汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)說明書

1、23沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙目 錄緒論. 21. 鼓式制動(dòng)器.31.1鼓式制動(dòng)器原理.31.2鼓式制動(dòng)器分類.41.3制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇.6 1.3.1簡(jiǎn)單制動(dòng)系. 6 1.3.2動(dòng)力制動(dòng)系. 6 1.3.3伺服制動(dòng)系. 72. 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算.11 2.1制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值.11 2.1.1相關(guān)主要技術(shù)參數(shù).12 2.1.2同步附著系數(shù)分析. 13 2.2制動(dòng)器有關(guān)計(jì)算.13 2.2.1確定前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù).14 2.2.2制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定. 15 2.2.3后輪制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取.15 2.3制動(dòng)氣制動(dòng)效能因數(shù)的計(jì)算.16 2.4制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì).163.制動(dòng)性能分析.17 3.1制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo).17 3.2制動(dòng)效能.18 3.3制動(dòng)效能恒定性.18 3.4制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性.18 3.5制動(dòng)減速度j.18 3.6制動(dòng)距離s.19 3.7摩擦襯片的磨損特性計(jì)算.19 3.8駐車制動(dòng)計(jì)算.204.總結(jié).225.參考文獻(xiàn).23緒論汽車制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車、使下坡行駛的汽車保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全，汽車制動(dòng)系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)性能良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。汽車制動(dòng)系至少應(yīng)有

3、兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置；重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)裝置及輔助制動(dòng)裝置；牽引汽車應(yīng)有自動(dòng)制動(dòng)裝置。行車制動(dòng)裝置用作強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車，并使汽車在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定速度。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多回路機(jī)構(gòu)，以保證其工作可靠。駐車制動(dòng)裝置用于使汽車可靠而無時(shí)間限制的停住在一定位置甚至斜坡上，它也有助于汽車在坡路上起步。駐車制動(dòng)裝置應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而不用液壓或氣壓式的，以免其產(chǎn)生故障。任何一套制動(dòng)裝置均有制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。制動(dòng)器有鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器之分。行車制動(dòng)是用腳踩下制動(dòng)踏板操縱車輪制動(dòng)氣來制動(dòng)全部車輪，而駐車制動(dòng)則采用手制

4、動(dòng)桿操縱，且具有專門的中央制動(dòng)器或利用那個(gè)車輪制動(dòng)氣進(jìn)行制動(dòng)。中央制動(dòng)器位于變速器之后的傳動(dòng)系中，用于制動(dòng)變速器第二軸或傳動(dòng)軸。行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)這兩套制動(dòng)裝置必須是獨(dú)立的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且每車必備。行車制動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，分為液壓和氣壓兩種形式。用液壓傳遞操縱力時(shí)還應(yīng)有制動(dòng)主港和制動(dòng)輪缸以及管路；用氣壓傳動(dòng)時(shí)還應(yīng)有空氣壓縮機(jī)、氣路管道，貯氣筒、控制閥和制動(dòng)氣室等。重型載貨汽車由于采用氣壓制動(dòng)，故多對(duì)后輪制動(dòng)器另設(shè)獨(dú)立的有氣壓控制而以強(qiáng)力彈簧作為動(dòng)力源的應(yīng)急兼駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動(dòng)器。但也有一些重型汽車撤了采用上訴措施外，還保留了有氣壓驅(qū)動(dòng)的中央制動(dòng)器，以便提高制動(dòng)系的可靠性。1

