寶來轎車前輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 寶來轎車前輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)學(xué) 院 工 程 技 術(shù) 學(xué) 院 專 業(yè) 車 輛 工 程 年 級(jí) 2006級(jí) 學(xué) 號(hào) 222006322062007 姓 名 徐 超 指 導(dǎo) 教 師 彭 和 成 績 _2010年5月30日目 錄摘要1Abstract:20文獻(xiàn)綜述30.1汽車制動(dòng)器行業(yè)發(fā)展歷程30.2汽車制動(dòng)器行業(yè)發(fā)展面臨的問題30.3汽車制動(dòng)器行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀41引言51.1汽車制動(dòng)系概述51.2汽車制動(dòng)器的工作原理71.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義82 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式及選擇82.1鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇92.2盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇102.2.1定鉗盤式制動(dòng)器112.2.2浮鉗盤式制動(dòng)器122.2.3全盤式制動(dòng)器122.3盤式和鼓式制動(dòng)器比較133 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇143.1制動(dòng)力與制動(dòng)力分配143.1.1制動(dòng)時(shí)前、后輪的地面法向反作用力143.1.2前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配曲線153.2具有固定比值的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力與同步附著系數(shù)173.3制動(dòng)器的制動(dòng)力矩183.4利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率204 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算214.1原始數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)214.2參數(shù)選擇以及數(shù)據(jù)計(jì)算224.2.1盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定224.2.2摩擦塊磨損均勻性驗(yàn)證224.2.3緊急制動(dòng)時(shí)前后輪法向反力及附著力距234.2.4同步附著系數(shù)的確定244.2.5制動(dòng)器的效率244.2.6制動(dòng)力矩以及盤的壓力254.2.7同步附著系數(shù)的驗(yàn)算254.2.8摩擦襯塊的磨損特性的驗(yàn)算255 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算265.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)型式265.1.1簡單制動(dòng)系265.1.2 動(dòng)力制動(dòng)系265.1.3伺服制動(dòng)系265.2分路系統(tǒng)265.3液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算285.3.1制動(dòng)輪缸直徑d的確定285.3.2制動(dòng)主缸直徑do的確定285.3.3制動(dòng)踏板力Fp295.3.4制動(dòng)踏板工作行程Sp296總結(jié)29參考文獻(xiàn)30致 謝32 寶來轎車前輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)徐 超西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 400716摘 要: 國內(nèi)汽車市場迅速發(fā)展，而轎車是汽車發(fā)展的方向。然而隨著汽車保有量的增加，帶來的安全問題也越來越引起人們的注意，而制動(dòng)系統(tǒng)則是汽車主動(dòng)安全的重要系統(tǒng)之一。因此主要介紹了寶來轎車前制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。首先介紹了汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、分類，并通過對(duì)鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。最終確定方案采用液壓雙回路前盤后鼓式制動(dòng)器。除此之外，它還介紹了前后制動(dòng)器、制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要部件的參數(shù)選擇及制動(dòng)管路布置形式等的設(shè)計(jì)過程。通過設(shè)計(jì)可以達(dá)到一個(gè)提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率，降低成本，為我們的安全行駛提供保障。關(guān)鍵詞： 制動(dòng)系; 制動(dòng)盤; 摩擦塊; 制動(dòng)效能Bora sedan front wheel brake designXu ChaoCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstract: The rapid development of the domestic vehicle market, saloon car is an important tendency of vehicle. However, with increasing of vehicle, security issues are arising from increasingly attracting attention, the braking system is one of important system of active safety. Therefore, This paper mainly introduces the design of braking system of the baolai type of car. Fist of all, braking systems development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake, analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameters choice of main components braking and channel settings.By the design to improve design efficiency and to lower costs. Also provide protection for our safe driving.Keywords： Braking system Brake disc Drag block Braking quality文獻(xiàn)綜述0.1汽車制動(dòng)器行業(yè)發(fā)展歷程 現(xiàn)代汽車制動(dòng)器的發(fā)展起源于原始的機(jī)械控制裝置，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，那時(shí)的汽車重量比較小，速度比較低，機(jī)械制動(dòng)已經(jīng)能夠滿足汽車制動(dòng)的需要，但隨著汽車自身重量的增加，助力裝置對(duì)機(jī)械制動(dòng)器來說越來越顯得非常重要。