【正文】 向旋轉(zhuǎn)時總具有一個領(lǐng)蹄和一個從蹄的內(nèi)張型鼓式制動器稱為領(lǐng)從蹄式制動器。由圖32(a)、(b)可見，領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢”作用，故又稱增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢，即摩擦力矩具有“減勢”作用，故又稱減勢蹄。“增勢”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢”作用使從蹄所受的法向反力減小。對于兩蹄的張開力的領(lǐng)從蹄式制動器結(jié)構(gòu)，如圖32(b)所示，兩蹄壓緊制動鼓的法向力相等。但當制動鼓旋轉(zhuǎn)并制動時，領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢”作用，使其進一步壓緊制動鼓而使其所受的法向反力加大；從蹄由于摩擦力矩的“減勢”作用而使其所受的法向反力減小。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值由車輪輪轂軸承承受。這種制動時兩蹄法向反力不能相互平衡的制動器也稱為非平衡式制動器。液壓或楔塊驅(qū)動的領(lǐng)從蹄式制動器均為非平衡式結(jié)構(gòu)，也叫做簡單非平衡式制動器。非平衡式制動器將對輪轂軸承造成附加徑向載荷，而且領(lǐng)蹄摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的，磨損較嚴重。為使襯片壽命均衡，可將從蹄的摩擦襯片包角適當?shù)販p小。對于如圖32 (a)所示具有定心凸輪張開裝置的領(lǐng)從蹄式制動器，制動時，凸輪機構(gòu)保證了兩蹄等位移，作用于兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動力矩分別相等，而作用于兩蹄的張開力PP2則不等，且必然有P1P2。由于兩蹄的法向反力N1=N2在制動鼓正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)并制動時均成立，因此這種結(jié)構(gòu)的特性是雙向的，實際上也是平衡式的。其缺點是驅(qū)動凸輪的力要大而效率卻相對較低，～。因為凸輪要求氣壓驅(qū)動，因此這種結(jié)構(gòu)僅用于總質(zhì)量大于或等于10 t的貨車和客車上。領(lǐng)從蹄式制動器的兩個蹄常有固定的支點。張開裝置有凸輪式(見圖32(a)、圖3圖34)、楔塊式(見圖3圖36)、曲柄式(參見圖312)和具有兩個或四個等直徑活塞的制動輪缸式的(見圖32(b)、圖3圖38)。后者可保證作用在兩蹄上的張開力相等并用液壓驅(qū)動，而凸輪式、楔塊式和曲柄式等張開裝置則用氣壓驅(qū)動。當張開裝置中的制動凸輪和制動楔塊都是浮動的時，也能保證兩蹄張開力相等，這時的凸輪稱為平衡凸輪。也有非平衡式的制動凸輪，其中心是固定的，不能浮動，所以不能保證作用在兩蹄上的張開力相等。 圖33 S凸輪制動器圖34 楔塊式張開裝置及其受力簡圖 圖35 S凸輪式車輪制動器1—制動蹄；2—凸輪；3—制動底板；4—調(diào)整臂；5—凸輪支座及制動氣室；6—滾輪 圖36 楔塊式張開裝置的車輪制動器1—制動蹄；2—制動底板；3—制動氣室；4—楔塊；5—滾輪6—柱塞；7—檔塊；8—棘爪；9—調(diào)整螺釘；10—調(diào)整套筒 圖37 制動輪缸具有兩個個等直徑活塞的車輪制動器1—活塞；2—活塞支承圈；3—密封圈；4—支承；5—制動底板；6—制動蹄7—支承銷；8—青銅偏心輪；9—制動蹄定位銷；10—駐車制動傳動裝置圖38制動輪缸具有四個等直徑活塞的車輪制動器1—制動蹄；2—制動底板；3—制動器間隙調(diào)整凸輪；4—偏心支承銷領(lǐng)從蹄式制動器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進和倒車時的制動性能不變，結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，也便于附裝駐車制動機構(gòu)，故仍廣泛用作中、重型載貨汽車的前、后輪以及轎車的后輪制動器。當汽車前進時，若兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器，稱為雙領(lǐng)蹄式制動器。但這種制動器在汽車倒車時，兩制動蹄又都變?yōu)閺奶?，因此，它又稱為單向雙領(lǐng)蹄式制動器。