濕式橋輪邊制動補償功能結構介紹

摘要：目前一些工程機械上配置的真空助力系統的制動排量有限，為了確保整車的制動性能，需要對濕式橋制動系統的排量進行嚴格的控制。而濕式橋制動器的傳統結構無法滿足排量的要求，致使真空助力系統不能很好的在傳統的濕式橋制動器上應用。濕式橋制動補償功能的新結構可以嚴格的控制濕式制動器輪邊制動的排油量，配合真空助力系統的使用，確保整機在使用過程中的排油量和剎車反應速度的恒定。

關鍵詞：真空助力系統 濕式制動器 制動磨損 間隙補償 排油量 剎車反應速度

1.引言

制動性能是整機性能的關鍵參數，其工作的可靠性與司機的安全、機器的安全以及機器周圍人員和物料的安全息息相關。

目前一些工程機械的整機制動系統采用的是真空助力系統。這種系統相對于大型工程機械裝配的氣頂油制動系統以及全液壓制動系統而言，具有占據整機裝配空間小、成本低等優勢，而不足之處是這種制動系統每次的制動排量有限。

為在有限的制動排量下，確保整機制動的性能，就必須在設計上對橋輪邊的制動排量進行嚴格的控制。

2.輪邊制動系統的工作原理

輪邊濕式制動器的工作原理是：在整機行駛過程時，從油道來的高壓油推動活塞，將制動器內的摩擦片、鋼片、承壓盤壓緊、結合而中斷扭矩傳遞，摩擦副的脫開是靠制動器內復位彈簧的回復力使彈簧復位，解除制動。輪邊濕式制動器一般分為兩種：一種為制動高速端的半軸，一種為制動低速端的行星輪架或輪轂，現有的國內驅動橋輪邊濕式制動一般為低速端。

以下就圖例來詳述制動器制動高速端半軸的工作過程。如圖1所示，是橋輪邊濕式制動系統的截圖。當整機需要行車制動時，整機會向驅動橋輪邊制動系統輸送壓力油。壓力油從輪邊支承軸（1）上的進油接頭（2），進入輪邊制動系統，通過內齒輪支承架（3）中的油道，將液態壓力作用于制動活塞（4）。制動活塞移動使鋼片（5）、摩擦片（6）和承壓盤（7）壓緊、結合使制動力傳遞給摩擦片。摩擦片和摩擦片支承（8）以花鍵連接，而使制動力由摩擦片傳遞給摩擦片支承。摩擦片支承和半軸（9）以花鍵連接，而使制動力又從摩擦片支承傳遞給半軸。從而半軸扭矩傳動中斷，整車制動。

從上述輪邊制動系統的工作原理可知：需要對輪邊進行制動就需要移動活塞，使活塞對摩擦片、鋼片、承壓盤進行擠壓，產生足夠的擠壓力。

擠壓力=活塞受油壓面積×制動油壓

為了在恒定的制動油壓下，得到合適的擠壓力，就必須控制活塞受油壓面積的大小。（受油壓面積過大，會使擠壓力增大，導致摩擦片上的摩擦材料壓潰，出現早期損壞。受油壓面積過小，會使擠壓力減小，導致制動力不足，難以確保整機制動性能。）

確保擠壓力的另一個關鍵參數是制動排量，對于橋輪邊制動系統來說，應該確保整機的排量始終大于輪邊制定系統的排量。（若整機排量小于輪邊制動系統排量，活塞則不能對摩擦片、鋼片、承壓盤施加擠壓力，從而影響制動力。）

輪邊制動系統排量=活塞受壓面積X活塞移動距離（摩擦片間隙）

在整機供給的輪邊制動排量有限的情況下，為了能夠確保整機制動性能，就必須嚴格控制活塞移動距離（摩擦片間隙）。

3.輪邊制動系統老結構

為了可更清楚對輪邊制動系統老結構進行說明，以及和輪邊制動系統新結構進行對比，將制動活塞組件（圖3）從輪邊制動系統（圖2）中分離出來。如圖3所示，輪邊制動系統施加和釋放擠壓力的過程是：當需要制動施加擠壓力時，液壓力會克服彈簧回復力，推動活塞運動，，當泄壓時，由彈簧（10）拉動活塞復位。

這樣的結構沒有辦法控制摩擦片間隙，并且由于摩擦片、鋼片、承壓盤的磨損，會造成摩擦片間隙進一步的加大。

摩擦片間隙的無法控制以及摩擦片間隙由于摩擦副的磨損而不斷增加，會造成整機的制動力下降以及制動反應時間增長的缺陷。

因此，若摩擦片間隙無法控制，在整機制動排量不足的情況下，會影響整機的制動力，即使整機供給的制動排量充足，整機的制動反應速度也會隨著摩擦片間隙的增大而減慢。

針對上述的老結構的不足，需要有一種新的結構對其進行替代，這種結構可以使摩擦片間隙永遠的保持不變，輪邊制動的排量也不會受到整機制動排量的制約。

4.輪邊制動系統新結構

針對輪邊制動系統老結構的在使用中存在的缺陷，輪邊制動系統的新結構可以實現，因零件制造公差和摩擦片磨損等不可控因素，造成間隙過大后的自動補償。使間隙始終保持在需要的范圍內。

如圖8、圖9所示，當摩擦片間隙增大后達到需要補償的狀態時，油壓的制動力會施加在活塞上，推動活塞達到新的制動平衡點。制動補償功能的新機構，為了確?；钊梢砸苿拥叫碌闹苿悠胶恻c，并且不回到活塞初始的裝配位置，設計開口套的結構在此時就會發揮作用。在施加制動力的時候，由于液壓力遠遠大于開口套和活塞孔之間的摩擦力，液體壓力會推動活塞克服開口套和活塞孔之間的摩擦力移動。因而在這個過程中，開口套受到螺栓的限位會和活塞之間會發生相對的運動，直至到達新的制動平衡點為止。在制動釋放的時候，彈簧力推動活塞復位，由于摩擦力大于彈簧力，故活塞由于移動后開口套的限位而無法回到初始的位置。制動補償功能的實現，是在設計時就必須嚴格控制液壓制動力、開口套和活塞孔之間的摩擦力、彈簧回復力三種力的大小，確保這三種力之間的關系是液壓制動力>開口套和活塞孔之間的摩擦力>彈簧回復力。

為確保摩擦片間隙，即制動排量在設計要求的范圍內，只需要嚴格控制開口套和定位套之間的高度差即可。

結論

輪邊制動系統的新結構是一種可以自動補償摩擦片間隙和零部件加工、裝配累積公差，確保摩擦片間隙始終恒定的一種創新結構。這種結構的功能是通過在設計參數上控制制動液壓力、開口套和活塞孔之間的摩擦力、彈簧回復力三者之間的關系來實現的。這種結構已經在許多的機型上進行了應用，取得了很好的效果。