盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、目 錄摘要IAbstractII1 緒論11.1研究意義11.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.3制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有的功能和應(yīng)滿足的要求21.4課題任務(wù)32 制動(dòng)器方案的選擇42.1方案選擇的依據(jù)42.2方案的選定42.2.1制動(dòng)器選擇42.2.2前、后制動(dòng)器的選擇62.3行車制動(dòng)器的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)83 制動(dòng)器的主要參數(shù)及其選擇93.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)93.2 同步附著系數(shù)計(jì)算123.3 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩163.4 利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率183.4.1利用附著系數(shù)193.4.2制動(dòng)效率E、E203.5制動(dòng)器制動(dòng)性能核算204 制動(dòng)器主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算224.1制動(dòng)盤(pán)主要參數(shù)的確定224.1.1制動(dòng)盤(pán)22

2、4.1.2制動(dòng)盤(pán)直徑D224.1.3制動(dòng)盤(pán)厚度h234.2摩擦襯塊主要參數(shù)的確定234.2.1 摩擦襯塊內(nèi)半徑R1和外半徑R2234.2.2 摩擦襯塊有效半徑244.2.3 摩擦襯塊的面積和磨損特性計(jì)算254.2.4 摩擦襯塊參數(shù)設(shè)計(jì)核算274.3液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算284.3.1制動(dòng)輪缸直徑d與工作容積V284.3.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積294.3.3制動(dòng)踏板力294.3.4踏板工作行程S295 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)315.1制動(dòng)鉗315.2制動(dòng)塊315.3摩擦材料315.4盤(pán)式制動(dòng)器工作間隙的調(diào)整32致謝34參考文獻(xiàn)35汽車盤(pán)式制動(dòng)器發(fā)展淺析36摘要本文主要是介紹盤(pán)式制動(dòng)器的分

3、類以及各種盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)所選車型制動(dòng)器的選用方案進(jìn)行了選擇，針對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器做了主要的設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)分析了汽車在各種附著系數(shù)道路上的制動(dòng)過(guò)程，對(duì)前后制動(dòng)力分配系數(shù)和同步附著系數(shù)、利用附著系數(shù)、制動(dòng)效率等做了計(jì)算。在滿足制動(dòng)法規(guī)要求及設(shè)計(jì)原則要求的前提下，提高了汽車的制動(dòng)性能。關(guān)鍵詞：盤(pán)式制動(dòng)器 制動(dòng)力分配系數(shù) 同步附著系數(shù) 利用附著系數(shù) 制動(dòng)效率AbstractThis article mainly is introduced the disc brake the classification as well as each kind of disc brake good and bad

4、 points, to chose the vehicle brake to select the plan to carry on the choice, has made the main design calculation in view of the disc brake, simultaneously has analyzed the automobile on each kind of coefficient of adhesion path brake process, to the around braking force distribution coefficient a

5、nd the synchronization coefficient of adhesion, using the coefficient of adhesion, the brake efficiency and so on has made the computation. In satisfies the brake laws and regulations request and under the principle of design request premise, enhanced the automobile braking quality.Key words: Disc b

6、rake Braking force distribution coefficient Synchronization coefficient of adhesion Using coefficient of adhesion Brake efficiency1 緒論1.1研究意義隨著社會(huì)的不斷向前發(fā)展，汽車在人們的生活中的作用也日趨明顯，人們從事生產(chǎn)活動(dòng)離不開(kāi)汽車，日常生活中，汽車尤其是乘用車成為經(jīng)常使用的交通工具。擁有一輛轎車是人們生活質(zhì)量水平提高的標(biāo)志。而制動(dòng)系統(tǒng)是汽車安全系統(tǒng)當(dāng)中最重要的一項(xiàng)，其結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)劣直接影響車輛和人身安全。因此人們對(duì)其提出了更嚴(yán)格的要求，現(xiàn)代社會(huì)，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)

7、的研究設(shè)計(jì)以提高其工作性能是十分重要的。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀:國(guó)內(nèi)汽車制動(dòng)系統(tǒng)行業(yè)主要以生產(chǎn)盤(pán)式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器、真空助力器、液壓制動(dòng)總泵及液壓制動(dòng)分泵等制動(dòng)器產(chǎn)品為主。我國(guó)ABS產(chǎn)品正處于發(fā)展階段，特別是液壓ABS的研究難度較大，因?yàn)橐簤篈BS主要針對(duì)轎車，而國(guó)內(nèi)的大部分轎車是以合資為主，其技術(shù)主要由外方控制。重慶聚能汽車技術(shù)有限公司是目前國(guó)內(nèi)唯一能同時(shí)生產(chǎn)液壓制動(dòng)ABS和氣壓制動(dòng)ABS系列產(chǎn)品的企業(yè)，其技術(shù)已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。國(guó)外現(xiàn)狀：目前，ABS已成為歐、美和日本的成熟產(chǎn)品，形成了完整的評(píng)估檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并以ABS為基礎(chǔ)，延伸出許多更優(yōu)越的電子制動(dòng)系統(tǒng)，如：ASR、EBD、BAS

