車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）HGC1050輕型商用車制動(dòng)系設(shè)計(jì)【三維】

《車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）HGC1050輕型商用車制動(dòng)系設(shè)計(jì)【三維】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）HGC1050輕型商用車制動(dòng)系設(shè)計(jì)【三維】（64頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) HGC1050輕型商用車制動(dòng)系設(shè)計(jì) 院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 車輛工程B07-1班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelors Degree Design of Light Comme

2、rcial Vehicle Brake System Candidate： Specialty：Automobile Engineering Class：B07-1 Supervisor：Associate Prof. Heilongjiang Institute of Technology 2011-06Harbin 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 第1章 緒 論 1 1.1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 1 1.2 制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 1 1.3 課題設(shè)計(jì)方法及應(yīng)解決的主要問(wèn)題 3 第

3、2章 制動(dòng)系統(tǒng)總體方案分析和選擇 4 2.1 制動(dòng)能源的選擇 5 2.2 駐車制動(dòng)系 6 2.3 行車制動(dòng)系 6 2.4 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 6 2.4.1 II型回路 7 2.4.2 X型回路 7 2.4.3 其他類型回路 7 2.5 制動(dòng)原理和工作過(guò)程 8 2.5.1 鼓式制動(dòng)器制動(dòng)原理和過(guò)程 8 2.5.2 盤式制動(dòng)器制動(dòng)原理和過(guò)程 8 2.6 制動(dòng)器的形式方案分析 9 2.6.1鼓式制動(dòng)器 9 2.6.2 盤式制動(dòng)器 10 2.7 本章小結(jié) 11 第3章 制動(dòng)系主要參數(shù)確定 12 3.1 整車相關(guān)基本參數(shù) 12 3.2 確定同步附著系數(shù)和前后軸

4、制動(dòng)力分配系數(shù) 12 3.3 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩確定 14 3.4 鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)選擇 14 3.4.1 制動(dòng)鼓直徑D 15 3.4.2 摩擦襯片寬度b和包角β 15 3.4.3 制動(dòng)器中心到張開力作用線和距離 16 3.4.4 制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)位置是k與c 16 3.4.5 摩擦片摩擦系數(shù) 16 3.5 盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)選擇 16 3.5.1 制動(dòng)盤直徑D 16 3.5.2 制動(dòng)盤厚度 16 3.5.3 摩擦襯塊外半徑和內(nèi)半徑 17 3.5.4 摩擦襯塊工作面積 17 3.6 本章小結(jié) 17 第4章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 18 4.1制動(dòng)器摩擦面的

5、壓力分布規(guī)律 18 4.2 單個(gè)制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算 18 4.2.1 鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算 18 4.2.2 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算 20 4.3 駐車制動(dòng)的制動(dòng)力矩計(jì)算 21 4.4 制動(dòng)襯片的耐磨性計(jì)算 22 4.5 制動(dòng)距離的計(jì)算 23 4.6 本章小結(jié) 24 第5章 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 25 5.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式 25 5.2 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 25 5.2.1 制動(dòng)輪缸直徑d的確定 25 5.2.2 盤式制動(dòng)器輪缸活塞寬度與缸筒壁厚 26 5.2.3 鼓式制動(dòng)器輪缸活塞寬度與缸筒壁厚 27 5.2.4 制動(dòng)主缸的尺寸參數(shù)計(jì)算 27

6、 5.2.3 制動(dòng)踏板力FP 31 5.2.4 制動(dòng)力分配調(diào)節(jié)裝置的選取 32 5.2.5 液壓制動(dòng)軟管的計(jì)算 33 5.3 真空助力器的設(shè)計(jì)計(jì)算 33 5.4 制動(dòng)器的主要結(jié)構(gòu)元件 34 5.4.1 制動(dòng)鼓 34 5.4.2 制動(dòng)蹄 35 5.4.3 摩擦襯（片）塊 35 5.4.4 制動(dòng)底板 36 5.4.5 支承 36 5.4.6 制動(dòng)輪缸 36 5.4.7 制動(dòng)盤 37 5.4.8 制動(dòng)鉗 38 5.4.9 制動(dòng)塊 38 5.5 自動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu) 39 5.6 本章小結(jié) 40 結(jié)論 41 參考文獻(xiàn) 42 致謝 43 附錄A 44 附錄B

7、 49 黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著行駛車速的增高，汽車行駛安全性日益重要，汽車制動(dòng)性直接影響到汽車行駛安全性。本次設(shè)計(jì)輕型商用車為設(shè)計(jì)對(duì)象，設(shè)計(jì)高性能、安全性能好的制動(dòng)系統(tǒng)以滿足汽車發(fā)展的需求。因而，作為能保證汽車安全行駛的組成部分之一的制動(dòng)系，需要設(shè)計(jì)出滿足使用性能及安全保障的制動(dòng)系統(tǒng)。 本文系統(tǒng)詳細(xì)的介紹了汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)型式及其主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，闡述了制動(dòng)器的兩種結(jié)構(gòu)型式及選擇和各自的工作原理、制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇、制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析計(jì)算、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算、制動(dòng)力分配的調(diào)節(jié)裝置等。其中重點(diǎn)介紹了

