• --热烈祝贺我会联办的科普活动被中国科协评为--优秀科普活动

          12月21日,中国科学技术协会办公厅印发《关于对2020年全国科普日有关组织单位和活动予以表扬的通知》(科协办函普字【2020】158号), 、南京工程学会和江苏省学会服务中心联办的“2020年全国科普日暨第一届‘天印筑梦·科普智行’”活动,被评为优秀科普活动。

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    制动钳的类型和工作原理详解

    时间:2020/9/14 10:17:22    浏览次数:21050    字体:   




    制动钳对汽车的制动能力至关重要,并且可以说是最重要的汽车制动部件之一。无论如何,当今大多数汽车都具有盘式制动器,至少对于前轮而言是这样的。但是,现在许多汽车和卡车也在后部使用盘式制动器。在盘式制动系统中,汽车的车轮固定在与车轮一起旋转的金属盘或转子上。卡钳的工作是通过与转子产生摩擦来减慢车轮的速度。


    制动卡钳安装在转子上像一个夹具。在每个卡钳内部是一对与摩擦材料粘合的金属板——这些被称为刹车垫。外侧刹车片在转子外侧(朝向外侧),内侧刹车片在内侧(朝向车辆)。当你踩刹车时,从主缸的刹车液到刹车卡钳的一个或多个活塞上产生液压压力,迫使刹车垫对着转子。刹车片有高摩擦表面,能使转子减速下来,甚至使它完全停止。当转子减速或停止时,轮子也会减速或停止,因为它们是彼此相连的。

      

    老式的汽车和卡车使用鼓式制动器,通过旋转的鼓和装在鼓内的制动蹄片之间的摩擦来减慢车轮的运动。这种摩擦导致热和气体积聚在鼓内,这往往导致制动能力的损失,即制动衰减。因为盘式制动系统中的刹车片是在盘式制动系统的外部而不是在鼓内,所以它们更容易通风,热量也不会很快积聚。由于这个原因,鼓式制动器在现代汽车上已经被盘式制动器很大程度上取代;然而,一些不太昂贵的汽车仍然在后轮使用鼓式制动器,这样就不需要太多的制动动力。


    卡钳有两种主要类型:浮动(或滑动)卡钳和固定卡钳。浮动卡钳移动进和出相对于转子和有一个或两个活塞只有在转子的内侧。这个活塞推动整个卡钳时,刹车被应用,创造摩擦从两侧的刹车片转子。固定卡钳,顾名思义,不动,但有活塞安排在转子的对立的两侧。固定卡钳由于其性能通常是首选的,但是比浮动卡钳贵。一些高性能固定卡钳有两个或更多对活塞安排在转子的每一边——有些有多达六对。


    刹车钳工具




    刹车片不会永远使用。每次盘式刹车系统中的制动垫接触到旋转的转子时,它们就会磨损一点。渐渐地,这些刹车部件(刹车垫)变得越来越薄。为了补偿这一点,活塞在卡钳从中空的圆筒,它驻留在卡钳。当它这样做时,它推动磨损下来的刹车片进一步向转子内。最终,刹车垫将需要更换为新的,未磨损的垫。不幸的是,卡钳活塞(现在几乎完全加长)使得很难拆卸和更换垫。活塞需要推回卡钳内。


    这是特别的制动垫工具来了。制动卡钳工具的工作是缩回活塞或活塞回卡钳,使刹车片可以容易地拆卸和更换。活塞不能简单地推回卡钳,因为它是螺纹的,像一个螺丝,需要绕回去。虽然可以使用,比如说,一把钳子来做到这一点,但不推荐这样做。你可能会损坏活塞,卡钳和你的手。制动卡钳工具通常安装在活塞的一端,在另一端有一个手柄,允许它旋转。当它旋转时,活塞绕回卡钳。


    如果滑动卡尺开始卡住,则还需要维修浮动卡尺。这通常是由灰尘或生锈引起的。发生这种情况时,即使没有踩下制动踏板,制动钳也无法将制动衬块从转子上完全缩回,并且摩擦仍在继续。如果产生了足够的热量,这可能会导致轴瓦过度磨损,燃油使用效率低下,甚至导致转子变形。


    摩托车制动钳




    摩托车比汽车小,因此需要的制动功率更少。尽管如此,在某些方面,摩托车的减速或停止能力比其他车辆更为重要。您可能会这样问?好吧,由于驾驶员基本上没有受到保护,所以即使是小型的挡泥板弯机也可能致命。骑摩托车时避免事故至关重要。但是摩托车需要哪种制动钳?


    答案是相对简单、轻巧。与某些汽车和卡车上使用的较大卡钳不同,摩托车制动卡钳必须保持较小,以免压倒自行车并妨碍骑车人。摩托车制动钳通常由轻质材料(例如铝)制成,铝也具有


    增加了防锈的优势。有些摩托车比其他摩托车更大,功率更大。显然,这些自行车需要更多的制动力。很多较小的


    动力较低的自行车仍然使用鼓式制动器,但是现在大多数大型自行车都具有盘式制动器-尤其是在前轮上。为了增加制动力,更强劲的摩托车上的卡钳通常具有多个活塞。一些具有两个或什至四个活塞,而另一些可能在单个卡钳中具有多达十二个活塞。由于重量轻,大多数摩托车实际上具有比绝对必要的更大的制动力-但正如我们前面提到的,当您乘坐快速,不受保护的车辆时,这并不是一个坏主意。