8、、ESP、EBA、TCS、VDC及ACC等等。目前主要集中在ESP及電子制動(dòng)領(lǐng)域的研究方面，如凱西一海斯(KH)公司在1輛實(shí)驗(yàn)車上安裝了1種電一液(EH)制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動(dòng)器的操作機(jī)理。通過(guò)采用4個(gè)比例閥和電力電子控制裝置，KH公司的EBM就能考慮到基本制動(dòng)、ABS、牽引力控制及巡航控制制動(dòng)干預(yù)等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。EBM系統(tǒng)潛在的優(yōu)點(diǎn)是比標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器能更加有效地分配基本制動(dòng)力，從而使制動(dòng)距離縮短5。一種完全無(wú)油液和完全電路制動(dòng)BBW 的(BrakeByWire)的開(kāi)發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)裝置成為歷史。德國(guó)BPW公司還開(kāi)發(fā)了一種電子報(bào)警系統(tǒng)。它收集如輪胎氣壓、摩擦片磨損

9、、制動(dòng)溫度等些參數(shù)，然后傳送給駕駛員或運(yùn)輸公司，可監(jiān)視制動(dòng)摩擦片的磨損情況。一旦發(fā)現(xiàn)制動(dòng)摩擦片需要送維修站處理時(shí)，它可立即告知，并以黃、紅報(bào)警燈顯示制動(dòng)摩擦片損壞程度。對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的研究一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)所特備關(guān)注的問(wèn)題。由于人們對(duì)制動(dòng)安全性的不斷重視，許多新興的設(shè)計(jì)和電子技術(shù)被應(yīng)用到制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中去，如ABS防抱死系統(tǒng)、BSA制動(dòng)輔助系統(tǒng)、ESP電子穩(wěn)定程序等均是為了提高制動(dòng)系統(tǒng)的安全性；計(jì)算機(jī)技術(shù)和CAD技術(shù)在制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程的應(yīng)用也大大提高了其質(zhì)量，加快了設(shè)計(jì)的周期。以前乘用車以“前盤(pán)后鼓”式制動(dòng)器為主的現(xiàn)象現(xiàn)在已逐漸被“前盤(pán)后盤(pán)”式所代替?？萍嫉娜招略庐惻c不同新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用為

10、制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展提供了新的設(shè)計(jì)思路和發(fā)展方向。1.3制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有的功能和應(yīng)滿足的要求汽車制動(dòng)系統(tǒng)必須具備如下功能：1） 在汽車行駛過(guò)程中能以適當(dāng)?shù)臏p速度使車降速到所需值，甚至停車；2） 使汽車在下坡行駛時(shí)保持穩(wěn)定的速度;3） 使汽車可靠在原地（包括斜坡）停駐;制動(dòng)系應(yīng)滿足的要求:1） 應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定;2） 具有足夠的制動(dòng)效能，包括行車制動(dòng)效能和駐車制動(dòng)效能;3） 工作可靠;4） 制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好;5） 制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好;6） 制動(dòng)時(shí)汽車操縱穩(wěn)定性好;7） 制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)要求;8） 作用滯后的時(shí)間要盡可能短;9） 制動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生噪聲和振動(dòng);1

11、0）與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng);11）能全天侯使用;12）制動(dòng)系機(jī)件的使用壽命長(zhǎng)，制造成本低；對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維。1.4課題任務(wù)調(diào)研現(xiàn)在制動(dòng)器理論、設(shè)計(jì)、制造發(fā)展的趨勢(shì)，以及現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)發(fā)展的狀況，通過(guò)模仿其它車型的制動(dòng)器和參數(shù)來(lái)確定制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和組成形式。主要包括：前后制動(dòng)器形式，前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配，、同步附著系數(shù)、利用附著系數(shù)、制動(dòng)效率得計(jì)算以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。最后根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)果完成盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。2 制動(dòng)器方案的選擇2.1方案選擇的依據(jù)制動(dòng)系統(tǒng)方案的選定，依據(jù)所參考汽車

12、的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)、制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和制動(dòng)性能來(lái)初步的選定。還必須考慮本課題對(duì)制動(dòng)器提出的要求，參考同類型車輛的制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，再滿足制動(dòng)系統(tǒng)性能要求的前提下，同時(shí)還應(yīng)考慮社會(huì)及市場(chǎng)的需求、是否符合生產(chǎn)發(fā)展水平和成本的因素。2.2方案的選定2.2.1制動(dòng)器選擇制動(dòng)器是制動(dòng)的主要組成部分，目前汽車制動(dòng)器基本都是摩擦式制動(dòng)器，按照摩擦副中旋轉(zhuǎn)元件的不同，分為鼓式和盤(pán)式兩大類制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器又有領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向自增力式、雙向自增力式制動(dòng)器等結(jié)構(gòu)型式。盤(pán)式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件是一個(gè)垂向安放且以兩側(cè)面為工作面的制動(dòng)盤(pán)，其固定摩擦元件一般是位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)并帶有摩擦片的制動(dòng)塊。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)被

