制動蹄

制動蹄是鼓式制動器的摩擦偶件，除應具有作為構件所需要的強度和剛度外，還應有儘可能高而穩定的摩擦係數，以及適當的耐磨性、耐熱性、散熱性和熱容量等。

基本介紹

• 中文名：制動蹄
• 定義：是鼓式制動器的摩擦偶件

簡介

制動蹄承受促動器的推力、制動鼓的法向力和切向力，以及支承反力，應有適當的剛度。

分類

領蹄與從蹄

制動蹄按其張開時的轉動方向與制動鼓的旋轉方向是否一致，有領蹄和從蹄之分。制動蹄張開的轉動方向與制動鼓的旋轉方向一致時，稱為領蹄，具有制動“增勢”作用，也稱為“助勢蹄”(leading shoe)；反之，則稱為從蹄，或“減勢蹄”(trailing shoe)，如圖2所示。

圖2 領蹄和從蹄

一般來說，領蹄的效能因數約為從蹄的3倍；伺服式制動器中次領蹄（由主領蹄通過連線桿張開的制動蹄）的效能因數也約為主領蹄（由輪缸活塞張開的制動蹄）的3倍。

鼓式制動器形式（按領從蹄）

根據領從蹄的不同布置，鼓式制動器可分為領從蹄式、雙領蹄式(單向作用、雙向作用)、雙從蹄式、自增力式(單向作用、雙向作用)等類型，如圖3所示。

圖3 鼓式制動器分類

• 領從蹄式（LT式），如圖一a所示，當制動鼓正向或反向旋轉時，總是有一個領蹄和一個從蹄。
  
• 單向雙領蹄式（2L式），如圖一b所示，當制動鼓正向旋轉時兩蹄均為領蹄，而當制動鼓反向旋轉時兩蹄均為從蹄。
  
• 雙向雙領蹄式（D2L式），如圖一c所示，當制動鼓正向或反向旋轉時，兩蹄均為領蹄。
  
• 雙向雙從蹄式（2T式），如圖一d所示，當制動鼓正向或反向旋轉是，兩蹄均為從蹄。
  
• 單向自增力式（US式），如圖一e所示，盡在制動鼓的某一旋轉方向上，才能藉助摩擦力的作用使施加力的效能增高。
  
• 雙向自增力式（DS式），如圖一f所示，在制動鼓的正反兩個旋轉方向上，均能借摩擦力的作用使施加力的效能增高。
  

在制動器基本尺寸比例和摩擦係數相同的情況下，制動效能因數的大小依次是：雙向自增力式、雙領蹄式、領從蹄式、雙從蹄式。

選用效能因數高的制動器可以產生更大的制動力矩，或減小控制力。但制動器的效能因數越高，當摩擦係數發生變數時其效能穩定性就越差。

鼓式制動器形式（按促動結構）

按促動機構的不同，鼓式制動器分為下列三類。

• 輪缸式制動器，利用輪崗活塞推動制動蹄張開。
  
• 凸輪張開式制動器，利用凸輪的轉動使制動蹄張開。按凸輪受力情況分為非平衡式與平衡式兩種。前者凸輪與軸固定連線或製成一體；後者凸輪可在軸上浮動，這種結構因存在嚴重缺點很少採用。
  
• 楔式制動器，利用楔桿的楔入使制動蹄張開。
  

輪缸活塞、平衡凸輪和楔桿作用於兩蹄的張開力相等，而行程不等；非平衡凸輪作用於兩蹄的張開力不等，而行程相等。輪缸式制動器中，輪缸布置在制動器內部，結構緊湊，但受安裝空間的限制，輪缸尺寸不能太大（直徑一般很少超過50mm）。

