鼓式制動器

鼓式制動器是利用制動傳動機構使制動蹄將制動摩擦片壓緊在制動鼓內側，從而產生制動力，根據需要使車輪減速或在最短的距離內停車，以確保行車安全，並保障汽車停放可靠不能自動滑移。

基本介紹

• 中文名：鼓式制動器
• 別名：塊式制動器
• 作用原理：靠制動塊在制動輪上壓緊實現剎車
• 廣泛套用時間：1920年

概念簡介

鼓式制動器也叫塊式制動器，是靠制動塊在制動輪上壓緊來實現剎車的。鼓式制動是早期設計的制動系統，其剎車鼓的設計1902年就已經使用在馬車上了，直到1920年左右才開始在汽車工業廣泛套用。鼓式制動器的主流是內張式，它的制動塊(剎車蹄)位於制動輪內側，在剎車的時候制動塊向外張開，摩擦制動輪的內側，達到剎車的目的。近三十年中，鼓式制動器在轎車領域上已經逐步退出讓位給盤式制動器。但由於成本比較低，仍然在一些經濟類轎車中使用，主要用於制動負荷比較小的後輪和駐車制動。

鼓式制動器的分類與組成

按制動蹄運動方向

鼓式制動器是利用制動蹄片擠壓制動鼓而獲得制動力的，可分為內張式和外束式兩種。內張鼓式制動器是以制動鼓的內圓柱面為工作表面，在現代汽車上廣泛使用；外束鼓式制動器則是以制動鼓的外圓柱面為工作表面，目前只用作極少數汽車的駐車制動器。

按促動裝置

鼓式制動器根據制動蹄張開裝置(也稱促動裝置)形式的不同，可分為輪缸式制動器和凸輪式制動器，如圖1所示。輪缸式制動器以液壓制動輪缸作為制動蹄促動裝置，多為液壓制動系統所採用；凸輪式制動器以凸輪作為促動裝置，多為氣壓制動系統所採用。

圖1 按促動裝置分

按制動蹄受力

輪缸式制動器按制動蹄的受力情況不同，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2所示。

圖2 按制動蹄受力

(1) 領從蹄式制動器(leading trailing shoe brake)

領從蹄式制動器的結構如圖3所示。制動底板5 固定在後橋殼或前橋轉向節凸緣上，在制動底板的下部裝有兩個偏心的調整螺釘1，兩個制動蹄11、12 的下端有孔，套裝在偏心調整螺釘上，並用鎖止螺母3鎖止。制動底板的中部裝有兩制動蹄托架4，以限制制動蹄的軸向位置。制動蹄上端用回位彈簧10 拉靠在制動輪缸9 的頂塊上。制動蹄的外圓面上，用埋頭螺釘鉚接著摩擦襯片8。作為制動蹄促動裝置的制動輪缸也用螺釘固裝在制動底板上。制動鼓固裝在車輪輪轂的凸緣上，隨車輪一起轉動。

圖3 領從蹄式

領從蹄式制動器制動效能比較穩定，結構簡單可靠，便於安裝，廣泛用作貨車的前、後輪制動器和轎車的後輪制動器。

(2) 雙領蹄式制動器(two leading shoe brake)

在制動鼓正向旋轉時，雙領蹄式制動器的兩制動蹄均為領蹄的制動器稱為雙領蹄制動器。如圖4所示。

圖4 單向雙領蹄式

兩制動蹄各用一個單活塞式制動輪缸 2 促動，且兩套制動蹄、制動輪缸、支承銷和調整凸輪等在制動底板上的布置是中心對稱的，以代替領從蹄式制動器中的軸對稱布置。等直徑的兩個制動輪缸可借油管連通，使其中油壓相等。這樣，在汽車前進時，兩制動蹄均為領蹄；但在倒車時，兩制動蹄均變為從蹄。由此可見，這種雙領蹄式制動器具有單向作用，在前進時制動效能好，倒車時制動效能大大下降，且不便安裝駐車制動器，故一般不用作後輪制動器；但兩制動蹄片受力相同，磨損均勻，且制動蹄片作用於制動鼓的力量是平衡的，即單向作用雙領蹄制動器屬於平衡式制動器。

