汽车鼓式制动器拆装及故障排除方法

案例：有一辆桑塔纳轿车，在制动过程中出现异响，且伴随制动跑偏，需要检修，请参与完成此项任务。

项目目标

知识目标

1）了解鼓式制动器的结构及工作原理。

2）掌握鼓式制动器的拆装方法。

能力目标

1）能独立判断鼓式制动器故障。

2）能独立排除鼓式制动器故障。

项目要求

1）时间要求：每组操作用时不可超过1学时。

2）质量要求：车辆能正常行驶并达到原厂要求修复标准。

3）文明要求：拆卸工件摆放到指定位置，保持工位整洁。

4）安全要求：操作中不得有违规操作，不得出现安全隐患。

项目分析

一、相关知识

鼓式车轮制动器多为内张双蹄式，根据制动过程两制动蹄产生制动力矩不同，可分为领从蹄式制动器、单向双领蹄式制动器、双向双领蹄式制动器、单向自增力式制动器和双向自增力式制动器。

鼓式制动器的旋转元件是制动鼓，固定元件是制动蹄。制动时制动蹄在促动装置作用下向外旋转，外表面的摩擦片压靠到制动鼓的内圆柱面上，对鼓产生制动摩擦力矩。

1.鼓式制动器的结构

鼓式制动器（后制动器）主要由制动鼓、摩擦片、制动轮缸、制动蹄、复位弹簧和制动底板组成，如图9-1所示。

图9-1 鼓式制动器的结构

2.鼓式制动器的工作原理

汽车行驶中不需要制动时，制动踏板处于自由状态，制动总泵无制动液输出，制动蹄在复位弹簧的作用下压靠在轮缸活塞上，制动鼓的内圆柱面与摩擦片之间保留一定间隙，制动鼓可以随车轮一起旋转。

制动时，驾驶人踩下制动踏板，总泵推杆便推动制动总泵的活塞前移，使制动液经管路进入制动轮缸，推动轮缸的活塞向外移动，使制动蹄克服复位弹簧的拉力绕支承销转动而张开，消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后压紧在制动鼓上。此时，不旋转的制动蹄摩擦片对旋转的制动鼓就产生一个摩擦力矩，其方向与车轮的旋转方向相反。

放松制动踏板，在复位弹簧的作用下，制动蹄与制动鼓的间隙又得以恢复，从而解除制动。

3.鼓式制动器的优点

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%，前轮制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用，因此轿车生产厂家为了节省成本，就采用前盘后鼓的制动方式。

不过对于重型车来说，由于车速一般不是很高，制动蹄的耐用程度也比盘式制动器高，因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。

4.鼓式制动器的缺点

鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，其制动力稳定性也较差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量，制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效能下降。另外，鼓式制动器在使用一段时间后，要定期调校制动蹄的间隙，甚至要把整个制动鼓拆下，以清理累积在内的因制动而产生的粉末。

