鼓式制动器间隙自动调节计算方法过程分析伍文明1， 冯翠云2 （1.广东中博汽车零部件有限公司，广州511356；2.桂林电子科技大学信息科技学院，广西桂林541004） 摘 要：现有传统手动纯机械式汽车制动器间隙调节方法存在许多不足之处，文中提出了一种制动器间隙自动调节技术。以启辰341制动器为例，针对棘轮、拨板结构的鼓式制动器自调机构分析其自调原理、间隙计算和调整方法。这一方法调节过程简单，平稳可靠性高。 关键词：鼓式制动器；自动调节；制动间隙；棘轮；拨板 0 引 言按照GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》7.2.7要求，汽车的制动器应有间隙补充装置[1]。本文所提的制动制动器间隙是指未制动时，两个制动蹄摩擦片中点到制动鼓壁的间隙之和。制动间隙过大会导致刹车反应慢，刹车踏板行程长[2]；制动间隙小会导致空转拖磨、异响等。制动间隙是制动器的重要参数之一，它会随摩擦片的磨损而变大，为了避免因磨损导致制动间隙超出我们的设计要求，现在的鼓式制动器通常增加了间隙自调机构，本文以“启辰341”制动器为例对其棘轮和拨板结构的自调机构进行了分析。 1 棘轮拨板结构自调机构原理 图1 鼓式制动器结构图 制动间隙因摩擦片的磨损不断增大[3]，制动（或松开）时，制动蹄的运动行程（图4中t0）也不断增大。拨板（图1）一端安装在制动蹄（图1）上，拨板的运动行程与制动蹄的运动行程是相关的；拨板的另一端在棘轮（图1）齿顶滑动，当滑动距离超过一个齿顶距时，拨板就掉到棘轮齿根部，推动棘轮转动一个齿，与棘轮相连的螺杆也相应地转动一个角度，调整杆露出长度增大，推动制动蹄张开，补充因制动蹄磨损而变大的制动间隙，达到制动间隙稳定的目的。 2 制动器制动间隙计算对于本文所叙述的棘轮、拨板自调机构的制动器，制动器的直径补偿是间歇式的，在自调机构开始自调的前一瞬间，制动器的制动间隙最大，在自调机构刚调整以后，制动器的制动间隙最小[4]：  式中：δmax为最大制动间隙；δmin为最小制动间隙；δ0为单齿调整间隙。 根据自调结构的原理，当拨板棘轮端的行程（图3中t）达到一个棘轮齿顶距时，对应的制动蹄张开行程就是制动器的最大间隙。 根据制动蹄的结构，可以分三个步骤计算制动器的最大间隙： 第一步，计算调整板棘轮端的一齿行程,如图2所示。   图2 棘轮结构图 式中：t′为调整板棘轮端的一齿行程；d为棘轮外径；z为棘轮齿数。 第二步，计算拨板制动蹄固定端t1与棘轮端t的行程关系，如图3所示。  图3 拨板图  图4 制动蹄行程图  当t=t′时，对应的制动间隙最大。 第三步，计算拨板制动蹄固定端行程t1与制动间隙t0的关系，如图4所示。  因通常计算的制动间隙是指制动蹄中点到制动鼓的间隙，是一个水平方向的距离，所以我们只计算水平方向的分量。另外，可以假设左边制动蹄贴紧制动鼓，这时右边的制动间隙t0即可代替总间隙。最后，综合上面三步可以得出最大制动间隙（双面总间隙）为：  式中：k为制动蹄变形量。 由于制动蹄的弹性变形及摩擦片的压缩变形会导致制动蹄在走完间隙行程后，拨板端还会变形往前走，这个变形量需要减去，根据试验数据推算k可以取值0.3 mm左右。代入文中附图的尺寸可以计算出示例的最大间隙：  由于制动蹄的弹性变形及摩擦片的压缩变形会导致制动蹄在走完间隙行程后，拨板端还会变形往前走，这个变形量需要减去，根据试验数据推算k可以取值0.3 mm左右。 3 单齿调整间隙计算如图5，棘轮撑杆水平方向推动制动蹄，制动蹄沿支撑点向外旋转运动，因通常计算的制动间隙是指制动蹄中点到制动鼓的间隙，是一个水平方向的距离，所以我们只计算水平方向的分量。 如图5所示的结构，可以算出棘轮轴与制动蹄运动行程的比例关系:  代入图5数据示例的单齿调整间隙： 其中：t′为单齿调整间隙；m为棘轮螺杆螺距（本例为1.25 mm）；z为棘轮齿数（本例为36齿）；L1为棘轮中心到蹄支撑点的竖直距离；L2为制动蹄中心到蹄支撑点的竖直距离。 图5 单齿间隙补充图 4 结论1）制动器的制动间隙与调整机构中拨板在棘轮齿顶的位置相关。当拨板运动到棘轮齿尖时，对应的制动蹄张开行程就是制动器的最大间隙；当拨板越过齿尖开始拨动一齿后，对应的制动蹄张开的行程就是制动器的最小间隙。 2）由于制动器的结构布置不方便做大的改动，制动间隙的最快捷方法是改变调整棘轮的齿数Z。在其他条件不变的情况下，齿数Z增加，最大制动间隙变小，反之变大。 ［参考文献］ [1]机动车运行安全技术条件:GB7258-2012[S]. [2]余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2000. [3]康展权.汽车工程手册设计篇[M].北京：人民交通出版社,2001. （编辑 黄荻） Calculation Process and Analysis on Automatic Adjustment Methods of Drum Brake Clearance WU Wenmin1, FENG Cuiyun2 Abstract：Traditional manual mechanical type automobile brake gap adjustment method has many deficiencies.This paper proposes the automatic adjustment technology of a brake.Taking brake of Kai Chen 341 as an example,we analyze self regulating principle,gap calculation and adjustment method of the dial self regulating mechanism in drum brake with ratchet device.The method of adjusting process is simple and stable,and has high reliability. Keywords：drum brake;automatic adjustment;brake clearance;ratchet;dial plate 中图分类号：TG 294.2 文献标志码：A 文章编号：1002－2333（2017）07－0025－02 作者简介：伍文明（1979—），男，工程师，从事汽车制动器开发工作；冯翠云（1977—），男，高级工程师，从事机械结构和冲压成型研究。 收稿日期：2016-12-14 基金项目：广西壮族自治区教育厅科研项目（201203YB074）；教改项目（2015JGY12） |
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