【基本知识】
一、制动系统的功用及工作原理
为了提高汽车的运输生产率,应在保证安全行驶的前提下,提高汽车的平均行驶车速。同时在需要时,应能实现汽车的减速或停车,以及能够使停驶的汽车可靠地驻留原地不动。因此,制动系统的功用是根据需要使行驶中的汽车减速甚至停车,使下坡行驶的汽车保持车速稳定,以及使已停驶的汽车保持不动。
制动系统的工作原理如图3-1-1所示。这是一种简单的液压制动系统的工作原理示意图。它由制动器、操纵机构和液压传动机构组成。
图3-1-1 制动系统工作原理
1—制动踏板;2—推杆;3—主缸活塞;4—制动主缸;5—油管;6—制动轮缸;7—轮缸活塞;8—制动鼓;9—摩擦片;10—制动蹄;11—制动底板;12—支承销;13—制动蹄回位弹簧
车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和张开机构组成。旋转部分是制动鼓,它固定在车轮轮毂上,随车轮一起旋转,它的工作面是内圆柱面。固定部分包括制动蹄和制动底板等。制动底板用螺栓与转向节凸缘(前轮)或桥壳凸缘(后轮)固定在一起。在固定不动的制动底板上,有两个支承销,支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片,上端用制动蹄回位弹簧拉紧压靠在轮缸活塞上。制动蹄可用液压制动轮缸(或凸轮)等张开机构使其张开。液压制动轮缸也安装在制动底板上。
操纵机构主要是制动踏板。
传动机构主要由推杆、制动主缸、制动轮缸和油管等组成。装在车架上的制动主缸用油管与制动轮缸相连通。主缸活塞可由驾驶员通过制动踏板来操纵。
制动系统不工作时,制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保留有一定的间隙,使制动鼓可以随车轮自由旋转。
制动时,踩下制动踏板,推杆便推动主缸活塞,使主缸中的油液以一定压力流入制动轮缸,通过轮缸活塞使两制动蹄的上端向外张开,从而使摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。这样,不旋转的制动蹄就对旋转着的制动鼓产生一个摩擦力矩Mμ,其作用方向与车轮旋转方向相反,摩擦力矩大小取决于轮缸的张力、摩擦因数和制动鼓及制动蹄的尺寸等。制动鼓将该力矩Mμ传到车轮后,由于车轮与路面间的附着作用,车轮即对路面作用一个向前的周缘力Fμ,与此同时,路面给车轮作用一个向后的反作用力FB,即制动力。制动力FB由车轮经车桥和悬架传递给车架和车身,迫使整个汽车产生一定的减速度。制动力越大,减速度也越大。当松开制动踏板时,制动蹄回位弹簧即将制动蹄拉回原位,摩擦力矩Mμ和制动力FB消失,制动作用即行解除。
制动时车轮上的制动力FB不仅取决于制动力矩Mμ,还取决于轮胎与路面间的附着条件。如果完全丧失附着,就不会产生制动效果,即车轮停止了转动而被抱死,汽车仍然向前滑移。不过,在讨论制动系统的结构问题时,一般都假设具备良好的附着条件。
近年来,国内外不少汽车在制动系统中增设了前后桥车轮制动力分配调节装置,以减少车轮的抱死现象。但最理想的还是电子控制的自动防抱死制动系统。
二、制动系统的组成及类型
汽车制动系统一般都有以下四个组成部分:
(1)供能装置:包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件,如气压制动系统中的空气压缩机、液压制动系统中人的肌体。
(2)控制装置:包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件,如制动踏板等。
(3)传动装置:将制动能量传递到制动器的各个部件,如制动主缸、制动轮缸等。
(4)制动器:产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件。
较为完善的制动系统还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等。
制动系统可从不同角度进行分类。按照制动系统的功用不同,一般汽车应包括两套独立的制动系统:行车制动系统和驻车制动系统。行车制动系统的功用是使正在行驶中的汽车减速或在最短的距离内停车。它是由驾驶员用脚来操纵的,故又称脚制动系统。驻车制动系统的功用是使已经停在各种路面上的汽车驻留原地不动。它通常是由驾驶员用手来操纵的(目前部分汽车驻车制动系统用脚操纵),故又称手制动系统。但是,在紧急情况下,两套制动系统可同时使用,以增加汽车的制动效果。
有的汽车还装有应急制动系统和辅助制动系统。应急制动系统也称第二制动系统,是在行车制动系统失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定第二制动系统也是汽车必须具备的。
辅助制动系统是在汽车下长坡时用于稳定车速的一套装置。比如经常在山区行驶的汽车,若单靠行车制动系统来达到下长坡时稳定车速的目的,则可能导致行车制动系统的制动器过热而降低制动效能,严重时会完全失效。因此山区用的汽车应具备辅助制动系统。
按照制动能源不同,汽车制动系统又可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统。人力制动系统是以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统;动力制动系统是完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系统;伺服制动系统是兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。
按照制动能量的传递方式不同,制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式。同时采用两种或两种以上传能方式的制动系统称为组合式制动系统。
