加强制动

加强制动（共7篇）

加强制动 篇1

随着铁路货车重载和提速的发展, 加之段修周期的延长, 根据铁路总公司每季度典型故障统计, 120制动阀 (以下简称120阀) 的故障率高居不下, 影响了铁路货车的正常运营秩序, 所以提高制动阀的检修质量势在必行, 而改进制动阀检修工艺则可以明显提高制动阀检修质量及其安全风险防范能力。

1 120阀检修质量分析及处理方法

表1所示为江岸车辆段2013年7~10月的120阀返工记录, 从中可以看出120阀故障的发生大致可分为3种情况:制造原因、运用原因或检修不当。

7月份120阀共返工168套, 返工研磨处理153套, 返工原因分别为主阀排气口漏泄超限、缓解阻力不合格、节制阀漏泄超限、局减排气口漏泄超限、局减主阀排风口漏泄超限、加速缓解排气管漏泄超限等。其中, 主阀排气口漏泄超限为108套, 占研磨返工量的70.6%, 节制阀漏泄超限为23套, 占研磨返工量的15.0%, 缓解阻力不合格为12套, 占研磨返工量的7.8%。

8月份120主阀共返工179套, 返工研磨处理148套, 占82.7%。其中主阀排气口漏泄超限为112套, 节制阀漏泄超限为20套, 缓解阻力不合格为16套。9月份120主阀共返工161套, 返工研磨处理120套, 占74.5%, 其中主阀排气口漏泄超限为91套, 缓解阻力不合格为18套, 节制阀漏泄超限为11套。

从以上数据来看, 主阀排气口漏泄超限在检修故障、返工量中所占比例最大。这其中紧急制动位主阀排气口漏泄超限主要有2种原因: (1) 滑阀或滑阀座研磨不良或被异物拉伤, 造成压力空气窜入主阀排气通路; (2) 主阀体或滑阀套漏泄。从现场返工处理的效果来看, 研磨能有效地解决这一问题。

2 改进措施

集中研磨, 转变生产组织形式[1]。根据《关于转发铁路总公司运输局?制动阀检修研讨会会议纪要?的通知》 (武辆货函[2013]100号) 精神, 为进一步提高制动阀检修质量, 逐步落实了全数研磨工艺。2013年10月江岸车辆段对制动阀流水线工艺布局进行了优化, 新增设置了集中研磨工序及专业人员, 阀类橡胶件、弹簧的更换也采用新的集中配送制度。制动阀检修生产组织形式由包阀作业转变为专业化流水线作业:分解、检修、组装不得为同一作业人员, 制动阀滑阀、滑阀座、节制阀须进行研磨, 专人负责, 研磨后各配件原阀原装。

(1) 集中研磨的效果

2013年10月120阀开始采用集中研磨, 从表1可知:1 590套中研磨返工123套, 返工率为7.74%, 其中仅4个由于铸造问题阀体漏风做报废处理, 报废率为0.25%。由此可以得出:120阀的返工率和报废率较未采用集中研磨时有了明显降低、检修质量明显提高。

(2) 集中研磨存在的问题

经验和技巧是制约研磨效率极其重要的因素, 研磨质量大部分依赖于员工的经验, 所以员工的业务素质至关重要。通过1个月的集中研磨, 员工技能有所提高, 初步积累的经验使得研磨前的工艺准备、油石校对和研磨技巧有了极大提升。120阀研磨水平的提高, 将是提升整个制动室工艺流程的有效手段。

由于集中研磨仅进行了一段时间, 返工率和报废率虽然有所降低, 但2个比率是否稳定还需持续关注。同时还暴露出一些问题, 一是由于阀的外部冲洗、分解与超声波清洗机放在一起, 环境卫生差以及工作场所的噪音大;二是集中研磨的技巧和手段需要长期的学习和琢磨, 并且较其他岗位繁琐、工作量大, 专职人员较少, 没有替补人员;三是精简细修效率表面上看偏低, 以前检修阀量每人每日最大量能达到40个, 在岗位调整后最大量仅能达到30个, 工作时间每日平均增加1 h, 增加了员工的心理负担;四是阀的集中研磨具体程序还未确定, 员工都是根据自己的习惯进行研磨作业, 所以研磨质量参差不齐。

3 集中研磨工艺和管理改善建议

一是根据段的技改计划, 将目前阀类收入、外部冲洗、分解工序场地集中, 使得检修环境得到改善;二是积极培养年轻技师;三是研磨人员与超声波清洗人员质量互控;四是根据进行研磨的经验, 结合个人的实际情况, 将研磨程序固化。

在实际操作中, 如果研磨时间过长, 影响生产效率, 时间太短, 研磨的效果不明显, 所以如何综合平衡是下一步需要认真研究的课题。结合目前检修效果[2], 建议采用先粗磨后精磨的方式以提高工作效率, 在研磨时先采用粗效用80目的金刚砂沿顺时针方向研磨约3 min, 再采用精效用180目的金刚砂沿顺时针方向研磨约3 min;在研磨滑阀及滑阀座、节制阀时正确地控制好移动轨迹, 研磨时力度掌握均匀、不偏压油石;在最后的高精度研磨阶段采用180目的油石研磨约15 s, 再采用240目油石研磨约15s, 320目以上细油石精磨约5 min。在实践中再结合个人的工作习惯和经验, 逐步将其固定化, 以实现检修质量和检修效率的同步提高。

参考文献

[1]宋志刚.关于降低铁路货车制动类典型故障的探讨[J].轨道交通装备与技术, 2013 (4) :42-43.

[2]章文显.球墨铸铁疑似裂纹磁痕分析[J].机车车辆工艺, 2014 (1) :36-37.