從而開始出現(xiàn)了真空助力裝置。1932 年生產(chǎn)重量為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助力器的鼓式制動(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。DuesenbergEight 車率先使用了轎車液壓制動(dòng)器，克萊斯勒的四輪液壓制動(dòng)器于1924 年問世，美國通用汽車公司和福特汽車公司分別于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)。經(jīng)過80 多年的發(fā)展，液壓制動(dòng)技術(shù)是如今最成熟、最經(jīng)濟(jì)的制動(dòng)技術(shù)，并應(yīng)用在當(dāng)前絕大多數(shù)乘用車上。汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)可以分為行車制動(dòng)、輔助制動(dòng)、伺服制動(dòng)等，主要制動(dòng)部件包括制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、真空助力器、制動(dòng)主缸、制動(dòng)軟管、比例閥、制動(dòng)器和制動(dòng)警示燈等。在制動(dòng)系統(tǒng)，真空助力器、制動(dòng)主缸和剎車制動(dòng)器是最為重要的部分，另外，汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）也已經(jīng)成為電子制動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。0.2汽車制動(dòng)器行業(yè)發(fā)展面臨的問題 從整個(gè)制動(dòng)器行業(yè)來講，國際上已在轎車和客車上廣泛應(yīng)用ABS，國內(nèi)還有一些商用車沒有裝配ABS。國內(nèi)還有很多汽車裝配鼓式制動(dòng)器，國外汽車早已開始裝配前盤后鼓式制動(dòng)器。國內(nèi)制動(dòng)器的競爭優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在價(jià)格上，企業(yè)對(duì)投入及研發(fā)的重視程度不如國外。目前，國內(nèi)有四五家名牌制動(dòng)器企業(yè)，制動(dòng)器零件與國外相比差距不大，但就整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)而言，在技術(shù)上還存在一些差距。如在制動(dòng)力的分配上，國外ABS 產(chǎn)品分配給各個(gè)車輪的制動(dòng)力比較準(zhǔn)確。在國內(nèi)制動(dòng)器行業(yè)，亞太機(jī)電、萬安、瑞立等企業(yè)處于領(lǐng)先地位。目前，瑞立領(lǐng)跑國內(nèi)氣制動(dòng)器市場，亞太機(jī)電控制國內(nèi)液壓ABS 市場。在制動(dòng)器行業(yè)發(fā)展過程中，業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注點(diǎn)有：一是控制系統(tǒng)，即電子控制單元的研究開發(fā)，主要涉及芯片的邏輯控制。二是通訊協(xié)議。國內(nèi)企業(yè)可以完成通訊協(xié)議，但離無線通訊還有一定距離。這就是國內(nèi)制動(dòng)器行業(yè)與國外同類產(chǎn)品的主要差距。0.3汽車制動(dòng)器行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 國外汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)經(jīng)過多年的研究和試驗(yàn)，氣壓盤式制動(dòng)器在所有的主要性能方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器，并將其廣泛使用在新型的載重汽車上?，F(xiàn)在一些歐洲汽車公司制造的汽車上，均已開始大量使用氣壓盤式制動(dòng)器總成（這種氣壓盤式車輪制動(dòng)器裝配組裝在汽車的前后車橋總成上）。氣壓盤式制動(dòng)器與傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器相比在制動(dòng)性能等方面的有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1）制動(dòng)力和安全性：在間斷制動(dòng)狀態(tài)下，鼓式與盤式制動(dòng)器的制動(dòng)能力相差不大。但盤式制動(dòng)器在制動(dòng)響應(yīng)和制動(dòng)控制方面的表現(xiàn)更好一些。但在連續(xù)制動(dòng)過程中，兩種制動(dòng)器的差別很大。在長距離的坡路上駛下（如下山），盤式制動(dòng)器在固定的制動(dòng)壓力下，完全不失去初始性能，汽車能全程保持一定的速度行駛。相反，裝有鼓式制動(dòng)器的汽車，為保持速度，須逐漸增加制動(dòng)壓力。持續(xù)制動(dòng)后，在同等制動(dòng)壓力下，盤式制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力只是略有下降，而鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力下降非常大，這兩種制性動(dòng)器的安全因數(shù)有著很大的差別。2）結(jié)構(gòu)和成本：盤式制動(dòng)器系統(tǒng)包括盤、襯墊、缸和卡鉗，其零件數(shù)少于鼓式制動(dòng)器系統(tǒng)，同類車型相比其總成的總質(zhì)量比鼓式制動(dòng)器低18%。盤式制動(dòng)器總成可以作為一個(gè)完整的部件送到車橋裝配線，此部件即包括了盤式制動(dòng)器的所有零件。這樣就有一個(gè)特別的優(yōu)越性，就是可以把所有機(jī)械功能預(yù)調(diào)好的、經(jīng)過試驗(yàn)的裝置提供給用戶，因而產(chǎn)品的責(zé)任有了明確規(guī)定。3）維修保養(yǎng)：盤式制動(dòng)器的整套操作機(jī)構(gòu)密封在外殼中，經(jīng)潤滑以延長其壽命。所以盤式制動(dòng)器幾乎是無需維修的，維修主要是更換磨損零件，即襯墊和盤。而且，更換襯墊所需的時(shí)間也比更換鼓式制動(dòng)器材套所需的時(shí)間少80%。這意味著不僅可以節(jié)省維修成本，還能大大縮短非運(yùn)營時(shí)間。4）電子制動(dòng)控制系統(tǒng)（EBS）：盤式制動(dòng)器由于采用簡單且相當(dāng)成熟的操作機(jī)構(gòu)，因而具有特別高的效率。其提供的制動(dòng)靈敏性使EBS 系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一些強(qiáng)而有效的控制作用，用以縮短制動(dòng)距離，提高車輛的穩(wěn)定性和磨損率。盤式制動(dòng)器在響應(yīng)方面的特性，表現(xiàn)在每個(gè)車輪制動(dòng)相差很小，每個(gè)車軸的左右車輪之間的磨損分配均勻【18】。1引言1.1汽車制動(dòng)系概述盡可能提高車速是提高運(yùn)輸生產(chǎn)率的主要技術(shù)措施之一。但這一切必須以保證行駛安全行為前提。因此，在寬闊人少的路面上汽車可以高速行駛。但在不平路面上，遇到障礙物或其它緊急情況時(shí)，應(yīng)降低車速甚至停車。如果汽車不具備這一性能，提高汽車行駛速度便不可能實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)系是汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的行駛安全性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和汽車密度的日益增大，交通事故時(shí)有發(fā)生。