传动机构采用单一的气压或液压回路的制动系统为单回路制动系统。这种制动系统中,只要有一处损坏而渗漏,整个制动系统即失效。故我国自1988年1月1日开始规定,所有汽车均使用双回路制动系统或多回路制动系统,即行车制动系统的气压或液压管路分属于两个或多个彼此独立的回路。这样,即使其中一个回路失效,还能利用其他回路获得部分制动力。
三、对制动系统的要求
为保证汽车能在安全的条件下发挥出高速行驶的能力,制动系统必须满足下列要求:
(1)具有良好的制动效能,即迅速减速直至停车的能力。其评价指标有制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。制动效能可以用制动试验台来检验,常用制动力来衡量制动效能。而在实际使用过程中,通常用制动距离来衡量汽车的制动效能。
(2)操纵轻便。操纵制动系统所需的力不应过大。
(3)制动稳定性好。制动时,前后车轮制动力分配合理,左右车轮上的制动力矩基本相等,使汽车制动过程中不跑偏、不甩尾。
(4)制动平顺性好。制动力矩能迅速而平稳地增加,也能迅速而彻底地解除。
(5)散热性好。连续制动时,制动鼓和制动蹄上的摩擦片因高温引起的摩擦系数下降要小(抗热衰退性好),水湿后恢复要快(抗水衰退性好)。
(6)对挂车的制动系统,还要求挂车的制动作用略早于主车;挂车自行脱挂时能自动进行应急制动。
四、制动器的结构分析
制动器是制动系统中用以产生阻止车辆运动或运动趋势的力的部件。一般汽车所使用的制动罐的制动力矩都是来源于固定元件和旋转元件工作表面之间的摩擦,即摩擦式制动器。
摩擦式制动器按照摩擦工作表面的不同分为鼓式制动器和盘式制动器。
(一)鼓式制动器
鼓式制动器的摩擦副中的旋转元件是制动鼓,其工作表面是内圆柱面,固定元件是制动蹄。
以液压机构控制的制动轮缸作为制动蹄促动装置的称为轮缸式制动器,此外还有用凸轮作为促动装置的凸轮式制动器和用楔块作为促动装置的楔式制动器等。
1.轮缸式制动器
轮缸式制动器制动蹄的张开是由液压机构控制的制动轮缸驱动的。轮缸驱动鼓式制动器按照结构与工作特点的不同,分为领从蹄式制动器、双领蹄式制动器、双从蹄式制动器、双向双领蹄式制动器、自增力式制动器。
(1)领从蹄式制动器。
领从蹄式制动器的结构如图3-1-2所示,制动底板固装在后桥壳或前桥转向节的凸缘上,在制动底板的下部装有两个偏心的支承销,前、后制动蹄的下端有孔,套装在偏心的支承销上,并用锁止螺母锁止。旋动偏心支承销,可调整制动蹄下端的间隙。在制动底板的中上部装有两个制动蹄调整凸轮,用来调整制动蹄上部的间隙。制动蹄限位杆借螺纹旋装在制动底板上,制动蹄限位弹簧使制动蹄腹板紧靠着制动蹄限位杆中部的台肩,以防止制动蹄的轴向窜动。前、后制动蹄由制动蹄复位弹簧拉拢并紧靠在调整凸轮上。制动蹄的外圆面上,用埋头铆钉铆接着用石棉和铜丝压制成的摩擦片。作为制动蹄促动装置的制动轮缸也用螺钉固装在制动底板上。制动鼓固装在车轮轮毂的凸缘上,随车轮一起转动。轮毂内装有油封,防止润滑油漏入制动鼓内。制动鼓的边缘有一小孔,用来检查摩擦片与制动鼓的间隙。
图3-1-2 领从蹄式制动器
1—前制动蹄;2—摩擦片;3—制动底板;4、10—制动蹄复位弹簧;5—制动轮缸活塞;6—活塞顶块;7—调整凸轮;8—调整凸轮锁销;9—后制动蹄;11—支承销;12—弹簧垫圈;13—螺母;14—制动蹄限位弹簧;15—制动蹄限位杆;16—弹簧盘;17—支承销内端面上的标记;18—制动鼓;19—制动轮缸;20—调整凸轮压紧弹簧
制动时,前、后制动蹄在相同的轮缸液压作用下,绕各自的偏心支承销的轴线向外旋转张开,压靠到旋转的制动鼓上,制动蹄与制动鼓之间产生摩擦力矩(即制动力矩),其方向与车轮的旋转方向相反,对车轮产生制动作用。解除制动时,油压撤除,前、后制动蹄在制动蹄复位弹簧的作用下回位。
当汽车前进行驶时,制动鼓的旋转方向如图3-1-2中箭头所示。制动时,前、后制动蹄绕各自的支承点向外旋转张开。前制动蹄的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同,称为领蹄,后制动蹄的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反,称为从蹄。当汽车倒驶制动时,前制动蹄变成从蹄,而后制动蹄变成领蹄。这种在汽车前进制动和倒向行使制动时,都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为领从蹄式制动器。
领从蹄式制动器的受力情况如图3-1-3所示。制动时,领蹄、从蹄在相等的促动力FS的作用下,绕各自的支承销向外偏转一个角度,紧压在制动鼓上,旋转的制动鼓即对两制动蹄分别作用着法向反力FN1、FN2及相应的切向反力FT1和FT2,这里法向反力FN和切向反力FT均为分布力的合力。两制动蹄受到的这些力分别被各自的支点的支承反力FS1和FS2所平衡。由图3-1-3可见,领蹄上的切向力FT1所造成的绕支点的力矩与促动力Fs所造成的绕同一支点的力矩是同向的。所以力FT1的作用结果是使领蹄在制动鼓上压得更紧,即力FN1变得更大,从而力FT1也更大。这表明领蹄具有“增势”作用。与此相反,切向力FT2则使从蹄有放松制动鼓的趋势,即有使FN2和FT2本身减小的趋势。故从蹄具有“减势”作用。
图3-1-3 领从蹄式制动器的受力情况
1—领蹄;2—从蹄;3、4—支承销;5—制动鼓;6—制动轮缸
由上述可见,虽然领蹄和从蹄所受促动力相等,但所受制动鼓法向反力FN1和FN2却不相等,且FN1>FN2,相应的FT1>FT2。故两制动鼓所施加的制动力矩不相等。一般说来,领蹄产生的制动力矩约为从蹄制动力矩的2~3倍。显然,由于领蹄与从蹄所受法向反力不等,在两蹄摩擦片工作面积相等的情况下,领蹄摩擦片上的单位压力较大,因而磨损较严重。为了使领蹄和从蹄的摩擦片寿命相近,有些领从蹄式制动器,其领蹄摩擦片的周向尺寸设计得较大。但这样将使两蹄的摩擦片不能互换从而增加了零件品种数和制造成本。