8、汽車車制動(dòng)系的主要構(gòu)件——浮鉗盤式制動(dòng)器、領(lǐng)叢蹄式制動(dòng)器的分析計(jì)算。在繪制二維AUTOCAD圖紙的基礎(chǔ)上，為更形象表達(dá)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，還運(yùn)用CATIA繪圖軟件，繪制了三維圖形和爆炸圖。 全套圖紙，加153893706 關(guān)鍵詞：行車制動(dòng)；駐車制動(dòng)；鼓式制動(dòng)器；盤式制動(dòng)器；液壓驅(qū)動(dòng)；設(shè)計(jì)；計(jì)算 ABSTRACT This design specifications is prototypes for Light commercial of CA 1050.Design high performance, safety

9、 performance s breaking system to meet the development of the car. Therefore, as guaranteeing one of the components that the automobile goes safety--the break system, it is necessary to carry on exhaustive designing calculation an theory analysis for composition component. This text mainly introduc

10、es the structure pattern of the brake system and its designing calculation of main departments, and explains two kinds of structure patterns and choosing and ones own operation principle of the brake , main parameter of the brake system in the department and choosing, structural design and calculati

11、on of the main spare part of the brake , applying the brake urges the structure pattern of the structure to choose and design and calculate , makes the regulation device that power distributes . Especially, it introduces the main member of the department of the brake system among them --Float pincer

12、s records of type brake ,Bring plexus hoof type brakes analysis and calculation. In rendering based on two-dimensional AUTOCAD drawing, for the more image express break structure, I still using CATIA drawing software, to draw a 3d graphics and explosion figure. Key words: Crane Brake；Parking

13、brake；Drum brake；Disc brakes；Hydraulic drive；Design；Calculation 第1章 緒 論 1.1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車制動(dòng)系是汽車底盤上的一個(gè)重要系統(tǒng),它是制約汽車運(yùn)動(dòng)的裝置。而制動(dòng)器又是制動(dòng)系中直接作用制約汽車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)健裝置，是汽車上最重要的安全件。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對(duì)安全性、可靠性要求越來(lái)越高，為保證人身和車輛的安全,必須為汽車配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為HGC1

14、050輕型商用車制動(dòng)系設(shè)計(jì)。 通過(guò)查閱相關(guān)的資料，運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，確定該輕型商用車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。使其達(dá)到以下要求：具有足夠的制動(dòng)效能以保證汽車的安全性；本系統(tǒng)采用X型雙回路的制動(dòng)管路以保證制動(dòng)的可靠性；采用真空助力器使其操縱輕便；同時(shí)在材料的選擇上盡量采用對(duì)人體無(wú)害的材料。 1.2 制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 從汽車誕生時(shí)起，制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。汽車制動(dòng)系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣—液混合式。它們的

15、工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來(lái)逐漸消耗車輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車輛制動(dòng)減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動(dòng)力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。例如電動(dòng)汽車沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)，無(wú)法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動(dòng)真空泵為真空助力器提供真空。汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展是和汽車性能的提高及汽車結(jié)構(gòu)型式的變化密切相關(guān)的，制動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)組成部分都發(fā)生了很大變化。 制動(dòng)系統(tǒng)是由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的。制動(dòng)器是指產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力（制動(dòng)力）的部件

16、，其中也包括輔助制動(dòng)系統(tǒng)中的緩速裝置。制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置以及報(bào)警裝置、壓力保護(hù)裝置等附加裝置。供能裝置供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量并改善傳能介質(zhì)狀態(tài)。其中，產(chǎn)生制動(dòng)能量的部分稱為控制制動(dòng)能源。人的肌體亦可作為制動(dòng)能源，控制裝置產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作并控制制動(dòng)效果，傳動(dòng)裝置將傳動(dòng)能量傳輸?shù)街苿?dòng)器。 按照制動(dòng)系統(tǒng)的功用，制動(dòng)系統(tǒng)可分為行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、第二制動(dòng)系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)。行車制動(dòng)系統(tǒng)是使行駛中的汽車減低速度甚至停車的一套專門裝置。它是在行車過(guò)程中經(jīng)常使用的。駐車制動(dòng)系統(tǒng)是使已停駛的汽車駐留原地不動(dòng)的一套裝置。第二制動(dòng)系統(tǒng)是在行車制動(dòng)失效的情況下，保證汽

17、車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國(guó)家的制動(dòng)法規(guī)中規(guī)定，第二制動(dòng)系統(tǒng)也是汽車必須具備的。輔助制動(dòng)系統(tǒng)是在汽車下長(zhǎng)坡是用以穩(wěn)定車速的一套裝置。例如，經(jīng)常行駛在山區(qū)的汽車，若單靠行車制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)達(dá)到下長(zhǎng)坡時(shí)穩(wěn)定車速的目的，則可能導(dǎo)致行車制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)器過(guò)熱而降低制動(dòng)效能，甚至完全失效。因此，山區(qū)用汽車還應(yīng)具備此裝置。 制動(dòng)系統(tǒng)按制動(dòng)能源可分為人力制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)和伺服制動(dòng)系統(tǒng)。人力制動(dòng)系統(tǒng)是以駕駛員得肌體作為惟一制動(dòng)能源的制動(dòng)系統(tǒng)。動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)是完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。伺服制動(dòng)系統(tǒng)兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。 制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)的

18、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)鉗盤式兩種型式?；瑒?dòng)鉗式是目前使用廣泛的一種盤式制動(dòng)器。由于盤式制動(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。但是盤式制動(dòng)器效能低，無(wú)法完全防止塵污和銹蝕，兼做駐車制動(dòng)時(shí)需要較為復(fù)雜的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制，很多車是采用前盤后鼓的制動(dòng)系統(tǒng)組成。已經(jīng)普遍應(yīng)用的液壓制動(dòng)現(xiàn)在已經(jīng)是非

