目前已越來越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(shù)汽車(主要是重型汽車)用作車輪制動器,個別情況下還可作為緩速器。二、盤式制動器25.2制動器鉗盤式制動器又可分為固定鉗盤式(圖25-21a)和浮鉗盤式(圖25-21b、c)兩類。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器1.固定鉗盤式制動器固定鉗盤式制動器的制動鉗固定安裝在車橋上,既不能旋轉,也不能沿制動盤軸線方向移動,因而必須在制動盤兩側的鉗體中都裝設制動塊促動裝置(如液壓缸),以便分別將兩側的制動塊壓向制動盤。圖25-22所示為一種前輪固定鉗盤式制動器在前橋上的安裝情況。制動盤3用五個螺釘2固定在前輪轂1上;制動鉗8則用兩個螺釘9固定在前橋轉向節(jié)5上(見A—A剖視圖)。在轉向節(jié)凸緣上還借四個螺栓10固定著用鋼板沖壓制成的制動器護罩4。護罩又焊有加強盤7及制動油管支架6。調(diào)整墊片11用以調(diào)整制動鉗的支足部分與制動盤的距離L,使其不小于一定值。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器制動鉗的構造如圖25-23所示。制動鉗體由內(nèi)側鉗體1和外側鉗體2借螺釘19連接而成。制動盤21伸入制動鉗的兩個制動塊3之間。制動塊由摩擦塊23和鋼質(zhì)背板22鉚合并粘結而成,通過兩個導向銷15懸裝在鉗體上,并可沿導向銷移動。內(nèi)外兩側鉗體1和2實際上各為一個液壓缸缸體,其中各有一個活塞4。液壓缸壁上有梯形截面的環(huán)槽,其中嵌入矩形截面的活塞密封圈8。將制動鉗安裝到汽車上時,需將進油口防污螺塞18取下,再將油管接頭旋入進油口,并使之壓緊在進油口墊塞17上。內(nèi)、外側鉗體的前部有油道將兩側液壓缸接通。內(nèi)側液壓缸的油道中裝有放氣閥13。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器制動時,制動液被壓入內(nèi)、外兩側液壓缸中。兩活塞4在液壓作用下移向制動盤,并通過墊圈5和壓圈6將制動塊壓靠到制動盤上。在活塞移動過程中,橡膠密封圈8的刃邊在摩擦作用下隨活塞移動,使密封圈產(chǎn)生彈性變形。對應于極限摩擦力的密封圈極限變形量Δ,應等于制動器間隙為設定值時完全制動所需的活塞行程(圖25-24a)。解除制動時,活塞連同墊圈5和壓圈6在密封圈8的彈力作用下退回,直到密封圈變形完全消失為止(圖25-24b)。此時,摩擦塊與制動盤之間的間隙(制動器間隙)即為設定間隙(在本例中為0.1mm左右)。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器若制動器存在過量間隙,則制動時活塞密封圈的變形量達到極限值Δ以后,活塞仍可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力繼續(xù)向前移動,直到實現(xiàn)完全制動為止。這時活塞相對于密封圈的刃邊向前移動了一段距離。解除制動后,活塞密封圈將活塞拉回的距離仍然等于Δ,制動器間隙又恢復到設定值。由此可見,活塞密封圈能兼起活塞回位彈簧和一次調(diào)準式間隙自調(diào)裝置的作用。液壓缸活塞與制動塊之間通過消聲片11、壓圈6和粉末冶金活塞墊圈5來傳力,可以減輕制動時發(fā)生的噪聲。一些質(zhì)量較大的車輛為了增大制動力,會采用多個輪缸的固定鉗盤式制動器,在制動盤的內(nèi)外側各有兩個甚至三個液壓缸。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器固定鉗盤式制動器中液壓缸的結構與制造工藝都與一般的制動輪缸相近,故在20世紀50年代中期盤式制動器問世時即采用了這種結構,直到60年代末仍然盛行。