索納塔八制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)索納塔八制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 車輛工程12-6班 學(xué)生姓名： 蔡豐遠(yuǎn) 指導(dǎo)教師： 王永梅 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院二一六年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of the Braking System of the Sonatas Eight Candidate：Cai FengYuan Specialty：Vehicle Engineering Class：12-6 Supervisor：Associate Professo Wang YongmeiHeilongjiang Institute of Technology2016-06Harbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要汽車是當(dāng)先社會(huì)最方便，最便捷也是使用最多的交通工具，基本上家家戶戶都會(huì)有一輛自己的汽車。也應(yīng)為汽車成為了大家日常生活中的代步工具，人們對(duì)汽車使用的安全性更加的關(guān)注，而制動(dòng)系統(tǒng)便是汽車上保證駕駛員安全性的一個(gè)重要系統(tǒng)。而制動(dòng)器又是在整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)中制約汽車運(yùn)動(dòng)性的一個(gè)關(guān)鍵裝置，是整個(gè)汽車上最為重要的安全件。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為中型轎車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車最重要的主動(dòng)安全系統(tǒng)，制動(dòng)器則是制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其性能好壞直接影響汽車的安全。盤式制動(dòng)器作為鼓式制動(dòng)器的替代產(chǎn)品，具有熱穩(wěn)定性好、反應(yīng)靈敏等優(yōu)勢(shì)，但是盤式制動(dòng)器本身也存在一些問題，并且鼓式制動(dòng)器存在的一些問題，雖然盤式制動(dòng)器有一定程度改善，但并未得到完全解決，如熱衰退、制動(dòng)噪聲等。 本文開篇闡明了盤式制動(dòng)器發(fā)展與現(xiàn)狀，然后是設(shè)計(jì)的背景，性質(zhì)及任務(wù)。通過對(duì)轎車盤式制動(dòng)器的深入學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，主要是對(duì)轎車盤式制動(dòng)器的零部件結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算，更好地學(xué)習(xí)并掌握盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)計(jì)算的相關(guān)知識(shí)和方法。介紹了盤式制動(dòng)器的各種類型，通風(fēng)盤，實(shí)心盤，制動(dòng)鉗，性能等，分析了盤式制動(dòng)器和摩擦襯片的特性。關(guān)鍵詞：通風(fēng)盤，實(shí)心盤，制動(dòng)鉗，制動(dòng)器，制動(dòng)噪聲IIABSTRACTFrom the bus is at the head of the society is the most convenient, most convenient and most widely used means of transportation, basic every family will have a car of his own car. Should also be for the car became the tool of ride instead walk in our daily life, of vehicle security more and more attention, and brake system is the car driver safety is an important system guarantee. The brake is a key device in the whole braking system to restrict the movement of the car, is the most important safety part of the whole car. The topic of this graduation project is the design of the braking system for the medium sized car.Automobile braking system is the most important active safety system, and the brake is the actuator of the braking system. The performance of the automobile braking system directly affects the safety of the vehicle. Disc brakes as the substitution of drum brake, with good thermal stability and quick response advantage, but Disc Brake itself also exist some problems, and some the issues of drum brakes, although disc brakes have a certain degree of improvement, but did not get to completely solve, such as thermal decay, brake noise.In this paper, the development and present situation of disc brake is expounded, and then the background, character and task of the design are described. Through the car disc brake in-depth study and design practice, mainly on car disc brake parts structure selection and design calculation, better learn and grasp the knowledge and method to calculation principle and structure design of the disc brake. Various types and performances of the disc brake are introduced, and the characteristics of the disc brake and the friction lining are analyzed.Key words: brake system, disc brake, drivers safety II目 錄摘要Abstract第1章 緒論11.1選題目的和意義11.2研究現(xiàn)狀11.3設(shè)計(jì)內(nèi)容31.3.1基本內(nèi)容31.3.2技術(shù)要求（研究方法）31.3.3擬解決的主要問題4第2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇52.1 制動(dòng)器形式方案分析52.1.1 鼓式制動(dòng)器52.1.2 盤式制動(dòng)器82.2 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)形式選擇92.2.1 簡單制動(dòng)系92.2.2 動(dòng)力制動(dòng)系102.2.3 伺服制動(dòng)系112.3 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇112.4 