駐車制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

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1、設(shè)計(jì)技術(shù)駐車制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)黃鍵李薇辜振宇(福州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院福州350002)摘要：本文比較詳細(xì)地介紹了駐車制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：駐車制動(dòng)設(shè)計(jì)1前言駐車制動(dòng)裝置是使汽車在路面（包括斜坡）上停駐時(shí)，為防止車輛滑行，以及汽車在坡道上起步時(shí)，用以防止車輛后退的裝置。駐車制動(dòng)裝置有別于行車制動(dòng)裝置，它們各自有相互獨(dú)立的操縱裝置，駐車制動(dòng)裝置常采用手操縱機(jī)構(gòu)，所以通常又稱為手制動(dòng)，但駐車制動(dòng)裝置既可以是手操縱也可以是腳操縱。一般小汽車和輕型卡車采用手操縱機(jī)構(gòu)，而大型車輛則采用腳操縱的駐車制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)。本文主要介紹手操縱的駐車制動(dòng)裝置。2駐車制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)駐車制動(dòng)

2、裝置包括駐車制動(dòng)器和駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分。駐車制動(dòng)器按其作用部位分為兩種類型，一種是制動(dòng)傳動(dòng)軸的中央制動(dòng)器，另一種是與行車制動(dòng)器共用的車輪制動(dòng)器，目前，多采用作用于后輪的駐車機(jī)構(gòu)。駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)因其對(duì)可靠性的要求較高，一般都采用機(jī)械式的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，但究竟是采用中央制動(dòng)器駐車還是采用車輪制動(dòng)器駐車，其駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有所不同，而不管是哪一種的駐車類型，制動(dòng)器都有鼓式和盤式之分，所以，駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還有所差異。圖1為采用盤式中央制動(dòng)器的駐車制動(dòng)裝置，在鼓式制動(dòng)器中利用行車制動(dòng)器作手制動(dòng)器使用時(shí)，如圖3，一般是在它的后制動(dòng)蹄上通過固定銷裝有一個(gè)制動(dòng)蹄杠桿，在這個(gè)杠桿的中間通過一根制動(dòng)蹄推

3、桿同前制動(dòng)蹄連接。駐車制動(dòng)時(shí)，拉緊或擺動(dòng)手制動(dòng)操縱桿，經(jīng)一系列杠桿和拉繩傳動(dòng)，將駐車制動(dòng)杠桿的下端向前拉，使之繞固定銷轉(zhuǎn)動(dòng)，其中間支點(diǎn)推動(dòng)制動(dòng)推桿左移，將前制動(dòng)蹄推向制動(dòng)鼓。當(dāng)前制動(dòng)蹄壓靠到制動(dòng)鼓上之后，推桿停止移動(dòng)，此時(shí)制動(dòng)杠桿繞中間支點(diǎn)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，于是制動(dòng)杠桿的上端向右移動(dòng)，使后制動(dòng)蹄壓靠到制動(dòng)鼓上，從而產(chǎn)生駐車制動(dòng)作用。對(duì)于帶有駐車驅(qū)動(dòng)的盤式車輪制動(dòng)器，如圖4，駐車時(shí)是通過駐車?yán)鞯睦瓌?dòng)使位于制動(dòng)鉗體內(nèi)的指銷推動(dòng)輔助活塞移動(dòng)，輔助活塞進(jìn)而頂住活塞移動(dòng)，先使活塞一側(cè)的制動(dòng)塊壓靠到制動(dòng)盤，接著，此反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同另一側(cè)的制動(dòng)塊壓靠到制動(dòng)盤，從而產(chǎn)生駐車制動(dòng)作用

4、。3駐車制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)駐車制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)其實(shí)應(yīng)在行車制動(dòng)系設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮，首先應(yīng)選擇駐車制動(dòng)裝置的類型：轎車上一般93設(shè)計(jì)技術(shù)采用駐車與行車制動(dòng)共用的車輪制動(dòng)器，而貨車上一般采用中央制動(dòng)器。對(duì)于前者，考慮到行車制動(dòng)與駐車制動(dòng)的功能合二為一，如果是用鼓式的制動(dòng)器，那么制動(dòng)器就要選用領(lǐng)從蹄式或雙向增力式的結(jié)構(gòu)，高級(jí)轎車更多的是使用雙向增力式的結(jié)構(gòu)；對(duì)于后者，由于是中央制動(dòng)器，行車制動(dòng)器的選擇就不受駐車制動(dòng)的影響，而駐車制動(dòng)器如果是用鼓式的制動(dòng)器，則大多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的領(lǐng)從蹄式或雙向增力式。94設(shè)計(jì)技術(shù)駐車制動(dòng)裝置的類型確定后，進(jìn)行駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。采用中央制動(dòng)

5、器的駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要考慮手操縱力的大小和手柄的操作空間應(yīng)符合人體工程。采用車輪制動(dòng)器的駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)除了設(shè)計(jì)杠桿增大手作用力外，還應(yīng)考慮施加給兩個(gè)后制動(dòng)器的駐車驅(qū)動(dòng)力應(yīng)相等，所以，在駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中要設(shè)置均衡器，用來向每個(gè)后制動(dòng)器施加相等的作用力。圖5是幾種常見的均衡器。其中形式（d）通常用于盤式車輪制動(dòng)器，其它幾種大多用于鼓式車輪制動(dòng)器。手制動(dòng)操縱桿的設(shè)計(jì)主要根據(jù)駕駛室的空間大小，常見的有拉桿式的（如圖6中所示），也有擺臂式的（如圖7）。駐車制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式都確定后，還應(yīng)校核以下幾項(xiàng)，使其滿足要求。3.2駐坡效能的驗(yàn)算駐坡效能是以汽車在良好路面上能可靠而無時(shí)間

6、限制地停駐的最大坡度（%）來衡量，圖7為汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力情況，根據(jù)參考文獻(xiàn)1，可知汽車在上坡路和下坡路上停駐時(shí)的坡度極限傾角α和α＇分別是：α=arctan?L1?L?hgα'=arctan?L1?L+hg式中?-------輪胎與地面間的附著系數(shù)，?=0.7，如果坡度極限傾角α和α＇不小于16%~20%，則說明汽車滿足駐坡效能。3.3制動(dòng)手柄拉力的驗(yàn)算駐車制動(dòng)器要能保證產(chǎn)生汽車在坡路為α的坡道上可靠地制動(dòng)力矩為：T0=Wr??esinα停車所需的（1）式中re-------車輪的有效半徑，m；W-------汽車所受重力，N；單個(gè)后輪駐車制動(dòng)器的

7、制動(dòng)力矩上限為：T01=12??Wresinα（2）中央駐車制動(dòng)器的制動(dòng)力矩上限為：??αT=Wresin（3）0i0式中i0-------后驅(qū)動(dòng)橋的主減速比；設(shè)加在手制動(dòng)操縱桿上的拉力為P，對(duì)于駐車制動(dòng)共用后輪制動(dòng)器時(shí)它的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力F為：1F=Pληm（4）2式中P------施加在手制動(dòng)操縱桿上的拉力，95λ------駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的總杠桿比，設(shè)計(jì)技術(shù)ηm------駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，ηm=0.6~0.8，對(duì)于中央駐車制動(dòng)器，它的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力F為：F=Pλη(5)m在如圖8的駐車驅(qū)動(dòng)方式中，當(dāng)車輪有正向滑行趨