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19.2 鼓式制动器与盘式制动器结构讲解

作者:AutoAge    来源:邢台职业技术学院    点击:   时间:2008年07月01 【字体:

凡利用固定元件与旋转元件的工作表面摩擦而产生制动作用的制动器称为摩擦制动器,摩擦制动器按照摩擦工作表面的不同分为鼓式和盘式制动器。

19.2.1 鼓式制动器

  ( 1 )领从蹄式制动器:在制动鼓正向旋转和反向旋转时 , 都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为领从蹄式制动器,图19-2-1 所示为其结构示意图。

  图中箭头所示为汽车前进时制动鼓的旋转方向,即制动鼓的正向旋转方向。制动轮缸 6 所施加给制动蹄 1 的促动力 s 使得该制动蹄绕支承点 3 张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。具有这种属性的制动蹄称为领蹄。与此相反 , 制动轮缸 6 所施加给制动蹄 2 的促动力 s 使得该制动蹄绕支承点 4 张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。当汽车倒驶 , 即制动鼓反向旋转时 , 蹄 1 变成从蹄 , 而蹄 2 则变成领蹄。

  制动时两活塞对两个制动蹄所施加的促动力是相等的,凡两蹄所受促动力相等的领从蹄式制动器称为等促动力制动器。制动时,领蹄 1 和从蹄 2 在促动力 FS 的作用下,分别绕各自的支承点 3 和 4 旋转到紧压在制动鼓 5 上。旋转着的制动鼓即对两制动蹄分别作用着法向反力 N1 和 N2 ,以及相应的切向反力 T1 和 T2 ,两蹄上的这些力分别为各自的支点 3 和 4 的支点反力 Sl 和 S2 所平衡,领蹄上的切向力T1 所造成的绕支点3的力矩与促动力Fs 所造成的绕同一支点的力矩是同向的。所以力T1 的作用结果是使领蹄1在制动鼓上压的更紧,即力 N1 变的更大,从而力T1 也更大。这表明领蹄具有 “ 增势 ‘ 作用。与此相反,切向力T 2 则使从蹄2有放松制动鼓的趋势,即有使N2 和T2 本身减小的趋势。故从蹄具有 ” 减势 “ 作用。

  由于领从蹄式制动器的制动鼓所受到的来自两蹄的法向力 N1 和N2 不相平衡,则两蹄法向力之和只能由车轮轮毂轴承的反力来平衡,这就对轮毂轴承造成了附加径向载荷,使其寿命缩短。凡制动鼓所受来自两蹄的法向力不能互相平衡的制动器称为非平衡式制动器。

  ( 2 )单向双领蹄式制动器:在制动鼓正向旋转时,两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器,如图19-2-2 所示为其结构示意图。

  双领蹄式制动器与领从蹄式制动器在结构上主要有两点不相同,一是双领蹄式制动器的两制动蹄各有一个单活塞轮缸,而领从蹄式制动器的两蹄共用一个活塞式轮缸;二是双领蹄式制动器的两套制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是中心对称的,而领丛蹄式制动器中的制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是轴对称布置的,由于固定元件布置都是中心对称的,属于平衡式制动器。

  ( 3 )双向双领蹄式制动器:无论是前进制动还是倒车制动,两制动蹄都是领蹄的制动器称为双向双领蹄式制动器,图19-2-3 为其结构示意图。

  与领从蹄式制动器相比,双向双领蹄式制动器在结构上有三个特点:一是采用两个双活塞式制动轮缸;二是两制动蹄的两端采用浮式支承,且支点的周向位置也是浮动的;三是制动底板上的所有固定元件,如制动蹄、制动轮缸、回位弹簧等都是成对的,而且既按轴对称,又按中心对称布置,属于平衡式制动器。

  ( 4 )双从蹄式制动器:前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器称为双从蹄制动器,图19-2-4 所示为其结构示意图。

  这种制动器与双领蹄式制动器结构很相似,两者的差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。虽然双从蹄式制动器前进制动效能低于双领蹄式和领从蹄式制动器,但其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小,即具有良好的制动效能稳定性,属于平衡式制动器。

  ( 5 )单向自增力式制动器:图19-2-5 所示为其结构示意图,第一制动蹄 1 和第二制动蹄 2 的下端分别浮支在浮动的顶杆 6 的两端。

  汽车前进制动时,单活塞式轮缸将促动力 FS1 加于第一蹄,使其上压靠到制动鼓 3 上。第一蹄是领蹄,并且在各力作用下处于平衡状态。顶杆 6 是浮动的,将与力 S1 大小相等、方向相反的促动力 FS2 施于第二蹄。故第二蹄也是领蹄。作用在第一蹄上的促动力和摩擦力通过顶杆传到第二蹄上,形成第二蹄促动力 FS2 。对制动蹄 1 进行受力分析可知, FS2>FS1 。此外,力 FS2 对第二蹄支承点的力臂也大于力 FS1 对第一蹄支承的力臂。因此,第二蹄的制动力矩必然大于第一蹄的制动力矩。

  倒车制动时,第一蹄的制动效能比一般领蹄的低得多,第二蹄则因未受促动力而不起制动作用。

  ( 6 )双向自增力式制动器:图19-2-6 所示为其结构示意图,其特点是制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓间的摩擦起自增力作用。

  它的结构不同于单向自增力式之处主要是采用双活塞式制动轮缸4,可向两蹄同时施加相等的促动力 F s 。制动鼓正向(如箭头所示)旋转时,前制动蹄 1 为第一蹄,后制动蹄 3 为第二蹄,制动鼓反向旋转时则情况相反。由图可见,在制动时,第一蹄只受一个促动力 F s ,而第二蹄则有两个促动力 F s 和 S ,且 S > F s 。考虑到汽车前进制动的机会远多于倒车制动,且前进制动时制动器工作负荷也远大于倒车制动,故后蹄 3 的摩擦片面积做得较大。
 
   ( 7 )凸轮式制动器:国内外汽车的气压制动系中,大都是采用凸轮促动的车轮制动器,而且多为领从蹄式,图19-2-7 所示为其结构示意图。

  制动时,制动调整臂在制动气室 1 的推杆作用下,带动凸轮轴 2 转动,使得两制动蹄压靠到制动鼓 3 上而制动。由于凸轮轮廓的中心对称性及两蹄结构和安装的轴对称性,凸轮转动所引起的两蹄上相应点的位移必然相等。

  前、后制动蹄 1 、 2 在凸轮 6 的作用下,压向制动鼓 5 ,制动鼓 5 对制动蹄 1 、 2 产生摩擦作用。在摩擦 力的作用下,前制动蹄 1 有离开凸轮 6 的趋势,致使凸轮 6 对制动蹄 1 的压力有所减弱;后制动蹄 2 有向凸轮 6 的趋势,致使凸轮 6 对制动蹄 2 的压力有所增强。由于前制动蹄 1 有领蹄作用,后制动蹄 2 有从蹄作用,又有凸轮 6 对前制动蹄 1 促动力较小,对后制动 蹄 2 促动力较大这一情况,所以,前后制动蹄片 1 、 2 的制动效果是接近的。

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