制動器主要零件的結構設計

王立君　王麗娟

摘 要 ：

隨著現代科學技術特別是計算機技術的迅速發展，近年來出現了一批新的設計理論和設計方法，如優化設計、可靠性設計、計算機輔助設計、有限元方法等等。這些方法的發展和應用，使得各個工程領域的設計工作從形式到效果都發生了根本性的變化，產生了巨大的經濟和社會效益。

制動性能是汽車行駛安全性的重要指標。汽車制動性能的好壞，直接關系到汽車行駛的安全性，同時也直接影響到汽車動力性的充分發揮。汽車的動力性越好，對其制動性能則要求越高。及如何選擇制動器是決定汽車好壞的決定性因素。汽車的制動裝置顯得尤為重要，在眾多的整車性能檢測項目中，制動器便自然成為交通工具中強制執行的安全項之一。

關鍵詞： 汽車；制動器；制動鉗；制動盤。

Abstract

With modern science and technology， particularly the rapid development of computer technology，In recent years a number of new design theory and design methodology，If the design， reliability design， computer-aided design， limited Yuan methods， and so on. The development and application of these methods. Makes various engineering design work from the forms to effect fundamental changes have taken place in， Tremendous economic and social benefits.

Braking performance is an important indicator motor road safety. Motor braking performance is good or bad. Direct bearing on the security of the motor travelling， It is also directly affects sexual drive motor full play. Motor engine of the better， Their braking performance requires higher. And how to choose brakes are good or bad decisions motor decisive factor. Automobile and moto it is particularly important to the braking devices， Among the performance testing projects， Brakes naturally become transport enforcement of the security one.

Keywords： motorcar；brake；Brake Caliper ；Brake disc。

制動盤的形狀多為碟形，這樣，有利于保證制動鉗的安裝位置。制動盤上設計有圓孔或長形孔，不僅可以減少質量，而且可以增加剛性。這種制動盤增加了制動力和安全性。

制動盤的工作表面應該光滑平整。兩摩擦表面的不平行度應小于0.08mm，因厚度不均勻會引起制動踏板振動。盤面擺差應不大于0.1mm。擺差過大將發生制動塊反碰，頂推活塞，導致制動時踏板振動，踏板行程也會加大。

制動盤應該具有足夠的強度和剛度，良好的散熱性，優良的摩擦穩定性以及防腐性。制動盤的材料主要采用鑄鐵。不僅強度高，而且耐磨性好；但目前制動盤已采用不銹綱。

制動鉗由可鍛鑄鐵K丁H370—12或球墨鑄鐵QT400—18制造，也有用輕合金制造的。制動鉗體設計成兩半并由螺栓連接，用輕合金壓鑄制造。其外緣留有開口，以便不必拆下制動鉗便可檢查或更換制動塊。制動鉗體應有高的強度和剛度。在鉗體中直接加工出制動油缸。為了減少傳給制動液的熱量，將杯形活塞的開口端頂靠制動塊的背板?；钊设T鋁合金制造。為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面進行鍍鉻處理。

摩擦塊的摩擦材料應與制動盤的材料相配合，其材料和形狀與鼓式制動器的蹄片完全不同。摩擦塊比蹄片小得多，其磨損較大。由于使用情況的不同，對其性能要求也不同。不管高低溫度和干溫情況下，要求摩擦系數μ變化不大，熱衰退低，恢復性好，耐磨性好。

摩擦塊的結構設計成扇形。摩擦塊表面開有幾條槽，一方面可以使制動塊與制動盤貼合更好，另一方面，如果制動盤上有水，在制動時，水受熱變成蒸汽，昌盛爆炸聲；開槽后，水蒸汽可以經槽放出，避免產生爆炸聲。裝有摩擦塊磨損達極限時的警報裝置，以便及時更換摩擦襯片。

力的傳遞機構主要是管路和接頭。管子有硬管和軟管。制動液必須在任何條件下都能穩定地傳遞輸入力。制動液的標準對其性能有明確的規定，大車選用DOT4一般車選用DOT3，選擇是應注意：1、沸點高，2、粘性合適，3、潤滑性好，4、防腐性好，5、化學穩定性好。