一般轿车的后轮制动器都采用了这种领从蹄式制动器。制动器的固定部分结构如图3-1-4所示。前、后制动蹄下端插在制动底板相应槽内,由上、下两个回位弹簧将其拉拢,使其上端紧靠在制动轮缸的活塞上。制动蹄通过限位螺钉和限位弹簧使其压靠在制动底板上。制动蹄外圆弧面上铆有制动摩擦片。其特点是制动蹄采用了浮式支承,整个制动蹄可沿支承平面有一定的浮动量,使制动蹄自动定心,保证尽可能与制动鼓全面接触。
该行车制动器兼充驻车制动器,因此,在制动器中还加装了驻车制动机械传动机构。驻车制动拉杆铆装在后制动蹄上,并能自由摆动。驻车制动推杆左端的槽插在驻车制动拉杆上,右端槽孔插装在前制动蹄的凸棱上。连接弹簧左端钩挂在驻车制动推杆左侧的孔内,右端钩挂在前制动蹄的腹板上,上回位弹簧右端钩挂驻车制动推杆右侧的孔内,左端钩挂在后制动蹄的腹板上。由于弹簧的作用,使驻车制动推杆拉靠在驻车制动拉杆上,驻车制动拉杆的下端与驻车制动软轴相连。
制动时,驾驶员拉动驻车制动操纵手柄,带动驻车制动软轴,进而带动驻车制动拉杆绕上端支点向右转动,推动推杆向右移动,向外推开前制动蹄。当这个制动蹄压紧在制动鼓上后,驻车制动拉杆又绕和推杆接触处转动,推动后制动蹄也压靠在制动鼓上。这样,前、后两个制动蹄都将制动鼓胀住,而对车轮进行制动。解除制动时,驾驶员松开驻车制动操纵杆,两个制动蹄在上、下回位弹簧及连接弹簧的作用下回位,使制动蹄和制动鼓间保持适当的间隙,车轮便可以自由转动,制动作用解除。
图3-1-4 一汽奥迪100型轿车后轮制动器固定元件
1—调整楔;2—推杆;3—后制动蹄;4—连接弹簧;5—上回位弹簧;6—弹簧座;7—驻车制动拉杆;8—下回位弹簧;9—制动轮缸;10—制动底板;11—栓塞;12—前制动蹄;13—调整楔拉簧
(2)双领蹄式与双从蹄式制动器。
在汽车前进时,两制动蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。
图3-1-5所示为双领蹄式鼓式制动器零件,其总体构造与图3-1-3所示的领从蹄式制动器相差不多。只是采用了两个单活塞式制动轮缸,且两套制动蹄、轮缸、支承销和调整凸轮等,在制动底板上的布置是中心对称的,以替代领从蹄式制动器中的轴对称布置。制动蹄一端卡在制动轮缸活塞上,另一端支承于另一制动轮缸后端的调整螺钉上。该制动器的受力情况可以简化为图3-1-6所示的示意图,在汽车前进时,该制动器的前、后蹄均为领蹄,故称为双领蹄式制动器。
图3-1-5 双领蹄式制动器及其零件
1—制动底板;2—轮毂;3—销;4—制动蹄限位弹簧和卡环;5—回位弹簧;6—制动轮缸;7—制动鼓
图3-1-6 双领蹄式制动蹄受力分析
(a)前进制动时;(b)倒车制动时
这种制动器前进制动时效能高,但在倒车制动时,两制动蹄都变成从蹄,制动效能下降很多。
如将图3-1-5所示的制动器翻转180°,便成为在汽车前进时两蹄均为从蹄的双从蹄式制动器。显然,双从蹄式制动器的前进制动效能低于双领蹄式和领从蹄式制动器。但其制动效能对摩擦系数变化的敏感程度较小,即具有良好的制动效能稳定性。
(3)双向双领蹄式制动器。
在倒车制动时,如果能使上述制动器的两个制动蹄的支承点和促动力作用点相互对调一下,就可以得到与前进制动时相同的制动效能。
如图3-1-7所示,其结构型式与前述的领从蹄式制动器相比,差别就是在制动轮缸的对面又加了一个轮缸,两制动蹄的两端都为浮式支承,且支承点的周向位置也是浮动的。制动底板上的所有固定元件,如制动蹄、制动轮缸、复位弹簧等都是成对的,而且是既按轴对称又按中心对称布置。
在前进制动时,所有的轮缸活塞都在液压作用下向外移动,将制动蹄压靠在旋转的制动鼓上。之后,在制动鼓摩擦力的作用下,两制动蹄绕车轮中心O点,沿车轮旋转方向转过一个角度,将两轮缸活塞外端的支座推回,直到顶靠在轮缸端面上为止,此时两轮缸的支座便成为制动蹄的支承点,制动器的工作情况与图3-1-6所示的制动器一样,为双领蹄式制动器。倒车制动时,制动鼓对制动蹄作用着相反方向的摩擦力矩,使两制动蹄绕车轮中心逆箭头方向转过一个角度,将可调支座连同调整螺母一起推回原位,于是两支座便成为制动蹄新的支承点,两个制动蹄仍为领蹄。这种在前进制动和倒车制动时,两制动蹄都为领蹄的制动器为双向双领蹄式制动器。
调整螺母用于调整制动器间隙。拨动调整螺母头部的齿槽,使螺母转动,带螺杆的可调支座便向内或向外移动,使制动器间隙得以调整。调整合适后,将锁片插入调整螺母的齿槽中,以防螺母松动。
(4)自增力式制动器。
自增力式制动器分单向自增力和双向自增力两种。在结构上只是轮缸中的活塞数目不同而已。
图3-1-7 双向双领蹄式制动器
1—制动底板;2—制动蹄定位弹簧;3—制动蹄定位销钉;4—制动底板调整孔堵塞;5—制动鼓;6—制动轮缸;7—锁片;8—制动蹄;9—制动蹄复位弹簧;10—支座;11—轮缸活塞;12—调整螺母;13—可调支座
1)单向自增力式制动器。
单向自增力式制动器如图3-1-8所示。第一制动蹄和第二制动蹄的下端分别支承在浮动顶杆的两端。制动器只在上方有一个支承销。不制动时,两制动蹄上端均靠各自的复位弹簧拉靠在支承销上。
图3-1-8 单向自增力式制动器
1—第一制动蹄;2—第二制动蹄;3—制动鼓;4—支承销;5—轮缸;6—浮动顶杆
汽车前进制动时,制动鼓的旋转方向如图中箭头所示。单活塞式轮缸只将促动力FS1加于第一制动蹄,使其上端离开支承销,整个制动蹄绕浮动顶杆左端支承点旋转,并压靠在制动鼓上。显然,第一制动蹄是领蹄,并且在促动力FS1、法向合力FN1、切向合力FT1和沿顶杆轴线方向的FP作用下处于平衡状态。由于顶杆是浮动的,自然成为第二制动蹄的促动装置,而将与力FP大小相等、方向相反的促动力FS2施于第二制动蹄的下端,故第二制动蹄也是领蹄。由于顶杆是完全浮动的,不受制动底板约束,作用在第一制动蹄上的促动力和摩擦力没有像一般领蹄那样完全被制动鼓的法向反力和固定于制动底板上的支承件反力的作用所抵消,而是通过顶杆传到第二制动蹄上,形成第二制动蹄促动力FS2。所以FS2大于FS1。此外作用力FS2对第二制动蹄支承点的力臂也大于FS1对第一制动蹄支承点的力臂。因此,第二制动蹄的制动力矩必然大于第一制动蹄的制动力矩。由此可见,在制动鼓尺寸和摩擦系数相同的情况下,这种制动器在前进时的制动效能不仅高于领从蹄式制动器,也高于双领蹄式制动器,具有自增力效果。
