汽车设计标准-制动器的主要元件结构

機械CAD收集整理:汽車技朮聯盟：johns_01E-mail:[e-mail]本資料來自網絡僅供參考使用，有涉及版權請來信告知刪除處理!制动器的主要结构元件一、制动鼓制动鼓应当有足够的强度、刚度和热容量，与摩擦衬片材料相配合，又应当有较高的摩擦因数。制动鼓有铸造的和组合式两种。铸造制动鼓多选用灰铸铁，具有机械加工容易、耐磨、热容量大等优点。为防止制动鼓工作时受载变形，常在制动鼓的外圆周部分铸有肋，用来加强刚度和增加散热效果(图8—17a)。精确计算制动鼓壁厚既复杂又困难，所以常根据经验选取。轿车制动鼓壁厚取为7—12mm，货车取为13—18mm。组合式制动鼓的圆柱部分可以用铸铁铸出，腹板部分用钢板冲压成型(图8—17b)；也可以在钢板冲压的制动鼓内侧，镶装用离心浇铸的合金铸铁件，组合构成制动鼓(图8—17c)；或者主体用铝合金铸成，内镶一层珠光体组成的灰铸铁作为工作面(图8—17d)。组合式制动鼓的共同特点是质量小，工作面耐磨，并有较高的摩擦因数。二、制动蹄轿车和轻型货车的制动蹄广泛采用T形型钢辗压或用钢板焊接制成，重型货车的制动蹄则多用铸铁或铸钢铸成。制动蹄的断面形状和尺寸应保证其刚度。但小型汽车用钢板制成的制动蹄腹板上往往开一条或两条径向槽，使蹄的弯曲刚度小些，其目的是衬片磨损较为均匀，并减小制动时的尖叫声。重型汽车的制动蹄断面有工字形、山字形和Ⅱ字形几种。制动蹄腹板和翼缘的厚度，轿车为3—5mm，货车约为5～8mm。为了提高效率，增加制动蹄的使用寿命和减轻磨损，在中、重型货车的铸造制动蹄靠近张开凸轮一端，设置有滚轮或者镶装有支持张开凸轮的垫片(图8—18)。制动蹄和摩擦片可以铆接，也可以粘接。粘接的优点在于衬片更换前允许磨损的厚度较大，其缺点是工艺较复杂，且不易更换衬片。铆接的噪声较小。三、摩擦衬片(衬块)摩擦衬片(衬块)的材料应满足如下要求：1)具有一定的稳定的摩擦因数。在温度、压力升高和工作速度发生变化时，摩擦因数变化尽可能小。2)具有良好的耐磨性。不仅摩擦衬片(块)应有足够的使用寿命，而且对偶摩擦副的磨耗也要求尽可能小。如盘式制动器的摩擦衬块硬度过高，则制动盘磨损严重，所以这样的衬块并不可取。通常要求制动盘的磨耗不大于衬块的1／10。3)要有尽可能小的压缩率和膨胀率。压缩变形太大影响制动主缸的排量和踏板行程，降低制动灵敏度。热膨胀率过大，摩擦衬块和制动盘要产生拖磨，尤其对鼓式制动器衬片受热膨胀消除间隙后，可能产生咬死现象。4)制动时不易产生噪声，对环境无污染。5)应采用对人体无害的摩擦材料。6)有较高的耐挤压强度和冲击强度，以及足够的抗剪切能力。7)摩擦衬块的热传导率应控制在一定范围。要求摩擦衬块在300℃加热板上作用30min后，背板的温度不超过190℃。防止防尘罩、密封圈过早老化和制动液温度迅速升高。以前制动器摩擦衬片使用的是由增强材料(石棉及其它纤维)、粘结剂、摩擦性能调节剂组成的石棉摩阻材料。它有制造容易、成本低、不易刮伤对偶等优点，因为它又有耐热性能差，随着温度升高而摩擦因数降低、磨耗增高和对环境有污染，特别是石棉能致癌，所以已逐渐遭受淘汰。由金属纤维、粘结剂和摩擦性能调节剂组成的半金属摩阻材料，具有较高的耐热性和耐磨性，特别是因为没有石棉粉尘公害，近来得到广泛的应用。粉末冶金无机质金属摩阻材料，虽然具有耐热性好、摩擦性能稳定等优点，但因为它的制造工艺复杂、成本高、容易产生噪声和刮伤对偶等缺点，目前应用并不广泛，仅用于重型货车上。四、制动鼓(盘)与衬片(块)之间的间隙自动调整装置为了保证制动鼓(盘)在不制动时能自由转动，制动鼓(盘)与制动衬片(块)之间，必须保持一定的间隙。此间隙量应尽可能小，因为制动系的许多工作性能受此间隙影响而变化。