由宁夏银川高自强汽车制动器研究所研制的《鼓式四蹄气动自动调隙制动器》（定名为双领双从式制动器）发明专利（发明专利号：ZL 2005 10075792.X），具有国内独创、世界领先的水平，并通过多年实践表明制动性能稳定可靠，属于革新性设计，适用于各类制动器的升级换代。
一、发明专利的说明
原传统设计的《两蹄制动器》（学名领从式制动器）(包括领一从蹄型、双领蹄型、双向式等），在制动时，鼓与蹄相对摩擦，制动鼓的内圆逐渐磨大、制动蹄的外圆逐渐磨小，出现了“自然切点”。此时，制动器的有效摩擦接触面积减少，制动力矩减少，产生了制动滞钝。出现“滞钝期”后，将导致制动时反应不敏感和制动不灵，同时制动器匹配的ABS（防抱死）的变量关系出现紊乱与失常，造成误导和失灵。结论是：领从式制动器、双领式制动器等传统制动器自身结构有不完善之处，需要结构更科学的新型制动器予以完善或替代。
二、项目背景和指导思想
本项目是宁夏银川高自强汽车制动器研究所经过近40年实践与科研的成果。高自强先生曾参与《中华人民共和国交通部颁汽车修理技术标准》JT3101-78-P32修理标准的修订，其中，顺延至今还在使用“四点刹车（每个制动蹄銼中间留两头）”的检修方法，30多年了仍没有重大突破。本项目的核心技术可彻底解决传统制动器固有的不足之处，具有广阔的市场发展前景、良好的经济效益和社会效益。
1．汽车制动器技术概述
制动器是汽车最重要的主动安全装置之一。没有良好制动性能的汽车是不能高速行驶的，因此也不可能具有高的运输效率。另一方面，现代汽车的最高行驶速度和平均行驶速度都已大大提高，相当高比例的汽车在道路行驶肇事是因制动系统的问题而导致的。因此，随着对汽车制动系的技术性能要求逐步提高，使得对制动技术的不断改进和完善成为汽车安全性领域、乃至整个汽车工程领域重要的长期性研究课题之一，新型制动器及制动系技术的设计开发和应用也成为现代汽车工程技术不断发展的标志之一。
汽车制动系统总体设计性能的实现，在很大程度上取决于各个车轮制动器的技术性能，因此在设计上往往对制动器提出很高的技术要求。然而，现代汽车普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素。蹄一鼓式制动器和钳一盘式制动器在多种性能上各具特色，它们在各类现代汽车上的应用都非常普遍，尚难分主次。
钳—盘式制动器（上世纪30年代的产品）具有制动效能稳定性和散热性好、结构简单、维修简便等突出优点，因此近几十年来，它在轿车、轻型客车及轻型货车上的应用越来越广泛，而且也已应用于一些中型及重型汽车，似有后来居上的趋势；其主要缺点在于其制动效能因数很低，但可通过采用助力装置加以弥补，不过又导致摩擦副的压力过高，磨损过快，因此需要采用高强度耐磨材料。
对于具有较长发展历史的蹄—鼓式制动器，其突出优点是可利用制动蹄的增势效应而达到很高的制动效能因数，并具有多种不同性能的可选结构型式（包括领—从蹄型、双领蹄型、自增力型等），即其制动效能因数的选择范围很宽，因此其制动性能的可设计性强，对各种汽车的制动性能要求的适应面宽，至今仍然在除部分轿车以外的各种重型汽车的制动器中占主导地位；其主要缺点则在于高效能制动蹄的制动效能的稳定性较差，即其制动效能因数易于随摩擦副的摩擦系数的变化、摩擦片的磨损、制动蹄和鼓的变形等而发生显著的、难以控制的变化，因此易于因各车轮制动效能之间产生明显差异而导致整车制动稳定性的降低。
