鼓式制动器与盘式制动器的研究与分析

鼓式制动器与盘式制动器的研究与分析1. 制动应用场合，制动器机构、分类。2. 制动器的关键零件制造工艺与作用。3. 鼓式制动器与盘式制动器优缺点。4. 制动器的原理、消音、减震与降温。5. 制动器简单力学分析。6. 液压与气压制动器的应用。7. 国内制动器举例。8. .掌握汽车制动性的评价指标。9. 熟习汽车制动不稳定现象及原因防制。10.1.1制动应用场合，制动器机构、分类：一、预见性制动 驾驶员按照自己的目的或针对已发现的情况，为停车采取的提前减速制动措施，称预见性制动。方法是迅速抬起油门踏板，充分利用发动机的牵制作用，同时轻踩制动踏板，使汽车降低车速。当汽车接近停止时，踏下离合器踏板，将变速器挡位置于空挡，将车平稳地停在预定的位置上。 二、紧急制动 行车中，遇到突然发生的危险情况，为使汽车迅速停住而不得不采取的制动措施称为紧急制动。方法是迅速抬起油门踏板并立即用力踏下制动踏板，同时急拉手制动，使汽车迅速停住。这种方法不仅使轮胎和底盘机件损坏严重，而且极易产生甩尾，不利于行车安全，因此，不在万不得已的情况下不可使用。 三、下坡路制动 谁也不会否认，下坡没有制动是不行的，但下坡绝不能完全靠制动。下坡时应减速，并挂上与车速相符的挡位，只有在发动机声音难听和挡位控制不住车速时，才辅之以制动。方法是，对气压制动来说，踏板不宜过多地随踏随放，避免过快降低气压。应该根据所需制动强度，继续踏下一段行程；需减少制动强度时，就少许放松踏板。在下长坡时，只要气压能满足需要，可采用适当的间歇制动。这样，有利于制动毂与制动蹄片的冷却。如果你驾驶的汽车有排气制动，应尽量多用排气制动。对液压制动来说，应将制动踏板踏踩两次后，用脚踩住踏板，使踏板处在较高的临近制动状态。需增强制动力时，往下再踏一点，需减少制动力稍抬一点。当制动踏板高度逐渐降低后，可再踏踩两次，使踏板高度重新升起。 四、下坡路制动失灵使用手制动 下长坡时，脚制动器发生意外故障突然失灵时，要沉着处理，可用“抢挡”法增强发动机的牵制作用，同时要灵活正确地控制好方向，再运用手制动器减速直至停车。方法是把手制动操纵杆按钮按下，逐渐拉紧手制动杆，让车速在手制动器的作用下逐渐降低。操纵时，可拉一下，松一下，再拉一下，再松一下，反复进行。当车辆接近停住时，再将手制动固定在拉紧位置。要注意的是：手制动杆不可一次拉紧不放，也不可拉得太慢。因一下拉紧容易将手制动盘或制动蹄片“抱死”，很容易损坏传动机件而丧失制动力；拉得太紧，会使制动盘或制动蹄片磨损烧蚀而失去作用。 五、泥泞、雨雪路制动 在泥泞、雨雪路上行车需要减速或停车时，应尽量使用预见性制动，并尽可能地运用发动机的牵制作用制动，灵活运用手制动器制动，尽力避免脚制动，绝不能使用紧急制动，以免发生事故。使用脚制动，要间歇地使用，不可一脚踏死。由于泥泞、雨雪路面的制动距离比一般干燥路面大得多，在使用制动时，应根据车速和路面地形制动，做到慢踩慢放。制动过程中，一旦引起整车滑移，要迅速放松制动，稳住方向，当发生甩尾时，将方向盘朝甩滑方向酌情打些，使车辆回到直线行驶位置，切不可加速猛打方向，以防出事。 六、软牵引驾驶制动 软牵引行车时，无特殊情况前车应尽量避免使用制动器制动，切不可使用紧急制动，若要停车，应用滑行制动方法降低车速；若使用制动器，则应采用间歇制动法，同时鸣号告知后车。后车在行进中应密切注视前车动向，并将脚或手放在制动踏板或手制动器上，一旦发现前车制动，立即踩下踏板或拉紧手制动。