使用中因磨损会增大此间隙，过分大的间隙会带来许多不良的后果：制动器产生制动作用的时间增长；各制动器因磨损不同，间隙不—‘样，导致各制动器产生制动作用的时间不同，即同步制动性能变坏；增加了压缩空气或制动液的消耗量，并使制动踏板或手柄行程增大。为保证制动鼓(盘)与制动衬片(块)之间在使用期间始终保持初设定的间隙量，要求采用自动调整间隙装置。现在，盘式制动器的间隙调整都已自动化，鼓式制动器中采用间隙自动调整装置(以下简称间隙自调装置)的也日益增多。盘式制动器使用最简单的间隙自调方式，是利用制动钳中的橡胶密封圈的极限弹性变形量，来保持制动时为消除设定间隙所需的活塞设定行程厶(图8—19)。当衬块磨损而导致所需的活塞行程大于厶时，活塞可在液压作用下克服密封圈的摩擦力，继续前移到实现完全制动为止。活塞与密封圈之间这一不可恢复的相对位移便补偿了过量间隙。重型车辆的多片全盘式制动器也有采用这种自调方式的，但必须增加密封圈数，以保证足以保持活塞的不制动位置的摩擦力。若盘式制动器的设定间隙较大，用密封圈便不可靠，而因采用专门的间隙调整装置。图8—20所示为波尔舍(Porshe)轿车的制动器间隙自调装置。图示为不制动位置。活塞1支靠在止动盘2上，止动盘2的位置则受限于摩擦环片5，盘2与挡圈3之间的间隙即等于设定间隙。制动系间隙超过设定值时，活塞可带动摩擦环片5和止动盘2相对于摩擦销6左移到完全制动为止。解除制动时，密封圈弹力使活塞回到为止动盘所限制的新的极限位置，过量间隙因而得到补偿。有些这一类自调装置中还有专门为活塞提供回位力的弹性元件，于是对密封圈的弹性要求便可降低。图8—20所示结构的另一特点是可以补偿由于制动盘或制动钳变形所致的活塞强制内移，使其不致影响设定间隙。例如，在制动盘拱曲变形或安装歪斜的情况下，有可能碰撞活塞使之与止动盘2和弹簧罩4一同内移。这时，除非推力大到足以克服摩擦环片和摩擦销之间的摩擦力，摩擦环片不可能移动，因而弹簧8便被压缩。上述推力消失时，弹簧8又伸张而使活塞回到正常位置。鼓式制动器也有采用这种间隙自调装置的。摩擦元件可以装在轮缸中(图8—21)，也可装在制动蹄腹板上(图8—22)。采用这类间隙自调装置时，制动器安装到车上后，不需要人工精细调整，只需进行一次完全制动即可自动调准到设定间隙，并且在行车过程中能随时补偿过量间隙。因此，可将这种自调装置称为一次调准式。制动器中的过量间隙并非完全由于衬片或衬块磨损所致，还有一部分是因制动器元件变形，特别是热膨胀造成的。一次调准式自调装置对后一部分过量间隙也将随时进行补偿，因而往往造成“调整过头”(即冷态下间隙过小)。因鼓式制动器的热变形导致的过量间隙远较盘式制动器为大，故在采用一次调准式自动调整装置时，不得不选取更大的设定间隙，其中预留了足够的热膨胀裕量，这就增大了踏板行程损失。因此，现在鼓式制动器已很少采用一次调准式自调装置，而多用所谓阶跃式自调装置。适用于双向增力式制动器的一种阶跃式自调装置如图8—23所示。图8—23b为其自调装置的零件分解图。钢丝绳组件上端借连接环1固定于制动蹄支承销上。受钢丝绳操纵的调整杠杆5以其中部弯曲舌支于从蹄的腹板上，其另一弯舌嵌入调整螺钉7的行星轮的齿间。倒车制动时，调整杠杆5的支点随从蹄下移，而其下臂的弯舌则沿星形轮齿的齿廓上升。当过量间隙积累到一定值后，弯舌即嵌入星形轮的下一个齿间，并在解除制动过程中转动调整螺钉，从而恢复设定间隙。这类结构的自调装置大多数设计成只在倒车制动时才起调整作用，其理由是要尽量避免制动鼓热膨胀的影响。各种阶跃式自调装置的特点在于必须经过若干次制动，待蹄鼓间过量间隙积累到一定值后方起一次调整作用，不能随时补偿微小过量间隙。其所允许的过量间隙已经考虑了热膨胀的影响，故设定间隙可取得小些。随之而来的缺点是制动器装到车上后必须经过很多次制动方能自调到设定间隙。为此，上述两例中的调整螺钉头部的星形轮都可用以事先进行粗略的人工调整。