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哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计）—翻译资料
本科毕业论文（设计）
翻译资料
论文题目
CA1145P1
货车制动系统设计及强度分析
班
级
姓
名
院（系）
导
师
1101203
范庆尧
汽车工程学院
刘涛
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哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计）—翻译资料
制动系统
鼓式制动器
鼓式制动器的制动是由一
组制动蹄或者制动衬片压紧旋转制动鼓的内表
面而引起的摩擦。制动鼓和旋转的车轮相连
接。
伺服系统设计
鼓式制动器
,
由于制动蹄铰接的方式
< br>,
可以有一个“自动伺服”的特点。这
使得在不增加驾驶
者额外体力的情况下增加制动力，因为旋转的制动鼓会拖
拽周围的制动蹄，从而加大了使
他们靠在一起的力。在后制动器上只有一个
蹄有这样的特性。
（
前鼓式制动器也可能使用两个驱动轮缸，这样两个蹄都可
以利用伺服特性了，当然这也增
加了前轴制动力，需要弥补向前转移的载荷，
与此同时也要避免后轮提前抱死。伺服现象
可以用来制造一个非常大的制动
作用
(
如大型商用车辆的后轴
),
但它确实降低了司机对制动的敏感度
。
(
盘式制
动器由于衬块垂直地作用于
制动盘而没有自动伺服效果
)
。
优势
鼓式制动器仍使用在现代汽车中
，因为它在技术和成本方面更占优势。
驻车制动时用鼓式制动器结构简单。他们通常应用
于后轮，因为大部分制动
作用是由前轮产生的
,
因此后轮制动产生的热量明显减少。鼓式制动器有时也
安装在后轮以盘式制动器
作为主要刹车的汽车上，起到驻车和紧急制动的作
用。在这种情况下
,
小型制动鼓通常是安装在刹车盘上或直接作为刹车盘的一
部分。
丰田普锐斯，一款技术先进的混合动力汽车，其后轮就
采用鼓式制动器。
(4
轮皆盘式使用在一些特定市场——混合动
力汽车依靠能量回收，电动发电
机，可见再生制动技术等大大减少日常制动系统的磨损<
/p>
)
。
缺点
鼓式制动器内部的制动蹄有一个
特定的缺点：长时间急剧制动时会使得
制动鼓温度升高，其直径会由于材料的膨胀而变大
，制动蹄必须被更用力的
压紧来获得有效的制动作用。这被称为制动失效
,
可能导致司机恐慌，极端情
况下甚至导致制动失效。
在正常驾驶条件下，很少被注意到
,
特别是安装的制
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动鼓尺寸适宜的时候。庞蒂亚克
GTO
的汽车因其
使用较小尺寸的制动鼓而常
被人们提起。
刹车片
在嵌入刹车片过程中，将高摩
擦的刹车片材料嵌入到制动盘中，同事保
证磨损均匀。虽然人们普遍认为是刹车片材料与
制动盘表面金属接触才使汽
车停下的，但其实是刹车片内部一层很薄的材料产生了半液体
摩擦边界，从
而产生了实际的制动力。当然，制动盘磨损的快慢取决于所用材料的特性。
材料磨损特性的好坏是由性能和寿命之间的权衡来判定的。
<
/p>
刹车片必须定期更换，大多数汽车都安装了报警装置，提醒驾驶者该更
换刹车片了。有的是利用一片薄金属片，当刹车片变得太薄时，引起制动尖
叫。另一
些将薄金属片嵌入刹车片材料中，当刹车片变太薄时，会关闭电路，
并点亮警示灯。更高
级的汽车可能会使用电子传感器。虽然几乎所有的公路
车辆每个制动钳仅有两个制动衬块
，但赛车卡钳可利用多达
6
个制动衬块，
将不同的摩擦特性交错布置，以获得最佳的性能。早期的制动衬块和制动蹄
含有石棉。
当修理老式汽车的制动器时，一定要小心，不要吸入制动钳或制
动鼓中的灰尘。
制动尖叫
有时当施
加制动时，会出现很大的噪声或者是高音调的尖叫。大部分制
动尖叫是由于制动器部件尤
其是制动衬块和制动盘的振动（共振不稳定）产