19、常成熟的技術(shù)，隨著人們對(duì)制動(dòng)性能要求的提高，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動(dòng)避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，需要在制動(dòng)系統(tǒng)上添加很多附加裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能，這就使得制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度，制動(dòng)系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，功能更加全面和可靠，制動(dòng)系統(tǒng)的管理也成為必須要面對(duì)的問(wèn)題，電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢(shì)所趨。從制動(dòng)系統(tǒng)的供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)器4個(gè)組成部分的發(fā)展歷程來(lái)看，都不同程度地實(shí)現(xiàn)了電子控制化。 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的功用是使行駛中的汽車根據(jù)行駛條件或駕駛員的意愿，減速、停車或維持某一穩(wěn)定車速，以及使已停駛的汽車在原地(

20、包括在斜坡上)駐留不動(dòng)。因此，必須充分考慮制動(dòng)系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)和制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種性能，然后進(jìn)行汽車的制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以滿足汽車安全行駛的要求。據(jù)有關(guān)資料的介紹，在由于車輛本身的問(wèn)題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%。（例如豐田汽車召回事件）可見，制動(dòng)系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個(gè)系統(tǒng)。此外，制動(dòng)系統(tǒng)的好壞直接影響車輛的平均車速和車輛的運(yùn)輸效率，也就是保證運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。因此制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。 已經(jīng)普遍應(yīng)用的液壓制動(dòng)現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，隨著人們對(duì)制動(dòng)性能要求的提高，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動(dòng)避撞技術(shù)等功

21、能逐漸融人到制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，需要在制動(dòng)系統(tǒng)上添加很多附加裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能，這就使得制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度，制動(dòng)系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，功能更加全面和可靠，制動(dòng)系統(tǒng)的管理也成為必須要面對(duì)的問(wèn)題，電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢(shì)所趨。 目前大多數(shù)車輛的制動(dòng)管路系統(tǒng)多為雙回路制動(dòng)系統(tǒng)。雙回路氣制動(dòng)系統(tǒng)就是指系統(tǒng)內(nèi)有兩個(gè)分別獨(dú)立的液壓制動(dòng)管路系統(tǒng)，起保險(xiǎn)的作用。一般前輪驅(qū)動(dòng)轎車多采用交叉對(duì)角線形式，制動(dòng)主缸的前腔與右前輪、左后輪的制動(dòng)管路相通，后腔與左前輪、右后輪的制動(dòng)管路相通，形成一個(gè)交叉的形對(duì)角線，這樣的好處是當(dāng)有一個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)系統(tǒng)依然能進(jìn)行最低限度的

22、制動(dòng)，且不會(huì)發(fā)生跑偏現(xiàn)象。而后輪驅(qū)動(dòng)轎車因負(fù)荷較大，多采用前后輪分別獨(dú)立制動(dòng)形式，即有兩套制動(dòng)總泵，一套控制前輪制動(dòng)，另一套控制后輪制動(dòng)。 因此，在車輛模塊化、集成化、電子化的趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)下，車輛制動(dòng)系統(tǒng)也朝著電子化方向發(fā)展，很多汽車和零部件廠商都進(jìn)行了電制動(dòng)系統(tǒng)的研究和推廣，博世、西門子、特維斯等公司已經(jīng)研制出一些試驗(yàn)成果，電制動(dòng)系統(tǒng)必將取代傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)，汽車底盤進(jìn)一步一體化、集成化，制動(dòng)系統(tǒng)性能也會(huì)發(fā)生質(zhì)的飛躍[1]。 1.3 課題設(shè)計(jì)方法及應(yīng)解決的主要問(wèn)題 根據(jù)課題內(nèi)容，任務(wù)要求深入了解汽車制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造及工作原理；并收集相關(guān)緊湊型轎車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料；參考現(xiàn)有研究成果，并進(jìn)行深入的

23、學(xué)習(xí)和分析，借鑒經(jīng)驗(yàn)；同時(shí)學(xué)習(xí)有關(guān)汽車零部件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；充分學(xué)習(xí)和利用畫圖軟件，并再次學(xué)習(xí)機(jī)械制圖，畫出符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)圖紙，通過(guò)自己的研究分析；發(fā)揮自己的設(shè)計(jì)能力并通過(guò)試驗(yàn)最終確定制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。在整個(gè)過(guò)程中，應(yīng)著重解決：鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算；盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算；制動(dòng)系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；制動(dòng)管路布置問(wèn)題；駐車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等。 第2章 制動(dòng)系統(tǒng)總體方案分析和選擇 汽車的制動(dòng)性是汽車的主要性能之一。制動(dòng)性直接關(guān)系到行使安全性，是汽車行使的重要保障。隨著高速公路迅速的發(fā)展和車流密度的日益增大，出現(xiàn)了頻繁的交通事故。因此，改善汽車的制動(dòng)性始終是汽車設(shè)計(jì)制造和使用部門

24、的主要任務(wù)。 制動(dòng)系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行使直至停車；在下坡行使時(shí)，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠地停在原地或坡道上。 制動(dòng)系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置。前者用來(lái)保證前兩項(xiàng)功能，后者用來(lái)保證第三項(xiàng)功能。 設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)系應(yīng)滿足如下主要要求： （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。行車制動(dòng)能力是用一定制動(dòng)初速度下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)定的；駐坡能力是以汽車在良好路面上能可靠地停駐的最大坡度來(lái)評(píng)定的。 （3）工作可靠。行車制動(dòng)裝置至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路，當(dāng)其中一

