【正文】 雙從蹄式 單向增力式 雙向增力式 盤式制動(dòng)器 盤式制動(dòng)系統(tǒng)的基本零件是制動(dòng)盤，輪轂和制動(dòng)卡鉗組件。制動(dòng)盤為停止車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)提供摩擦表面。車輪通過雙頭螺栓和帶突緣的螺母裝到制動(dòng)盤轂上。轂內(nèi)有允許車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承。制動(dòng)盤的每一面有加工過的制動(dòng)表面。 液壓元件和摩擦元件裝在制動(dòng)卡鉗組件內(nèi)。制動(dòng)卡鉗裝到車輛上時(shí)，它跨騎在制動(dòng)盤和輪轂的外 徑處。 進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，靠主缸的液壓力，制動(dòng)卡鉗內(nèi)的活塞被迫外移?；钊麎毫νㄟ^摩擦塊或制動(dòng)蹄夾住制動(dòng)盤。由于施加在制動(dòng)盤兩側(cè)的液壓力是方向相反、大小相等的，制動(dòng)盤不會(huì)變形，除非制動(dòng)過猛或持續(xù)加壓。 制動(dòng)盤表面的摩擦能生成熱。由于制動(dòng)盤在轉(zhuǎn)動(dòng)。表面沒有遮蓋，熱很容易消散到周圍空氣中。由于迅速冷卻的特性，即使在連續(xù)地猛烈制動(dòng)之后，盤式制動(dòng)器比抗制動(dòng)衰退的鼓式制動(dòng)器工作得要好。許多車輛的前部采用盤式制動(dòng)器的主要理由就是它抗制動(dòng)衰退性好和停車平穩(wěn)。 10 圖 22 盤式制動(dòng)器 結(jié)構(gòu)圖 定鉗盤式制動(dòng)器 鉗盤式制動(dòng)器主要有以下幾種結(jié)構(gòu)型式： 11 圖 23 鉗盤式制動(dòng)器示意圖 a)、 d) 固定鉗式 b) 滑動(dòng)鉗式 c) 擺動(dòng)鉗式 固定鉗式制動(dòng)器，如圖（ a）所示，制動(dòng)盤兩側(cè)均有油缸。制動(dòng)時(shí)，僅兩側(cè)油缸中的活塞驅(qū)使兩側(cè)制動(dòng)塊向盤面移動(dòng)。這種制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）除活塞和制動(dòng)塊外無其它滑動(dòng)件，易于保證鉗的剛度； （ 2）結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動(dòng)輪缸相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的改型； （ 3）很能適應(yīng)分路系統(tǒng)的要求； 就目前汽車發(fā)展趨勢來看，隨著汽車性能要求的提高，固定鉗結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)也日益明顯。主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）固定鉗式至少要有兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管（橋管）來連通，這就使制動(dòng)器的徑向和軸向的尺寸都比較大，因而在車輪中布置比較困難； 12 （ 2）在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動(dòng)液溫度過高而汽化，從而使制動(dòng)器的制動(dòng)效能受到影響； （ 3）固定前盤式制動(dòng)器為了要兼充駐車制 動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗，或者采用盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器，其中用于駐車制動(dòng)的鼓式制動(dòng)器只能是雙向增力式的，但這種雙向增力式制動(dòng)器的調(diào)整不方便。 浮鉗盤式制動(dòng)器 浮鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗一般設(shè)計(jì)成可以相對(duì)于制動(dòng)盤軸向滑動(dòng)。其中只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動(dòng)塊則附裝鉗體。 浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器可分為滑動(dòng)鉗式（圖 b）和擺動(dòng)鉗式（圖 c）。與固定鉗式制動(dòng)器相比較，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面： (1).鉗的外側(cè)沒有油缸，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂。因此，在布置時(shí)較容易； (2).浮 動(dòng)鉗沒有跨越制動(dòng)盤的油管或油道，減少了受熱機(jī)會(huì)，且單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽減少而冷卻條件較好等原因，所以其制動(dòng)液汽化可能性較??； (3).浮動(dòng)鉗的同一組制動(dòng)塊可兼用于行車和駐車制動(dòng)； (4).采用浮動(dòng)鉗可將油缸和活塞等緊密件減去一半，造價(jià)大為降低。這一點(diǎn)對(duì)大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)式十分重要的。 與定鉗盤式制動(dòng)器相反，浮鉗盤式制動(dòng)器的單側(cè)油缸結(jié)構(gòu)不需要跨越制動(dòng)盤的油道，故不僅軸向和徑向尺寸較小，有可能布置得更接近車輪輪轂，而且制動(dòng)液受熱氣化的機(jī)會(huì)就少。 此外，浮鉗盤式制動(dòng)器在兼充行車和駐車制動(dòng)器的情況下 ，不用加設(shè)駐車制動(dòng)鉗，只須在行車制動(dòng)鉗的油缸附近加裝一些用以推動(dòng)油缸活塞的駐車制動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)零件即可。 全盤式制動(dòng)器 與鼓式制動(dòng)器相比較，盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)： 一般無摩擦助勢作用，因而制動(dòng)器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定。 浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動(dòng)即可恢復(fù)正常。 在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小。 制動(dòng)盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會(huì)像制動(dòng)鼓的熱膨脹那樣使制動(dòng)器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏扳行程過大。 較易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也 較簡便。 13 與鼓式制動(dòng)器比較，盤式制動(dòng)器有如下缺點(diǎn)： 效能較低，故用于液壓制動(dòng)系時(shí)所需制動(dòng)促動(dòng)管路壓力較高，一班要用伺服裝置。 兼用于駐車制動(dòng)時(shí)，需要加裝的駐車制動(dòng)傳動(dòng)裝置較鼓式制動(dòng)器復(fù)雜，因而在后輪的應(yīng)用受到限制。 盤式制動(dòng)器將逐步取代鼓式制動(dòng)器，主要是由于盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)決定的。 盤式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過盤式制動(dòng)盤，故盤式制動(dòng)器的散熱性很好。