二、故障解决方法

拆装鼓式制动器。

项目准备

1.设备准备

桑塔纳轿车一辆，如图9-2所示。

2.工具准备

常用工具一套（图9-3）、梅花扳手（图9-4）、复位弹簧拆装器（图9-5）、专用工具VW637/2。

图9-2 桑塔纳轿车

图9-3 常用工具一套

图9-4 梅花扳手

图9-5 复位弹簧拆装器

3.量具准备

百分表及磁力表座（图9-6）一套、0～125mm游标卡尺（图9-7）一把、500mm刀口尺（图9-8）一把、塞尺（图9-9）一把。

图9-6 百分表及磁力表座

图9-7 0～125mm游标卡尺

图9-8 500mm刀口尺

图9-9 塞尺

项目路径

项目实施

一、拆卸轮胎

1）按照维修手册规定，选用21mm轮胎专用套筒、风动扳手，如图9-10所示。

图9-10 套筒和风动扳手

2）正确使用工具，对角拆卸车轮固定螺母，然后拆下车轮，如图9-11所示。用同样方法拆除其余的车轮。

图9-11 拆卸车轮

二、拆卸鼓式制动器

1）用专用工具VW637/2卸下轮毂盖，如图9-12所示。

2）取下开口销，旋下后车轮轴承上的螺母，取出止推垫圈。

图9-12 拆卸轮毂盖

3）用螺钉旋具通过制动鼓螺孔向上拨动楔形件，使制动蹄与制动鼓放松，如图9-13所示。

图9-13 向上拨动楔形件

4）用鲤鱼钳拆下压簧座圈，如图9-14所示。用手从后面的支架上提起制动蹄，取下复位弹簧。

5）取下制动杆上的驻车制动拉索。用鲤鱼钳取下楔形件的复位弹簧。

6）卸下制动蹄。

图9-14 拆下压簧座圈

7）把带压力杆的制动蹄卡紧在台虎钳上，拆下定位弹簧，取下制动蹄，如图9-15所示。

8）拆下制动轮缸。

图9-15 取下制动蹄

三、鼓式制动器的检修

1.制动鼓的检修

制动鼓常见的损伤是制动鼓内表面磨损导致失圆、沟槽、拉伤及变形。用百分表测量制动鼓的磨损与失圆。制动鼓与轮毂轴承的同轴度对制动系统工作性能影响也很大。有时虽然制动鼓的磨损没有超差，但同轴度超差也同样需要修理。制动鼓的修复可以使用镗鼓机，也可以使用车床加工，加工时要以轮毂轴承中心为基准。

注意(https://www.xing528.com)

制动鼓的磨损极限是181mm，制动表面上的径向圆跳动公差为0.05mm，车轮端面圆跳动量公差为0.2mm，必要时，在拆卸之前使制动器回位（把楔形件向上压）。

2.制动蹄的检修

当制动蹄的摩擦衬片磨损到铆钉头深低于0.5mm时，应拆除旧片重铆新片或更换新蹄片，目前多采用更换蹄片。

如图9-16所示，更换制动摩擦片时，首先去掉制动摩擦片上的铆钉及孔中的毛刺。铆接新摩擦片时，应从中间向两端铆接。

图9-16 更换制动摩擦片

注意

利用制动器底板上的观察孔检查制动摩擦片的厚度和拖滞情况，磨损极限为2.5mm。使用加大摩擦片时，把车削制动鼓的余量尺寸放宽到180.5mm。制动摩擦片换新时，应使用相同质量的摩擦片。

3.制动底板检修

当制动底板表面翘曲超过0.6mm时，应予以校正。制动底板如有裂纹或螺栓孔磨损应堆焊修复。

4.复位弹簧检修

如复位弹簧挂钩显著变形、严重锈蚀或长度拉长，超过标准尺寸的5%时，应更换。在同一车辆上，应尽量选配主要参数接近的复位弹簧。

四、安装鼓式制动器

1）装上复位弹簧，将制动蹄装在压力杆上，如图9-17所示。

2）装上楔形件，凸块朝向制动器底板。

图9-17 将制动蹄装在压力杆上

3）将带有传动臂的制动蹄装在压力杆上，如图9-18所示。

4）装入上复位弹簧，在传动臂上套上驻车制动拉索。

5）把制动蹄装在车轮制动轮缸的活塞外槽上。

6）装入复位弹簧，并把制动蹄提起，装到下面的支座上。

7）装楔形件的复位弹簧，装压簧和弹簧

图9-18 将带有传动臂的制动蹄装在压力杆上

座圈。

8）装上制动鼓及后轮轴承，然后调整轮毂轴承的间隙。

9）用力踩一下行车制动器，使后车轮制动蹄片正确就位，摩擦片与制动鼓的间隙得到自动调整。

五、安装轮胎

正确使用工具安装车轮。

六、制动液排空气

1）将制动总泵上的油壶加满制动液。

2）一人将制动踏板连踏下数次，直至踏板一次比一次增高，到踏不下去为止，然后用力踏着不放。

3）另一人此时拧松该制动器内侧的制动液放气螺钉，应有制动液流出（油液用容器接住）；然后将制动液放气螺钉拧紧，踩制动踏板的人放松踏板。

4）不断重复步骤2）、3），直至流出的制动液没有气泡且有力地冲出，拧紧制动放气螺栓。

5）按相同的方法由远到近对其余车轮制动器进行排放空气。

项目预案

预案一：检查制动鼓时发现，制动鼓内径为220mm。

解决措施：因为制动鼓内径应小于200mm，否则应更换制动鼓。

预案二：拆下复位弹簧后，检查发现弹簧自由长度增长率为7%。

解决措施：复位弹簧的自由长度增长率应小于5%，否则应更换新弹簧。

项目评价

（续）

※发生重大事故（人身和设备安全事故）、严重违反维修原则和情节严重的野蛮操作等，采取一票否决制。

项目拓展

鼓式车轮制动器类型

根据制动时两制动蹄对制动鼓的径向作用力之间的关系，鼓式制动器可分为简单非平衡式、平衡式和自增力式。

图9-19 非平衡式制动器

1.非平衡式制动器

制动鼓受来自两制动蹄的法向力不能相互平衡的制动器称为非平衡式制动器，如图9-19所示。

非平衡式制动器的结构特点是：两制动蹄的支承点都位于蹄的下端，而促动装置的作用点在蹄的上端，共用一个轮缸张开，且轮缸活塞直径是相等的；其性能特点是：汽车前进或倒车制动时，各有一个“领蹄”和“从蹄”，领蹄与从蹄对制动鼓的法向作用力不相等，而这个不平衡的法向作用力只能由车轮的轮毂轴承来承担。