液壓制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)方案122.5本章小結(jié)13第3章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算153.1 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值153.1.1 相關(guān)主要參數(shù)153.1.2 同步附著系數(shù)的分析153.2制動(dòng)分配系數(shù)、制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率163.3 制動(dòng)器最大的制動(dòng)力矩193.4 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定203.4.1 制動(dòng)盤直徑D203.4.2 制動(dòng)盤厚度的選擇203.4.3 摩擦襯塊內(nèi)半徑R1和外半徑R2203.4.4 摩擦襯塊工作面積213.4.5 摩擦襯塊摩擦系數(shù)f213.5盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力計(jì)算213.6制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)233.6.1制動(dòng)盤233.6.2制動(dòng)鉗233.6.3制動(dòng)塊243.6.4 摩擦材料243.6.5 制動(dòng)輪缸253.6.6 固定支架253.6.7 制動(dòng)器間隙25 3.7 本章小結(jié)25第4章 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算264.1 制動(dòng)輪缸直徑的確定264.2制動(dòng)主缸與工作容積設(shè)計(jì)計(jì)算264.3制動(dòng)踏板力與踏板行程274.4本章小結(jié)28第5章 制動(dòng)性能分析295.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)295.2 制動(dòng)效能295.3 制動(dòng)效能的恒定性295.4 制動(dòng)時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性295.5 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算305.6駐車制動(dòng)計(jì)算325.7本章小結(jié)34結(jié)論35參考文獻(xiàn)36致謝38第1章 緒 論1.1選題目的和意義當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)普遍應(yīng)用的液壓制動(dòng)現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，隨著人們對(duì)制動(dòng)性能要求的提高，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動(dòng)避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，需要在制動(dòng)系統(tǒng)上添加很多附加裝置來實(shí)現(xiàn)這些功能，這就使得制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度，制動(dòng)系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡潔，功能更加全面和可靠，制動(dòng)系統(tǒng)的管理也成為必須要面對(duì)的問題，電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢(shì)所趨。從歷代索納塔制動(dòng)系統(tǒng)的供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)器4個(gè)組成部分的發(fā)展歷程來看，都不同程度地實(shí)現(xiàn)了電子化。人作為控制能源，啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)出制動(dòng)企圖；制動(dòng)能源來自儲(chǔ)存在蓄電池或其它供能裝置；采用全新的電子制動(dòng)器和集中控制的電子控制單元(ECU)進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)的整體控制，每個(gè)制動(dòng)器有各自的控制單元。機(jī)械連接逐漸減少，制動(dòng)踏板和制動(dòng)器之間動(dòng)力傳遞分離開來，取而代之的是電線連接，電線傳遞能量，數(shù)據(jù)線傳遞信號(hào)，所以這種制動(dòng)又叫做線控制動(dòng)。這是自從ABS在汽車上得到廣泛應(yīng)用以來制動(dòng)系統(tǒng)又一次飛躍式發(fā)展。電液復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)是索納塔從傳統(tǒng)制動(dòng)向電子制動(dòng)的一種有效的過渡方案，采用液壓制動(dòng)和電制動(dòng)兩種制動(dòng)系統(tǒng)。這種制動(dòng)系統(tǒng)既應(yīng)用了傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)以保證足夠的制動(dòng)效能和安全性，又利用再生制動(dòng)電機(jī)回收制動(dòng)能量和提供制動(dòng)力矩，提高汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)降低排放，減少污染。但是由于兩套制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)存在，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本偏高。結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也增加了系統(tǒng)失效和出現(xiàn)故障的可能性，維護(hù)和保養(yǎng)難度增加。在車輛模塊化、集成化、電子化、車供能源的高壓化的趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)下，車輛制動(dòng)系統(tǒng)也朝著電子化方向發(fā)展，很多汽車和零部件廠商都進(jìn)行了電制動(dòng)系統(tǒng)的研究和推廣，博世、西門子、特維斯等公司已經(jīng)研制出一些試驗(yàn)成果，電制動(dòng)系統(tǒng)必將取代傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)，汽車底盤進(jìn)一步一體化、集成化，制動(dòng)系統(tǒng)性能也會(huì)發(fā)生質(zhì)的飛躍。1.2研究現(xiàn)狀現(xiàn)代汽車事業(yè)的發(fā)展日益壯大，使得人們對(duì)于汽車的要求越來越大，相對(duì)應(yīng)的人們對(duì)于汽車的各個(gè)部分的要求也越來越大。從汽車誕生時(shí)起，車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。眾多的汽車工程師在改進(jìn)汽車制動(dòng)性能的研究中傾注了大量的心血。目前關(guān)于汽車制動(dòng)的研究主要集中在制動(dòng)控制方面，包括制動(dòng)控制的理論和方法，以及采用新的技術(shù)。汽車制動(dòng)系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車輛制動(dòng)減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動(dòng)力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。例如電動(dòng)汽車沒有內(nèi)燃機(jī)，無法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動(dòng)真空泵為真空助力器提供真空。