13、兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊時(shí)，摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動(dòng)盤(pán)上的摩擦力矩。盤(pán)式制動(dòng)器常用作轎車的車輪制動(dòng)器，也可用作各種汽車的中央制動(dòng)器。與鼓式制動(dòng)器相比，盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)有： 1)熱穩(wěn)定性較好。這是因?yàn)橹苿?dòng)盤(pán)對(duì)摩擦襯塊無(wú)摩擦增力作用，還因?yàn)橹苿?dòng)摩擦襯塊的尺寸不長(zhǎng)，其工作表面的面積僅為制動(dòng)盤(pán)面積的126，故散熱性較好。 2)水穩(wěn)定性較好。因?yàn)橹苿?dòng)襯塊對(duì)盤(pán)的單位壓力高，易將水?dāng)D出，同時(shí)在離心力的作用下沾水后也易于甩掉，再加上襯塊對(duì)盤(pán)的擦拭作用，因而，出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)即能恢 圖21 復(fù)正常；而鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)過(guò)多次制動(dòng)方能恢復(fù)正常制動(dòng)效能。 3)制動(dòng)穩(wěn)定性好。盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩與制動(dòng)油缸的活塞推力及摩

14、擦系數(shù)成線性關(guān)系,再加上無(wú)自行增勢(shì)作用，因此在制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)力矩增長(zhǎng)較和緩，與鼓式制動(dòng)器相比，能保證高的制動(dòng)穩(wěn)定性。 4)制動(dòng)力矩與汽車前進(jìn)和后退行駛無(wú)關(guān)。 5)在輸出同樣大小的制動(dòng)力矩的條件下，盤(pán)式制動(dòng)器的質(zhì)量和尺寸比鼓式要小。 6)盤(pán)式的摩擦襯塊比鼓式的摩擦襯片在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單，維修保養(yǎng)容易。 7)制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊間的間隙小(0.050.15mm)，這就縮短了油缸活塞的操作時(shí)間，并使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳動(dòng)比有增大的可能。 8)制動(dòng)盤(pán)的熱膨脹不會(huì)像制動(dòng)鼓熱膨脹那樣引起制動(dòng)踏板行程損失，這也使間隙自動(dòng)調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化9)易于構(gòu)成多回路制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性和安全性

15、，以保證汽車在任何車速下各車輪都能均勻一致地平穩(wěn)制動(dòng)。 10)能方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器磨損報(bào)警，以便及時(shí)更換摩擦襯塊。 盤(pán)式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是難以完全防止塵污和銹蝕(但封閉的多片全盤(pán)式制動(dòng)器除外)；兼作駐車制動(dòng)器時(shí)，所需附加的駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，因此有的汽車采用前輪為盤(pán)式后輪為鼓式的制動(dòng)系統(tǒng)；另外，由于無(wú)自行增勢(shì)作用，制動(dòng)效能較低，中型轎車采用時(shí)需加力裝置。 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)鉗的布置可以在車軸之前或之后。制動(dòng)鉗位于軸前可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥水污物；位于軸后則可減小制動(dòng)時(shí)輪轂軸承徑向合力。 盤(pán)式制動(dòng)器尤其是浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器已十分廣泛地用于轎車的前輪。與鼓式后輪制動(dòng)器配合，也可使后輪制動(dòng)器較容易地附

16、加駐車制動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兼作駐車制動(dòng)器之用。有些轎車的前、后輪都采用盤(pán)式制動(dòng)器，主要是為了保持制動(dòng)力分配系數(shù)的穩(wěn)定。 盤(pán)式制動(dòng)器也開(kāi)始用于某些不同等級(jí)的客車和載貨汽車上。有些重型載貨汽車采用多片全盤(pán)式制動(dòng)器以獲得大的制動(dòng)力矩，但制動(dòng)盤(pán)的冷卻條件差，溫升較大。盤(pán)式制動(dòng)器有固定鉗式，浮動(dòng)鉗式，浮動(dòng)鉗式包括滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗盤(pán)式兩種型式?；瑒?dòng)鉗式是目前使用廣泛的一種盤(pán)式制動(dòng)器。由于盤(pán)式制動(dòng)器熱和水穩(wěn)定性以及抗衰減性能較鼓式制動(dòng)器好，可靠性和安全性也好，而得到廣泛應(yīng)用。目前越來(lái)越多的乘用車采用“前盤(pán)后盤(pán)”式的制動(dòng)器配置方案。2.2.2前、后制動(dòng)器的選擇由于是輕型乘用車，考慮結(jié)構(gòu)上的原因、所要滿足的對(duì)象為乘

17、用車和現(xiàn)代汽車制動(dòng)器應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，前、后制動(dòng)器均采用盤(pán)式制動(dòng)器。按固定元件的結(jié)構(gòu)可分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式兩類。（1） 鉗盤(pán)式制動(dòng)器此種制動(dòng)器的固定元件為制動(dòng)塊，裝在與車軸相連接且不能繞車軸旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗中。制動(dòng)襯塊與制動(dòng)盤(pán)接觸面積小，在盤(pán)上所占的中心角一般僅為3050度，故這種盤(pán)式制動(dòng)器又叫做點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器。按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)不同，有以下幾種。（2） 固定鉗式如圖22所示，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝有一個(gè)活塞。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個(gè)油缸活塞外腔時(shí)，推動(dòng)兩個(gè)活塞向內(nèi)將位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的制動(dòng)塊總成壓緊到制動(dòng)盤(pán)上，從而將車輪制動(dòng)。當(dāng)放松制動(dòng)踏板使油液壓力減小時(shí)，回位彈簧又將兩制動(dòng)塊總成及活塞推離制動(dòng)盤(pán)。這