如果能使單向作用雙領蹄制動器的兩制動蹄的支承銷和促動力作用點位置互換，那么在倒車制動時就可以得到與前進制動時相同的制動效果。雙向作用雙領蹄制動器(dual two leadingshoe brake)的設計就是基於此構想，該類制動器的制動蹄在制動鼓正、反向旋轉時均為領蹄，如圖5所示。

圖5 雙向雙領蹄式制動器

若將裝有雙領蹄制動器的汽車左、右兩側車輪制動器對調安裝，便成為在制動鼓正向旋轉時兩制動蹄均為從蹄的雙從蹄式制動器(two trailing shoe brake)。顯然，雙從蹄式制動器前進時制動效能低於領從蹄式制動器和雙領蹄式制動器，但其制動效能對摩擦因數變化的敏感程度較小，即具有良好的制動效能穩定性，只在少數保證制動可靠性的高級轎車上採用。

(3) 自增力式制動器(servo brake)

自增力式制動器可分為單向自增力式(uni-servobrake)和雙向自增力式(duo-servo brake)兩種，在結構上只是制動輪缸中的活塞數目不同而已。單向自增力制動器只在汽車前進時起自增力作用，使用單活塞制動輪缸；雙向自增力制動器在汽車前進或倒車制動時都能起自增力作用，使用雙活塞制動輪缸。

自增力式制動器的增力原理是，利用可調頂桿體浮動鉸接的制動蹄來代替固定的偏心銷式制動蹄，利用前蹄的助勢推動後蹄，使總的摩擦力矩得以增大，起到自動增力的作用。如圖6所示為單向自增力制動器。第一制動蹄1和第二制動蹄6 的上端被各自的制動蹄回位彈簧2 拉攏，並以鉚於腹板上端兩側的夾板3 的內凹弧面支靠著支承銷4。兩制動蹄下端以凹入的平面分別浮動支承在可調頂桿體兩端的直槽底面上，並用拉緊彈簧8拉緊。

圖6 單向自增力

如圖 7所示為雙向自增力制動器。制動蹄的上端兩側鉚有夾板4，用前後蹄回位彈簧6 和3 將夾板拉靠在支承銷上，兩制動蹄的下端由拉緊彈簧9 拉靠在可調頂桿體8 兩端直槽的底平面上。可調頂桿體是浮動的。制動輪缸處於支承銷稍下的位置。

圖7 雙向自增力

在基本結構參數和制動輪缸工作壓力相同的條件下，自增力式制動器由於對摩擦助勢作用的利用，制動效能最好，但其制動效能對摩擦因數的依賴性最大，因而其穩定性最差；此外，在制動過程中自增力式制動器制動力矩的增長在某些情況下顯得過於急速。因此，單向自增力式制動器只用於中、輕型汽車的前輪，而雙向自增力式制動器由於可兼作駐車制動器而廣泛用於轎車後輪。

工作原理

在轎車制動鼓上，一般只有一個輪缸，在制動時輪缸受到來自總泵液力後，輪缸兩端活塞會同時頂向左右制動蹄的蹄端，作用力相等。但由於車輪是旋轉的，制動鼓作用於制動蹄的壓力左右不對稱，造成自行增力或自行減力的作用。因此，業內將自行增力的一側制動蹄稱為領蹄，自行減力的一側制動蹄稱為從蹄，領蹄的摩擦力矩是從蹄的2～2.5倍，兩制動蹄摩擦襯片的磨損程度也就不一樣。

鼓式制動器

為了保持良好的制動效率，制動蹄與制動鼓之間要有一個最佳間隙值。隨著摩擦襯片磨損，制動蹄與制動鼓之間的間隙增大，需要有一個調整間隙的機構。過去的鼓式制動器間隙需要人工調整，用塞尺調整間隙。改進之後的轎車鼓式制動器都是採用自動調整方式，摩擦襯片磨損後會自動調整與制動鼓間隙。當間隙增大時，制動蹄推出量超過一定範圍時，調整間隙機構會將調整桿（棘爪）拉到與調整齒下一個齒接合的位置，從而增加連桿的長度，使制動蹄位置位移，恢復正常間隙。

