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关于轿车常用刹车片回位弹簧的研究与分析

2020-03-02马飞

时代汽车 2020年18期
关键词:制动器

马飞

摘 要:汽车在我们生活中扮演着越来越重要的角色,汽车行驶不但要安全,而且还要省油。目前市面上的轿车制动器绝大部分都采用的是盘式制动器,盘式制动器不但制动平稳,而且散热性好,因此得到广泛应用。盘式制动器的工作原理是,当刹车踏板踩下后,制动液通过主缸、管路传递到刹车卡钳中(分泵),刹车卡钳中的活塞通过液压作用来实现对刹车片和刹车盘的夹持,从而产生制动力矩,使车辆减速或停车;当刹车踏板释放时,刹车卡钳中的液压随即释放,刹车片夹紧刹车盘的力也随即消失,车轮可以再次转动。普通刹车片要在刹车盘的旋转下分离,而带有回位弹簧的刹车片,可以迅速使刹车片回位。刹车片的主动回位不但对实车的拖滞力矩有降低,而且对刹车噪音、刹车抖动、刹车片寿命等也有一定帮助。因此带有刹车片主动回位结构的制动器也越来越多。本文从一些市场调研的产品来看看,都有哪些刹车片回位结构。

关键词:制动器 刹车片回位结构 回位弹簧

Research and Analysis on the Return Spring of Commonly Used Car Brakes

Ma Fei

Abstract:Cars are playing an increasingly important role in our lives. Cars must not only be safe, but also fuel-efficient. At present, most of the car brakes on the market use disc brakes. Disc brakes not only brake smoothly, but also have good heat dissipation, so they are widely used. The working principle of the disc brake is that when the brake pedal is stepped on, the brake fluid is transferred to the brake caliper (sub-cylinder) through the master cylinder and pipeline, and the piston in the brake caliper acts on the brake pads and brake discs through hydraulic action. When the brake pedal is released, the hydraulic pressure in the brake caliper is released immediately, and the force of the brake pads clamping the brake disc disappears, and the wheels can turn again. Ordinary brake pads must be separated under the rotation of the brake disc, and brake pads with return springs can quickly return the brake pads. The active return of the brake pads not only reduces the drag torque of the actual vehicle, but also helps with brake noise, brake jitter, and brake pad life. Therefore, there are more and more brakes with brake pad active return structure. Based on market research, this article takes a look at some products and sees what brake pad return structures are available in the market.

Key words:brake, brake pad return structure, return spring

1 剎车片回位结构:

目前刹车片的回位弹簧结构主要分为3类:

1.1 四点固定回位式:

这类产品,通过在刹车片背板上的两端,分别与制动器上的非运动件进行弹性可动连接,产生使刹车片回位的弹力。如图1所示:

应用案例1:此类结构目前应用较多,如日信公司在本田思域前制动器上的应用,如图2所示。在内外刹车片两端分别装有V型弹簧,V型弹簧的另一端则搭接在刹车保持架上,刹车片两端的弹簧弹力不同,在前进方向刹车盘旋入端的弹簧力略大。

应用案例2:如TRW公司在长安一款车型的后制动器上的应用,如图3所示。在刹车保持架上的保持簧片上设计了L型拉簧结构,布置在内外刹车片的两端,起到刹车片回位作用。该回位弹簧不分旋入和旋出方向,两端力值相当。

1.2 两点固定回位式

这类产品,通过在内外刹车片背板上的一端(刹车盘旋入端),分别与制动器上的非运动件进行弹性可动连接,产生使刹车片回位的弹力。如图4所示:

应用案例:此类结构目前应用,如曙光公司在日产轩逸前制动器上的应用,如图5所示。

在刹车片保持簧(位于刹车保持架上固定)上增加了一个回位弹簧片,并且该回位弹簧片只布置在刹车盘旋入端方向。

1.3 四点浮动回位式:

这类产品,通过在刹车片背板上两端,分别安装回位簧片或者回位钢丝,使刹车盘两侧的刹车片相互产生回位的弹力。如图6所示:

应用案例:此类结构目前应用,如大陆公司用于某车型的后制动器,如图7所示。

在刹车片两端上增加了一个回位弹簧片,并且两端回位弹簧片一致。

2 结构分析

从以上结构调研可以看出,不同厂家根据自身产品的不同配有不同的刹车片回位弹簧,那么这些回位弹簧与产品结构有哪些关系,需要先看产品结构。

2.1 刹车卡钳结构

目前市面的刹车卡钳结构,从刹车片的受力情况来分,主要分为两类:一类是推拉结构,如图8左侧所示,即刹车片在夹紧刹车盘时,由于车轮的滚动力带动刹车片向刹车保持架撞击,刹车保持架不但受到来自刹车片的推力F1,同时也受到刹车片的拉力F2,该结构刹车卡钳应用较少;另一类是只推结构,如下图右侧所示,即刹车时,刹车保持架只受到来自刹车片的推力F1,这类结构应用广泛。

两种结构卡钳单从功能上来讲,推拉结构有优势。只推结构的刹车片工作时,刹车片的旋入和旋出两端压力不均,而推拉结构,由于拉力的作用会减小刹车片的旋入和旋出两端压力不均现象。这里还与刹车片的结构有一定关联。

2.2 刹车片结构

刹车片一般形状如图9所示,摩擦材料的长与刹车盘的旋转方向一致,摩擦材料的宽与刹车盘径向方向一致。摩擦材料的长宽比值不能太大,如果比值过大容易造成长度方向磨损差异大,如果比值太小有可能引起寿命不足等問题。具体还要根据实际情况布置。

2.3 综合分析

当对刹车卡钳拖滞要求较高时,尽量采用两端回位弹簧;

当对刹车片磨损量一致性要求较高或者刹车片长宽比较大时,优先采用两端不等力的回位弹簧或者单侧回位弹簧,必要时要考虑压力偏移设计;

当对颠簸类异响要求较高时,优先采用固定式回位弹簧;

对于推拉式刹车卡钳和长宽比较小的刹车卡钳,优先推荐两端等力的回位弹簧;

3 总结

综合近几年乘用车市场对燃油经济性要求的不断提升,主机厂对制动器的拖滞力矩要求也不断提升,为了满足主机客户的要求,各大配套厂也是不断创新改善,都建立了属于自己的一套刹车片回位结构,并申请了专利进行保护,如日信公司、泛博公司、天合公司等。

本文仅介绍了几款具有代表性的刹车片回位结构,仅供参考。

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