18、種型式也稱為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式。 優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)鉗以為無(wú)其他滑動(dòng)件，易保證制動(dòng)鉗的剛度、結(jié)構(gòu)和制造工藝易于實(shí)現(xiàn)鼓式到盤(pán)式的改進(jìn)、適應(yīng)于分路系統(tǒng)要求。缺點(diǎn)：制動(dòng)器徑向和軸向尺寸受油道布置的影響而較大，增加了汽車布置難度，不適應(yīng)現(xiàn)代轎車、固定鉗易使制動(dòng)液溫度過(guò)高而汽化（3）浮動(dòng)鉗式浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。其浮動(dòng)方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng)；另一種是制動(dòng)鉗體可繞一支承銷擺動(dòng)(見(jiàn)圖23)。因而有滑動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器和擺動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器之分。但它們的制動(dòng)油缸均為單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動(dòng)塊總成是活動(dòng)的，而另一側(cè)的制動(dòng)塊總成則固定在鉗體上。制動(dòng)時(shí)在油液壓力作用下，活塞推動(dòng)活動(dòng)

19、制動(dòng)塊總成壓靠到制動(dòng)盤(pán)，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定制動(dòng)塊總成壓向制動(dòng)盤(pán)的另一側(cè)，直到兩制動(dòng)塊總成受力均等為止。對(duì)擺動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，鉗體不是滑動(dòng)而是在與制動(dòng)盤(pán)垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。這樣就要求制動(dòng)摩擦襯塊應(yīng)預(yù)先做成楔形的(摩擦表面對(duì)背面的傾斜角為6左右)。在使用過(guò)程中，摩擦襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻(一般約為l mm)后即應(yīng)更換。（4）全盤(pán)式制動(dòng)器（如圖24）的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均為圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦表面全部接觸。其工作原理如摩擦離合器，故又稱為離合器式制動(dòng)器。用得較多的是多片全盤(pán)式制動(dòng)器，以便獲得較大的制動(dòng)力。但這種制動(dòng)器的散熱性能較差，故多為油冷式，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。圖24 多片

20、全盤(pán)式制動(dòng)器1-旋轉(zhuǎn)花鍵鼓，2-固定制動(dòng)盤(pán)，3-外蓋，4-帶鍵螺栓，5-旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤(pán)，6-內(nèi)蓋， 7-調(diào)整螺紋擋圈，8-活塞回位彈簧，9-活塞套筒，10-活塞，11-活塞密封圈，12-放氣螺釘，13-套筒密封圈，14-輪缸缸體，15-彈簧座盤(pán)，16-墊塊，17-摩擦襯片最后，根據(jù)各種制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到所適應(yīng)的車型、現(xiàn)代乘用車制動(dòng)器應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)以及經(jīng)濟(jì)成本，滿足本課題任務(wù)要求，該車前、后制動(dòng)器均采用滑動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器。2.3行車制動(dòng)器的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)行車制動(dòng)效能是用在一定的制動(dòng)初速度下或最大踏板力下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)定，它是制動(dòng)性能最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。下表給出了中、歐、美等國(guó)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

21、或法規(guī)對(duì)這兩項(xiàng)指標(biāo)的規(guī)定。表21制動(dòng)距離和制動(dòng)穩(wěn)定性要求綜合國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，可以認(rèn)為：進(jìn)行制動(dòng)效能試驗(yàn)時(shí)的制動(dòng)減速度j，轎車應(yīng)為5.87m/s2（制動(dòng)初速度v=80kmh）；載貨汽車應(yīng)為4.45.5ms2 (制動(dòng)初速度見(jiàn)表1)。相應(yīng)的最大制動(dòng)距離ST：轎車為ST=0.1v+v2/150；貨車為ST=0.15v+ v2/115，式中第一項(xiàng)為反應(yīng)距離；第二項(xiàng)為制動(dòng)距離，ST單位為m；v單位為kmh。我國(guó)一般要求制動(dòng)減速度j不小于0.6g(5.88 ms2)，其條件如下：轎車制動(dòng)初速度5080km/h、踏板力不大于400N；小型客車（9座以下）和輕型貨車（總重3.5t以下）制動(dòng)初速度5080km

22、/h、踏板力不大于500N;其它汽車制動(dòng)初速度3060km/h、踏板力不大于700N。但實(shí)際上踏板力值比法規(guī)規(guī)定小，要考慮操縱輕便性與同類車比較來(lái)確定。3制動(dòng)器的主要參數(shù)及其選擇制動(dòng)器設(shè)計(jì)中需要預(yù)先給定的長(zhǎng)安羚羊轎車整車參數(shù)有：汽車軸距L=2365mm；車輪有效=280mm；汽車空、滿載時(shí)的總質(zhì)量=865Kg，=1190Kg；空、滿載時(shí)的軸荷分配：前軸負(fù)荷=519Kg，=642.5Kg；后軸負(fù)荷，；空、滿載時(shí)的質(zhì)心位置：質(zhì)心高度=660mm，=530mm；空、滿載質(zhì)心距前軸距離=946mm，=1088mm；質(zhì)心距后軸距離=1419mm，=1227mm等。3.1制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)汽車制動(dòng)時(shí)，

