帶式制動器

帶式制動器是利用圍繞在制動鼓周圍的制動帶收縮而產生制動效果的一種制動器。可在汽車自動變速器、船舶、海洋用錨絞機、絞車及礦山絞車、建築絞車等設備上使用。

基本介紹

• 中文名：帶式制動器
• 類別：自動變速器
• 套用：汽車
• 內部構成：內敷摩擦材料的制動帶

概念簡介

帶式制動器是利用圍繞在鼓周圍的制動帶收縮而產生制動效果的一種制動器。可在汽車自動變速器、船舶、海洋用錨絞機、絞車及礦山絞車、建築絞車等設備上使用。

在汽車上，帶式制動器大多用在自動變速器中，它不是用來阻止動力輸出，而是根據行星齒輪機構的特性，限制三個基本元件之一不能轉動，並與離合器相互配合作用，實現不同的傳動比。

帶式制動器的優點是：有良好的抱合性能；占用變速器較小的空間；當制動帶貼緊旋轉時，會產生一個使制動鼓停止旋轉的所謂自增力作用的楔緊作用。

分類與原理

普通帶式制動器按制動帶與槓桿的連線形式可劃分為三種結構形式，即簡單式﹑差動式和綜合式，其原理分別簡述如下。

簡單式帶式制動器

下圖是簡單式帶式制動器的結構簡圖，制動帶的一端固定在槓桿支點A上，另一端與槓桿上的B點連線。制動帶在重錘的重力作用下會徑向收縮，從而箍緊在制動鼓上，制動

帶就會與制動鼓表面摩擦，由於制動帶不能旋轉，所以制動鼓就會因為摩擦力矩的作用而減速甚至固定不動，處於緊閘狀態。當電流接通時，電磁鐵的磁力提起槓桿，則制動帶與制動鼓相互分離，即為松閘。這種型式的制動鼓按圖中轉向旋轉時產生的制動力矩較大，反向旋轉制動力矩較小，用於單向制動。

圖1 簡單式帶式制動器結構簡圖

注意，在實際中，不一定用重錘和電磁鐵作為制動器的促動裝置，也可能使用液壓缸等裝置。

差動式帶式制動器

下圖是差動式帶式制動器的結構簡圖，制動帶的兩端分別與槓桿的B和C點相連，在制動力P的作用下槓桿繞A點轉動，B點拉緊而C點放鬆。由於AB大於AC，即拉緊量大於放鬆量，因而整個制動帶仍然是被拉緊的，制動帶就會徑向收縮，箍緊在制動鼓上，對制動鼓起到制動作用。反之，就會處於松閘狀態。它與簡單帶式一樣，宜用於單向制動，但所需制動外力比簡單帶式小而制動行程大，故常用於手或腳操縱的單向制動。

圖2 差動式帶式制動器結構簡圖

綜合式帶式制動器

下圖是綜合式帶式制動器的結構簡圖，在制動力P的作用下，B點和C點同時拉緊，且AB等於AC，因而制動帶被拉緊，就會徑向收縮，箍緊在制動鼓上，對制動鼓起到制動作用。制動鼓正轉或反轉時，這種制動器產生的制動力矩相同。它可用於正﹑反向旋轉和要求有相同制動力矩的場合。

圖3 綜合式帶式制動器結構簡圖

結構組成

基本組成

帶式制動器主要由制動鼓、制動帶、液壓缸及活塞等組成，下圖是一種液壓促動的帶式制動器。

圖4 帶式制動器實物

帶式制動器的結構圖如下，制動帶的內表面敷摩擦材料，它包繞在轉鼓的外圓表面，制動帶的一端固定在變速器殼體上，另一端則與制動油缸中的活塞相連。當制動油進入制動油缸後，壓縮活塞回位彈簧推動活塞，進而使制動帶的活動端移動，箍緊制動鼓。由於制動鼓與行星齒輪機構中的某一部件構成一體，所以箍緊制動鼓即意味著夾持固定了該部件，使其無法轉動。制動油壓力解除後，回位彈簧使活塞在制動油缸中復位，並拉回制動帶活動端，從而鬆開制動鼓，解除制動。