倒车制动时,第一制动蹄上端压靠在支承销上不动。此时第一制动蹄虽然是领蹄,但其力臂却大为减小,因而第一制动蹄此时的制动效能比一般领蹄要低得多。第二制动蹄则因未受到促动力而不起作用。故此时整个制动器的制动效能甚至比双从蹄式制动器的制动效能还要低。因此单向自增力式制动器在汽车上已很少应用。
2)双向自增力式制动器。
双向自增力式制动器如图3-1-9所示。
图3-1-9 双向自增力式制动器
1—前制动蹄;2—可调顶杆;3—后制动蹄;4—制动轮缸;5—支承销
当前进制动时,前、后制动蹄在相同的轮缸促动力Fs作用下同时向外张开,压靠到旋转的制动鼓上,并由于摩擦力的作用,使两制动蹄均沿箭头方向转过一个角度。当后制动蹄尚未顶靠到支承销时,前制动蹄与制动鼓所产生的切向合力所造成的绕下支点的力矩与促动力所造成的绕同一支点的力矩同向,故前制动蹄为领蹄;当前、后制动蹄继续移动到后制动蹄顶靠在支承销上以后,前制动蹄即对浮动的可调顶杆产生作用力FP,并间接作用在后制动蹄下端。此时后制动蹄上端为支承点,在促动力Fs和FP共同作用下向外旋转张开,使该制动蹄也变成了领蹄。且此时后制动蹄对制动鼓的压力比前制动蹄还大,产生了自动增力作用。
倒车制动时,两制动蹄的工作情况正好相反,此时前制动蹄具有自动增力效果。由于在行车制动和倒车制动时,制动器都具有自动增力作用,因此该种制动器称为双向自增力式制动器。
以上介绍的各种轮缸式制动器各有特点。双向自增力式制动器多用于轿车后轮,原因之一是便于兼充驻车制动器。单向自增力式制动器只用于少数中、轻型汽车的前轮,因倒车制动时对前轮制动器的制动效能要求不高。双从蹄式制动器虽然制动效能低,但却具有最良好的效能稳定性,因而也被少数豪华轿车所采用。双领蹄式与双从蹄式及双向双领蹄式等具有两个轮缸的制动器,最适宜布置双回路制动系统。领从蹄式制动器发展最早,其制动效能及效能稳定性均居于中游,且有结构简单等优点,故目前仍被各种汽车广泛应用。
(5)制动器间隙调整装置。
在制动器不工作时,其摩擦片与制动鼓之间应留有适当的间隙,一般为0.25~0.5mm。间隙过小,不能保证彻底解除制动,将造成摩擦副的拖磨;间隙过大,会推迟制动器开始起作用的时刻,造成制动不灵,同时也将使制动踏板行程太长,致使驾驶员操作不便。在制动器工作过程中,摩擦片的不断磨损将导致制动器间隙逐渐增大,情况严重时,即使将制动踏板踩到底,也产生不了足够的制动力矩。因此,要求任何形式的制动器在结构上必须保证有制动间隙的调节装置。
1)转动调整凸轮和带偏心轴颈的支承销。如图3-1-2所示的汽车制动器中,若发现制动器间隙已增大到使制动器效能明显降低时,可转动调整凸轮,进行局部调整。这样,沿摩擦片周向各处的间隙即可增大或减小。当制动鼓磨损到一定程度时,需要重新加工修整其内圆面。在进行修理作业后重新装配制动器时,为保证制动蹄与制动鼓的正确接触状态和间隙值,应当全面调整制动器间隙。全面调整除靠转动调整凸轮外,还要转动制动蹄下端的支承销。其支承制动蹄的支承销的轴颈是偏心的。支承销的尾端伸出制动底板外,并铣切出矩形截面,以便用扳手夹持使之转动。转动支承销,各处(特别是制动蹄下端处)的间隙即可增大或减小。
2)转动调整螺母。有些制动器的轮缸两端的端盖制成调整螺母,如图3-1-10所示。用一字螺丝刀拨动调整螺母的齿槽,使螺母转动,带动螺杆的可调支座向内或向外作轴向移动。因此可使制动蹄上端靠近或远离制动鼓,则制动间隙便减小或增大。间隙调整好以后,用锁片插入调整螺母的齿槽中,使螺母的角位置固定。
图3-1-10 通过调整螺母调整制动间隙
1—调整螺母;2—制动轮缸;3—可调支座;4—齿槽;5—一字螺丝刀;6—制动底板
3)调整可调顶杆长度。在自增力式制动器中,两制动蹄下端支承在可调顶杆上,其结构及工作原理如图3-1-11所示。可调顶杆有顶杆体、调整螺钉和顶杆套组成。顶杆套一端有带齿的凸缘,套内制有螺纹,调整螺钉借螺纹旋入顶杆套内,顶杆套与顶杆体作动配合。当拨动顶杆套带齿的凸缘,可使调整螺钉沿轴向移动,因此就改变了可调顶杆的总长度,从而调整了制动器间隙。
图3-1-11 通过改变顶杆长度来调整制动器间隙
1—调整螺钉;2—顶杆套;3—顶杆体;4—一字螺丝刀;5—制动底板
4)摩擦限位式间隙自调装置。图3-1-12所示为一些轿车上采用的摩擦限位式间隙自调装置。用以限定不制动时制动蹄的内极限位置的限位摩擦环,装在轮缸活塞内端的环槽中,如图3-1-12(a)所示,或借矩形断面螺纹旋装在活塞内端,如图3-1-12(b)所示。限位摩擦环是一个有切口的弹性金属环,压装入轮缸后与缸壁之间的摩擦力可达400~550N。活塞上的环槽或螺旋槽的宽度B大于限位摩擦环厚度b。活塞相对于摩擦环的最大轴向位移量即为二者之间的间隙Δ=B-b。间隙Δ应等于在制动器间隙为设定的标准值时施行完全制动所需的轮缸活塞行程。
图3-1-12 带摩擦限位环的轮缸
1—制动蹄;2—摩擦环;3—活塞
不制动时,制动蹄复位弹簧只能将制动蹄向内拉到轮缸活塞与摩擦环外端面接触为止,因为复位弹簧力远不足以克服摩擦环与缸壁之间的摩擦力。此时间隙Δ存在于活塞与摩擦环内端面之间。
制动时,轮缸活塞外移。若制动器间隙正好等于设定值,则当活塞移动到与摩擦环内端面接触(即间隙Δ消失)时,制动器间隙应已消失,并且制动蹄与制动鼓已压紧到足以产生最大制动力矩的程度。若制动器间隙由于种种原因增大到超过设定值,则活塞外移到Δ=0时,仍不能实现完全制动。但只要轮缸液压达到0.8~1.1MPa,即能将活塞连同摩擦环继续推出,直到实现完全制动。这样,在解除制动时,制动蹄只能恢复到活塞与处于新位置的限位摩擦环接触为止,即制动器间隙恢复到设定值。由此可见,正是摩擦环与缸壁之间的这一不可逆转的轴向相对位移补偿了制动器的过量间隙。这也是一切摩擦限位式间隙自调装置的共同原理。
