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盘式制动器
作者:凤凰游戏    发布日期:2021-02-20 17:21


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  盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘,称为制动盘。摩擦元件从两侧夹紧制动盘而产生制动。固定元件则有多种结构形式,大体上可将盘式制动器分为钳盘式和全盘式两类。

  盘式制动器有液压型的,由液压控制,主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。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,很多轿车采用的盘式制动器有平面式制动盘、打孔式制动盘以及划线式制动盘,其中划线式制动盘的制动效果和通风散热能力均比较好。

  盘式制动器已广泛应用于轿车,现在大部分轿车用于全部车轮,少数轿车只用作前轮制动器,与后轮的鼓式制动器配合,以使汽车有较高的制动时的方向稳定性。在商用车中,目前盘式制动器在新车型及高端车型中逐渐被采用。

  制动盘直径D应尽可能取大些,这时制动盘的有效半径得到增加,可以降低制动钳的夹紧力,减少衬块的单位压力和工作温度。受轮辋直径的限制,制动盘的直径通常选择为轮辋直径的70%一79%。总质量大于2t的汽车应取上限。

  制动盘厚度对制动盘质量和工作时的温升有影响。为使质量小些,制动盘厚度不宜取得很大;为了降低温度,制动盘厚度又不宜取得过小。制动盘可以做成实心的,或者为了散热通风的需要在制动盘中间铸出通风孔道。一般实心制动盘厚度可取为10—20mm,通风式制动盘厚度取为20~50mm,采用较多的是20—30mm。在高速运动下紧急制动, 制动盘会形成热变形, 产生颤抖。为提高制动盘摩擦面的散热性能, 大多把制动盘做成中间空洞的通风式制动盘, 这样可使制动盘温度降低20 %~30%。

  摩擦衬块是指钳夹活塞推动挤压在制动盘上的摩擦材料。摩擦衬块分为摩擦材料和底板,两者直接压嵌在一起。

  摩擦衬块外半径只与内半径及推荐摩擦衬块外半径与内半径的比值不大于1.5。若此比值偏大,工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多,磨损不均匀,接触面积减少,最终导致制动力矩变化大。

  对于盘式制动器衬块工作面积A,推荐根据制动衬块单位面积占有的汽车质量在1.6~3.5(千克╱平方厘米)范围内选用。

  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。

  在钳盘式制动器中,由工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成制动块。每个制动器中一般有2~4 块。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中,称为制动钳。钳盘式制动器散热能力强,热稳定性好,故广泛应用于大多数轿车和轻型货车上。

  制动盘1 固定在轮毂上,制动钳5 固定在车桥上,既不能旋转也不能沿制动盘轴向移动。制动钳内装有两个制动轮缸活塞2,分别压住制动盘两侧的制动块3。当驾驶员踩下制动踏板使汽车制动时,来自制动主缸的制动液被压入制动轮缸,制动轮缸的液压上升,两轮缸活塞在液压作用下移向制动盘,将制动块压靠到制动盘上,制动块夹紧制动盘,产生阻止车轮转动的摩擦力矩,实现制动。

  浮钳盘式制动器的制动钳是浮动的,可以相对于制动盘轴向移动。如图3所示为浮钳盘式制动器的结构示意图。

  制动钳1一般设计成可以相对于制动盘4轴向移动。在制动盘的内侧设有液压油缸9,外侧的固定制动块5附装在钳体上。制动时,制动液被压入油缸中,在液压作用下活塞向左移动,推动活动制动块也向左移动并压靠到制动盘上,于是制动盘给活塞一个向右的反作用力,使活塞连同制动钳体整体沿导向销2向右移动,直到制动盘左侧的固定制动块5也压到制动盘上。这时两侧制动块都压在制动盘上,制动块夹紧制动盘,产生阻止车轮转动的摩擦力矩,实现制动。

  在重型载货汽车上,要求有更大的制动力,为此采用全盘式制动器。全盘式制动器摩擦副的固定元件和旋转元件都是圆盘形的,分别称为固定盘和旋转盘。制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触,其结构原理与摩擦离合器相似。

  与鼓式制动器相比,盘式制动器工作表面为平面且两面传热,圆盘旋转容易冷却,不易发生较大变形,制动效能较为稳定,长时间使用后制动盘因高温膨胀使制动作用增强;而鼓式制动器单面传热,内外两面温差较大,导致制动鼓容易变形,同时长时间制动后,制动鼓因高温而膨胀,制动效能减弱。另外,盘式制动器结构简单,维修方便,易实现制动间隙自动调整。

  盘式制动器的不足之处在于摩擦片直接作用在圆盘上,无自动摩擦增力作用,制动效能较低,所以用于液压制动系统时若所需制动促动管路压力较高,须另行装设动力辅助装置;兼用于驻车制动时,加装的驻车制动传动装置比鼓式制动器要复杂,因而在后轮上的应用受到限制。

  制动时,油液被压入内、外两轮缸中、其活塞在液压作用下将两制动块压紧制动盘,产生摩擦力矩而制动。此时,轮缸槽中的矩形橡胶密封圈的刃边在活塞摩擦力的作用下产生微量的弹性变形。放松制动时,活塞和制动块依靠 密封圈的弹力和弹簧的弹力回位。由于矩形密封圈刃边变形量很微小,在不制动时,摩擦片与盘之间的间隙每边只有0.1mm左右,它足以保证制动的解除。又因制动盘受热膨胀时,其厚度只有微量的变化,故不会发生“托滞”现象。矩形橡胶密封圈除起密封作用外,同时还起到活塞回位和自动调整间隙的作用。如果制动块的摩擦片与盘的间隙磨损加大,制动时密封圈变形达到极限后,活塞仍可继续移动,直到摩擦片压紧制动盘为止。解除制动后,矩形橡胶密封圈将活塞推回的距离同磨损之前相同,仍保持标准值。

