【正文】 構(gòu)型式 制動(dòng)力源 力的傳遞方式 用途 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 6 型式 制動(dòng)力源 工作介質(zhì) 型式 工作介質(zhì) 簡(jiǎn)單制動(dòng)系 （人力制動(dòng)系） 司機(jī)體力 機(jī)械式 桿系或鋼絲 繩 僅限于駐車(chē) 制動(dòng) 液壓式 制動(dòng)液 部分微型汽車(chē)的行 車(chē)制動(dòng) 動(dòng)力制動(dòng)系 氣壓動(dòng)力 制動(dòng)系 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 空氣 氣壓式 空氣 中、重型汽車(chē)的行車(chē)制動(dòng) 氣壓 液壓式 空氣、制動(dòng) 液 液壓動(dòng)力 制動(dòng)系 制動(dòng)液 液壓式 制動(dòng)液 伺服制動(dòng)系 真空伺服 制動(dòng)系 司機(jī)體力與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 空氣 液壓式 制動(dòng)液 轎車(chē)，微、輕、中型汽車(chē)的行車(chē)制動(dòng) 氣壓 制動(dòng)系 空氣 液壓伺服 制動(dòng)系 制動(dòng)液 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(chēng)人力制動(dòng)。其中浮動(dòng)前盤(pán)式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤(pán)的一側(cè)裝油缸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺 寸緊湊，可將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂，同一組制動(dòng)塊客兼用于行車(chē)制動(dòng)和駐車(chē)制動(dòng)。 按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)來(lái)分，盤(pán)式制動(dòng)器分為鉗盤(pán)制動(dòng)器和全盤(pán)制動(dòng)器兩大類(lèi)。制動(dòng)蹄張開(kāi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動(dòng)蹄，稱(chēng)為領(lǐng)蹄；反之，則稱(chēng)為從蹄。 相對(duì)于鼓式制動(dòng)器盤(pán)式制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 熱穩(wěn)定性好； （ 2） 水穩(wěn)定性好； （ 3） 制動(dòng)穩(wěn)定性好； （ 4） 制動(dòng)力矩與汽車(chē)前進(jìn)和后退等行駛狀態(tài)無(wú)關(guān) ； （ 5） 在輸出同 樣大小的 制動(dòng)力矩的條件下，盤(pán)式 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量比鼓式制動(dòng)器的要??； （ 6） 盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦襯塊比鼓式制 動(dòng)器的摩擦襯片在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，維修、保養(yǎng)容易； （ 7） 制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊間的間隙小，一 次縮短了油缸活塞的操作時(shí)間，并使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳動(dòng)比有增大的可能； （ 8） 制動(dòng)盤(pán)的熱膨脹量不會(huì)像制動(dòng)鼓熱膨脹那 樣引起制動(dòng)踏板行程損失，這也使得間隙自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化； （ 9） 易于構(gòu)成多回路制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性與安全性，以保證汽車(chē)在任何車(chē)速下各車(chē)輪都能均勻一致地平穩(wěn)制動(dòng) ； （ 10） 能 方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器磨損報(bào)警，能及時(shí)地更換摩擦襯片。 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。目前 廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器 [2]。本章將就這三個(gè)方面 的問(wèn)題進(jìn)行分析論證。 （ 6） 制動(dòng)操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 制動(dòng)系操縱部件（閥類(lèi)、加力器、制動(dòng)氣室等）的研究、選定或設(shè)計(jì)，操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3 （ 7） 管路設(shè)計(jì) 管路布置、設(shè)計(jì)。 3） 是否需要有輔助制動(dòng) 。 制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 車(chē)輛在行駛過(guò)程中要頻繁進(jìn)行制動(dòng)操作 ， 由于制動(dòng)性能的好壞直接關(guān)系到交通和黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 人身安全 ， 因此制動(dòng)性能是車(chē)輛非常重要的性能之一 ， 改善汽車(chē)的制動(dòng)性能始終是汽車(chē)設(shè)計(jì)制造和使用部門(mén)的重要任務(wù)。汽車(chē)的制動(dòng)性能直接影響汽車(chē)的行駛安全性。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 全套圖紙，加 153893706 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 汽車(chē)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。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車(chē)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(chē)輛的安全 ， 必須為汽車(chē)配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng) 。