加强制动 篇2

但是, 随着行驶里程的增加, 各零部件会发生磨损、变形及损坏, 加上调整、维护不及时等原因, 制动装置往往会出现一些这样或那样的故障, 制动“发咬”就是其中之一。

制动“发咬”故障表现为汽车行驶阻力增大, 制动鼓 (盘) 发热, 其实质上就是制动器的摩擦力矩不能随制动的解除而消失。

引起制动“发咬”的原因主要有:

(1) 制动蹄片间隙过小或无间隙;

(2) 制动蹄回位弹簧过软;

(3) 制动蹄支承销变位或锈蚀;

(4) 制动总泵皮碗、皮圈发胀或回位弹簧张力过弱;

(5) 制动分泵皮碗发胀或活塞卡滞;

(6) 偏心凸轮变位;

(7) 活塞与密封圈配合过紧或过松 (盘式制动器) 。

若汽车经过维护保养后初次行驶时出现制动“发咬”现象, 一般是制动蹄片间隙调整过小引起的。因为在维护保养过程中, 对车轮制动器进行了清洗、检查和调整, 若调整不当, 便会造成人为的故障。此时可用手触摸各制动鼓, 哪个制动鼓发热、发烫即为有“发咬”故障。

有时, 经过维护保养后的汽车行驶几十公里甚至数百公里后开始出现制动“发咬”现象, 这可能是制动蹄支承销固定螺母未锁紧, 使支承销变位造成的, 或者是制动蹄回位弹簧安装不正确, 使回位弹簧钩在制动过程中与偏心凸轮刮碰, 引起凸轮变位, 从而造成蹄片间隙过小。这种人为故障一般易出现在简单非平衡式液压制动器上 (如NJ1041型汽车) 。

当遇到上述情况时, 应本着先简后繁、先外后内的检查原则, 先检查制动蹄支承销固定螺母是否锁紧 (在制动状态下拧) , 若固定螺母已锁紧, 再检查制动蹄回位弹簧的安装是否正确。

当汽车使用了一段时间, 行驶时出现制动“发咬”故障时, 首先应考虑是否是制动总泵或分泵的皮碗、皮圈发胀, 活塞卡滞, 以及制动蹄支承销是否锈蚀。

实践证明, 处于静态下的橡胶制品往往比动态受力状态下要老化、变形得快。再者, 目前市场上的制动液品质良莠不齐, 有些制动液含水分等杂质较多, 易造成泵筒生锈, 活塞卡滞, 同时也加速了皮碗、皮圈的老化、变形。对于长期停放的汽车, 如果制动蹄支承销润滑不良, 极易锈蚀。

长时间停放的汽车出现制动“发咬”故障时, 首先要辨明故障是在制动总泵还是在车轮制动器。可连续踏动制动踏板, 通过踏板给人的反作用力来进行判断。如果首次踏动制动踏板时阻力较大, 再次踏动时虽行程变化不大但阻力很小, 说明故障在制动总泵。若此时汽车已行驶一定距离, 可用手触摸各制动鼓 (盘) , 若均发热、发烫, 说明前面的判断准确。

如果连续踏动制动踏板, 其阻力反应正常, 则制动“发咬”故障在个别车轮制动器。此时可一人驾驶汽车低速行驶, 另一人在车轮旁查听摩擦声, 判断是哪个车轮制动器“发咬”。行驶了一定距离的汽车, 也可在停车后用手触摸制动鼓 (盘) 来进行判断。

当确定了某一车轮制动鼓“发咬”时, 应拆下该制动鼓, 取下制动蹄回位弹簧, 检查其拉力是否过弱。若弹簧拉力正常, 用手扳动制动蹄 (朝着制动蹄工作时的张开方向) , 若不能扳动或扳动阻力较大, 则为制动蹄支承销锈蚀;若扳动时制动蹄绕支承销转动灵活, 应拆检制动分泵, 检查皮碗是否发胀, 活塞是否卡滞, 泵筒内是否有水锈。若有水锈, 应排尽制动系统内的制动液, 用酒精或新制动液清洗制动系统, 然后添加新的制动液。

对于发胀的皮碗、皮圈应更换新品 (注意:切不可使用“三无”类产品, 否则皮碗、皮圈会在短期内出现破裂、发胀、变形) 。对于卡滞的活塞, 则应视情况进行修磨或更换新品。对于正常使用一定时间的汽车, 出现制动“发咬”故障一般属自然故障, 其检查排除方法如上所述。

盘式车轮制动器制动“发咬”, 一般是由于活塞与密封圈配合过紧或过松引起的。这种形式的制动器间隙很小, 只有0.1mm左右, 此微小间隙是靠活塞密封圈的自动回位和调整实现的。

以北京切诺基汽车的前轮制动器为例, 在活塞与缸体之间装有矩形密封圈 (如图1所示) 。在汽车制动时, 活塞在液压的作用下左行, 带动密封圈, 使之产生轴向弹性变形, 如图1 a) 所示;当制动解除后, 密封圈恢复原形, 并依靠弹性变形摩擦力把活塞带回原位, 起到回位作用, 以保证0.1mm的微小间隙, 如图1 b) 所示。

1-活塞缸体2-活塞3-密封圈

当摩擦片磨损后, 间隙加大, 制动时活塞的左移量增加, 并大于密封圈的变形量, 活塞克服摩擦力使活塞相对密封圈向左滑移;制动解除后, 活塞只能退回密封圈的变形量, 活塞与密封圈之间这一不可恢复的相对位移便补偿了过量间隙, 起到了自动调整间隙的作用。

加强制动 篇3

第一脚制动:轻踏

即用脚尖或前脚掌轻踏制动踏板。

(1) 用脚尖轻踏制动踏板, 若到全程的2/3时才感到制动阻力, 说明踏板自由行程过大, 应予以调整;若刚一踏下制动踏板时就感到有制动阻力, 说明踏板自由行程过小, 也应予以调整。

(2) 用前脚掌轻踏制动踏板, 若踏下制动踏板时感觉踏板比以前硬, 甚至踏不动, 说明制动总泵及分泵皮碗发胀、变形以致卡死, 或是由于制动液使用过久产生的沉淀阻塞了管路, 应更换制动液及制动皮碗, 并清洗制动管路;若踏下制动踏板时感觉软绵绵的并富有弹性, 说明液压制动管路内有空气或制动液受热汽化, 应拧紧管路接头, 并根据不同车型, 按规定要求进行放气;若踏下制动踏板后松开, 踏板不能回到原位, 说明制动总泵加油阀或回油孔堵塞, 若此时总泵伴有“扑哧、扑哧”的响声, 则说明制动总泵皮碗被踏翻, 应疏通总泵回油阀或回油孔, 重新装配或更换总泵皮碗。