5、.鼓式制動(dòng)器1.1鼓式制動(dòng)器原理 圖1 如圖所示，圖中“1”為制動(dòng)器的張開裝置，“2”為制動(dòng)器的領(lǐng)制動(dòng)蹄，“3”為制動(dòng)器的從制動(dòng)蹄，“4”和“5”為制動(dòng)器的摩擦片，“6”和“7”為制動(dòng)器的復(fù)位彈簧，“8”和“9”為制動(dòng)器的制動(dòng)蹄支撐銷。 當(dāng)汽車需要制動(dòng)的時(shí)候，張開裝置“1”里面的分泵活塞頂塊支出，從而使兩制動(dòng)蹄“2”、“3”圍繞支撐銷“8”、“9”轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而摩擦片“4”、“5”摩擦制動(dòng)鼓，從而達(dá)到制動(dòng)的效果。汽車制動(dòng)后，復(fù)位彈簧“6”、“7”使兩制動(dòng)蹄恢復(fù)到初始位置。1.2鼓式制動(dòng)器分類鼓式制動(dòng)器是最早形式的汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用干各類汽車上。鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型

6、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)器的摩擦元件是一對(duì)帶有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者則安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半袖套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動(dòng)鼓。車輪制動(dòng)器的制動(dòng)鼓均固定在輪鼓上。制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦路片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外因柱表面與制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作一些汽車的中

7、央制動(dòng)器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。所以內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱為鼓式制動(dòng)器，通常所說的鼓式制動(dòng)器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。鼓式制動(dòng)器按蹄的類型分為： 1.2.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 如圖所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn))，則蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對(duì)調(diào)了。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(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)從蹄式制動(dòng)器。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故又稱為 增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動(dòng)鼓的趨勢(shì)，即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用，故又稱為減

8、勢(shì)蹄。“增勢(shì)”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢(shì)”作用使從蹄所受的法向反力減小。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)與倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，也便于附裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中、重型載貨汽車的前、后輪制動(dòng)器及轎車的后輪制動(dòng)器。1.2.2.雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器若在汽車前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，則稱為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。顯然，當(dāng)汽車倒車時(shí)這種制動(dòng)器的兩制動(dòng)蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖25(c)所示，兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)，兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等機(jī)件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板中心作對(duì)稱布置的，因此，兩蹄對(duì)制動(dòng)鼓

9、作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動(dòng)器。雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器有高的正向制動(dòng)效能，但倒車時(shí)則變?yōu)殡p從蹄式，使制動(dòng)效能大降。這種結(jié)構(gòu)常用于中級(jí)轎車的前輪制動(dòng)器，這是因?yàn)檫@類汽車前進(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。1.2.3雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器當(dāng)制動(dòng)鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩制動(dòng)助均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。它也屬于平衡式制動(dòng)器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)及倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，因此廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后車輪，但用作后輪制動(dòng)器時(shí)，則需另設(shè)中央制動(dòng)器用于駐車制動(dòng)。1.2.4單向增力式制動(dòng)器單向增力式制動(dòng)器如圖所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動(dòng)蹄支

10、承在其上端制動(dòng)底板上的支承銷上。由于制動(dòng)時(shí)兩蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式制動(dòng)器。單向增力式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效能很高，且高于前述的各種制動(dòng)器，但在倒車制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)效能卻是最低的。因此，它僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動(dòng)器。1.2.5雙向增力式制動(dòng)器將單向增力式制動(dòng)器的單活塞式制動(dòng)輪缸換用雙活塞式制動(dòng)輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則成為雙向增力式制動(dòng)器。對(duì)雙向增力式制動(dòng)器來說，不論汽車前進(jìn)制動(dòng)或倒退制動(dòng)，該制動(dòng)器均為增力式制動(dòng)器。雙向增力式制動(dòng)器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動(dòng)與駐車制動(dòng)共用的制動(dòng)器，但行車制動(dòng)是由液壓經(jīng)制動(dòng)輪缸

11、產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開力進(jìn)行制動(dòng)，而駐車制動(dòng)則是用制動(dòng)操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。雙向增力式制動(dòng)器也廣泛用作汽車的中央制動(dòng)器，因?yàn)轳v車制動(dòng)要求制動(dòng)器正向、反向的制動(dòng)效能都很高，而且駐車制動(dòng)若不用于應(yīng)急制動(dòng)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出。但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動(dòng)過程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降。因此，在轎車領(lǐng)域上己經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動(dòng)器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)型車中使用，主要用于制動(dòng)負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動(dòng)。本次設(shè)計(jì)最終采用的是領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。1.3制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇1.3.1簡(jiǎn)單制動(dòng)系簡(jiǎn)單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是靠司機(jī)作用于制動(dòng)塌板上

