鼓式制动器制动效能因素分析与保修要点

本溪客运集团有限公司 杨 光

鼓式制动器制动效能因素分析与保修要点

本溪客运集团有限公司 杨 光

大型客车多采用鼓式制动器，其结构简单，易于维修。鼓式制动器的制动作用是由制动蹄摩擦片与制动鼓间的摩擦阻力来实现的。大客车在运行时，制动鼓是旋转运动体，制动蹄摩擦片则安装在固定于车桥的制动底板上。制动时，制动蹄摩擦片张开压向制动鼓，与制动鼓的旋转产生相反作用力即蹄鼓摩擦阻力距，进而产生制动器制动力。影响制动力大小的因素，包括摩擦片的摩擦系数、摩擦片与制动鼓的靠和情况等。

1 摩擦片与制动鼓

摩擦片的摩擦系数高低因摩擦片制作材料不同而不同，良好的摩擦材料具备高而稳的摩擦系数，热衰退程度较低、耐磨、涉水涉油后吸收率低、有较好的抗压和抗冲击能力、制动噪音较低。

摩擦片的摩擦系数及热稳定性由材料的性质决定。因此，修理时应选用与原厂规定相符的摩擦片材料。摩擦片的摩擦系数应在0.30—0.35之间，此时，其热衰退性能较理想，使用寿命较长。如果随意提高摩擦系数，则会使热衰退性能变坏，摩擦片数次工作后就会表面硬化，摩擦系数反而会下降过大。因此，制动器的摩擦表面应保持有较合适的摩擦系数。

大客车自重较大，下坡和紧急制动时在制动蹄摩擦片与制动鼓强大摩擦力作用下产生较强的热能，从而会加大制动鼓的内径形变，减小了摩擦片对制动鼓的接触面积，破坏了蹄鼓的靠合情况，使制动效能大大降低。因此，铸造制动鼓时在其鼓口沿圆周方向应加厚和加宽，形成环形带以有效提高制动鼓刚度。

在镗削制动鼓时不得超过极限尺寸，一般客车不得超过6mm，公交客车不得超过5mm.。

2 制动蹄与制动鼓

制动鼓与摩擦片的接合面与制动蹄的运动规律有关。

制动蹄摩擦片上各点对制动鼓的单位压力，与该点的径向位移成正比。摩擦片中间径向位移最大，则该位置的压力最大。因此，应将摩擦片外圆弧直径加工成比制动鼓内圆直径大一些，使摩擦片在制动时与制动鼓两端先接触而后中间接触，则摩擦片上压力分布比较均匀，修理后的摩擦片与制动鼓的接触面积应大于50%，接合印痕应两端较重中间较轻，此时才能获得较好的制动效能。在修理时，一般使制动蹄摩擦片外径比制动鼓内径大0.25—1.00mm，前轮制动器取较小值，后轮制动器取较大值。

制动鼓的工作表面与摩擦片相互摩擦，并因承受制动蹄施加的压力而产生制动力矩，使鼓工作表面磨损。在使用时，经常出现轮毂和制动鼓发热、变形、失圆或不同心，工作面容易产生裂纹或造成制动鼓与摩擦片接触不良，制动时产生振动，降低制动效能。

镗削制动鼓时，鼓内径失圆度不得大于0.25mm，经镗削后的鼓内径不得大于基本尺寸5—4mm,圆柱度偏差应小于0.025mm,制动鼓与轮毂轴心线同轴度误差不应大于0.02—0.03mm，且同轴左右制动鼓的内径之差小于1mm,表面粗糙度应不低于2.50µm。

目前，很多修理企业均采用镗削法加工摩擦片，加工精度不高造成加工表面粗糙，使制动鼓与摩擦片接触面积变小，摩擦片表面容易产生光滑层而降低制动效能。因此，应采用高转速的砂轮机加工摩擦片表面，提高表面加工精度。

制动蹄轴孔与支承销的配合间隙由于长期使用而增大，将导致摩擦片与制动鼓的接触面积变小，制动蹄下部的制动作用迟缓。

由于制动蹄工作时绕支承销运动，支承销的位置与形状直接影响靠合情况的好坏，支承销与车轮旋转轴线不平行，将导致摩擦片与制动鼓形成局部接触。

制动凸轮工作表面磨损过大，凸轮支架及套磨损严重、制动凸轮弯曲，都会造成凸轮在相同转角下两摩擦片位移不同，从而引起制动力增长迟缓或不平衡。

3 制动器制动力的左右平衡

要使车辆左右两边制动器制动力保持平衡，两边的制动力和摩擦系数应保持一致。

由结构设计所定，左右车轮制动器作用力的大小基本上是一致的，而左右车轮的摩擦系数是随摩擦片材料性质和表面状况而变化的。因此，在检修中应重视摩擦片的摩擦系数变化，如左右摩擦片的厚薄不均、使用情况的不同和摩擦片表面硬化程度。此外，两边的制动管路阻力（管路的长度、粗细、弯度和畅通程度）不同，两边制动蹄的运动阻力（蹄销的加工精度、润滑情况、装配间隙和回位弹簧拉力等）不同，也会导致两边压力、反应快慢和制动力矩不一致。同一车桥的制动器装配与调整，如制动蹄摩擦片与制动鼓的间隙大小、靠合面积的多少和部位，应尽可能一致；对于气压制动两边气室的推杆伸出长度应大致一样；凸轮与蹄端的接触半径均应调整到大致一样，否则也会引起制动力的差异。

4 实例分析

黄海客车DD6105S05、金龙客车KLQ6108GE3等公交车型，踩下制动踏板制动时，车轮发出“铛、铛、铛”的撞击声响，下坡时严重，制动鼓较热，造成制动异响、制动效能下降。车轮分解后发现，新更换的制动蹄摩擦片接触面积过小，不足30%，且集中在凸轮轴端的摩擦片两侧，支承销端的摩擦片没有一点接触痕迹，新更换的制动鼓表面粗糙，表面摩擦痕迹不明显。新摩擦片、新制动鼓未进行机加处理。基于以上相关因素的分析可知，蹄鼓摩擦系数较低、制动鼓刚度和热容量较好但制动鼓失圆度误差较大、制动鼓与轮毂轴心线同轴度误差较大、蹄鼓接触面积较小造成下坡制动时，制动效能下降很多，蹄、鼓发生弹性运动从而产生敲击声响，蹄鼓摩擦接触时间长造成制动鼓较热。制动蹄轴孔磨损情况、支承销磨损情况、制动蹄凸轮磨损情况均正常。

解决方法为镗削制动鼓使其误差符合前述标准，在高速砂轮机上加工摩擦片表面，使制动蹄摩擦片外径比制动鼓内径大0.25—1.00mm后组装车轮，重新调整车轴两边制动器，使蹄鼓间隙相等。运行车辆数次踩下制动踏板异响现象消失，两轮制动距离相等，制动效能显著提高。此时分解车轮查看，蹄、鼓接合面积大于70%，蹄鼓表面磨合良好，表明制动效能的相关因素对鼓式制动器影响明显。