25、套管路失效時(shí)，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動(dòng)能力不低于沒(méi)有失效時(shí)規(guī)定值的30%。行車和駐車制動(dòng)裝置可以有共同的制動(dòng)器，而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)各自獨(dú)立。行車制動(dòng)裝置都用腳操縱，其他制動(dòng)裝置多為手操縱； （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）在任何速度下制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)喪失操縱穩(wěn)定性和方向穩(wěn)定性。有關(guān)方向穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)； （7）制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人-機(jī)工程學(xué)要求，即操作方便性好，操縱輕便、舒適、能減少疲勞； （8）作用滯后的時(shí)間要盡可能短，包括從制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定制動(dòng)效能水平所需的時(shí)間和從放開踏板至完全解除制動(dòng)的時(shí)間； （9）制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)和

26、噪聲； （10）轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)； （11）應(yīng)有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)件的故障和功能失效； （12）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)力求減少制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維； （13）磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)。 防止制動(dòng)時(shí)車輪被抱死有利于提高汽車在制動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性，縮短制動(dòng)距離，所以近年來(lái)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）在汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用。此外，由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有公害問(wèn)題，已被逐漸淘汰，取

27、而代之的各種無(wú)石棉材料相繼研制成功。 本次設(shè)計(jì)采用前盤后鼓、液壓制動(dòng)、 X式(交叉式)雙回路制動(dòng)控制系統(tǒng)。其中鼓式制動(dòng)器采用一般常用的領(lǐng)從蹄式,為一個(gè)自由度，灰鑄鐵制動(dòng)鼓。制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸參照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T309-1999《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》選取。摩擦襯片寬度尺寸系列參照QC/T309-1999。盤式制動(dòng)器采用浮動(dòng)鉗盤式。制動(dòng)盤直徑取輪輞直徑的79%。通風(fēng)式制動(dòng)盤厚度取20mm。具體的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程依據(jù)汽車設(shè)計(jì)教材進(jìn)行。 2.1 制動(dòng)能源的選擇 目前車輛所使用的制動(dòng)能源多種多樣，其型式包括動(dòng)力制動(dòng)系、人力制動(dòng)系、伺服制動(dòng)系，具體比較如表2.1所示：

28、 表2.1 制動(dòng)能源比較 型式 制動(dòng)能源 工作介質(zhì) 動(dòng)力制動(dòng)系 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 轉(zhuǎn)化成勢(shì)能 空氣或制動(dòng)液 人力制動(dòng)系 駕駛員體力 機(jī)械傳動(dòng) 伺服制動(dòng)系 人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 機(jī)械傳動(dòng)和空氣或制動(dòng)液 真空伺服制動(dòng)系是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)提供壓縮空氣作為動(dòng)力源，伺服氣壓一般可達(dá)0.05～0.07MPa。 真空伺服制動(dòng)系多用于總質(zhì)量在1.1～1.35t以上的轎車及裝載質(zhì)量在6t以下的輕、中型載貨汽車上；氣壓伺服制動(dòng)系則廣泛用于裝載質(zhì)量為6～12t的中、重型貨車以及極少數(shù)高級(jí)轎車上。 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

29、后時(shí)間短（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)量小；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)系統(tǒng)的效能降低，甚至完全失效。液壓制動(dòng)廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的商用車上。所以，本次所設(shè)計(jì)的制動(dòng)系采用液壓油為工作介質(zhì)的動(dòng)力制動(dòng)系。 2.2 駐車制動(dòng)系 制動(dòng)系統(tǒng)用于使汽車可靠而無(wú)時(shí)間限制地停駐在一定位置甚至斜坡上，也有助于汽車在斜坡上起步。駐車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)采用機(jī)械

30、式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而不用液壓或氣壓式，以免其產(chǎn)生故障。 后輪駐車制動(dòng)：輪缸或輪制動(dòng)器，（對(duì)領(lǐng)叢蹄制動(dòng)器，只需附加一個(gè)駐車制動(dòng)推桿和一個(gè)駐車杠桿即可）使用駐車制動(dòng)時(shí)，由人搬動(dòng)駐車制動(dòng)操縱桿，通過(guò)操縱纜繩。平衡臂和拉桿（拉繩）拉動(dòng)駐車制動(dòng)杠桿使兩蹄張開。 通過(guò)類比采用：手動(dòng)駐車制動(dòng)操縱桿、駐車制動(dòng)杠桿作用于后輪。用后輪制動(dòng)兼用駐車制動(dòng)器。 2.3 行車制動(dòng)系 制動(dòng)系統(tǒng)用作強(qiáng)制行使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)定車速。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)多采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。 目前，盤式制動(dòng)器已廣泛應(yīng)用于轎車，但除了在一些高性能轎車上用于全部車輪以外，大都只用作前輪制動(dòng)器，而與后輪

31、的鼓式制動(dòng)器配合，以期汽車有較高的制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。在貨車上，盤式制動(dòng)器也有采用。四輪轎車在制動(dòng)過(guò)程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%-80%，前輪制動(dòng)力要比后輪大，后輪起輔助制動(dòng)作用，因此為了節(jié)省成本，就采用前盤后鼓的制動(dòng)方式。 2.4 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 圖 2.1雙軸汽車液壓雙回路系統(tǒng)的5種分路方案 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(shuō)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。 2.