當(dāng)車(chē)輛制動(dòng)時(shí) ， 由于車(chē)輛受到與行駛方向相反的外力 ， 所以才導(dǎo)致汽車(chē)的速度逐漸減小至 零 ， 對(duì)這一過(guò)程中車(chē)輛受力情況的分析有助于制動(dòng)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì) ， 因此制動(dòng)過(guò)程受力情況分析是車(chē)輛試驗(yàn)和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) ， 由于這一過(guò)程較為復(fù)雜 ， 因此一般在實(shí)際中只能建立簡(jiǎn)化模型分析 ， 通 常人們主要從三個(gè)方面來(lái)對(duì)制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析和評(píng)價(jià) ： （ 1） 制動(dòng)效能 :即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度； （ 2） 制動(dòng)效能的恒定性 ： 即抗熱衰退性； （ 3） 制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性； 目前 ， 對(duì)于整車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的研究主要通過(guò)路試或臺(tái)架進(jìn)行 ， 由于在汽車(chē)道路試驗(yàn)中車(chē)輪扭矩不易測(cè)量 ， 因此 ， 多數(shù)有關(guān)傳動(dòng)系 !制動(dòng)系的試驗(yàn)均通過(guò)間接測(cè)量來(lái)進(jìn)行汽車(chē)在道路上行駛 ， 其車(chē)輪與地面的作用力是汽車(chē)運(yùn)動(dòng)變化的根據(jù) ， 在汽車(chē)道路試驗(yàn)中 ，如果能夠方便地測(cè)量出車(chē)輪上扭矩的變化 ， 則可為汽車(chē)整車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)性能研究提供更全面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和性能評(píng)價(jià)。 （ 3）汽車(chē)必需制動(dòng)力及其前后分配的確定 前提條件一經(jīng)確定，與前項(xiàng)的系統(tǒng)的研究、確定的同時(shí)，研究汽車(chē)必需的制動(dòng)力 并把它們適當(dāng)?shù)胤峙涞角昂筝S上，確定每個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器必需的制動(dòng)力。 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 制定出制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，確定計(jì)算制動(dòng)系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)制動(dòng)器主要參數(shù)設(shè)計(jì)和液壓驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算。 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式 的 選擇 車(chē)輪制動(dòng)器主要用于行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)，有時(shí)也兼作駐車(chē)制動(dòng)之用。 摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)不同，可以分為鼓式、盤(pán)式和帶式三種。 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的凸緣上 (對(duì)車(chē)輪制動(dòng)器 )或變速器殼或與其相固定的支架上黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 4 (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(chēng)為蹄式制動(dòng)器。 作為一款輕型載貨商用車(chē)， 出于制造 維修成本 以及制動(dòng)效能等 方面考慮，采用 前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器 。 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(chē)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片 之間的間隙。 全盤(pán)制動(dòng)器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均為圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦便面全部接觸。因此作為輕型商用車(chē)前制動(dòng)器采用浮動(dòng)前盤(pán)式制動(dòng)器。其中，又分為機(jī)械式和液壓式兩 種。液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間較短 (～ )；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 )。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。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) (～ )，因而增加了空駛距離和停車(chē)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(chēng)加速閥 )以及快放閥；管路工作壓力低，一般為黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 7 ～ ，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。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。 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。 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。 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。 CA1041 總質(zhì)量 ，本次設(shè)計(jì)采用 真空助力式 伺服制動(dòng)系統(tǒng)。 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） 1—雙腔制動(dòng)主缸； 2—雙回路系統(tǒng)的一個(gè)分路； 3—雙回路的另一分路 圖 雙軸汽車(chē)液壓雙回路系統(tǒng)的 5 種分路方案 圖 為雙軸汽車(chē)的液壓式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的雙回路系統(tǒng)的五種分路方案圖。在各類(lèi)汽車(chē)上都有采用，但在貨車(chē)上用得最廣泛。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(chē)負(fù)荷的適應(yīng)性?？