因此，為保證汽車行駛安全，應(yīng)提高汽車的制動(dòng)性能，優(yōu)化汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)。制動(dòng)裝置可分為行車制動(dòng)、駐車制動(dòng)、應(yīng)急制動(dòng)和輔助制動(dòng)四種裝置。其中市區(qū)行駛中的汽車減速至停止的制動(dòng)系叫行車制動(dòng)系。使已停止的汽車停駐不動(dòng)的制動(dòng)系稱為駐車制動(dòng)系。每種車都必須具備這兩種制動(dòng)系。應(yīng)急制動(dòng)系成為第二制動(dòng)系，他是為了保證在行車制動(dòng)系失效時(shí)仍能有效的制動(dòng)。輔助制動(dòng)系是使汽車下坡時(shí)車速穩(wěn)定的制動(dòng)系。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是一套用來使四個(gè)車輪減速或停止的零件。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)動(dòng)作開始。踏板裝在頂端帶銷軸的桿件上。踏板的運(yùn)動(dòng)促使推桿移動(dòng)，移向主缸或離開主缸。 主缸安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)室的隔板上，主缸是一個(gè)由駕駛員通過踏板操作的液壓泵。當(dāng)踏板被踩下，主缸迫使有壓力的制動(dòng)液通過液壓管路到四個(gè)車輪的每個(gè)制動(dòng)器。液壓管路由鋼管和軟管組成。它們將壓力液從主缸傳遞到車輪制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器多用于汽車的前輪，有不少車輛四個(gè)車輪都用盤式制動(dòng)器。制動(dòng)盤裝在輪輞上、與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，主缸的液體壓力傳遞到盤式制動(dòng)器。該壓力推動(dòng)摩擦襯片靠到制動(dòng)盤上，阻止制動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)【5】。圖1-1汽車制動(dòng)系統(tǒng)的基本部件Fig.1-1 The basic components of automobile brake system1.液壓助力制動(dòng)器 2.主缸和防抱死裝置 3.前盤式制動(dòng)器 4.制動(dòng)踏板 5.駐車制動(dòng)桿 6.防抱死計(jì)算機(jī) 7.后盤式制動(dòng)器很多汽車都采用助力制動(dòng)系統(tǒng)減少駕駛員在制動(dòng)停車時(shí)必須加到踏板上的力。助力制動(dòng)器一般有兩種型式。最常見的型式是利用進(jìn)氣歧管的真空，作用在膜片上提供助力。另一種型式是采用泵產(chǎn)生液壓力提供助力。 駐車制動(dòng)器總成用來進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，防止停放的車輛溜車，在液壓制動(dòng)完全失效時(shí)實(shí)現(xiàn)停車。絕大部分駛車制動(dòng)器用來制動(dòng)兩個(gè)后車輪。有些前輪驅(qū)動(dòng)的車輛裝有前輪駐車制功器，因?yàn)樵诰o急停車中絕大部分的制動(dòng)功需要用在車輛的前部。駐車制動(dòng)器一般用手柄或腳踏板操作。當(dāng)運(yùn)用駐車制動(dòng)器時(shí)，駐車制動(dòng)鋼索機(jī)械地拉緊施加制動(dòng)的稈件。駐車制動(dòng)器由機(jī)械控制，不是由液壓控制。 每當(dāng)以很強(qiáng)的壓力進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，車輪可能完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這叫做“車輪抱死”。這并不能幫助車輛停下來，而是使輪胎損失些與路面的摩擦接觸，在路面上滑移。輪胎滑移時(shí)，車輛不再是處于控制下的停車，駕駛員處在危險(xiǎn)之中。有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員知道，防止車輪抱死的對(duì)策是迅速上、下踩動(dòng)制動(dòng)踏板。這樣間歇地對(duì)制動(dòng)器提供液壓力，使駕駛員在緊急制動(dòng)時(shí)能控制住車輛。 現(xiàn)今基本上所有的車輛都裝備了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)做的工作與有經(jīng)驗(yàn)駕駛員做的相同，只是更快、更精確些。它感受到某車輪快要抱死或滑移時(shí)，迅速中斷該車輪制動(dòng)器去的制動(dòng)壓力。在車輪處的速度傳感器監(jiān)測車輪速度，并將信息傳遞給車上計(jì)算機(jī)。于是，計(jì)算機(jī)控制防抱死制動(dòng)裝置，輸送給即將抱死的車輪的液壓力發(fā)生脈動(dòng)【6】。1.2汽車制動(dòng)器的工作原理一般制動(dòng)系的工作原理可用下圖所示的一種簡單的液壓制動(dòng)系示意圖來說明。個(gè)以內(nèi)圓面為工作表面的金屬的制動(dòng)鼓8固定在車輪輪毅上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。在固定不動(dòng)的制動(dòng)底板11上，有兩個(gè)支承銷12，支承著兩個(gè)弧形制動(dòng)卸10的下端。制動(dòng)蹄的外圓面上又裝有一般是非金屬的摩擦片9。制動(dòng)底板上還裝有液壓制動(dòng)輪缸6，用油管5與裝在車架上的液壓制動(dòng)主缸4相連通。主缸中的活塞3可由駕駛員通過制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)來操縱。 制動(dòng)系不工作時(shí)，制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面與制動(dòng)蹄摩擦片的外圓面之間保持有一定的間隙，使車輪和制動(dòng)鼓可以自由旋轉(zhuǎn)。 要使行駛中的汽車減速，駕駛員應(yīng)跺下制動(dòng)踏板l，通過推桿2和主缸活塞3，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流人輪缸6，并通過兩個(gè)輪缸活塞7推使兩制動(dòng)蹄10繞支承銷12轉(zhuǎn)動(dòng)，上端向兩邊分開而以其摩擦片9壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)卸就對(duì)旋轉(zhuǎn)著的制動(dòng)鼓作用一個(gè)摩擦力矩M，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。制動(dòng)鼓將該力矩傳到車輪后，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對(duì)路面作用一個(gè)向前的周繞力F，同時(shí)路面也對(duì)車輪作用一個(gè)向后的反作用力，即制動(dòng)力F。制動(dòng)力F由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架及車身，迫使整個(gè)汽車減速。制動(dòng)力愈大，汽車減速度也愈大。當(dāng)故開制動(dòng)踏板時(shí)回位彈簧13即將制動(dòng)蹄拉回原位，摩擦力矩M和制動(dòng)力F消失，制動(dòng)作用即行終止。圖1-2 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖Fig.1-2 Drum brake diagram1.制動(dòng)踏板 2.推桿 3.主缸活塞 4.制動(dòng)主缸 5.油管 6.