【正文】 感性較低的制動器類型外，還要求摩擦材料有較好的抗熱衰退性和恢復性，并且應使制動鼓（制動盤）有足夠的熱容量和散熱能力。 3. 制動器間隙調(diào)整，是汽車保養(yǎng)作業(yè)較為頻繁的項目之一。故選擇調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置必須保證調(diào)整操作方便。最好采用間隙自動裝置 。 4. 制動器的尺寸和質(zhì)量。隨著現(xiàn)代汽車車速的日益提高，處于汽車行駛穩(wěn)定性的考慮，輪胎尺寸往往選擇較小。這樣，為了保證所要求的制動力矩而確定的制動鼓（制動盤）直徑就可能過大而難以在輪轂內(nèi)安裝。因而應選擇尺寸小而效能高的制動器形式。對于高速轎車，為提高制動時的穩(wěn)定性，在前懸架（獨立懸架）設(shè)計中，一般采用較小的主銷偏移距。為此，前制動器位置有時不得不外移到更靠近輪轂，導致其布置困難。車輪制動器為非簧載質(zhì)量，故應盡可能減輕其質(zhì)量，以改善行駛平順性。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 9 5. 噪音的減輕。制動噪音的現(xiàn)象很復雜。大致來說，噪音分為低頻和 高頻 2 種。在低頻噪音中，常遇到的是制動時停車的喀擦聲，這主要是由制動鼓或者制動鉗的共振造成的。高頻噪聲一般可通過制動蹄或制動盤共振產(chǎn)生?；蛘呤怯捎谀Σ烈r片或襯塊彈性震動造成的。 影響的噪聲的主要因素是摩擦材料的摩擦特性，即動摩擦系數(shù)對摩擦速度的變化關(guān)系。動摩擦系數(shù)隨速度的增高而減低的程度愈大，愈易激發(fā)震動而產(chǎn)生噪聲。此外，制動器輸入壓力越大，噪聲也越大，而壓力高大一定程度以后則不再有噪聲。制動溫度對噪聲也有影響。在制動器的設(shè)計中采取某種措施，可以在相當?shù)某潭壬舷撤N噪聲，特別是低頻噪聲。對高頻的建交省的 消除，目前還比較困難。應當注意，為消除噪聲而采取的某種措施，有可能產(chǎn)生制動力矩的下降和踏板行程損失等副作用。 方案分析 1. 制動器分為車輪制動器和中央制動器兩種，后者制動通過傳動軸或變速器輸出軸。所有汽車都通過車輪制動器來進行行車制動?，F(xiàn)在。由于車速提高，對應急制動的可靠性要求也更嚴。目前，在中、高級轎車及部分輕型貨車上已取消了中央制動器。只有在少數(shù)重型車上還保留了氣壓驅(qū)動中央制動器，借以提高制動系的可靠性。 因此，在輕型客車上亦取消了中央制動器，僅使用車輪制動器。 2. 耗散汽車能量方式的 選擇 就其耗散汽車能量的方式可分為：摩擦式、液力式和電磁式幾種。電磁式制動器雖有作用滯后小、易于連接且接頭可靠等優(yōu)點，但因成本高而只在一部分重型汽車上用來做車輪制動器或緩速器。液力式制動器只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動器。摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，分為鼓式、盤式和帶式三種。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 液壓式驅(qū)動機構(gòu)： 優(yōu)點： 強 ，因為液壓系統(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)壓力相等，左右輪制動同時進行； 、后輪； ； ； 缺點： a 當管路一處泄漏，則系統(tǒng)失效； b 低溫油液變濃，高溫則汽化； c 不可長時間制動。 但綜合來看，油壓制動還是可取的，且得到了廣泛的應用。 出于取安全上的考慮，汽車制動應至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器的管路。汽車的雙回路制動系統(tǒng)有以下常見的五種分路型式： 1. 一軸對一軸（Ⅱ）型，（圖 a），前軸與后橋制動器各用一回路； 2. 交叉（ X）型，前軸一側(cè)車輪與后橋?qū)?cè)車輪制動器同屬一回路； 3. 一軸半對半軸（ HI）型（圖 c），每側(cè)前制動器的半數(shù)輪缸和全部后制動器輪缸屬于一個回路，其余 的前輪缸則屬于另一個回路； 4. 半軸一輪對半軸一輪（ LL）型（圖 d），兩個回路分別對兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器作用； 5. 雙半軸對雙半軸（ HH）型（圖 e），每個回路均只對每個前后制動器的半數(shù)輪缸起作用。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 圖 21 不同的雙管路系統(tǒng)布置 其中Ⅱ型的管路布置最為簡單，成本較低，目前在各種汽車特別是在貨車上用的最廣泛。但這種型式后制動回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎能力。 X 型的結(jié)構(gòu)也很簡單。直行制動時任何一回路失效，剩余總制動力都能保持正常值的 50％。但一旦某一管路損壞則造成制動力 不對稱，使汽車喪生穩(wěn)定性。因此該方案適用于主銷偏移距為負值的汽車上，以改善汽車穩(wěn)定性。 HI、 HH、 LL 型的結(jié)構(gòu)都較為復雜，本次設(shè)計不予考慮。 X 型的布置方案可適于本次設(shè)計。 ：領(lǐng)從蹄式（ a 圖）；雙領(lǐng)蹄式（ b 圖）；雙向上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 雙領(lǐng)蹄式（ c 圖）；雙從蹄式（ d 圖）；單向增力式（ e 圖）；雙向增力式（ f 圖）： 雙領(lǐng)蹄式制動器的缺點是由于制動鼓轉(zhuǎn)向方向的改變，使制動效能下降很多； 雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在前進、倒車制動時效能不變，故廣泛用于中、輕型貨車及部分轎車的前、后 輪。但用作后輪制動器時需另設(shè)中央制動器； 雙領(lǐng)蹄式和雙向雙領(lǐng)蹄式制動器中有兩個輪缸，適于雙回路制動系，但輪缸、管接頭增多即造價高，且易發(fā)生泄漏及振動引起的破壞等現(xiàn)象。 領(lǐng)從蹄式制動器的阿效能及穩(wěn)定性適中。前進，倒車時制動效能不變，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，普遍用于中、重型貨車上前、后輪制動器； 增力式制動器，制動力矩較大。但其效能太不穩(wěn)定，且需選用摩擦性能較穩(wěn)定的摩擦襯片。單項增力式制動器在倒車時效能大為降低，只有少數(shù)輕、中型貨車，轎車上用于前輪制動器。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 。 一類是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動塊，每個制動器有 2— 4 個。這個制動塊及其促東裝置都裝在橫跨制動盤兩側(cè)的夾鉗形支架上，總稱為制動鉗。這種由制動盤和制動鉗組成的制動器稱為鉗盤是制動器。 另一類固定元件的金屬背板和摩擦片也呈圓盤形。使用這種固定元件，因其制動盤的全部工作面可同時與摩擦襯片接觸的制動器稱為全盤式制動器。 目前。鉗盤式制動器已愈來愈多的被各級轎車和貨車用作車輪制動器。全盤式制動器主要用在重型汽車上用作車輪制動器。故輕型客車的前盤式制動器選用前盤式制動器。 鉗盤式制動器主要有以下幾種結(jié) 構(gòu)型式： 固定鉗式制動器，如圖（ a）所示，制動盤兩側(cè)均有油缸。制動時，上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 僅兩側(cè)油缸中的活塞驅(qū)使兩側(cè)制動塊向盤面移動。這種制動器主要優(yōu)點： 1. 除活塞和制動塊外無其它滑動件，易于保證鉗的剛度； 2. 結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動輪缸相差不多，容易實現(xiàn)從鼓式到盤式的改型； 3. 很能適應分路系統(tǒng)的要求； 就目前汽車發(fā)展趨勢來看，隨著汽車性能要求的提高，固定鉗結(jié)構(gòu)上的缺點也日益明顯。主要有以下幾個方面： 1. 固定鉗式至少要有兩個油缸分置于制動盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動盤的內(nèi)部油道或外部油管（橋管）來連通，這就 使制動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. 在嚴酷的使用條件下，固定鉗容易使制動液溫度過高而汽化，從而使制動器的制動效能受到影響； 3. 固定前盤式制動器為了要兼充駐車制動器，必須在主制動鉗上另外附裝一套供駐車制動用的輔助制動鉗，或者采用盤鼓結(jié)合式制動器，其中用于駐車制動的鼓式制動器只能是雙向增力式的，但這種雙向增力式制動器的調(diào)整不方便。 浮動鉗式制動器可分為滑動鉗式（圖 b）和擺動鉗式（圖 c）。與固定鉗式制動器相比較，其優(yōu)點主要有以下幾個方面： 1. 鉗的外側(cè)沒有油缸，可以將制動器 進一步移近輪轂。因此，在布置時比較容易； 2. 浮動鉗沒有跨越制動盤的油管或油道，減少了受熱機會，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，所以其制動液汽化可能性較小； 3. 浮動鉗的同一組制動塊可兼用于行車和駐車制動； 4. 采用浮動鉗可將油缸和活塞等緊密件減去一半，造價大為降低。這一點對大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)式十分重要的。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 目前各類汽車所用的摩擦制動器可分為鼓式和盤式，前者的摩擦幅中的旋轉(zhuǎn)元件為制動鼓，其工作表面為圓柱面；后者的旋轉(zhuǎn)元件則為圓盤轉(zhuǎn)的制動盤，一段面為工作表面。 與鼓式制動 器相比較，盤式制動器有如下優(yōu)點： 1. 一般無摩擦助勢作用，因而制動器效能受摩擦系數(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)一兩次制動即可恢復正常。 3. 在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小。 4. 