第二脚制动:快踏

即用脚掌快速踏下制动踏板。

(1) 装有快速自锁接头的液压制动系统若出现轻踏制动踏板时制动有效, 而快踏制动踏板时制动无效的现象, 说明快速自锁接头装反或接头处两个弹簧力调整不当, 因此在“快踏”制动踏板时, 接头球部产生自锁现象, 制动液不能通过。遇到这种情况, 应重新装配, 并将来油端压紧弹簧弹力适当调低。

(2) 若在“快踏”制动踏板时, 感觉踏板自由行程较小且制动有效, 而在缓慢踏下制动踏板时, 感觉自由行程较大且制动无效, 说明制动总泵皮碗老化, 磨损过甚。保持对制动踏板的压力不变, 此时若感觉踏板在继续向下移动, 说明制动管路中有渗漏现象。此时应首先检查外部制动管有无破裂, 管接头处有无松旷, 再检查总泵推杆防尘套处和车轮制动分泵处有无制动液漏出, 若没有制动液漏出, 说明总泵或分泵皮碗老化破裂或被踩翻, 应予以更换。

第三脚制动:连踏

即连续踩踏几次制动踏板。

(1) 若连续踩踏几次制动踏板, 踏板始终到底且无反弹力, 说明故障原因是总泵贮液室内缺少制动液;进油孔和贮液室盖通气孔堵塞;机械连接机构脱落;制动皮碗破裂或被踏翻。此时应向贮液室内添加制动液, 疏通通气孔, 更换制动皮碗。

制动鼓、制动蹄摩擦片的维修 篇4

制动鼓内壁工作面, 经过长期的制动使用, 将出现严重的磨损。它的圆度发生了变化, 它的内工作面与它的安装定位面的同轴度也会发生变化, 以致汽车在行车制动时, 会发生种种故障, 譬如制动效果差、出现响声、发生振动等, 所以必须及时进行修理。至于采用什么修理方法, 可根据磨损情况加以确定。内壁工作面磨损不十分严重, 它的圆度和定位基准的同轴度变化不太大时, 可用搪削的方法加以解决。通常其内壁工作面的圆度达到0.5 mm, 与定位基准的同轴度达到0.2 mm就必须进行搪孔修理。制动鼓在工作中常见的损伤有摩擦面的磨损和起槽, 以及变形、失圆等。这些损伤将直接影响制动效能。因此制动鼓的工作表面必须平整光滑并与摩擦片有良好的接触。在不影响使用质量的情况下, 允许有轻微的擦伤、细小的沟痕、外台肩上有轻微的机械损伤。其圆度误差可用专用弓型内径规测量, 其半径误差超过0.13 mm, 或因蹄片铆钉外露而磨损成严重沟槽, 均应在车床或制动鼓搪削机上按实际磨损情况进行搪削。若汽车制动鼓出现破裂、严重变形或磨损, 内径超限时, 则应加以更换。修理完毕的制动鼓应作静平衡检查, 其静不平衡量不应大于200 g·cm。当制动鼓的工作表面出现沟槽, 或其圆度和径向全跳动 (即对轮毂轴心线的摆差) 超过使用要求时, 将严重影响到汽车的制动效能, 应及时进行搪修。制动鼓搪修的一般要求:以轮毂轴承外圈定位 (以保证搪修后的同轴度) , 搪修后, 制动鼓内径不得大于基本尺寸4 mm, 圆柱度不大于0.10 mm, 对轴心线的径向跳动量不大于0.10 mm。如果制动鼓内径磨损超过规定极限时, 应予以换新。

2.制动蹄摩擦衬片。

制动蹄摩擦衬片磨损严重, 或摩擦衬片表面严重被油沾污或烧蚀时, 均应更换新蹄片。更换时, 左右两轮必须同时进行, 而且必须选装同一生产厂家、同一牌号、相同材质的摩擦衬片。更换后的新蹄片与制动鼓贴合不好时, 应进行研磨, 直至达到要求。一般要求是保证蹄片与制动鼓的贴合面积大于摩擦衬片总面积的60%。制动蹄回位弹簧应检查其自由长度, 若超过其标准长度的5%时, 或各圈之间出现间隙时, 应更换。

制动蹄蹄筋如发生翘曲变形, 便会使其和制动间隙调整装置的螺栓 (螺母) 发生干涉, 和制动分泵活塞凹槽及制动支持板凹槽发生干涉, 这样, 便会影响制动蹄摩擦衬片总成自由张开和回位。若出现该情况, 可以用冷校正的方法进行修复。制动蹄底板发生变形, 也可以用冷校正方法进行修复。对于因变形或其他原因造成制动蹄底板焊缝开裂, 其垂直度不大于0.25 mm时, 可进行焊补并校正;若损坏太严重, 无法修复时应加以更换。制动蹄的拉紧弹簧必须保持一定的弹力, 若出现弹力严重下降, 往往会使制动蹄筋脱离制动支持板的凹槽被卡死, 造成制动解除不了。为此, 必须及时更换弹力严重下降的弹簧。

加强制动 篇5

随着人们对车辆性能和车速的要求不断提高, 气压盘式制动器在汽车领域得到了越来越广泛的应用, 目前已完成行业标准的审定, 将成为我国部分汽车的标准配置。

盘式制动器克服了鼓式制动器的一些缺点, 其制动性能得到了很大的改善, 诸如:增势问题、热衰退和水衰退问题、制动反应时间问题、汽车的舒适性、平顺性和操纵稳定性问题, 都较好地得到了解决。

