鉗盤(pán)式制動(dòng)器(caliper disc brake)是盤(pán)式制動(dòng)器的一種。它的旋轉(zhuǎn)元件是以端面工作的金屬圓盤(pán),稱(chēng)為制動(dòng)盤(pán)。固定元件是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動(dòng)塊,每個(gè)制動(dòng)器中有2~4個(gè),這些制動(dòng)塊及其促動(dòng)裝置都裝在橫跨制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的夾鉗形支架中,總稱(chēng)為制動(dòng)鉗。制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)鉗共同構(gòu)成了鉗盤(pán)式制動(dòng)器。
制動(dòng)器是指產(chǎn)生制動(dòng)力矩、用以阻礙車(chē)輛運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件。目前汽車(chē)中多采用摩擦式制動(dòng)器,它利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力矩。
根據(jù)安裝位置的不同,制動(dòng)器可分為車(chē)輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器。旋轉(zhuǎn)元件固定在車(chē)輪或半軸上的制動(dòng)器稱(chēng)為車(chē)輪制動(dòng)器;旋轉(zhuǎn)元件固定在傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)軸上的制動(dòng)器則稱(chēng)為中央制動(dòng)器。車(chē)輪制動(dòng)器一般用于行車(chē)制動(dòng),也有兼用于應(yīng)急制動(dòng)和駐車(chē)制動(dòng)的;中央制動(dòng)器一般只用于駐車(chē)制動(dòng)和緩速制動(dòng)。
根據(jù)旋轉(zhuǎn)元件的不同,摩擦制動(dòng)器可分為鼓式和盤(pán)式兩大類(lèi)。鼓式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動(dòng)鼓(brake drum),以其圓柱面為工作表面;盤(pán)式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為圓盤(pán)狀的制動(dòng)盤(pán)(brake disc),以其端面為工作表面。
盤(pán)式制動(dòng)器又根據(jù)其固定元件結(jié)構(gòu)形式的不同,分為鉗盤(pán)式制動(dòng)器和全盤(pán)式制動(dòng)器。全盤(pán)式制動(dòng)器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)元件都是圓盤(pán)形的,分別稱(chēng)為固定盤(pán)和旋轉(zhuǎn)盤(pán)。制動(dòng)盤(pán)的全部工作面可同時(shí)與摩擦片接觸,其結(jié)構(gòu)原理與摩擦離合器相似。
鉗盤(pán)式制動(dòng)器散熱能力強(qiáng),熱穩(wěn)定性好,故廣泛應(yīng)用于大多數(shù)轎車(chē)和輕型貨車(chē)上。
鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式可分為定鉗盤(pán)式和浮鉗盤(pán)式兩種。
定鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗固定安裝在車(chē)橋上,既不能旋轉(zhuǎn),也不能沿制動(dòng)盤(pán)軸線方向移動(dòng),因而其中必須在制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)都裝設(shè)制動(dòng)塊促動(dòng)裝置(例如相當(dāng)于制動(dòng)輪缸的液壓缸),以便分別將兩側(cè)的制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤(pán)。
如圖1所示為定鉗盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。制動(dòng)盤(pán)1 固定在輪轂上,制動(dòng)鉗5 固定在車(chē)橋上,既不能旋轉(zhuǎn)也不能沿制動(dòng)盤(pán)軸向移動(dòng)。制動(dòng)鉗內(nèi)裝有兩個(gè)制動(dòng)輪缸活塞2,分別壓住制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的制動(dòng)塊3。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板使汽車(chē)制動(dòng)時(shí),來(lái)自制動(dòng)主缸的制動(dòng)液被壓入制動(dòng)輪缸,制動(dòng)輪缸的液壓上升,兩輪缸活塞在液壓作用下移向制動(dòng)盤(pán),將制動(dòng)塊壓靠到制動(dòng)盤(pán)上,制動(dòng)塊夾緊制動(dòng)盤(pán),產(chǎn)生阻止車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力矩,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。