23、如果忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度0的車輪，其力矩平衡方程為: (31)式中 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反，Nm；地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反，N；車輪有效半徑，m。 令 (32) 并稱之為制動(dòng)器制動(dòng)力，與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度0時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成比例。當(dāng)加大踏板力以加大，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力受著附著條件的限制

24、，其值不可能大于附著力，即 （33） 或 （34）式中 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z地面對(duì)車輪的法向反力，N。當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到=0以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升如圖(31)。 根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析如圖32，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力Z1，Z2為： (35)式中 G汽車所受重力，N； L汽車軸距,mm；汽車質(zhì)心離前軸距離，mm；汽車質(zhì)心離后軸的距離，

25、mm；汽車質(zhì)心高度，mm； g重力加速度，m/s；-汽車制動(dòng)減速度, m/s。汽車總的地面制動(dòng)力為: (36)式中 q（）制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力；，前后軸車輪的地面制動(dòng)力，N。由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為: （37） （38） 上式表明：汽車在附著系數(shù)為任意確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度q或總制動(dòng)力的函數(shù)。當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的情況有三種，即(1)前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； (2)后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；

26、(3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。由式(36)、式(37)和式(38)求得在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是： (39) 式中 前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，N，；后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，N，；前軸車輪的地面制動(dòng)力，N；后軸車輪的地面制動(dòng)力，N；，地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力，N； G汽車重力，N；，汽車質(zhì)心離前、后軸距離,mm；汽車質(zhì)心高度，mm。由式(39)可知，前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力，是的函數(shù)。由式(39)中消去，得： (310) 將上式繪成以，為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前

27、、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱I曲線，如圖33所示。如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力，能按I曲線的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，都能使前、后車輪同時(shí)抱死。然而，目前大多數(shù)兩軸汽車尤其是貨車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比值為一定值，并以前制動(dòng)與汽車總制動(dòng)力之比來(lái)表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)： （311） 又由于在附著條件所限定的范圍內(nèi)，地面制動(dòng)力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動(dòng)周緣力，故又可通稱為制動(dòng)力分配系數(shù)。3.2 同步附著系數(shù)計(jì)算式 (311) 可表達(dá)為： (312)上式在圖33中是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為(1-)/的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為的汽車的實(shí)際前、

28、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱線。圖中線與I曲線交于B點(diǎn)，可求出B點(diǎn)處的附著系數(shù)=,則稱線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)。它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是：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)，可能有以下情況： (1)當(dāng)，線位于I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)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。(3)當(dāng)=，制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力。為了防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過(guò)程中，在即將

29、出現(xiàn)車輪抱死但尚無(wú)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du/dt=qg=g，即q=，q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時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度q，這表明只有在=的路面上，地面的附著條件才得到充分利用。附著條件的利用情況可用附著系數(shù)利用率 (或附著力利用率)來(lái)表達(dá)，可定義為： (313)式中 汽車總的地面制動(dòng)力，N；G汽車所受重力，N；q制動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)=時(shí)， q=，=1,利用率最高。當(dāng)今道路條件大為改善，汽車行駛速度也大為提高，因而汽車因制動(dòng)時(shí)后輪先抱死引起的后果十分嚴(yán)重。由于

30、車速高，它不僅會(huì)引起側(cè)滑甩尾甚至?xí){(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性。后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的。因此各類轎車和一般載貨汽車的值有增大的趨勢(shì)。如何選擇同步附著系數(shù)，是采用恒定前后制動(dòng)力分配比的汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)中的一個(gè)較重要的問(wèn)題。在汽車總重和質(zhì)心位置已定的條件下，的數(shù)值就決定了前后制動(dòng)力的分配比。的選擇與很多因數(shù)有關(guān)。首先，所選的應(yīng)使得在常用路面上，附著系數(shù)利用率較高。具體而言，若主要是在較好的路面上行駛，則選的值可偏高些，反之可偏低些。從緊急制動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，值宜取高些。汽車若常帶掛車行駛或常在山區(qū)行駛，值宜取低些。此外，的選擇還與汽車的操縱性、穩(wěn)定性的具體要求有關(guān)，與汽車的載荷情況也有關(guān)。總之，的選擇

31、是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，上述各因數(shù)對(duì)的要求往往是相互矛盾的。因此，不可能選一盡善盡美的值，只有根據(jù)具體條件的不同，而有不同的側(cè)重點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，空滿載的同步附著系數(shù)和應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車：0.650.80；輕型客車、輕型貨車：0.550.70；大型客車及中重型貨車：0.450.65。如何選擇同步附著系數(shù)，是采用恒定前后制動(dòng)力分配比的汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)中的一個(gè)較重要的問(wèn)題。在汽車總重和質(zhì)心位置已定的條件下，的數(shù)值就決定了前后制動(dòng)力的分配比。理想情況下，前后車輪同時(shí)抱死，前后制動(dòng)器的制動(dòng)力計(jì)算根據(jù)所給定的技術(shù)參數(shù)、公式、F.取分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、

32、1.0時(shí)計(jì)算空載和滿載的制動(dòng)器制動(dòng)力，列表如下：值 空載 滿載FKNFKNF/ FFKNFKNF/ F0.10.540.321.690.640.521.230.21.131.601.881.340.991.350.31.770.821.162.101.401.50.42.371.002.372.901.761.650.53.21.132.833.752.071.810.63.981.213.294.662.322.000.74.821.243.895.632.522.230.85.701.224.676.652.672.500.96.621.165.717.722.603.01.07.601.

