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汽车盘式制动器分析
2011届毕业生毕业设计（论文）
汽车盘式制动器分析
Analysisofautomotivediscbrake
系别：
汽车工程系
专业：
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
完成日期：
2010年12月14日
河北交通职业技术学院
摘要
汽车制动简单来讲，就是利用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。
汽车上使用最多的制动器就是盘式制动器，盘式制动器各部件在如此高温的状况下磨损非常严重，为了保证制动器的工作性能就需要定期的对盘式制动器进行检测，如果发现问题就需要及时进行维修与更换。
本文通过对盘式制动器结构的了解，提出了对各项部件维护前的准备和注意事项，然后利用举升机或千斤顶将车举起，用专用工具进行拆卸和检测，对制动器摩擦衬片的厚度是否合格，制动卡钳是否大修，以及对制动盘的精整和更换进行了系统的描述，确保了盘式制动器的正常工作性能。
关键词：
盘式制动器检测维修
Abstract
Automobilebrakesimplespeaking,istousefrictionatconvertingkineticenergyintoheatenergy,thatcarlosingkineticenergyandstop.Carusemostofthebrakeisdiscbrakes,discbrakepartsinsuchhightemperatureconditionwearveryserious,inordertoguaranteethebrakesworkperformanceisneedsregulartodiscbrakesfortesting,iffoundthattheproblemwillneedtimelymaintenanceandreplacement.Thisarticlethroughtodiscbrakesstructureunderstanding,proposedtothevariouscomponentsmaintenancepreparationbeforeandattention,thenuseliftorjackwillraise,useaspecialtoolcardismantledandtesting,thebrakefrictionfacingthethicknessisunqualified,brakecaliperswhetheroverhaul,andbrakediscoffinishingandreplacethesystemaredescribed,andensurethenormalworkofdiscbrakeperformance.
Keywords:
disc-braketestandmaintenance
【目录】
1.引言1
2.盘式制动器概述1
3.钳盘式制动器结构3
3.1定钳盘式制动器3
3.2浮钳盘式制动器3
4.盘式制动器的检测与维修4
4.1维修时的注意事项和诊断参数4
4.2盘式制动器的故障检测和维修方法5
4.3典型车型案例分析6
5.结论7
参考文献：
8
致谢9
附录10
1.引言
汽车制动系统是汽车行驶的一个重要主动安全系统，其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。
随着汽车的行驶速度和路面情况复杂程度的提高，更加需要高性能.长寿命的制动系统。
制动器按其耗散汽车能量的方式区分，有摩擦式、电池式、惯性式、挡板式等。
电池式制动器滞后作用小，易于连接且接头可靠，但价格高，主要用在部分重型车及汽车列车上；惯性式制动其主要用于小型挂车，其特点是牵引车和挂车之间不许任何管路连接。
目前广泛使用的是摩擦式制动器，摩擦式制动器就其摩擦副的结构形式可分成鼓式、盘式和带式三种。
盘式制动器首先出现在欧洲的竞赛车和小轿车上。
它与鼓式制动器相比有以下优点：