生的。这种类型的制动尖叫不会对制动效
能产生负面影响。一些简单的技术，
比如将衬片倒角，在制动钳和制动衬块之间加润滑脂
或者涂胶，在衬块背板
上粘贴绝缘体（阻尼材料）等，可以减轻制动尖叫现象。很多时候
，寒冷的
天气加上清晨较大的湿度（露水）可能会夹具制动尖叫问题，尤其是当衬片
达到常规操作温度时，甚至会制动失效。然而也有些衬片磨损指示器被设计
< br>成当衬片需要更换时发出尖叫。整体看来，制动尖叫会给车辆内的乘客、路
人、行
人等带来烦扰，尤其是对那些以更舒适安静为设计目标的车辆。
因此整车
NVH
（噪声，振动，不平顺性）性能是当今汽车制
造商最重要
的考虑因素之一。制动器中的灰尘也可能引起制动尖叫。有许多商业制动器<
/p>
清洁产品，可用来清除制动器中的灰尘和污染物。一些高性能制动衬块，比
如鹰牌性能衬块，在使用过程中会一直尖叫，但这并不表示有问题
。除了制
动尖叫带来的噪音之外，制动器也可能出现制动抖动或颤抖的现象
。
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制动尘埃
当施加制动力时，会逐渐地
从制动衬块上磨掉少许的材料。这些碎屑被
称为“制动粉尘”
，
通常会沉积在制动系统和周围的车轮中。制动尘埃若不清
除，将会严重损害大多数轮胎的
使用。不同的制动摩擦片配方会产生不同数
量的尘埃，有些配方相对于其他的更具破坏性
。
我们都知道踩下制动踏板会降低车速至停车，但这是怎么发
生的呢？车
辆是如何将你退步的力量传递到车轮上的呢？它是如何将力放大到足以让像<
/p>
汽车那么大的物体停下来的呢？
典型制动系统的布置
当你踩下制动踏
板，汽车通过液体将你脚下的力传到制动器上。由于实
际上制动器需要的力比人的腿部可
以提供的大得多，因而汽车必须放大你脚
上的力。有以下两种方式：
1
机械优势（杠杆作用）
2
液力放大作用
< br>制动器靠摩擦力将力传递给车轮，同样，车轮也是靠摩擦将力传递到路
面。在我们
开始讨论制动系统的组成部分之前，我们将涵盖以下三条原理：
1
杠杆作用
2
液压
3
摩擦
鼓式
制动器和盘式制动器工作原理是一样的：制动蹄压紧在旋转表面上。
在此系统中，这个表
面被称为制动鼓。
许多汽车后轮采用鼓式制动器，前轮采用盘
式制动器。鼓式制动器较盘
式的有更多零部件，而且制动效率更低，但它的制造成本较低
，更容易安装
应急制动装置。在部件如何运作这一版块中，我们将清晰的了解到鼓式制动
系统如何运作的，检查紧急制动的设置，并找出需要什么样的行车制动器。
鼓式制动器可能看起来很复杂，当你打开一个的时候，可能会被吓一跳。让
我
们把它拆解开来，并一一解释每个部分。和盘式制动器一样，这个鼓式制
动器有
2
个制动蹄，一个活塞轮缸。但鼓式制动器还有个调整装置，应急制
动装置和一些弹簧。当踩下制动踏板，活塞将制动蹄压向制动鼓。当制动蹄
< br>接触到制动鼓上时，将会有一种楔入作用，它将起到使制动蹄以更大的力压
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向制动鼓的作用。
楔入作用提供的额
外制动力使得鼓式制动器可比盘式制动器使用更小的
活塞，然而，由于楔入作用，当释放
制动时，必须将制动蹄从制动鼓上拉离。
其中一些弹簧就是为了这个原因。其他的弹簧负
责使制动蹄还有起作用后的
调整臂复位。
制动器调整
为使鼓式制动器正常工作
，制动蹄必须和制动鼓保持接近，但又不接触
上它。如果它们离制动鼓太远（例如制动蹄
磨损太多）
，活塞就需要更多的液
体来达到这个行程，当踩下刹
车时，制动踏板将会更靠近地板。这就是
为何
鼓式制动器需要自动调整装置的原因。当制动衬片磨损时，制动蹄和鼓之间
将会
形成很大间隙。每次停车的背后，都是制动蹄压紧制动鼓。当间隙大到
一定程度，调整杠
杆摇到足够调整齿轮前进一个齿。调整器上有螺纹，就像
个螺栓，当它转动时，使其旋开
一点点，旋到填补产生的间隙。当制动蹄再
次磨损时，调整器继续前进，因而它总是让制