制動(dòng)輪缸 7.輪缸活塞 8.制動(dòng)鼓 9.摩擦片 10.制動(dòng)蹄 11.制動(dòng)底板 12.支承銷 13.制動(dòng)體回位彈簧圖中所示的制動(dòng)器中，由制動(dòng)鼓8、摩擦片9和制動(dòng)蹄10所構(gòu)成的系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)制動(dòng)力矩(摩擦力矩M)以阻礙車輪轉(zhuǎn)動(dòng)該系統(tǒng)稱為制動(dòng)器。 顯然，阻礙汽車運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力F不僅取決于制動(dòng)力矩M，還取決于輪胎與路面間的附著條件。如果完全喪失附著，則這種制動(dòng)系事實(shí)上不可能產(chǎn)生制動(dòng)汽車的效果。不過，在討論制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)問題時(shí)，一般都假定具備良好的附著條件【4】。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文是本科生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合性地運(yùn)用幾年內(nèi)所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問題，在作畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，所學(xué)知識(shí)得到疏理和運(yùn)用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。不少學(xué)生在作完畢業(yè)設(shè)計(jì)后，感到自己的實(shí)踐動(dòng)手、動(dòng)筆能力得到鍛煉，增強(qiáng)了即將跨入社會(huì)去競爭，去創(chuàng)造的自信心。通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，從理論與實(shí)踐上均有了一定程度的積累。畢業(yè)設(shè)計(jì)就是對(duì)我們以往所學(xué)的知識(shí)的綜合運(yùn)用與進(jìn)一步的鞏固加深，并對(duì)解決實(shí)際問題的能力的訓(xùn)練與檢驗(yàn)。其目的在于：1、 培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想與工作作風(fēng)。2、 進(jìn)一步培養(yǎng)制圖、繪圖的能力。3、 學(xué)會(huì)分析與評(píng)價(jià)汽車及其各總成的結(jié)構(gòu)與性能，合理選擇結(jié)構(gòu)方案及其有關(guān)參數(shù)。4、 學(xué)會(huì)汽車一些主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法以及總體設(shè)計(jì)的一般方法，以畢業(yè)后從事汽車技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。5、 培養(yǎng)獨(dú)立分析、解決問題的能力。6、 熟悉寶來汽車在設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)及其與其他類型汽車相比較的一些優(yōu)勢(shì)。 7、 了解寶來汽車今后發(fā)展的方向。2 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式及選擇汽車的制動(dòng)器設(shè)計(jì)究竟采用哪一種結(jié)構(gòu)方案較為合理，能夠最大限度的發(fā)揮制動(dòng)器的功用，首先應(yīng)該從制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則上談起。2.1鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇圖2-1 鼓式制動(dòng)器Fig.2-1 Drum brakesl-調(diào)整楔2-推桿3-制動(dòng)蹄4-連接彈簧5-上回位彈簧6-彈簧座7-手制動(dòng)拉桿8-下回位彈簧9-車輪制動(dòng)缸l0-制動(dòng)底板ll旋塞12-制動(dòng)摩擦片l3-彈簧鼓式制動(dòng)器總成的主要零部件有：制動(dòng)鼓和輪毅總成、制動(dòng)蹄總成、制動(dòng)底板、液壓輪缸、制動(dòng)蹄回位彈簧壓緊裝置、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)。為制動(dòng)車輪、制動(dòng)鼓和制動(dòng)蹄提供摩擦表面，制動(dòng)鼓的內(nèi)圓周是一加工過的制動(dòng)表面。車輪通過螺母和雙頭螺栓安裝到制動(dòng)鼓輪毅上。該輪轂安放在允許車輪總成轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪軸承上【14】。各種鼓式制動(dòng)器的示意圖如下： 1、領(lǐng)從蹄式 2、雙領(lǐng)蹄式 3、雙向領(lǐng)從蹄式 4、雙從蹄式 5、單向增力式 6、雙向增力式2.2盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 盤式制動(dòng)系統(tǒng)的基本零件是制動(dòng)盤，輪轂和制動(dòng)卡鉗組件。制動(dòng)盤為停止車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)提供摩擦表面。車輪通過雙頭螺栓和帶突緣的螺母裝到制動(dòng)盤轂上。轂內(nèi)有允許車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承。制動(dòng)盤的每一面有加工過的制動(dòng)表面。 液壓元件和摩擦元件裝在制動(dòng)卡鉗組件內(nèi)。制動(dòng)卡鉗裝到車輛上時(shí)，它跨騎在制動(dòng)盤和輪轂的外徑處。 進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，靠主缸的液壓力，制動(dòng)卡鉗內(nèi)的活塞被迫外移?；钊麎毫νㄟ^摩擦塊或制動(dòng)蹄夾住制動(dòng)盤。由于施加在制動(dòng)盤兩側(cè)的液壓力是方向相反、大小相等的，制動(dòng)盤不會(huì)變形，除非制動(dòng)過猛或持續(xù)加壓。制動(dòng)盤表面的摩擦能生成熱。由于制動(dòng)盤在轉(zhuǎn)動(dòng)。表面沒有遮蓋，熱很容易消散到周圍空氣中。由于迅速冷卻的特性，即使在連續(xù)地猛烈制動(dòng)之后，盤式制動(dòng)器比抗制動(dòng)衰退的鼓式制動(dòng)器工作得要好。許多車輛的前部采用盤式制動(dòng)器的主要理由就是它抗制動(dòng)衰退性好和停車平穩(wěn)。圖2-2 盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖Fig.2-2 Disc brake diagram1.制動(dòng)卡鉗組件 2.制動(dòng)盤和轂組件 3.輪轂 4.雙頭螺栓 5.摩擦面 6.摩擦塊2.2.1定鉗盤式制動(dòng)器鉗盤式制動(dòng)器主要有以下幾種結(jié)構(gòu)型式： 圖2-3 鉗盤式制動(dòng)器示意圖Fig.2-3 Caliper disc brake diagram a)、d) 固定鉗式 b) 滑動(dòng)鉗式 c) 擺動(dòng)鉗式 固定鉗式制動(dòng)器，如圖（a）所示，制動(dòng)盤兩側(cè)均有油缸。制動(dòng)時(shí)，僅兩側(cè)油缸中的活塞驅(qū)使兩側(cè)制動(dòng)塊向盤面移動(dòng)。