一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常；在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；制动器沿厚度方向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；较容易实现自动调整，其他保养修理作业也较简便。
在世界各国，特别是西欧各国，盘式制动器已广泛应用于各级轿车、轻型车、载货汽车、豪华客车及重型载货汽车等方面。
随着我国公路交通条件的改善，高等级公路的发展，新法则的要求的实施，车辆性能的不断提高，车速不断提高，人们出行也更加追求快捷与舒适乘车方式。
而盘式制动器作为新型的能提高汽车主动安全性，且较好的解快了制动噪音污染、制动过程中粉尘污染、维修频繁等鼓式制动器无法解快的问题，在汽车上应用必将更广泛，意义更深远。
2.盘式制动器概述
盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。
根据其固定元件的结构形式，盘式制动器可分为钳盘式制动器与全盘式制动器。
全盘式制动器的固定摩擦元件和旋转元件均为圆盘形，制动时各盘摩擦表面全部接触。
其工作原理如摩擦离合器，故又称为离合器式制动器。
用得较多的是多片全盘式制动器（如图2-1），以便获得较大的制动力。
但这种制动器的散热性能较差，故多为油冷式，结构较复杂。
钳盘式制动器的固定元件可分为制动钳和制动块。
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。
图2-2所示为定钳盘式制动器的结构示意图，跨置在制动盘上的制动钳体固定安装在车桥上，它既不能旋转也不能沿制动盘方向轴向移动，其内的两个活塞分别位于制动盘的两侧，制动时，制动油液由制动主缸经进油口进入钳体中两个相通的液压腔中，将两侧的制动块压向与车轮固定的制动盘，从而产生制动力。
图2-3所示为浮钳盘式制动器的结构示意图，制动钳体通过导向销与车桥项相连，可以相对于制动盘轴向移动。
制动钳体只在制动盘的内侧设置油缸，而外侧的制动块则附装在钳体上。
制动时，来自制动主缸的液压油通过进油口进入制动油缸，推动活塞及其上的制动块向右移动，并压到制动盘上，于是制动盘给活塞一个向左的反作用力，使得活塞连同制动钳体整体沿导向销向左移动，直到制动盘右侧的制动块也压紧在制动盘上。
此时，两侧的制动块都压在制动盘上，夹住制动盘使其制动。
全盘式制动器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。
钳盘式制动器目前被各级轿车和轻型货车应用；全盘式只有少数汽车采用，所以本文主要讨论钳盘式制动器。
3.钳盘式制动器结构
3.1定钳盘式制动器
制动钳体的构造见图3-2。
制动钳体由内侧钳体和外侧钳体通过螺钉连接而成。
制动盘伸入制动钳的两个制动块之间。
有摩擦块和钢制背板铆合或粘合而成的制动块通过两根导向销悬装在钳体上，并可沿导向销移动。
内、外两侧钳体实际上各为一个液压缸缸体，其中各有一个活塞，油缸上有梯形截面环槽，其中嵌入矩形截面的活塞密封圈。
内、外侧钳体的前部有油道将两侧油缸接通，内侧油缸的油道中装有放气阀。
制动时，制动液被压入内、外两侧油缸中，两活塞在液压作用下移向制动盘，并将制动块压靠到制动盘上。
油缸活塞与制动块之间通过消声片来传力，可以减轻制动时产生的噪声。
定盘式制动器的油缸较多，使制动钳结构复杂；油缸分置于制动盘两侧，需另设跨接油道或管路，使得制动钳尺寸过大；热负荷大时，油缸和跨越制动盘的油管或油道中的制动液容易受热汽化；若兼用于驻车制动，则必须加装一个机械促动的驻车制动钳。
这些缺点使得定盘式制动器难以适应现代汽车的要求，故现已少用。
3.2浮钳盘式制动器
如图3-1所示。
制动钳壳体用螺栓与支架相连，螺栓同时兼做导向销，支架固定在前悬架总成的轮毂轴承座凸缘上。
壳体可沿导向销与支架做轴向相对移动。
两制动块装在支架上，用保持弹簧卡住，使两制动块可以在支架上做轴向移动，但不会上下窜动。
制动盘装在两制动块之间，并通过轮胎螺栓固定在轮毂上。
制动块由无石棉的材料制成的摩擦衬块与钢制背板牢牢粘合而成。
制动钳只在制动盘内侧设有油缸。
制动时活塞在制动液压力作用下，推动内制动块压向制动盘内侧，制动钳上的反力使制动钳壳体向内侧移动，从而带动外制动块压向制动盘外侧面。