若前车紧急制动，后车在制动的同时，要转动方向盘，使车头偏向前车后栏板的某一侧，以免发生碰撞。 七、带挂车驾驶制动 带挂车的制动停车距离较长，同步性差。牵引装置的连接部位，容易撞击，同时制动后加速性能差。因此，带挂车行驶中应尽量使用预见性制动，利用滑行和发动机牵制作用减速，使用脚制动时，要提前轻踏、慢放。 总之，在行车中，应做到尽量使用预见性制动，避免使用紧急制动，以确保安全行车。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都称为摩擦制动器。目前汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。 目前，汽车所用都制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；盘式制动器的旋转元件则为旋转的制动盘，以端面为工作表面。 鼓式制动器的组成：1.制动底板用来安装各种组件，容纳制动器组件并防止组件被路面飞溅的泥水弄脏。根据所受制动力矩的大小分为冲压底板和铸造底板。2.促动装置（轮缸）轮缸安装在制动器底板上，进行制动时液压式轮缸的活塞向外移动，推动制动蹄将摩擦片压紧制动鼓，从而实现制动。3.促动装置（凸轮轴）凸轮轴通过制动支架固定在底板上，其尾部的花键轴插入调整臂的花键中。制动时，调整臂在制动气室的推动下带动凸轮轴转动，推动两制动蹄压靠在制动鼓上，从而实现制动。4.制动蹄总成由制动蹄铁和摩擦片组成，一般有两种方法把摩擦片固定在蹄铁上：铆接法和粘接法。5.回位弹簧当解除制动力时，回位弹簧将两制动蹄拉回到固定位置，使摩擦片离开制动鼓。6.压紧装置将制动蹄固定到制动底板上的装置。7.间隙调整装置汽车保养和维修作业中调整制动器间隙的装置，一般分为手动调节和自动调节两种。盘式制动器的组成：制动盘、制动摩擦衬块-是指钳夹活塞推动在制动盘上的材料和底纹两者一起压嵌在一起。一、盘式制动器如图 二、鼓式制动器根据其结构都不同，又分为：双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器。其制动效能依次降低，最低是盘式制动器；但制动效能稳定性却是依次增高，盘式制动器最高。也正是因为这个原因，盘式制动器被普遍使用。但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统，使其造价较高，故低端车一般还是使用前盘后鼓式。 用来让轮胎与地面加大摩擦系数的设备，主要分为鼓式和碟式，也是用来驻车用的，鼓式迅间制动力度大，但发热后制动力下降得快；碟式制动技术性大，迅间制动力不够鼓式的大，但发热后还是可以保持较为良好的制动较果，而且高级的碟式杀车有6个刹车泵，可以做好很好的制动较果，所以现代小车都是采用碟式制动器。 汽车上一般都设有脚制动和手制动两套独立的制动机构。使用制动的目的是强制汽车迅速减速直至停车，或在下坡时维持一定车速，另外，还可用来使停歇的汽车可靠地保持在原地不溜滑。鼓3动器与盘式制动器比较分析。盘式制动器的优点: 盘式制动器越来越多的被采用，主要原因是其制动效能的恒定性好。制动效能的恒定性，主要指制动器的抗热衰退性能。这个指标对城市公共汽车具有特殊的意义，由于行驶条件的原因，公交车制动非常频繁，制动器升温快，热衰退严重，而盘式制动器能很好的解决这一问题。