33、057.248.842.513.52滿載時(shí)取F/ F2.23則同步附著系數(shù) （314） 空載時(shí).32滿載時(shí).76根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，滿載的同步附著系數(shù)應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車：0.650.80；輕型客車、輕型貨車：0.550.70；大型客車及中重型貨車：0.450.65。3.3 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩最大制動(dòng)力是在滿載時(shí)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。由式(38)可知，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)抱死時(shí)的制動(dòng)力之比為： =2.7式中 ,汽車質(zhì)心離前、后軸距離，mm;同步附著系數(shù)；汽車質(zhì)心高度，mm。制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車輪的計(jì)

34、算力矩所制約，即： 式中 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，N ;后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，N ;作用于前軸車輪上的地面法向反力，N；作用于后軸車輪上的地面法向反力，N；車輪有效半徑，mm。對(duì)于常遇到的道路條件較差、車速較低因而選取了較小的同步附著系數(shù)值的汽車，為了保證在的良好的路面上（例如=0.7）能夠制動(dòng)到后軸和前軸先后抱死滑移（此時(shí)制動(dòng)強(qiáng)度），前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力力矩為： （315） （316）對(duì)于選取較大值的各類汽車，則應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來(lái)確定各軸的最大制動(dòng)力矩。為了保證在的良好路面上能制動(dòng)到后軸車輪和前、后車輪先后抱死滑移，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度，故所需的后軸和前軸的最大制

35、動(dòng)力矩為： (317) (318)式中 該車所能遇到的最大附著系數(shù)；q制動(dòng)強(qiáng)度;車輪有效半徑，m。因?yàn)樗x取的車型為羚羊乘用轎車，所遇道路路面較好，同步附著系數(shù)也較高。所以采取公式（317）和（318）計(jì)算制動(dòng)器在路面附著系數(shù)為0.8時(shí)的后軸和前軸最大制動(dòng)力矩：后軸： = =753(Nm)前軸：=1676(Nm)式中 該車所能遇到的最大附著系數(shù)，=0.8；q制動(dòng)強(qiáng)度；車輪有效半徑，=0.28m。一個(gè)車輪制動(dòng)器應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩為按上公式計(jì)算所得結(jié)果的半值。3.4 利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率為了防止前軸失去轉(zhuǎn)向能力和后軸側(cè)滑，汽車在制動(dòng)過(guò)程中最好不要出現(xiàn)前輪先抱死的危險(xiǎn)情況，也不要出現(xiàn)后輪先抱死或前

36、、后輪都抱死的情況，所以應(yīng)當(dāng)在即將出現(xiàn)車輪抱死但還沒(méi)有任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度作為汽車能產(chǎn)生的最高制動(dòng)減速度。若在同步制動(dòng)附著系數(shù)的路面上制動(dòng)，則汽車的前、后車輪同時(shí)達(dá)到抱死狀態(tài)，此時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度q=，為同步附著系數(shù)。而在其他附著系數(shù)的路面制動(dòng)時(shí)到達(dá)前輪或后輪抱死的制動(dòng)強(qiáng)度小于路面附著系數(shù)，表明只有在=的路面上，地面的附著力才能充分被利用。所謂利用附著系數(shù)是：在某一制動(dòng)強(qiáng)度q下,不發(fā)生任何車輪抱死所需要的最小路面附著系數(shù)。顯然，利用附著系數(shù)愈接近制動(dòng)強(qiáng)度q，即值愈小，或q/(附著效率)愈大，則路面附著條件就發(fā)揮得愈充分，汽車制動(dòng)力的分配的合理程度就愈高。3.4.1利用附著系數(shù)前軸的利用附著系數(shù)

37、設(shè)汽車的前輪剛要抱死或前后輪剛要同時(shí)抱死時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)減速度為，則： ； ; (319)后軸利用附著系數(shù)：根據(jù)前軸附著系數(shù)求法同理可得： ； F= (320)分別取.、0.2、0.3、0.1、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0，把所給的技術(shù)參數(shù)代入，在時(shí)求、在不同路面附著系數(shù)下的值?？蛰d滿載0.10.120.060.130.070.20.230.130.250.150.30.330.220.360.250.40.420.320.460.360.50.510.430.550.490.60.590.570.630.640.70.660.750.700.830.80.730.970.771

38、.060.90.801.260.841.361.00.861.650.901.753.4.2制動(dòng)效率E、E前軸制動(dòng)效率E= （321）后軸制動(dòng)效率E= （322）分別取.、0.2、0.3、0.1、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0，把所給的技術(shù)參數(shù)代入公式321和公式322，在時(shí)求E、E在不同路面附著系數(shù)下的值。 3.5制動(dòng)器制動(dòng)性能核算根據(jù)GB7258轎車制動(dòng)器制動(dòng)性要求取制動(dòng)初速度V=50Km/h,路面附著系數(shù)為=0.8。滿載：制動(dòng)距離S= （323）式中：轎車制動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)時(shí)間 減速度增長(zhǎng)時(shí)間 最大制動(dòng)減速度= E*g*0.8=7.73m將上述值代入公式（323）得： S=14