但是這種制動器存在以下缺點:1)液壓缸較多,使制動鉗結構復雜。2)液壓缸分置于制動盤兩側,必須用跨越制動盤的鉗內(nèi)油道或外部油管來連通。這必然使得制動鉗的尺寸過大,難以安裝在現(xiàn)代轎車的輪輞內(nèi)。3)熱負荷大時,液壓缸(特別是外側液壓缸)和跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化。4)若要兼用于駐車制動,則必須加裝一個機械促動的駐車制動鉗。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器這些缺點使得固定鉗盤式制動器難以適應現(xiàn)代汽車的使用要求,故自20世紀70年代以來,浮鉗盤式制動器的應用越來越廣泛。但是,由于盤式制動器效能低,在汽車這些缺點使得固定鉗盤式制動器難以適應現(xiàn)代汽車的使用要求,故自20世紀70年代以來,浮鉗盤式制動器的應用越來越廣泛。但是,由于盤式制動器效能低,在汽車二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器2.浮鉗盤式制動器浮鉗盤式制動器的制動鉗一般設計得可以相對制動盤軸向滑動。它只在制動盤的內(nèi)側設置液壓缸,外側的制動塊附裝在鉗體上。其工作原理如圖25-25所示,制動鉗支架3固定在轉向節(jié)上,制動鉗體1可沿導向銷2相對于支架3軸向滑動。制動時,活塞8在液壓力p1的作用下,將活動制動塊6(帶摩擦塊磨損報警裝置)推向制動盤4。與此同時,作用在制動鉗體1上的反向液壓力p2推動鉗體沿導向銷2向右移動,使固定在制動鉗體上的固定制動塊5壓靠到制動盤上。于是,制動盤兩側的摩擦塊在p1和p2的作用下夾緊制動盤,在制動盤上產(chǎn)生與運動方向相反的制動力矩,促使汽車制動。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器圖25-26所示為一種前輪浮鉗盤式制動器的構造圖。制動鉗支架5固定在轉向節(jié)上,制動鉗體1用緊固螺栓2與制動鉗導向銷3連接,導向銷插入制動鉗支架的孔中做間隙配合,于是制動鉗體可沿導向銷做軸向滑動。制動盤6內(nèi)側的制動塊10和外側的制動塊7用止動彈簧(圖中未示出)卡在制動鉗支架5上(兩制動塊中的摩擦塊用半金屬摩擦材料制成),可以軸向移動但不能上下竄動。制動鉗只在制動盤內(nèi)側有液壓缸。制動時,內(nèi)制動塊在液壓作用下由活塞12推靠到制動盤6上,同時制動鉗體在反向液壓力作用下向內(nèi)移動,將附裝在制動鉗支架中的外制動塊也推靠到制動盤6上?；钊系南鹉z密封圈11在制動時變形,解除制動時便恢復原狀,使活塞回位,同時止動彈簧使制動塊回位。若制動器產(chǎn)生了過量間隙,則活塞將相對于密封圈滑移,從而實現(xiàn)間隙的自動調(diào)整。當內(nèi)摩擦塊磨損到許用的最小厚度時,報警開關16便接通電路對駕駛人發(fā)出報警信號。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器與固定鉗盤式制動器相比,浮鉗盤式制動器的單側液壓缸結構不需要跨越制動盤的油道,因此不僅軸向和徑向尺寸較小,有可能布置得更接近車輪輪轂,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當駐車制動器的情況下,不用加設駐車制動鉗。用于汽車后輪的浮鉗式盤式制動器所加裝的駐車制動裝置有兩類,一類在制動盤中安裝機械驅(qū)動的鼓式制動器作為駐車制動器,被稱為盤中鼓式(DraminHat,DIH);另一類在行車制動鉗液壓缸處加裝用以推動液壓缸活塞的駐車制動機構,有凸輪杠桿式和球盤式(BallinRamp,BIR)兩大類。其中,BIR式結構緊湊,可以實現(xiàn)較大的駐車制動力,且容易集成電子駐車制動機構,是當前浮鉗盤式制動器駐車制動機構的主流結構。