长期以来，为了充分发挥蹄一鼓式制动器的重要优势，旨在克服其主要缺点的研究工作和技术改进一直在进行中，尤其是对蹄式制动器工作过程和性能计算分析方法的研究受到高度重视。这些研究工作的重点在于制动器结构、制造工艺和实际使用因素等对制动器的效能及其稳定性、热容量及散热性、耐久性和可靠性等的影响，有关的技术改进的目标在于使制动器更好地满足一系列重要的使用性能要求，例如：
（1）摩擦副的摩擦效能的稳定性提高，对摩擦系数变化的敏感性低；
（2）摩擦片上压力分布的不均匀性小；
（3）因机械载荷和温度载荷引起的制动器结构零部件变形以及磨损对摩擦副接触区的大小及位置、压力分布特性、致动装置的活塞或推杆行程的影响尽可能小；
（4）制动效能对摩擦副接触区的大小及位置变化的敏感性低；
（5）各个摩擦副的制动效能和热负荷的差值尽可能小；
（6）致动机构的机械效率高且稳定；
（7）耐久性和可靠性高，
（8）防水、防尘性好；
（9）工作中不产生振动和噪声等等。
高自强先生是汽车制动器技术的一位特殊的探索者，他是“两蹄四块”型蹄-鼓式制动器技术应用的最早期实践者。经过三十余年的不懈努力，他于近期发明了一种“鼓式四蹄气动自动调隙制动器”的新结构，为此解决了普通蹄-鼓式制动器现存在的问题。高自强先生提出了“鼓式四蹄气动自动调隙制动器”（并实施了对BJ212型吉普车制动器的改造方案。（请阅图示）
它有两个领蹄、两个从蹄，每个制动蹄的两端部摩擦片与鼓接触，且四个蹄的八个摩擦块具有相同的尺寸。我们可称这种“鼓式四蹄气自动器调隙制器”型制动器为一种“对称双领蹄-双从蹄型蹄-鼓式制动器”。通称（双领双从式制动器）》。
2．“鼓式四蹄气动制动器调隙制器”型蹄一鼓式制动器技术可行性分析
“鼓式四蹄气动制动器调隙制器”型蹄-鼓式制动器的创新点在于将普通蹄—鼓式制动器（以下简称为“制动器”）的单个制动蹄改进为由周向尺寸减小了的两个制动蹄交叉叠加组合而成的复合蹄，由此可带来下列多项优点：
（1）新型设计的《鼓式四蹄气动自动调隙制动器》其特点如下：每个制动器有四个制动分蹄，每个制动分蹄将摩擦片铆在分蹄的两头：中间空，两头凸起将在两分蹄叠加组合为一体，两组组合有四个支承销、四个分蹄、八块摩擦片的制动器，根除了制动器周期性制动性能失灵的不稳定的变化，也是汽车肇事的主要根源。确保了制动鼓的内圆与制动蹄的外圆相对摩擦受力后始终不会出现“自然切点”和“滞钝期”，因为《鼓式四蹄气动自动调隙制动器》的制动蹄的外圆始终大于等于制动鼓的内圆无自然切点。由于结构设计合理，《鼓式四蹄气动自动调隙制动器》制动性能始终稳定保持不变性。在《鼓式四蹄气动自动调隙制动器》制动过程中不会出现“自然切点”和“滞钝期”更加充分满足了ABS（防抱死）装置性能的稳定性和可靠性。如ABS与《鼓式四蹄气动自动调隙制动器》或《鼓式四蹄八块油压式制动器》的结合配套，制动性能更加双稳定双可靠，是当代汽车制动性能最完美的匹配。
（2）该“鼓式四蹄气动自动调隙制动器”型制动器保持了原“两蹄四块”型制动器的优点，可消除制动蹄仅有中间部分、甚至只有中点附近一小部分能与制动鼓接触的现象，从而可大大减小因机械载荷和温度载荷引起的制动器结构零部件变形以及磨损对摩擦副接触区的大小及位置、压力分布特性等的影响，显著提高制动器的实际制动效能因数及其稳定性。
（3）由于该“鼓式四蹄气动自动调隙制动器”型制动器的制动效能对制动蹄摩擦片的磨损和蹄、鼓的变形等影响因素较不敏感，有利于减小汽车的各个车轮制动器的制动力之间的差异，所以可减少汽车制动跑偏现象，改善汽车的制动稳定性及行驶安全性。这将使蹄-鼓式制动器在此方面有可能与钳-盘式制动器相媲美。