32、4.1 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(guò)大的踏板力會(huì)使后輪抱死而導(dǎo)致汽車甩尾。 2.4.2 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

33、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(méi)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，采用這種分路方案的汽車，其主銷偏移距應(yīng)取負(fù)值(至20 mm)，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。 2.4.3 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)

34、獨(dú)立的問(wèn)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)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。 通過(guò)對(duì)比各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn)，X型管路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，成本較低，工作穩(wěn)定性好，在同類車型運(yùn)用廣泛。因此，最終

35、選擇X型管路系統(tǒng)。 2.5 制動(dòng)原理和工作過(guò)程 制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)器、液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，車輪制動(dòng)器主要由旋轉(zhuǎn)部分和固定部分組成。目前廣泛運(yùn)用的制動(dòng)器包括：鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。要正確設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程和原理的研究是必不可少的。 2.5.1 鼓式制動(dòng)器制動(dòng)原理和過(guò)程 圖2.2 鼓式制動(dòng)工作原理 要使行使中的汽車減速，駕駛員應(yīng)踩下制動(dòng)踏板，通過(guò)推桿和主缸活塞，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流入輪缸，并通過(guò)兩個(gè)輪缸活塞推動(dòng)兩制動(dòng)蹄繞支撐銷轉(zhuǎn)動(dòng)，上端向兩邊分開而其摩擦片壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄就對(duì)旋轉(zhuǎn)的制

36、動(dòng)鼓作用一個(gè)摩擦力矩，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)向前的周緣力，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。制動(dòng)力由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架和車身，迫使整個(gè)汽車產(chǎn)生一定的減速度。制動(dòng)力越大，制動(dòng)減速度越大。當(dāng)放開制動(dòng)踏板時(shí)，復(fù)位彈簧即將制動(dòng)蹄拉回復(fù)位，摩擦力矩和制動(dòng)力消失，制動(dòng)作用即行終止。 2.5.2 盤式制動(dòng)器制動(dòng)原理和過(guò)程 浮鉗盤式制動(dòng)器的工作原理如圖2.3所示，制動(dòng)鉗支架固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，制動(dòng)鉗體與支架可沿導(dǎo)向銷軸向滑動(dòng)。制動(dòng)時(shí)，活塞在液壓力的作用下，將活動(dòng)制動(dòng)襯塊推向制動(dòng)盤。以此同時(shí)，作用在制動(dòng)鉗體上的反作

37、用力推動(dòng)制動(dòng)鉗體沿導(dǎo)向銷向左移動(dòng)，使固定在制動(dòng)鉗體上的制動(dòng)塊壓靠到制動(dòng)盤上。于是制動(dòng)盤兩側(cè)的摩擦塊在兩個(gè)力的作用下夾緊制動(dòng)盤，使之在制動(dòng)盤上產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩，促使汽車制動(dòng)。 1.制動(dòng)盤 2.制動(dòng)鉗體 3.摩擦塊 4.活塞 5.進(jìn)油口 6.導(dǎo)向銷 7.車橋 圖 2.3 盤式制動(dòng)器制動(dòng)原理 2.6 制動(dòng)器的形式方案分析 汽車制動(dòng)器幾乎均為機(jī)械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩使汽車減速或停車。一般摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。 2.6.1鼓式制動(dòng)器 車輪制動(dòng)器主要用于行車制動(dòng)系統(tǒng)，有時(shí)也兼

38、作駐車制動(dòng)之用。制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式、和電磁式等三種形式。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本太高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只用緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器[2]。 摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)不同，可以分為鼓式、盤式和帶式三種。帶式只用于中央制動(dòng)器；鼓式和盤式應(yīng)用最為廣泛。鼓式制動(dòng)器廣泛應(yīng)用于商用車，同時(shí)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低。 鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是一對(duì)帶有摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者又安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則又緊固于前梁或后橋殼

39、的凸緣上(對(duì)車輪制動(dòng)器)或變速器殼或與其相固定的支架上(對(duì)中央制動(dòng)器)；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為固定在輪轂上或變速器第二軸后端的制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦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)鼓的外圓柱表面和制動(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?，F(xiàn)外束型鼓式制動(dòng)器主要用于中央制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。 鼓式制動(dòng)器可按其制動(dòng)蹄的受力情況分類(見圖2.4)，它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀況以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響

40、均不同[2]。 （a） （b） （c） （d） （e） （f） （a）領(lǐng)從蹄式（凸輪張開）；（b）領(lǐng)從蹄式（制動(dòng)輪缸張開）； （c）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）；（d）雙向雙領(lǐng)蹄式；（e）單向增力式；（f）雙向增力式 圖2.4鼓式制動(dòng)器簡(jiǎn)圖 制動(dòng)蹄按其張開時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向是否一致，有領(lǐng)蹄和從蹄之分。制動(dòng)蹄張開的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方

41、向一致的制動(dòng)蹄，稱為領(lǐng)蹄；反之，則稱為從蹄。 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；便于附裝駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片之間的間隙。因此得到廣泛的應(yīng)用，特別是用于乘用車和總質(zhì)量較小的商用車的后輪制動(dòng)器。輕型商用車總質(zhì)量較小，因此采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器。 2.6.2 盤式制動(dòng)器 盤式制動(dòng)器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。 （1）鉗盤式 鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器等。 ① 定鉗盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器中的制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤與車輪相聯(lián)

42、并在制動(dòng)鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動(dòng)器到盤式制動(dòng)器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的要求。 ② 浮動(dòng)盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒(méi)有跨越制動(dòng)盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化的可能性小；成本低；浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼用于駐車制動(dòng)。 （2）全盤式 在全盤式制動(dòng)器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動(dòng)時(shí)各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動(dòng)器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒(méi)有