圖25-27所示為一種典型的浮鉗盤式制動器的BIR式駐車制動機構。行車制動過程與普通浮鉗盤式制動器相同,活塞和鉗體在高壓制動液推動下,使兩側摩擦片壓緊制動盤;松開制動踏板后,管路中壓力消失,活塞通過與缸體之間的密封圈回位。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器駐車制動時,制動鉗1外部的駐車拉索拉動駐車制動搖臂3,搖臂3通過花鍵帶動駐車制動驅(qū)動桿2一起轉動。在制動鉗內(nèi)部,驅(qū)動桿另一端的圓盤上朝向活塞缸底部一面加工有三段斜坡滾道,固定斜盤4通過定位銷固定在活塞缸底部,朝向驅(qū)動桿端部分的圓盤一面也加工有三段斜坡滾道,驅(qū)動桿2和固定斜盤4的斜坡滾道之間放置有三個鋼球5,驅(qū)動桿2、固定斜盤4、鋼球5三者形成滾珠坡道結構,如圖25-28所示,駐車制動搖臂帶動驅(qū)動桿轉動,進而帶動球盤上的三個鋼球在驅(qū)動桿端面上的球槽內(nèi)運動,而固定斜盤固定不動,使得鋼球滾離其在斜坡上的原位置,從而推動自調(diào)螺桿6沿軸向向前運動。自調(diào)螺桿6又推動自調(diào)螺母13,最終推動活塞9實現(xiàn)軸向運動,此時自調(diào)螺桿6和自調(diào)螺母13沒有相對轉動。直到摩擦片接觸制動盤后,鉗體在鉗架上浮動,使兩邊摩擦片同時壓緊制動盤,產(chǎn)生摩擦力,起到駐車制動的作用。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器由于盤式制動器摩擦襯片和制動盤之間的間隙很小,所以制動所需的位移量也很小。推力球軸承11固定在螺母凸緣的右側,并被固定在活塞9上的擋片12封閉。推力球軸承11與擋片12之間的裝配間隙,等于制動器間隙為設定值時完全制動所需的活塞行程。在制動器間隙大于設定值的情況下施行行車制動時,活塞在液壓作用下右移。當擋片12與推力球軸承11間的間隙消失后,活塞9所受液壓推力便通過推力球軸承11作用在自調(diào)螺母13的凸緣上。此時自調(diào)螺桿6受壓緊彈簧14產(chǎn)生的壓緊力的限制,不能轉動也不能軸向移動,所以這一軸向推力便迫使自調(diào)螺母13轉動,并且隨活塞相對于螺桿右移到制動器過量間隙消失為止。撤除液壓后,活塞密封圈10使活塞退回到制動器間隙等于設定值的位置,自調(diào)螺母13則保持在制動時達到的軸向位置不動,從而保證了擋片12與推力球軸承11之間的間隙為原值。此結構將駐車制動機構設計在制動鉗內(nèi)部,不占用制動器外部的空間,因而無須另外布置空間給駐車機構,大大節(jié)約了安裝空間。二、盤式制動器(一)鉗盤式制動器25.2制動器

氣壓鉗盤式制動器主要用于各種公路商用汽車,由于其良好的制動效能穩(wěn)定性而受到重視,近年來發(fā)展迅速。圖25-29所示為一種采用氣壓驅(qū)動的滑動鉗盤式制動器示意圖。當制動系統(tǒng)工作時,制動氣室中的制動氣室推桿9推動杠桿8旋轉。杠桿8的端部的內(nèi)圓面和外圓面并不同心,因此,杠桿繞內(nèi)圓面圓心旋轉時,其外圓面即推動推桿7經(jīng)制動鉗挺桿5推動內(nèi)制動塊4壓靠在制動盤3上,與液壓滑動鉗制動器類似,制動鉗1也在反作用力作用下沿導向銷(圖中未體現(xiàn))帶動外制動塊2實現(xiàn)制動。解除制動時,回位彈簧6迫使推桿7回位,保證制動塊4與制動盤間的間隙恢復至設定值。間隙調(diào)整裝置安裝在杠桿8下支承端,通過摩擦彈簧14實現(xiàn)一次調(diào)準。二、盤式制動器(二)氣壓鉗盤式制動器25.2制動器二、盤式制動器(二)氣壓鉗盤式制動器25.2制動器全盤式制動器摩擦副的固定元件和旋轉元件都是圓盤形的,分別稱為固定盤和旋轉盤,其結構原理與摩擦式離合器相似。圖25-30所示為一種多片全盤式制動器。制動器殼體由盆狀的外側殼體3和內(nèi)側殼體6組成,用12個帶鍵螺栓4連接,而后通過外側殼體固定于車橋上。