摩擦限位式间隙自调装置也可以装在制动蹄上,如图3-1-13所示。限位套筒穿过制动蹄腹板上的长孔,并借压紧弹簧将两限位摩擦片夹持在制动蹄腹板上,由此保持限位套筒与制动腹板的相对位置。球头限位销固定在制动底板上,穿入限位套筒的孔中,限位套筒与限位销球头之间的间隙Δ决定了限位套筒相对于限位销的位移量,也即制动蹄与制动鼓之间所设定的制动间隙。
图3-1-13 摩擦限位式间隙自动调整装置
1—制动底板;2—制动蹄摩擦片;3—制动蹄腹板;4—限位销;5—限位套筒;6、7—限位摩擦片;8—压紧弹簧
当制动蹄与制动鼓之间存在过量的间隙时,由于限位销对限位套筒的定位作用,使得制动蹄在张开的过程中先出现限位套筒与限位球销的接触,随后制动蹄在促动力作用下使制动蹄腹板克服限位摩擦片上摩擦力,相对于限位套筒继续向右移动,压向制动鼓,实现完全制动。当制动促动力解除以后,在制动蹄复位弹簧作用下,限位套筒借限位摩擦片上的摩擦力与制动蹄一起复位,直至限位球销与限位套筒内壁接触为止。至此,制动蹄腹板与限位套筒的相对位置发生改变,该变量即为制动间隙中过量的部分。
具有摩擦限位式间隙自调装置的制动器在装配时不需要调校间隙,只要在安装到汽车上以后,经过一次完全制动,即可以将制动间隙自动调整到设定值。因此这种自调装置属于一次调准式。
5)楔块式间隙自调装置。如图3-1-4所示,间隙自调装置的调整楔1装在推杆2右端槽内,其下端与调整楔拉簧B相连,弹簧固定在制动蹄上。制动推杆两端有缺口,其右端缺口的端面压在调节楔的齿形面上,调节楔的另一侧齿形面压在与后制动蹄固定在一起的斜支承上。在连接弹簧7的作用下,制动推杆紧紧压在调节楔和斜支承上,制动推杆左端的头部有一凸耳5(如图3-1-14所示),它与驻车制动拉杆4的外侧面之间有一设定间隙Δ(0.2~0.3mm)。上回位弹簧使制动拉杆与制动推杆左侧缺口的端面紧紧贴在一起。
图3-1-14 制动器设定间隙Δ
1—制动底板;2—制动轮缸;3—后制动蹄;4—驻车制动拉杆;5—推杆凸耳;6—驻车制动推杆;7—连接弹簧
在正常制动间隙(设定间隙Δ)内进行制动时,两制动蹄在轮缸活塞的推力作用下向外张开,并压靠到制动鼓上,实施制动。此时,由于连接弹簧的刚度设计得比上回位弹簧大,所以上回位弹簧被拉伸,而连接弹簧不被拉伸。此时驻车制动拉杆始终压住调整楔,并与前制动蹄一起压靠到制动鼓上,此时制动拉杆与制动推杆凸耳不相接触(因未超出设定间隙Δ值)。
当制动间隙增加超过设定间隙Δ值进行行车制动时,两制动蹄在轮缸活塞推力的作用下,上回位弹簧首先被拉伸到一定程度后,连接弹簧也被拉伸,使制动拉杆与制动推杆凸耳不但接触,而且外移。此时,驻车制动推杆与前制动蹄斜支承间形成的切槽与调整楔间便产生了间隙,于是调整楔被调整楔拉簧(如图3-1-4所示)往下拉,直到调整楔与切槽两侧面重新接触为止,从而补偿了制动器的过量间隙。
解除制动时,两制动蹄在复位弹簧的作用下复位,但不可能恢复到制动前的位置。因为借以补偿过量制动间隙的调整楔与切槽的相对位置是不可逆转的。这种制动器间隙自动调整装置也是一次调准式。
6)星形螺母式间隙自动调整装置。图3-1-15为鼓式制动器星形螺母式间隙自动调整装置,它安装于制动器的从蹄上,在汽车倒车且实施制动的过程中完成调节。采用这种方式的间隙自调节装置可以大大减少“过调节”的可能性,即通过将制动间隙调整安排在很少出现的倒车制动过程中,来有效地避免由于制动鼓严重受热膨胀变形造成的间隙增大。自调节系统主要由自调节拉索、自调节拉索导向板、自调节棘爪和间隙调整星形螺母等组成。自调节拉索的一端固定在制动器促动活塞上方的轴销中,另一端绕过自调节拉索导向板后与自调节棘爪相连。当制动间隙处于正常范围内实施制动时,自调节棘爪受自调节拉索的控制在小范围内转动,无法跨越间隙调整星形螺母上与自调节棘爪相接触的齿顶部,因而不能拨动间隙调整星形螺母。而一旦制动蹄摩擦片磨损变薄后,自调节棘爪随后制动蹄一起顺时针转过一个较大的角度,自调节棘爪两端部将跨过间隙调整星形螺母上与原齿轮规定的位置,卡入间隙调整星形螺母上新的齿隙中。解除制动时,在棘爪复位弹簧的拉力作用下,棘爪逆时针转动复位,推动间隙调整星形螺母转动,使得可调顶杆改变长度,从而达到调整制动蹄与制动鼓之间间隙的目的。
图3-1-15 鼓式制动器星形螺母式间隙自动调整装置
1—前制动蹄;2—自调节拉索定位端;3—自调节拉索导向板;4—后制动蹄;5—自调节拉索;6—自调节棘爪;7—间隙调整星形螺母;8—可调顶杆;9—棘爪复位弹簧;10—制动蹄复位弹簧
2.凸轮式制动器
国内外汽车的气压制动系统中,大多是采用凸轮促动的车轮制动器,而且多为领从蹄式,如图3-1-16所示。这种制动器除了用制动凸轮作张开装置外,其余部分结构与轮缸促动的领从蹄式制动器大体相同。可锻铸铁铸成的制动蹄的一端套在偏心支承销上,支承销下面有支承销座,固定在制动底板上。制动蹄的另一端靠回位弹簧拉拢并使之紧靠在制动凸轮上。凸轮与凸轮轴制成一体,凸轮轴安装在制动底板的支架内,轴端有花键与制动调整臂内的蜗轮相连。调整臂的另一端则和制动气室的推杆连接叉相连。在制动蹄的外圆弧面上铆有两块石棉摩擦片。不制动时,摩擦片和制动鼓之间留有适当的间隙,使制动鼓能随车轮自由转动。
制动时,压缩空气进入制动气室,通过推杆及连接叉使制动调整臂转动,调整臂带动凸轮轴转动,凸轮迫使两制动蹄张开并压紧在制动鼓上,产生相应的制动作用。当放松制动踏板时,制动气室中的压缩空气排出,膜片在回位弹簧作用下回位,并通过推杆、连接叉、制动调整臂带动凸轮轴回位,同时,两制动蹄在回位弹簧作用下,以其上端支承面靠紧于制动凸轮的两侧,制动蹄与制动鼓间保持一定的间隙,制动作用解除。
图3-1-16 凸轮式车轮制动器
