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汽车制动器回位结构研究

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：张浩

[导读] 摘要：整车油耗偏高，行驶、制动时车辆抖动，制动异响或拖磨异响等是汽车常见的问题，产生的这种问题的原因有很多，其中最主要的是拖滞力矩，而摩擦片不回位是影响拖滞力矩的主要因素之一，因此改善摩擦片回位可以降低油耗、车辆抖动、异响等问题。

        精诚工科汽车系统有限公司河北保定 071000
        摘要：整车油耗偏高，行驶、制动时车辆抖动，制动异响或拖磨异响等是汽车常见的问题，产生的这种问题的原因有很多，其中最主要的是拖滞力矩，而摩擦片不回位是影响拖滞力矩的主要因素之一，因此改善摩擦片回位可以降低油耗、车辆抖动、异响等问题。
        关键词：油耗；抖动；异响；拖滞力矩；回位结构
        1常规制动器
        1.1制动器的组成
        目前，汽车制动器几乎都是摩擦式，可分为盘式制动器和鼓式制动器两大类。盘式制动器因其热稳定性好、水稳定性好、制动力矩与汽车前进和后退行驶无关、重量较轻等诸多优点而应用越来越广泛。盘式制动器，主要包括制动盘、制动器钳架、摩擦片、轭簧等部件。
        1.2制动的工作机理
        目两个轭簧装配在制动器钳架上，两个摩擦片分别装配在两个轭簧上并与轭簧形成滑动配合，在制动过程中，制动力作用于其中一个内摩擦片，反作用力通过制动器钳架传至另一摩擦片，两摩擦片受制动力相对于制动钳滑动，共同贴近并夹紧制动盘实现制动目的。
        1.3存在的问题
        在撤销制动力后，摩擦片无法立刻回位，依然接触在制动盘上，与制动盘产生摩擦，加速摩擦片摩擦材料的消耗和制动盘的温升，会缩短摩擦片的使用寿命。轭簧上有卡槽装在制动器钳架的凸起部位，其卡槽有一定的弹力可以使轭簧固定在制动器钳架上，但易在工作情况恶劣的时候脱出，造成两轭簧间距离改变，从而致使摩擦片倾斜卡滞，导致汽车制动失效，影响车辆行驶安全。
        轭簧上卡装摩擦片的位置形成有与摩擦片抵接相连的拉钩，拉钩可随摩擦片进给运动而运动，拉钩弯折处为直角存在应力集中缺陷，过多频次的制动过程，易导致拉钩断裂脱落，存在安全隐患；同时卡装摩擦片的位置形成有限制摩擦片进给方向反向运动的凸起，易导致摩擦片与轭簧的正确安装角度变化，不利于摩擦片相对于轭簧滑动，容易发生卡滞；再者卡装摩擦片的位置与轭簧本体面面接触，接触面积大，摩擦阻力大，存在能量损失，且易在接触面部位积聚热量，会缩短轭簧使用寿命。
        2回位结构制动器
        回位结构制动器，通常规制动器组成相同，仅轭簧附带回位机构，所述回位机构主要包括弹性部、连接部以及抵接部，具体地，弹性部固连在装载机构中，连接部与弹性部连接并沿摩擦片的制动方向延伸，在连接部延伸端设有抵接部，抵接部抵置在摩擦片一侧且呈卷曲状。
        具体结构如图1所示，摩擦片3两端各设有一个盘式制动器轭簧结构，而两个盘式制动器轭簧结构均固定设置在制动器钳架1上，具体地，制动器钳架1的结构如图2所示，在制动器钳架1内侧形成有突出设置的安装块101，以便与前述的安装机构形成卡装配合。

                       图1                                  图2                                 图3
        摩擦片3与制动钳安装架的装配结构示意图3，摩擦片3的两端与装载机构形成滑动嵌装配合，其中，制动钳安装架的结构示意图如图4至图6所示，在轭簧本体2上形成有装载槽201，装载槽201即为前述的装载机构。