但是, 盘式制动器也有不尽人意之处, 那就是制动抖动问题。在20世纪80年代之前, 人们对汽车的研究、设计还停留在汽车的动力性和使用性方面, 制造技术落后, 质量低下, 不可能把制动抖动作为重点问题进行研究。到20世纪80年代, 人们开始注意到这一问题, 尤其是近年来, 汽车的行驶安全性和乘坐的舒适性成为人们对汽车性能关注的热点, 制动抖动问题就显得越来越突出, 越来越受到人们的关注。

由于制动抖动现象影响因素多, 机理复杂, 到目前为止, 对制动抖动现象尚未有一个准确的描述, 问题也就不可能得到解决。虽然这方面的研究工作, 像对抖动现象的试验研究、对激励源以及传递途径的仿真分析等时有报道, 但仍没有实质性的进展。

下面我们将本着解决实际问题的出发点, 着重从制动抖动的发生机理、当前可行的解决措施以及进一步的探索思考几方面进行讨论, 希望能有一点实际意义。

2 制动抖动的产生机理及其因素

2.1 制动抖动的产生机理

制动抖动是由制动引发的一种强迫振动。产生的原因有二:制动压力波动和制动力矩波动。

制动压力波动将通过制动管路的传递途径使制动踏板抖动, 无需赘述。下面将着重谈一下制动力矩波动的影响。

当制动力矩由于某一参数发生变化而波动时地面制动力以与其制动力矩波动相应的规律发生波动, 通过车轮、轴承等联接件传递到制动器, 使制动器产生同样规律的振动, 车架传递又将这一振动放大, 最终造成转向系统的转向盘和车身的地板抖动, 出现制动抖动现象。

制动力矩的大小与制动盘的接触面积、压紧压力、制动盘材料的摩擦系数和等效作用半径成正比, 可用公式T=p Aμr来表达。

式中T为制动力矩;p为接触压力;A为接触面积;μ为摩擦系数;r为摩擦力等效作用半径。

显然, 当制动盘的接触面积、压紧压力、摩擦系数、等效作用半径任何一个发生变化时, 制动力矩都会随之变化, 引起制动力矩波动。在实际的制动过程中, 这些参数都不可避免地时刻在发生着变化, 制动抖动也就随时以不同程度地存在着。

2.2 产生制动抖动的各种因素

前面谈到, 制动抖动是制动压力波动和制动力矩波动造成的, 下面将对引起这些波动的因素逐一分析。

2.2.1 制动盘厚薄差

制动盘各点的厚度如果不相等, 尤其是制动盘的厚度沿圆周方向不相等, 制动时的接触压力就各处大小不等, 就会引起制动力等效半径产生变化, 造成制动力矩的大小波动。制动盘各点的厚度不相等, 还会导致制动分泵的活塞轴向窜动, 使制动压力产生波动。

造成制动盘各点厚度不均的因素很多, 比较明显的是加工误差、非制动状态磨损和制动过程中的热效应, 这些都可以导致制动盘厚薄差的产生。

加工误差虽然不可避免, 但通过提高加工精度和装配精度是可以得到控制的, 其影响程度并不严重。

非制动状态磨损不仅是难于避免, 而且影响较大。当制动过程结束之后解除制动时, 浮动钳往往不能立即回位, 致使制动盘和摩擦块之间在局部上有轻微的接触, 长期不断地摩擦就会使制动盘产生厚薄不均的现象。

热效应问题。制动盘在制动过程中由于摩擦的作用将使温度升高, 制动盘外圈的线速度相对内圈而言其线速度要高, 因此, 外圈的温度就会更高, 在外圈产生一个热环, 而这个热环不可能均匀规则, 会成为一个个的热点或热点区域, 其温度最高可达800℃, 制动盘的巨大温差会导致制动盘发生翘曲变形, 其结果是产生了制动盘厚薄差, 这就是所谓的热效应。

2.2.2 制动盘端面跳动

制动盘的端面跳动与制动盘的厚薄差相类似, 其导致制动抖动的机理相同, 不再赘述。

制动盘端面跳动的产生主要是由加工误差和装配误差造成的, 此外, 外力作用也不可忽视, 当车轮大角度转弯或强烈颠簸时, 通过连接件的传递也会引起制动盘的端面跳动。

2.2.3 摩擦系数的不稳定性

在制动过程中, 摩擦系数是不稳定的。我们知道, 静摩擦系数远远大于动摩擦系数;温度升高, 材料的表面硬度降低, 摩擦系数就会变大。而制动时的相对速度和温度都处于不确定的动态变化之中, 导致了摩擦系数的不稳定性。

以上对引起制动力矩波动和制动压力波动的三个主要因素进行了简要的论述, 但还有一个将制动力矩波动和制动压力波动放大而影响制动抖动的重要因素尚未讨论———悬架特性和转向系统的影响。

制动力矩波动和制动压力波动引起的振动最终造成车辆的制动抖动, 是通过悬架、车架以及转向系统来传递的。当制动力矩波动和制动压力波动的频率与悬架、车架或转向系统的某一个固有频率相等或接近时, 就会发生共振, 将振幅放大, 引起强烈振动。

3 当前可行的解决措施

3.1 从设计方面考虑

3.1.1 制动盘的抗翘曲性。

针对制动盘的翘曲问题, 通过对制动盘形状、材料的研究设计, 使其具有良好的抗翘曲性。

3.1.2 减少非制动状态下的磨损。

非制动状态下的磨损是由于解除制动时制动盘分离不彻底或不及时造成的, 如果对浮动钳导向销等部件改进设计或者采取其它措施就可以减少非制动状态下的磨损。

3.1.3 合理总体设计。

对整车合理地进行改进设计, 可使整车对制动盘厚薄差不太敏感, 减弱由此引起的制动抖动。

3.1.4 将悬架和转向系统的固有频率与制动力矩波动和制动压力波动的频率错开, 避免发生共振。

合理设计还能使振幅抵消一部分, 更好地抑制制动抖动。

3.2 从加工和装配方面考虑

提高加工精度和装配精度, 减少制动盘厚薄差和端面跳动, 可以减弱车辆的制动抖动。

3.3 从使用维护方面考虑

使用维护不当, 不仅影响制动器的制动性能和使用寿命, 也会引起车辆的制动抖动。比如, 制动衬块的排屑槽被异物覆盖, 制动时将失去排出尘土、刮去水分的作用, 使制动力降低;制动衬块的正常磨损;制动衬块和钳体之间的间隙过大;轮缸内活塞密封圈弹力不足会引起制动盘与摩擦块的拖磨。这都需要定期检查, 根据具体情况进行清洁、调整、更换零件或焊锡、涂镀。

