張國元

摘 要：近年來，隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，人們對汽車的安全性越來越重視，制動系統的安全性成為人們關注的焦點，因此，對汽車制動系統進行分析研究，建設高性能制動系統成為我們的主要目標，本文論述了現代汽車制動系統的設計原則、對盤式和鼓式汽車制動系統進行區(qū)分，分別對鼓式制動器、盤式制動器進行了總結和分析，根據其結構特點、誤差和診斷分析功能的發(fā)展，重點分析了盤式和鼓式制動系統在現代車輛上的使用，闡述其應用原理。

關鍵詞：盤式制動器;鼓式制動器;應用原理

1 汽車制動系統概述

1.1 制動系統的作用及組成

制動系統的主要任務是使車輛減速甚至停車，在終點保持車速，并保持車輛靜止。它可以由駕駛員控制，產生與汽車行駛方向相反的外力[1]，其作用是根據駕駛員的要求，使車輛及時地移動、停放或停車，保持車輛下行速度的穩(wěn)定性，制動系統還應具有以下功能：

（1）一個穩(wěn)定的停車功能，可以使停車過程順利。

（2）指示制動襯片的干燥功能。如果車輛在濕滑路面上行駛，系統會以固定的間隔發(fā)出微弱的制動脈沖，用于清潔制動襯片的水箔，以確?？煽康闹苿有阅?。

（3）在擁堵的情況下，駕駛員只需控制油門踏板，只要將腳從油門踏板上移開，系統就會自動施加一定的制動力來減緩停車速度，因此駕駛員不必經常在油門踏板和制動踏板之間糾結。

（4）爬坡可以防止汽車向后或向前滑動，當汽車在陡坡或平緩的斜坡上起步時，當駕駛員從制動踏板切換到加速踏板時，汽車向后滑動，可暫時啟動四個車輪上的制動器，以防止車輛向下滑動[2]。

1.2 制動系統的工作原理

踩下制動踏板時，機構通過液壓將腳上的力傳遞到車輪上，但停車需要很大的力，因此制動系統必須能夠加強腿部的力量。

利用帕斯卡定律和液壓放大原理，制動系統把動力傳遞給車輪，給車輪一個摩擦力，然后車輪也給地面一個相應的摩擦力，在我們談論制動系統的原理之前，我們應該了解三個原理：杠桿、液壓作用、摩擦力[4]。

制動踏板可以利用杠桿釋放人腿的力，然后將此力傳遞給液壓系統。當踩下制動踏板時，制動力由踏板上的杠桿原理增加三倍，再由液壓機構通過活塞增加三倍，增加的制動力使活塞移動，活塞壓住閘瓦，這真的是一個簡單的剎車模型。這讓我們幾乎了解了剎車系統的原理。

1.3 制動系統的設計要求

汽車制動系統的合理設計可以大大提高車輛的安全性，該系統主要分為常用制動系統、駐車制動系統和緊急控制系統，其中常用制動系統是車輛制動過程中最基本的系統。它能使車輛減速、停車等，也能使車輛在爬坡時運行更平穩(wěn)，因此在設計常用制動系統時，應盡量采用雙循環(huán)，以保證車輛制動性能的可靠性。它獨立于行車制動系統。停車制動系統的運行可以提高車隊的可靠性。緊急制動系統是在行車制動發(fā)生故障時使用的裝置，主要是由于實現車輛制動的機械力，該系統不是獨立的，主要由驅動或停車系統的幾個部分組成。

2 制動系統的分類

2.1 盤式制動器

根據制動口徑的結構，制動校準分為實心制動盤和浮動制動盤。

（1）駐車制動：采用這種制動方式，制動踏板是固定的，制動盤連接在車輪上，在制動踏板的開口處旋轉，具有以下優(yōu)點：除活塞和制動塊外，沒有其他滑動部件，能很容易保證制動片的剛度;結構和制造工藝與普通鼓式制動器差別不大，從鼓式制動器到盤式制動器易于實現，能很好地適應多回路制動系統的要求。

（2）浮動盤式制動器：浮動盤式制動器的制動座是浮動的，浮動盤式制動器有兩種，一種是制動座可以平行滑動，另一種是制動座可以繞銷擺動，因此有滑動和擺動兩種，它們的制動缸是單側的，氣缸同側的制動片是可移動的，而另一側的制動片與制動體相連，在油壓制動時，活塞推動可移動的制動盤靠在制動盤上，當反作用力推動制動鉗體和實心制動塊裝置時，推動制動盤的另一側，直到兩個制動塊均勻接合。在制動盤處，制動踏板不滑動，而是垂直于制動盤擺動。這樣要求制動摩擦片應預先楔入。使用時，應逐漸磨損后更換摩擦片，直至殘余厚度均勻為止。這種制動器具有以下優(yōu)點：制動盤內側只有一個液壓缸，軸線尺寸小，制動可進一步靠近輪轂;制動盤上方無油流或油管，液壓缸冷卻狀態(tài)好，制動液蒸發(fā)的可能性小。

全盤制動時，摩擦的轉動和固定元件均為盤，各盤的摩擦面與制動器接觸，其工作原理與摩擦聯軸器相同。

2.2 鼓式制動器

鼓式制動器，也稱為塊式制動器，是通過按壓制動輪上的制動塊來實現的。鼓式制動器是以前開發(fā)的一種制動系統。鼓式制動器的設計自1902年開始在汽車上使用，直到20世紀20年代才被廣泛應用于汽車工業(yè)，鼓式制動器的主要電流是內部電壓。其制動塊（閘瓦）位于制動輪內側。制動時，制動塊向外張開，摩擦制動輪內側，達到制動的目的。鼓式制動器用閘瓦壓住鼓式制動器獲得制動力，可分為內壓式和外梁式兩種，內鼓式制動器接受制動鼓內筒面作為工作面，廣泛應用于現代汽車;外鼓式制動器以制動鼓外缸面為工作面，目前僅作為部分車輛的駐車制動器使用。