如圖310 (c)所示，兩制動蹄各用一個單活塞制動輪缸推動，兩套制動蹄、制動輪缸等機件在制動底板上是以制動底板中心作對稱布置的，因此兩蹄對鼓作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動器。 單向雙領(lǐng)蹄式制動器根據(jù)其調(diào)整方法的不同，又有多種結(jié)構(gòu)方案，如圖310所示。圖310 單向雙領(lǐng)蹄式制動器的機構(gòu)方案（液壓驅(qū)動）（a）一般形式；（b）偏心調(diào)整；（c）輪缸上調(diào)整；（d）浮動蹄片，輪缸支座端調(diào)整；（e）浮動蹄片，輪缸偏心機構(gòu)調(diào)整雙領(lǐng)蹄式制動器有高的正向制動效能，但倒車時則變?yōu)殡p從蹄式，使制動效能大降。中級轎車的前制動器常用這種型式，這是由于這類汽車前進制動時，前軸的動軸荷及附著力大于后軸，而倒車時則相反，采用這種結(jié)構(gòu)作為前輪制動器并與領(lǐng)從蹄式后輪制動器相匹配，則可較容易地獲得所希望的前、后輪制動力分配并使前、后輪制動器的許多零件有相同的尺寸。它不用于后輪還由于有兩個互相成中心對稱的制動輪缸，難于附加駐車制動驅(qū)動機構(gòu)。當制動鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器，稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器。如圖32(d)及圖31圖312所示。 圖311 雙向雙領(lǐng)蹄式制動器的結(jié)構(gòu)方案（液壓驅(qū)動）（a）一般形式；（b）偏心機構(gòu)調(diào)整；（c）輪缸上調(diào)整其兩蹄的兩端均為浮式支承，不是支承在支承銷上，而是支承在兩個活塞制動輪缸的支座上(圖32(d)、圖311)或其他張開裝置的支座上(圖31圖313)。 圖312 曲柄機構(gòu)制動器（氣壓驅(qū)動） 圖313 雙楔制動器（氣壓驅(qū)動）當制動時，油壓使兩個制動輪缸的兩側(cè)活塞(圖311)或其他張開裝置的兩側(cè)(圖31圖313)均向外移動，使兩制動蹄均壓緊在制動鼓的內(nèi)圓柱面上。制動鼓靠摩擦力帶動兩制動蹄轉(zhuǎn)過一小角度，使兩制動蹄的轉(zhuǎn)動方向均與制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致；當制動鼓反向旋轉(zhuǎn)時，其過程類同但方向相反。因此，制動鼓在正向、反向旋轉(zhuǎn)時兩制動蹄均為領(lǐng)蹄，故稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器。它也屬于平衡式制動器。由于這種制動器在汽車前進和倒退時的性能不變，故廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后輪。但用作后輪制動器時，需另設中央制動器。雙從蹄式制動器的兩蹄片各有一個固定支點，而且兩固定支點位于兩蹄片的不同端，并用各有一個活塞的兩輪缸張開蹄片，其結(jié)構(gòu)形式與單向雙領(lǐng)蹄式相反。雙從蹄式制動器的制動效能穩(wěn)定性最好，但因制動效能最低，所以很少采用。如圖32(e)所示，兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動蹄支承在其上端制動底板上的支承銷上。當汽車前進時，第一制動蹄被單活塞的制動輪缸推壓到制動鼓的內(nèi)圓柱面上。制動鼓靠摩擦力帶動第一制動蹄轉(zhuǎn)過一小角度，進而經(jīng)頂桿推動第二制動蹄也壓向制動鼓的工作表面并支承在其上端的支承銷上。顯然，第一制動蹄為一增勢的領(lǐng)蹄，而第二制動蹄不僅是一個增勢領(lǐng)蹄，而且經(jīng)頂桿傳給它的推力Q要比制動輪缸給第一制動蹄的推力P大很多，使第二制動蹄的制動力矩比第一制動蹄的制動力矩大2～3倍之多。由于制動時兩蹄的法向反力不能互相平衡，因此屬于一種非平衡式制動器。 雖然這種制動器在汽車前進制動時，其制動效能很高，且高于前述各種制動器，但在倒車制動時，其制動效能卻是最低的。因此，僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作前輪制動器。如圖32(f)所示，將單向增力式制動器的單活塞制動輪缸換以雙活塞式制動輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄可共用的，則成為雙向增力式制動器。對雙向增力式制動器來說，不論汽車前進制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。只是當制動鼓正向旋轉(zhuǎn)時，前制動蹄為第一制動蹄，后制動蹄為第二制動蹄；而反向旋轉(zhuǎn)時，第一制動蹄與第二制動蹄正好對調(diào)。