每個螺栓上都銑切出一個平鍵。裝配時,兩個固定盤2以外周緣上的12個鍵槽與12個螺栓上的平鍵做間隙配合,固定了它的角位置,同時還可以軸向自由滑動。兩面都鉚有8塊扇形摩擦片的兩個旋轉盤5與旋轉花鍵轂1借滑動花鍵連接,花鍵轂則固定于車輪輪轂上。內(nèi)側殼體上裝有4個液壓缸。不制動時,活塞套筒9由回位彈簧8推到外極限位置?；钊淄?的臺肩與固定彈簧盤15之間保持的間隙Δ,等于制動器間隙為設定值時完全制動所需活塞行程。帶有3個密封圈11的活塞10與套筒做間隙配合。

二、盤式制動器(三)全盤式制動器25.2制動器制動時,液壓缸活塞連同套筒在液壓作用下,壓縮活塞套筒回位彈簧8,將所有的固定盤和旋轉盤都推向外側殼體(實際上是一個單面工作的固定盤)。各盤互相壓緊而實現(xiàn)完全制動時,液壓缸中的間隙Δ就消失。解除制動時,活塞套筒回位彈簧8使活塞和套筒回位。在制動器有過量間隙的情況下制動時,間隙Δ一旦消失,活塞套筒9即停止移動,但活塞仍能在液壓作用下克服活塞密封圈11與套筒間的摩擦阻力而相對于套筒繼續(xù)移動到完全制動為止。解除制動時,套筒在活塞套筒回位彈簧8作用下回到原位,而活塞與套筒的相對位移卻不可逆轉,于是制動器過量間隙不復存在。二、盤式制動器(三)全盤式制動器25.2制動器二、盤式制動器(三)全盤式制動器25.2制動器多片全盤式制動器的各盤都封閉在殼體中,散熱條件較差。因此,還有針對強制液冷多片全盤式制動器的研究。這種制動器完全密封,內(nèi)腔充滿冷卻油。冷卻油在制動器內(nèi)受熱升溫后,被液壓泵吸出,而后被送入裝在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的熱交換器,在此受發(fā)動機冷卻液的冷卻后再流回制動器。二、盤式制動器(三)全盤式制動器25.2制動器盤式制動器與鼓式制動器相比,有以下優(yōu)點:1)一般無摩擦助勢作用,因而制動器效能受摩擦因數(shù)的影響較小,即效能較穩(wěn)定。2)浸水后效能降低較少,而且只需經(jīng)一兩次制動即可恢復正常。3)在輸出制動力矩相同的情況下,尺寸和質(zhì)量一般較小。4)制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小,不會像制動鼓那樣使制動器間隙明顯增加而導致制動踏板行程過大。5)較容易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整,其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便。盤式制動器的不足之處是:1)效能較低,故用于液壓制動系統(tǒng)時所需制動促動管路壓力較高,一般要用伺服裝置。2)兼用于駐車制動時,需要加裝的駐車制動傳動裝置較鼓式制動器復雜。二、盤式制動器(三)全盤式制動器25.2制動器盤式制動器很早就已應用于轎車,但由于早期的盤式制動器沒有解決兼作駐車制動機構的復雜性問題,大都只用作前輪制動器,而與后輪的鼓式制動器配合,以期獲得汽車在較高車速下制動時的方向穩(wěn)定性。目前,帶駐車制動機構的盤式制動器日趨成熟,大部分轎車已經(jīng)采用了前后均為盤式制動器的布置形式。在商用車汽車上,盤式制動器制動穩(wěn)定性好的優(yōu)勢更加明顯。汽車下長坡時,氣壓盤式制動器的熱穩(wěn)定性大大優(yōu)于凸輪式鼓式制動器;而且由于裝用盤式制動器的車輪制動力差異小,也使汽車的行駛與制動穩(wěn)定性得到極大改善。因此氣壓盤式制動器在商用車上也正得到日益廣泛的應用。二、盤式制動器(三)全盤式制動器第三節(jié)液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)以制動液作為傳動介質(zhì),通過液壓能實現(xiàn)制動,被廣泛用于各種轎車、微型和輕型的客車及貨車上。