31 热稳定性好制动器摩擦片在工作温度超过300时，摩擦力矩显著下降，这种现象称为制动器的热衰退。制动器的热衰退和摩擦副的材料及制动器结构有关。特别是夏季，城市道路地面温度高，公交车车速不快与繁的制动，使制动器产生大量的热量并很难散去，制动器的工作温度时常超过30 ，从而产生热衰退从制动器效能因素与摩擦系数的关系上可以看出：对于鼓式制动器，当摩擦系数变大时，制动效能按非直线关系迅速增加。这就意味着摩擦系数的微小变化，就会引起制动器效能的大幅度改变。也就是说：制动器的工作稳定性差。当温度超过300时，由于摩擦材料的摩擦系数急剧下降，制动效能也快速下跌，制动器的热衰退非常显著。盘式制动器受摩擦系数的变化影njJ,，反复制动发生衰减作用少。制动效能的恒定性要比鼓式制动器好的多，摩擦材料的摩擦系数虽因热衰退而有所下降，但对制动效能的影响却不大，稳定性良好。因此。它更能适应城市公共汽车的使用要求。32 对热膨胀不敏感鼓式制动器受热膨胀时，工作半径增大，从而导致制动鼓内工作表面只能与摩擦片的中部接触，则降低了制动效能。盘式制动器的制动盘受热膨胀时，厚度只有微小改变，不象鼓式制动器那样直径有变化，所以不会产生由于尺寸变化而引起制动效能降低的情况。相反，受热后由于制动间隙变小，制动的灵敏度还会提高。33 散热好盘式制动器的散热性能较好。为防止热衰退，现在大都采用通风型制动盘。在保证制动盘厚度和强度的前提下，把制动盘做成空心结构，既通风又减轻重量。这种结构一般可使温升降低3O左右。34 制动平衡性好因制动盘左右两侧的制动力分布平衡，对于同一桥上左右两个制动器，制动力的大小差异不大，所以，制动时，汽车具有良好的方向稳定性35 摩擦片检修方便盘式制动器摩擦片的检查和更换非常方便，这是鼓式制动器没法相比的：平时通过外部观察就能判断制动盘和摩擦片的磨损情况。由于盘式制动器摩擦片上装有厚度磨损报警传感器摩擦片磨损到使用极限，就会自动报警，这给按需修理创造了条件。更换浮动的摩擦片简便，无须拆卸轮毂以及装复轮毂后调整轴承预紧度和制动间隙等工序盘式制动器装有制动间隙自动调整机构平时不须调整摩擦片和制动盘之间的间隙，制动性能可靠。在确定鼓式制动器的保养里程时，不但要考虑轮毂轴承的换油周期，还要考虑摩擦片的磨耗情况。盘式制动器的摩擦片能做到物尽其用，保养里程的确定，只需考虑轮毂轴承的换油周期就可以了。36 水稳定性好由于摩擦块具有优越的揩拭作用，对制动盘上的水或飞溅污物，很快就能清除。车辆涉水后因摩擦块对盘的单位压力高，极易将水挤出，只需一两次制动就能恢复正常。37 摩擦片的磨损与汽车运动方向无关鼓式制动器在使用中，领蹄的磨耗大于从蹄，造成两摩擦片磨损的不均匀。而盘式制动器两侧的摩擦片受力均匀，磨盘式制动器的优点鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降与鼓式制动器相比，盘式制动器具有以下优点：(1)制动器由鼓式变成盘式，体积更小，一盘可装多个，解决了主机在较小的空间内实现大力矩制动的关键技术问题。(2)制动盘沿厚度方向的变形量比制动轮径向变形量小得多，可采用小的退距，缩短产品动作反应时间，提高工作效率。(3)制动盘的转动惯量比制动轮小得多，在相同功率的电机的带动下，制动盘的起动和停止比制动轮快得多。(4)防尘、防水性能好，制动盘上的灰尘和水等污物易被甩掉，当浸水时制动效能降低，出水后仅制动一两次，就能很快恢复正常。(5)制动盘散热效果好。