空气楔式制动器设计.docx

空气楔式鼓式制动器结构及其工作原理

空气楔式鼓式制动器，主要由制动底板、制动蹄、摩擦衬片、扩张器、气室、防尘罩以及弹簧组成。

制动时推杆在气室的作用下将楔块推进扩张器内，促使滚珠分开，使调整套筒在双向扩张器壳体内部分别向左右两端移动，迫使铆接在制动蹄上的摩擦片与制动鼓接触，从而产生摩擦力矩使车辆减速或停驻。具体结构如图1所示，接气室的扩张器内部结构如图2所示，不接气室的扩张器（增力器）的内部结构如图3所示。

图1 制动器二维图

图2 用于安装气室的扩张器

图3 用于非安装气室的扩张器（增力）

具体工作原理如下：

开始制动时：

两制动蹄板的上端在回位弹簧的作用下浮支在扩张器两端的卡槽中，两制动蹄的下端在拉簧的作用下浮支在浮动的顶杆两端的凹槽中。结构上是采用一个双活塞的轮缸，可向两蹄施加相等的促动力Fs。

前进制动时：

汽车前进制动时，制动轮缸的两主推力筒在气室推杆的作用下向两端顶出，通过两主推力筒使前后制动蹄上的摩擦片被压紧在制动鼓上，于是旋转着的制动鼓与摩擦片之间产生摩擦作用。由于双向増力器推杆是浮动的，前后制动蹄及推杆沿制动鼓的旋转方向转过一个角度，直到与后制动蹄相连接的主推力筒的左端面压到扩张器右挡块上。此时由于前蹄有一个促动力Fs，而后蹄有两个促动力

Fs和Fs’，且Fs’远大于Fs，使后蹄张开力矩大于前蹄。后蹄受双向增力器推杆的促动力大于轮缸的促动力。（汽车倒车制动时，制动器的工作情况与上述相反。）

在这个过程中，主推力筒、螺旋传动套、配合套连同主推力螺杆把柱塞向右推出。同时螺旋套筒定位器在双向扩张器配合套上的U型槽的作用下，沿着双向扩张器配合套上的限位槽运动（该运动使双向扩张器配合套既向右水平移动，又做旋转运动），螺旋传动套右端的棘齿与配合套左端的棘齿产生啮合相对旋转，此时自调装置并不起调整作用。解除制动时，螺旋传动套及配合套在制动蹄回位弹簧的作用下反转回位。

间隙自动调整装置工作原理[1]

间隙自动调整装置能自动地、及时地调整由磨损而增大的间隙，它属于自动连续调节，使制动间隙始终保证在设计范围内，保证行车安全。

1、棘轮 2、套筒 3、棘轮 4、滚珠 5、推杆 6、销子 7、弹簧 8、螺杆图4 间隙自动调整机构简图

间隙自动调整原理：

开始制动时，推杆5在气室压力下使钢球5向右扩张，从而推动套筒2向右运动，套筒2推动棘轮3、螺杆8向右运动（棘轮3与螺杆8螺纹连接）。在棘轮3向右运动的过程中，棘轮1由于弹簧7的作用也向右运动，同时由于销子6及自身螺旋槽的作用顺时针旋转（从上图左边看）。此时棘轮1与棘轮2的棘齿属于顺齿关系，则棘轮3由于螺杆8对它的摩擦力而不会发生转动。

制动结束后，螺杆8、棘轮3、棘轮1、套筒2在回位弹簧的作用下向左运动，棘轮1同时由于销子6及自身螺旋槽的作用逆时针旋转，此时棘轮1与棘轮2的棘齿属于逆齿关系，如果在右行的过程中发生跳齿，则此时棘轮1会带动棘轮3旋转，从而相当于螺杆8向外旋了一段距离，从而调整间隙。

设螺旋槽的螺距为P，则棘轮3向右的行程为?，棘齿的高度h?0.4mm，齿数为

n?57，则刚好发生跳齿时这些相关量之间的关系为：

??h?1

P n

间隙设定值d应该在保证不发生拖磨现象的前提下小于?。每次正常的调整量不超过

0.026mm。

空气楔式鼓式制动器主要结构参数[2]

该空气楔式鼓式制动器的结构简图如下图所示。

图5 制动器结构简图

制动鼓直径D

输入力F一定时，制动鼓直径D愈大，制动力矩愈大，且散热能力愈强。

0

但D还受轮辋内径D

r

的限制，应使鼓与轮辋之间留有足够的间隙。通常使选定

的D与D

r

的比值在下述范围内：轿车0.64~0.74；货车：0.7~0.83

D?410mm

摩擦衬片宽度b和包角?

制动鼓直径D确定后，摩擦衬片的宽度b和包角?便决定了衬片的摩擦面积：A?Rb?

p

制动器各蹄片总的摩擦面积? A 愈大，制动时所受单位面积的正压力和能

P

量负荷愈小，磨损特性愈好。根据国外统计资料分析，单个鼓式制动器总的摩擦衬片摩擦面积随汽车总质量的增加而增大。试验表明，摩擦衬片包角

??90?~100?时，磨损最小，制动鼓温度最低，制动效能最高。减小?角，有利

于散热，但单位压力增大，磨损加剧。增大?角延伸两端的衬片，以减小单位压力的作用也不大，此时包角两端处单位压力较小。?角过大，制动作用不平顺。包角一般不宜大于120°。

衬片宽度b大可减少磨损，但过大时难以保证与制动鼓全面接触。设计时，一般b/D