39、.42mS=19m所以滿足要求。4 制動(dòng)器主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1制動(dòng)盤(pán)主要參數(shù)的確定4.1.1制動(dòng)盤(pán) 制動(dòng)盤(pán)一般由珠光體灰鑄鐵制成，或用添加Cr，Ni等的合金鑄鐵制成。其結(jié)構(gòu)形式有平板形（用于全盤(pán)制動(dòng)器）和禮帽形（見(jiàn)右圖，用于浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器）。后種的圓柱部長(zhǎng)度取決于布置尺寸。制動(dòng)盤(pán)在工作時(shí)不僅承受著制動(dòng)塊的作用的法向力和切向力，而且承受著熱負(fù)荷。制動(dòng)盤(pán)的工作表面應(yīng)光滑平整，制造時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制端面的跳動(dòng)量，兩側(cè)表面的平行度不應(yīng)大于0.008mm，盤(pán)的表面粗糙度不應(yīng)大于0.1mm，制動(dòng)盤(pán)表面粗糙度不應(yīng)大于0.06mm。表41 一些轎車制動(dòng)盤(pán)技術(shù)要求車型表面跳動(dòng)量/mm兩側(cè)表面的不平行度/mm靜不

40、平衡量/N奧迪0.030.010.5云雀0.050.031.5奧拓0.0151.04.1.2制動(dòng)盤(pán)直徑D該車選用的輪胎規(guī)格為165/70 R13.查標(biāo)準(zhǔn)得輪輞直徑Dr為330mm。制動(dòng)盤(pán)直徑D應(yīng)盡可能取大些，這時(shí)制動(dòng)盤(pán)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(pán)的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%79%。選取制動(dòng)盤(pán)直徑： 前制動(dòng)盤(pán)D=75%Dr=0.75*330=248mm后制動(dòng)盤(pán)D=70%Dr=0.7*330=231mm4.1.3制動(dòng)盤(pán)厚度h制動(dòng)盤(pán)厚h對(duì)制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。為使質(zhì)量小，制動(dòng)盤(pán)的厚度不宜取得很打；為了降低溫度，制動(dòng)盤(pán)

41、的厚度又不宜取得過(guò)小。制動(dòng)盤(pán)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(pán)中間鑄出通風(fēng)孔。一般實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度可取為1020mm，通風(fēng)制動(dòng)盤(pán)厚度可取2050mm，采用較多的是20mm30mm.選取前實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度為h=16mm：后實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度為h=12mm。4.2摩擦襯塊主要參數(shù)的確定4.2.1摩擦襯塊內(nèi)半徑R1和外半徑R2推薦摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5.若比值偏大，工作時(shí)襯塊的外圓與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減小，最終導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化較大。取前制動(dòng)器摩擦襯塊外半徑R2=120mm，內(nèi)半徑R1=80m；后制動(dòng)器摩擦襯塊外半徑R2=114mm，內(nèi)半徑R1=7

42、6mm。對(duì)于常見(jiàn)的扇形摩擦襯塊，如果其徑向尺寸不大，取R為平均半徑或有效半徑已足夠精確。如圖42所示：前制動(dòng)器摩擦襯塊平均半徑：=100mm；后制動(dòng)器摩擦襯塊平均半徑：=95mm4.2.2摩擦襯塊有效半徑盤(pán)式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖如圖43所示，今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤(pán)接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為： （41）式中 摩擦系數(shù)；N單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力(見(jiàn)圖43)，N；R作用半徑，mm。根據(jù)圖42，在任一單元面積只RdR上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤(pán)中心的力矩為，式中p為襯塊與制動(dòng)盤(pán)之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤(pán)上的制動(dòng)力矩為： （42）單側(cè)襯塊給予制動(dòng)盤(pán)的

43、總摩擦力為： （43）f摩擦系數(shù) f=0.36摩擦襯塊扇行弧度角一半 =得有效半徑為： （44）令，則有：前制動(dòng)器制動(dòng)襯塊有效半徑：=101.3mm后制動(dòng)器制動(dòng)襯塊有效半徑：96mm4.2.3 摩擦襯塊的面積和磨損特性計(jì)算摩擦襯塊的磨損，與摩擦副的材質(zhì)、表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。汽車的制動(dòng)過(guò)程是將其機(jī)械能(動(dòng)能、勢(shì)能)的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)熱量來(lái)不及逸

44、散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則襯片襯塊的磨損愈嚴(yán)重。表42制動(dòng)器摩擦襯塊摩擦面積汽車類別汽車總質(zhì)量m/t單個(gè)制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積轎車0.91.51002001.52.5200300客車與貨車1.01.51202001.52.51502502.53.52504003.57.03006507.012.0550100012.017.06001200制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。比能量耗散率又稱為單位功負(fù)荷或能量負(fù)荷，它表示單位摩擦面積在單位時(shí)間內(nèi)耗散的能量，其單位為Wmm2。雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器和單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為：

