第九章 轮式机械制动系(详)

第九章轮式工程机械制动系§9-1

制动系概述功用：使行驶中的车辆减速并停车使已停车的车辆可靠的停放下长坡时限制车速组成： 行车制动装置 驻车制动装置 辅助制动装置每个制动装置一般由独立的系统组成

制动器装在车轮内或车轮内侧，用于行车制动，早期多用蹄式，现在工程机械用盘式的越来越多。行车制动（主制动系）驻车制动一般装在变速箱输出轴上，有的也装在车轮上，主要用于停车时长久制动，以及紧急制动时，与主制动同时操作。多用蹄式或盘式。一般不采用液压或气压式制动驱动机构。而采用机械式制动驱动机构，以保证长时间的制动作用。辅助制动多用关闭发动机排气管路的排气制动。工程机械多为三个制动系并存，少数由两个制动系组成。每个制动系由制动器和制动驱动机构组成。制动装置基本结构制动踏板制动主缸制动油管制动鼓制动轮缸摩擦片制动蹄回位弹簧支承销制动力工作原理演示制动系工作原理

工作过程：踩下踏板，主缸中油液进入分缸，推动活塞使两制动蹄上端向外张开，制动蹄摩擦片压紧在制动鼓内表面，形成一摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反；摩擦力矩传到地面，产生一个向前的圆周力作用于地面；而地面产生一反作用力作用于车轮，与车轮方向相反，即为制动力。工作原理（１）不制动时，不踩踏板，两蹄上端靠回位弹簧作用紧贴在制动轮缸活塞上，衬片与制动鼓间有环形间隙，故车轮自由旋转运行。（2）制动时，踩下踏板→推杆→活塞右移→制动液产生压力→进入制动轮缸→推动活塞→推蹄片→压紧制动鼓→产生摩擦力矩M，从而产生制动力P

。P经车轮→桥→悬架→车架→车辆减速（3）放开踏板，回位弹簧将蹄拉回，同时回油，制动作用消除“抱死”现象制动力P

随M的增大面增大，但不能无限增大，受附着条件限制。即，当达到极值时，M再增加而不能使P

增大，把对应的M记为，当时，有可能发生现象，即车轮不转动而在地面上滑动，称为抱死现象。“抱死”后果（1）车轮在地面上留下拖印（2）车的动能主要在轮胎与地面的摩擦处转化为热能，使轮胎局部受热，变软，造成严重磨损。（3）附着系数下降（4）运行方向的稳定性变差。当为时，车轮车轮受到很小的横向力都将使车轮运动偏离原来方向而侧向滑动，给转向造成困难，甚至无法控制。“抱死”现象后果因此，应尽量避免抱死现象，在设计时，要求车轮能承受一定的侧向力；车轮设计制动力矩不应使其抱死。车轮最好的制动状态是车轮P接近，车轮在路面上形成清晰的轮胎花纹印痕，车轮的动能在制动器处转化为热能。§9-2制动器

蹄式制动器类型及作用原理盘式制动器类型及作用原理一、蹄式制动器置于车轮内的蹄式制动器组成：旋转部分：制动鼓固定部分：制动底板、制动蹄张开机构：轮缸定位调整：调整凸轮、偏心支承销制动鼓制动底板制动轮缸调整凸轮偏心支承销蹄式制动器常见类型1、非平衡式制动器（紧松蹄式制动器）紧蹄（增势蹄）松蹄（减势蹄）制动轮缸何为“紧蹄”“松蹄”？左右蹄片摩擦片长度不同力分析图2、非对称简单平衡式制动器

（单向双紧蹄式制动器）制动轮缸制动轮缸紧蹄紧蹄单向助势平衡式制动器力分析图工作时，两蹄同为转紧蹄或转松蹄，单位压紧力相等，轮轴受力平衡，为平衡式。两个方向转动时，制动效果不一样，为非对称式。3、对称平衡式制动器

（浮蹄式、双向双紧蹄式制动器）

制动轮缸制动轮缸制动蹄制动蹄双向助势平衡式制动器受力分析图4、双松蹄式制动器制动轮缸制动轮缸松蹄松蹄5、自增力式制动器单向自增力式制动器顶杆F2F1F2>F1受力分析图6、双向自增力式制动器几种制动器制动效能比较，哪种最好？自增力式制动器>双紧蹄式>紧松蹄式>双松蹄式7、凸轮式制动器凸轮式制动器定轴凸轮式制动器属非平衡式。由于实际中凸轮与蹄间的间隙不可能完全一致，因此原在间隙较小的制动蹄受法向压紧力较大，未经磨合时是不平衡的，在使用中，压紧力大的磨损快，经磨合后两蹄的法向压紧力趋于平衡，转化为平衡式。二、盘式制动器钳盘式制动器全盘式制动器｛定钳式浮钳式1、钳盘式制动器结构：制动盘制动钳体制动块活塞制动钳导向销定钳盘式制动器结构：活塞制动钳体制动块车桥进油口制动盘缺点：油缸多、结构复杂、制动钳尺寸大油路中的制动液受制动盘加热易汽化。ZL30装载机主制动器浮钳盘式制动器结构：车桥导向销进油口活塞制动钳制动块制动盘浮钳盘式制动器工作演示钳盘式制动器特点优点：1、制动效能稳定，散热性好。（摩擦面为两个平行面；露在外面）2、浸水后制动效能降低较少，制动力稳定；3、结构简单，保修方便。4、可以自动补偿间隙，无需调整。5、摩损均匀，使用寿命长。缺点：摩擦副面积小，制动效能低，单位面积压力较高，导致液压制动管路中的油压较高。必须用高性能的摩擦材料。防污能力差。钳盘式制动器应用多用中小型在工程机械主制动系和工程汽车的停车制动系及主制动系统中。手制动器使用这种型式的越来越少。如：ZL30、ZL50的手制动器采用人力机械驱动双蹄内涨式，郑州轮胎式推土机的手制动器则用外带式。2、全盘式制动器/多片盘式制动器装在轮毂内：多片全盘湿式油冷全密封式。轮胎式T、自动P、工程用重型越野汽车、大型Z等。装在差速器与轮边减速之间：Caterpillar公司新产品：980G型铰接式Z、成都工程机械集团生产的35FZ轮式推土机车轮制动器/图11-10