凸輪張開式制動器中，制動器是安裝在制動底板外側伸出的支架上，或者裝在固定於橋殼的支架上，通過制動臂使凸輪轉動。結構較笨重，傳動效率低。

楔式制動器中，制動器氣室或油缸裝在制動底板上，直接推動加工精度高的楔桿，通過滾輪—滑柱結構張開制動蹄。結構緊湊，傳動效率也比較高。

我國轎車和微輕型汽車都採用液壓制動系，需配用輪缸式制動器；中重型汽車習慣上都採用氣壓制動系；有個別汽車採用楔式制動器。國外中重型汽車採用輪剛剛式制動器配以氣壓—液壓制動系的相當普遍。

鼓式制動器形式（按制動蹄支撐方式）

制動蹄的支撐方式有固定式和浮動式兩種，如圖4所示，據此將鼓式制動器相應的劃分為具有轉動蹄與具有浮動蹄的制動器。

圖4 制動蹄的支撐方式

• 固定式支撐，如圖4a所示，制動蹄下端的圓孔（或半圓孔）套在（或頂在）支撐銷上，可自由地繞其轉動，即僅有一個自由度，因此蹄與鼓之間的相對位置時確定的，制動蹄運動平穩，結構牢固。但加工精度要求高，如摩擦表面加工不正確，蹄與鼓就會產生局部接觸，在摩擦表面磨損後配合狀況也會遭到破壞。該支撐方式多用於中重型汽車。
  
• 浮動支撐式，如圖4b所示，制動蹄下端為曲面，可靠在支承面上轉動和上下滑動，既具有兩個自由度。由於這一特點，制動蹄具有自動定心作用，可落到制動鼓內的最佳接觸位置。這樣不但對加工精度的要求低一些，而且磨損後仍能自動調整蹄與鼓的配合狀況。但由於制動蹄的位置不確定，為了使其不發生滑移和平穩低復位，必須考慮復位彈簧里的平衡；同時還要求調整好制動間隙，以避免摩擦片拉磨。該支撐方式多用於轎車和微輕型汽車。
  
• 具有浮動式的制動器其效能因數略高於具有轉動蹄的制動器，而且對摩擦係數和接觸區變化的敏感性較小，制動襯片磨損也比較均勻。
  

鼓式制動器形式（按制動鼓受力狀況）

根據制動時制動鼓收到的來自兩蹄的法向力是否平衡，可將制動器分為平衡式與非平衡式兩類。

雙領蹄式、雙向雙領蹄式和雙從蹄式制動器由於結構是中心對稱的，兩蹄對制動鼓單位壓力的分布成中心對稱，因此制動鼓所受到的法向力互相平衡，屬於平衡式制動器。除此之外，其他制動器均為非平衡式，制動鼓易於發生損壞和變形，輪轂軸承會受到附加的徑向載荷，摩擦片的磨損也不均勻。平衡式制動器則無這些缺點。

制動蹄的要求

轎車和輕型、微型等中型以下貨車的制動蹄廣泛採用T形截面的型鋼輾壓或鋼板衝壓-焊接而製成；中型以上等大噸位貨車的制動蹄則用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁合金等材料而製成，斷面有工字形、山字形等形式。

制動蹄的斷面形狀和尺寸應保證其剛度好，但小型汽車中鋼製的制動蹄腹板上有時會開有1至2條徑向槽，使蹄的彎曲剛度稍小以便使制動蹄摩擦襯片與制動鼓的接觸壓力均勻，並減少制動尖叫現象。

制動蹄腹板和翼緣的厚度與車型有關，轎車的大約3-5mm，貨車的大約5-8mm。摩擦襯片的厚度，轎車的大約4.5-5mm，貨車的多在8mm以上。

摩擦襯片可以鉚接或粘接在制動蹄上，並在連線後，加工摩擦襯片外表面至規定尺寸和粗糙度。粘接方式可允許摩擦襯片的磨損厚度較大（可使用至僅剩下1~1.5mm的極限厚度），但更新摩擦片困難，一般需要連同制動器整體更換；鉚接摩擦片更換方便，制動噪聲小，但可用厚度受到鉚釘露頭的限制，多用於厚度超過6.5mm的摩擦片。