四蹄分体式制动器的制动效能分析

平思亮¹，苏铁熊¹，杨世文¹，魏 星²

(1.中北大学能源动力工程学院，山西 太原 030051)

(2.山西省星羽制动器有限公司，山西 太原 030051)

作者简介：平思亮（1995—），女，硕士研究生，主要研究方向为车辆动力控制学技术研究，2252682934@qq.com.

摘要：针对制动器问题，提出了一种具有4个制动蹄片的新型鼓式制动器——四蹄分体式制动器。在已有的领从蹄鼓式制动器基础上，建立了四蹄分体式制动器制动蹄片的制动力矩、摩擦力、摩擦力作用半径的数学模型，并对制动效能进行了理论分析。结果表明，四蹄分体式制动器能够改善领从蹄鼓式制动器中领蹄制动效果优于从蹄的现象，保持两侧制动效果一致。虽然结构略显复杂，但在摩擦系数为0.35时，四蹄分体式制动器在制动效能因素上相较于传统领从蹄鼓式制动器提升了39.49%。同时四蹄分体式制动器提升了整体制动效能，为下一步的制动器应用研究提供了理论依据。

关键词：四蹄分体式制动器；数学模型；制动效能因数

中图分类号：U463.51+1   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2021)02-0093-04

目前市场上的鼓式制动器各式各样，其中领从蹄鼓式制动器制动效能及稳定性皆处于中游水平^［1-2］，但存在领、从蹄单位压力不相同而导致的摩擦衬片磨损不均匀、寿命低的缺点^［3］。双向双领蹄式制动器的蹄片都是领蹄，因而具有较高的制动效能^［4］，但其制动器有两个轮缸，结构复杂且间隙调整困难。双向增力式制动器^［5］内部制动蹄片上端由两个活塞驱动，下端由推杆连接，因两蹄片均为领蹄，所以制动器效能稳定性比较差。此外，双从蹄鼓式制动器^［6］的制动效能稳定性最好，但因制动器效能最低所以很少使用。2018年徐军^［7］提出电控自增力鼓式制动器，通过一套电控机械装置调整领蹄的支承点来提高制动器的制动效能，以补偿由于摩擦材料的热衰退而引起的摩擦系数降低的问题，存在系统复杂、成本高、维修困难等问题。通过分析以上各鼓式制动器的优缺点，本文设计了一种新型四蹄分体式制动器，其优点是具有4个制动蹄，增大了摩擦衬片总体的包角，使制动器散热性能更好，摩擦衬片磨损相对均匀，制动器效能以及效能稳定性更好，缺点是结构略微复杂。

1 四蹄分体式制动器结构

四蹄分体式制动器的结构如图1所示，其为轴对称结构，单侧由领蹄、从蹄以及间隙调整机构组成。通过两个非平衡式制动凸轮上下驱动，为制动蹄提供张开力。粘接有摩擦衬片的4个制动蹄片均匀分布在制动鼓内侧，摩擦衬片起始角为零，实现了摩擦衬片接触面积的最大化，有效提高了制动效能。