制动器组成旋转部分固定部分P298全盘式制动器特点结构紧凑，磨擦片磨损均匀，寿命长。制动效能稳定，制动平顺性较好。磨擦片数根据需要增减，制动力矩可大可小。适用范围广。散热性差。结构复杂。三、帯式制动器制动鼓转动方向制动带推杆活塞制动鼓履式机械转向制动器多为带式。四、驻车制动器功用： 停车后防止溜坡 坡道起步 紧急制动分类： 中央制动器（安装在变速器或分动器之后） 复合式制动器（在车轮制动器附加机构）蹄鼓式驻车制动器驻车制动杠杆平头销驻车制动推杆五、排气制动器一些工程机械上采用了发动机排气制动器，作为辅助制动装置使用。排气制动器实际上是一个阀，通过它堵住发动机的排气管，将发动机变成一个压缩机以消耗机械动能，降低其行驶速度。结构及原理如图11-14优点：机械在下长坡时，使用排气制动：可以减轻脚制动器的负担，避免制动器的温度过高而失灵，并延长了其使用寿命。可以延长发动机汽缸的使用寿命，因为转速降低了很多，汽缸的磨损降低。可以防止侧滑。制动平稳，不致使车轮打滑。节省燃料。人力式制动驱动机构：利用驾驶员施加于制动系的力作为制动力源的驱动机构。动力式制动驱动机构：助力式、全动力式§9-3制动驱动系统按制动能源分按传动介质分机械式、液压式、气压式、气液综合式一、液压制动驱动装置后轮制动器前轮制动器油管前制动轮缸后制动轮缸制动主缸特点结构简单紧凑、工作可靠、制动柔和，润滑良好。但制动效能稍差。对制动液有较高要求。二、气压式动力制动系统转向失灵时，制动一侧前轮以转向。特点以压缩空气为介质，依靠发动机带动压缩机所产生的空气压力作为制动的全部力源。工作可靠，操纵轻便、省力，制动效能好，便于挂车的制动操纵等。辅助设备多，结构复杂，零件的结构尺寸和质量比液压式大，工作滞后现象严重。三、气液综合式制动驱动系统气液式制动驱动在重型工程机械上应用比较多，综合运用了气压传动可靠，操纵轻便省力和液压传动结构紧凑，制动平顺和润滑良好的优点。通过制动总泵将空气压力转化为液压力后作用在制动器上。四、双管路制动驱动系统

1、两桥制动器独立制动

性能：当其中一套管路损坏时，另一套仍可以正常工作，保证制动系的工作可靠性。当一套管路失效时，另一套管路仍能保持一定的制动效能。制动效能低于正常时的50％。制动主缸总缸结构见唐P2362、同一制动器两个轮缸独立制动制动主缸当一套管路失效时，另一套管路仍能使前、后制动器保持一定的制动效能。制动效能为正常时的50％。3、前后制动器对角独立制动一套管路失效时，另一套管路使对角制动器保持一定的制动效能，为正常时的50％。制动主缸双管路液压制动驱动应用实例液压式制动驱动系统§9-4制动系统性能要求１、可靠性：制动力矩足够大，即制动能力，取决于制动器，制动驱动系统的性能，整车重量及在各桥上的分配，并受附着条件的限制，即能够提供附着力F所允许的足够的制动力Pτ2、操纵轻便脚制动踏板上的力不大于200～250N；紧急制动不超过450N；手制动器手柄上力不大于250～350N；脚踏板行程不大于150～200㎜；手杆行程不大于200～250㎜3、制动稳定性要好方向稳定性：左右制动力应相等，以免跑偏热稳定性：发热及冷却多次后，制动衰退率应小4、散热性好温度过高，会使摩擦系数迅速下降，制动力矩受到影响5、避免自动制动在车轮跳动或转向时，不应引起自身自动制动，即自刹现象6、制动平稳性要好，灵敏性要好制动时制动力应迅速而且稳定地增加，放松时，制动力应迅速消失习题制动系统通常由哪几个独立的系统的组成?每一系统又由哪几部分组成?制动器有哪些类型?分别应用于何种工作条件下?制动驱动方式有哪几种?各有什么特点?何为双管路制动系统？