45、 （45） （46） =4.73（s） （47）式中 汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；汽車總質(zhì)量，=1190Kg；，汽車緊急制動(dòng)初速度與終速度，ms；計(jì)算時(shí)轎車取km/h(27.8m/s)，=0； j制動(dòng)減速度，ms2，計(jì)算時(shí)取j=0.6g； t制動(dòng)時(shí)間，s； 單個(gè)前、后制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積，cm；制動(dòng)力分配系數(shù)，=0.69。推薦根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.6Kg/cm3.5Kg/cm，則：?jiǎn)蝹€(gè)前制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積: 單個(gè)后制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積：得到：44 cmNm后輪實(shí)際制動(dòng)力矩=4*=1004NmNm故設(shè)計(jì)符合要求。4.3液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 制動(dòng)輪缸為液壓制動(dòng)系統(tǒng)采用

46、的活塞式制動(dòng)襯塊張開(kāi)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單在車輪制動(dòng)器中布置簡(jiǎn)單方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒為通孔，需鏜磨。活塞由鋁合金制造。輪缸的工作腔由裝在活塞上的密封橡膠圈密封。滑動(dòng)鉗盤(pán)制動(dòng)只有單側(cè)有油缸。4.3.1制動(dòng)輪缸直徑d與工作容積V制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)塊的作用力P與輪缸直徑及制動(dòng)輪缸中的液壓P有如下關(guān)系： (48)式中 考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，= 10MPa。制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過(guò)1012MPa，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器可再高些。壓力愈高輪缸直徑就愈小，但對(duì)管路特別是制動(dòng)軟管及管接頭則提出了更高的要求，對(duì)軟管的耐壓性、強(qiáng)度及接頭的密封性的要求就更加嚴(yán)格。輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)GB7

47、52484規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸系列為：14.5、16、17.5、19，22，24，25,28，30，32，35，38，40，45，50，55mm。 這里根據(jù)最大制動(dòng)力矩取前制動(dòng)器輪缸直徑=24mm，后制動(dòng)器輪缸直徑d=16mm。單個(gè)輪缸的工作容積： （mm） （49）式中 一個(gè)輪缸活塞的直徑，=24mm ；d=16mm；n輪缸的活塞數(shù)目，n=1；一個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程： 。盤(pán)式制動(dòng)器可取1mm；消除制動(dòng)塊與制動(dòng)盤(pán)間的間隙所需的輪缸活塞行程，mm；因摩擦襯塊變形而引起的輪缸活塞行程，mm。將上述值代入公式（49）得到：前制動(dòng)器單個(gè)輪缸工作容積=452 mm；后制動(dòng)器單個(gè)輪

48、缸工作容積=200 mm全部輪缸的總工作容積： =2*（452+200）=1304mm （410）式中 m輪缸數(shù)目。4.3.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積 （411）式中 制動(dòng)軟管在液壓下變形而引起的容積增量。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到軟管變形，轎車制動(dòng)主缸的工作容積可取為，式中V為全部輪缸的總工作容積。主缸活塞直徑和活塞行程可由下式確定： =1.1*1304=1435 mm (412)一般活塞行程 =（0.81.2） ；取=根據(jù)上述公式和參數(shù)計(jì)算所得=12.2mm.主缸的直徑應(yīng)符合系列尺寸，主缸直徑的系列尺寸為：14.5，16，17.5，19，20.5，22.22，28，32，35，38，40，45mm

49、。所以最后取主缸直徑為=14.5mm4.3.3制動(dòng)踏板力F （413）取踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比=5；踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率0.9.求得F。4.3.4踏板工作行程 =(+)=5*（14.5+2+1.5）=90mm（414）主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取1.5mm2mm，取=2mm；主缸活塞空行程，一般取1.5mm。求得=90mm，小于150mm，符合要求。5 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1制動(dòng)鉗 制動(dòng)鉗圖51，由可鍛鑄鐵KTH37012或球墨鑄鐵QT40018制造，也有用輕合金制造的，可做成整體的，也可做成兩半并由螺栓連接。其外緣留有開(kāi)口，以便不必拆下制動(dòng)鉗便可檢查或更換制動(dòng)塊。制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的

50、強(qiáng)度和剛度。一般多在鉗體中加工出制動(dòng)油缸，也有將單獨(dú)制造的油缸裝嵌入鉗體中的。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，多將杯形活塞的開(kāi)口端頂靠制動(dòng)塊的背板有的活塞的開(kāi)口端部切成階梯狀，形成兩個(gè)相對(duì)在同一平面內(nèi)的小半圓環(huán)形端面?；钊射X合金制造。為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。當(dāng)制動(dòng)鉗體用鋁合金制造時(shí)，減少傳給制動(dòng)液的熱量成為必須解決的問(wèn)題。為此，應(yīng)減小活塞與制動(dòng)塊背板的接觸面積，有時(shí)也可采用非金屬活塞。本次設(shè)計(jì)中制動(dòng)鉗體采用球墨鑄鐵，做成整體式，活塞做成圓桶式以減小接觸面積。5.2制動(dòng)塊制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌在一起。襯塊多為扇形，也有矩形、正方形或長(zhǎng)圓形的?；钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。為了避免只動(dòng)