    在摩托车上,前卡钳固定在前叉上 -金属组件将前轮和悬架固定在适当的位置并支撑车把。直到最近,卡钳都使用与转子成直角延伸的螺栓固定在前叉上。近年来,随着径向盘式制动器(一项在赛车上开始使用的技术)的日渐普及,使用平行于转子表面的螺栓将卡钳固定在离叉更远的地方。这些径向安装的卡钳减少了传统安装的卡钳在叉中产生的振动。


    由于它们往往比汽车卡钳更易暴露,并且卡钳可能是所有摩托车制动部件中最引人注目的。因此,摩托车卡钳的外观对于许多骑手而言可能很重要。实际上,可以从汽车商店获得制动钳油漆,并可用于定制摩托车制动钳。当然,相同的涂料也可以用在汽车卡钳上。不过,专家建议不要在卡尺上放铬。镀铬可能极具吸引力,但会导致卡钳滞留热量,从而产生不必要的制动衰减。


    卡车制动钳




    可否认:卡车和SUV很大-在某些情况下太大。随着大小的增加,动量也随之增加。这意味着卡车和SUV比汽车需要更多的制动力。那么他们从哪里可以获得所需的制动力呢?卡车制动钳。卡钳的制动力取决于其卡紧力 - 卡钳可施加到转子表面的力的大小。这主要取决于活塞的数量和制动衬块(其实际接触转子的位置)的表面积。显然,具有较大夹紧力的制动钳比具有较低夹紧力的制动钳能够更容易,更快地使车辆减速或停车。


    许多卡车出厂时都配备了基本的浮动卡钳,这些卡钳在将车辆交付给经销商时为车辆提供足够的夹紧力。但是,如果为卡车定制了较大的轮胎和较重的附件,并且将大量货物上船时,这些工厂安装的卡钳可能不足以提供卡车所需的制动力。幸运的是,有大量的卡钳售后市场。在制造商看来,卡车可能具有卡尺,它们在活塞和转子之间的表面积约为5000平方毫米(7.8平方英寸)。售后卡钳的表面积可以增加一倍以上,从而提供完全定制的车辆所需的夹紧力。


    卡车制动钳比大多数制动零件都要多,它必须承受大量热量。热量对制动器不利,因为热量会导致制动器衰减并缩短制动距离。卡钳的良好通风对于连续,一致的制动性能至关重要。另外,较大的制动转子(或制动盘)表面也可以帮助将热量散布到更大的区域。


    卡车和越野车并不是唯一需要特殊制动设备的车辆。但是,这些重型车辆的卡钳确实很难执行。甚至有人说卡车制动钳应被视为高性能制动钳。


    高性能制动钳



    盘式制动器最初是为赛车开发的。每个人都知道赛车会高速行驶-但它们也需要快速减速。在赛车的早期,大多数汽车都配备了鼓式制动系统,制动衰减导致许多赛道事故。盘式制动系统通风良好,因此减少了赛车和过热产生的一些压力


    堆积会导致-从而减少(但不能消除)制动衰减。随着时间的流逝,这些强大的制动器逐渐渗透到了性能较弱的车辆上。现在,在大多数经济型汽车上甚至都可以找到它们。尽管如此,高性能汽车仍然是更好和更强大的制动器的主要市场,基本制动钳设计的变化有助于这些制动器提供出色的制动力。


    对于车辆的制动器及其制动钳可以停止车辆多少,存在一定的限制。尽管它们可能能够使车轮停止运转,但轮胎的抓地力取决于轮胎的抓地力,而改进的制动部件无济于事。但是,有几种方法可以改进制动卡钳。高性能制动钳的一些常见功能包括:


    活塞更大-活塞越大,并且它们与制动衬块接触的面积越大,它们对转子的夹紧力就越大。


    更多活塞-低端浮动制动钳在内侧有一个活塞。低端固定卡钳只有一对活塞,位于转子盘的两侧。高性能卡尺可以具有多个销或成对的销,它们安装在转子的相对侧。六活塞模型越来越普遍,甚至十二活塞模型也并非闻所未闻。活塞数量的增加也用于增加卡钳的夹紧力。


    更少的热量保留-从某种意义上说,您的制动器可以被视为将运动转化为热量的装置。随着汽车减速,所有这些动能都必须流向某个地方,并且大部分最终以热量的形式消耗。如果您想换个角度看,刹车片和转子之间的所有摩擦都会产生热量,就像火柴产生热量一样。如果积聚了太多热量,则制动器会开始衰减或失效。因此,制动钳的通风性越好,它们的性能就越好。同样,制动转子的表面越大,热量散发的越多。


    差速器游标卡尺随着转子表面的升温,必须增加活塞的夹紧力,以防止制动器衰减。如果卡钳具有多个活塞(或多对活塞),则制动活塞的表面最初会被活塞推向制动钳前缘处的制动衬块而加热,从而使转子表面旋转回活塞附近时变热。因此,如果更靠近卡钳后边缘的活塞时,则能提高其性能。所以差速器卡尺应该在前面使用较小的活塞,在后面使用较大的活塞。


    所有这些技术都可以提高制动钳提供的制动功率。对于通常不高速行驶的小型汽车,这种额外的制动功率并不是真正必要的。但是,车辆越快越强大,就越会受益于高性能卡钳。




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