于是内、外摩擦快将制动盘的两面紧紧夹住，实现了制动。
这种浮盘式制动器具有热稳定性和水稳定性均好的优点，此外结构简单、造价低廉。
因此被现代汽车广泛采用。
4.盘式制动器的检测与维修
4.1维修时的注意事项和诊断参数
如果检查盘式制动器的问题或故障，必须将制动器总成分解成衬片、卡钳和制动盘。
步骤如下：
断开电池接地电缆，用一个球虹吸器，从前/后分路式系统的前制动器储液罐或盘式制动器储液罐中大约吸出2/3的制动液。
对于对角分路式系统，从两个主缸储液罐吸除制动液。
如果忘记吸除制动液，当驱使活塞返回进入卡钳缸筒时，可能使储液罐溢出制动液。
更换储液罐盖，安全地丢弃吸除的制动液，防止液罐溢出的另一方法是当活塞被迫返回到进入其缸筒时，打开卡钳放气螺钉并将放泄软管插入容器收集排出的制动液。
打开放气螺钉还使活塞容易移动。
如果有的话就关掉空气悬架维修开关，卸下车轮和轮胎总成。
用吸尘器法和湿法清洁制动器总成，除去所有石棉灰尘和轮胎总成。
检查放气螺钉口。
腐蚀了的或冻结了的放气螺钉可通过游渗透法或喷灯小心加热法使螺钉恢复自由。
从车上卸下卡钳，在工作台上检查工作，若不能使放气螺钉松动，则要把它们换掉，卡钳体重新攻丝再装旋塞。
如果卡钳体也腐蚀了或磨损了最后换新的或大修。
拆卸车辆时要小心，避免损害制动器管路；拆卸车轮时，一定不要损伤制动盘、外部管路、放气螺钉以及挡泥板；安装非标准或偏位车轮时，需确保其与制动钳不接触；维修盘式制动器时，不要用气压软管或干刷子来清洁盘式制动器总成，要使用专业的真空吸尘器，避免呼吸制动器灰尘；仔细调整车轮轴承，消除轮端余隙；活塞回位从主缸储液罐中吸出的制动液应重新补足；行车前，应多次踩动制动踏板，使制动间隙达到规定要求；为防止制动块摩擦衬片的快速磨损，车辆行驶中不要对制动踏板施加压力（制动工况除外）；液压系统排气时，可用木锤轻敲制动钳，以帮助清除制动液的气泡；用压缩空气吹取制动钳活塞时要小心，最好用厚布做缓冲垫，气体压力由小到大，逐渐增大。
若活塞吹不出，可关断气源，用木锤轻敲制动钳，再试着通入压缩空气；卸转动盘而拆下制动钳时，在两侧制动块之间放置厚挡板，以防止制动钳的活塞被挤出轮缸；制动钳为两半壳时，不要解体。
不得将制动液溢洒在车上，损坏车漆；若洒上需立即擦洗掉；为防制动液的飞溅，拆卸制动软管接头时，要用擦布或毛巾将制动软管接头盖上；不要混用不同牌号的制动液，因为它们不相容；油脂、机油、制动液或任何其它异物不得触及制动摩擦块、制动卡钳、制动盘表面以及轮毂外表面；小心的对待制动盘和卡钳，避免损坏制动盘、刮伤或擦伤制动摩擦块。
盘式制动器的诊断参数如表3-1
表3-1国内外主流盘式制动器技术参数
序号
项目
产品型号
17.5”
19.5”
22.5”
1
制动器效能因数
0.65
0.65
0.65
2
制动效率
0.95
0.95
0.95
3
制动盘外径
Φ330
Φ380
Φ420
4
制动盘厚度
34
45
55
5
内制动衬片半径
90
110
130
6
制动半径
127
147
167
7
制动间隙
0.7
0.7
0.7
8
气室顶杆工作行程
36
36
36（双推杆）
9
活塞杆轴向位移量
2.8
2.8
2.8
10
气室顶杆最大行程
57
57
57
11
摩擦衬片开合力
60N
60N
60N
12
制动衬片厚度
19
21
23
13
两制动衬片总面积
240cm²
320cm²
410cm²
14
制动衬片磨损后剩余体积
408cm³
408cm³
408cm³
15
额定制动力矩
10000N.m
16000N.m
21000N.m
16
传动比
16
18
20
4.2盘式制动器的故障检测和维修方法
1、主要零件的检修
（1）制动盘：
①制动盘不得有裂纹，否则应更换。
②制动盘的工作表面有轻微锈斑、划痕和沟槽，可用砂磨清除
③制动盘的工作表面如有严重磨损或划痕时，可进行车削。
但车削后的极限值，应不小于原厂规定，如桑塔纳2000GSi标准厚度为20mm，磨损极限为17.8mm；一汽奥迪标准厚度为22mm，磨损极限为20mm。
车削后的制动盘端面，应在距制动盘外缘10mm处测量端面圆跳动，其误差不大于0.1mm。
（2）制动块：
浮盘式制动器的制动块总成的摩擦块与摩擦块背板均采用粘接方式连接，为一次性使用件。