這種制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）除活塞和制動(dòng)塊外無其它滑動(dòng)件，易于保證鉗的剛度；（2）結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動(dòng)輪缸相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；（3）很能適應(yīng)分路系統(tǒng)的要求；就目前汽車發(fā)展趨勢(shì)來看，隨著汽車性能要求的提高，固定鉗結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)也日益明顯。主要有以下幾個(gè)方面：（1）固定鉗式至少要有兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管（橋管）來連通，這就使制動(dòng)器的徑向和軸向的尺寸都比較大，因而在車輪中布置比較困難；（2）在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動(dòng)液溫度過高而汽化，從而使制動(dòng)器的制動(dòng)效能受到影響；（3）固定前盤式制動(dòng)器為了要兼充駐車制動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗，或者采用盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器，其中用于駐車制動(dòng)的鼓式制動(dòng)器只能是雙向增力式的，但這種雙向增力式制動(dòng)器的調(diào)整不方便【3】。2.2.2浮鉗盤式制動(dòng)器浮鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗一般設(shè)計(jì)成可以相對(duì)于制動(dòng)盤軸向滑動(dòng)。其中只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動(dòng)塊則附裝鉗體。浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器可分為滑動(dòng)鉗式（圖b）和擺動(dòng)鉗式（圖c）。與固定鉗式制動(dòng)器相比較，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：(1).鉗的外側(cè)沒有油缸，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂。因此，在布置時(shí)較容易；(2).浮動(dòng)鉗沒有跨越制動(dòng)盤的油管或油道，減少了受熱機(jī)會(huì)，且單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽減少而冷卻條件較好等原因，所以其制動(dòng)液汽化可能性較小；(3).浮動(dòng)鉗的同一組制動(dòng)塊可兼用于行車和駐車制動(dòng)；(4).采用浮動(dòng)鉗可將油缸和活塞等緊密件減去一半，造價(jià)大為降低。這一點(diǎn)對(duì)大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)式十分重要的。與定鉗盤式制動(dòng)器相反，浮鉗盤式制動(dòng)器的單側(cè)油缸結(jié)構(gòu)不需要跨越制動(dòng)盤的油道，故不僅軸向和徑向尺寸較小，有可能布置得更接近車輪輪轂，而且制動(dòng)液受熱氣化的機(jī)會(huì)就少。此外，浮鉗盤式制動(dòng)器在兼充行車和駐車制動(dòng)器的情況下，不用加設(shè)駐車制動(dòng)鉗，只須在行車制動(dòng)鉗的油缸附近加裝一些用以推動(dòng)油缸活塞的駐車制動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)零件即可。2.2.3全盤式制動(dòng)器全盤式制動(dòng)器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)元件都是圓盤形的，分別稱為固定盤和旋轉(zhuǎn)滌其結(jié)構(gòu)原理與摩擦離合器相似。多片全盤式制動(dòng)器的各盤都封閉在殼體中，散熱條件差。2.3盤式和鼓式制動(dòng)器比較與鼓式制動(dòng)器相比較，盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：1、一般無摩擦助勢(shì)作用，因而制動(dòng)器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定。2、浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動(dòng)即可恢復(fù)正常。3、在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小。4、制動(dòng)盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會(huì)像制動(dòng)鼓的熱膨脹那樣使制動(dòng)器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏扳行程過大。5、較易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便。與鼓式制動(dòng)器比較，盤式制動(dòng)器有如下缺點(diǎn)：1、效能較低，故用于液壓制動(dòng)系時(shí)所需制動(dòng)促動(dòng)管路壓力較高，一般要用伺服裝置。2、兼用于駐車制動(dòng)時(shí)，需要加裝的駐車制動(dòng)傳動(dòng)裝置較鼓式制動(dòng)器復(fù)雜，因而在后輪的應(yīng)用受到限制。盤式制動(dòng)器將逐步取代鼓式制動(dòng)器，主要是由于盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)決定的。盤式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過盤式制動(dòng)盤，故盤式制動(dòng)器的散熱性很好。但是盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來說比較復(fù)雜，對(duì)制動(dòng)鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價(jià)高于鼓式制動(dòng)器。相對(duì)于盤式制動(dòng)器來說，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能和散熱性都要差許多，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動(dòng)力變化很大，不易于掌控。而且由于散熱性不好，鼓式制動(dòng)器存在熱衰退現(xiàn)象。當(dāng)然，鼓式制動(dòng)器也并非一無是處，它便宜，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。 我們知道，高速行駛的轎車，由于頻繁使用制動(dòng)，制動(dòng)器的摩擦將會(huì)產(chǎn)生大量的熱，使制動(dòng)器溫度急劇上升，這些熱如果不能很好地散出，就會(huì)大大影響制動(dòng)性能，出現(xiàn)所謂的制動(dòng)效能熱衰退現(xiàn)象，這可不是鬧著玩的，制動(dòng)器直接關(guān)乎生命。僅從這一點(diǎn)上，您就應(yīng)該理解為什么盤式制動(dòng)器會(huì)逐步取代鼓式制動(dòng)器了吧。目前，在中高級(jí)轎車上前后輪都已經(jīng)采用盤式制動(dòng)器【8】。不過，時(shí)下我們開的大部分轎車(如夏利、富康、捷達(dá)等)，采用的還不完全是盤式制動(dòng)器，而是前盤后鼓式混合制動(dòng)器(即前輪采用盤式制動(dòng)器、后輪采用鼓式制動(dòng)器)，這主要是出于成本上的考慮，同時(shí)也是因?yàn)槠囋诰o急制動(dòng)時(shí)，軸荷前移，對(duì)前輪制動(dòng)的要求比較大，一般來說前輪用了盤式制動(dòng)器就夠使了。