由于国内鼓式制动器制动衬垫的每个包角一般是70。，使得360。的圆周上有1400或更大(日本有88。包角)的范围被包容，而盘式制动器的制动衬垫与制动盘的接触面积很小，常被称作点接触，制动盘工作表面大部分暴露在大气中，散热能力强，特别是采用有通风道的制动盘，散热效果更好，在制动器频繁制动时无冲击，制动平稳，相应也提高了制动衬垫的使用寿命，避免了制动衬垫的热衰退。4. 制动器的原理、消音和减震鼓式制动器工作原理如图：盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动，制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧，分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，以加速通风散热和提高制动效率。现代汽车上装有的最常见类型的盘式制动器为单活塞浮动卡钳式盘式制动器。 在本文中，我们将了解有关此类型的盘式制动器设计的所有知识。盘式制动器的基础知识这是盘式制动器在汽车中的位置：转播到腾讯微博盘式制动器盘式制动器的主要部件包括：1、制动衬块2、含有活塞的卡钳3、安装在轮毂上的转子盘式制动器的部件转播到腾讯微博盘式制动器的部件盘式制动器与自行车上的制动器很相似。 自行车制动器上装有一个用于将制动衬块挤压到车轮上的卡钳。 在盘式制动器中，制动衬块挤压的是转子而不是车轮，并且压力是液压传送而不是线缆传送的。 衬块和盘片之间的摩擦会降低盘片的速度。行驶中的汽车具有一定的动能，为了让汽车停止下来，制动器必须将此能量从汽车中消除。 制动器如何做到这一点呢？ 每当您停车时，制动器都会将动能转化为由衬块与盘片之间的摩擦产生的热能。大多数汽车的盘式制动器都带有通风孔。转播到腾讯微博盘式制动器的通风孔带有通风孔的盘式制动器的盘片两侧之间具有一组叶片，可通过盘片抽取空气以进行冷却。自调式制动器单活塞浮动卡钳式盘式制动器具有自动确定中心和自动调节功能。 由于卡钳可以从一端滑动到另一端，因此每次使用制动器时，卡钳将移动到中心位置。 同样，由于没有弹簧将衬块拖离盘片，因此衬块总是会与转子有轻微接触（橡胶活塞密封圈和转子中的任何摇摆实际上会拖动衬块，使其与转子保持一小段距离）。 这一点很重要，因为制动器中的活塞的直径比主缸中的活塞的直径要大得多。 如果制动活塞缩回到气缸中，则可能需要多次踩下制动踏板才能将足够的油液抽取到制动气缸中，从而接合制动衬块。 旧式汽车具有双活塞或四活塞固定卡钳设计。 位于转子每一侧的一个（或两个）活塞会推动该侧的衬块。 由于单活塞设计更加便宜和可靠，因此现在基本上已抛弃了这两种设计。紧急制动器在四个车轮都装有盘式制动器的汽车上，当所有主制动器完全失效时，必须由一个独立于主制动器的机制启动紧急制动器。 大多数汽车都是使用线缆来启动紧急制动器。 转播到腾讯微博带有停车制动器的盘式制动器有一些装备四轮盘式制动器的汽车，在后车轮轮毂中装有一个独立的鼓式制动器。 这个鼓式制动器仅供紧急制动系统使用，并仅仅通过线缆启动；它没有液压系统。 其他一些汽车上会带有一个杠杆，用于旋转螺栓或启动凸轮，以便压住盘式制动器的活塞。制动器维修对制动器最常见的维修是更换衬块。 通常，盘式制动器衬块上会带有一个称作“磨损指示器”的金属片。转播到腾讯微博盘式制动器衬块当摩擦材料磨损完之后，磨损指示器将与盘片接触并发出啸声。 