12、或手柄上的力作為制動(dòng)力原。而傳力方式有、又有機(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(jiǎn)單，造價(jià)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(jiǎn)單制動(dòng)系通常簡(jiǎn)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(o1so3s)，工作壓力大(可達(dá)10 MPa12MPa)，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(jiǎn)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使用范圍。另外，液壓管路在過度受熱時(shí)會(huì)形成氣泡而影響傳輸，即產(chǎn)生所謂“汽阻”，使制動(dòng)效能降低甚至失效；而當(dāng)氣溫過低時(shí)(-25和更低時(shí))，由于

13、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(jiǎn)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。但由于其操縱較沉重，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車提高操縱輕便性的要求，故當(dāng)前僅多用于微型汽車上，在轎車和輕型汽車亡已極少采用。1.3.2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(jiǎn)單制動(dòng)系中的踏板力與其行程間的反比例關(guān)系在動(dòng)力制動(dòng)系中便不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。?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

14、。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(jiǎn)單、連接和斷開均很方便，因此被廣泛用于總質(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(zhǎng)(o3so9s)，因此，當(dāng)制動(dòng)閥到制動(dòng)氣室和儲(chǔ)氣筒的距離較遠(yuǎn)時(shí)，有必要加設(shè)氣動(dòng)的第二級(jí)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(一般為o5MPao7MPa)，因而制動(dòng)氣室的直徑大，只能置于制動(dòng)器之外，再通過桿

15、件及凸輪或楔塊驅(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)也有較大噪聲。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9t11t的中型汽車上也有所采用。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，還具有操縱輕便、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)備共用液壓

16、泵和儲(chǔ)油罐等優(yōu)點(diǎn)。但其結(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)的重型礦用自卸汽車上。1.3.3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)一套出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)力作為制功能源的制動(dòng)系。在正常情況下，其輸出工作壓力主要出動(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

17、)、氣壓能和液壓能。液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇為了提高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，即應(yīng)是雙回路系統(tǒng)，也就是說應(yīng)將汽車的全部行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分成兩個(gè)或更多個(gè)相互獨(dú)立的回路，以便當(dāng)一個(gè)回路發(fā)生故障失效時(shí)，其他完好的回路仍能可靠地工作。II型回路前、后輪制動(dòng)管路各成獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即一軸對(duì)一軸的分路型式，簡(jiǎn)稱II型。其特點(diǎn)是管路布置最為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動(dòng)氣室)鼓式制動(dòng)器相配合，成本較低。這種分路布置方案在各類汽車上均有采用，但在貨車上用得最廣泛。這一分路方案總后輪制動(dòng)管路失效，則一旦前輪制動(dòng)抱死就會(huì)失去轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的

18、轎車，當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)效能將明顯降低并小于正常情況下的一半，另外，由于后橋負(fù)荷小于前軸，則過大的踏板力會(huì)使后輪抱死而導(dǎo)致汽車甩尾。X型回路后輪制功管路呈對(duì)角連接的兩個(gè)獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同屬于一個(gè)回路，稱交叉型，簡(jiǎn)稱X型。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，一回路失效時(shí)仍能保持50的制動(dòng)效能，并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。此時(shí)前、后各有一側(cè)車輪有制動(dòng)作用，使制動(dòng)力不對(duì)稱，導(dǎo)致前輪將朝制動(dòng)起作用車輪的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車失去方向穩(wěn)定性。因此，采用這種分路力案的汽車，其主銷偏移距應(yīng)取負(fù)值(至20 mm)，