最原始的制動(dòng)控制只是駕駛員操縱一組簡單的機(jī)械裝置向制動(dòng)器施加作用力，這時(shí)的車輛的質(zhì)量比較小，速度比較低，機(jī)械制動(dòng)雖已滿足車輛制動(dòng)的需要，但隨著汽車自質(zhì)量的增加，助力裝置對(duì)機(jī)械制動(dòng)器來說已顯得十分必要。這時(shí)，開始出現(xiàn)真空助力裝置。1932年生產(chǎn)的質(zhì)量為2860kg的凱迪拉克V16車四輪采用直徑419.1mm的鼓式制動(dòng)器，并有制動(dòng)踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于1932年推出V12轎車，該車采用通過四根軟索控制真空加力器的鼓式制動(dòng)器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是軍用車輛及軍用技術(shù)的發(fā)展，車輛制動(dòng)有了新的突破，液壓制動(dòng)是繼機(jī)械制動(dòng)后的又一重大革新。Duesenberg Eight車率先使用了轎車液壓制動(dòng)器?？巳R斯勒的四輪液壓制動(dòng)器于1924年問世。通用和福特分別于1934年和1939年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。到20世紀(jì)50年代，液壓助力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)。20世紀(jì)80年代后期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，世界汽車技術(shù)領(lǐng)域最顯著的成就就是防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的實(shí)用和推廣。ABS集微電子技術(shù)、精密加工技術(shù)、液壓控制技術(shù)為一體，是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車的主動(dòng)安全性和操縱性。防抱裝置一般包括三部分：傳感器、控制器(電子計(jì)算機(jī))與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如車輪角速度、角加速度、車速等傳送給控制裝置，控制裝置進(jìn)行計(jì)算并與規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行比較后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令。1936年，博世公司申請(qǐng)一項(xiàng)電液控制的ABS裝置專利促進(jìn)了防抱制動(dòng)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制動(dòng)器；1971年，克萊斯勒車采用了四輪電子控制的ABS裝置。這些早期的ABS裝置性能有限，可靠性不夠理想，且成本高。1979年，默本茨推出了一種性能可靠、帶有獨(dú)立液壓助力器的全數(shù)字電子系統(tǒng)控制的ABS制動(dòng)裝置。1985年美國開發(fā)出帶有數(shù)字顯示微處理器、復(fù)合主缸、液壓制動(dòng)助力器、電磁閥及執(zhí)行器“一體化”的ABS防抱裝置。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的出現(xiàn)，以及電子信息處理技術(shù)的高速發(fā)展，ABS以成為性能可靠、成本日趨下降的具有廣泛應(yīng)用前景的成熟產(chǎn)品。1992年ABS的世界年產(chǎn)量已超過1000萬輛份，世界汽車ABS的裝用率已超過20%。一些國家和地區(qū)(如歐洲、日本、美國等)已制定法規(guī)，使ABS成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。當(dāng)考慮基本的制動(dòng)功能量，液壓操縱仍然是最可靠、最經(jīng)濟(jì)的方法。就復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性而言，增加的牽引力控制、車輛穩(wěn)定性控制和一些正在考慮用于“智能汽車”的新技術(shù)使基本的制動(dòng)器顯得微不足道。傳統(tǒng)的制動(dòng)控制系統(tǒng)只做一樣事情，即均勻分配油液壓力。當(dāng)制動(dòng)踏板踏下時(shí)，主缸就將等量的油液送到通往每個(gè)制動(dòng)器的管路，并通過一個(gè)比例閥使前后平衡。而ABS或其他一種制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)則按照每個(gè)制動(dòng)器的需要時(shí)對(duì)油液壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。 1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容1.3.1基本內(nèi)容 第八代索納塔標(biāo)準(zhǔn)型制動(dòng)器設(shè)計(jì)主要參數(shù) 車重：1640kg 最大扭矩：194N.m 前輪胎：215/55 R17 后輪胎：215/55 R17 最高車速：196.0 車長：4820mm （1）制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)器及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式選擇(本設(shè)計(jì)選用液壓式前輪盤式制動(dòng)器和液壓式后輪盤式制動(dòng)器) （2）根據(jù)第八代索納塔標(biāo)準(zhǔn)型汽車的整車參數(shù)，并按照參數(shù)確定制動(dòng)器的基本參數(shù) （3）計(jì)算制動(dòng)盤、制動(dòng)襯塊（襯片）參數(shù)、液壓缸及制動(dòng)主缸參數(shù)等 （4）并校核該制動(dòng)器的制動(dòng)性能 （5）用CAD畫裝配圖、零件圖. （6）編寫設(shè)計(jì)說明書.1.3.2技術(shù)要求（研究方法） （1）通過文獻(xiàn)資料收集，熟悉汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和CAD的有關(guān)理論知識(shí)，國內(nèi)外制動(dòng)器設(shè)計(jì)方法和汽車計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。 （2）實(shí)地到汽車廠等部門實(shí)習(xí)調(diào)查，了解汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)方法。 （3）編寫課題研究大綱和開題報(bào)告。 （4）確定路寶車各項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算確定各總成參數(shù)和尺寸，完成有關(guān)CAD圖紙。 （5）按進(jìn)度要求獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，服從指導(dǎo)教師安排；完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)格式規(guī)范； 方案選擇合理，具有可行性、經(jīng)濟(jì)性、適用性，設(shè)計(jì)思路清晰，符合實(shí)際，圖紙正確符合制圖標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容完整。設(shè)計(jì)和汽車計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。1.3.3擬解決的主要問題 （1）制動(dòng)器力矩的分析計(jì)算。 （2）制動(dòng)盤直徑及制動(dòng)襯塊部分參數(shù)的計(jì)算。 （3）制動(dòng)效能因數(shù)的分析計(jì)算。 （4）摩擦襯片（襯塊）得磨損特性的計(jì)算。第2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇2.1 制動(dòng)器形式方案分析汽車制動(dòng)器幾乎所有的都是機(jī)械摩擦，即利用旋轉(zhuǎn)元件和固定部件的兩個(gè)工作表面間的互相摩擦來產(chǎn)生制動(dòng)力矩，從而使汽車減速及停車。