第九章-制动系详解-共57页

第九章制动系主要内容:制动系概述蹄鼓式、盘式、带式制动器和履带式机械制动器机械式、液压式、气压式和气液式制动传动机构防抱死制动系统（ABS）的作用、工作原理、结构类型制动系统的常见故障诊断与排除实训：蹄式制动器的拆装与调整ABS系统的检修第九章制动系学习目的:了解制动系的功用、分类、组成、工作原理和机械对制动系的基本要求掌握蹄鼓式制动器、盘式制动器、带式制动器和履带式机械制动器熟悉机械式、液压式、气压式和气液式制动传动机构的构造和工作原理掌握防抱死制动系统（ABS）的作用、工作原理、结构类型等熟悉制动系统的维修能够诊断制动系统的常见故障并予以排除9．1概述1.制动使行驶中的机械车辆减速甚至停车，使下坡行驶机械的速度保持稳定，以及使已停驶的机械保持原地不动的这些作用统称为制动。2.制动力与制动系在机械上必须装设一系列专门的装置，以便驾驶员能根据道路和作业的需要，借以使外界（主要是路面）对机械的某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对机械进行一定程度的强制制动。这种可控制的对机械进行制动的外力称为制动力，这样的一系列专门的装置称为制动系。9．1．1制动系的功用与分类1．制动系的功用制动系统的功用是：根据需要强制机械减速或停车，使已停驶的机械能可靠地停留原地，使下长坡的机械能稳定车速。2．制动系的分类（1）按制动能源分：人力制动系、动力制动系和伺服制动系。（2）按照制动能量的传输方式分：机械式、液压式、气压式、电磁式和复合式。（3）按制动器的结构型式分：蹄式制动器、盘式制动器和带式制动器。（4）按制动系的功用分：车轮制动系中央制动系辅助制动系。9．1．2制动系的组成1.供能装置供给、调节制动所需能量的各种部件，在图9-1中是由驾驶员踩踏板1提供制动能源的，也可由发动机提供。2.控制装置包括生制动动作和控制制动效果的各种部件，图9-1中踏板即是一简单控制装置。3.传动装置将制动能量传输到制动器的各个部件，在图9-1中制动总泵油管制动分泵。图9-1制动系工作原理示意图1-制动踏板；2-推杆；3-总泵活塞；4-制动总泵；5-油管；6-制动分泵；7-分泵活塞；8-制动鼓；9-摩擦片；10-制动蹄；11-制动底板；12-支承销；13-制动蹄回位弹簧9．1．3制动系的工作原理1.对照图9-1，制动系的工作原理如下：在不制动时，固定在车轮轮毂上的圆筒形制动鼓8随车轮一起转动。外表面上铆有摩擦片9的两个弧形制动蹄10，分别铰接在下端两个支承销12上。支承销12通过制动底板11，固定在车桥上构成不旋转元件。在回位弹簧13的作用下，两制动蹄上端贴紧在支承于制动底板上的分泵6的活塞7上，摩擦片9的外圆面与制动鼓8的内圆面之间保持一定的间隙，此时，车轮和制动鼓可自由旋转。当制动时，驾驶员踩下踏板1，使总泵活塞3将总泵4中的油液压入分泵6中，迫使分泵内活塞7向外移动，推动两个制动蹄10绕支承销12转过某一角度，于是制动蹄10向外张开，摩擦片9便紧紧压在制动鼓8的内圆面上，结果制动蹄对旋转着的制动鼓产生一个制动力矩（摩擦力矩），方向与车轮旋转方向相反。制动力矩使车轮转速下降，由于车轮与路面间有附着作用，使得在车轮与路面接触处产生一个与车辆行驶方向相反的作用力，迫使车辆减速以至停车。这一过程称为制动过程，称为制动力。放松踏板1后，回位弹簧将制动蹄拉回原来位置，摩擦片与制动鼓之间产生间隙，制动力矩M消失，制动被解除。9．1．3制动系的工作原理2.“抱死”现象：制动力会使车辆产生俯倾（即前部下降、后部抬高）现象。故会使前轮垂直载荷增加，后轮垂直载荷减少。显然值愈大，这种作用就愈大。制动时，值随制动器中制动力矩的增大而增大是有限的，这同牵引力一样，不可能超过路面附着力的极限值。即：式中——车轮与路面的附着系数；——车轮对路面的垂直载荷。这说明，当达到附着极限值后，制动力便不会增加了。此时，车轮不再转动，只是沿路而滑移，车轮在路面上留下了一条黑色的拖印，这称为“抱死”现象。