轿车后轮盘式制动器设计(8)

5.5 盘中鼓需要发展的方向

很多人认为盘中鼓其实就是多余的，简单的盘式制动器完全可以满足制动功能，鼓式制动器来进行驻车是完全没有这个必要。但是现在有一个很通俗的问题摆在这些人的面前。盘式制动器的驻车是依靠简单的滚珠斜面将径向力转变为轴向力，或者通过杆件与拉索将手部施加的制动力传到制动钳上来进行驻车制动，不过这个简单结构已经被完全抢占，即使现在很多公司采取一贯的先抄袭后改造来实现这一操作，这却完全是为了社会需求而进行的商业copy。这与我们制动器设计的原理并无不妥，但却不断的使我们的设计落后于其他国家，因为我们采用最简单结构来实现所需要的功能这一个广阔的发展空间正在急速缩小，设计难度不断增大，成本高昂并且收益较低。而简单的鼓式制动器各种缺点被盘式制动器完美取代，使更多的人开始进入“盘式热”即忽视鼓式制动器完全推崇盘式制动器，这是不利于汽车行业发展的。就如钢板弹簧、麦弗逊悬架与多连杆，齿轮齿条转向器与循环球式转向器，横置、纵置发动机等汽车部件一样，虽然一种结构已经由于另一种但是却依旧在发展，而制动器去在不断出现盘式完全取代鼓式制动的发展趋势。

盘中鼓制动器就是在实现相应制动功能前提下，将盘式制动器成本尽量降低，提高盘式制动器行车性能，引导鼓式制动器向更轻、更小、更劲发展。进而不断实现盘鼓结合共同发展，实现优势互补提高性能，同时实现制动器的通用化与标准化的有效推动而不是简单“鸡肋”结合，而是将制动器设计与工艺更大程度的推进与发展。

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第六章 制动器主要零部件的结构设计

6.1 制动盘

制动盘多采用珠光体铸铁进行制造，或对其添加Cr等的合金进行相应制造。其形状大部分是平板式或礼帽式。刹车碟片在制动过程中不但承受制动块法向作用力与其切向作用力，还需要承受制动盘的热负荷。为了使冷却效果能够提升，钳盘式制动器的刹车碟片加工过程中制作成有径向通风的双层制动盘也就是我们说的通风盘式制动盘，这样可以使散热面积逐步提升的同时也可降低约两至三成的温升，不过因此整体厚度相对较厚。

刹车碟片的加工表面应保持相对光洁与平整，制造时必须明确要求表面的平面度，两侧表面的平行度以及制动盘的不平衡量。行业标准规定：刹车碟片两侧表面不平行度小于等于0.008mm,制动盘表面摆动差需要小于等于0.1mm；制动盘表面粗糙度应当小于等于0.06mm。

采用合金铸铁来进行加工制动盘，形状采用礼帽形的实心盘进行后轮制动盘设计，以满足盘中鼓式制动器的功能。

图6.1 礼帽形制动盘

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6.2制动钳

制动钳用那种可锻铸铁KTH370或球墨铸铁QT400进行加工制造，当然现在也可以采用合金设计加工制造的。比如用铝合金压铸。可制造为整体式，也可加工成两部分由螺栓连接成型。制动钳体外缘应该留有开口，以便检查或更换制动块更为方便。制动钳体需要具有较高的刚度和强度要求。钳体加工出制动缸。为了减少将制动产生的热量传给制动液，需要将活塞的开口端靠在制动块的背面。活塞通常由铸铝合金加工成型，为了增强其耐磨损性，需要对活塞的工作表面采取镀铬处理。

制动钳在汽车上的安装位置也有一定讲究。制动钳位于车轴前可降低轮胎在工作过程中甩出来的水、泥、杂质飞溅到制动钳内部的概率，位于车轴后则可尽量减轻汽车在制动时轮毂轴承的所承受的相应载荷。

所以此处设计采用可锻铸铁，整体式、镀铬处理，后制动钳位于车轴前。

6.3制动块

制动块由摩擦衬块和制动块背板组成，两者通过压嵌、铆接或粘接紧固地连接在一起。摩擦衬块大多是扇形，也会有一些矩形，正方形或圆形的。活塞尽量保证压在面积尽可能大的制动块，避免衬块发生应力卷角而造成尖叫声。制动块背板由钢板制造而成。尽量不要使刹车过程中产生的大量热传给制动钳从而造成制动液汽化同时也为了减小制动噪声，或者摩擦衬块与背板之间一层隔热减震垫。

6.4摩擦材料

制动摩擦材料拥有较高的摩擦系数同时也要保证相对稳定也就是要有良好的抗热衰退性能，一定要避免温度升到一定限度后摩擦系数突然急速下降；材料的耐磨性好，有相对低的吸水率，同时也应当有较高的耐挤压和抗冲击能力；保

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证制动时不产生噪声和有害气味，尽可能装备污染小或对人体无害的优质摩擦材料

通常车轮制动器广泛安装模压材料，也就是以石棉为主体与树脂粘结剂、调整性能的填充剂与噪声消除剂(主要成分为石墨)等混合后，高温下模压成型的得到。现在为了环保安全都采用金属材料。

表6.1 摩擦材料性能对比

此次设计综合考虑各种材料，采用性能更好、环保效果更好的半金属材料。摩擦系数为f=0.33

6.5制动器间隙的调整方法及相应机构

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在不踩刹车的状态下制动盘与摩擦衬块这二者需要保证一定的工作间隙，用来保证制动盘可以进行自由转动不受约束。通常来说盘式制动器的制动间隙取0.1mm-0.3mm（单侧0.05mm-0.15mm）。由于为了要保证这个间隙这样就将会致使制动踏板或拉动杆的行程会有一点缩短，所以间隙应在保证要求的前提下取小一些。考虑到制动过程中摩擦副会产生热变形和疲劳变形。本设计制动间隙取为0.12mm。

图6.2 制动间隙的自调装置 1-制动钳体；2-活塞；3-活塞密封圈

此外，工作过程中制动器的间隙会由于摩擦衬块的不断磨损而使间隙逐渐变大，所以制动器需要设有间隙调节机构。如今，盘式制动器的调节机构已不断自动化。大多采用一次调准式间隙自调装置。最省钱且通用的结构是在缸体和活塞之间安装一个既有复位功能又有间隙自调作用的带有斜角的密封圈，刹车过程中密封圈的突边是由于活塞的摩擦力作用下产生弹性变形，跟最大摩擦力所造成的密封圈变形量相对应即等于原始制动间隙。随着其磨损不断增大会对所需活塞行程有一定影响，当密封圈相应变形量达到最大时，活塞在液压力作用下将会克服密封圈与缸壁之间所产生的摩擦阻力，不断向前移动直到完成彻底制动方才停止。活塞与密封圈之间的间隙达到不可复原的相对距离便会对这过量变化间隙进行一定修正补偿。抬起制动踏板后活塞在橡胶需要恢复原来形状的作用力下复位，直到密封圈完全恢复刚才过程变形为止，所以摩擦块与刹车碟片间的间隙将重新恢复到开始设定的间隙。

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