通常摩擦式的制動(dòng)器按照其旋轉(zhuǎn)元件的形狀來分，可分為鼓式和盤式兩大類。2.1.1 鼓式制動(dòng)器鼓式制動(dòng)器是尚未出現(xiàn)盤式制動(dòng)器時(shí)最早的汽車汽車制動(dòng)器，當(dāng)時(shí)它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種車輛。鼓式制動(dòng)器又被分成內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩種結(jié)構(gòu)型式。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的一對(duì)制動(dòng)蹄是擁有圓弧形狀的摩擦蹄片的固定摩擦元件，其被安裝在了制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板就緊固在前橋的前梁部分或者后橋橋殼的半軸套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件就是制動(dòng)鼓。汽車車輪上的制動(dòng)器的制動(dòng)鼓全部固定在了輪轂上。汽車在進(jìn)行制動(dòng)動(dòng)作時(shí)，便利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面和制動(dòng)蹄摩擦蹄片的外表面相互作用為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，所以它又被稱作為蹄式制動(dòng)器。外束型的鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是一個(gè)制動(dòng)帶，制動(dòng)帶帶有摩擦片且剛度較小，它的旋轉(zhuǎn)摩擦元件是一個(gè)制動(dòng)鼓，制動(dòng)時(shí)利用制動(dòng)鼓的外圓柱的表面與制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧表面作為一對(duì)摩擦表面，在兩者相互作用下產(chǎn)生摩擦力矩直接作用于制動(dòng)鼓，所以它又稱稱作為帶式制動(dòng)器。在整個(gè)汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器過去一半僅僅當(dāng)做一些汽車的中央制動(dòng)器，我們常說的鼓式制動(dòng)器就是說的這種內(nèi)張型的鼓式結(jié)構(gòu)，鼓式制動(dòng)器按蹄的類型可以被分為:1) 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器如圖2.1所示，如果圖上方的旋向箭頭代表著在汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)），那么蹄1就是領(lǐng)蹄，蹄2是從蹄。汽車在倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向就會(huì)變?yōu)橄蚍捶较蛐D(zhuǎn)，那么相應(yīng)的就要使領(lǐng)蹄與從蹄互相調(diào)換一下。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總會(huì)有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄型制動(dòng)器。領(lǐng)蹄受到的摩擦力使該蹄壓得愈加的緊，也就是所摩擦力矩具有增勢(shì)的作用，所以又被稱為增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有使其離開制動(dòng)鼓的趨勢(shì)，也就是說摩擦力矩具有減勢(shì)的作用，所以從蹄又被稱為減勢(shì)蹄。在增勢(shì)作用下使領(lǐng)蹄所受的法向反向力變大，然而在減勢(shì)的作用下使從蹄所受的法向反向力減小。領(lǐng)從蹄式的制動(dòng)器的制動(dòng)效能及其穩(wěn)定性能全都處于在中等的水平，但是由于這種制動(dòng)器在汽車前行與倒車的過程中的制動(dòng)性能不會(huì)發(fā)生改變，而且結(jié)構(gòu)也比較簡單，造價(jià)也比較低廉，還方便組裝駐在車制動(dòng)機(jī)構(gòu)中，所以這種結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器仍廣泛的用于中、重型的載貨汽車的前、后輪制動(dòng)器及轎車的后輪制動(dòng)器上。圖2.1 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器2) 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器如果在汽車前進(jìn)動(dòng)作時(shí)兩個(gè)制動(dòng)蹄全都為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，這種制動(dòng)器稱為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器（如圖2.2）。不言而喻，當(dāng)汽車在倒車過程時(shí)這種制動(dòng)器的兩個(gè)制動(dòng)蹄又全為從蹄所以它又可被稱為雙向領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖所示，兩個(gè)制動(dòng)蹄各自用一個(gè)單活塞式制動(dòng)輪缸來推動(dòng)，兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等組件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板的中心作對(duì)稱來布置的，所以，兩蹄對(duì)制動(dòng)鼓作用的合力剛剛好達(dá)到相互平衡，所以雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器屬于平面式制動(dòng)器。雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器有比較大的正向制動(dòng)效能，然而在倒車的時(shí)候兩個(gè)領(lǐng)蹄就會(huì)變成兩個(gè)從蹄，這樣一來他的制動(dòng)效能就會(huì)大大的降低，所以這種結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器經(jīng)常用在了中級(jí)轎車的前輪制動(dòng)器上，這是因?yàn)檫@類汽車在前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，前軸的動(dòng)軸荷及附著力大于后軸，而倒車時(shí)則相反。當(dāng)制動(dòng)鼓進(jìn)行正向和反向的旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)制動(dòng)蹄全都為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器便稱作為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器（如圖2.3所示）。是一個(gè)平衡式制動(dòng)器。雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)及倒車的時(shí)候車輛的制動(dòng)性能保持不變，因此他被廣泛應(yīng)用在中、輕型載貨汽車和一部分轎車的前后輪上，但是用作后輪制動(dòng)器時(shí)，就需要需另外在加一個(gè)中央制動(dòng)來當(dāng)做駐車制動(dòng)。