实践证明，车轮“抱死”沿路面滑移时，其制动距离不是最短的，还会导致轮胎磨损加快，机械也因此容易产生侧滑而失去行驶稳定性。最短的制动距离是发生在车轮即将被“抱死”的临界状态，这时车轮在路面上留下的痕迹是清晰的压印。制动时为避免出现拖印，应尽量采用点刹，防止车轮“抱死”。为避免出现车轮“抱死”现象，现在一些高级车辆上装有“电子制动防抱死系统（ABS），大大地提高了制动性能，随着科学技术的进一步发展，它在工程机械上也将进一步得到推广应用。kQGPQkGkG9．1．4机械对制动系的基本要求为确保轮式机械在安全条件下行驶或作业，其制动系统必须满足下列要求：1．具有良好的制动性能制动性能通常是以机械在平坦干燥的沥青或混凝土路面上以一定的车速行驶时制动距离的大小。如轻型汽车不大于7m，重型汽车应不大于12m，各种机械也有自己不同的制动距离要求。2．制动稳定制动时，不允许有明显的“跑偏”和“甩尾”现象，左右车轮上的制动力偏差应小于5％，前后桥上的制动力分配应合理，保证充分利用各桥载荷。9．2制动器9．2．1蹄鼓式制动器蹄式制动器按促动装置可分为：图9-2单缸双活塞1-制动蹄；2-轮缸活塞；3-制动轮缸；4-复位弹簧；5-摩擦片；6-制动蹄；7-支承销1.轮缸式制动器——以液压油缸作为制动蹄的促动装置，也称分泵式制动器。2.凸轮式制动器——以凸轮促动制动蹄。3.楔式制动器——以楔斜面促动制动蹄。1.轮缸式制动器：双缸双活塞制动器图9-3双缸双活塞制动器1-制动鼓；2-轮缸活塞；3-制动轮缸；4-摩擦片；5-制动蹄；6-复位弹簧图9-3为双缸双活塞制动器，其特点是无论制动鼓正反转均能借蹄鼓摩擦力起增势作用，且增势力大小相同，因而称其为平衡式制动器。1.轮缸式制动器：双向自动增力式制动器图9-4双向自增力式制动器示意图1-前制动蹄；2-顶杆；3-后制动蹄；图9-4为双向自动增力式制动器，它仍然是单缸双活塞油缸，但结构不同。它有支承销5和顶杆2，在这样的结构下，如轮鼓顺时针旋转，则蹄1和3均为增势蹄，但3增势大于蹄1，反之制动鼓逆时针转动时蹄1的增势大于蹄3。2．凸轮式制动器图9-5凸轮式制动器示意图1-制动鼓；2-凸轮；3-复位弹簧；4-摩擦片；5-制动蹄；6-支承销图9-5为凸轮式制动器，推力和由凸轮旋转而产生。若制动鼓为逆时针旋转，则左蹄为紧蹄右蹄为松蹄。但在使用一段时间之后，受力大的紧蹄必然磨损快，由于凸轮两侧曲线形状对中心对称，及两端结构和安装的轴对称，故凸轮顶开两蹄的距离应相等。在经过一段时间的磨损，最终导致、，使制动器由非平衡式变为平衡式。如果制动鼓反转，道理相同。2．凸轮式制动器图9-6C17铲运机前制动器1-制动凸轮；2-制动底板；3-油嘴；4、11、21-螺钉；5、10、20-弹性垫圈；6-凸轮轴支承架；7-调整臂盖；8-调整壁内蜗轮；9-调整臂端盖；12-左制动蹄；13-复位弹簧；14-右制动蹄；15-制动鼓；16-支承销；17-锥形螺塞；18-垫板；19-挡泥板；22-青铜套；23-锁销；24-橡胶塞；25-凸轮轴支承调整垫片如图9-6所示，图中正是解除制动状态，制动蹄上的摩擦衬片与制动鼓之间保持着一定间隙。当制动时，凸轮逆时针旋转，两制动蹄便张开制动。当解除制动时，凸轮返回复位，复位弹簧13便使两制动蹄脱离制动鼓。2．凸轮式制动器图9-8966F装载机驻车制动器1-弹簧；2-连杆；3-摇臂；4-制动鼓；5-档板；6-制动底板；7-传力调整杆；8-弹簧；9-制动蹄；10-复位弹簧；11-凸轮；12-活塞图9-8为966F装载机的驻车制动器，它属于凸轮、自增力式制动器，作为停车制动和紧急制动的应急制动。制动鼓4属于旋转件，其它零件均为固定件。制动底板6的凸缘限制左右制动蹄轴向脱出；传力调整杆7两端制有左、右旋反向螺纹，它除了传力之外，并兼有调整制动间隙的作用。当行驶时，气缸中由于压缩空气通过活塞12压迫弹簧1使凸轮11处于如图的“解除制动”位置。当紧急制动时，操作系统中的快速放气阀，使气缸中压缩空气迅速泄出，弹簧1推动活塞12、连杆2与摇臂3，使凸轮11旋转而推动左右蹄片实现制动。