                        图4                         图5                            图6                                图7
        本结构中前述的弹性部为固连于装载槽201端部的呈拱形的弹性板202，具体地，弹性板202包括第一板体2021、第二板体2022和第三板体2023，其中，第一板体2021与装载槽201固连并向装载槽201外拱出，第二板体2022与第一板体2021固连并呈圆弧状，第三板体2023连接于第二板体2022和连接板203之间并随形于第一板体2021设置。
        本结构中前述的连接部为与弹性板202固连的连接板203，连接板203和弹性板202间平滑相接，该结构与摩擦片3接触部位平滑无凸起，有利于摩擦片3在接收到制动力时，可在回位机构中顺利滑动无卡滞，增加制动的平稳性。具体结构上，连接板203相对于该盘式制动器内制动盘间倾斜布置，在摩擦片3工作时，使连接板203与装载槽201间平行无接触，以达到无摩擦阻力和能量损失，而延长回位机构使用寿命的目的。
        本结构中抵接部为固连于连接板203端部的抵接板204，且抵接板204呈卷曲状设置，其可降低该位置的应力集中，防止发生断裂风险并保证回位机构的工作可靠性。
        同时为了方便本盘式制动器轭簧结构安装，前述的安装机构为形成于轭簧本体2上的安装槽205，安装槽205卡装于前述的安装块101上，以可固定于制动钳安装架上。
        在安装槽205内设有与安装块101抵接相连的防脱部，具体地，防脱部为设于安装槽205内的侧壁上，并向安装槽205内侧倾斜的防脱板206，其可牢固地卡装于安装块101支架表面上增大摩擦力，使盘式制动器轭簧结构不易从制动钳安装架上脱离。
        除此以外，在轭簧本体2上设有抵接于制动器钳架1上，以限制安装块101沿安装槽205滑动的限位板207，可进一步防止盘式制动器轭簧结构从制动钳安装架上脱离。
        本结构中摩擦片3的结构如图7所示，在其两侧分别形成有安装凸台301，以可卡装于前述的回位机构中。在制动时，制动力作用于摩擦片3，反作用力使制动器钳架1产生相对位移、并将作用力传递至图中未示出的另一摩擦片，两摩擦片在装载槽201中滑动，靠近并夹紧制动盘，实现制动目的。在撤销制动力后，回位机构给予摩擦片3脱离制动盘的拉力，使摩擦片3快速脱离制动盘无卡滞，消除摩擦片摩擦材料的不合理消耗、以及制动盘温升带来的安全隐患。
        3回位结构制动器优势
        3.1在撤销制动力后，可给予摩擦片脱离制动盘的分离力，从而能够降低摩擦片与制动盘的温升，防止产生安全隐患；而将抵接部设置为卷曲状，可有效防止抵接部与连接部的连接部位产生应力集中，以延长回位机构的使用寿命。
        3.2装载机构为安装槽，可与制动器钳架形成卡接，安装方便；弹性部、连接部、抵接部设置为板状，可提高回位机构的可靠性，延长回位机构的使用寿命。
        3.3弹性板采用圆弧状结构，在保证回位机构的弹力方向与摩擦片的进给方向相同，可降低弹性板的应力集中，并有效保证回位机构的工作可靠性。
        3.4连接板和弹性板平滑相接，其与摩擦片接触部位平滑无凸起，有利于摩擦片在接收到制动力时，可在回位机构中顺利滑动无卡滞，增加制动的平稳性。
        3.5连接板端面与制动盘盘面法向间夹角，使得连接板与装载槽平行无接触，工作过程无摩擦阻力和能量损失，可延长回位机构的使用寿命。
        3.6在制动钳安装架上设置安装块，将安装机构设置为安装槽，其结构简单，便于将本盘式制动器轭簧结构安装于制动钳安装架上。设置防脱部，可有效防止盘式制动器轭簧结构从制动钳安装架上脱离，从而可防止制动失效，保证行车安全。
        参考文献：
        [1]葛振亮，吴永根，袁春静.汽车盘式制动器的研究进展[J].兵工学报，2003