圖2.2 雙領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器圖2.3 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 4) 單向增力式制動(dòng)器如圖2.4所示單向增力式制動(dòng)器的兩個(gè)蹄的下端是以頂桿來進(jìn)行相互連接的，第二制動(dòng)蹄支承在他的上端制動(dòng)地板上的支承銷上，因?yàn)樵谄渲苿?dòng)時(shí)兩個(gè)蹄的法向反力不可以起到相互平衡的作用，所以它屬于非平衡式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器在汽車前進(jìn)過程中制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效能非常高，比前面所說的制動(dòng)器都要來的高，但它還是有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是汽車在倒車的時(shí)候制動(dòng)，這個(gè)時(shí)候這個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)效能確實(shí)最低的。所以，它一般在少數(shù)的中小型轎貨車上做前輪制動(dòng)器比較多。圖2.4 單向增力式制動(dòng)器5）雙向增力式制動(dòng)器雙向增力式制動(dòng)器是從單向增力式制動(dòng)器上改進(jìn)而成，它將單向的單活塞制動(dòng)輪缸換成雙活塞式的，然后就是將它上面端部的支撐銷變成兩蹄共用的。(如圖2.5所示)。用這種制動(dòng)器時(shí)在汽車前進(jìn)或者倒車過程中制動(dòng)，它的性質(zhì)都不會(huì)改變即都是增力式的。一般這種制動(dòng)器主要用在高速大型轎車上的行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)上會(huì)比較多，在行車制動(dòng)時(shí)由液壓帶動(dòng)輪缸用制動(dòng)蹄的張力來進(jìn)行制動(dòng)效果，駐車制動(dòng)時(shí)是由一些機(jī)械操縱系統(tǒng)來控制的。因?yàn)樵撝苿?dòng)器結(jié)構(gòu)上的原因使其的散熱和排水上存在瑕疵，制動(dòng)效能容易下降，所以該制動(dòng)器已經(jīng)逐漸被淘汰，但在一些制動(dòng)負(fù)荷比較小的經(jīng)濟(jì)型車上還是會(huì)有使用的。2.1.2 盤式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器按照定位件的結(jié)構(gòu)可以分為鉗盤式和全盤式兩種。1） 鉗盤式按照制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式來分又可以分為定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器定鉗盤式制動(dòng)器：制動(dòng)鉗不會(huì)變動(dòng)，制動(dòng)盤和車輪連在一起而且在制動(dòng)鉗的開口槽中旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)：能夠容易的保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)和制造工藝簡單；滿足多回路制動(dòng)系的要求。浮鉗盤式制動(dòng)器：優(yōu)點(diǎn)：其軸向尺寸比較小，使其能更靠近輪轂；具有冷卻條件較好的液壓缸，使其減小了制動(dòng)液汽化的可能性；價(jià)格低廉；浮動(dòng)盤的制動(dòng)塊也可以用在駐車制動(dòng)上。圖2.5 雙向增力式制動(dòng)器2）全盤式在該制動(dòng)器中，旋轉(zhuǎn)元件和固定元件都是圓盤形狀的，制動(dòng)煩人時(shí)候各個(gè)盤摩擦表面都接觸，和摩擦式離合器具有相同的作用原理，但其散熱性能不好，應(yīng)用不廣。盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：1）制動(dòng)效能穩(wěn)定性好；2）制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)；3）易于構(gòu)成雙回路，有較高的可靠性和安全性； 4）尺寸小、質(zhì)量小、散熱好；5）制動(dòng)襯塊上壓力均勻，襯塊磨損均勻；6）更換襯塊工作簡單容易。7）襯塊與制動(dòng)盤間的間隙小，縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。8）易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)最終確定本次設(shè)計(jì)采用前后盤式制動(dòng)器，且均為浮鉗盤式制動(dòng)器。2.2 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)形式選擇根據(jù)動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為簡單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)及伺服制動(dòng)三大類型。而力的傳遞方式又有機(jī)械式、液壓式、氣壓式、氣壓-液壓式的區(qū)別。2.2.1 簡單制動(dòng)系簡單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是靠四級(jí)作用于制動(dòng)踏板上或手柄上的力作為制動(dòng)力源。而傳力方式有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式的靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡單，造假低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低，因此僅用于中、小型汽車的駐車制動(dòng)裝置中。液壓式的簡單制動(dòng)系統(tǒng)通常稱為液壓制動(dòng)系，用于行車制動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短（0.1-0.3s),工作壓力大（可達(dá)10MPa-12MPa),缸徑尺寸小，可布置在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄的張開機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低。但其有限的力傳動(dòng)比限制了它在汽車上的適用范圍。另外，液壓管路在過渡受熱時(shí)會(huì)形成氣泡而影響傳輸，即產(chǎn)生所謂“氣阻”使制動(dòng)效能降低甚至失效；而當(dāng)氣溫過低時(shí)（-25攝氏度和更低時(shí)），由于制動(dòng)液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及當(dāng)有局部損壞時(shí)，使整個(gè)系統(tǒng)都不能繼續(xù)工作，液壓式簡單制動(dòng)系曾廣泛用于轎車、輕型及以下的貨車和部分中型貨車上。但由于操作較沉重，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車提高操作輕便性的要求，故當(dāng)前僅多用于微型汽車上，在轎車和輕型汽車已經(jīng)極少采用。2.2.2 動(dòng)力制動(dòng)系動(dòng)力制動(dòng)系是以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力形成的氣壓或液壓勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部力源進(jìn)行制動(dòng)，而司機(jī)作用于制動(dòng)踏板或手柄上的力僅用于對(duì)制動(dòng)回路中控制元件的操縱。在簡單制動(dòng)系中的踏板力與其行程間的發(fā)比例關(guān)系在動(dòng)力制動(dòng)系中便不復(fù)存在。動(dòng)力制動(dòng)系有氣壓制動(dòng)系、氣頂液式制動(dòng)系和全液壓動(dòng)力制動(dòng)系3種。 