当压缩空气压力低于规定值时(28kPa），气压克服不了弹簧的压力而不能松开制动器，机械便不能行驶，这是为了安全起见而采取的必要措施。2．楔式制动器楔式制动器的基本原理如图9-9用楔块执插入两蹄之间，在F力的作用下向下移动，迫使两蹄在分力P的作用下向外张开。作为制动楔本身的促动力可以是机械式、液压式或气压式。图9-9楔式制动器示意图3．楔式制动器：966F装载机车轮制动器图9-10966F装载机车轮制动器1-复位弹簧；2-制动分泵；3-调节螺钉；4-制动底板；5-支承销；6-制动蹄；7-制动鼓；8-进油口；9-活塞；10-柱塞；11-滚轮；12-固定纵塞；13-弹簧；14-卡销；15-调整套；16-分泵体；17-弹簧；4．典型蹄式制动器的结构及工作原理（1）Z150装载机车轮制动器：图9-11早期生产的ZL50装载机的车轮制动器1、9-制动蹄；2-短桩；3-制动分泵；4-活塞；5-支承销；6-调整螺杆；7-弹簧片；8-螺母；10-制动鼓；11-定位销4．典型蹄式制动器的结构及工作原理（2）74式Ⅲ挖掘机的车轮制动器：图9-1274式Ⅲ挖掘机车轮制动器1-凸轮轴；2-制动臂；3-凸轮；4-滚轮；5-滚轮轴；6-制动蹄；7-摩擦片；8-回位弹簧；9-制动鼓①结构②工作原理③制动器间隙的调整4．典型蹄式制动器的结构及工作原理（3）74式装载机的车轮制动器：图9-1374式装载机车轮制动器1-制动蹄；2、6-回位弹簧；3-分泵；4-弹簧；5-摩擦片；7-制动底板；8-调整器；9-放气螺钉；10-制动鼓；11-挡块①结构②工作原理③制动器间隙的调整9．2．2盘式制动器盘式制动器是以旋转圆盘的两端面作为摩擦面来进行制动的，根据制动件的结构可分为钳盘式和全盘式制动器。1．钳盘式制动器图9-16钳盘式制动器1-外蹄；2-制动钳；3-活塞；4-内蹄如图9-16为钳盘式制动器。制动件就像一把钳子，铗住制动盘，从而产生制动力矩。钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮动钳盘式两类。1．钳盘式制动器定钳盘式制动器：如图9-17制动钳是固定安装在车桥上，即不旋转，也不能沿制动盘轴向移动，因而必须在制动盘两侧都设制动油缸，以便将两侧制动块压向制动盘。图9-17固定式制动卡钳结构1-制动盘；2-活塞；3-制动卡钳固定到转向节1．钳盘式制动器浮钳盘式制动器：如图9-18所示，制动钳可以相对制动盘轴向滑动，在制动盘内侧设置油缸，而外侧的制动块则附装在钳体上。这种结构因为它只有一侧有活塞，故结构简单，质量轻。图9-18简化制动卡钳剖面图1-制动卡钳；2-活塞；3-制动管；4-液压力；5-活塞；6-活塞密封；7-制动盘2．全盘式制动器全盘式制动器摩擦副的固定元件和旋转元件都是圆盘，其结构原理与摩擦离合器相似，如图9-21所示。图9-21梅西尔多盘全盘式制动器1-旋转花键毂；2-固定盘；3-外侧壳体；4-带键螺栓；5-旋转盘；6-内侧壳体；7-调整螺圈套；8-活塞套筒复位弹簧；9-活塞套筒；10-活塞；11-活塞密封圈；12-放气阀；13-套筒密封圈；14-油缸体；15-固定弹簧盘；16-垫块；17-摩擦片9．2．3带式制动器1．单端拉紧式图9-22带式制动器工作原理图a）单端拉紧式；1-操纵杆；2-制动带；3-制动鼓；4-支架；5-双臂杠杆单端拉紧式如图9-22a）所示，铆有摩擦衬片的制动带2包在制动鼓3上，一端为固定端，而另一端为操纵端，后者连接在操纵杆1的O1点；操纵杆1以中间为支点O，通过上端的扳动，从而使旋转的制动鼓3得以制动。当制动鼓顺时针旋转而制动时，显然右端的固定端为紧边，左端的操纵端为松边；当制动鼓3反时针旋转而制动时，情况恰好相反，固定端成为松边，而操纵端反成为紧边。由此可见，在操纵力相同的条件下，前者较后产生的制动力矩大。9．2．3带式制动器2．双端拉紧式图9-22带式制动器工作原理图b）双端拉紧式；1-操纵