商用车后桥液压制动器介绍.pdf

商用车后桥液压制动器介绍 刘 阳 上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心 ， 上海2 0 0 4 3 8 【 摘要】 对现在商用车 后桥主要使用的液压鼓式制动器及液压盘式制动器的结构进行简要分析， 并对 其性能和优缺点进行对比分析； 另外简要介绍一种新型行驻车一体盘式制动器， 并与传统盘式及鼓式制动器进 行对 比分析 。 【 A b s t r a c t 】 T h e s t r u c tu r e o f h y d r a u l ic d rum b r a k e s a n d h y d r a u l i c d is c t h a t m a i n u s e o f t h e c o mme r c i a l v e h i c l e r e a r a x l e i s br i e fly a n a l y z e d，t h e n t h e p e r f o r ma n c e a nd t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s a r e c o mp a r e d ． I n a d d i t i o n，a n e w t y p e o f s e r v i c e b r a k e p a r k i n g b r a k e o n e d i s c b r a k e i s i n t r o d u c e d，a n d c o mp a r e d w i t h t h e t r a d i t i o n a l h y d r a u l i c d i s c b r a k e s ． 【 关键词】 后桥制动器汽车 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 O 7 ． ‘ l 5 5 4 ． 2 0 1 3 ． 0 5 ． 0 8 0 引言 近年来 ， 由于汽车制造和道路建设工艺水平提 高及相关科技高速发展， 汽车行驶速度越来越快。 而对于商用车使用状况来说， 要求有一套 良好的制 动系统 ， 从而达到灵敏地减速或停车， 以保证行车的 安全性能。本文对 当前轻型商用车液压鼓式制动 器和盘式制动器进行介绍 ， 另外对一种新型行驻车 一 体式盘式液压制动器进行简要介绍。 1 鼓 式制 动器 传统汽车制动器 大部分前轮采用盘式 ， 后轮 采用鼓式 ， 简称前盘后鼓 。对于商用车后桥 ， 鼓式 制动器的采用非常广泛 。 鼓式制动器系统的形式又分为内张式和外束 式两种。通常情况下 ， 汽车后桥制动器采用 的是 内张式制动器 ； 商用车后桥常用鼓式制动器按 照 制动形式有液压制动和气压制动两种形式。 收稿 日期 2 0 1 30 30 6 3 2 鼓式制动器 也 叫块式制动 ， 是靠制动块压 紧 在制动鼓上来实现刹 车 ， 下面对液压制 动鼓 式制 动器做简要介绍 。 图1 、 图2 为某液压鼓式制动器后桥轮边结构 图 1 某液压鼓式制 动器 后桥轮边结构图 剖视 上海汽车2 0 1 3 ． 0 5 图。汽车轮辋通过车轮螺栓 与后轮毂 以及制动鼓 固定在一起 ， 可 以视 为同一运动体。而后轮毂又 通过车轮半轴螺栓与半轴 固定在一起 。制动器通 过螺栓与制动底板法 兰 固定连接 ， 固定底板法兰 焊接在半轴套管上面。后轮毂与半轴套管之间通 过轮毂轴承形成滚动连接 。 图 2 鼓式液压制动器轮边结构 图 正视 当汽车行驶时通过传动轴 由发动机传递来 的 转矩经中间部分通过半 轴传递到轮边部分 ， 后轮 毂、 制动鼓以及轮辋与半轴一起运动 ， 而轮胎安装 在轮辋上 ， 从 而轮胎 以与半轴转动相 同速度在路 面滚动 ， 推动整车行驶 ； 而半轴套管 固定与整车相 对固定不动 ， 制 动器 由于通过螺栓 固定在后制动 底板法兰上面 ， 而固定底板法兰焊接 在半轴套管 上面， 所 以制动器相对 整车静止。