1)氣壓制動(dòng)系氣壓制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)系最常見的型式，由于可獲得較大的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單、連接和斷開均很方便，因此被廣用于總質(zhì)量為8t以上尤其是15t以上的載貨汽車、越野汽車和客車上，但氣壓制動(dòng)系必須采用空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣筒、制動(dòng)閥等裝置，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、輪廓尺寸大、造價(jià)高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢，作用滯后時(shí)間較長（0.3s-0.9s),因此，當(dāng)制動(dòng)閥到制動(dòng)氣室和儲(chǔ)氣罐的距離較遠(yuǎn)時(shí)，有必要加設(shè)啟動(dòng)的第二控制元件-繼動(dòng)閥（即加速閥）以及快放閥；管路工作壓力較低（一半為0.5MPa-0.9MPa)。因而制動(dòng)器室的直徑達(dá)，只能置于制動(dòng)器之外，在通過桿件及凸輪或鍥塊驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄，使非簧載質(zhì)量增大；另外制動(dòng)氣室排氣時(shí)也會(huì)有較的大噪聲。2)氣頂液式制動(dòng)系氣頂液式制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動(dòng)系統(tǒng)主缸的驅(qū)動(dòng)力源的一種制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它兼有液壓制動(dòng)和氣壓制動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)。由于其氣壓系統(tǒng)的管路短，故作用滯后時(shí)間也較短。顯然，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價(jià)高，故主要用于重型汽車上，一部分總質(zhì)量為9t-11t的中型汽車上也有所采用。 3)全液壓動(dòng)力制動(dòng)系全液壓動(dòng)力制動(dòng)系除具有一般液壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有操作輕便、制動(dòng)反應(yīng)快、制動(dòng)能力強(qiáng)、受氣阻影響較小、易于采用制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動(dòng)力轉(zhuǎn)向、液壓懸架、舉升機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備共同液壓泵和儲(chǔ)油等優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密件多，對(duì)系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用，目前僅用于某些高級(jí)轎車、大型客車以及極少數(shù)的重礦用自卸汽車上。2.2.3 伺服制動(dòng)系伺服制動(dòng)系是在人力液壓制動(dòng)系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套除其他能源提供的助力裝置，使人力與動(dòng)力可兼用，即兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為制動(dòng)能源的制動(dòng)系，在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在動(dòng)力伺服系統(tǒng)失效時(shí)，仍可全由人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力。因此，在中級(jí)以上的轎車及輕、中型客、貨汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。按伺服系統(tǒng)能源的不同，又有真空伺服制動(dòng)系、氣壓伺服制動(dòng)系和液壓伺服制動(dòng)系之分，其伺服能源分別為真空能（負(fù)氣壓能）、氣壓能和液壓能。確定本次設(shè)計(jì)采用簡單液壓制動(dòng)。2.3 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇圖2.3 液壓分路系統(tǒng)形式為了提高制動(dòng)工作的可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的相互獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路失效后，仍可利用其他完好的回路起制動(dòng)作用。雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見的物種分路形式(如圖2.1所示)：1） 一軸對(duì)一軸（II）型，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路。2） 交叉型（X），前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)策車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路。3） 一周半對(duì)半軸（HI）型，兩側(cè)前制動(dòng)器的板書輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬另一回路。4） 半軸一輪對(duì)半軸一輪（LL)型，兩個(gè)回路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器起作用。5） 雙半軸對(duì)雙半軸（HH）型，每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。II型管路布置較為簡單，可與傳統(tǒng)的但輪崗鼓式制動(dòng)器配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別是商用車商用得最廣泛。對(duì)于這種形式，若后制動(dòng)回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。對(duì)于采用前輪驅(qū)動(dòng)因而前制動(dòng)器強(qiáng)于后制動(dòng)器的乘用車，當(dāng)前制動(dòng)回路失效而單用后橋制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力將嚴(yán)重不足（小于正常情況下的一半），并且，若后橋負(fù)荷小于前軸負(fù)荷，則踏板力過大時(shí)易使后橋車輪抱死而汽車側(cè)滑。X型的結(jié)構(gòu)也很簡單。直行制動(dòng)時(shí)任一回路失效，剩余的總制動(dòng)力都能保持正常值的50%。但是，一旦某一管路損壞造成制動(dòng)力不對(duì)稱，此時(shí)前輪將朝制動(dòng)力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車喪失穩(wěn)定性。因此，這種方案適用于主銷偏移距為負(fù)值（達(dá)20mm)的汽車上。這時(shí)，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車的穩(wěn)定性。 HI、HH、LL型結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜。LL型和HH型在任一回路失效時(shí)，前后制動(dòng)力比值均與正常情況下相同，剩余總制動(dòng)力可達(dá)正常值的50%左右。HI型單用一軸半回路時(shí)剩余制動(dòng)力較大，但此時(shí)與LL型一樣，緊急制動(dòng)情況下后輪很容易先抱死。 綜合以上各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇X型管路。2.4 液壓制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)方案為了提高汽車行駛的安全性，并根據(jù)交通法則的要求，現(xiàn)代汽車的行駛制動(dòng)系統(tǒng)都采用了雙回路制動(dòng)系統(tǒng)。