43、浮鉗盤式制動(dòng)器廣泛[2]。 綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)最終確定本次設(shè)計(jì)采用前盤后鼓式。前盤選用浮動(dòng)盤式制動(dòng)器，后鼓采用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。 2.7 本章小結(jié) 本章確定了制動(dòng)系統(tǒng)方案為行車制動(dòng)系統(tǒng)采用液壓制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，前軸制動(dòng)器為浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器，后軸采用領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器。回路系統(tǒng)采用交叉式雙回路控制系統(tǒng)。駐車制動(dòng)系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)為機(jī)械式，由鼓式制動(dòng)器兼做駐車制動(dòng)器。 第3章 制動(dòng)系主要參數(shù)確定 3.1 整車相關(guān)基本參數(shù) 與汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)相關(guān)的整車基本參數(shù)如表3.1所示。 表3.1 制動(dòng)系主要參數(shù) 空載 滿載 汽車質(zhì)量 3095kg

44、 5455kg 軸荷分配 前軸 1600kg 1900kg 后軸 1495kg 3555kg 質(zhì)心高度 軸距 3800mm 前制動(dòng)器 浮動(dòng)鉗盤式 后制動(dòng)器 鼓式領(lǐng)叢蹄式 3.2 確定同步附著系數(shù)和前后軸制動(dòng)力分配系數(shù) 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖如圖3.1所示。 圖 3.1 汽車制動(dòng)受力分析 對(duì)汽車前后車輪與地面的接觸點(diǎn)分別取矩可得： 可得 一般汽車根據(jù)前、后輪制動(dòng)力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)和坡度等因素

45、，當(dāng)制動(dòng)力足夠時(shí)，制動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)前后輪同時(shí)抱死拖滑時(shí)附著條件利用最好。 任何附著系數(shù)φ路面上前后同時(shí)抱死的條件為（φ=0.85）： （3.1） （3.2） 式中：—汽車重力； —前制動(dòng)器制動(dòng)力，N； —后制動(dòng)器制動(dòng)力，N； —質(zhì)心到前軸的距離，mm； —質(zhì)心到后軸的距離，mm。 可得： =25006N =20481N

46、 一般常用制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)來(lái)表示分配比例 （3.3） 前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配的比例影響到汽車制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。要確定值首先就要選取同步附著系數(shù)0。一般來(lái)說(shuō)，我們總是希望前輪先抱死 （）。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦以及我國(guó)道路條件，車速不高，所以本車型取0.5左右為宜。 由 得 為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率，ECE（歐盟經(jīng)濟(jì)委員會(huì)技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）的制動(dòng)法規(guī)規(guī)定，在各種載荷條件下，轎車在0.15q0.8，其他汽車在的范圍內(nèi)，前輪應(yīng)先抱死；在車輪尚未抱死

47、的情況下，在的范圍內(nèi)，必須滿足。 3.3 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩確定 應(yīng)合理地確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。雙軸汽車前后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前后車輪同時(shí)抱死的制動(dòng)力之比為 （3.4） 通常上式的比值為轎車1.3 到1.6，貨車為0.5到0.7。因此可知前后制動(dòng)器比值符合要求最大制動(dòng)力矩是在汽車附著質(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。計(jì)算公式如下

48、 （3.5） （3.6） 式中： —該車同步附著系數(shù)0.8； —車輪有效半徑為383mm； =6593.87Nm =5395Nm 3.4 鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)選擇 在有關(guān)的整車總布置參數(shù)和制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式確定以后，就可以參考已有的同類型、同等級(jí)汽車的同類制動(dòng)器，對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行初選。 3.4.1 制動(dòng)鼓直徑D 當(dāng)輸出力一定時(shí)，制動(dòng)鼓的直徑越大，制動(dòng)力矩也越大，散熱性能也越好。但止境的尺寸受到輪輞內(nèi)徑的限制，而且直徑的增大也使制動(dòng)鼓的質(zhì)量增大，使汽車的非懸

49、掛質(zhì)量增大，而不利于汽車的行駛平順性。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)有相當(dāng)?shù)拈g隙，此間隙一般不小于20～30mm,以利于散熱通風(fēng)，也可避免由于輪輞過(guò)熱而損壞輪胎。由此間隙要求及輪輞的尺寸及渴求得制動(dòng)鼓直徑的尺寸。另外，制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比為根據(jù)QC/T309-1999《制動(dòng)鼓工作及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》取D=320mm ，R=160mm。 3.4.2 摩擦襯片寬度b和包角β 摩擦襯片的包角可在900～1200范圍內(nèi)選取，試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角在900～1200時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度也最低，且制動(dòng)效能最高。再減小包角雖有利于散熱，但由于單位壓力過(guò)高將加速磨損。包角一般不宜大于1200，因過(guò)大不僅不

50、利于散熱，而且易使制動(dòng)作永不平順，甚至可能發(fā)生自鎖。 摩擦襯片寬度較大可以降低單位壓力、減小磨損，但過(guò)大則不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。通常是根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使單位壓力不超過(guò)2.5MPa的條件來(lái)選擇襯片寬度的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量按摩擦片的產(chǎn)品規(guī)格選擇寬度值。另外，根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料可知，單個(gè)鼓式制動(dòng)器總的摩擦襯片面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大。而單個(gè)摩擦襯片的面積又決定與制動(dòng)鼓的半徑，襯片寬度及包角。即 （3.7） 式中，包角以弧度

