汽车设计者从经济与实用的角度出发,一般轿车采用了混合的形式,前轮盘式制动,后轮鼓式制动。四轮轿车在制动过程中,由于惯性的作用,前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%,因此前轮制动力要比后轮大得多。时下我们开的大部分轿车(如夏利、富康、捷达等),采用的还不完全是盘式制动器,而是前盘后鼓式混合制动器(即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动器)。至于后轮采用非通风盘式同样也是成本的原因。毕竟通风盘式的制造工艺要复杂得多,价格也就相对贵了。随着材料科学的发展及成本的降低,在汽车领域中,盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。
鼓式制动器是最早形式的汽车制动器,当盘式制动器还没有出现前,它已经广泛用于各类汽车上。但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差,容易导致制动效率下降,因此在近三十年中,在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低,仍然在一些经济类轿车中使用,主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。
鼓式制动器一般用于后轮。典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸(制动分泵)、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上,它是固定不动的,上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销,承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄,制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上,是随车轮一起旋转的部件,它是由一定份量的铸铁做成,形状似园鼓状。当制动时,轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓,制动鼓受到摩擦减速,迫使车轮停止转动。
鼓式制动器除了成本比较低之外,还有一个好处,就是便于与驻车(停车)制动组合在一起,凡是后轮为鼓式制动器的轿车,其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统,它完全与车上制动液压系统是分离的:利用手操纵杆或驻车踏板(美式车)拉紧钢拉索,操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄,起到停车制动作用,使得汽车不会溜动;松开钢拉索,回位弹簧使制动蹄恢复原位,制动力消失。
(1)制动器驱动方式
制动器的主要驱动方式为电力液压推动器,其次是交流或直流电磁铁,还有少量的液压驱动和气动装置。由于电力液压推动器具有冲击小、工作噪音低、控制简单、使用寿命长、使用成本低等优越性,已成为高速轴工业制动器中的主流产品。在安全制动器领域,则以液压驱动制动器为主。
(2)制动器的功能
随着设备向大型化和超大型化、专业化和高效自动化方向的发展,制动器正朝着制动工况重载化、多功能、智能化和免维护方面快速发展。制动工况重载化是为满足大型和超大型重载机构的配套制动要求;多功能主要包括制动器释放联锁功能、手动释放功能、衬垫磨损极限限位(联锁)功能、磨损自动补偿功能等;智能化指的是将数字技术和计算机技术引入控制系统;免维护指的是将制动器需要人工调整的功能变成自动调整功能,同时实现制动器动作和性能的高可靠性。此外,通过远程监控实现工业制动器的实时维护,也是制动器的重要发展方向。
(3)安全制动器
安全制动器是设置在传动机构末级轴(卷筒轴)上的机械制动,一般只在重要的具有起升性质的机构(起重机起升机构、臂架俯仰机构和倾角下运式皮带运输机等)上采用。自20世纪80年代以来,随着起重、装卸机械朝着大型化和超大型化、专用和高效化以及半自动和自动化方向的快速发展,安全制动器的应用随之得到了快速发展。目前,安全制动器已经普遍在大型港口专用装卸机械上应用,大型专用起重设备(如电站起门机、铸造起重机、索缆起重机的起升机构等)和倾角式带式输送机上正在推广应用。
我国的安全制动器在20世纪90年代中期以前几乎是空白,20世纪90年代中期以后,我国大型、专用港口装卸机械制造水平的迅速提高和市场需求的快速增长,促进了我国安全制动器的快速发展。短短十几年,我国安全制动器技术已经接近或达到国际水平,产品品种也在不断增加。