轎車鼓式制動器一般用於後輪（前輪用盤式制動器）。鼓式制動器除了成本比較低之外，還有一個好處，就是便於與駐車（停車）制動組合在一起，凡是後輪為鼓式制動器的轎車，其駐車制動器也組合在後輪制動器上。這是一個機械系統，它完全與車上制動液壓系統是分離的：利用手操縱桿或駐車踏板（美式車）拉緊鋼拉索，操縱鼓式制動器的槓件擴展制動蹄，起到停車制動作用，使得汽車不會溜動；鬆開鋼拉索，回位彈簧使制動蹄恢復原位，制動力消失。

產品特性

優點

鼓式制動器造價便宜，而且符合傳統設計。 四輪轎車在制動過程中，由於慣性的作用，前輪的負荷通常占汽車全部負荷的70%-80%，前輪制動力要比後輪大，後輪起輔助制動作用，因此轎車生產廠家為了節省成本，就採用前盤後鼓的制動方式。不過對於重型車來說，由於車速一般不是很高，剎車蹄的耐用程度也比盤式制動器高，因此許多重型車至今仍使用四輪鼓式的設計。

缺點

鼓式制動器的制動效能和散熱性都要差許多，鼓式制動器的制動力穩定性差，在不同路面上制動力變化很大，不易於掌控。而由於散熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量。制動塊和輪鼓在高溫影響下較易發生極為複雜的變形，容易產生制動衰退和振抖現象，引起制動效率下降。另外，鼓式制動器在使用一段時間後，要定期調校剎車蹄的空隙，甚至要把整個剎車鼓拆出清理累積在內的剎車粉。

維修保養

維修

鼓式制動器最常見的維修是更換制動蹄。 一些鼓式制動器的背面提供了一個檢查孔，可以通過這個孔查看制動蹄上還剩下多少材料。 當摩擦材料已磨損到鉚釘只剩下0.8毫米長時，應更換制動蹄。 如果摩擦材料是與後底板粘合在一起的（不是用鉚釘），則當剩餘的摩擦材料僅為1.6毫米厚時，應更換制動蹄。

與盤式制動器中的情況相同，制動鼓中有時會磨損出很深的劃痕。 如果磨損完的制動蹄使用時間太長，將摩擦材料固定在後部的鉚釘會把鼓磨出凹槽。 出現嚴重劃痕的鼓有時可以通過重新打磨來修復。 盤式制動器具有最小允許厚度，而鼓式制動器具有最大允許直徑。 由於接觸面位於鼓內，因此當您從鼓式制動器中去除材料時，直徑會變大。

保養

當襯塊磨損時，制動蹄和鼓之間將產生更多的空間。汽車在倒車過程中停止時，會推動制動蹄，使它與鼓靠緊。 當間隙變得足夠大時，調節桿會搖動足夠的幅度，使調節器齒輪前進一個齒。 調節器上帶有像螺栓一樣的螺紋，因此它可以在轉動時鬆開一點，並延伸以填充間隙。 每當制動蹄磨損一點時，調節器就會再前進一點，因此它總是使制動蹄與鼓保持靠近。一些汽車的調節器在使用緊急制動器時會啟動。 如果緊急制動器有很長一段時間沒有使用了，則調節器可能無法再進行調整。

因此，如果您的汽車裝有這類調節器，一周應至少使用緊急制動器一次。

發展趨勢

轎車制動器已基本實現前盤後鼓的配置，甚至部分檔次稍高的轎車已實現前後均為盤式制動。隨著我國汽車工業的發展，國家標準對汽車制動性能的要求日益嚴格，在一些商用車上也開始出現前盤後鼓，甚至前盤後盤的配置。 GB7258-2012（2012年9月1日起實施）明確提出：專用校車和危險貨物運輸車的前輪及車長大於9m的其他客車的前輪應裝備盤式制動器。