汽車制動(dòng)系統(tǒng)概述

趙鑫　趙楠

【摘 要】汽車行業(yè)發(fā)展近百年，從最初的能夠行駛和簡(jiǎn)單的貨物運(yùn)輸，到現(xiàn)如今追求的動(dòng)力性、安全性、節(jié)能性和智能化等進(jìn)行了一系列的演變與發(fā)展，但歸根結(jié)底，始終不變的是其保障乘員安全的功能，制動(dòng)系統(tǒng)在其中發(fā)揮了巨大的作用。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，在由于車輛本身問題而造成的交通事故中，由于制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的交通事故所占比例高達(dá)45%[1]。因此，制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)得到了各大生產(chǎn)商的重視。本文主要分析說明鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器的分類形式、基本工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】制動(dòng)系統(tǒng)；鼓式制動(dòng)器；盤式制動(dòng)器

1 制動(dòng)系統(tǒng)功用及組成

制動(dòng)系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時(shí)，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠地停在原地或坡道上[2]。制動(dòng)系統(tǒng)按動(dòng)力源可分為摩擦式、氣壓式、液力式和電磁式四種；按照功能可分為行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、第二制動(dòng)系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)；按控制方式還可分為人力制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三類。無論制動(dòng)系統(tǒng)分類如何，任何制動(dòng)系統(tǒng)均由四個(gè)基本部分組成：供能裝置，即提供制動(dòng)作用所需能量和改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的構(gòu)件；控制裝置，即產(chǎn)生制動(dòng)和控制制動(dòng)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)件；傳動(dòng)裝置，即輸送能量至制動(dòng)器使之起作用的零件；制動(dòng)器，即關(guān)鍵零部件，產(chǎn)生制動(dòng)力迫使車輛減速的重要部件。一些高級(jí)轎車的制動(dòng)系統(tǒng)還包括制動(dòng)力調(diào)節(jié)和壓力保護(hù)等附加裝置。一般制動(dòng)系需要滿足以下幾點(diǎn)要求：①具有足夠的制動(dòng)效能，即具有足夠的制動(dòng)減速度和盡量短的制動(dòng)距離；②制動(dòng)系統(tǒng)工作可靠，采用多管路制動(dòng)方案可避免一路失效則制動(dòng)整體失效；③制動(dòng)的同時(shí)能夠保證穩(wěn)定的操作和方向穩(wěn)定性；④由于制動(dòng)器工作時(shí)溫升較高，所以應(yīng)具備良好的散熱和抗熱穩(wěn)定性；⑤具有一定的使用壽命。

2 制動(dòng)器分類及介紹

制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力（制動(dòng)力）的部件[3]。摩擦制動(dòng)器為常用的制動(dòng)器類型，其基本原理是固定元件與旋轉(zhuǎn)元件表面間的摩擦作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使得汽車驅(qū)動(dòng)輪減速。摩擦制動(dòng)器主要為鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器兩大類。

2.1 鼓式制動(dòng)器

鼓式制動(dòng)器有內(nèi)張型和外束型兩種，內(nèi)張型以內(nèi)圓柱面為工作表面，采用帶摩擦片的制動(dòng)蹄作為固定元件。由于驅(qū)動(dòng)裝置的不同又可分為輪缸式制動(dòng)器、凸輪式制動(dòng)器和楔式制動(dòng)器。由于篇幅有限，這里我們僅拿輪缸式制動(dòng)器中的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器介紹。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器如圖1所示：

這里記汽車行進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向如圖中箭頭所示，制動(dòng)蹄1支撐點(diǎn)在其前端，輪缸施加的促動(dòng)力作用于后端，制動(dòng)過程中，制動(dòng)蹄1張開的旋轉(zhuǎn)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向相同，因此稱為“領(lǐng)蹄”。領(lǐng)蹄上的切向合力作用結(jié)果使得領(lǐng)蹄在制動(dòng)鼓上壓得更緊，具有“增勢(shì)”作用；制動(dòng)蹄2支撐點(diǎn)在其后方，促動(dòng)力作用于前方，制動(dòng)蹄2張開的旋轉(zhuǎn)方向與制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向相反，故稱為“從蹄”。很明顯，從蹄的切向合力有放松制動(dòng)鼓的“減勢(shì)”作用。在倒車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向相反，領(lǐng)從蹄互換，但制動(dòng)效能不變。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙易調(diào)節(jié)，便于附裝駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，因此領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用。

2.2 盤式制動(dòng)器

盤式制動(dòng)器按固定元件的不同可分為鉗盤式制動(dòng)器和全盤式制動(dòng)器兩類。鉗盤式制動(dòng)器過去常用作中央制動(dòng)器，但如今已在轎車上普及，一些貨車也是用盤式制動(dòng)器作為車輪制動(dòng)器。全盤式制動(dòng)器應(yīng)用較少，僅在一些重型汽車中使用。本文中僅介紹鉗盤式制動(dòng)器。鉗盤式制動(dòng)器的固定摩擦元件是摩擦塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗體中。摩擦副中的旋轉(zhuǎn)件是制動(dòng)盤，它是以端面工作的金屬圓盤。制動(dòng)鉗由摩擦塊和促動(dòng)裝置組成，每個(gè)制動(dòng)器中一般有2～4個(gè)摩擦塊。按照制動(dòng)鉗位置固定與否鉗盤式制動(dòng)器又分為定鉗盤式和浮鉗盤式。其組件圖如圖2和圖3所示。定鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗與車橋固定安裝，既不能沿軸向移動(dòng)也不能旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)鉗體由內(nèi)側(cè)鉗體和外側(cè)鉗體組成，摩擦塊以石綿為基礎(chǔ)材料加熱模壓制成。浮鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗可以相對(duì)制動(dòng)盤作軸向滑動(dòng)。油缸僅在制動(dòng)盤內(nèi)側(cè)設(shè)置，外側(cè)摩擦塊附裝在制動(dòng)鉗體上。

盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①熱穩(wěn)定性好；②制動(dòng)力矩與行進(jìn)方向無關(guān)；③易于設(shè)計(jì)雙回路制動(dòng)系；④制動(dòng)襯塊上壓力分布均勻，磨損均勻；⑤尺寸小，質(zhì)量輕，散熱性好⑥襯塊和制動(dòng)盤之間間隙小，縮短制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。因此，盤式制動(dòng)器在乘用車上得到廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)束語

本文對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并分別對(duì)兩大類摩擦制動(dòng)器進(jìn)行介紹分析，制動(dòng)器在制動(dòng)器同種起到至關(guān)重要的作用。制動(dòng)器的好壞決定著制動(dòng)系統(tǒng)工作效率和工作穩(wěn)定性的高低。隨著科技的進(jìn)步和制造工藝的提升，在不久的將來會(huì)出現(xiàn)一批批更加先進(jìn)，更加安全，更加高效的制動(dòng)器被創(chuàng)造和生產(chǎn)出來，制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)更加完善，更加可靠，駕駛員和乘員的安全將得到更加可靠的保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]方泳龍.汽車制動(dòng)理論與設(shè)計(jì)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005.

[2]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004，08：257.

[3]史文庫，姚為民.汽車構(gòu)造（下冊(cè)）[M].6版.北京：人民交通出版社，2013，05：332.

[責(zé)任編輯：曹明明]