动蹄靠近制动鼓。一些汽车的
调整装置在施加应急制动时被驱动。当应急制动器长时间不
用时，这种类型
的调整器也可单独进行调整。要是你用的就是这种类型的调整器的话，你
最
好至少每周用一次你的应急制动器。
维修
对鼓式制动器最常需要的维修是
更换制动蹄。一些鼓式制动器背面有个
观察孔。从那儿你可以看到制动蹄上还有多少材料
。当摩擦材料磨损到铆钉
的
1/32
英
寸（
0.8
毫米）时，制动蹄就应该更换了。要是摩擦材料粘接
到支承
底板上（无铆钉）时，当耐磨材料只剩下
1/16
英寸（
1.6
毫米）时，制动蹄就
该更换了。
和盘式制动器一样，深些的划痕有时
也会损坏制动鼓。如果产生磨损的
制动蹄仍被长时间使用的话，连接耐磨材料和衬背的铆
钉会透过槽进入制动
鼓中。有划伤的制动鼓有的可以通过返工修光处理被修复。鼓式制动
器有个
最大允许直径，而盘式制动器有个最小允许厚度。由于接触表面是制动鼓的
内表面，当鼓式制动器材料磨损时，直径就会变大。
盘式制动器的主要组成部分是：
1
刹车片
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2
卡钳，其中包含一个活塞
3
转子，安装在轮毂上
盘式制动器的部件
盘式制动器和自行
车上的制动器很像。自行车制动器有一个卡钳，它压
紧固联车轮上的刹车片。在盘式制动
器中，刹车片压紧转子而不是车轮，并
且力是通过液压传递地而不是通过线缆。刹车片和
制动盘之间的摩擦使得制
动盘减速。
行驶中的汽车具有一定的动能，制动器要想使车辆停下就必须从车上移
除这些能量。制动
器是如何做到这点的呢？每次停车时，制动器都会将动能
转化成衬片和制动盘之间摩擦产
生的热能。大多数汽车盘式制动器是通风盘
式。
盘式制动器通风孔
通风盘制动器在制
动盘的两侧有一组叶片，将空气泵过制动盘以提供冷
却。
自动调整制动器
单活塞浮动钳盘式制
动器有自动定心和自动调整功能。卡钳能够从一侧
滑到另一侧，以致每次施加制动时，他
都将移动到中心处。另外，由于没有
弹簧将衬片拉离制动盘，衬片始终和转子保持轻微接
触（事实上，橡胶活塞
密封圈和转子的任何摇晃都可能将衬片从转子上拉离一小段距离）
。这点很重
要，因为制动器中的活塞直径比主缸活塞直径大得多
。如果活塞缩回制动器
主缸，它将可能需要多次踩下制动踏板，向制动轮缸泵入足够的液
体，以使
制动衬片压紧。老式汽车有双重或四个活塞固定卡钳设计。转子每一侧有一
个活塞（或两个）压紧制动衬片。这种设计已经基本淘汰，因为单缸活塞设
< br>计更便宜也更可靠。
应急制动
四轮全采用全盘式制动器的汽车中，应急制动器必须由独立的机械装置
< br>驱动，以防止主制动器失效时，整个制动器都失效。大多数汽车用缆绳来驱
动应急
制动器。
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盘式制动器驻车制动
有些四轮全盘式
制动器的汽车，在后轮轮毂上有一个独立的集成鼓式制
动器。这个鼓式制动器只用于应急
制动系统，仅由缆绳驱动；没有液压系统
参与。其他汽车有个杠杆转动螺杆，或驱动一个
凸轮，来压紧盘式制动器中
的活塞。
动力制动器是如何工作的
如果你曾打
开过汽车的引擎盖，你可能已经看到了制动助力器。它是个
圆的，黑色储罐，安置在汽车
发动机舱的后部，驾驶员的一侧。
早先，当大部分汽车还是鼓
式制动器时，动力制动器还不是真的有必要。
鼓式制动器本身就能够起到一些助力作用。
现在因为大部分汽车都采用了盘
式制动器，至少前轮都是盘式的，他们就需要动力制动器
。要不是有这种装
置，许多驾驶员驾驶起来，腿部会很累。制动助力器利用发动机提供的
真空
来放大你的脚施加在制动主缸上的力。
真空助力器
真空助力器是一个有着自
动阀和隔膜的金属罐。一根穿过小罐中心的杆一侧连着制
动缸活塞，一侧连着制动踏板。
动力制动器中另一个重要的部件是单向阀。
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