3.4 在车修复

基于制动抖动发生的普遍性和广泛性, 以及制动抖动的复杂性和不确定性, 在车修复是一个很好的选择。它是借助于在车修复车床, 在安装状态下修复制动盘, 使其厚薄差和端面跳动控制在允许范围内。一次修复到位, 避免了安装误差。

4 进一步的探索思考

随着人们对汽车性能要求的不断提高, 盘式制动器的制动抖动问题日益突出, 而有关制动抖动问题的研究目前还处在初级阶段。多数专业人士正致力于通过理论模型和仿真模型的建立进行试验研究, 探析盘式制动器制动抖动发生的根源和传递途径, 但是行车制动的实际工况与仿真模型的工况相差较大, 摩擦系数、制动等效半径都是随时变化的, 悬架和车架也不是绝对的刚体, 再加上其它一些不确定因素, 这项工作如此研究在短时期内很难应用到实际当中去, 而人们对这一问题解决的需求却较为急迫。这就需要我们另辟蹊径, 一边通过理论模型和仿真模型的建立进行试验研究, 一边探索解决这一问题的实际办法———补偿法。

用来解决盘式制动器制动抖动问题的补偿法既是一种新思维, 也是上述谈到的“从设计方面考虑着手”和“在车修复”的进一步思考与提升, 就是针对盘式制动器制动抖动问题, 认真研究制动抖动的影响因素, 从细部结构和材料上着手, 设法克服这些主要因素的影响, 从而达到减弱制动抖动的目的。

譬如, 针对制动盘厚薄差这一影响制动抖动的因素, 可以在制动盘的表面浇铸或涂镀一层用来补偿厚薄差的材料, 如果对巴氏合金材料进行改进, 改善其烧结性能, 可能会满足这一要求。这一想法并未完善, 只是一种思路, 希望能给研制人员一点启示。

又譬如, 针对制动盘端面跳动这一影响制动抖动的因素, 可以用特殊材料补偿法, 也可以通过细部结构的设计来补偿。

补偿法是针对影响制动抖动因素的动态变化而采取的尺寸补偿措施, 无论制动抖动的发生原因是什么, 发生机理如何, 都可以采用补偿法减轻制动抖动或抑制制动力矩波动和制动压力波动的放大。但其实质上是对制动装置的轻度柔化, 有可能降低制动力矩, 影响制动性能。基于此两方面考虑, 实际应用时在柔化程度上要恰当, 要在保证制动性能的前提下去补偿。

5 结束语

气压盘式制动器满足了未来各种汽车向高速、重载、舒适化程度和安全性高的方向发展, 其美中不足的是制动抖动问题越来越显得突出, 关于这方面的研究正不断地深入, 并向着广思路、多方位的方向延伸。无论是理论模型和仿真模型的建立, 还是当前可行的解决措施, 以及诸如补偿法的实践尝试, 都有默默工作的专业人士在努力着。在未来几年内这一问题将会得到满意的解决, 气压盘式制动器在国内将会得到更加广泛的应用。

参考文献

[1]制动引起的方向盘抖动现象试验研究宁国宝, 张立军, 尹东晓等.中国工程机械学报, 2004, (3)

[2]盘式制动器制动抖动问题概述余卓平, 尹东晓等.汽车工程, 2005 (3) .

[3]制动盘端面跳动引起制动力矩波动的建模分析宁国宝, 张立军, 尹东晓.同济大学学报 (自然科学版) 34 (8) .

[4]制动引起的转向盘抖动的传递途径试验研究宁国宝, 张立军等.汽车工程, 2006, (1) .

[5]表面波纹度在磨损过程中变化机理的研究胡俊标.机械制造, 2001 (6) .

[6]盘式制动器制动抖动研究综述李运超, 吴光强, 盛云. (同济大学汽车学院, 上海201804)

[7]汽车气压盘式制动器结构特点和发展魏小华.科技信息 (学术版) , 2007, (31)

[8]汽车气压盘式制动器的结构特点与性能分析严波, 徐达.专用汽车, 2005, (4)

拖拉机汽车制动系统的制动过程 篇6

1.1 制动系的功用

根据需要使拖拉机、汽车减速或在最短距离内停车;下坡行驶时限制车速;协助或实现转向;使拖拉机、汽车可靠地停放原地, 保持不动。

1.2 制动系类型

(1) 按制动器的工作原理可分为:机械摩擦式———制动力的获得靠接触副的摩擦来产生;液力式———利用阻滞由被制动件所搅动的液流达到制动作用;电力式———利用制动件旋转的动能转变为电能而产生制动作用;气力式———利用发动机排气阻力进行制动。

(2) 按传动机构的型式可分为:机械式———利用各种传动杆件将操纵者的作用力传给制动器;液压式———以油液为介质将操纵者的作用力传给制动器;气压式———利用空气压缩机产生的压缩空气的能量来制动旋转元件。

2 制动系的组成和工作原理

2.1 制动系组成

拖拉机汽车制动系有两个装置, 即行车制动装置和驻车制动装置, 且都是由产生制动作用的制动器和操纵制动器的传动机构组成。现代拖拉机、汽车的制动装置广泛采用机械摩擦来产生制动作用, 其中用来直接产生摩擦力矩迫使车轮减速或停转的部分, 称为制动器;通过驾驶员的操纵或将其他能源的作用传给制动器, 迫使制动器产生摩擦作用的部分, 称为制动器传动机构。