19、這樣，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車的方向穩(wěn)定性。其他類型回路左、右前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸與全部后輪制動(dòng)器輪缸構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的回路，而兩前輪制動(dòng)器的另半數(shù)輪缸構(gòu)成另一回路，可看成是一軸半對(duì)半個(gè)軸的分路型式，簡(jiǎn)稱KI型。兩個(gè)獨(dú)立的問路分別為兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器所組成，即半個(gè)軸與一輪對(duì)另半個(gè)軸與另一輪的瑚式，簡(jiǎn)稱LL型。兩個(gè)獨(dú)立的回路均由每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個(gè)軸對(duì)前、后半個(gè)軸的分路型式，簡(jiǎn)稱HH型。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制功效能最好。HI、LL、HH型的織構(gòu)均較復(fù)雜。LL型與HH型在任一回路失效時(shí)，前、后制動(dòng)力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動(dòng)

20、力可達(dá)到正常值的50左占。HL型單用回路，即一軸半時(shí)剩余制動(dòng)力較大，但此時(shí)與LL型一樣，在緊急制動(dòng)時(shí)后輪極易先抱死。2. 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算2.1制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值2.1.1相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)整車質(zhì)量： 空載：1550kg 滿載：2000kg質(zhì)心位置： a=1.35m b=1.25m質(zhì)心高度： 空載：hg=0.95m 滿載：hg=0.85m軸 距： L=2.6m輪 距: L=1.8m最高車速： 160km/h車輪工作半徑：370mm輪 胎： 195/60R14 85H同步附著系數(shù)：=0.62.1.2同步附著系數(shù)的分析(1)當(dāng)時(shí)：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)

21、：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。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(dòng)(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí)，其制動(dòng)減速度為dudt=qg=g，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。根據(jù)相關(guān)資料查出轎車0.6，故取=0.62.2制動(dòng)器有關(guān)計(jì)算2.2.1確定前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù)根據(jù)公式：= （3-1）得： =0.67 2.2.2制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩：

22、（3-2）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； 后軸最大制動(dòng)力矩； G汽車滿載質(zhì)量；L汽車軸距；其中q=0.66 （3-3） 故后軸=（1.35-0.66）Nmm后輪的制動(dòng)力矩為1.57 前軸=3.2Nmm前輪的制動(dòng)力矩為3.2 2.2.3后輪制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取1、制動(dòng)鼓直徑D輪胎規(guī)格為195/60R15 85H 輪輞為15in 輪輞直徑/in1213141516制動(dòng)鼓內(nèi)徑/mm轎車200220240260-貨車220240260300320 制動(dòng)鼓內(nèi)徑=260mm =15×25.4=381mm根據(jù)轎車在0.640.74之間選取取=0.7D=

23、266mm，2、制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角和寬度b制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角在=范圍內(nèi)選取。取=根據(jù)單個(gè)制動(dòng)器總的襯片米廠面積取200300取A=300=0.18b=0.18×249=29mm3、摩擦襯片初始角的選取根據(jù) 4、 張開力P作用線至制動(dòng)器中心的距離a根據(jù)a=0.8R得：a=0.8×124.5=99.6mm制動(dòng)蹄支撐銷中心的坐標(biāo)位置k與c5、摩擦片摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時(shí)，不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，而且還要求其熱穩(wěn)定行好，受溫度和壓力的影響小。不宜單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，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。在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力

24、矩，取f =0.3可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際值。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。 所以選擇摩擦系數(shù)f=0.32.3制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)計(jì)算制動(dòng)器因數(shù)BF表示制動(dòng)器的效能，因此又稱為制動(dòng)器的效能因數(shù)。其實(shí)質(zhì)是制動(dòng)器在單位輸入壓力的作用下所能輸出的力或力矩，用于評(píng)比不同結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)器的效能，制動(dòng)器因數(shù)可定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 BF=TfPR式中 Tf-制動(dòng)器摩擦力矩； R-制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑； P-輸入力，一般取加于兩制動(dòng)蹄的張開力的平均值為輸入力。對(duì)于鼓式制動(dòng)器，設(shè)作用于兩蹄的張開力分別是，制動(dòng)鼓內(nèi)圓柱面半徑即制動(dòng)鼓工作半徑為R