第一制動蹄是增勢領(lǐng)蹄，第二制動蹄不僅是增勢領(lǐng)蹄，而且經(jīng)頂桿傳給它的推力Q要比制動輪缸給第一蹄或第二蹄的推力大很多。但制動時作用于第二蹄上端的制動輪缸推力起著減小第二蹄與支承銷間壓緊力的作用。雙向增力式制動器也是屬于非平衡式制動器。 圖314給出了雙向增力式制動器(浮動支承)的幾種結(jié)構(gòu)方案，圖315給出了雙向增力式制動器(固定支點)另外幾種結(jié)構(gòu)方案。 雙向增力式制動器在高級轎車上用得較多，而且往往將其作為行車制動與駐車制動共用的制動器，但行車制動是由液壓通過制動輪缸產(chǎn)生制動蹄的張開力進行制動，而駐車制動則是用制動操縱手柄通過綱索拉繩及杠桿等操縱。另外，它也廣泛用于汽車中央制動器，因為駐車制動要求制動器正、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應急制動時不會產(chǎn)生高溫，因而熱衰退問題并不突出。圖314 雙向增力式制動器（浮動支承）的結(jié)構(gòu)方案 圖315雙向增力式制動器（固定支點）的結(jié)構(gòu)方案（a）一般形式；（b）浮動形式；（c）中心調(diào)整考慮到制動器的效能因素和制動器效能的穩(wěn)定性，且領(lǐng)從蹄式制動器的蹄片與制動鼓之間的間隙易于調(diào)整，便于附裝駐車制動裝置，根據(jù)設計車型的特點及制動要求，并考慮到使結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，也便于附裝駐車制動機構(gòu)等因數(shù)，本文選擇凸輪式領(lǐng)從蹄式制動器作為設計方案。 第4章 理想制動力及其分配對汽車制動性能有著重要影響的制動系參數(shù)有：制動力及其分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動器最大制動力矩等。 制動力與制動力分配系數(shù)汽車制動時，如果忽略路面對車輪的滾動阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度0的車輪，其力矩平衡方程為: 式（）式中： ——制動器對車輪作用的制動力矩，即制動器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反，Nm； ——地面作用于車輪上的制動力，之間的摩擦力，又稱為地面制即地面與輪胎動力，其方向與汽車行駛方向相反，N； ——車輪有效半徑，m。令 = / 式()即制動器制動力，它是在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動周緣力。與地面制動力的方向相反，當車輪角速度0時，大小亦相等，且僅由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動踏板力即制動系的液壓或氣壓成正比。當加大踏板力以加大，和均隨之增大。但地面制動力 受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力 ，即 ≤ 式（）式中 ——輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z——地面對車輪的法向反力。當制動器制動力和地面制動力達到附著力值時，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動力矩 即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當制動到=0以后，地面制動力達到附著力值后就不再增大。 制動器制動力與踏板力關(guān)系曲線根據(jù)汽車制動時的整車受力分析，考慮到制動時的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對前、后軸車輪的法向反力Z1，Z2為： 式（） 式（）式中 ：G——汽車所受重力； L——汽車軸距； ——汽車質(zhì)心離前軸距離； 汽車制動時整車受力分析圖 ——汽車質(zhì)心離后軸距離； ——汽車質(zhì)心高度； g ——重力加速度； ——汽車制動減速度。 若在附著系數(shù)為（我們選擇在瀝青路面上制動，則選取=）的路面上制動，前、后輪均抱死（同時抱死或先后抱死均可），此時汽車總的地面制動力為 式()式中 q（）——制動強度，亦稱比減速度或比制動力；，——前后軸車輪的地面制動力。此時 等于汽車前、后軸車輪的總的附著力，亦等于作用于質(zhì)心的制動慣性力 ，即有=== 式（）則得水平地面作用于前、后軸車輪的法向反作用力的表達式：