定鉗盤(pán)式制動(dòng)器中液壓缸的結(jié)構(gòu)域制造工藝都與一般制動(dòng)輪缸相近,故在20世紀(jì)50年代中期盤(pán)式制動(dòng)器問(wèn)世時(shí)即采用了這種結(jié)構(gòu),直到60年代末仍然盛行。但是,這種制動(dòng)器存在著以下缺點(diǎn):
1)液壓缸較多,使制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜;
2)液壓缸分置于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè),必須用跨越制動(dòng)盤(pán)的鉗內(nèi)油道或外部油管來(lái)連通。這必然使得制動(dòng)鉗的尺寸過(guò)大,難以安裝在現(xiàn)代化轎車(chē)的輪輞內(nèi);
3)熱負(fù)荷大時(shí),液壓缸(特別是外側(cè)液壓缸)和跨越制動(dòng)盤(pán)的油管或油道中的制動(dòng)液容易受熱汽化;
4)若要兼用于駐車(chē)制動(dòng),則必須加裝一個(gè)機(jī)械促動(dòng)的駐車(chē)制動(dòng)鉗。
這些缺點(diǎn)使得定鉗盤(pán)式制動(dòng)器難以適應(yīng)現(xiàn)代汽車(chē)的使用要求,故自2世紀(jì)70年代以來(lái),逐漸讓位于浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器。
浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗一般設(shè)計(jì)的可以相對(duì)制動(dòng)盤(pán)軸向滑動(dòng)。其中只在制動(dòng)盤(pán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置液壓缸,而外側(cè)的制動(dòng)塊則附裝在鉗體上。
圖2為浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。制動(dòng)鉗支架3固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上,制動(dòng)鉗體1與支架3可沿導(dǎo)向銷(xiāo)2軸向滑動(dòng)。制動(dòng)時(shí),活塞8在液壓力p1的作用下,將活動(dòng)制動(dòng)塊6(帶摩擦塊磨損報(bào)警裝置)推向制動(dòng)盤(pán)4.與此同時(shí),作用在制動(dòng)鉗體1上的反作用力p2推動(dòng)制動(dòng)鉗體沿導(dǎo)向銷(xiāo)2向右移動(dòng),使固定在制動(dòng)鉗體上的固定制動(dòng)塊5壓靠到制動(dòng)盤(pán)上。于是,制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的摩擦塊在p1和p2的作用下夾緊制動(dòng)盤(pán),使之在制動(dòng)盤(pán)上產(chǎn)生于運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩,促使汽車(chē)制動(dòng)。
與定鉗盤(pán)式制動(dòng)器相反,浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)不需要跨越制動(dòng)盤(pán)的油道,故不僅軸向和徑向尺寸較小,有可能布置得更接近車(chē)輪輪轂,而且制動(dòng)液受熱汽化的機(jī)會(huì)較少。
此外,浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器在兼充行車(chē)和駐車(chē)制動(dòng)器的情況下,不用加設(shè)駐車(chē)制動(dòng)鉗,只須在行車(chē)制動(dòng)鉗液壓缸附近加裝一些用以推動(dòng)液壓缸活塞的駐車(chē)制動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)零件即可。
優(yōu)點(diǎn)
盤(pán)式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比有較多其優(yōu)點(diǎn):
(1)盤(pán)式制動(dòng)器工作表面為平面且兩面?zhèn)鳠幔瑘A盤(pán)旋轉(zhuǎn)容易冷卻,不易發(fā)生較大變形;
(2)無(wú)助勢(shì)作用,制動(dòng)器效能受摩擦系數(shù)影響小,制動(dòng)性能較為穩(wěn)定;
(3)制動(dòng)盤(pán)沿厚度方向熱膨脹量小,即使長(zhǎng)時(shí)間使用后制動(dòng)盤(pán)因高溫膨脹,也會(huì)使制動(dòng)作用增強(qiáng);
(4)尺寸和質(zhì)量??;
(5)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整間隙,維修簡(jiǎn)便;
(6)浸水后效能降低小,只須一、二次制動(dòng)可恢復(fù)正常。
缺點(diǎn)
盤(pán)式制動(dòng)器的不足之處在于摩擦片直接作用在圓盤(pán)上,無(wú)自動(dòng)摩擦增力作用,制動(dòng)效能較低,所以用于液壓制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)若所需制動(dòng)促動(dòng)管路壓力較高,須另行裝設(shè)動(dòng)力輔助裝置;兼用于駐車(chē)制動(dòng)時(shí),加裝的駐車(chē)制動(dòng)傳動(dòng)裝置比鼓式制動(dòng)器要復(fù)雜,因而在后輪上的應(yīng)用受到限制。