25、，兩蹄給予制動(dòng)鼓的摩擦力矩分別為，應(yīng)提高對(duì)則兩蹄的效能因數(shù)即制動(dòng)蹄因數(shù)分別為： BFT1=TTf1 RP1 BFT2=TTf2RP2整個(gè)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)則為 BF=TfPR=當(dāng)P1=P2=P時(shí)，則 BF=TTf1+TTf2PR=BFT1+BFT2力矩平衡方程 Ph+Nfc-Nb=0由上式得：1、 領(lǐng)蹄制動(dòng)蹄因數(shù)： BFT1=hb（） =0.79 2、從蹄制動(dòng)蹄因數(shù)： 得 2.4制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.4.1制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)溫升不應(yīng)超過極限值。制動(dòng)鼓材料應(yīng)與摩擦襯片相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。制動(dòng)鼓相對(duì)于輪轂的對(duì)中是圓柱表面的

26、配合來定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動(dòng)鼓內(nèi)工作表面，以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后還需進(jìn)行動(dòng)平衡。其許用不平衡度對(duì)轎車為15N·cm20 N·cm；對(duì)貨車為30 N·cm40 N·cm。微型轎車要求其制動(dòng)鼓工作表面的圓度和同軸度公差0.03mm，徑向跳動(dòng)量0O 5mm，靜不平衡度15N.cm。制動(dòng)鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其熱容量，但試驗(yàn)表明，壁厚由ll mm增至20 mm時(shí)，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動(dòng)鼓的壁厚：轎車為7mm12mm；中、重型載貨汽車為13mm18mm。制動(dòng)鼓在閉口一側(cè)外緣可開

27、小孔，用于檢查制動(dòng)器間隙。本次設(shè)計(jì)采用的材料是灰口鑄鐵。2.4.2制動(dòng)蹄制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為3mm5mm；貨車的約為5mm8mm。摩擦襯片的厚度，轎車多為45mm5mm；貨車多為8mm以上。襯片可鉚接或粘貼在制動(dòng)蹄上，粘貼的允許其磨損厚度較大，使用壽命增長(zhǎng)，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。本次制動(dòng)蹄采用的材料為鑄鋼。2.4.3制動(dòng)底板制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制功底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，因此它應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板均只有凹凸起伏的形狀。剛度不足會(huì)使制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。

28、本次設(shè)計(jì)采用灰口鑄鐵。2.4.4制動(dòng)蹄的支承 二自由度制動(dòng)篩的支承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能使制動(dòng)蹄相對(duì)制動(dòng)鼓自行定位。為了使具有支承銷的一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄的工作表面與制動(dòng)鼓的工作表面同軸心，應(yīng)使支承位置可調(diào)。例如采用偏心支承銷或偏心輪。支承銷由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵(KTH37012)或球墨鑄鐵(QT40018)件。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。具有長(zhǎng)支承銷的支承能可靠地保持制動(dòng)蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。有時(shí)在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開槽供制動(dòng)蹄腹板張開端插入，以保持制

29、動(dòng)蹄的正確位置。2.4.5制動(dòng)輪缸制功輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸簡(jiǎn)為通孔，需鏜磨?；钊射X合金制造?；钊舛藟河袖撝频拈_槽頂塊，以支承插人槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞；雙領(lǐng)路式制動(dòng)器的兩蹄則各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)。本次設(shè)計(jì)采用的是HT250。2.4.6凸輪式張開機(jī)構(gòu)凸輪式張開機(jī)構(gòu)的凸輪及其軸是由45號(hào)鋼模鍛成一體的毛坯制造，在機(jī)加工后經(jīng)高頻淬火處理。凸輪及其軸由可鍛鑄鐵或球墨鑄

