第八章 制動(dòng)系設(shè)計(jì)

第八章制動(dòng)系設(shè)計(jì)第一節(jié)概述第二節(jié)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案分析(重點(diǎn))第三節(jié)制動(dòng)器主要參數(shù)的確定（重點(diǎn)）第四節(jié)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算（重點(diǎn)、難點(diǎn)）第五節(jié)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算(自學(xué))第六節(jié)制動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(自學(xué))第七節(jié)制動(dòng)器的主要結(jié)構(gòu)元件(自學(xué))1、從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)橋到懸架支承，汽車可以運(yùn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向橋的支持下汽車可以控制方向。2、在運(yùn)動(dòng)中還得隨心所欲的減速和停車，汽車還得設(shè)置制動(dòng)系。

運(yùn)行中的汽車還需要減速和停車

汽車制動(dòng)系制動(dòng)系性能的優(yōu)劣關(guān)系到汽車的安全，是安全行駛的保證制動(dòng)系的種類一般汽車都裝有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置：行車制動(dòng)（減速和停車）駐車制動(dòng)（停車后的穩(wěn)定）俗稱：腳剎車或手剎車應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)：在行車制動(dòng)失效時(shí)，使汽車減速、停車的系

統(tǒng)。輔助制動(dòng)系統(tǒng)：汽車下長(zhǎng)坡時(shí)穩(wěn)定車速的制動(dòng)系統(tǒng)。

控制傳動(dòng)軸（駐車制動(dòng)）手制動(dòng)器行車制動(dòng)器1.2汽車制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理a.汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)制動(dòng)踏板推桿制動(dòng)主缸活塞制動(dòng)主缸制動(dòng)油管制動(dòng)輪缸輪缸活塞制動(dòng)鼓制動(dòng)蹄片制動(dòng)蹄制動(dòng)底板支承銷制動(dòng)蹄回位彈簧制動(dòng)器：帶制動(dòng)蹄片的制動(dòng)蹄和制動(dòng)鼓及其它零部件構(gòu)成。第一節(jié)概述一、設(shè)計(jì)要求1.足夠的制動(dòng)效能行車制動(dòng)能力——用某一制動(dòng)初速度制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離和減速度兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定。駐坡能力——汽車在良好路面上能可靠的停駐的最大坡度。QC/T582-1999第一節(jié)概述一、設(shè)計(jì)要求2.

工作可靠用雙管路，當(dāng)一套實(shí)效，另一套行車制動(dòng)能力不低于沒有失效時(shí)的30%。3.

用任何速度制動(dòng)，汽車不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。1）前輪抱死，喪失操縱性，所以要求前后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力矩有合適的比例，并應(yīng)能隨軸荷轉(zhuǎn)移而變化。2)

制動(dòng)時(shí)汽車不跑偏。同一軸上左右輪制動(dòng)力應(yīng)相同，差值最大不超過15%。第一節(jié)概述一、設(shè)計(jì)要求4.

防止水、污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面，水與污泥使制動(dòng)能力下降，工作面磨損變大。水（潤(rùn)滑作用）→f下降→制動(dòng)能力下降，稱為水衰退。經(jīng)5~15次制動(dòng)后（熱量蒸發(fā)水）應(yīng)能恢復(fù)正常。5.

制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好下長(zhǎng)坡連續(xù)和緩制動(dòng)以及頻繁重復(fù)制動(dòng)可使溫度上升，f下降、制動(dòng)能力下降、稱為熱衰退。熱穩(wěn)定性良好，即不易衰退，衰退后能迅速恢復(fù)。

第一節(jié)概述一、設(shè)計(jì)要求6.

操縱輕便，并且具有良好的隨動(dòng)性轎車貨車踏板力（N）500700手柄力（N）≤500≤700踏板行程（mm）100～150150～200手柄行程

（mm）160～200行車制動(dòng)為腳操縱，其他為手操縱。第一節(jié)概述一、設(shè)計(jì)要求7

產(chǎn)生制動(dòng)與解除制動(dòng)的作用滯后性盡可能短。8

公害小包括制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲小，減少石棉纖維的散發(fā)量。9

壽命長(zhǎng)。10

摩擦副間間隙可調(diào)，且調(diào)整工作容易進(jìn)行。11

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有故障時(shí)，應(yīng)有報(bào)警機(jī)構(gòu)報(bào)警。第二節(jié)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析制動(dòng)器制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)裝置一般構(gòu)成目前汽車上廣泛使用的是摩擦式制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器摩擦式制動(dòng)器的類型帶式制動(dòng)器中央常用車輪

制動(dòng)器一部分與固定件相連，另一部分與轉(zhuǎn)動(dòng)件相連。實(shí)施制動(dòng)時(shí)，通過二者之間的接觸產(chǎn)生的摩擦力，阻止轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)。解除制動(dòng)時(shí)，兩者之間脫離接觸，可以自由相對(duì)運(yùn)動(dòng)。引言將汽車的動(dòng)能變?yōu)闊崮苁芰Ψ治鲱I(lǐng)蹄的受力情況

領(lǐng)蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之間的正壓力較大，制動(dòng)作用較強(qiáng)

受力分析從蹄的受力情況

從蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之間的正壓力較小，制動(dòng)作用較弱。第二節(jié)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析一、鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)方案分析①制動(dòng)器效能定義：制動(dòng)器在單位輸入壓力或力矩的作用下所輸出的力或力矩稱為制動(dòng)器效能。用制動(dòng)器效能因數(shù)k來評(píng)比各式制動(dòng)器的效能。制動(dòng)器效能因數(shù)定義：在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑R上所得到的摩擦力（Mμ/R）與輸入力F0之比,Mμ為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩第二節(jié)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析一、鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)方案分析①制動(dòng)器效能制動(dòng)器效能因數(shù)領(lǐng)蹄合力作用在E點(diǎn)分解為Ff1和F1。對(duì)蹄支點(diǎn)C取矩得：21ttKKK+=張開力一、鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)方案分析①制動(dòng)器效能同理：

結(jié)論：

當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸相同時(shí)（、），隨f的增加。的增加比迅速；在f相同的條件下，>，表明領(lǐng)蹄制動(dòng)效果好于從蹄。

第二節(jié)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析一、鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)方案分析

②制動(dòng)器效能穩(wěn)定性系指效能因數(shù)K對(duì)f的敏感性(dk/df）。制動(dòng)器效能穩(wěn)定性好。即是制動(dòng)器效能對(duì)f的變化敏感性較低。對(duì)f的導(dǎo)數(shù)：

/courses/qcdp/jxzy/1-4.htm活塞制動(dòng)鉗體制動(dòng)塊車橋進(jìn)油口制動(dòng)盤缺點(diǎn)：油缸多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制動(dòng)鉗尺寸大油路中的制動(dòng)液受制動(dòng)盤加熱易汽化。a、定鉗盤式制動(dòng)器1、盤式制動(dòng)器沒有回位彈簧。2、活塞的自動(dòng)回位是由活塞的密封圈作用。3、當(dāng)摩擦塊磨損，活塞自動(dòng)從密封圈滑移一定距離，所以制動(dòng)間隙為定值。

利用密封圈的變形實(shí)現(xiàn)回位①鉗不滑動(dòng)也不擺動(dòng)，所以剛度大。②固定鉗兼作駐車制動(dòng)，必須附設(shè)輔助制動(dòng)鉗或用盤中鼓。③跨越盤的油管或油道受熱機(jī)會(huì)增多。盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器比較第二節(jié)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析二

盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案分析1、盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器比較①鼓受熱膨脹，呈橢圓狀，接觸不好，制動(dòng)效能下降，機(jī)械衰退。盤無軸向膨脹小，無機(jī)械衰退。

②i.因?yàn)閴K與盤之間單位壓力高，將水?dāng)D出，所以后制動(dòng)效能降低得不多。ii.

離心力及襯塊對(duì)盤的摩擦作用，進(jìn)水后經(jīng)1~2次制動(dòng)可恢復(fù)正常，鼓式需經(jīng)十多次制動(dòng)可以恢復(fù)。③襯塊與制動(dòng)盤之間的間隙?。?.05~0.15）mm第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定1.制動(dòng)鼓內(nèi)徑D第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定2.摩擦襯片寬度bb尺寸應(yīng)符合ZBT24005——89襯片寬度b按照摩擦片規(guī)格選??；包角β不宜大于120°襯片寬度影響摩擦襯片壽命。襯片寬度大，磨損小，但質(zhì)量大，不易加工；襯片寬度小，磨損快，壽命短。第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定3.包角β第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定4.單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積Ap

在D已定條件下，影響的Ap因素為β和b,當(dāng)Ap增加以后，單位壓力下降，ma大的汽車要求Ap提高，如轎車：第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定5.

摩擦襯片起始角β0單位壓力在襯片上的分布規(guī)律有兩種觀點(diǎn)：1)

均勻分布2)

按正弦規(guī)律分布為了使襯片磨損均勻和改善制動(dòng)效能可以將襯片相對(duì)最大壓力點(diǎn)對(duì)稱布置。常見的布置方法是給定初始角β0β0=90o-β/2

如右圖第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定6

.制動(dòng)器中心到張開力F0作用線的距離e初選時(shí)：e=0.4D第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定7.制動(dòng)蹄支撐點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c

初選時(shí)：a=0.4D第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定二

.盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定1.

制動(dòng)盤直徑D初選D=（70%~79%）Dr

Ma>2t的取上限第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定二

.盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定2.

制動(dòng)盤厚度h初選：實(shí)心制動(dòng)盤取10~20mm通風(fēng)式制動(dòng)盤取20~50mm(多用20~30mm）第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定二

.盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定3

.摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1

推薦R2/R1≤1.5R2/R1>1.5時(shí)，內(nèi)外側(cè)圓周速度相差過多，磨損不均勻→接觸面積降低→制動(dòng)力距降低、壽命降低。第三節(jié)

制動(dòng)器主要參數(shù)的確定二

、盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定4

.制動(dòng)襯塊面積A推薦制動(dòng)襯塊單位面積占有汽車質(zhì)量在1.6~3.5kg/cm2第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.制動(dòng)蹄的分類第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.

壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律假設(shè)：襯片在徑向方向有變形，鼓、蹄、支撐的變形忽略不計(jì)。1)

兩自由度緊蹄的壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律坐標(biāo)原點(diǎn)取在鼓心O點(diǎn)，Y1坐標(biāo)取在OA1方向，其中A1為蹄片瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心。X1坐標(biāo)如圖：

兩自由度：蹄片在促動(dòng)力的作用的轉(zhuǎn)動(dòng)和摩擦力的移動(dòng)第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.

壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律1)

兩自由度緊蹄的壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律制動(dòng)瞬間蹄片移動(dòng)特點(diǎn)：

在張開力作用下，蹄片繞A1轉(zhuǎn)動(dòng)，蹄壓到鼓上，襯片受壓變形，結(jié)果蹄還要順著摩擦力作用方向沿支撐面移動(dòng)蹄片中心移至O1點(diǎn)，所以未變形時(shí)的襯片表面輪廓線E1E1線，沿OO1方向進(jìn)入制動(dòng)鼓。并且，襯片表面上所有點(diǎn)在OO1方向上的變形是相同的。如B1點(diǎn)在OO1方向的變形為B1B1’.B1點(diǎn)徑向變形δ1：一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.

壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律1)

兩自由度緊蹄的壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律

——OB1與Y1軸夾角——OB1與最大壓力線OO1之間的夾角 ——X1軸與最大壓力線之間的夾角結(jié)論：

兩自由度緊蹄壓力沿襯片長(zhǎng)度方向分布規(guī)律符合正弦分布規(guī)律。第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.

壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律2)

一個(gè)自由度緊蹄的壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律

坐標(biāo)原點(diǎn)取在O點(diǎn)，Y1坐標(biāo)在OA1方向。襯片表面任意點(diǎn)B1，在張開力與摩擦力作用下，蹄片繞支承銷A1轉(zhuǎn)動(dòng)（自由度）dγ角后，B1點(diǎn)沿蹄片轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向的變形為線段B1B1’，其徑向變形分量是這個(gè)線段在半徑OB1方向上的投影B1C1線段。因?yàn)閐γ很小，所以認(rèn)為則：

考慮到

第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.

壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律2)

一個(gè)自由度緊蹄的壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律那么分析等腰三角形，則有所以襯片表面的徑向變形和壓力為：

結(jié)論：

一個(gè)自由度緊蹄壓力沿襯片長(zhǎng)度方向分布規(guī)律符合正弦分布規(guī)律。

第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.壓力分布不均勻系數(shù)Δ沿襯片長(zhǎng)度方向，壓力分布的不均勻程度用不均勻系數(shù)Δ來評(píng)價(jià)：

pf——在同一制動(dòng)力矩作用下，假想壓力分布均勻時(shí)的平均壓力；pmax——壓力分布不均勻時(shí)蹄片上的最大壓力。

一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩首先應(yīng)查明蹄壓緊到鼓上的力與產(chǎn)生的制動(dòng)力矩之間的關(guān)系。計(jì)算一個(gè)自由度蹄片上的力矩：第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩6)

壓力均勻分布時(shí)

則不均勻系數(shù)：

5.制動(dòng)力矩與張開力F0的關(guān)系

緊蹄的：

F1——緊蹄的法向合力；R1——摩擦力fF1的作用半徑。第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.制動(dòng)力矩與張開力F0的關(guān)系當(dāng)已知h、a、c及法向壓力值時(shí)，如上圖列出力的平衡方程式——x1軸和力F1的作用線之間的夾角；——支承反力在x1軸上的投影。聯(lián)立上述兩方程求解得到：

第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.制動(dòng)力矩與張開力F0的關(guān)系對(duì)于緊蹄：

對(duì)于松蹄：結(jié)論：

第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一

、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算6.

制動(dòng)器上的制動(dòng)力矩對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)Fo1=Fo2。則張開力F0為：由（1）與（2）式可計(jì)算得領(lǐng)蹄表面最大壓力為：結(jié)論：第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算二、盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算二、盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算單側(cè)襯塊加于制動(dòng)盤的總摩擦力為：Re也可寫成：第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算二、盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算且m越小，兩者差值越大，且扇形徑向?qū)挾冗^大（R2與R1相差得多），滑磨速度相差大，磨損不均勻，造成單位壓力分布不均勻，上述計(jì)算方法與實(shí)際相差多，所以要求m≥0.65。第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算三

襯片磨損特性計(jì)算摩擦襯片（襯塊）的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤）的材質(zhì)及加工情況，以及襯片（襯塊）本身材質(zhì)等許多因素的影響，試驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。第四節(jié)

制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算三、襯片磨損特性計(jì)算1.比能量耗散率e雙軸汽車單個(gè)前、后輪制動(dòng)器的比能量耗散率e1、e2的計(jì)算：

V1——制動(dòng)初速度；t——制動(dòng)時(shí)間；A1、A2——前、后制動(dòng)器襯片（襯塊）的摩