盘式制动器及其应用于汽车底盘构造与维修

制动器有两种结构：盘式和鼓式。目前绝大多数轿车前轮使用盘式制动器，而且已经有许多轿车四个车轮都使用盘式制动器。盘式制动器中的旋转元件是以端面为工作面的金属圆盘一制动盘，制动盘安装在轮毂上，与车轮一起旋转。盘式制动器的固定元件为制动钳，制动钳上带有摩擦衬片，当驾驶员踩下制动踏板时，传动机构使制动钳压紧制动盘，通过摩擦产生制动作用。如图5.1所示。

图5.1　盘式制动器的简化说明

1—制动蹄摩擦块；2—液压力；3—制动盘

根据其固定元件的结构形式，盘式制动器可分为钳盘式和全盘式两种。钳盘式制动器的固定元件为制动钳，制动钳中的制动块由工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成，每个制动器中有2～4个制动块。钳盘式制动器按制动钳固定在支架上的结构形式又可分为定钳盘式和浮钳盘式两种。全盘式制动器的固定元件的金属背板和摩擦片都做成圆盘形，因而其制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，所以其散热性能比钳盘式制动器差。钳盘式制动器目前被各级轿车和轻型货车用做车轮制动器。全盘式只有少数汽车（主要是重型汽车）采用为车轮制动器。

1.定钳盘式制动器

（1）基本结构

如图5.2所示，作为旋转元件的制动盘安装在轮殻上，随车轮一起旋转。制动盘一般用合金铸铁制成，其两侧的外表面为工作面。制动盘的结构通常有通风装置，通风的制动盘在内外两个制动表面之间铸有冷却叶片，这种结构可以使制动盘的通风面积增加，同时在车轮旋转时，叶片的旋转增加了空气的循环，有效地冷却制动器。

图5.2　定钳盘式制动器的基本结构

作为固定元件的制动钳，其上有制动油缸、活塞、制动块等。制动钳的钳形支架通过螺栓安装在转向节或桥売上，并用调整垫片控制制动钳与制动盘之间的相对位置。制动钳不能相对于制动盘轴向移动，因此制动盘两侧都装有制动块、油缸，以便将制动块压向制动盘。

（2）工作情况

制动时，制动液被压入内外两油缸中，在液压作用下两活塞带动两侧制动块相向移动，压紧制动盘，产生摩擦力矩。在活塞移动过程中，矩形橡胶密封圈的刃边在活塞摩擦力的作用下随活塞移动而产生微量的弹性变形，如图5.3所示。解除制动时，活塞和制动块依靠密封圏的弹力回位。由于矩形密封圈的刃边变形量很小，在不制动时，制动块摩擦片与制动盘之间的间隙每边都只有0.10mm左右，以保证解除制动。制动盘受热膨胀时，厚度方面只有微小的变化，不会发生制动拖滞现象。

如果制动块摩擦片与制动盘的间隙因磨损加大，制动时活塞密封圈变形达到极限后，活塞仍可在液压作用下，克服密封圈的摩擦力，继续移动，直到摩擦片压紧制动盘为止，但解除制动时，矩形密封圈所能将活塞推回的距高同摩擦片磨损之前是相同的，即摩擦片与制动盘之间的间隙仍保持标准值。由此可见密封圈能兼起活塞回位弹簧和白动调整制动间隙的作用。

图5.3　矩形密封圈的工作情况(www.xing528.com)

2.浮钳盘式制动器

如图5.4所示为浮钳盘式制动器的结构示意图。它与定钳盘式制动器的不同之处在于，制动钳体可相对于制动盘沿滑销轴向移动，而且，制动油缸只安装在制动盘的内侧，数目只有定钳盘式制动器的一半。制动时液压作用力推动活塞，使内侧制动块压靠制动盘，同时钳体上受到的反力使钳体连同固装在其上的外侧制动块压靠在制动盘的另一侧面上，直到两侧制动块受力均匀为止。

图5.4　浮钳盘式制动器的结构示意图

1—钳体；2—滑销；3—制动钳支架；4—制动盘；5—橡胶密封圈；6、7摩擦块

与定钳盘式制动器相比，浮钳盘式制动器的优点是它的外侧无液压件，单侧的油缸结构不需要跨越制动盘的油道，故不仅轴向尺寸和径向尺寸小，能够布置得更接近轮毂，而且不易产生气阻。此外浮钳盘式制动器在兼作驻车制动器的情况下，不用加装驻车制动钳，只须在行车制动钳油缸附近加一些用以推动油缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。浮钳盘式制动器的缺点是刚度较差，摩擦片易产生偏磨。

如图5.5所示为桑塔纳轿车前轮使用的浮钳盘式制动器的结构。该制动器由制动盘、带有摩擦片的内外制动块、固定支架、浮动支架、前制动轮缸活塞及弹簧片等组成。

图5.5　桑塔纳轿车前轮盘式制动器

1—螺栓；2—导向钢套；3—橡胶衬套；4—塑料套：5—放气螺塞；6—防尘罩；7—浮动支架；8—活塞；9—密封圈；10—防尘罩；11—保持弹簧片；12—制动块：13—制动盘固定螺钉；14—制动盘；15—制动钳固定支架；16—弹簧垫圈；17—防溅盘

制动盘用合金铸铁制成，用螺栓固装在轮毂上，随车轮一起旋转。固定支架上有导轨，通过两根特制的弹簧片安装内外制动块，内外制动块可沿导轨轴向移动，并通过导轨将制动力传到固定支架上。带有制动轮缸的浮动支架用两只内六角螺栓弹性连接在固定支架上，并可沿塑料导管和橡胶套做轴向移动和微量的转动，其轴向移动能使内外制动块对制动盘做浮动定位，而微量转动可起到一定的缓冲作用。浮动支架还与固定支架上的导轨接触，起辅助支承作用。

制动时，活塞在制动液的液压作用下，推动内制动块压向制动盘内端面。同时制动钳上的反力推动制动钳沿定位导向销移动，使外制动块也压靠在制动盘上，产生制动力，于是制动盘两边都被紧紧抱住，使其停止转动，从而实现制动。

前轮制动器的制动间隙由轮缸活塞上的橡胶密封圈变形来实现。当制动时，活塞移动，密封圈变形；制动一结束活塞即在密封圈的弹性作用下回到原位。制动间隙一半单边为0.05～0.15mm，若制动盘和制动块之间产生了过量间隙，则活塞将相对于密封圈滑移，借此实现间隙的自动调整。

解除制动时，橡胶套所释放出来的弹性有助于外侧制动块离开制动盘。活塞密封圈在制动时变形，解除制动时就恢复原状，使活塞回位。