鼓式制動器根據制動襯片開度的不同形式（也稱為執(zhí)行器）可分為輪缸制動器和凸輪軸制動器。輪缸制動器采用液壓制動缸作為閘瓦執(zhí)行器，液壓制動系統主要采用液壓制動缸;凸輪軸制動器使用凸輪軸作為控制裝置，主要由制動系統使用。

3 制動系統的應用原理

3.1 盤式制動器的應用原理

制動鉗體通過導銷連接到軸上，軸可以相對于制動盤軸向移動。制動卡鉗只將油缸放在制動盤內側，而外側的制動塊與制動缸相連。制動時，制動缸的液壓油通過進油口進入制動缸，推動活塞和制動塊向右移動，并推到制動盤上，使制動盤產生活塞制動，左反作用力使活塞和制動座沿導向軸向左移動，直到制動盤上的制動襯片壓向右側。此時，制動片壓在制動盤的兩側，制動盤夾緊在制動器上。

制動卡鉗通過螺栓連接到保持架上，螺栓也充當導向銷。支架安裝在前彈簧殼上，殼體可沿導銷相對于支架軸向移動。兩個制動塊安裝在支架上，與支架固定，使兩個制動塊在支架上軸向移動，但不上下移動，制動盤安裝在兩個制動塊之間，用輪胎螺栓固定在前輪上。制動襯片在制動液壓力下由無石棉活塞向內推動，制動鉗上的反作用力使制動鞍座向內移動，從而向外推動外制動襯片，因此內外摩擦塊夾住制動盤的兩側，實現剎車。

矩形密封嵌入制動鉗油缸矩形槽內，密封邊緣與活塞外圈緊密對齊。制動時，邊緣在摩擦作用下隨活塞移動，引起密封件的彈性變形。如果制動自由度為設定值，則根據摩擦極限進行的襯片極限設計應與完全制動所需的活塞相對應。當制動器松開時，密封圈將恢復變形，活塞在密封圈的彈力作用下回到原來的位置。如果由于制動盤和摩擦點的磨損而引起的制動自由度超過設定值，則活塞密封變形后，可以在液壓作用下移動，直至完全制動。制動自由度恢復到設定值。當活塞密封將拉回其初始設定值時，活塞密封既充當活塞后簧，又充當初始設定值的自調整裝置[5]。

3.2 鼓式制動器的應用原理

鼓式制動器有一個與車輪擰在一起并隨車輪轉動的制動鼓，制動鼓內的制動盤上有一系列的制動蹄，制動盤上還有其他部件，包括液壓缸、彈簧和連接件，閘瓦與摩擦材料連接，摩擦閘瓦在制動過程中接觸制動鼓內部，制動時閘瓦受力打開，與制動鼓內表面發(fā)生摩擦。

制動器摩擦片與制動鼓之間的摩擦導致車輛制動，制動器摩擦片種類繁多，摩擦片被破壞或與閘瓦連接，第一閘瓦上的摩擦片長度較短，第二閘瓦上的摩擦片由于負荷大而覆蓋整個閘瓦，另外現在使用的摩擦片固定在閘瓦上，這種設計有利于摩擦片與制動鼓的接觸，當閘瓦上的壓力增大時，摩擦片與閘瓦微彎，從而增大了接觸面，是一種典型的制動摩擦片最厚的部分。

鼓式制動器可以手動或自動設置，以消除滑片的磨損。手剎有一個控制螺母，根據其功能通常稱為可調夾桿。如果用外部調整工具轉動可調上桿，多余的間隙可以關閉。

自動間隙是為了避免制動裝置在正常工作時由于內外運動而在摩擦表面之間產生多余的間隙。一種可能性是使用一系列電子照相機。當制動裝置向外打開時，可調筆還跟隨制動裝置向外移動。這將旋轉托板上的可調凸輪。當制動蹄松開時，可調相機將保持在新位置。

自動間隙調整的第二種方法是使用制動器無磨損調整墊。可調桿的一端移動可調上桿上的棘輪。每次閘瓦向外打開時，棘輪機構都會試圖推動可調上拉桿進行調整，無論車輛是前進還是后退，棘輪機構都會起作用。

4 結論

汽車制動器是汽車的主動安全系統。它從誕生到發(fā)展與汽車是完全同步的，沒有良好的制動性能，任何汽車都無法發(fā)展出優(yōu)異的駕駛性能，良好的制動效果是安全駕駛的重要保證。因此對于汽車制動系統的類別區(qū)分，對相關原理的實際應用尤為重要。不同制動器的設計要求也是不同的，因此，對汽車制動系統的分析有助于對系統進一步維護。

參考文獻：

[1]楊衛(wèi)國. 機電一體化技術在汽車制動系統中的應用[J]. 時代汽車，2019（15）：11-12.

[2]劉永博. 機電一體化技術在汽車制動系統中的應用探究[J]. 內燃機與配件，2019（20）：228-229.

[3]包丹丹. 淺談制動系統在新能源汽車上的應用和發(fā)展[J]. 時代汽車，2018（01）：37-38.

[4]王眾. 汽車防滑控制液壓制動系統分析與應用[J]. 電腦迷，2018（11）：144.

[5]石慶生. 汽車制動系統中機電一體化的實際應用[J]. 機電信息，2016（36）：105+107.