  一般无摩擦助势作用,因而制动器效能受摩擦系数的影响较小,即效能较稳定;浸水后效能降低较少,而且只须经一两次制动即可恢复正常;在输出制动力矩相同的情况下,尺寸和质量一般较小;制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小,不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大;较容易实现间隙自动调整,其他保养修理作业也较简便。

  1、热稳定性较好。因为制动摩擦衬块的尺寸不长,其工作表面的面积仅为制动盘面积的12%~6%,故散热性较好。

  2、水稳定性较好。因为制动衬块对盘的单位压力高,易将水挤出,同时在离心力的作用下沾水后也易于甩掉,再加上衬块对盘的擦拭作用,因而,出水后只需经一、二次制动即能恢复正常;而鼓式制动器则需经过十余次制动方能恢复正常制动效能。

  4、在输出同样大小的制动力矩的条件下,盘式制动器的质量和尺寸比鼓式要小。

  5、盘式的摩擦衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更易更换,结构也较简单,维修保养容易。

  6、制动盘与摩擦衬块间的间隙小(0.05~0.15mm),这就缩短了油缸活塞的操作时间,并使制动驱动机构的力传动比有增大的可能。

  7、制动盘的热膨胀不会像制动鼓热膨胀那样引起制动踏板行程损失,这也使间隙自动调整装置的设计可以简化。

  盘式制动器有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高,摩擦片的耗损量较大,成本贵,而且由于摩擦片的面积小,相对摩擦的工作面也较小,需要的制动液压高,必须要有助力装置的车辆才能使用是效能较低,故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高,一般要用伺服装置。

  制动比较粗暴。两个粘有摩擦衬面的摩擦盘能在花键轴上来回滑动,是制动器的旋转部分。当制动时,能在极短时间使车辆停止。再加上压盘上球槽的倾斜角不可能无限大,所以制动不平顺。

  气压表压力上升缓慢的原因有:(a)管路漏气。(b)气泵工作不正常;(c)单向阀锈蚀、卡滞;(d)油水分离器放油螺栓未关紧或调压阀漏气。

  出现这种问题,可用这些方法解决: 首先应排除管路漏气,再检查气泵工作状态。将气泵出气管拆下,用大拇指压紧出气口,若排气压力低,说明气泵有故障。若气泵工作状态良好,再检查油水分离器放油螺塞或调压阀,避免旁通,通过检查排除故障。最后再检查三通接头中的两个单向阀,单向阀卡滞会造成储气筒不能进气或进气缓慢。

  (a)制动器漏油;(b)制动油路中有空气;(c)轮毂油封破损,钳盘上有油污;(d)制动严重磨损,摩擦面烧损;(e)气路气压调整过低。

  如果制动衬块的排屑槽被异物覆盖,制动时将失却排出尘土、刮去水分的作用,使制动力降低。

  跑偏的直接原因是两侧车轮的制动力矩不等所致,常见的故障原因:(a)制动钳盘油污严重,摩擦系统数严重下降,造成制动力矩不平衡,此时应清除制动钳盘上的油污;(b)分泵活塞卡滞不能工作。静车踩制动,观察分泵工作情况,视情拆检。

  故障现象:装载机起步行走吃力,停车后用手触摸钳盘,钳盘发热。主要原因:

  (b)加力泵活塞杆长度过大。这种情况在新换加力泵总成时有可能出现,其原因为:活塞杆调整过长,造成加力泵工作时,活塞行程过大,制动液从泄油孔回流至加力泵内并喷出。安装时应测量活塞工作行程,以确定活塞杆的长度。

  植物油型制动液无法满足盘式制动器的使用要求,因此必须使用高沸点的合成制动液。但是,合成制动液具有吸水特性。在某些使用条件中,沸点下降很快。为防止制动液沸点的明显下降,一般常采用以下一些措施:

  (1)定期更换制动液。夏季3个月或行驶smarttags/5000km;冬季6个月或行驶1000km后,即将制动液更新。

  (3)密闭保存制动液。要限制制动液温度升高,应保证活塞能灵活地自动回位,避免因锈蚀、发卡使制动器打滑或发咬。当制动衬块磨耗过多时,传到制动液的热量也会迅速增加。因此,应及时更换磨耗了的制动衬块。

  1、在制动器钳体活塞和制动衬片之间,加一防噪声片,使活塞上形成一倾斜度。从而保证制动时制动衬块和制动盘柔性接触,使制动衬块在正常磨损状态下无异常噪声出现。

  3、制动时,制动衬块向一侧移动,可能出现撞击声响。这是由于制动衬块和钳体之间的间隙过大所致,可用镀覆焊锡的方法消除间隙。但须注意,应使焊锡镀覆在与行驶方向相反的一侧,防止在制动力的作用下失效。

  制动钳体一般装配在转向节后侧,这可使制动时相对地减轻前轮轴承的负荷。但是,有的车型把钳体装于轴的前方,加重了前轮轴承的合成载荷,容易造成前轮轴承的提前损坏。因此,对于采用这种结构的车轮,应适时地进行调整和检修。

  用百分表检测制动盘的断面跳动误差大于0.06mm,制动盘表面具有明显的磨损台阶及拉伤沟槽,可进行加工修复。

  检查制动蹄摩擦片厚度小于7mm(包括底板)时,必须更换摩擦片,且左,右轮必须成套更换(4片摩擦片,4片弹簧片)。

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