圖5 帶式制動器的結構圖

在制動時，允許制動帶與制動鼓之間有輕微的滑摩，以便被制動的行星齒輪機構部件不至於突然止動，因為非常突然的止動將產生衝擊，並可能對自動變速器造成損害。但另一方面，制動帶與制動鼓之間太多的滑動，即制動帶打滑，也會引起制動帶磨損或燒蝕。制動帶的打滑程度一般隨其內表面所襯敷的摩擦材料磨損及制動帶與制動鼓之間的間隙增大而增大，這就意味著制動帶需不時地予以調整。事實上，大多數早期的汽車自動變速器必須定期地進行此項調整工作，但隨著制動帶設計的改進，大多數20世紀90年代生產的自動變速器已不需要定期地調整帶式制動器的制動帶了。

在新型汽車自動變速器中，制動作用的解除通常是由復位彈簧及油液壓力共同完成的，即伴隨活塞一側制動油壓的切斷和泄放，另一側額外地提供一個制動解除油壓，以此來協助復位彈簧儘快地解除制動。當活塞完全復位後，該制動解除油壓仍將繼續作用，以確保制動帶處於完全放鬆的狀態。

制動帶

制動帶是帶式制動器的關鍵部件，按變形能力，制動帶可分為剛性制動帶和撓性制動帶。剛性制動帶比撓性制動帶厚，具有較大的強度和熱容性，其缺點是不能產生與制動轂相適應的變形。撓性制動帶在工作時可與制動轂完全貼合，而且價格低。

按結構區分，制動帶有單邊式和雙邊式兩種類型。雙邊式制動帶能更好地與轉鼓外圓表面貼合，因而在活動端作用力一定的情況下，可以提供更大的制動摩擦力矩；同時，雙邊制動帶與轉鼓的接合也較單邊制動帶更為平穩，使換檔動作更趨柔和。多用於轉矩較大的低檔和倒檔制動器。然而，自動變速器中的單邊制動帶，就其製造成本來說，要較雙邊制動帶低，而且在許多套用場合其性能也相當令人滿意，因此，大多數新型汽車自動變速器都採用柔性好、輕巧、成本低且製造簡單的單邊制動帶。

制動帶是由在卷繞的鋼帶底板上粘接摩擦材料所製成的，如下圖所示。鋼帶的厚度約為0.76～2.64mm，厚的鋼帶能產生大的夾緊力，用於發動機功率大的汽車自動變速器。薄的鋼帶能施加的夾緊力小，但因其柔性好，自增力作用強，所以能產生較大的制動力。

圖6 制動帶

粘接在鋼帶內表面上的摩擦材料，其摩擦性能對自動變速器性能來說是十分重要的。用於自動變速器的摩擦材料有多種類型，在商用汽車上一般採用硬度較高的銅基粉末冶金材料和半金屬摩擦材料，在小客車上採用紙基摩擦材料。紙基摩擦材料由纖維素纖維、酚醛樹脂和填充劑組成。酚醛樹脂作為粘結劑，將纖維素纖維連線成連續的基體。填充劑用來增加材料的強度、提高摩擦性能和耐磨性。自動變速器摩擦材料的填充劑有石墨、金屬和陶瓷材料的粉末。

現代的紙基摩擦材料已經可以用作重載下工作的摩擦元件，摩擦性能穩定，且纖維素纖維資源豐富，成本低，製造摩擦材料的工藝也較簡單，可以降低自動變速器的造價，因而得到廣泛的套用。

磨損和調整

對大多數在制動帶磨損後需進行調整的直桿型或槓桿型連桿來說，制動帶與轉鼓之間的間隙是由作為制動帶固定端的調整螺栓確定的。此調整螺栓旋在貫通自動變速器殼體的螺紋孔中，所以制動帶與轉鼓的間隙可在殼體外進行調整，調完後，再用鎖止螺母鎖緊。

但對於鉗形桿傳動，制動帶調整螺釘及鎖止螺母位於搖臂一端，因此，制動帶與轉鼓的間隙必須在拆下自動變速器油底殼之後才能進行調整。