机动车手动式刹车机构的改进设计

林莉莉 张芳

【摘  要】为了使机动车在工作过程中，刹车稳定、可靠、敏捷，论文对某种型号机动车的手动式刹车机构进行了改进设计，应用后达到了刹车稳定、可靠、敏捷的目的，同时，延长了机构的使用寿命，减少了不安全的因素，保障了人们的财产及生命安全。目前，该种型号的机动车已销往国内外，得到用户认可，提高了企业的社会声誉，创造了很高的经济效益，该机构具有极高的实用性及推广价值。

【Abstract】In order to make the brake of motor vehicle stable， reliable and agile during the working process， this paper improves the design of the hand brake mechanism of a certain type of motor vehicle. After the application， it achieves the purpose of stable， reliable and agile brake. At the same time， it extends the service life of the mechanism， reduces unsafe factors， and ensures people's property and life safety. At present， this type of motor vehicle has been sold at home and abroad， and has been recognized by users， which improves the social reputation of the enterprise and creates high economic benefits. This mechanism has high practicability and promotion value.

【关键词】机动车;手动刹车;机构改进

【Keywords】motor vehicle; hand brake; improvement of mechanism

【中图分类号】TH16;U463.55                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）01-0192-03

1 引言

随着经济社会的迅猛发展，人们的日常工作、生活环境得到前所未有的改善，使用的机动车辆（乘用汽车、专用汽车、商用汽车、摩托车、挖掘机、推土机等统称为机动车辆）数量越来越多，而机动车辆在使用过程中，都是在承载情况下，由操作者驾驶工作，它虽然能减少体力劳动、提高工作效率、为工作和生活提供便利，但在工作行驶中也存在着不安全的因素。因此，机动车辆工作过程中的安全行驶、制动就成为设计、制造、使用者必须考虑的首要问题之一。本文对目前矿山运输中使用的矿用机动车的手动式刹车装置进行了安全性分析，发现无论是进口的还是国产的均存在着不安全的因素。

手动式刹车机构是机动车辆必须配制的安全机构，其作用是在刹车时，使机动车辆能准确、稳定地停止在所要求的位置，以方便工作及避免产生安全事故。手动刹车机构包括两个部分：手刹机构和手刹开关。手动式刹车机构通过手刹拉筋与车辆驱动轮毂内部的刹车蹄片连接，当人为地将手刹车把柄运动到所要求的位置时，手刹拉筋拽动刹车蹄片，使刹车蹄片锁紧或抱死，这样就避免了轮胎的移动，从而使机动车辆保持静止。与脚刹车不同的是，脚刹车在脚抬起后，就不再产生制动作用，而手刹车制动后，只有再次手动按动刹车杆按钮才会恢复原状，因此，作业人员拉动手刹后可以长时间离开车辆。

在手动式刹车机构上安装有手刹开关，不工作时，手刹开关连接的电路是畅通的，当操作者离开机动车辆忘记拉上手刹车时，此时电路会使车辆上的喇叭报警，从而提醒操作者拉上手刹。只有当作业者拉上手刹，手动式刹车机构带动手刹开关断开电路，喇叭才会停止报警。

在矿用机动车上进行手动刹车时，手柄是人为回转的，以此拽动拉线装置将刹车盘夹紧，达到刹车目的。目前，使用的手动式刹车机构如图3所示，挡片2与手刹开关滚轴3接触处易磨损，导致刹车制动夹紧不到位，产生制动失灵、失效，同时，这种运动副产生的有害分力会使手刹开关的塑料壳件破损，导致制动功能丧失，使得刹车工作不能正常进行，更严重的是危机人们的身心健康及生命安全。为此，我们与某外资企业协作，将某型号机动车辆的手动刹车机构的手动机构部分进行了改进设计，如图4所示，投入生产后取得了很好的效果。

2 问题产生的原因

机动车辆的手动刹车机构也称为制动器，主要由制动架、制动件和手动操纵机构等组成。手动操纵机构虽是一种简单的手动操作传动机构，但其设计、制造、使用水平的高低，都影响着工作过程的正常进行，甚至危及人们的财产及生命安全，也决定着机动车辆生产企业的生存。由此可知，机械产品的设计、制造、使用无小事。针对原手动操作传动机构，如图2所示，手动式刹车机构的工作原理，如图1原手动式刹车机构手柄操作位置中的图a所示，在进行刹车操作时：刹车手柄以螺栓为回转中心，从a位置转动到b位置，摆到55°的夹角时，此时与刹车手柄相连的挡片（螺柱为中心）也转过55°的夹角，从c位置移动到d位置，在d位置时，挡片2压迫手刹开关4的手刹开关滚轴3，使手刹开关电路断开，而达到刹车的目的。经对目前在大多数机动车辆中应用的这种手动式刹车机构分析，其存在没有引起人们足够重视的致命缺陷，它不是产品制造的质量问题，而是原有设计的结构问题，使用时挡片2向手刹开关4的手刹开关滚轴3施力时，产生作用于滚轴3的外圆柱表面上的F力，其方向如图1b所示。由图可知：该F力可分解为由左向右的水平分力F1、由上向下的铅垂分力F2，其中，F2的力是驱动刹车机构的有效分力，是必要的，而分力F1则使手刹开关受到横向载荷的作用，是长时间反复作用的有害分力。为此，应将该力设法控制在最小范围或者消除该力，以延长开关壳体塑件的使用寿命，由图3所示的挡片2与手刹开关滚轴3接触的施力结构，改进为图4所示的销轴3与压片式开关的压片接触的结构，收到了理想的效果。

3 改进后的结构设计

通过与某外资企业的合作，对其生产的某种型号机动车辆的手动刹车装置进行了改进设计，如图4a、4b所示，采用了销轴3与压片式开关2的压片接触的结构，由此可以看出手刹车开关由原来的滚轴式变成了压片式，当手动式刹车机构动作时，手动式刹车机构上的销轴3与压片式手刹开关的压片接触，这样销轴3的圆柱面与手刹开关2上的压片表面直接接触，刹车时产生的作用力F3（如图4b所示）始终与压片表面垂直，显然这种结构只产生有效的纵向载荷，消除了横向载荷产生的弯曲应力对手刹开關壳体的破坏作用，避免了壳体塑件过早破裂失效。

4 使用效果

与外资企业合作改进设计的某种型号机动车辆的手动式刹车装置，已投入生产使用，收到极佳的效果，现已拓展应用在该外资企业生产的所有型号的矿用机动车中，其产品大量销往国内外，经用户使用反馈的信息证明，该外资企业生产的机动车辆上的手动式刹车机构使用的故障率大为降低，延长了手动式刹车机构的寿命，产生了巨大的经济效益，更重要的是消除了客户在使用机动车辆的过程中，因原结构设计不合理存在的不安全因素，而造成的恐慌心理，以此确保了人们的财产与生命安全，极大地提高了企业的社会声誉。这种结构具有很高的推广价值，若应用到其他类型机动车辆之中，必将创造很高的经济效益。

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