煽闯墒且惠S半對(duì)半個(gè)軸的分路型式，簡(jiǎn)稱(chēng) HI 型。 HI， LL， HH 型的結(jié)構(gòu)均較復(fù)雜。 本章小結(jié) 本章主要 對(duì) 輕型商用車(chē) 制動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較和論證選擇， 通過(guò)對(duì) 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式，制動(dòng)管路布置的結(jié)構(gòu)型式三個(gè)方面對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了整體 上的選擇。 當(dāng) 0??? 時(shí) ? 線在 I 曲線下方，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； 當(dāng) 0??? 時(shí) ? 線位于 I 曲線上方，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(chē)失去方向穩(wěn)定性； 當(dāng) 0??? 時(shí) 制動(dòng)時(shí)汽車(chē)前、后輪同時(shí)抱死，這時(shí)也是一種穩(wěn)定工況，但也 喪失了轉(zhuǎn)向能力。 這 表明 只有在 0??? 的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。由于車(chē)速高， 它不僅會(huì)引起側(cè)滑甚至甩尾會(huì)發(fā)生掉頭而喪失操縱穩(wěn)定性，因此后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的，所以各類(lèi)轎車(chē)和一般載貨汽車(chē)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 12 的 0? 值均有增大趨勢(shì)。 參考與同類(lèi)車(chē)型的 0? 值，取 ?? 。 此時(shí) ?q ， )( 0 ???? ?q 符 合 GB12676—1999 的要求。 最大制動(dòng)力是在汽車(chē)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(chē)輪的法向力 21 ZZ、 成正比。當(dāng) 0??? 時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度 ??q ，故所需的后軸和前軸制動(dòng)力矩為 egf rqhLLGT ?)( 1m a x2 ?? （ ） m a x2m a x1 1 ff TT ???? （ ） 式中： ? ——該車(chē)所能遇到的最大附著系數(shù)； q——制動(dòng)強(qiáng)度； er ——車(chē)輪有效半徑。制動(dòng)器因數(shù)可定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 16 PRTBF f? （ ） 式中： BF ——制動(dòng)器效能因數(shù) fT ——制動(dòng)器的摩擦力矩； R——制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑； P——輸入力，一般取加于兩制動(dòng)蹄的張開(kāi)力 (或加于兩制動(dòng)塊的壓緊力 )的平均值為輸入力。 a， b， c， h， R 及 ? 為結(jié)構(gòu)尺寸，如圖 所示。 通過(guò)上述對(duì)領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器制動(dòng)蹄因數(shù)的分析與計(jì)算可以看出，領(lǐng)蹄由于摩擦力 對(duì)蹄支點(diǎn)形成的力矩與張開(kāi)力對(duì)蹄支點(diǎn)的力矩同向而使其制動(dòng)蹄因數(shù)值大，而從蹄則 由于這兩種力矩反向而使其制動(dòng)蹄因數(shù)值小。它意味著此時(shí)只要施加一極小張開(kāi)力 1P ，制動(dòng)力矩將迅速增至極大的數(shù)值，此后即使放開(kāi) 制動(dòng)踏板，領(lǐng)蹄也不能回位而是一直保持制動(dòng)狀態(tài)，發(fā)生 “自鎖 ”現(xiàn)象。 在制動(dòng)過(guò)程中，襯片的溫度、相對(duì)滑動(dòng)速 度、壓力以及濕度等因素的變化 會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)的改變。 1— 領(lǐng)蹄； 2— 從蹄 圖 制動(dòng)蹄因數(shù) BF 及其導(dǎo)數(shù) dfdBFT / 與摩擦系數(shù)的關(guān)系 由圖 也可以看出，領(lǐng)蹄的制動(dòng)蹄因數(shù)雖大于從蹄，但其效能穩(wěn)定性卻比從蹄 差。但直徑 D 的尺寸受到輪輞內(nèi)徑的限制，而且 D 的增大也使制動(dòng)鼓的質(zhì) 量增加，使汽車(chē)的非懸掛質(zhì)量增加，不利于汽車(chē)的行駛的平順性。 ??? inD r = 3 1 ????? rDD mm 制動(dòng)蹄摩擦片 寬度 b 、制動(dòng)蹄摩擦片的包角 ? 和單個(gè)制動(dòng)器摩擦面積 ?A 由 1999309/ ?TQC 《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》的規(guī)定，選取制動(dòng)蹄摩擦片寬度 75?b mm；摩擦片厚度 7?l mm。 綜上所述選取 領(lǐng)蹄 ?1101 ?? ，從蹄 ?1001 ?? 單個(gè)制動(dòng)器摩擦面積 ?A ： 3 6 0/)( 21 ??? ??? DbA （ ） 式中： ?A ——單個(gè)制動(dòng)器摩擦面積， mm2 D ——制動(dòng)鼓內(nèi)徑， mm； b——制動(dòng)蹄摩擦片寬度 ， mm； 21 ??、 ——分別為兩蹄的摩擦襯片包角，（ ? ）。 領(lǐng)蹄包角 ???? 352110902900 ????? ?? 從蹄包角 ???? 402100902900 ????? ?? 圖 鼓式制動(dòng)器的主要幾何參數(shù) 張開(kāi)力 P 的作用線至制動(dòng)器中心的距離 a 在滿足制動(dòng)輪缸布置在制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離 a （見(jiàn)圖 ） 盡可能地大，以提高其制動(dòng)效能。 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數(shù)的穩(wěn)定值約為 ~ ，少數(shù)可達(dá) 。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f = 可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際值。為使質(zhì)量不致太大，制動(dòng)盤(pán)厚度應(yīng)取得適當(dāng)小些；為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫升，制動(dòng)盤(pán)厚度又不宜過(guò)小。 摩擦襯塊內(nèi)半徑 1R 與外半徑 2R 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2