雙回路制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)主缸為串聯(lián)雙缸制動(dòng)主缸，單缸制動(dòng)主缸已經(jīng)被淘汰。儲(chǔ)存罐中的油經(jīng)每一腔的進(jìn)油螺栓和各自旁通孔、補(bǔ)償孔流入主缸的前、后腔。在主缸前、后工作腔內(nèi)產(chǎn)生的油壓分別經(jīng)各自的出油閥和各自的管路傳到前、后輪制動(dòng)器的輪缸。主缸不工作時(shí)，前、后倆工作腔內(nèi)的活塞頭部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自的旁通孔和補(bǔ)償孔之間。當(dāng)踏下制動(dòng)踏板時(shí)，踏板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過推桿推動(dòng)后缸活塞前移，到皮碗掩蓋住旁通孔后，此腔液壓升高。在后腔液壓和后腔彈簧力的作用下，推動(dòng)前缸活塞向前移動(dòng)，前腔壓力也隨之升高。當(dāng)繼續(xù)下踩制動(dòng)踏板時(shí)，前、后腔的液壓繼續(xù)升高，使前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)。撤除踏板力后，制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、主缸前后腔活塞和輪缸活塞，在各自的復(fù)位彈簧作用下進(jìn)行回位，活塞完全復(fù)位后，旁通孔已開放，由制動(dòng)管路繼續(xù)流回主缸而顯多余的油液便可經(jīng)前、后缸的旁通孔流回儲(chǔ)液室。管路中的制動(dòng)液借其壓力推開回油閥門流回主缸。于是接觸了制動(dòng)。當(dāng)迅速放開制動(dòng)踏板時(shí)，由于油液的粘性和管路阻力的影響，油液不能及時(shí)流回主缸并填充因活塞右移而讓出的空間，因而在旁通孔開啟之前，壓油腔中產(chǎn)生一定的真空度。此時(shí)進(jìn)油腔液壓高于壓油腔，因而進(jìn)油腔的油液便從前、后缸活塞的前密封皮碗的邊緣與缸壁間的間隙流入各自的壓油腔以填補(bǔ)真空。與此同時(shí)，儲(chǔ)液室中的油液經(jīng)補(bǔ)償孔流入各自的進(jìn)油腔?；钊耆珡?fù)位后，旁通孔已開放，由制動(dòng)管路繼續(xù)流回主缸而顯多余的油液便可經(jīng)前、后缸的旁通孔流回儲(chǔ)液室。液壓系統(tǒng)中因密封不良而產(chǎn)生的制動(dòng)液漏泄，和因溫度變化而引起的制動(dòng)液膨脹或收縮，都可以通過補(bǔ)償孔和旁通孔得到補(bǔ)償。若與前腔連接的制動(dòng)管路損壞樓有時(shí)，則在踩下制動(dòng)踏板時(shí)只后腔中能建立液壓，前腔中無壓力。此時(shí)在液壓差作用下，前腔活塞迅速前移到前缸活塞前端頂?shù)街鞲左w上。此后，后缸工作腔中液壓方能升高到制動(dòng)所需的值。若與后腔連接的制動(dòng)管路損壞漏油時(shí)，則在踩下制動(dòng)踏板時(shí)，起先只是后缸活塞前移，而不能推動(dòng)前缸活塞運(yùn)動(dòng)，因后缸工作腔中不能建立液壓回路。但在后缸活塞直接頂觸前缸活塞的時(shí)候，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液壓而制動(dòng)。由此可見，采用這種主缸的雙回路液壓制動(dòng)系，當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)中任一回路失效時(shí)，串聯(lián)雙缸制動(dòng)主缸的另一腔仍能夠工作，只是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車制動(dòng)距離增長，制動(dòng)力減小。大大的提高了工作的可靠性。2.5本章小結(jié)本章確定了制動(dòng)系統(tǒng)方案為行車制動(dòng)系統(tǒng)采用雙缸液壓制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，前后輪制動(dòng)器均為鉗盤式制動(dòng)器?；芈废到y(tǒng)采用對(duì)角交叉式雙管路液壓制動(dòng)系統(tǒng)。 第3章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值3.1.1 相關(guān)主要參數(shù) 1.汽車相關(guān)主要參數(shù)如表3.1所示。表3.1 汽車相關(guān)主要參數(shù)整車質(zhì)量1518kg（空載）整車質(zhì)量2100kg（滿載）軸 距2795mm輪 距2000mm質(zhì)心位置a=1.4.m b=1.30mhg=0.95m（空載） hg=0.85m（滿載）最高車速160km/h輪胎規(guī)格215/55 R17 車輪有效半徑re查閱GB/2978_1997，195/60R14 新胎滾動(dòng)半徑為286.5mm, 得有效半徑為Re=286.5mm3.1.2 同步附著系數(shù)的分析對(duì)于前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死，當(dāng)汽車在不同值的路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下3種情況：（1）當(dāng)時(shí)，線位于曲線下方，制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力； （2）當(dāng)時(shí)，線位于曲線上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性；（3）當(dāng)時(shí)，制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。為了防止汽車制動(dòng)時(shí)前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)（前、后車輪同時(shí)抱死）時(shí)，其制動(dòng)減速度為/，即，為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度。這表明只有在的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。附著條件的利用情況可以用附著系數(shù)利用率（或稱附著力利用率）來表示，可定義為 （3.1）式中：汽車總的地面制動(dòng)力； 汽車所受重力； 汽車制動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)時(shí)，利用率最高?，F(xiàn)代的路況較好，汽車行駛速度也較快，因而汽車因制動(dòng)時(shí)后輪先抱死的后果十分嚴(yán)重。由于車速高，它不僅會(huì)引起側(cè)滑甚至甩尾會(huì)發(fā)生掉頭而喪失操縱穩(wěn)定性，因此后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的，所以各類轎車和一般載貨汽車的值均有增大趨勢(shì)。國外有關(guān)文獻(xiàn)推薦滿載時(shí)的同步附著系數(shù)：轎車??；貨車取0.5為宜。為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）的制動(dòng)法規(guī)規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車在0.15q0.8，其他汽車在0.15q0.3的范圍內(nèi)，前輪應(yīng)能先抱死；在車輪尚未抱死的情況下，在0.20.8的范圍內(nèi)，必須滿足。我國GB126761999附錄制動(dòng)力在車軸（橋）之間的分配及牽引車與掛車之間制動(dòng)協(xié)調(diào)性要求也等效采用了其內(nèi)容,希望在制動(dòng)過程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。對(duì)于前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死。參考與同類車型的值，取。53.2制動(dòng)分配系數(shù)、制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率根據(jù)選定的同步附著系數(shù)，已知： （3.2）式中：汽車軸距，mm； 后輪制動(dòng)力分配系數(shù)； 滿載時(shí)汽車質(zhì)心距前軸中心的距離mm； 滿載時(shí)汽車質(zhì)心距后軸中心的距離mm； 滿載時(shí)汽車質(zhì)心高度mm。