1—制动气室;2—连接叉;3—制动调整臂;4—蜗杆;5—蜗轮;6—凸轮轴;7—支架;8—制动底板;9—凸轮;10—制动蹄;11—支承销座;12—支承销;13—制动鼓;14—回位弹簧
上述制动器为领从蹄式制动器。制动时在蹄与鼓之间摩擦力的作用下,使领蹄有离开凸轮的倾向,从蹄有压紧凸轮的倾向,造成凸轮对领蹄的张开力小于从蹄,从而使两制动蹄所受到的制动鼓的法向反力基本相等,使两制动蹄的制动力矩近似相等。但由于这种制动器结构上不是中心对称,两制动蹄作用于制动鼓上的法向等效合力虽然大小相等,但不在一条直线上,不能完全平衡。因此这种制动器仍为非平衡式制动器。
制动器的间隙可以根据需要进行局部或全面调整。局部调整时,是利用制动调整臂来改变制动凸轮的原始角位置。制动调整臂的结构如图3-1-17所示。在制动调整臂体内,装有调整蜗杆和调整蜗轮,两者相互啮合。调整蜗轮以内花键与制动凸轮轴的外花键啮合。在制动调整臂位置不变的情况下,转动蜗杆可通过蜗轮带动凸轮轴转过一角度,从而改变制动凸轮的原始角位置。调整时,将锁止套向内按入,使蜗杆轴的六方头露出,此时即可转动蜗杆轴,每转60°松开锁止套,锁止套在弹簧的作用下被弹出,与蜗杆轴端的六方头相接合,由锁止螺钉将锁止套的圆周位置固定。
全面调整时,还应同时转动带偏心轴颈的支承销(如图3-1-16所示),以改变制动器支承端的间隙。
(二)盘式制动器
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。其固定元件有着多种结构型式。根据固定元件的结构型式不同,盘式制动器大体上可以分为两类,即钳盘式制动器和全盘式制动器。钳盘式制动器中的固定元件是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块,每个制动器中有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钳型支架中,总称为制动钳。根据制动钳的结构型式不同,钳盘式制动器又分为定钳盘式制动器和浮钳盘式制动器两种。
图3-1-17 制动调整臂
1—油嘴;2—调整蜗轮;3—蜗杆轴;4—锁止套;5—弹簧;6—锁止螺钉;7—调整蜗杆;8—制动调整臂体;9—盖;10—铆钉
全盘式制动器的固定元件的金属背板和摩擦片都做成圆盘形,因而其制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触。全盘式制动器由于制动钳的横向尺寸较大,主要应用在重型汽车上。
1.定钳盘式制动器
定钳盘式制动器的基本结构如图3-1-18所示。制动盘与车轮相连接,随车轮一起转动。轮缸活塞布置在制动盘两侧的制动钳支架中,活塞的端部粘有摩擦片。制动钳用螺栓固定在桥壳或转向节上,既不能旋转,也不能轴向移动。制动时,高压制动液被压入两制动轮缸中,推动轮缸活塞,使两个制动摩擦片同时压向制动盘,产生制动作用。此时活塞上矩形橡胶密封圈的刃边在活塞摩擦力的作用下,产生弹性变形,如图3-1-19(a)所示。其极限变形量应等于(制动器间隙为设定值时的)完全制动所需的活塞行程。解除制动时,活塞在密封圈的弹力作用下回位,直至密封圈变形完全消失为止,如图3-1-19(b)所示。此时摩擦片与制动盘之间的间隙即为设定间隙。
图3-1-18 定钳盘式制动器结构
1—转向节或桥壳凸缘;2—调整垫片;3—轮缸活塞;4—制动块;5—导向支承销;6—钳体;7—轮辐;8—回位弹簧;9—制动盘;10—轮毂凸缘
图3-1-19 活塞密封圈的工作情况
(a)制动时;(b)解除制动时
1—活塞;2—矩形橡胶密封圈;3—轮缸
若制动器存在过量间隙,则制动时活塞密封圈变形达到极限值后,轮缸活塞在液压作用下克服密封圈的摩擦力而继续移动,直到完全制动为止。但解除制动后,活塞密封圈将活塞拉回的距离为制动器间隙恢复到设定值。由此可见,密封圈能兼起活塞回位弹簧和一次调准式间隙自调装置的作用,可使制动钳结构简单、造价低廉,故在轻、中型轿车上得到广泛应用。但这种结构对橡胶密封圈的弹性、耐热性、耐磨性及加工精度要求较高,而且所能保持的制动器间隙较小,在保证彻底解除制动方面还不十分可靠。
图3-1-20所示为德国奔驰600型高级轿车前轮定钳盘式制动器。制动盘用螺钉固定在轮毂上,随车轮一起旋转。两个制动钳对称地布置在制动盘外缘处(图中只表示一个,另一个已剖去)。制动钳体由内外两部分组成,用4个螺栓连接成一个整体。两个制动钳内外侧制动钳体各用螺钉固定在前轴转向节上。
制动钳的构造如图3-1-21所示。内、外两侧制动钳体实际上各为一个液压轮缸的缸体,其中各装有一个活塞,内外液压轮缸有油道连通。摩擦弹簧固装在活塞的尾端,并紧箍着回位销的中部。回位销的头部装有限位垫圈。爪形回位弹簧及其挡盘装在钳体底部的锥形凹坑中,其弹力的方向始终是向左拉着回位销。在活塞的前端装有活塞压板,摩擦片粘在摩擦片底板上,底板的外端装在摩擦片定位销上,并可沿定位销轴向移动。
制动时,制动液被压入活塞后面的轮缸腔体内,推动活塞向前(图中向右)移动,将摩擦片压紧在制动盘上,即对车轮产生制动作用。同时,活塞还通过摩擦弹簧、回位销使爪形回位弹簧向前拱曲变形。
解除制动时,轮缸中的油压撤除,在爪形回位弹簧的作用下,回位销又通过摩擦弹簧将活塞拉回,于是摩擦片在制动盘与活塞压板之间浮动,不起制动作用。
这种制动器中摩擦副的间隙是自动调整的。间隙为标准值时,活塞在油压作用下右移到爪形回位弹簧与其挡盘接触时,摩擦片应当与制动盘压紧。即爪形回位弹簧与其挡盘之间的间隙应等于制动器的正常间隙。若摩擦片磨损,制动器间隙便大于爪形回位弹簧与其挡盘之间的间隙,则在爪形回位弹簧与挡盘接触而回位销停止右移时,由于液压力大于摩擦弹簧与回位销之间的摩擦力,故活塞带动摩擦弹簧相对于回位销继续右移,直到摩擦片压紧到制动盘上为止。其右移的距离正好等于磨损量。油压撤除后,爪形回位弹簧带动回位销并依靠摩擦弹簧与回位销之间的摩擦力使活塞回位,其回位量只能等于爪形回位弹簧与其挡盘之间的间隙。这种结构工作可靠,可简化保养作用。