為了保證充足的制動能力,液壓制動系統(tǒng)中廣泛應用真空助力器以實現(xiàn)伺服制動。裝備液壓制動系統(tǒng)的汽車還需另外配置駐車制動系統(tǒng),長期以來駐車制動都采用人力機械式的制動系統(tǒng),近年來,電子駐車制動系統(tǒng)也得到了越來越廣泛的應用。25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)圖25-31所示為采用真空助力伺服的液壓制動系統(tǒng)示意圖。一、行車制動系統(tǒng)25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)制動踏板機構1是制動控制裝置,真空助力器2由真空伺服氣室和控制閥組成。制動主缸3直接裝在真空伺服氣室的前端,真空供能管路通向發(fā)動機進氣管,為伺服氣室提供真空度,伺服氣室與真空供能管路相連的位置安裝有一個真空單向閥。主缸通過制動管路連接四個車輪制動器7的制動輪缸,該實例采用的是對角線布置的雙回路液壓制動系統(tǒng),即左前輪缸與右后輪缸為一液壓回路,右前輪缸與左后輪缸為另一液壓回路,也稱為X形布置形式。采用這種管路布置形式,任一回路失效時剩余制動力均為正常情況下制動力的一半;但同時也可能會造成左右制動力不對稱,從而使車輛失穩(wěn)。另一種應用廣泛的雙回路管路布置形式是前后橋獨立的H形(也稱II形)布置,其前橋與后橋制動器各用一個回路,這種布置形式較簡單,且當一個回路失效時,兩側車輪的制動力仍然相等;但當后輪失效時,前輪易抱死導致車輛喪失轉向能力。對于乘用車,前輪失效而只用后輪制動時,制動力可能嚴重不足。一、行車制動系統(tǒng)25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)除此之外,還有HT形、LL形和HH形管路布置形式,這些形式適用于車輪中有兩個以上輪缸的制動器,同一制動器中的每個輪缸連接不同的管路,構成更為復雜的雙回路布置形式。輪速傳感器8、制動液壓控制單元9、液壓控制單元10和ABS警告燈11屬于防抱制動系統(tǒng),留待本章第六節(jié)介紹。駕駛人踩下制動踏板時,制動踏板經(jīng)推桿推動真空助力器2的控制閥,控制真空伺服氣室產(chǎn)生適當?shù)乃欧?駕駛人所施加的控制力和真空助力器產(chǎn)生的伺服力共同作用,傳到容積式液壓傳動裝置的主要部件——制動主缸3。制動主缸屬于單向作用活塞式液壓缸,其作用是將自踏板機構輸入的機械能轉換成液壓能,再通過油管輸入前、后輪制動器7中的制動輪缸。制動輪缸將輸入的液壓能再轉換成機械能,促使制動器進入工作狀態(tài)。制動踏板機構和制動主缸都裝在車架上。因車輪是通過彈性懸架與車架連接的,而且有的還是轉向輪,主缸與輪缸的相對位置經(jīng)常變化,故主缸與輪缸間的連接油管除金屬制動硬管(銅管)5外,還有特制的橡膠制動軟管6,各液壓元件之間及各段油管之間還有各種管接頭。制動前,整個液壓系統(tǒng)中應當充滿專門配制的制動液。一、行車制動系統(tǒng)25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)踩下制動踏板,制動主缸即將制動液經(jīng)油管壓入前、后制動輪缸,將摩擦元件(制動蹄或制動塊)推向旋轉元件(制動鼓或制動盤)。在制動器間隙消失之前,管路中的液壓不可能很高,僅足以平衡摩擦元件回位彈簧的張力以及油液在管路中的流動阻力。在制動器間隙消失并開始產(chǎn)生制動力矩時,液壓力與踏板力開始增長,直到完全制動。從開始制動到完全制動的過程中,由于存在液壓作用下油管(主要是橡膠軟管)的彈性膨脹變形和摩擦元件的彈性壓縮變形,踏板和輪缸活塞都可以繼續(xù)移動一段距離。放開制動踏板,輪缸活塞回位,將制動液壓回主缸。