30、鐵的支架支承，而支架則用螺栓或鉚釘固定在制動(dòng)底板上。為了提高機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，制動(dòng)時(shí)凸輪是經(jīng)過滾輪推動(dòng)制動(dòng)蹄張開。滾輪由45號(hào)鋼制造，高頻淬火。2.4.7楔塊式張開機(jī)構(gòu)楔塊式張開機(jī)構(gòu)，其殼體由可鍛鑄鐵KTH370-12或球墨鑄鐵QT400-18制成并與制動(dòng)底座鑄成一體，制動(dòng)時(shí)制動(dòng)氣室膜片在氣壓作用下推動(dòng)楔塊進(jìn)而經(jīng)滾輪、柱塞等推動(dòng)制動(dòng)蹄使其張開。制動(dòng)氣室的殼體是由制動(dòng)器外部以螺紋配合裝到楔塊張開機(jī)構(gòu)的殼體上的。與凸輪式張開機(jī)構(gòu)相比較，楔塊式張開機(jī)構(gòu)較復(fù)雜、造價(jià)也較高，但它有一系列的優(yōu)點(diǎn)。其質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)尺寸較緊湊，有更高的傳動(dòng)效率，操作時(shí)間較短。3. 制動(dòng)性能分析3.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車制動(dòng)性能

31、主要由以下三個(gè)方面來評(píng)價(jià)：1）制動(dòng)效能，即制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度；2）制動(dòng)效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能；3）制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。3.2 制動(dòng)效能制動(dòng)效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度。制動(dòng)效能是制動(dòng)性能中最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。制動(dòng)距離越小，制動(dòng)減速度越大，汽車的制動(dòng)效能就越好。3.3 制動(dòng)效能的恒定性制動(dòng)效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。汽車在高速行駛或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能保持的程度。因?yàn)橹苿?dòng)過程實(shí)際上是把汽車行駛的動(dòng)能通過制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動(dòng)器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時(shí)的制動(dòng)效能，已成

32、為設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)要考慮的一個(gè)重要問題。3.4 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動(dòng)時(shí)汽車給定路徑行駛的能力來評(píng)價(jià)。若制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車將偏離原來的路徑。制動(dòng)過程中汽車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的包括制動(dòng)跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時(shí)，汽車將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動(dòng)時(shí)汽車按給定路徑行駛的能力來評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，對(duì)制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度兩指標(biāo)測(cè)試時(shí)都要求了其試驗(yàn)通道的寬度。方向穩(wěn)定性是從制動(dòng)跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗(yàn)。制動(dòng)跑偏的原因有兩個(gè)1）汽

33、車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。2）制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）前者是由于制動(dòng)調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指汽車制動(dòng)時(shí)某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動(dòng)的現(xiàn)象。最危險(xiǎn)的情況是在高速制動(dòng)時(shí)后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時(shí)抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死。理論上分析如下，真正的評(píng)價(jià)是靠實(shí)驗(yàn)的。3.5 制動(dòng)減速度制動(dòng)系的作用效果，可以用最大制動(dòng)減速度及最小制動(dòng)距離來評(píng)價(jià)。假設(shè)汽車是在水平的，堅(jiān)硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制動(dòng)力是由制動(dòng)器產(chǎn)生。此時(shí)j= 式中 ：汽車前、后輪制動(dòng)力矩的總合。=+=785+1600=2385Nm-滾動(dòng)半徑 =370mmGa汽車總重 Ga=2000kg代入數(shù)據(jù)得j=(785+1600)/0.377×2000=6.16m/s轎車制動(dòng)減速度應(yīng)在5.87m/s,所以符合要求。3.6 制動(dòng)距離S在勻減速度制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離S為S=1/3.6（+/2）+ /254式中，:消除蹄與制動(dòng)鼓間隙時(shí)間，取0.1s