51、為單位，當(dāng)面積、包角、半徑確定后，由上式可以初選襯片寬度的尺寸。 制動(dòng)器各蹄摩擦襯片總面積越大，制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力越小，從而磨損也越小。參考同類汽車選取，可取摩擦面積為A=500cm2，可得b=62cm。 a一般b/D=0.16～0.26,取0.25，故b=65mm， b取領(lǐng)蹄包角,從蹄包角 =3833.1465（100+110）/360= 45599.34mm2 c摩擦襯片起始角，一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，即令： 有時(shí)為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對(duì)于最大壓力點(diǎn)對(duì)稱布置，以改善制動(dòng)效能和磨損的均勻性。 3.4.3 制動(dòng)器中心到張開力作用

52、線和距離 在保證輪缸能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件，應(yīng)使距離e盡可能大，以提高制動(dòng)效能。初步設(shè)計(jì)可?。? 故 3.4.4 制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)位置是k與c 制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)尺寸 是應(yīng)盡可能地小, 以不使兩制動(dòng)蹄端毛面相碰擦為準(zhǔn)，使尺寸 盡可能地大，設(shè)計(jì)可定： K盡可能的小，以使盡可能的大，初步設(shè)計(jì)取。 3.4.5 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，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單獨(dú)地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對(duì)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要求，后者對(duì)蹄式制動(dòng)器是非常重要的。各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系

53、數(shù)的穩(wěn)定值約為0.3～0.5之間，少數(shù)可達(dá)0.7。一般說(shuō)來(lái)，摩擦系數(shù)越高的材料，其耐磨性越差。所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。當(dāng)前國(guó)產(chǎn)的摩擦片材料溫度低于250度時(shí)，保持摩擦系數(shù)在0 .3～0.4已無(wú)大問(wèn)題。因此，在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，取0.3可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際。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(wú)害的材料。故。 3.5 盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)選擇 3.5.1 制動(dòng)盤直徑D 制動(dòng)盤直徑D應(yīng)盡量取大些，這樣，制動(dòng)盤的有效半徑增大，可以減小制動(dòng)鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。通常D=0.70～0.79Dr，本車總質(zhì)量大于2噸，取上限

54、，即 mm 因此 3.5.2 制動(dòng)盤厚度 制動(dòng)盤厚度對(duì)制動(dòng)盤的質(zhì)量和溫升有影響。為使質(zhì)量小些，厚度不宜太大，為了減少溫升，厚度又不宜過(guò)小。因此，參考同類型車，取為20mm，通風(fēng)式，增大散熱。 3.5.3 摩擦襯塊外半徑和內(nèi)半徑 參考同類車型，選取摩擦襯塊的內(nèi)外半徑分別為：, 平均半徑為 =125mm; 有效半徑為 =126.66mm 令 則有 選取半徑滿足式 ＞0.65 滿足要求即m值大于0.65。

55、 3.5.4摩擦襯塊工作面積 在確定盤式制動(dòng)器制動(dòng)襯塊的工作面積時(shí)，根據(jù)制動(dòng)襯快單位面積占有的汽車質(zhì)量，推薦在1.6～3.5kg/, 。進(jìn)而可求的摩擦襯塊包角為。 3.6 本章小結(jié) 本章確定了制動(dòng)器的基本參數(shù)，首先計(jì)算出制動(dòng)力分配系數(shù)及同步附著系數(shù)，然后進(jìn)一步確定制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩，確定了鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)，包括制動(dòng)鼓直徑、摩擦襯片寬度及包角、制動(dòng)器中心到張開力作用線的距離、制動(dòng)蹄支撐銷中心的位置、摩擦片的摩擦系數(shù)，盤式制動(dòng)器主要參數(shù)包括制動(dòng)盤直徑、制動(dòng)盤厚度、摩擦襯塊內(nèi)外半徑、摩擦塊工作面積。 第4章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1制動(dòng)器摩擦面的壓力分布規(guī)律

56、 從前面的分析可知，制動(dòng)器摩擦材料的摩擦系數(shù)及所產(chǎn)生的摩擦力對(duì)制動(dòng)器因數(shù)有很大的影響。掌握制動(dòng)蹄表面的壓力分布規(guī)律，有助于正確分析制動(dòng)器因數(shù)。在理論上對(duì)制動(dòng)蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律作研究時(shí)，通常作如下一些假定： （1）制動(dòng)蹄、鼓為絕對(duì)剛性； （2）在外力作用下，便行僅發(fā)生在摩擦襯片上； （3）壓力與變形符合胡克定律。 對(duì)于繞支承銷轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)蹄，制動(dòng)蹄片上的壓力符合正弦分布。 4.2 單個(gè)制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算 4.2.1 鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算 （1） 制動(dòng)蹄的效能因數(shù) 制動(dòng)器效能因數(shù)，表示制動(dòng)器的效能，其實(shí)質(zhì)是制動(dòng)器在單位輸入壓力或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

57、的制動(dòng)器的效能。 領(lǐng)蹄： ==0.6326 （4.1） 從蹄： ==0.5706 （4.2） 則 =1.2032 （4.3） （2） 同一制動(dòng)器各蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩 在計(jì)算鼓式制動(dòng)器時(shí)，必須建立制動(dòng)蹄對(duì)制動(dòng)鼓的壓緊力與所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩之間的關(guān)系，其計(jì)算公式如下： 對(duì)于增勢(shì)