求得： 進(jìn)而可求得 （3.3） （3.4）式中：制動(dòng)強(qiáng)度；汽車總的地面制動(dòng)力； 前軸車輪的地面制動(dòng)力； 后軸車輪的地面制動(dòng)力。當(dāng)時(shí)，；，故，；。此時(shí)，符合GB126761999的要求。當(dāng)時(shí)，可知前輪剛剛首先抱死的條件使最大總制動(dòng)力所決定的，即。此時(shí)求得：當(dāng)時(shí)，可能得到的最大總制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，即。此時(shí)求得：表3.2 取不同值時(shí)對(duì)比GB 12676-1999的結(jié)果0.10.20.30.40.50.61550.9573262.6835161.54372809658.484123480.07530.15850.250.3530.4693140.60.75360.79260.8360.88430.9381GB126761999符合國家標(biāo)準(zhǔn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)3.3 制動(dòng)器最大的制動(dòng)力矩保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性的必要條件就是合理地分配前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。最大制動(dòng)力是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車輪的法向力 成正比。所以，雙軸汽車前、后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前、后輪同時(shí)抱死的制動(dòng)力之比為： （3.5） 式中：汽車質(zhì)心離前、后軸的距離； 同步附著系數(shù)； 汽車質(zhì)心高度。制動(dòng)器是技能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車輪的計(jì)算力矩所限制，即 （3.6） （3.7）式中：前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 作用于后軸車輪上的地面法向反力； 車輪的有效半徑。對(duì)于選取較大值的各類汽車，應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動(dòng)力矩。當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度，故所需的后軸和前軸制動(dòng)力矩為 （3.8） （3.9）式中：該車所能遇到的最大附著系數(shù)； 制動(dòng)強(qiáng)度； 車輪有效半徑。Nm Nm單個(gè)車輪制動(dòng)器應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩為 、的一半，為519.9 Nm 和1055.5Nm。3.4 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定3.4.1 制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤直徑D應(yīng)盡可能取大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得到增加，可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，減少襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的70一79。總質(zhì)量大于2t的汽車應(yīng)取上限。 這里去制動(dòng)盤的直徑D為輪輞直徑的百分之70%，即mm 取267mm3.4.2 制動(dòng)盤厚度的選擇制動(dòng)盤厚度對(duì)制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。為使質(zhì)量小些，制動(dòng)盤厚度不宜取得大；為了降低溫度，制動(dòng)盤厚度又不宜取得過小。制動(dòng)盤可以做成實(shí)心的，或者為了散熱通風(fēng)的需要在制動(dòng)盤中間鑄出通風(fēng)孔道。一般實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取為1020mm，通風(fēng)式制動(dòng)盤厚度取為2050mm，采用較多的是2030mm。在高速運(yùn)動(dòng)下緊急制動(dòng), 制動(dòng)盤會(huì)形成熱變形, 產(chǎn)生顫抖。為提高制動(dòng)盤摩擦面的散熱性能, 大多把制動(dòng)盤做成中間空洞的通風(fēng)式制動(dòng)盤, 這樣可使制動(dòng)盤溫度降低20 %30 %。這里制動(dòng)器采用實(shí)心制動(dòng)盤設(shè)計(jì)，mm厚度 。同理，在高速運(yùn)動(dòng)下緊急制動(dòng), 后制動(dòng)盤會(huì)形成熱變形, 產(chǎn)生顫抖。為提高制動(dòng)盤摩擦面的散熱性能, 大多把制動(dòng)盤做成中間空洞的通風(fēng)式制動(dòng)盤, 這樣可使制動(dòng)盤溫度降低20 %30 %。 制動(dòng)盤做成實(shí)心的，或者為了散熱通風(fēng)的需要在制動(dòng)盤中間鑄出通風(fēng)孔道。一般實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取為1020mm，后輪為實(shí)心盤式制動(dòng)器取半徑為10mm。3.4.3 摩擦襯塊內(nèi)半徑R1和外半徑R2摩擦襯塊（如圖3.4所示）是指鉗夾活塞推動(dòng)擠壓在制動(dòng)盤上的摩擦材料。摩擦襯塊分為摩擦材料和底板,兩者直接壓嵌在一起。摩擦襯塊外半徑只與內(nèi)半徑及推薦摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。因?yàn)橹苿?dòng)器直徑D等于267mm,則摩擦塊mm取，所以mm。 圖3.4 摩擦襯塊3.4.4 摩擦襯塊工作面積對(duì)于盤式制動(dòng)器襯塊工作面積，推薦根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在范圍內(nèi)選用。所以總摩擦面積為。單個(gè)前輪摩擦塊,則單個(gè)前輪制動(dòng)器A=57.75;單個(gè)后輪摩擦塊，則單個(gè)后輪制動(dòng)器A=117.2.能夠滿足的要求。3.4.5 摩擦襯塊摩擦系數(shù)f選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對(duì)摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動(dòng)器對(duì)摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求，后者對(duì)蹄式制動(dòng)器是非常重要的。各種制動(dòng)器用擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 0.30.5，少數(shù)可達(dá)0.7。一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差。所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。當(dāng)前國產(chǎn)的制動(dòng)摩擦片材料在溫度低于 250時(shí)，保持摩擦系數(shù)=0.350.40 已無大問題。因此，在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。另外，在選擇摩擦材料時(shí)應(yīng)盡量采用減少污染和對(duì)人體無害的材料。所選擇摩擦系數(shù)=0.35。3.5盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力計(jì)算假定襯塊的摩擦