當(dāng)然，前后輪都使用盤式制動(dòng)器是趨勢(shì)（如寶來轎車）。本次設(shè)計(jì)選擇滑動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器。3 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇3.1制動(dòng)力與制動(dòng)力分配 前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配關(guān)系將影響汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性和附著條件的利用，是汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問題。一般根據(jù)前、后軸制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、裝載情況、道路附著條件和坡度等因素，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力足夠時(shí)，汽車制動(dòng)過程可能出現(xiàn)三種情況：前后輪同時(shí)抱死拖滑；前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑；后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。如前所述，前后輪同時(shí)抱死工況可避免后軸側(cè)滑，并保證前輪只有在最大制動(dòng)強(qiáng)度下，才使汽車失去轉(zhuǎn)向能力，這種工況道路附著條件利用較好。前輪較后輪先抱死，雖然不會(huì)發(fā)生側(cè)滑，但是汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。在一定速度下，后輪較前輪先抱死一定時(shí)間，會(huì)造成汽車后軸側(cè)滑【13】。3.1.1制動(dòng)時(shí)前、后輪的地面法向反作用力圖3-1制動(dòng)時(shí)汽車受力情況Fig.3-1 Situation when the vehicle braking force圖3-1所示為，忽略汽車的滾動(dòng)阻力偶和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)的慣性阻力偶矩，汽車在水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力情況。因?yàn)橹苿?dòng)時(shí)車速較低，空氣阻力可忽略不計(jì)，則分別對(duì)汽車前后輪接地點(diǎn)取矩，整理得前、后輪的地面法向反作用力為 （3-1）（3-2）式中：和分別為前后輪因制動(dòng)形成的動(dòng)載荷。如果假設(shè)汽車前后輪同時(shí)抱死，則汽車制動(dòng)減速度為或 （3-3）式中：為附著系數(shù)。 將式（3-3）代入式（3-1），有 （3-4）由式（3-4）可知，制動(dòng)時(shí)汽車前輪的地面法向反作用力隨制動(dòng)強(qiáng)度和質(zhì)心高度增加而增大；后輪的地面法向反作用力隨制動(dòng)強(qiáng)度和質(zhì)心高度增加而減小。隨大軸距汽車前后軸的載荷變化量小于短軸距汽車載荷變化量。例如，某載貨汽車滿載在干燥混凝土水平路面上以規(guī)定踏板力實(shí)施制動(dòng)時(shí)，為靜載荷的90，為靜載荷的38，即前軸載荷增加90，后軸載荷降低38。3.1.2前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配曲線在汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)時(shí)，如果在不同道路附著條件下制動(dòng)均能保證前、后制動(dòng)器同時(shí)抱死，則此時(shí)的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力和的關(guān)系曲線，被稱為前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配曲線，通常簡稱為I曲線。在任何附著系數(shù)的路面上前、后輪制動(dòng)器同時(shí)抱死，則前、后制動(dòng)器制動(dòng)力必定等于各自的附著力，且前、后制動(dòng)器制動(dòng)力（或地面制動(dòng)力）之和等于附著力，即 （3-5）將式（3-5）中的第二公式除以第三個(gè)公式，并將式（3-4）代入，有 （3-6）聯(lián)立方程組（3-6），并消除變量后，將方程表示的形式，即得到前后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配關(guān)系式為 （3-7）圖3-2 I曲線示意圖Fig.3-2 I curve diagram圖3-3 I曲線的一種制作方法Fig.3-3 I curve of a production method如已知汽車軸距、質(zhì)心高度、總質(zhì)量、質(zhì)心的位置(質(zhì)心至后軸的距離)，就可用式（3-7）繪制前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配關(guān)系曲線，簡稱I曲線。圖3-2就是根據(jù)式（3-7）繪制的汽車在空載和滿載兩種工況的I曲線。根據(jù)方程組（3-6）的兩個(gè)方程也可直接繪制I曲線。假設(shè)一組值（0.1,0.2,0.3,1.0）,每個(gè)值代入方程組（3-6），就具有一個(gè)交點(diǎn)的兩條直線，變化值，取得一組交點(diǎn)，連接這些交點(diǎn)就制成I曲線，見圖3-3。I曲線時(shí)踏板力增長到使前、后車輪制動(dòng)器同時(shí)抱死時(shí)前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配曲線。前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，所以I曲線也是前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，和的關(guān)系曲線【2】。3.2具有固定比值的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力與同步附著系數(shù) 兩軸汽車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值一般為固定的常數(shù)。通常用前制動(dòng)器制動(dòng)力對(duì)汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比來表明分配比例，即制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，它可表示為 （3-8）因?yàn)?，所?（3-9）整理式（3-9）得 （3-10）或表示為，即 （3-11）式（3-10）為一線性方程。它是實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力實(shí)際分配線，簡稱為線。線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，其斜率為具有固定的線與I線的交點(diǎn)處的附著系數(shù),被稱為同步附著系數(shù)。它表示具有固定線的汽車只能在一種路面上實(shí)現(xiàn)前、后輪同時(shí)抱死。同步附著系數(shù)時(shí)由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的，它是反應(yīng)汽車制動(dòng)性能的一個(gè)參數(shù)。同步附著系數(shù)說明，前后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只能在一種路面上，即在同步附著系數(shù)的路面上才能保證前后輪同時(shí)抱死。