但是盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來說比較復(fù)雜，對(duì)制動(dòng)鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價(jià)高于鼓式制動(dòng)器。 相對(duì)于盤式制動(dòng)器來說，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能和散熱性都要差許多，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動(dòng)力變化很大，不易于掌控。而且由于散熱性不好，鼓式制動(dòng)器存在熱衰退現(xiàn)象。當(dāng)然，鼓式制動(dòng)器也并非一無是處，它便宜，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。 我們知道，高速行駛的轎車，由于頻繁使用制動(dòng)，制動(dòng)器的摩擦將會(huì)產(chǎn)生大量的熱，使制動(dòng)器溫度急劇上升，這些熱如果不能很好地散出，就會(huì)大大影響制動(dòng)性能，出現(xiàn)所謂的制動(dòng)效能熱衰退現(xiàn)象，這可不是鬧著玩的，制動(dòng)器直接關(guān)乎生命。僅從這一 點(diǎn)上，您就應(yīng)該理解為什么盤式制動(dòng)器會(huì)逐步取代鼓式制動(dòng)器了吧。目前，在中高級(jí)轎車上前后輪都已經(jīng)采用盤式制動(dòng)器。 不過，時(shí)下我們開的大部分轎車 (如夏利、富康、捷達(dá)等 )，采用的還不完全是盤式制動(dòng)器，而是前盤后鼓式混合制動(dòng)器 (即前輪采用盤式制動(dòng)器、后輪采用鼓式制動(dòng)器 )，這主要是出于成本上的考慮，同時(shí)也是因?yàn)槠囋诰o急制動(dòng)時(shí)，軸荷前移，對(duì)前輪制動(dòng)的要求比較大，一般來說前輪用了盤式制動(dòng)器就 可以 了。當(dāng)然 ，前后輪都使用盤式制動(dòng)器是趨勢 （如 VOLVO 轎車）。 原始數(shù)據(jù)與技術(shù)參數(shù) 尺寸參數(shù) 長 /寬 /高 (mm) 8090 / 2350 / 2960 軸距 (mm) 3800 前 /后懸 (mm) 1830 / 2460 質(zhì)量參數(shù) 滿載總質(zhì)量 (kg) 9000 乘載人數(shù) (人 ) 45 性能參數(shù) 最高車速 (km/h) 110 最大爬坡度 (%) 25 14 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 汽車制動(dòng)時(shí)，如果忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)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 : 0?? eBf rFT (31) 式中 fT —— 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪轉(zhuǎn)方向相反， N m； BF —— 地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱為地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反， N； er —— 車輪有效半徑， m。 令 eff rTF? （ 32） 并稱之為 制動(dòng)器制動(dòng)力 ，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動(dòng)周緣力。 fF 與地面制動(dòng)力BF 的方向相反，當(dāng)車輪角速度 ? 0時(shí)，大小亦相等，且 fF 僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即 fF 取決于制動(dòng)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(dòng)踏板力即制動(dòng)系的氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以加大 fT ， fF 和BF 均隨之增大。但地面制動(dòng)力 BF 受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力 ?F [7]，即 15 BF ≤ ?? ZF ? (33) 或 ?? ZFFB ??max (34) 式中 ? —— 輪胎與地面間的附著系數(shù) ； Z—— 地面對(duì)車輪的法向反力。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 和地面制動(dòng)力 BF 達(dá)到附著力 ?F 值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩 fT 即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而 eff rTF /? 即成為與 BF 相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到 ? =0 以后，地面制動(dòng)力 BF 達(dá)到附著力 ?F 值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 由于踏板力 PF 的增大使摩擦力矩 fT 增大而繼續(xù)上升 (見圖 11)。 根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析 [9]，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力 Z1， Z2為： NdtdughLLGZ g 57 07861060020 5038 0090 000)( 21 ??????? ????? NdtdughLLGZ g 32 92161060017 5038 0090 000)( 12 ??????? ????? （ 35） 式中 G —— 汽車所受重力90000N； L—— 汽車軸距 3800mm； 1L —— 汽車質(zhì)心離前軸距離1750mm； 2L —— 汽車質(zhì)心離后軸距離2050mm； gh —— 汽車質(zhì)心高度 600mm； 16 g—— 重力加速度 10N/kg； dtdu—— 汽車制動(dòng)減速度 。 汽車總的地面制動(dòng)力為 NGqdtdugGFFF BBB 5400010 ??????? (36) 式中 q（ ??gdtduq） —— 制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力； 1BF ， 2BF —— 前后軸車輪的地面制動(dòng)力。 由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為 ? ? NqhLLGLhFLLGF ggB )()( 221 ?????????? ???? ? NqhLLGLhFLLGF ggB 26 336 4380090 )()( 112 ?????????? ??? （ 37） 當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前 、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過程 [3]可能出現(xiàn)的情況有三種，即 1)前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； 2)后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； 3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。 在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。 由式 (16)、式 (17)不難求得在任何附著系數(shù) ? 的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是 NGFFFF BBff ??????? ? )/()(// 122121