当驾驶员踩下 制动踏板时 ， 制 动油路传递来 的制 动压力通过轮 缸推开制动器制动蹄 ， 从而使制动蹄 与制动鼓接 触。由于制动鼓与半轴一起转动 ， 而制动蹄静止 ， 从而与制动鼓之 间形成摩擦 力 ， 达 到车辆制动 的 效果 。 在驻车的时候 ， 通过拉动手制动拉丝 ， 促使制 动蹄 片张 开， 与制动鼓 接触 ， 达到驻 车制 动的 目 的 2 盘式制动器 动钳 、 制动盘和摩擦片组成 ， 摩擦片 中的旋转元件 是以端面为工作面的金属圆盘 ， 称为制动盘 ， 用螺 钉 固定在车轮的轮毂上 ， 暴露在外。 随着新 技术 、 新材 料、 新工 艺在汽 车上 的应 用 ， 盘式制动器在汽车后桥上应用越来越广泛， 近 几年来 ， 商用车后桥也开始使用盘式制动器 ， 而且 使用率越来越高 。盘式刹车结构型式分为点盘式 和全盘式 ， 点盘式 由于摩擦面仅 占制 动盘的一小 部分 ， 故称点盘式 。该型刹车结构 可分 为固定 卡 钳式和浮动卡钳式两种 。为了不使制动轴受到径 向力和弯矩 ， 点 盘式 制动缸应成对布置 。制 动转 矩较大时 ， 可采用 多对制动缸。必要 时可在 中间 开通风沟 ， 以降低摩擦副温升 ， 还应采取隔热散热 措施 ， 以防止液压油温高变质。全盘式 ， 这种制动 器结构紧凑 ， 摩擦面积大。 2 ． 1 传统盘式制动器 图 3 、 图 4为某液压盘式制动器后桥轮边结构 图。轮辋通过车轮 螺栓与后轮毂 固定在一起 ， 制 动盘通过螺钉 1与后 轮毂连接 ， 因为轮胎安装在 轮辋上 ， 所 以制动盘、 后 轮毂 、 轮辋可 以视为同一 运动单元。因为后轮毂与半轴通过半轴螺栓 固定 连接一起。制动钳与驻车制动器分别通过螺栓和 螺钉 2与法兰 固定 连接在一起 ， 而法 兰焊接在半 轴套管 上面 ， 所 以制动钳、 驻 车制动器 、 法兰和半 盘式制动器 又称浮刹或钳式刹 车 ， 主要 由制 图 盘式液压制动器轮边结构图 剖视 上海汽车2 0 1 3 ． 0 5 3 3 轴可以视为同一运动体。 制 驻车制 图4 盘式液压制动器轮边结构图 正视 盘 当整车正常行驶 的时候 ， 后轮毂 、 制动盘、 轮 辋 、 半轴与车轮一起 向前滚动 ， 推动汽车前进 ， 后 轮毂与半轴 套管之 间通过 轮毂轴 承形 成滚动 连 接。而同时制动钳、 驻车制动器、 法兰与半轴套管 固定不动 ； 当驾驶员踩下制动踏板的时候 ， 制动钳 中摩擦片与制动盘贴合 ， 由于制动钳静止 ， 而制动 盘做旋转运动 ， 两者之间形成摩擦力 ， 使制动盘停 止转动 ， 从而达到汽车制动的目的。 当驻车的时候 ， 拉动手制动拉丝 ， 驻车制动器 两制 动蹄张 开， 与 制动盘 内表面贴合 ， 产 生摩擦 力 ， 达 到驻 车制动 的效果 ， 原理 与鼓 式制 动器相 同 。 2 ． 2 行驻车一体盘式制动器 图5 、 图 6为某采用行驻车一体盘式制动器的 商用车后桥轮边结构 图。车轮及轮辋通过车轮螺 栓与过渡盘紧 固连接 ， 过 渡盘 以及制动盘通过螺 栓 1与半轴 固定连接在一起 ， 车轮、 过渡盘 、 制动 盘 以及半轴可以视为同一运动体 。轮壳通过螺栓 2与半轴套管上所带 的法兰紧固连接 ， 轮毂轴承在 轮壳内部 ， 半轴 与轮壳形 成滚动连接。制 动钳 通 过螺栓 3与半轴套管上所 带法兰紧 固连接 ， 半 轴 套管、 轮壳以及制动钳视为同一运动体。 当汽车正常行驶 时， 车轮滚动使车辆 正常行 驶 ， 过渡盘 、 制动盘 以及半轴 与车轮一起运 动 ， 即 转动 ， 而轮壳和制动钳与半轴套管相对 制动盘静 止不动 ； 当驾驶员踩下制动踏板 ， 制动油路传递压 力通过制动钳上的轮缸促使制动钳体内的摩擦片 与制 动盘 盘 面接 触 ， 形 成 摩 擦 副， 达 到 制 动 的 3 4 效果。 