这就意味着需要更换新的制动衬块了。卡钳中还带有一个检查孔，以便您可以查看制动衬块上还剩下多少摩擦材料。转播到腾讯微博盘式制动器检查孔有时，制动转子中会磨出很深的划痕。 如果磨损完的制动衬块留在汽车上的时间太长，就会发生这种情况。制动转子也会变形，失去平整度。 如果发生这种情况，当您停车时，制动器可能会抖动或振动。 有时，通过重新打磨（也称作加工或机加工）转子可以修复这两个问题。 从转子的两侧磨掉一些材料，可以恢复平整、光滑的表面。 并不是每次更换制动蹄都需要重新打磨。只有当转子变形或出现严重划痕时，才需要重新打磨。 事实上，对转子进行不必要的重新打磨会缩短其寿命。 因为这一过程会磨掉材料，所以制动转子在每次重新打磨之后都会变得更薄。 所有制动转子都有一个允许的最小厚度的规范，在达到最小厚度之后需要更换制动转子。 每辆车的使用手册中都会提供这一规范鼓式制动器的工作原理：我们将了解鼓式制动器的工作原理、检查紧急制动器的安装情况并找出鼓式制动器所需的维修类别。 当您打开一个鼓式制动器时，可能会发现鼓式制动器的结构看起来比较复杂，有点让人望而生畏。 我们将鼓式制动器进行分解，并分别说明各个元件的作用。 图4. 鼓式制动器的各个元件与盘式制动器一样，鼓式制动器也带有两个制动蹄和一个活塞。 但是鼓式制动器还带有一个调节器机构、一个紧急制动机构和大量弹簧。 首先，了解基础知识： 图5仅显示了提供制动力的元件。 图5. 运行中的鼓式制动器 当您踩下制动踏板时，活塞会推动制动蹄靠紧鼓。 这一点很容易理解，但是为什么需要这些弹簧呢？ 这就是鼓式制动器比较复杂的地方。 许多鼓式制动器都是自作用的。 图5中显示，当制动蹄与鼓发生接触时，会出现某种楔入动作，其效果是借助更大的制动力将制动蹄压入鼓中。 楔入动作提供的额外制动力，可让鼓式制动器使用比盘式制动器所用的更小的活塞。 但是，由于存在楔入动作，在松开制动器时，必须使制动蹄脱离鼓。 这就是需要一些弹簧的原因。 其他弹簧有助于将制动蹄固定到位，并在调节臂驱动之后使它返回为了让鼓式制动器正常工作，制动蹄必须与鼓靠近，但又不能接触鼓。 如果制动蹄与鼓相隔太远（例如，由于制动蹄已磨损），那么活塞需要更多的制动液才能完成这段距离的行程，并且当您使用制动器时，制动踏板会下沉得更靠近地板。 这就是大多数鼓式制动器都带有一个自动调节器的原因。 图6. 调节器机构现在，我们添加调节器机构的各个元件。 调节器使用的是我们在上面讨论过的自作用原理。 图7. 运行中的鼓式制动调节器 在图7中，您可以看到，当衬块磨损时，制动蹄和鼓之间将产生更多的空间。汽车在倒车过程中停止时，会推动制动蹄，使它与鼓靠紧。 当间隙变得足够大时，调节杆会摇动足够的幅度，使调节器齿轮前进一个齿。 调节器上带有像螺栓一样的螺纹，因此它可以在转动时松开一点，并延伸以填充间隙。 每当制动蹄磨损一点时，调节器就会再前进一点，因此它总是使制动蹄与鼓保持靠近。 一些汽车的调节器在使用紧急制动器时会启动。 如果紧急制动器有很长一段时间没有使用了，则调节器可能无法再进行调整。 因此，如果您的汽车装有这类调节器，一周应至少使用紧急制动器一次。 汽车上的紧急制动器必须使用主制动系统之外的动力源来启动。 鼓式制动器的设计允许简单的线缆启动机构。 图8. 运行中的紧急制动器 当启动紧急制动器时，线缆会拉动杠杆，使两个制动蹄分开。图2. 已将鼓安装到位的鼓式制动器图3. 未将鼓安装到位的鼓式制动器制动器减震：