（4）它的每个复合蹄的四个磨擦块的总摩擦面积与原普通制动器的单个制动蹄的名义摩擦面积基本相同，弥补了原“两蹄四块”型制动器不得不浪费一部分宝贵的有效摩擦面积的缺点，从而可进一步提高制动效能、降低各制动蹄摩擦片的工作压力及其分布的总体不均匀性（与原“两蹄四块”型制动器相比较而言）。
（5）该“鼓式四蹄气动自动调隙制动器”对称双领蹄-双从蹄型制动器与普通双向双领蹄型和领-从蹄型制动器一样具有双向对称的制动性能，即当汽车向前、向后行驶时的制动效能相同；此外，其制动效能因数对摩擦系数的敏感性与普通领-从蹄型制动器的一样低。因此可以说，该“鼓式四蹄气动自动调隙制动器”型制动器同时具有领-从蹄型和双向双领蹄型制动器的一些主要性能优点。
（6）它的每个复合蹄的摩擦片及其基板被分割成四段，有助于散热降温、减轻热衰退现象；各段间的间隙也有助于快速排水、减轻水衰退现象。
（7）制动器零部件的加工装配误差以及汽车行驶系有关零部件因承载而产生的变形往往会导致制动器的蹄与鼓之间存在同心度和同轴度误差，而该“鼓式四蹄汽动自动调隙制动器”型制动器结构有利于减小上述同心度误差对制动器的制动效能的不利影响。
（8）每只鼓式四蹄制动器，有四个制动分蹄组合而成其中有两个是领蹄而每个领蹄所产生的制动力矩为从蹄所产生力矩的1.85倍，可见，每台车增加了4×1.85=7.40倍的制动力矩，（还有四个分从蹄不能不计它的力矩的存在）。证明：（一只双领双从式制动器）等于两只（领从式制动器）性能标准。请阅检验报告附表。
（9）该“鼓式四蹄气动自动调隙制动器”型制动器的每个蹄都可被单独制动，有利于方便地采用较多回路的制动操纵系统（有时可用于实现一些特殊功能，如，受控漂移等）。宁夏银川高自强汽车自动器研究所还基此造出了样车，利用该制动器独特的控制性能，可以做16个不同的漂移动作）。
另外，该“鼓式四蹄汽动自动调隙制动器”型制动器的制动蹄结构虽然有较大的变化，但仍然保持了科学、简单、紧凑的特点，在其制动蹄和底板总成的制造加工、装配及维修工艺等方面都没有明显地增加复杂性和难度，也没有新的特殊工艺要求，完全可以在现有普通蹄-鼓式制动器的生产工艺条件下进行生产。
宁夏银川高自强汽车制动器研究所现已具备：该专利技术的样机、样车，国家级的检测验证及清华大学验算和经济分析等报告，期待与国内同行深入探讨，共同提升国内汽车制动器的技术水平。
附录：
宁夏银川高自强汽车制动器研究所部分专利清单见下：
|
序号
|
专利号
|
专利名称
|
|
1
|
901007282.6
|
一种制动方法及其所用的装置
|
|
2
|
99119286.9
|
鼓式四蹄八片无切点制动器
|
|
3
|
94218038.0
|
四点刹车装置
|
|
4
|
92241585.4
|
组合式刹车装置
|
|
5
|
93242234.9
|
无孔成型刹车片
|
|
6
|
95209260.3
|
毂式四蹄制动器及其四回路安全装置
|
|
7
|
97209629.9
|
汽车定向转动任意角制动转换装置
|
|
8
|
99243883.7
|
鼓式四蹄八片无切点制动器
|
|
9
|
200510062592.0
|
蹄式气动制动器
|
|
10
|
200510075792.X
|
鼓式四蹄气动自动调隙制动器
|
|
11
|
200520007940.X
|
蹄式气动制动器
|
|
12
|
CN200910217336.2
|
鼓式双领双从式调隙制动器
|
本文作者：
宁夏银川高自强汽车制动器研究所，高自强，汽车工程师，联系电话：13079503185