图3-1-20 德国奔驰600型轿车前轮制动器
1、9—内侧制动钳体;2—外侧制动钳体;3—制动盘;4—轮毂;5—固定螺钉;6—盖板;7—前悬架下摆臂;8—制动钳固定螺钉;10—转向节;11—前悬架上摆臂
图3-1-21 德国奔驰600型轿车前轮制动器制动钳
1—制动钳体;2—摩擦片定位销;3—摩擦片底板;4—隔片;5—活塞;6—活塞压板;7—防尘罩;8—卡环;9—摩擦片;10—制动盘;11—放气螺钉;12—密封环挡片;13—回位弹簧挡盘;14—限位垫圈;15—爪形回位弹簧;16—回位销;17—摩擦弹簧;18—活塞密封环
2.浮钳盘式制动器
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。其中只在制动盘的内侧设置油缸,用以驱动内侧制动块,而外侧的制动块则附着在钳体上,制动时随制动钳轴向移动。图3-1-22所示为浮钳盘式制动器结构。制动时,内侧活塞及摩擦片在液压作用力F1作用下,向左移动压向制动盘。同时,液压的反作用力F2推动制动钳体向右移动,使外侧摩擦片也压靠到制动盘上。导向销上的橡胶衬套不仅能够稍微变形以消除制动器间隙,而且可使导向销免受泥污。解除制动时,橡胶衬套所释放出来的弹性有助于外侧制动块离开制动盘。活塞密封圈使活塞回位。若制动器产生了过量的间隙,活塞则相对于密封圈滑移,借此实现间隙自动调整。
图3-1-22 浮钳盘式制动器
1—制动钳体;2—导向销;3—制动钳支架;4—制动盘
与定钳盘式制动器相比,浮钳盘式制动器的单侧油缸结构简单,使制动器的轴向与径向尺寸较小,有可能布置得更接近车轮轮毂。浮钳盘式制动器在兼充行车和驻车制动器时,不用加设驻车制动钳,只需在行车制动钳油缸附近加装一些驻车制动机械传动零件,用以推动油缸活塞。由于浮钳盘式制动器优点较多,近年来在轿车及轻型载货汽车上得到广泛应用。
3.制动钳磨损报警装置
许多盘式制动器上装有制动块摩擦片磨损报警装置,用来提醒驾驶员制动块上的摩擦片需要更换。常见的磨损报警装置有声音的、电子的和触觉的三种。
声音报警装置如图3-1-23所示。这种系统在制动摩擦块的背板上装有一小弹簧片,其端部到制动盘的距离刚好为摩擦片的磨损极限,当摩擦片磨损到需要更换时,弹簧片与制动盘接触发出刺耳的尖叫声,警告驾驶员需要维修制动系统。
图3-1-23 声音报警装置
1—制动块摩擦片磨损指示器;2—盘式制动器摩擦片;3—消声片;4—背板
电子报警装置是在摩擦片内预埋了电路触点,当衬片磨损到触点外露接触制动盘时,形成电流回路接通仪表板上的警告灯,告知驾驶员摩擦片需要更换。
触觉报警装置是在制动盘表面有一传感器,摩擦片也有一传感器。当摩擦片磨损到两个传感器接触时,踏板产生脉动,提醒驾驶员需要更换摩擦片。
4.盘式制动器的特点
盘式制动器与鼓式制动器相比,具有以下优点:
(1)摩擦表面为平面,不易发生较大变形,制动力矩较稳定。
(2)热稳定性好,受热后制动盘只在径向膨胀,不影响制动间隙。
(3)受水浸渍后,在离心力的作用下水很快被甩干,摩擦片上的剩水也由于压力高而较容易被挤出。
(4)制动力矩与汽车行驶方向无关。
(5)制动间隙小,便于自动调节间隙。
(6)摩擦片容易检查、维护和更换。
盘式制动器的不足之处:
(1)盘式制动器摩擦片直接压在圆盘上,无自动摩擦增力作用,所以在此系统中须另行装设动力辅助装置。
(2)兼用驻车制动时,加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂,因而用在后轮上受到限制。
(三)驻车制动器
驻车制动装置的作用是使停驶后的汽车能够驻留原地不动,使汽车在坡道上能顺利起步,当行车制动效能失效后临时使用或配合行车制动器进行紧急制动。
驻车制动装置按其安装位置可分为中央制动式和车轮制动式两种。前者的制动器安装在变速器的后面,制动力作用在传动轴上;后者与车轮制动器共用一个制动器总成,只是传动机构是相互独立。驻车制动器按其结构型式分为鼓式、盘式、带式和弹簧作用式。
1.中央驻车制动器
图3-1-24所示为中央制动、鼓式、简单非平衡式制动器。
图3-1-24 中央驻车制动器
1—按钮;2—拉杆弹簧;3—驻车制动杆;4—齿扇;5—锁止棘爪;6—传动杆;7—摇臂;8—偏心支承销孔;9—制动蹄;10—滚轮;11—凸轮轴;12—调整螺母;13—拉杆;14—摆臂;15—压紧弹簧;16—复位弹簧
制动鼓通过螺栓与变速器输出轴的凸缘盘连接在一起,制动底板固定在变速器输出轴轴承盖上,两制动蹄通过偏心支承销支承在制动底板上,其上端装有滚轮,在复位弹簧的作用下,滚轮抵靠在凸轮的两侧,凸轮轴支承在制动底板的上部,轴外端与摆臂连接,摆臂的另一端与穿过压紧弹簧的拉杆相连,驻车制动杆上装有棘爪。驻车制动时,将驻车制动杆上端向后拉动,则制动杆的下端向前摆动,传动杆带动摇臂顺时针转动,拉杆则带动摆臂顺时针转动,凸轮轴亦顺时针转动,凸轮则使两制动蹄以支承销为支点向外张开,压靠到制动鼓上,产生制动作用。当制动杆拉到制动位置时,棘爪嵌入齿扇上的棘齿内,起锁止作用。
解除制动时,按下驻车制动杆上的按钮使棘爪脱离棘齿,向前推动制动杆,则传动杆、拉杆、凸轮轴按逆时针方向转动,制动蹄在复位弹簧的作用下复位,制动蹄与制动鼓间恢复制动间隙,驻车制动解除。
调整制动间隙时,须将驻车制动杆置于不制动位置。旋进拉杆上的调整螺母,通过改变凸轮的原始位置,使制动器间隙和自由行程减小,反之则增大。若仍不能调整到需要的间隙,则需拆下摆臂,错开一个或数个花键齿安装后再利用螺母进行调整。此时,不应松动驻车制动器偏心支承销的锁紧螺母和改变支承销的位置,否则有可能破坏摩擦片和制动鼓的贴合状态。当需要进行全面调整时,方可改变偏心支承销的位置。
2.带驻车制动机构的鼓式制动器
图3-1-25所示为带驻车制动机构的鼓式制动器。这种驻车制动机构通常设置在后轮鼓式制动器中,与行车制动系统共用一套制动器。操纵机构通过驻车制动拉索,拉动制动蹄操纵杆绕支点转动,并通过驻车制动蹄支柱,推动两制动摩擦片外张,压住后制动鼓,起到驻车制动的作用。