同步附著系數(shù)也可用解析方法求出。設(shè)汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)，此時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，將式（3-6）代入式（3-10），得 （3-12）整理后，得出 （3-13）3.3制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 假定襯塊的摩擦表面全部與制動(dòng)盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 M=2fFoR式中，f為摩擦因數(shù)；Fo為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力；R為作用半徑。 對(duì)于常見的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔缓艽螅等于平均半徑Rm，或有效半徑Re，在實(shí)際上已經(jīng)足夠精確。圖3-4 鉗盤式制動(dòng)器的作用半徑計(jì)算參考圖Fig.3-4 Disk Brake effect radius is calculated by reference chart 如圖3-4，平均半徑為 Rm=(R1+R2)/2式中，R1和R2為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。故有效半徑為 Re=M/2fFo=2(R23-R13)/3(R22-R12)可見，有效半徑Re即是扇形表面的面積中心至制動(dòng)盤中心的距離。上式也可寫成Re=4/31-R1R2/(R1+R2)2(R1+R2)/2=4/31-m/(1+m)2Rm式中，m= R1/R2因?yàn)閙1，m/(1+m)2Rm，且m越小則兩者差值越大。應(yīng)當(dāng)指出，若m過小，即扇形的徑向?qū)挾冗^大，襯塊摩擦面上各不同半徑處的滑磨速度相差太遠(yuǎn)，磨損將不均勻，因而單位壓力分布均勻這一假設(shè)條件不能成立，則上述計(jì)算方法也就不適用。m值一般不應(yīng)小于065。制動(dòng)盤工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求：平面度允差為0012mm，表面粗糙度為Ra0.71.3m，兩摩擦表面的平行度不應(yīng)大于005mm，制動(dòng)盤的端面圓跳動(dòng)不應(yīng)大于003mm。通常制動(dòng)盤采用摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制造。為保證有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，其牌號(hào)不應(yīng)低于HT250【1】。 摩擦襯塊在制動(dòng)器工作時(shí)應(yīng)滿足如下的要求： 1）具有一定的穩(wěn)定的摩擦因數(shù)。在溫度、壓力升高和工作速度發(fā)生變化時(shí)，摩擦因數(shù)的變化盡可能小。2）具有良好的耐磨性。 不僅摩擦塊應(yīng)有足夠的使用壽命，而且對(duì)制動(dòng)盤的磨耗也要盡可能小。所以摩擦襯塊的硬度不能太高。通常要求制動(dòng)盤的磨耗不大于襯塊的1/10。3）要有盡可能小的壓縮率和膨脹率。 壓縮變形太大影響制動(dòng)主缸的排量和踏板行程，降低制動(dòng)靈敏度。熱膨脹率過大，摩擦襯塊和制動(dòng)盤要產(chǎn)生拖磨。4）制動(dòng)時(shí)不易產(chǎn)生噪聲，對(duì)環(huán)境無污染。5）應(yīng)采用對(duì)人體無害的摩擦材料。6）有較高的耐擠壓強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，以及足夠的抗剪切能力。7）應(yīng)將摩擦襯塊的熱導(dǎo)率控制在一定范圍。要求摩擦襯塊在300C加熱板上作用30min后，背板的溫度不超過190C。防止防塵罩、密封圈過早老化和制動(dòng)液溫度迅速升高。為了滿足以上各項(xiàng)要求，通常摩擦襯塊采用由金屬纖維、粘結(jié)劑和摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成的半金屬摩阻材料，具有較高的耐熱性和耐磨性，特別是因?yàn)闆]有石棉粉塵公害，近來得到廣泛的應(yīng)用【10】。3.4利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率汽車制動(dòng)減速度，其中被稱為制動(dòng)強(qiáng)度。由前述可知，若汽車在具有同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)，汽車的前、后輪將同時(shí)達(dá)到抱死的工況，此時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度。在其他路面上制動(dòng)時(shí)，既不出現(xiàn)前輪抱死也不發(fā)生后輪抱死的制動(dòng)強(qiáng)度必然小于地面附著系數(shù)，即。就是說，只有在的路面上，地面的附著條件才能被充分地利用。而在的路面上，因出現(xiàn)前輪或后輪先抱死的現(xiàn)象，地面附著條件未被很好地被利用。為了定量說明地面附著條件的利用程度，定義利用附著系數(shù)為 ,設(shè)汽車前輪剛要抱死或前、后輪同時(shí)剛要抱死時(shí)，汽車產(chǎn)生的減速度（或表示為），則由式（3-1）得前輪地面法向反作用力為 （3-14）前輪制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力為 （3-15）將式（3-14）和式(3-15)代入式（3-13），則 （3-16）同理可推導(dǎo)出后輪利用附著系數(shù)。后輪剛要抱死時(shí)，后輪地面制動(dòng)力和地面法向反作用力 （3-17） （3-18）將式（3-17）和式(3-18)代入式（3-13），則 （3-19）對(duì)于已知汽車總質(zhì)量、軸距、質(zhì)心位置、等結(jié)構(gòu)參數(shù)，則可繪制出利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線圖。 附著效率是制動(dòng)強(qiáng)度和利用附著系數(shù)之比。它是也用于描述地面附著條件的利用程度，并說明實(shí)際制動(dòng)力分配的合理性。根據(jù)附著效率的定義，有 （3-20） （3-21）式中；和分別時(shí)前軸和后軸的附著效率。4 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1原始數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù) 裝備質(zhì)量 1310kg （G1=750；G2=560）滿載質(zhì)量 1860Kg （G1=870；G2=990） 質(zhì)心高度 空載時(shí) 616mm 滿載時(shí) 580mm軸距 2513mm輪胎 195/65 R15 91V【12】圖4-1 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖Fig.4-1 Braking the car by trying to4.2參數(shù)選擇以及數(shù)據(jù)計(jì)算4.2.1盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定制動(dòng)盤直徑D輪輞直徑為1524.5=367.5mm 取367mm制動(dòng)盤直徑為70%79%輪輞直徑 即：256.9289.93 取270mm制動(dòng)盤厚度h選擇通風(fēng)式制動(dòng)盤h=25摩擦襯塊外半徑R2、內(nèi)半徑R1根據(jù)制動(dòng)盤直徑可確定摩擦襯塊外徑R2=130考慮到R2/ R11.5，可選取R1=92mm，則R2/ R1=1.411.54.2.2摩擦塊磨損均勻性驗(yàn)證假設(shè)襯塊的摩擦表面全部于制動(dòng)盤接觸，而且各處單位壓力均勻，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 f 為摩擦因素,F0為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力，R作用半徑在實(shí)際的計(jì)算過程中，R值我們?nèi)∑骄礡m就可以了，設(shè)襯塊的與制動(dòng)盤之間的單位壓力為p,則在任意微元面積RdRd 上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤的中心的力矩為fpR2dRd,而單側(cè)制動(dòng)塊加于制動(dòng)盤的制動(dòng)力矩應(yīng)為： 單側(cè)襯塊加于制動(dòng)盤的總摩擦力為： 所以有效半徑： 平均半徑為： 因?yàn)镽e -Rm =0.5mm, Rm 和Re 之間相差不大，所以可以得出摩擦襯塊和制動(dòng)盤之間的單位壓力分布均勻，摩擦塊的磨損較為均勻。