制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會像制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加而導致制動踏扳行程過大。 5. 較易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便。 與鼓式制動器比較，盤式制動器有如下缺點： 1. 效能較低，故用于液壓制動系時所需制動促動管路壓力較高，一班要用伺服裝置 。 2. 兼用于駐車制動時，需要加裝的駐車制動傳動裝置較鼓式制動器復雜，因而在后輪的應用受到限制。 圖 24 盤式制動器的活塞密封圈 a) 制動狀態(tài) b) 不制動狀態(tài) 1活塞 2制動鉗 3密封圈 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 最簡單的間隙自調(diào)方式是利用制動鉗中橡膠密封圈的極限彈性變形量來保持制動時為消除設(shè)定間隙所需設(shè)定活塞行程△，當襯塊磨損而導致所需的活塞行程大于△時，活塞可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力繼續(xù)前移實現(xiàn)完全制動為止?；钊c密封圈之間這一不可恢復的相對位移便 襯嘗了過量間隙。 本章闡述了制動器設(shè)計的基本要求及一般原則要求。液壓驅(qū)動機構(gòu)的優(yōu)點，制動管路有五種分路形式。 鼓式制動器可分為：領(lǐng)從蹄式；雙領(lǐng)蹄式；雙向雙領(lǐng)蹄式；雙從蹄式；單向增力式；雙向增力式。 鉗盤式制動器可分為：固定鉗式；滑動鉗式；擺動鉗式，并介紹了各自的優(yōu)點。制動器間隙是通過橡膠密封圈的變形來調(diào)整。 3 制動系的主要參數(shù)及其選擇 制動力與制動力分配系數(shù) 準確稱取 （精確至 ）試樣兩份（供平行試驗用），置于40ml 樣品瓶內(nèi)，用襯有聚四氟乙烯（ PTFE）隔墊的瓶塞封口。將樣品放置于 60℃烘箱內(nèi)平衡 30min，然后采用頂空方式進行固相微萃取。固定好樣品瓶，調(diào)節(jié) SPME 針頭使其穿透樣品隔墊。推手柄桿將纖維置于樣品上方 1mm 為宜。再放置在 60℃烘箱內(nèi)平衡 15min，完成吸附。 汽車制動時，若忽略路面對車輪的滾動阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則對任一角速度 0?? 的車輪，其力矩平衡方程為 0?? eBrFTf (31） 式中： fT —— 制動器對 車輪作用的制動力矩，即制動器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， m?? BF —— 地面作用于車輪上的制動力，即地面與輪胎之間的摩上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 擦力，又稱為地面制動力。其方向與汽車行駛方向相反， N； er —— 車輪有效半徑， m。 令 eff rTF ? （ 32） 并稱之為制動器制動力，它是輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動周緣力。 fF 與地面制動力 BF 的方向相反，當車輪角速度 0?? 時， 大小亦相等，且 Ff 取決于制動器的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)與車輪有效半徑等，并與制動踏板力成正比。當加大踏板力以加大 fT 時 Bf FF和 均隨之增大。但地面制動力 BF 受附著條件的限制，其值不可能大于 附著力，即 ?? ??? FFB （ 33） 式中： ? —— 輪胎與地面間的附著系數(shù) Z—— 地面對車輪的法向反力。 當制動器制動力和地面制動力達到附著力的值時，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動力矩表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而 f f eF T r? 即成 為與地面制動力相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當制動到車輪角速度為 0 以后，地面制動力達到附著力力后就不在增大，而制動器制動力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升。 如上圖所示汽車在水平路面上制動時的受力情況。對后軸車輪的接地點取力矩，得平衡式為 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 轎車盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 gtu hddmGLL )(21 ??? (34) 對前軸車輪的接地點取力矩，得平衡式為 gtu hddmGLLZ )(12 ?? (35) 式中： 1Z —— 汽車制動時水平地面對前軸車輪的法向反力， N； 2Z —— 汽車制動時水平地面對后軸車輪的法向反力， N； L —— 汽車軸距， mm； 1L —— 汽車質(zhì)心離前軸的距離， mm； 2L —— 汽車質(zhì)心離后軸的距離， mm； gh —— 汽車質(zhì)心高度， mm； M—— 汽車質(zhì)量， kg； G—— 汽車所受重力