58、蹄： （4.4） （4.5） 其中： 為壓力分布不均勻時(shí)蹄片上的最大壓力。 （4.6） =182.55

59、 （4.7） 對(duì)于減勢(shì)蹄： 式中： 為壓力分布不均勻時(shí)蹄片上的最大壓力。 =179.4 增勢(shì)蹄的制動(dòng)力矩為： = 減勢(shì)蹄的制動(dòng)力矩為： 制動(dòng)鼓上的制動(dòng)力矩等于兩蹄摩擦力矩之和，即： （4.8） 液壓驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器由于，故所需的張開力為

60、： P == = =11155N （4.9） 計(jì)算蹄式制動(dòng)器必須檢查蹄有無(wú)自鎖的可能。蹄式制動(dòng)器的自鎖條件為： （4.10） 即式 成立，則不會(huì)自鎖。 故此蹄式制動(dòng)器不會(huì)自鎖。 4.2.2 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算 現(xiàn)假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩計(jì)算公式為：

61、 （4.11） 式中：?jiǎn)蝹€(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩=3296.9Nm —摩擦系數(shù) —單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力 —作用半徑 （摩擦襯塊的作用半徑R==125mm） 盤式制動(dòng)器單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力為 （4.12） 4.3 駐車制動(dòng)的制動(dòng)力矩計(jì)算 通過(guò)受力分析，可以得出汽車在上、下坡停駐時(shí)的后橋附著力分別為： 上坡： （4.13） 下坡：

62、 （4.14） 汽車停駐的最大坡度可根據(jù)后軸上的附著力與制動(dòng)力相等求得汽車在上坡路和下坡路上停駐時(shí)的坡度極限角，.即為： 求得上坡時(shí)可能停駐的極限上坡路傾角為： 下坡： 滿載時(shí)，上下坡后橋附著力為： 上坡： 下坡： 4.4 制動(dòng)襯片的耐磨性計(jì)算 摩擦襯片（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)械能的一部

63、分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎纳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)能的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)熱量來(lái)不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器的溫度升高，此即所謂的制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，摩擦襯片（塊）的磨損越嚴(yán)重。 制動(dòng)器的能量負(fù)荷以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。它表示單位摩擦面積在單位時(shí)間內(nèi)耗散的能連。單位為。 雙軸汽車的制動(dòng)器的比能量耗散率分別為： 前輪： （4.15） 后輪： （4.16） 式中：—汽車總質(zhì)量，； —

64、汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)； 、—制動(dòng)初速度和減速度，； 總質(zhì)量3.5t以下的貨車取 V1=80 總質(zhì)量3.5t以上的貨車取V1=65 J—制動(dòng)減速度； t—制動(dòng)時(shí)間，； 、—前后制動(dòng)襯片（塊）的摩擦面積,； —制動(dòng)力分配系數(shù)。 雙軸汽車的制動(dòng)器的比能量耗散率分別為： 前輪： （4.17） 后輪： （4.18） 在緊急制動(dòng)到停車的情況下，=0，

65、并可認(rèn)為=1，則有： 其中 =3.058s 故 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率以不大于1.8為宜，盤式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0, 計(jì)算時(shí)取減速度j=0.6g。 4.5 制動(dòng)距離的計(jì)算 分析制動(dòng)距離是，需要對(duì)制動(dòng)距離過(guò)程有一個(gè)全面的了解。圖4.1是駕駛員在接受緊急制動(dòng)信號(hào)后，制動(dòng)踏板力、汽車制動(dòng)減速度與制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系曲線。 圖4.1 汽車制動(dòng)過(guò)程 駕駛員接到緊急停車信號(hào)時(shí)，并沒(méi)有立即行動(dòng),而要經(jīng)過(guò)τ`1后才意識(shí)到應(yīng)進(jìn)行

66、緊急制動(dòng)，并移動(dòng)右腳，再經(jīng)過(guò)τ〞1后才踩著制動(dòng)踏板。從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間稱為駕駛員反映時(shí)間。這段時(shí)間一般為0.3～1.0s。在b點(diǎn)以后，隨著駕駛員踩踏板的動(dòng)作，踏板力迅速增大，至d點(diǎn)到達(dá)最大值。不過(guò)由于制動(dòng)蹄是由回位彈簧拉著，蹄片與制動(dòng)鼓間存在間隙，所以要經(jīng)過(guò)τ〞2，即至c點(diǎn)，地面制動(dòng)力才起作用，使汽車開始產(chǎn)生減速度。由c點(diǎn)到e點(diǎn)是制動(dòng)器制動(dòng)力增長(zhǎng)過(guò)程所需的時(shí)間。總稱為制動(dòng)器的作用時(shí)間。制動(dòng)器作用時(shí)間一方面取決于駕駛員踩踏板的速度，另外更重要的是受制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的影響。一般在0.2～0.9s之間。由e到f為持續(xù)制動(dòng)時(shí)間，其減速度基本不變。到f點(diǎn)式駕駛員松開踏板，但制動(dòng)力的消除還需要一段時(shí)間，一般在0.2～1.0s之間。從制動(dòng)的全過(guò)程來(lái)看，總共包括駕駛員見到信號(hào)后作出行動(dòng)反映、制動(dòng)器起作用、持續(xù)制動(dòng)和放松制動(dòng)器四個(gè)階段。一般所指制動(dòng)距離是開始踩著制動(dòng)踏板到完全停車的距離。故總的制動(dòng)距離為 (4.19) 式中： 取0.85 故總的制動(dòng)距離為 因此本設(shè)計(jì)滿足G