2.2 制动系的工作原理

以车轮制动器为例进行简述, 车轮制动器由旋转部件、固定部件各张开部件组成。旋转部件是制动鼓, 它固定在轮毂上并随车一起旋转。固定部件主要包括制动蹄各制动底板等。制动蹄上铆有摩擦片, 制动蹄下端连接相应的操纵部件。制动蹄靠液压轮缸使其张开。不制动时, 制动鼓的内圆柱面与摩擦片之间保留一定的间隙, 使制动鼓可以随车轮一起旋转。

制动时, 驾驶员踩下制动踏板通过传动杆件消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后压紧在制动鼓上。这样不旋转的摩擦片对旋转的制动鼓产生一个摩擦力矩, 该力矩传给车轮后, 由于车轮与路面的附着作用, 车轮即对路面作用一个向前的周缘力。同时, 路面也会给车轮一个向后的反作用力, 此力即是车轮受到的制动力。在制动力的作用下使拖拉机汽车减速或停车。

驾驶员松开制动踏板时, 通过传动机构, 制动蹄与制动鼓的间隙恢复原位, 即可解除制动。

3 制动过程

此部分内容是本文论述的重点, 主要从车辆在制动过程中的工作情况、受力分析、制动性能的评价指标和影响制动效率的因素等几方面进行详解。

3.1 制动过程中的工作情况

轮式拖拉机和汽车在制动过程中, 随着制动踏板向下运动, 制动器的摩擦表面相互贴合并相对滑磨, 把动能转变为热能。踏板力越大, 制动力矩、制动力也越大。但当制动力上升到等于车轮的附着力以后, 踏板力如继续增大, 只能将制动器抱死而不能使制动力有所增加。制动力的最大值受限于附着力。在硬路面上行驶时, 附着力主要是车轮与地面之间的摩擦力。当制动器完全抱死时, 车轮将在地面上滑移, 轮胎和地面之间的附着系数将由静摩擦系数变为动摩擦系数, 不仅数值有所下降 (减少5%~25%) 而且将使胎面剧烈发热, 轮胎强烈磨损。因此为了获得最大的制动力不应该将制动器抱死, 制动力矩的大小应该使制动力略小于轮胎开始滑移时的极限值。

在制动过程中, 随着制动力的增大, 减速度和惯性力随之增大, 而后轴上的载荷则逐渐减小, 因此附着力的极限值也相应减小。当随制动力增大而附着力减小至两者相等时, 制动力就达到最大值, 拖拉机、汽车所能得到的最大减速度也取决于这时的制动力。

拖拉机和汽车的重量和速度对制动性能的影响极为显著。一般重量增加一倍, 则转化为的热量也增加一倍, 因此需要制动器吸收和散失的热量也增大一倍。从这个意义上来说, 拖拉机、汽车都规定了不得超载。速度对制动的影响则更大, 如果速度增加一倍, 则制动所需的能量就是原来的4倍。因此制动器就要吸收和消耗四倍于原来的热量。由此可见, 如果载荷和速度都增加一倍, 则制动能量将是原来的8倍, 制动器要吸收和消耗8倍于原来的热量。

3.2 制动过程受力分析

3.2.1 车辆在纵垂面方向的受力

车辆制动过程在纵垂面方向的受力如图所示。此时平衡的方程式为:

式中Pzc、Pfq—前、后车轮所受地面制动力;

Pfc、Pfq—前、后车轮滚动阻力;

Pj—车辆惯性阻力;

Pw—空气阻力;

Gssinα—坡道阻力, 上坡取“+”, 下坡取“-” (Gs为使用重量, α为路面坡度角) 。

令Pz=Pzc+Pzq;Pf=Pfc+Pfq, 则式 (1) 化简移向后得

此式中Gssinα项上坡取“-”, 下坡取“+”。

3.2.2 制动时, 前、后车轮垂直载荷的变化

车辆制动时, 由于惯性力Pj的影响, 前、后车轮所受垂直载荷与车辆静态或匀速直线行驶时比较是不同的, 现以路面对车辆前、后轴上车轮的法向反作用力来表征。

静态时:

式中L—车辆的轴距;

a—车辆质心距后轮轴心的纵向距离;

h—质心距路面高度。

等速行驶时:

由上式可以看出, 空气阻力Pw使路面对前轮的法向反力减小, 对后轮的法向反力增大。上坡时, 车重的分力Gssina与空气阻力Pw的作用相同;下坡时Gssina力使路面对前轮的法向反力增大, 而对后轮的法向反力减小。

对行驶中的车辆紧急制动时:

由上式可知:在制动时产生的惯性力Pj可使路面对前轮的法向作用力增大, 而对后轮的法相作用力 (支撑力) 的重新分配影响也越大。在制动过程中, 空气阻力Pw的作用逐渐变小的。将式 (1) 带入式 (7) 和式 (8) , 得

假定车辆在水平路面 (α=0) 上行驶制动, 当前轮和后轮同时制动而接近“抱死”状态, 即车轮在被制动到不旋转且要做纯滑移之前的时候, 可得到地面最大制动力Pzcmax和Pzqmax, 并且地面最大制动力还取决于轮胎接地面上作用的垂直载荷大小和轮地间的附着系数 (φ) , 设各轮与地面间的附着系数均为 (φ) , 则:

式中f—车轮滚动阻力系数。

制动力的最大值出现在制动器接近“抱死”车轮, 而车轮要做纯滑移之前。此时, 如果再增加踏板力, 制动器将会抱死车轮, 车轮作纯滑移, 则其制动效果反而更差。

3.2.3 前轮和后轮制动力的合理分配

当地面对车轮的制动力没有达到最大值之前, Pzc与Pzq和制动踏板用力F的大小成正比。而前后轮制动力的最大值, 则取决于车轮与地面之间的附着力。如果附着系数 (φ) 是一常数, 则Pacmax和Pzqmax之间的比例关系应按制动时前后车轮法向载荷之间的比例而定。即:

可见前后轮最大制动力的合理配比, 与车辆重心位置 (a、h) , 轴距 (L) , 附着系数 (φ) 和滚动阻力系数 (f) 有关。如果前后轮制动器控制液压或气压相同, 且各轮制动器, 制动分泵或制动气室结构参数也相同, 那么前后车轮制动力的比值将是1∶1。这样前后车轮的制动力就不能根据车辆制动时工况而有合理的配比关系。前后轮不能得到同步制动, 而是非此即彼地会出现先有车轮“抱死”现象。

为了在一定程度上满足运输时由于前后轮负荷不同而需要不同制动力的要求, 对于气压传动制动系一般在设计制造时, 将前后车轮制动气室、制动蹄片和摩擦片等选取不同的尺寸。对于液压传动的制动系已采用比例阀, 可自动按一定比例调节车辆前、后车轮制动工作液压, 从而使前、后车轮的制动力配比较为合理。

3.3 制动性能的评价指标

3.3.1 制动效能

制动效能是指拖拉机, 汽车在一定行驶速度时, 当换入空挡后, 从开始踩着制动踏板, 到停车为止所驶过的距离。

制动减速反映了地面制动力的大小, 因此它于制动器制动力及附着力有关。在不同路面上由于最大地面制动力为附着系数和车轮垂直载荷的乘积, 故车辆能达到的最大制动减速度为附着系数和重力加速度的乘积。

3.3.2 制动效能恒定性

制动效能恒定性是指制动器抗热衰退性能。拖拉机、汽车长时间地连续进行强度较大的制动, 会使制动器的温度升高, 使制动器的摩擦力矩显著下降, 这种现象称为制动器的热衰退。抗热衰退性能一般用一系列连续制动时, 制动效能的保持程度来衡量。

3.3.3 制动时的方向稳定性

在制动过程中维持车辆直线行驶的能力称为制动时方向稳定性。试验中常规定一个1.5倍于车宽的试验通道、制动时不允许产生不可控制的效应使它偏离这条通道。凡是出现超越通道的现象称为制动跑偏。制动跑偏包括跑偏和侧滑两种情况。跑偏多是由于左右两制动器的制动力不等引起的, 经调整后可以解决;侧滑是指车轮发生横向滑移, 多数是由于后轴比前轴先抱死产生拖滑现象时, 在轻微侧向力作用下就会发生侧滑。因此汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移, 而是希望车轮制动到边滚边滑的滑动状态。由试验得知, 汽车车轮的滑动率在15%~20%, 轮胎与路面之间有最大的附着系数。所以为了充分发挥轮胎与路面间的这种潜在附着能力, 目前在许多汽车上装备了防抱死制动系统, 简称ABS。

3.4 影响制动效率的因素

3.4.1 制动装置的结构因素

结构因素有制动衬片的面积、制动鼓的半径、轮胎的半径、制动器的摩擦系数、施加在制动器上的压力。对于采用半径较大的轮胎和半径较小的制动鼓, 较之采用半径较小的轮胎和半径较大的制动鼓, 则需要更大的摩擦面积或更高的压力。制动衬片的面积直接影响摩擦扭矩的大小以及散热效果。为了获得制动所必须的最大制动力矩, 根据摩擦材料允许单位压力的要求, 则必须具有足够的衬片面积, 也只有这样才能使摩擦所产生的热量及时散发, 以保持制动零件的正常工作温度。制动器的摩擦系数决定于制动衬片的材料和制动鼓接触表面的加工精度。石棉衬片的摩擦系数较粉末冶金衬片的摩擦系数要低得多, 且石棉材料的摩擦特性也不稳定, 所以采用粉末冶金摩擦材料正日益增多。对制动器施加足够的压力, 对制动器制动效率的影响尤为重要, 因此, 在保证踏板操纵力要求的同时, 还要通过增大杠杆比, 以满足制动器压紧力的要求。许多汽车上还有制动加力装置。

3.4.2 制动装置的使用因素

制动装置如使用不当可引起制动效率下降。制动器摩擦面受到油脂的污染, 摩擦系数会大大减小;频繁使用制动器, 其温度会急剧升高, 破坏了摩擦衬片和制动鼓正常工作的程度, 使制动效率大大降低。因此, 制动装置只能在必要时使用, 以保证一定的制动间隔时间, 使制动器温度处于正常范围。另外, 制动鼓与制动衬片贴合不密切, 将使动能与热量的转换只在点上完成, 温度会急增。因此必须及时调整制动器间隙和更换磨偏的制动衬片。

4 结语

撰写此文的目的之一是能为拖拉机、汽车爱好者在制动系的设计及改进方面提供一点理论依据;其二是让驾驶员全面了解拖拉机、汽车制动系统的功用、组成、原理及制动过程等, 确保安全可靠的驾驶, 提高拖拉机汽车的工作效率和生产率。

摘要：论述了拖拉机汽车制动系的功用、组成、原理及其制动过程的受力分析、评价指标和影响制动效率的因素等。

加强制动 篇7

1 制动器的原理

鼓式制动器是制动系中用以阻碍工程机械的运动或运动趋势的力的机构,用来吸收工程机械行驶中的动能,使之转化为热能散失到大气中去,并迫使工程机械迅速降低车速,直至停车。

图1中制动蹄1和5的下端分别活套在两个固定在底板上的支承销7和6上,上端分别与制动凸轮2相接触。制动蹄可绕支承销转动一个不大的角度,不制动时,回位弹簧4将两蹄的上端拉紧,抵靠在制动凸轮上,制动时,凸轮转动,对左右两制动蹄施加大小不等的作用力F1和F2,迫使两制动蹄抵靠在制动鼓3上,随同车轮一起转动的制动鼓即对制动蹄作用有法向反力P1和P2,切向反力Q1和Q2(即鼓对蹄的摩擦力),当制动鼓为逆时针方向旋转时,左制动蹄1所受的力Q1的方向向下,右制动蹄6所受的力Q2的方向向上,为简化起见,假设这些力的合力是作用在摩擦片的中间。左制动蹄上的力Q1与推力F1所造成的绕支承销7的力矩是同方向的,因而使左蹄在制动鼓上压得更紧,起到所谓增势的作用,故称左蹄为“增势蹄”;右制动蹄上的力Q2与推力F2所造成的绕支承销的力矩是反方向的,因而使右蹄有离开制动鼓的趋势,起到所谓减势的作用,故称右蹄为“减势蹄”。工程机械倒车制动时的情况与此相反,左蹄为“减势蹄”,右蹄为“增势蹄”。制动鼓受到制动蹄的力总是不平衡的,因此这种制动器称为简单非平衡鼓式制动器。