4.2.3緊急制動(dòng)時(shí)前后輪法向反力及附著力距1. 空載情況質(zhì)心至前軸距離： 質(zhì)心至后軸距離： 考慮到汽車的行駛安全，選取瀝青路（濕）的附著系數(shù)，則緊急制動(dòng)時(shí)前后軸法向反力Fz1,Fz2及每輪附著力距M1,M2分別為 滿載情況質(zhì)心到前軸的距離: 質(zhì)心到后軸的距離: 緊急制動(dòng)時(shí)候的前后軸發(fā)向反力Fz1,Fz2以及每輪附著力矩M1,M2分別為：4.2.4同步附著系數(shù)的確定同步附著系數(shù)的選取原則：1、路面狀況好，可以取大一點(diǎn)； 路面差，取小一些。2、單胎，抗滑性能差，取大些；雙胎，抗側(cè)滑強(qiáng)取小一些。3、車速高，取大些；車速低取小些。4、平原地區(qū)，取大些；山區(qū)取小些。綜上所述，選擇此輕型汽車的=0.7空載時(shí)制動(dòng)力分配系數(shù)滿載時(shí)制動(dòng)力分配系數(shù) 4.2.5制動(dòng)器的效率 鉗盤式制動(dòng)器效能因數(shù) k=2,其中 取0.4 因此： k=0.84.2.6制動(dòng)力矩以及盤的壓力假設(shè)摩擦盤完全接觸，而且各處的壓力分布均勻。那么盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩為： 為了保證汽車有良好的制動(dòng)穩(wěn)定性，汽車前輪先抱死，后輪后抱死（滿載時(shí)候）則汽車的前輪制動(dòng)器的產(chǎn)生的制動(dòng)力矩等于前輪的附著力矩。即：單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)盤的壓力：前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩：4.2.7同步附著系數(shù)的驗(yàn)算已知：制動(dòng)力分配系數(shù)： 那么同步附著系數(shù)與設(shè)定值相吻合。4.2.8摩擦襯塊的磨損特性的驗(yàn)算輕型汽車的盤式制動(dòng)器在下列的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)下其比能量耗散率應(yīng)不大于6 w/mm2按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) v1=80km/h=22.2m/s,ma=1860kg ,m=0.64; ； 其中：=90o所以e1= 5.64 6 w/mm2故比能量耗散率較小，符合磨損要求【16】。5 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算5.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)型式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將來自駕駛員或其它力源的力傳給制動(dòng)器，使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩。根據(jù)制動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般可分為簡單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類。5.1.1簡單制動(dòng)系簡單制動(dòng)單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動(dòng)力源，故亦稱人力制動(dòng)。其中，又分為機(jī)械式和液壓式兩種。5.1.2 動(dòng)力制動(dòng)系動(dòng)力制動(dòng)即利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部力源。駕駛員施加于踏板或手柄上的力，僅用于回路中控制元件的操縱。因此，簡單制動(dòng)中的踏板力和踏板行程之間的反比例關(guān)系，在動(dòng)力制動(dòng)中便不復(fù)存在，從而可使踏板力較小，同時(shí)又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭?.1.3伺服制動(dòng)系伺服制動(dòng)的制動(dòng)能源是人力和發(fā)動(dòng)機(jī)并用。按伺服力源不同，伺服制動(dòng)有真空伺服制動(dòng)、空氣伺服制動(dòng)和液壓伺服制動(dòng)三類。真空伺服制動(dòng)與空氣伺服制動(dòng)的工作原理基本一致，但伺服動(dòng)力源的相對(duì)壓力不同。真空伺服制動(dòng)的伺服用真空度(負(fù)壓)一般可達(dá)005007MPa；空氣伺服制動(dòng)的伺服氣壓一般能達(dá)到0607MPa，故在輸出力相同的條件下，空氣伺服氣室直徑比真空伺服氣室的小得多。但是，空氣伺服系統(tǒng)其它組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。真空伺服制動(dòng)多用于總質(zhì)量在11135t以上的轎車和裝載質(zhì)量在6t以下的輕、中型貨車，空氣伺服制動(dòng)則廣泛用于裝載質(zhì)量為612t的中、重型貨車，以及少數(shù)幾種高級(jí)轎車上。本次設(shè)計(jì)采用液壓伺服制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。5.2分路系統(tǒng)為了提高制動(dòng)工作可靠性，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)或更多的互相獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動(dòng)作用。 雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見的五種分路形式： 圖5-1 分路系統(tǒng)Fig.5-1 Shunt system 1)一軸對(duì)一軸()型，如圖5-1a所示，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路(“型”是其形象的簡稱，下同)。 2)交叉(X)型，如圖5-1b所示，前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路。 3)一軸半對(duì)半軸(H1)型，如圖5-1c所示，兩側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一回路。 4)半軸一輪對(duì)半軸一輪(LL)型，如圖5-1d所示，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，如圖5-1e所示。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。 型的管路布置較為簡單，可與傳統(tǒng)