制動器主油缸主要由儲油缸蓋、隔膜板、隔膜、保護罩、密封圈、活塞、密封皮碗、復位彈簧、閥門、主油缸體、油封、儲油缸組成。

主油缸活塞前端設計有很多小孔，制動液從儲液室通過供液孔下來，進入補給室。供液孔前面有一個輔助孔。活塞前端裝有一個皮碗，將活塞的小孔蓋住。活塞前方裝有一個回位彈簧，一端頂住皮碗，制動時推動推桿，使活塞移動到皮碗蓋住輔助孔時，液壓上升。當液壓上升到一定值時單向閥打開，將制動液輸送到制動器油缸，不制動時，液壓室與儲液室相通，以避免制動液溫度升高后膨脹，使活塞向后移動過多。

設主油缸活塞面積為S1，行程為L1，制動活塞面積為S2，行程為L2。設計時一般取兩活塞面積為S1/S2=0.1～0.2。因S1L1=S2L2，所以兩活塞行程之比為L1/L2=10～5，即主油缸活塞移動5～10mm，制動活塞移動1～2mm。主油缸活塞的移動取決于制動手把的移動。

本汽車采用整體式總泵，目前大多數前輪制動器都采用此種結構。主要由總泵殼體、儲油室蓋、橡膠墊、觀察窗、橡膠套、操縱手柄、總泵活塞、密封圈、復位彈簧組成。

中總泵殼體上部鑄有儲液室，儲液室裝有制動液，其液面可以通過觀察窗上的刻度想觀察，當液面低于危險刻度線時應及時補充制動液。為了防止灰塵和水分侵入制動液中，多用橡膠墊把儲液室的加液口和外界空氣隔開。為了防止儲液室內由于液面下降形成負壓，橡膠墊多設計成波紋狀，而且壁厚很薄，一般都在0.5mm～0.8mm。在儲液室蓋2上開有與大氣相通的槽，以便補充儲液室液面下降形成的空間.總泵殼體上加工有油缸，油缸內裝有總泵活塞7，總泵活塞前部頂住總泵活塞復位彈簧，尾部的彈簧擋圈卡在槽中使活塞不致滑出?？偙没钊涎b有密封圈。

制動底板是除制動盤式制動器各零件的安裝基體，應保證各安裝零件相互間的正確位置。制動底板承受著制動器工作時的制動反力矩，故應有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動底板都具有凹凸起伏的形狀。

二自由度制動蹄的支承，結構簡單，并能使制動蹄相對制動盤自行定位。為了使具有支承銷的一個自由度的制動蹄的工作表面與制動鼓的工作表面同軸心，應使支承位置可調。采用偏心支承銷。支承銷由45號鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵（KTH 370—12）或球墨鑄鐵（QT 400—18）件。

制動摩擦材料應具有高而穩定的摩擦系數，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數值后摩擦系數突然急劇下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動時不產生噪聲和不良氣味，應盡量采用少污染和對人體無害的摩擦材料。

粉末冶金摩擦材料是以銅粉或鐵粉為主要成分（占質量的60%～80%），加上石墨、陶瓷粉等非金屬粉末作為摩擦系數調整劑，在1100℃和196～588MPa的高壓下燒結而成。這種材料其抗熱衰退和抗水衰退性能好，有承載能力大，摩擦系數穩定等特點，但造價高。多用盤式制動器襯片。

編織材料它是先用長纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織成布，再浸以樹脂粘合劑經干燥后輥壓制成。其撓性好，剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動蹄或制動帶上。在100℃～120℃溫度下，它具有較高的摩擦系數（ =0.4以上），沖擊強度比模壓材料高4～5倍。但耐熱性差，在200℃～250℃以上即不能承受較高的單位壓力，磨損加快。因此這種材料僅適用于中型以下汽車的盤式制動器。尤其是帶式中央制動器。

綜上說述，前輪盤式制動器的摩擦襯片材料采用粉末冶金摩擦材料，后輪鼓式制動器的摩擦襯片材料采用粉末冶金摩擦材料。

制動盤和制動股與摩擦襯片（摩擦襯塊）之間在未制動的狀態下應有工作作間隙，以保證制動和制動鼓能自由轉動。一般，鼓式制動器的設定間隙為0.2～0.5mm；盤式制動器的為0.1～0.3mm。此間隙的存在會導致踏板或手柄的行程損失，因而間隙量應盡量小?？紤]到在制動過程中摩擦副可能產生機械變形和熱變形，因此制動器在冷卻狀態下應有的間隙應通過試驗來確定。

作者簡介：

王立君 （1985年—），機械專業畢業，學士學位。

王麗娟 （1982年—），女，漢族，機械專業畢業，學士學位。