2.平衡式制动器

制动鼓受来自两蹄的法向力互相平衡的制动器称为平衡式制动器。平衡式制动器又分为单向平衡式制动器和双向平衡式制动器。

单向平衡式制动器的结构特点是：两制动蹄各用一个单向活塞制动轮缸，且前后制动蹄与其轮缸、调整凸轮零件在制动底板上的布置是中心对称的，两轮缸用油管连接如图9-20所示；其性能特点是：前进制动时两蹄均为“领蹄”，有较强的增力，倒车制动时两蹄均为“从蹄”，制动力较小，如图9-21所示。

双向平衡制动器的结构特点是：制动蹄、制动轮缸、复位弹簧均为成对地对称布置，两制动蹄的两端采用浮式支承，且支点在周向位置浮动，用复位弹簧拉紧如图9-22所示；其性能特点是：汽车前进或倒车中制动时，两个制动蹄均为“领蹄”，均有较强的增力，制动效果好，蹄片磨损均匀，如图9-23和图9-24所示。

图9-20 单向平衡式制动器结构

图9-21 单向平衡式制动器工作原理

图9-22 双向平衡式制动器结构

3.自增力式制动器

1）单向自增力式制动器的两个制动蹄分别浮支在浮动的顶杆两端。制动器只在上方有一个支承销。不制动时，两蹄上端均靠各自的复位弹簧拉靠在支承销上，如图9-25所示。

图9-23 双向平衡式制动器制动蹄正向旋转制动工作原理

图9-24 双向平衡式制动器制动蹄反向旋转制动工作原理

图9-25 单向自增力式制动器结构

单向自增力式制动器工作原理为：汽车前进制动时，单活塞式轮缸只将促动力F_S1加于第一制动蹄，使其上端离开支承销，整个制动蹄绕顶杆左端支承点旋转，并压靠在制动鼓上。显然，第一制动蹄是领蹄，并且在促动力F_S1、法向合力F_N1、切向合力F_T1和沿顶杆轴线方向的F_S3作用下处于平衡状态。由于顶杆是浮动的，自然成为第二制动蹄的促动装置，而将与力F_S3大小相等、方向相反的促动力F_S2施于第二制动蹄的下端，故第二制动蹄也是领蹄，如图9-26所示。

图9-26 单向自增力式制动器的工作原理

F_T1—切向反力 F_N1—切向合力 F_S1—第一制动蹄促进力 F_S3—第二制动蹄促进力 F_S2—第二制动蹄相反方向促进力

2）双向自增力式制动器的结构如图9-27所示。

图9-27 双向自增力式制动器的结构

双向自增力式制动器的工作原理为：前进制动时，两制动蹄在促动力F_S1的作用下张开压力制动鼓，此时两蹄的上端均离开支承销，沿图中的箭头方向旋转的制动鼓对两蹄产生摩擦力矩，带动两蹄沿旋转方向转过一个不大的角度，直到后蹄又顶靠到支承销上为止。此时，前蹄为“领蹄”，但其支承为浮动的推杆。制动鼓作用在前蹄的摩擦力和法向力的一部分对推杆形成一个推力F_S2，推杆又将此推力完全传到后蹄的下端。后蹄在推力F_S2的作用下也形成“领蹄”，并在轮缸液压促动力F_S1的共同作用下进一步压紧制动鼓。推力F_S2比促动力F_S1大得多，从而使后蹄产生的制动力矩比前蹄更大，如图9-28所示。

倒车制动时，作用过程与此相反，与前进制动时具有同等的自增力作用。

图9-28 双向自增力式制动器的工作原理

F_T1—切向反力 F_N1—切向合力 F_S1—第一制动蹄促进力 S—顶杆的作用力 F_S2—第二制动蹄相反方向促进力

以上介绍的各类型的制动器各有利弊。就制动效能而言，在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下，自增力式制动器最佳，以下依次为双向平衡式、单向平衡式、非平衡式；但就制动效能的稳定性而言，自增力式车轮制动器对摩擦因数的依赖性最大，因而其制动效能的稳定性最差，非平衡式车轮制动器制动效能的稳定性居中，平衡式车轮制动器的制动效能稳定性最好。