汽車盤式制動器及其液壓驅(qū)動機構(gòu)的分析

王愛程　黃韻奕　楊潔　朱國林

摘 要：首先對制動系的制動能效進行分析，然后對盤式制動器的結(jié)構(gòu)、制動原理進行闡述;最后，對制動驅(qū)動機構(gòu)的工作原理進行研究。對從事相關(guān)研究人員具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：盤式制動器 工作原理 液壓驅(qū)動

1 引言

汽車制動系是用于將行駛中的汽車減速或停車的機構(gòu)，它直接影響汽車行駛的安全性和可靠性。一套完整的制動裝置必須由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成[1]。制動器根據(jù)結(jié)構(gòu)，又可分成鼓式與盤式[2]。與鼓式相比，盤式制動器具有散熱效果好、制動穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)緊湊重量輕、制動片方便更換等優(yōu)點。因此，輕型汽車及現(xiàn)代轎車所用的車輪制動器，前輪大部分使用盤式制動器。

2 制動系行車制動效能參數(shù)

制動能效是衡量一個車輛安全性能的重要指標(biāo)。汽車制動系必須具備足夠的制動效能，來保證車輛的安全運行。行車制動效能是由制動距離和制動減速度兩項指標(biāo)來評定的，其中制動減速度取決于制動初速度和最大踏板力兩個因素[1]。

（1-1）

式中：——汽車所受全部重力，N;

——附著系數(shù);

g——重力加速度，;

v——制動初速度，m/s。

由此得出汽車的最大制動減速度：

（1-2）

汽車的行駛安全性由制動距離S直接影響，可由式（1-3）算出：

（1-3）

式中：t1——制動機構(gòu)滯后時間，s;

t2——制動器制動力增長過程所需要的時間，s。

3 盤式制動器的結(jié)構(gòu)及制動原理

盤式制動器主要包括制動盤、制動鉗體、活塞和摩擦塊等構(gòu)件[3]。盤式制動器按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)又可分為鉗盤式和全盤式制動器兩種類型。兩塊制動塊是鉗盤式制動器的固定摩擦元件，其上帶有摩擦襯塊，通過連接件安裝在制動鉗體，制動鉗體及制動塊組件用螺栓固定在轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上。制動塊安裝于制動盤的左右兩側(cè)，制動盤用螺栓固定在輪轂上并隨輪轂一起轉(zhuǎn)動。盤式制動器的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

制動時，駕駛員通過踩壓剎車踏板，通過驅(qū)動結(jié)構(gòu)將制動壓力傳遞到制動鉗活塞缸內(nèi)進而推動活塞及摩擦片共同夾緊制動盤，產(chǎn)生制動摩擦力矩，從而使車輪降低轉(zhuǎn)速并實現(xiàn)汽車的平穩(wěn)、可靠停止。

4 液壓制動驅(qū)動系統(tǒng)

制動驅(qū)動機構(gòu)用于將司機或其他動力源的制動作用力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。其根據(jù)力的傳遞方式可分為機械式、氣壓式、液壓式和氣壓-液壓式幾種類型。液壓制動器因具有操作延遲時間短、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。

液壓制動驅(qū)動原理

液壓制動驅(qū)動系統(tǒng)進行制動時，施加在制動踏板上的力驅(qū)動管道里的液壓油使制動泵產(chǎn)生壓力，通過液壓軟管傳輸?shù)街苿痈祝簤褐苿酉凳疽鈭D如圖2所示。具體動作原理如下，當(dāng)踩下制動踏板4時，通過連桿機構(gòu)推動總泵的活塞（位于制動主缸5中）向前移，制動泵5內(nèi)的油液壓力升高，油液分別通過油管3，6，8進入各車輪制動器1，2，7的分泵，使各分泵的活塞外伸動作，實現(xiàn)腳踩制動的力向四個車輪制動器的傳遞，各制動器通過制動塊或制動蹄卡緊制動盤實施制動。當(dāng)松開制動踏板4時，在油液壓力和回位彈簧的共同作用下，總泵活塞回位，通過液管路實現(xiàn)各輪制動器活塞和相應(yīng)制動組件回位，解除對車輪的制動。

5 結(jié)語

汽車制動系是汽車可靠運行的核心系統(tǒng)，制動系的制動能效直接決定駕駛的安全性。通過對制動器的結(jié)構(gòu)以及制動能效參數(shù)的研究，并對液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的分析，得出一些結(jié)論和參數(shù)，可供后續(xù)研究做參考。

參考文獻：

[1]劉惟信.汽車制動系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2]劉軍.汽車制動器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2017（5），68-70.

[3]張雪文.淺析汽車盤式制動器設(shè)計[J].時代農(nóng)機，2018，45（5），195-196.