盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘,称为制动盘。摩擦元件从两侧夹紧制动盘而产生制动。固定元件则有多种结构形式,大体上可将盘式制动器分为钳盘式和全盘式两类。

1.盘式制动器的工作原理

制动时,油液被压入内、外两轮缸中、其活塞在液压作用下将两制动块压紧制动盘,产生摩擦力矩而制动。此时,轮缸槽中的矩形橡胶密封圈的刃边在活塞摩擦力的作用下产生微量的弹性变形。放松制动时,活塞和制动块依靠 密封圈的弹力和弹簧的弹力回位。由于矩形密封圈刃边变形量很微小,在不制动时,摩擦片与盘之间的间隙每边只有0.1mm左右,它足以保证制动的解除。又因制动盘受热膨胀时,其厚度只有微量的变化,故不会发生“托滞”现象。矩形橡胶密封圈除起密封作用外,同时还起到活塞回位和自动调整间隙的作用。如果制动块的摩擦片与盘的间隙磨损加大,制动时密封圈变形达到极限后,活塞仍可继续移动,直到摩擦片压紧制动盘为止。解除制动后,矩形橡胶密封圈将活塞推回的距离同磨损之前相同,仍保持标准值。

盘式制动器的工作原理

2.盘式制动器组成结构

1、制动盘直径
制动盘直径D应尽可能取大些,这时制动盘的有效半径得到增加,可以降低制动钳的夹紧力,减少衬块的单位压力和工作温度。受轮辋直径的限制,制动盘的直径通常选择为轮辋直径的70%一79%。总质量大于2t的汽车应取上限。
2、制动盘厚度
制动盘厚度对制动盘质量和工作时的温升有影响。为使质量小些,制动盘厚度不宜取得很大;为了降低温度,制动盘厚度又不宜取得过小。制动盘可以做成实心的,或者为了散热通风的需要在制动盘中间铸出通风孔道。一般实心制动盘厚度可取为10—20mm,通风式制动盘厚度取为20~50mm,采用较多的是20—30mm。在高速运动下紧急制动, 制动盘会形成热变形, 产生颤抖。为提高制动盘摩擦面的散热性能, 大多把制动盘做成中间空洞的通风式制动盘, 这样可使制动盘温度降低20 %~30%。
3、摩擦衬块
摩擦衬块是指钳夹活塞推动挤压在制动盘上的摩擦材料。摩擦衬块分为摩擦材料和底板,两者直接压嵌在一起。
摩擦衬块外半径只与内半径及推荐摩擦衬块外半径与内半径的比值不大于1.5。若此比值偏大,工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多,磨损不均匀,接触面积减少,最终导致制动力矩变化大。
对于盘式制动器衬块工作面积A,推荐根据制动衬块单位面积占有的汽车质量在1.6~3.5(千克╱平方厘米)范围内选用。
制动盘用合金钢制造并固定在车轮上,随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动,制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧,分泵的活塞受油管输送来的液压作用,推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动,动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子,迫使它停下来一样。

盘式制动器组成结构

3.盘式制动器的优点

一般无摩擦助势作用,因而制动器效能受摩擦系数的影响较小,即效能较稳定;浸水后效能降低较少,而且只须经一两次制动即可恢复正常;在输出制动力矩相同的情况下,尺寸和质量一般较小;制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小,不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大;较容易实现间隙自动调整,其他保养修理作业也较简便。
1、热稳定性较好。因为制动摩擦衬块的尺寸不长,其工作表面的面积仅为制动盘面积的12%~6%,故散热性较好。
2、水稳定性较好。因为制动衬块对盘的单位压力高,易将水挤出,同时在离心力的作用下沾水后也易于甩掉,再加上衬块对盘的擦拭作用,因而,出水后只需经一、二次制动即能恢复正常;而鼓式制动器则需经过十余次制动方能恢复正常制动效能。
3、制动力矩与汽车前进和后退行驶无关。
4、在输出同样大小的制动力矩的条件下,盘式制动器的质量和尺寸比鼓式要小。
5、盘式的摩擦衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更易更换,结构也较简单,维修保养容易。
6、制动盘与摩擦衬块间的间隙小(0.05~0.15mm),这就缩短了油缸活塞的操作时间,并使制动驱动机构的力传动比有增大的可能。
7、制动盘的热膨胀不会像制动鼓热膨胀那样引起制动踏板行程损失,这也使间隙自动调整装置的设计可以简化。

盘式制动器的优点

4.盘式制动器的作用

用途盘式制动器已广泛应用于轿车,现在大部分轿车用于全部车轮,少数轿车只用作前轮制动器,与后轮的鼓式制动器配合,以使汽车有较高的制动时的方向稳定性。

盘式制动器的作用