1-制动蹄;2-制动凸轮;3-制动鼓;4-回位弹簧;5-制动蹄;6、7-支承销

2 制动气压的确定

2.1 制动时车轮的受力分析

图2所示为制动时一个车轮的受力分析简图。制动时由于传动系统已脱开,车轮不再受发动机传来的扭矩作用,但与车轮相连接的各旋转零件仍然有惯性力矩Mj,滚动阻力矩Mf,以及由制动器产生的制动力矩M作用在车轮上,还有由于工程机械的惯性引起的轮轴对车轮的作用力F,此外作用在车轮上的力还有驱动桥上的动负荷Gd,路面对车轮的反作用力Z,以及与行驶方向相反的切向反作用力Pb。

Pb就是轮胎与地面之间的滚动或滑动摩擦阻力,f为摩擦系数。

对车轮中心取矩,∑M(O)=0,

即

式中Mj——惯性力矩;

Mf——滚动阻力矩;

Pb——轮胎与地面之间的摩擦阻力;

Rk——轮胎半径。

在实际的制动过程中,滚动阻力矩Mf是由于地面的微小变形引起的,影响很小,一般可省略不计。再假设制动力矩达到极限值,即车轮被抱死,停止旋转而发生滑移时,Mj=0,Mf=0,

由(1)、(2)得

fmax就是轮胎与地面的滑动摩擦系数,即制动力矩已达最大值

此时将出现两个问题,一是由于轮胎与地面局部摩擦发热,附着系数将急剧降小,从而使制动效果降低,二是车轮滑移时,失去承受侧向力的能力,从而使搅拌车在制动时的方向稳定性受到破坏,因此抱死车轮使轮胎与地面滑移的制动工况并不是制动效果的最佳工况,理想的最佳制动工况应是车轮即将抱死而未抱死,轮胎临近滑移而仍沿路面滚动的工况,这就是充分发挥制动力的最佳工况。

即

2.2 制动力矩的计算

2.2.1 对制动蹄的受力分析

假设由制动凸轮施加在制动蹄端的力为F1、F2(见图3),力的方向与接触面垂直,制动时制动鼓对制动蹄产生反作用力,这个反作用力的合力分别集中在左右制动蹄的B1、B2处,它的大小分别为P1、P2,在P1、P2作用下就会产生摩擦力Q1、Q2,摩擦力的方向沿制动鼓的切线方向,制动时回位弹簧的伸长量为∆Y,则回位弹簧作用在制动蹄上的力分别为K∆Y(K为弹性系数)。(下标为1的参数为左侧的主动紧蹄的受力参数,下标为2的参数为右侧的从动松蹄的受力参数)。

根据围绕支承销A1、A2的力矩平衡关系可得:∑M(A)=0,即

将(5)、(6)相加得:

其中(P2C2+Q2R)就等于右制动蹄作用于车轮上的制动力矩M1,(Q1R-P1C1)就等于左制动蹄作用于车轮上的制动力矩M2。一个车轮受到的总制动力矩即为

2.2.2 对制动凸轮和摇臂的受力分析

图4所示为制动凸轮和摇臂的受力分析图。F1、F2为制动蹄作用在凸轮上的力,T为制动缸活塞杆作用在摇臂末端的力,O1、O2为凸轮与摇臂铰点受到的支座反力沿X轴、Y轴的分力。

其中P为制动气压的压强,D为制动缸的有效直径,K为弹簧缸中回位弹簧的弹性系数,∆X为回位弹簧被压缩的位移。

根据力矩平衡条件应有:

即

由图中三角形函数关系可得:

由于F1、F2作用点对称于凸轮,所以

由于凸轮相对于制动鼓和摇臂而言,体积很小,因此在近似计算中可作如下假设:

由(7)、(14)可得:

由(10)、(15)可得:

由(12)、(13)可得:

由(11)、(17)可得:

由(8)、(16)、(18)、(19)可得:

这就是一个车轮受到的制动力矩,所有车轮受到的总制动力矩Mz即为:

n为被制动的车轮数。

2.2.3 整车制动所需的制动力矩

以初速度V行驶的工程机械,在制动距离S以内制动停车所需要的减速度为:

制动系的性能首先是以制动时制动器能使工程机械达到减速度为标志,根据工程机械制动性的主要指标,紧急制动时,最大减速度一般为7～8m/s2,普通制动时,减速度一般为3～4m/s2,但在实际制动时,除紧急制动外,通常不应使减速度大于1.5～2.5m/s2,否则不仅会使驾驶员感到不舒服或发生危险,而且还会增加轮胎磨损。制动距离一般是指通过道路试验测得的实际制动距离,它是采取紧急制动时,从踩下制动踏板到完全停车所经过的距离,按照交通部颁发的《机动车制动检验规范(试行)》规定,在坡度不大于±1%的砼或沥青路面上,工程机械时速20km时的制动距离为4.2m。

根据牛顿运动定律:F=Ma。式中F为运动物体所受的合外力,M为运动物体的质量,a为运动物体受到合外力后的减速度,对制动中的工程机械而言,其受到的合外力有地面施加给工程机械的制动力和风阻,风阻很小,可省略不计。

即

式中F为工程机械受到的总制动力,G为工程机械的总重量,上式两边同乘以Rk即得:

式中Rk为轮胎半径,所以FRk即为工程机械所受的制动力矩,要使工程机械产生合理的制动,必须满足:Mz>FRk。

2.2.4 结论

根据以上分析最佳制动工况应是:

即

将上式整理后得: