汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)

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1、汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì) 作者 yueyue 瀏覽 951 發(fā)布時(shí)間 11/09/10 摘?要 汽車制動(dòng)系的基本功用是使行駛中的汽車減速或停車，在下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地或坡道上駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。汽車制動(dòng)系直接影響著汽車的安全性和停車的可靠性。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，為了保證行駛安全、停車可靠，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。 汽車的制動(dòng)系是汽車行車安全的保證，許多制動(dòng)法規(guī)對(duì)制動(dòng)系提出了許多詳細(xì)而具體的要求，這是我們?cè)O(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。 從制動(dòng)系的功用及設(shè)計(jì)的要求出發(fā)，依

2、據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行方案論證。對(duì)各種形式的制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較后，選擇了鉗盤式的形式。這樣既保證了較高的制動(dòng)效能又有很好的穩(wěn)性。 關(guān)鍵詞?? 制動(dòng)系;?? 制動(dòng)盤;??? 摩擦塊;??? 制動(dòng)效 目?錄 摘? 要…. I Abstract... II 第 1 章??? 緒論... 3 1.1 汽車制動(dòng)系概述... 3 1.2 汽車制動(dòng)器的工作原理... 5 1.3 課程設(shè)計(jì)的目的和意義... 6 第 2 章??? 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式及選擇... 8 2.1 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇... 9 2.1.1?定鉗盤式制動(dòng)器... 11 2.1.2?浮鉗盤式制動(dòng)器...

3、12 2.1.3?全盤式制動(dòng)器... 12 2.2 盤式和鼓式制動(dòng)器比較... 13 第 3 章??? 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇... 15 3.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配... 15 3.1.1?制動(dòng)時(shí)前、后輪的地面法向反作用力... 15 3.1.2?前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配曲線... 17 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)... 19 3.3 制動(dòng)器的制動(dòng)力矩... 20 3.4 利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率... 21 第 4 章??? 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算... 23 4.1 原始數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)... 23 4.2 參數(shù)選擇以及數(shù)據(jù)計(jì)算... 23

4、 4.2.1?盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定... 23 4.2.2?摩擦塊磨損均勻性驗(yàn)證... 24 4.2.3?緊急制動(dòng)時(shí)前后輪法向反力及附著力距... 24 4.2.4?同步附著系數(shù)的確定... 25 4.2.5?制動(dòng)器的效率... 26 4.2.6?制動(dòng)力矩以及盤的壓力... 26 4.2.7?同步附著系數(shù)的驗(yàn)算... 27 4.2.8?摩擦襯塊的磨損特性的驗(yàn)算... 27 第 5 章??? 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... 28 5.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)型式... 28 5.1.1?簡(jiǎn)單制動(dòng)系... 28 5.1.2?動(dòng)力制動(dòng)系... 28 5.1.3?伺服

5、制動(dòng)系... 29 5.2 分路系統(tǒng)... 30 5.3 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算... 31 5.3.1?制動(dòng)輪缸直徑d的確定... 31 5.3.2?制動(dòng)主缸直徑do的確定... 31 5.3.3?制動(dòng)踏板力Fp. 32 5.3.4?制動(dòng)踏板工作行程Sp. 32 總??? 結(jié)??? ??? 34 參考文獻(xiàn)???????? 35 第 1 章?????緒論 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

6、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(lái)使四個(gè)車輪減

7、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(kāi)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(kāi)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(guò)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(guò)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)。 圖1-1汽車制動(dòng)系統(tǒng)的基本部件 1.液壓助力

8、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(jiàn)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(lái)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(lái)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

9、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(lái)，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)今許多新型車輛裝備了防抱死制動(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

10、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(cè)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)。 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(jiǎn)單的液壓制動(dòng)系示意圖來(lái)說(shuō)明?！獋€(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(guò)制動(dòng)踏板機(jī)

11、構(gòu)來(lái)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(guò)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(guò)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(kāi)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

12、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(kāi)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 1.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

13、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(guò)，在討論制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)，一般都假定具備良好的附著條件。 1.3 ?? 課程設(shè)計(jì)的目的和意義 課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文是大學(xué)生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)，綜合性地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問(wèn)題，在作課程設(shè)計(jì)的過(guò)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)生在作完課程設(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(jìng)爭(zhēng)，去創(chuàng)造的自信心。 通過(guò)大學(xué)的學(xué)習(xí)，從理

14、論與實(shí)踐上均有了一定程度的積累。課程設(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(wèn)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(wèn)題的能力。 第 2 章 ???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

15、上談起。 2.1 ?? 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(guò)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(guò)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。活塞壓力通過(guò)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(guò)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

16、面沒(méi)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 1.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 2.1.1 ?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 ??????????? a)、d) 固定鉗式?? b) 滑動(dòng)鉗式? c) 擺動(dòng)鉗式

17、?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(wú)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(lái)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(lái)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

18、件下，固定鉗容易使制動(dòng)液溫度過(guò)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。 2.1.2 ?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(méi)有油缸，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂

19、。因此，在布置時(shí)較容易； (2).浮動(dòng)鉗沒(méi)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??； (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

20、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。 2.1.3 ?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。 2.2 ?? 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(wú)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

21、間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏扳行程過(guò)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(jiǎn)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，一班要用伺服裝置。 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(guò)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(lái)說(shuō)比較復(fù)雜

22、，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(lái)說(shuō)，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(wú)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

23、級(jí)轎車上前后輪都已經(jīng)采用盤式制動(dòng)器。 　　不過(guò)，時(shí)下我們開(kāi)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(lái)說(shuō)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)（如寶萊轎車）。本次設(shè)計(jì)選擇滑動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器。 第 3 章 ???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(wèn)題。

24、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(guò)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。 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 圖3-1所示為，忽略汽車的

25、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 ??????????????????????????

26、 （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(jiǎn)稱為I曲線。 在任何附著

27、吸塵的路面上前、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 ? ????? ?圖3-3? I曲線的一種制作方

28、法 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(jiǎn)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(jiàn)圖3-3。 I曲線時(shí)踏板力增長(zhǎng)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。

29、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(lái)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)椋? ???????????????????????? （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

30、分配線，簡(jiǎn)稱為線。線通過(guò)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(shuō)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 ??????

31、???????????????????????? （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 ?????????????????? Mμ=2f／FoR 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(jiàn)的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔缓艽?，取R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 ?? 如圖3-4，平均半徑為 ????????????????? Rm=(R1+R2)/2 式中，R1和R

32、2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=Mμ/2fFo=2(R23-R13)/3(R22-R12) 可見(jiàn)，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(xiě)成 Re=4/3[1-R1R2/(R1+R2)2](R1+R2)/2=4/3[1-m/(1+m)2]Rm 式中，m= R1/R2 因?yàn)閙<1，m/(1+m)2<1/4，故Re>Rm，且m越小則兩者差值越大。 應(yīng)當(dāng)指出，若m過(guò)小，即扇形的徑向?qū)挾冗^(guò)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。

33、m值一般不應(yīng)小于0．65。 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0．012mm，表面粗糙度為Ra0.7—1.3μm，兩摩擦表面的平行度不應(yīng)大于0．05mm，制動(dòng)盤的端面圓跳動(dòng)不應(yīng)大于0．03mm。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。? 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(shuō)，只有在

34、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(shuō)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 ??

35、?????????????? （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(shuō)明實(shí)際制動(dòng)力分配的合理性。根據(jù)

36、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。 第 4 章?????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) ? 滿載質(zhì)量?????????????? ?????????????1500Kg? 質(zhì)心高度?????????????????????????? ???????? 空載時(shí)?????????????????????? 616mm ???????? 滿載時(shí)?????????????????????? 580mm

37、 軸距??????????????????? ????????????2513mm 輪胎??????????????????? ?????????185/80 R14 ? ?????????? 圖4-1? 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖 4.2 ?? 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15×24.5=367.5mm 取367mm 制動(dòng)盤直徑為70%～79%輪輞直徑?即：256.9～289.93 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㎜

38、 考慮到R2/ R1＜1.5，可選取R1=92mm，則R2/ R1=1.41＜1.5 4.2.2 ?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(guò)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RdRdφ 上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤的中心的力矩為fpR2dRdφ,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

39、有效半徑： ?????????? 平均半徑為：??????? ?因?yàn)椹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Mφ1,Mφ2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M’

40、φ1,M’φ2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=0.8 4.2.6 ?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： ????

41、???? 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 ,βm=0.64; ??? ； ????????? 其中：θ=90o 所以e

42、1= 5.64< 6 w/mm2 故比能量耗散率較小，符合磨損要求。 第 5 章 ???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(lái)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(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類。 5.1.1 ?簡(jiǎn)單制動(dòng)系 簡(jiǎn)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。機(jī)械式完全靠桿系傳力，由于其機(jī)械效率低，傳動(dòng)比小，潤(rùn)滑點(diǎn)多，且難以保證前、后軸制動(dòng)力的正確比例和左、右輪制動(dòng)力的均衡，所以在汽車的行車制動(dòng)裝置中已被淘汰。

43、但因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，工作可靠(故障少)，還廣泛地應(yīng)用于中、小型汽車的駐車制動(dòng)裝置中。 ???? 液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)(通常簡(jiǎn)稱為液壓制動(dòng))用于行車制動(dòng)裝置。液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間較短(0．1～0．3s)；工作壓力高(可達(dá)10—20MPa)，因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動(dòng)器內(nèi)部，直接作為制動(dòng)蹄的張開(kāi)機(jī)構(gòu)(或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu))，而不需要制動(dòng)臂等傳動(dòng)件，使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量??；機(jī)械效率較高(液壓系統(tǒng)有自潤(rùn)滑作用)。液壓制動(dòng)的主要缺點(diǎn)是過(guò)度受熱后，部分制動(dòng)液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動(dòng)系效能降低，甚至完全失效。液壓制動(dòng)曾廣泛應(yīng)用在轎車、輕型貨車及一部分中型貨車上。 5.1.

44、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(jiǎn)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? ??? 氣壓制動(dòng)是應(yīng)用最多的動(dòng)力制動(dòng)之一。其主要優(yōu)點(diǎn)為操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維修保養(yǎng)方便；此外，其氣源除供制動(dòng)用外，還可以供其它裝置使用。其主要缺點(diǎn)是必須有空氣壓縮機(jī)、貯氣筒、制動(dòng)閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本高；管路中壓力的建立和撤除都較慢，即作用滯后時(shí)間較長(zhǎng)(0．3～0．9s)，因而增加了空駛

45、距離和停車距離，為此在制動(dòng)閥到制動(dòng)氣室和貯氣筒的距離過(guò)遠(yuǎn)的情況下，有必要加設(shè)氣動(dòng)的第二級(jí)元件——繼動(dòng)閥(亦稱加速閥)以及快放閥；管路工作壓力低，一般為0．5～0．7MPa，因而制動(dòng)氣室的直徑必須設(shè)計(jì)得大些，且只能置于制動(dòng)器外部，再通過(guò)桿件和凸輪或楔塊驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄，這就增加了簧下質(zhì)量；制動(dòng)氣室排氣有很大噪聲。氣壓制動(dòng)在總質(zhì)量8t以上的貨車和客車上得到廣泛應(yīng)用。由于主、掛車的摘和掛都很方便，所以汽車列車也多用氣壓制動(dòng)。 ??? 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)力源而構(gòu)成的氣頂液制動(dòng)，也是動(dòng)力制動(dòng)。它兼有液壓制動(dòng)和氣壓制動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)，因氣壓系統(tǒng)管路短，作用滯后時(shí)間也較短。但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量

46、大、成本高，所以主要用在重型汽車上。 ??? 全液壓動(dòng)力制動(dòng)，用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵產(chǎn)生的液壓作為制動(dòng)力源，有閉式(常壓式)與開(kāi)式(常流式)兩種。 ??? 開(kāi)式(常流式)系統(tǒng)在不制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)液在無(wú)負(fù)荷情況下由液壓泵經(jīng)制動(dòng)閥到貯液罐不斷循環(huán)流動(dòng)；而在制動(dòng)時(shí)，則借閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓并傳人輪缸。 ??? 閉式回路因平時(shí)總保持著高液壓，對(duì)密封的要求較高，但對(duì)制動(dòng)操縱的反應(yīng)比開(kāi)式的快。在液壓泵出故障時(shí)，開(kāi)式的即不起制動(dòng)作用，而閉式的還有可能利用蓄能器的壓力繼續(xù)進(jìn)行若干次制動(dòng)。 ??? 全液壓動(dòng)力制動(dòng)除了有一般液壓制動(dòng)系的優(yōu)點(diǎn)以外，還有制動(dòng)能力強(qiáng)、易于采用制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，即使產(chǎn)生汽化

47、現(xiàn)象也沒(méi)有什么影響等好處。但結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，精密件多，對(duì)系統(tǒng)的密封性要求也較高，目前應(yīng)用并不廣泛。 ?? 各種形式的動(dòng)力制動(dòng)在動(dòng)力系統(tǒng)失效時(shí)，制動(dòng)作用即全部喪失。 5.1.3??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。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，在伺服系統(tǒng)失效時(shí)，還可以全靠人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)以產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力，因而從中級(jí)以上的轎車到重型貨車，都廣泛采用伺服制動(dòng)。 ??? 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

48、可達(dá)0．05—0．07MPa；空氣伺服制動(dòng)的伺服氣壓一般能達(dá)到0．6～0．7MPa，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1．1～1．35t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6～12t的中、重型貨車，以及少數(shù)幾種高級(jí)轎車上。 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

49、動(dòng)系統(tǒng)有以下常見(jiàn)的五種分路形式： ? ???????????????????????? ?圖5-1?? 分路系統(tǒng) ??? 1)一軸對(duì)一軸(Ⅱ)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(“Ⅱ型”是其形象的簡(jiǎn)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

50、。 ?? 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。 ?? Ⅱ型的管路布置較為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動(dòng)氣室)鼓式制動(dòng)器配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別是貨車上用得最廣泛。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)器的轎車，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，則踏板力過(guò)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(jiǎn)單。直行制動(dòng)時(shí)任一回路失效，剩余總制動(dòng)力都能保持正常值的50％。但是，一旦某一

51、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。LL型和HH型的剩余總制動(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。 5.3 ?? ?液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.3.1 ?制動(dòng)輪缸直徑d的確定 ?? 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄(塊)施加的張開(kāi)力Fo與輪缸直徑d和制動(dòng)

52、管路壓力p的關(guān)系為 ????? ? ?? 制動(dòng)管路壓力一般不超過(guò)10—12MPa，對(duì)盤式制動(dòng)器可更高。壓力越高，對(duì)管路(首先是制動(dòng)軟管及管接頭)的密封性要求越嚴(yán)格，但驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)越緊湊。輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，詳見(jiàn)GB7524—87附錄B表B2。 ? 5.3.2 ?制動(dòng)主缸直徑do的確定???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ?? 第i個(gè)輪缸的工作容積為 ?????? 式中，di為第i個(gè)輪缸活塞的直徑；n為輪缸中活塞的數(shù)目

53、；δi為第i個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程。 ?? 在初步設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)鼓式制動(dòng)器可取δi=2.0～2.5mm。 ?? 所有輪缸的總工作容積為 ?式中，m為輪缸數(shù)目。 ?? 制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積為 ?? Vo=V+V’，式中,V’為制動(dòng)軟管的容積變形。 ?? 在初步設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)主缸的工作容積可取為 ?? Vo=1.1V??? (轎車) ?? Vo=1.3V?? (貨車) ?? 主缸活塞行程So和活塞直徑do可用下式確定 ?? 一般So=(0.8—1.2)do。 ?? 主缸的直徑do應(yīng)符合ZB／TT24008—90中規(guī)定的尺寸系列。 5.3.3 ?制動(dòng)踏板力Fp ??

54、制動(dòng)踏板力Fp用下式計(jì)算 ?? 式中，ip為踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比；η為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率，可取η=0.82～0.86。 ?? 制動(dòng)踏板力應(yīng)滿足以下要求：最大踏板力一般為500N(轎車)或700N(貨車)。設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)踏板力可在200～350N的范圍內(nèi)選取。 5.3.4 ?制動(dòng)踏板工作行程Sp ??? 式中，為主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取=1．5～2．0mm；為主缸活塞空行程，即土缸活塞從不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過(guò)的行程。 ?? 制動(dòng)器調(diào)整正常時(shí)的踏板工作行程Sp，只應(yīng)占計(jì)及制動(dòng)襯片(襯塊)的容許磨損量在內(nèi)的踏板行程的40％一60％。 ??

55、 為了避免空氣侵入制動(dòng)管路，在計(jì)算制動(dòng)主缸活塞回位彈簧(同時(shí)也是回油閥彈簧)時(shí)，應(yīng)保證踏板放開(kāi)后，制動(dòng)管路中仍保持0．05—0．14MPa的殘余壓力。 ?? 踏板行程(計(jì)人襯片或襯塊的允許磨損量)對(duì)轎車最大應(yīng)不大于100～150mm，對(duì)貨車不大于180mm。此外，作用在制動(dòng)手柄上的力對(duì)轎車最大不大于400N，對(duì)貨車不大于600N；制動(dòng)手柄行程對(duì)轎車最大不大于160mm，對(duì)貨車不大于220mm。 總??? 結(jié) 在本次近一個(gè)月的設(shè)計(jì)中，我們?cè)谥笇?dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下，針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)，結(jié)合?汽車設(shè)計(jì)?、?汽車?yán)碚?和?汽車構(gòu)造?、中制動(dòng)系有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容，參考?汽車工程手冊(cè)?、等資料，對(duì)轎車的制動(dòng)系進(jìn)

56、行了初步設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)各種型式的制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和分路系統(tǒng)進(jìn)行了分析和比較，最終選定了滑動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器。本制動(dòng)器不僅有制動(dòng)性能上的優(yōu)點(diǎn)，而且就其加工工藝性能也有很多優(yōu)點(diǎn)。為達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，作用滯后時(shí)間短，選用了液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量考慮了工藝可行性和合理性，各尺寸公差、標(biāo)準(zhǔn)件、標(biāo)注公式都符合最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 在選用比例閥時(shí)，按照最新計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，使制動(dòng)力的分配更合理，制動(dòng)效能得以改善。 從整體上講，各設(shè)計(jì)指標(biāo)均達(dá)到了規(guī)定要求。 設(shè)計(jì)中大量計(jì)算都由計(jì)算機(jī)結(jié)合手算完成，使計(jì)算機(jī)程序相對(duì)簡(jiǎn)單。計(jì)算結(jié)果用圖表的形式表現(xiàn)出來(lái)，使結(jié)果一目了然。 課程設(shè)計(jì)是對(duì)以往所學(xué)

57、知識(shí)的一次大檢查，把所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去的一次訓(xùn)練。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，不但復(fù)習(xí)、鞏固了所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)，并且通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，接近生產(chǎn)一線，學(xué)到了許多書(shū)本上學(xué)不到的新東西，鍛煉了獨(dú)立思考，解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 在本次設(shè)計(jì)中遇到了不少困難與麻煩，在指導(dǎo)老師的幫助下得以解決。但由于本人的經(jīng)驗(yàn)欠缺，潛在的問(wèn)題在所難免，望各位老師不吝賜教。 最后，對(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予大量指導(dǎo)的老師及給予幫助的其他老師表示衷心的感謝。各位老師的指導(dǎo)，使我在設(shè)計(jì)中少走了不少?gòu)澛罚俪隽瞬簧馘e(cuò)誤。 參考文獻(xiàn) [1] 王望予. 汽車設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [2] 余志生. 汽車?yán)碚? 北京：機(jī)械工業(yè)出

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