機動車手動式剎車機構的改進設計

林莉莉 張芳

【摘? 要】為了使機動車在工作過程中，剎車穩定、可靠、敏捷，論文對某種型號機動車的手動式剎車機構進行了改進設計，應用后達到了剎車穩定、可靠、敏捷的目的，同時，延長了機構的使用壽命，減少了不安全的因素，保障了人們的財產及生命安全。目前，該種型號的機動車已銷往國內外，得到用戶認可，提高了企業的社會聲譽，創造了很高的經濟效益，該機構具有極高的實用性及推廣價值。

【Abstract】In order to make the brake of motor vehicle stable， reliable and agile during the working process， this paper improves the design of the hand brake mechanism of a certain type of motor vehicle. After the application， it achieves the purpose of stable， reliable and agile brake. At the same time， it extends the service life of the mechanism， reduces unsafe factors， and ensures people's property and life safety. At present， this type of motor vehicle has been sold at home and abroad， and has been recognized by users， which improves the social reputation of the enterprise and creates high economic benefits. This mechanism has high practicability and promotion value.

【關鍵詞】機動車;手動剎車;機構改進

【Keywords】motor vehicle; hand brake; improvement of mechanism

【中圖分類號】TH16;U463.55? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）01-0192-03

1 引言

隨著經濟社會的迅猛發展，人們的日常工作、生活環境得到前所未有的改善，使用的機動車輛（乘用汽車、專用汽車、商用汽車、摩托車、挖掘機、推土機等統稱為機動車輛）數量越來越多，而機動車輛在使用過程中，都是在承載情況下，由操作者駕駛工作，它雖然能減少體力勞動、提高工作效率、為工作和生活提供便利，但在工作行駛中也存在著不安全的因素。因此，機動車輛工作過程中的安全行駛、制動就成為設計、制造、使用者必須考慮的首要問題之一。本文對目前礦山運輸中使用的礦用機動車的手動式剎車裝置進行了安全性分析，發現無論是進口的還是國產的均存在著不安全的因素。

手動式剎車機構是機動車輛必須配制的安全機構，其作用是在剎車時，使機動車輛能準確、穩定地停止在所要求的位置，以方便工作及避免產生安全事故。手動剎車機構包括兩個部分：手剎機構和手剎開關。手動式剎車機構通過手剎拉筋與車輛驅動輪轂內部的剎車蹄片連接，當人為地將手剎車把柄運動到所要求的位置時，手剎拉筋拽動剎車蹄片，使剎車蹄片鎖緊或抱死，這樣就避免了輪胎的移動，從而使機動車輛保持靜止。與腳剎車不同的是，腳剎車在腳抬起后，就不再產生制動作用，而手剎車制動后，只有再次手動按動剎車桿按鈕才會恢復原狀，因此，作業人員拉動手剎后可以長時間離開車輛。

在手動式剎車機構上安裝有手剎開關，不工作時，手剎開關連接的電路是暢通的，當操作者離開機動車輛忘記拉上手剎車時，此時電路會使車輛上的喇叭報警，從而提醒操作者拉上手剎。只有當作業者拉上手剎，手動式剎車機構帶動手剎開關斷開電路，喇叭才會停止報警。

在礦用機動車上進行手動剎車時，手柄是人為回轉的，以此拽動拉線裝置將剎車盤夾緊，達到剎車目的。目前，使用的手動式剎車機構如圖3所示，擋片2與手剎開關滾軸3接觸處易磨損，導致剎車制動夾緊不到位，產生制動失靈、失效，同時，這種運動副產生的有害分力會使手剎開關的塑料殼件破損，導致制動功能喪失，使得剎車工作不能正常進行，更嚴重的是危機人們的身心健康及生命安全。為此，我們與某外資企業協作，將某型號機動車輛的手動剎車機構的手動機構部分進行了改進設計，如圖4所示，投入生產后取得了很好的效果。

2 問題產生的原因

機動車輛的手動剎車機構也稱為制動器，主要由制動架、制動件和手動操縱機構等組成。手動操縱機構雖是一種簡單的手動操作傳動機構，但其設計、制造、使用水平的高低，都影響著工作過程的正常進行，甚至危及人們的財產及生命安全，也決定著機動車輛生產企業的生存。由此可知，機械產品的設計、制造、使用無小事。針對原手動操作傳動機構，如圖2所示，手動式剎車機構的工作原理，如圖1原手動式剎車機構手柄操作位置中的圖a所示，在進行剎車操作時：剎車手柄以螺栓為回轉中心，從a位置轉動到b位置，擺到55°的夾角時，此時與剎車手柄相連的擋片（螺柱為中心）也轉過55°的夾角，從c位置移動到d位置，在d位置時，擋片2壓迫手剎開關4的手剎開關滾軸3，使手剎開關電路斷開，而達到剎車的目的。經對目前在大多數機動車輛中應用的這種手動式剎車機構分析，其存在沒有引起人們足夠重視的致命缺陷，它不是產品制造的質量問題，而是原有設計的結構問題，使用時擋片2向手剎開關4的手剎開關滾軸3施力時，產生作用于滾軸3的外圓柱表面上的F力，其方向如圖1b所示。由圖可知：該F力可分解為由左向右的水平分力F1、由上向下的鉛垂分力F2，其中，F2的力是驅動剎車機構的有效分力，是必要的，而分力F1則使手剎開關受到橫向載荷的作用，是長時間反復作用的有害分力。為此，應將該力設法控制在最小范圍或者消除該力，以延長開關殼體塑件的使用壽命，由圖3所示的擋片2與手剎開關滾軸3接觸的施力結構，改進為圖4所示的銷軸3與壓片式開關的壓片接觸的結構，收到了理想的效果。

3 改進后的結構設計

通過與某外資企業的合作，對其生產的某種型號機動車輛的手動剎車裝置進行了改進設計，如圖4a、4b所示，采用了銷軸3與壓片式開關2的壓片接觸的結構，由此可以看出手剎車開關由原來的滾軸式變成了壓片式，當手動式剎車機構動作時，手動式剎車機構上的銷軸3與壓片式手剎開關的壓片接觸，這樣銷軸3的圓柱面與手剎開關2上的壓片表面直接接觸，剎車時產生的作用力F3（如圖4b所示）始終與壓片表面垂直，顯然這種結構只產生有效的縱向載荷，消除了橫向載荷產生的彎曲應力對手剎開關殼體的破壞作用，避免了殼體塑件過早破裂失效。

4 使用效果

與外資企業合作改進設計的某種型號機動車輛的手動式剎車裝置，已投入生產使用，收到極佳的效果，現已拓展應用在該外資企業生產的所有型號的礦用機動車中，其產品大量銷往國內外，經用戶使用反饋的信息證明，該外資企業生產的機動車輛上的手動式剎車機構使用的故障率大為降低，延長了手動式剎車機構的壽命，產生了巨大的經濟效益，更重要的是消除了客戶在使用機動車輛的過程中，因原結構設計不合理存在的不安全因素，而造成的恐慌心理，以此確保了人們的財產與生命安全，極大地提高了企業的社會聲譽。這種結構具有很高的推廣價值，若應用到其他類型機動車輛之中，必將創造很高的經濟效益。

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