图5 行驻车一体液压制动器轮边结构图 剖视 图6 行驻车一体液压制动器轮边结构图 左视 行驻车制动器与普通盘式制动器 的区别在于 制动钳 的机构上 面， 图 5 、 图 6中制动钳上标示 圆 圈处与驻车制 动拉 丝连接 ， 通过拉 动驻车制动拉 丝 ， 促使制动钳 中摩擦片与制动盘接触 ， 达到驻 车 的 目的 。 3 优缺 点分析 液压鼓式制动器轮边部分相对结 构简单 ， 且 质量轻 、 刚性好 ， 操纵力低 ， 有 良好的防污染和防 上海汽车2 0 1 3 ． 0 5 潮能力 ， 这些都是优点。但 是鼓式制动器 的缺点 也很多， 如摩擦片密封在制动鼓 的内部 ， 在连续使 用制动器时 ， 摩擦片产生的大量热不易散出 ， 会使 摩擦片受热膨胀并减小 了磨擦力 。另外鼓式制动 器在水 、 泥 地面行 驶时 ， 轮毂浸 水后会 减小摩 擦 力 ， 从而降低制动效能 ， 而且要花很长时间才能干 燥 。 液压盘式 制动 与鼓式 制动 器相 比有 以下 优 点 1 无磨擦助势作用 ， 因而制动器效 能受磨擦 系数的影响较小 ， 即效能较稳定 ； 2 浸水后效能 降低较小 ， 而且 只需经 过一两次制动 即可恢 复正 常； 3 在输 出制动力矩相 同的情况下 ， 尺寸和质 量较小 ； 4 制动盘沿厚度方 向的热膨胀量极小 ， 不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增 大而导致制动摇臂 的行程变大 。但是盘式制动器 结构相对于鼓式制动器来说 比较复杂 ， 对制动钳 、 管路系统要求也较高 ， 造价高于鼓式制动器 ， 而且 符合传统设计 。 行驻车一体盘式制动器除了具备盘式制动器 的优点外 ， 结构 简单 、 维修接近性好 、 并 且大大降 低 了盘式制 动器的成本。对 于整车来说 ， 由于结 构简单 ， 采用行驻车一体后桥质量相对降低 ， 有利 于整车轻量化设计。但是 由于材料及工艺原 因， 行驻车一体盘式制动器适用载荷相对 较弱 ， 对于 商用车现阶段仅适用于轻 型， 且在 国内仅仅有 限 车型后桥使用这种形式制动器。 4 结语 盘式制动器的优点决定其在商用车后桥上会 使用越来越 多 ， 所 占比重会越来越 大。随着科技 水平以及汽车材料 、 工艺发展 ， 行驻 车一体盘式后 桥在技术上会越来越成熟 ， 适用车辆 的载荷范 围 也会扩大， 前景光明。 参考文献 [ 1 ] 陈家瑞． 汽车构造 第 四版 [ M] ．北京 人 民交通 出 版社 ， 2 0 0 3 ． [ 2 ] 刘惟信． 汽车设计 [ M] ． j E 京 清华大学 出版社 ， 2 O O 1 ． [ 3 ] 汽 车工 程 手册设 计 篇 [ M] ． 北京 人 民交 通 出版 社 ， 2 0 o o ． 上接 第 3 1页 告 2 5 4 8 5 8 温度／ C 图 6 不同温度下车 内空气 中苯 系物的浓度 4 结论 1 车 内 V O C s 浓度水平整体较高 ， 数量和种 类分布 较 广 ， 其 中 B T E X 物 质 随 车 型 的不 同 占 VO C s总量的 1 ％ 一 2 5 ％不等 ； 上 海汽车2 0 1 3 ． 0 5 2 受测车型中， 中级及 中高级车型中苯系物 及醛酮类物质含量高于普通级别车型； 3 车内主要的挥发性污染 物浓 度与放置 时 间具有衰减关系 ； 4 车内主要 的挥发性污染 物浓 度随测试 时 环境温度 的升高而增加。 参考文献 [ 1 ] 王跃思 ． 大气 中痕量有机 物的 G C - MS分 析与研究 [ J ] ． 质谱学报 ，1 9 9 6 ， 1 7 4 2 5 - 3 3 ． [ 2 ] 徐剑 ． 室 内装修 对人 体 的危害及 防护 [ J ] ． 环 境保 护 ， 1 9 9 6 4 4 6 ． [ 3 ] 马辉 ，陈文波．车内有 害气体 V O C 现状 研究 [ J ] ． 汽 车工艺与材料 ， 2 0 0 6 8 1 3 ． 3 5