图3-1-25 带驻车制动机构的鼓式制动器
1—制动蹄操纵杆;2—摩擦片;3—调整器;4—软线;5—制动蹄;6—弹簧;7—制动蹄支柱;8—杠杆销
3.带驻车制动机构的盘式制动器
图3-1-26所示为一种带凸轮促动机构的浮钳盘式制动器。自调螺杆穿过制动钳体的孔旋装在有粗牙螺纹的自调螺母中,螺母凸缘的左边部分被扭簧紧箍着。扭簧的一端固定在活塞上,而另一端则自由地抵靠在螺母凸缘上。推力球轴承固定在螺母凸缘的右侧,并被固定在活塞上的挡片封闭。膜片弹簧使螺杆右边斜面与驻车制动杠杆的凸缘斜面始终贴合。
施行驻车制动时,在驻车制动杠杆的凸轮推动下,自调螺杆连同自调螺母一直左移到螺母接触活塞的底部。此时,由于扭簧的障碍,自调螺母不可能倒转着相对于螺杆向右移动,于是轴向推力便通过活塞传动到制动块上而实现制动。解除制动时,自调螺杆在膜片弹簧的作用下,随着驻车制动杠杆复位。
图3-1-26 带凸轮促动机构的浮钳盘式制动器
1—制动钳体;2—活塞护罩;3—活塞密封圈;4—自调螺杆密封圈;5—膜片弹簧支承垫圈;6—驻车制动杠杆护罩;7—驻车制动杠杆;8—膜片弹簧;9—自调螺杆;10—挡片;11—推力球轴承;12—自调螺母;13—扭簧;14—活塞
图3-1-27所示是雷克萨斯LS400轿车盘鼓式驻车制动器。这种制动器将一个作行车制动器的盘式制动器和一个作驻车制动器的鼓式制动器组合在一起。双作用制动盘的外缘盘作盘式制动器的制动盘,中间的鼓部作鼓式制动器的驻车制动鼓。
图3-1-27 盘鼓式驻车制动器
1—制动盘;2—制动鼓;3—驻车制动蹄;4—调整器;5—冠部;6—盘式制动卡
进行驻车制动时,将驾驶室中的手动驻车制动操纵杆拉到制动位置,经一系列杠杆和拉绳传动,将驻车制动杠杆的下端向前拉,使之绕平头销转动,其中间支点推动制动推杆左移,将前制动蹄推向制动鼓。待前制动蹄压靠到制动鼓上之后,推杆停止移动,此时制动杆绕中间支点继续转动,于是制动杠杆的上端向右移动,使后制动蹄压靠到制动鼓上,施以驻车制动。
解除制动时,将驻车制动操纵杆推回到不制动的位置,制动杠杆在卷绕在拉绳上的复位弹簧的作用下复位,同时制动蹄复位弹簧将两制动蹄拉拢。
五、制动器检修
1.鼓式制动器检修(以桑塔纳轿车后轮制动器为例)
(1)制动蹄衬片厚度检查。如图3-1-28所示,用游标卡尺测量制动蹄片的厚度,标准值为5mm,使用极限为2.5mm。其铆钉与摩擦片的表面深度不得小于1mm,以免铆钉头刮伤制动鼓内表面。在未拆下车轮时,后制动蹄摩擦片的厚度可以从制动底板的观察孔中检查。
图3-1-28 检查后制动蹄衬片厚度
1—游标卡尺;2—摩擦片;3—铆钉;4—观察孔;5—后减振器;6—制动底板;7—后桥体;8—驻车制动器
(2)制动鼓内圈磨损及尺寸检查。如图3-1-29所示,首先检查制动鼓内圈有无烧损、刮痕和凹陷,若不能修复应更换新件。检查制动鼓内圈尺寸及圆度误差时,用游标卡尺检查内圈尺寸,标准值为φ180mm,使用极限为φ181mm。用圆度测量工具测量制动鼓内圈的圆度误差,使用极限为0.03mm,超过极限应更换新件。
图3-1-29 检查制动鼓内圈磨损及尺寸
1—制动鼓;2—游标卡尺;3—圆度测量工具
(3)制动蹄片与制动鼓接触面积检查。如图3-1-30所示,将制动蹄衬片表面打磨干净后靠在制动鼓上,检查二者的接触面积,应不小于60%,否则应继续打磨衬片表面直至检查合格为止。
(4)制动器连接弹簧和回位弹簧检查。如图3-1-31所示,若制动器连接弹簧、上回位弹簧、下回位弹簧和调整楔拉簧的自由长度增长率达5%,则应更换新件。
2.盘式制动器检修
(1)制动盘厚度检查。目视检查制动盘是否有裂纹、是否翘曲、是否有沟痕等,如有则更换。
制动盘使用磨损会使其厚度减小,厚度过小会引起制动踏板振动,制动噪声及颤动。检查制动盘厚度时,可用游标卡尺或千分尺直接测量,测量位置应在制动衬片与制动盘接触面的中心部位,如图3-1-32所示。桑塔纳轿车前制动盘标准厚度为10mm,使用极限为8mm,超过极限尺寸时应予更换。
(2)制动盘端面圆跳动检查。制动盘端面圆跳动过大会使制动踏板抖动或使制动衬片磨损不均匀。可用百分表检查制动盘的端面圆跳动量,如图3-1-33所示。端面圆跳动量应不大于0.06mm。不符合要求可进行机加工修复(加工后的厚度不得小于8mm)或更换。
盘式制动器检测更换
图3-1-30 检查制动蹄片与制动鼓接触面积
1—制动蹄片;2—制动鼓
图3-1-31 检查弹簧长度
图3-1-32 检查制动盘厚度
图3-1-33 检查制动盘端面圆跳动
1—制动盘;2—百分表
(3)制动块厚度检查。如图3-1-34所示,若制动块已拆下,可直接用游标卡尺测量。制动块摩擦片的厚度为14mm(不包括底板),使用极限为7mm。若车轮未拆下,对外侧的摩擦片,可通过轮辐上的检视孔,用手电筒目测检查。内侧摩擦片,利用反光镜进行目测。
图3-1-34 检查制动块厚度
1—制动块摩擦片厚度;2—制动块摩擦片磨损极限厚度;3—制动块的总厚度;4—轮辐;5—外制动衬片;6—制动盘
(4)制动间隙调整。目前,一般的盘式制动器都具有间隙自调装置,即装配完制动器只需连续踩几脚制动踏板即可。
3.驻车制动器检修
(1)驻车制动手柄行程检查。用手拉动驻车制动手柄,检查驻车制动手柄的行程是否在规定的槽数内(拉动手柄时可以听到咔嗒声,一般为3~5声)。如果不符合标准,应调整驻车制动手柄的行程。
驻车制动手柄行程的调整如图3-1-35所示,先松开锁紧螺母,然后根据需要转动调整螺母,行程合适后再紧固锁紧螺母。
图3-1-35 调整驻车制动手柄行程
当驻车制动手柄行程的调整不能达到标准的要求,则应先调整后轮制动蹄片或驻车制动蹄片的间隙,再调整驻车制动手柄的行程。
(2)驻车制动指示灯的工作情况。在点火开关位于ON时,检查并确保拉动驻车制动手柄时,在听到第一个咔嗒声前,驻车指示灯就已经点亮。