顯然,管路液壓和制動器產(chǎn)生的制動力矩是與踏板力成特定關系的,制動力矩隨踏板力的增大而增大。若輪胎與路面間的附著力足夠,則汽車所受到的制動力也與踏板力成特定關系。制動系統(tǒng)的這項性能稱為制動踏板感(或稱路感),駕駛人可因此而直接感覺到汽車制動強度,以便及時加以必要的控制和調(diào)節(jié)。踏板機構杠桿比、真空助力器特性、主缸和前后制動器輪缸直徑以及前后制動器的效能因數(shù)決定了踏板力和踏板行程與汽車所能獲得的制動力的關系。在匹配汽車制動系統(tǒng)時,應保證制動踏板力較小,同時踏板行程又不要太大。GB21670—2008《乘用車制動系統(tǒng)技術要求及試驗方法》和GB12676—2014《商用車輛和掛車制動系統(tǒng)技術要求及試驗方法》規(guī)定乘用車的最大踏板力不應超過500N,商用車最大踏板力不應超過700N。一、行車制動系統(tǒng)25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)液壓系統(tǒng)中若有空氣侵入,將嚴重影響液壓的升高,甚至使液壓系統(tǒng)完全失效。因此,在結構上必須采取措施以防止空氣侵入,并便于將已侵入的空氣排出。1.真空助力器圖25-32a所示為一種典型結構的真空助力器,其中控制閥部分放大如圖25-32b、c所示。真空伺服氣室用螺栓5和17固定在車身前圍板上,并借調(diào)整叉13與制動踏板機構連接。伺服氣室前腔經(jīng)真空單向閥通向發(fā)動機進氣管。外界空氣經(jīng)過濾環(huán)11和毛氈過濾環(huán)14濾清后,進入制動氣室后腔。一、行車制動系統(tǒng)25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)一、行車制動系統(tǒng)25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)伺服氣室膜片座8由塑料制成,內(nèi)部有用以連通伺服氣室前腔和控制閥腔的通道A,以及用以連通伺服氣室后腔和控制閥的通道B。帶有密封套的橡膠閥門9與在伺服氣室膜片座8上加工出來的閥座組成真空閥,又與控制閥柱塞18的大氣閥座10組成大氣閥?？刂崎y柱塞同控制閥推桿12借后者的球頭鉸接。真空助力器不工作時(圖25-32b),控制閥推桿彈簧15將控制閥推桿12連同柱塞18推到后極限位置(即真空閥開啟),橡膠閥門9則被閥門彈簧16壓緊在大氣閥座10上(即大氣閥關閉位置)。伺服氣室前、后兩腔經(jīng)通道A、控制閥腔和通道B互相連通,并與大氣隔絕。發(fā)動機開始工作以后,真空單向閥被吸開,伺服氣室左、右兩腔都產(chǎn)生一定的真空度。將制動踏板踩下時,起初伺服氣室尚未起作用,伺服氣室膜片座8固定不動,故來自踏板機構的控制力可以推動控制閥推桿12和控制閥柱塞18相對于膜片座前移。當柱塞與橡膠反作用盤7之間的間隙消除后,控制力便經(jīng)反作用盤傳給制動主缸推桿2(圖25-32c)。一、行車制動系統(tǒng)25.3液壓行車制動系統(tǒng)與駐車制動系統(tǒng)橡膠反作用盤7裝在由控制閥柱塞18、伺服氣室膜片座8和制動主缸推桿2形成的密閉空間內(nèi)。因為橡膠是體積不可壓縮的柔性材料,具有同液體一樣能夠傳遞壓力的性質(zhì),故經(jīng)橡膠反作用盤的傳動后,制動主缸推桿2從反作用盤得到的力大于控制閥柱塞18加于反作用盤上的力,但制動主缸推桿2的位移則小于控制閥柱塞的位移。此時,主缸內(nèi)的制動液以一定壓力流入制動輪缸。與此同時,橡膠閥門9也在閥門彈簧16作用下隨同控制閥柱塞前移,直到與伺服氣室膜片座8上的真空閥座接觸,從而使伺服氣室后腔同前腔,也就是同真空源隔絕為止。然后,控制閥推桿12繼續(xù)推動控制閥柱塞18前移,使其后端的大氣閥座10離開橡膠閥門9一定距離。于是,外界空氣即經(jīng)過濾環(huán)11和14、控制閥