如有损坏或摩擦块的厚度小于极限值（如桑塔纳2000GSi制动块总厚度低于7mm时），应更换新的制动块总成。
2、盘式制动器的装配
由于新制动块总成比旧件的厚度大，在装配制动块前应将制动器活塞推回一定距离。
为减小推压活塞复位时的阻力，可将制动钳上的放气螺钉拧开。
组装时，应注意润滑制动钳的滑轨或滑销。
复装后，在踩下几次制动踏板后，检查制动盘的运转是否有较大阻力。
浮钳式车轮制动器的间隙可自动调整，所以在维修中没有制动间隙调整的作业。
4.3典型车型案例分析
故障实例1：
奥迪100轿车重载制动不灵
故障现象：
一辆奥迪100轿车低速行驶时制动正常，但重载、高速行驶时，制动力显得不足，表现为制动失灵。
故障诊断与排除：
奥迪100轿车装有感载比例阀，其作用是使制动力随汽车实际载荷的增减而成比例的增减。
从故障现象分析，制动力不能随载荷增加而增加，极有可能为感载比例阀失效。
经检查，感载比例阀活塞缸密封良好；用手起杠杆末端，有发涩、卡滞感；进一步检查发现下导向柱赃污严重，上导向柱花键轴有锈迹；用弹簧测力计检查，发现杠杆末端架上的拉力弹簧弹力不足。
对此，拆下感载比例阀导向柱进行清洗、除锈，并换上一根新的拉力弹簧。
试车，故障排除。
故障实例2：
丰田皇冠制动效能不良
故障现象：
一辆丰田皇冠SM112轿车双管路真空助力系统，先是助力制动不明显，后发展至踩下制动踏板后，踏板突然向上反弹，踩踏板时感觉踏板变重，且制动力不大。
故障分析：
真空助力制动系统踏板反弹、制动效能差的主要原因为：
液压系统进入大量空气或制动主缸内高压制动液窜回低压油路。
故障排除：
首先进行排气，制动效果不明显。
于是分解制动主缸，其内壁无过量磨损、沟槽、刮痕现象，但前后活塞皮碗磨损严重，整圈脱落，这样，制动时高压制动液窜回低压油腔，将已经前移的主缸后活塞推回，导致制动踏板反弹。
还发现主缸内活塞回位弹簧过软，这样在制动油压增大时，会使活塞歪斜，加剧了窜油现象。
更换前后活塞皮碗基活塞回位弹簧，故障排除。
故障实例3：
切诺基吉普车在进行制动时，发动机会熄火。
故障现象：
一辆北京切诺基吉普车行驶到90000km后，踩制动踏板时，发动机会熄火。
故障分析与排除：
北京213切诺基制动时出现发动机熄火现象，应检查制动系统与发动机相关联的部件，即真空助力器。
拆卸检查真空助力器，发现单向阀损坏，这样，踩制动踏板时，单向阀关闭不严，外界空气进入进气歧管，使混合气变稀，造成发动机熄火。
更换单向阀，故障排除。
5.结论
通过对盘式制动器结构的认识和检测维修方面的了解，可见盘式制动器不仅重量轻，构造简单，调整方便，更适应汽车在连续运转、高温、高负载的情况下对制动性能要求，而且降低了材料、能量的消耗，提高了汽车的操作性和舒适性，盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器。
但盘式制动器也有不足之处：
盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器。
制动效能较低，故用于液压制动系时所需制动促动管路压力高，一般要用伺服装置；兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂，因而在后轮上的应用受到限制。
但盘式制动器作为一种高科技、高附加值的产品已得到行业的公认，盘式制动器是汽车制动系统的主要组成部分,是汽车行驶安全性的重要部件之一。
作为一种新型的制动部件,正越来越广泛地应用于轿车、客车和重型载货车上,预计，未来几年盘式制动器在国内将会得到快速的推广和应用，有着广阔市场前景。
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机械工业出版社,2001.
致谢
感谢我的导师马文胜，本文从选题到完成，从理论上的探讨到实际问题的解决，无不包含着导师的辛勤付出，导师的细心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我进一步加深了对知识的了解。
在此论文完成之际，谨向导师致以深深的谢意和崇高的敬意。
附录
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