【正文】 構(gòu)型式 制動力源 力的傳遞方式 用途 黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 6 型式 制動力源 工作介質(zhì) 型式 工作介質(zhì) 簡單制動系 （人力制動系） 司機體力 機械式 桿系或鋼絲 繩 僅限于駐車 制動 液壓式 制動液 部分微型汽車的行 車制動 動力制動系 氣壓動力 制動系 發(fā)動機動力 空氣 氣壓式 空氣 中、重型汽車的行車制動 氣壓 液壓式 空氣、制動 液 液壓動力 制動系 制動液 液壓式 制動液 伺服制動系 真空伺服 制動系 司機體力與發(fā)動機動力 空氣 液壓式 制動液 轎車，微、輕、中型汽車的行車制動 氣壓 制動系 空氣 液壓伺服 制動系 制動液 簡單制動單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動力源，故亦稱人力制動。其中浮動前盤式制動器只在制動盤的一側(cè)裝油缸，其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺 寸緊湊，可將制動器進一步移近輪轂，同一組制動塊客兼用于行車制動和駐車制動。 按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)來分，盤式制動器分為鉗盤制動器和全盤制動器兩大類。制動蹄張開的轉(zhuǎn)動方向與制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動蹄，稱為領蹄；反之，則稱為從蹄。 相對于鼓式制動器盤式制動器具有以下優(yōu)點： （ 1） 熱穩(wěn)定性好； （ 2） 水穩(wěn)定性好； （ 3） 制動穩(wěn)定性好； （ 4） 制動力矩與汽車前進和后退等行駛狀態(tài)無關 ； （ 5） 在輸出同 樣大小的 制動力矩的條件下，盤式 制動器的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量比鼓式制動器的要??； （ 6） 盤式制動器的摩擦襯塊比鼓式制 動器的摩擦襯片在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)也比較簡單，維修、保養(yǎng)容易； （ 7） 制動盤與摩擦襯塊間的間隙小，一 次縮短了油缸活塞的操作時間，并使驅(qū)動機構(gòu)的力傳動比有增大的可能； （ 8） 制動盤的熱膨脹量不會像制動鼓熱膨脹那 樣引起制動踏板行程損失，這也使得間隙自動調(diào)整機構(gòu)的設計可以簡化； （ 9） 易于構(gòu)成多回路制動驅(qū)動系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性與安全性，以保證汽車在任何車速下各車輪都能均勻一致地平穩(wěn)制動 ； （ 10） 能 方便地實現(xiàn)制動器磨損報警，能及時地更換摩擦襯片。 鼓式制動器又分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器。目前 廣泛使用的仍為摩擦式制動器 [2]。本章將就這三個方面 的問題進行分析論證。 （ 6） 制動操縱系統(tǒng)設計 制動系操縱部件（閥類、加力器、制動氣室等）的研究、選定或設計，操縱機構(gòu)設計； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 3 （ 7） 管路設計 管路布置、設計。 3） 是否需要有輔助制動 。 制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 車輛在行駛過程中要頻繁進行制動操作 ， 由于制動性能的好壞直接關系到交通和黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 2 人身安全 ， 因此制動性能是車輛非常重要的性能之一 ， 改善汽車的制動性能始終是汽車設計制造和使用部門的重要任務。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 1 第 1 章 緒 論 全套圖紙，加 153893706 制動系統(tǒng)設計的意義 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輸工具。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大 ， 人們對安全性、可靠性要求越來越高，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系統(tǒng) 。當車輛制動時 ， 由于車輛受到與行駛方向相反的外力 ， 所以才導致汽車的速度逐漸減小至 零 ， 對這一過程中車輛受力情況的分析有助于制動系統(tǒng)的分析和設計 ， 因此制動過程受力情況分析是車輛試驗和設計的基礎 ， 由于這一過程較為復雜 ， 因此一般在實際中只能建立簡化模型分析 ， 通 常人們主要從三個方面來對制動過程進行分析和評價 ： （ 1） 制動效能 :即制動距離與制動減速度； （ 2） 制動效能的恒定性 ： 即抗熱衰退性； （ 3） 制動時汽車的方向穩(wěn)定性； 目前 ， 對于整車制動系統(tǒng)的研究主要通過路試或臺架進行 ， 由于在汽車道路試驗中車輪扭矩不易測量 ， 因此 ， 多數(shù)有關傳動系 !制動系的試驗均通過間接測量來進行汽車在道路上行駛 ， 其車輪與地面的作用力是汽車運動變化的根據(jù) ， 在汽車道路試驗中 ，如果能夠方便地測量出車輪上扭矩的變化 ， 則可為汽車整車制動系統(tǒng)性能研究提供更全面的試驗數(shù)據(jù)和性能評價。 （ 3）汽車必需制動力及其前后分配的確定 前提條件一經(jīng)確定，與前項的系統(tǒng)的研究、確定的同時，研究汽車必需的制動力 并把它們適當?shù)胤峙涞角昂筝S上，確定每個車輪制動器必需的制動力。 制動系統(tǒng)設計要求 制定出制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，確定計算制動系統(tǒng)的主要設計參數(shù)制動器主要參數(shù)設計和液壓驅(qū) 動系統(tǒng)的參數(shù)計算。 制動器的結(jié)構(gòu)型式 的 選擇 車輪制動器主要用于行車制動系統(tǒng)，有時也兼作駐車制動之用。 摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)不同，可以分為鼓式、盤式和帶式三種。 內(nèi)張型鼓式制動器的固定摩擦元件是一對帶有摩擦蹄片的制動蹄，后者又安裝在制動底板上，而制動底板則又緊固于前梁或后橋殼的凸緣上 (對車輪制動器 )或變速器殼或與其相固定的支架上黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 4 (對中央制動器 )； 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鼓，并利用制動 鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。 作為一款輕型載貨商用車， 出于制造 維修成本 以及制動效能等 方面考慮，采用 前盤后鼓式制動器 。 領從蹄式制動器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動器中居中游；前進、倒退行駛的制動效果不變；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；便于附裝駐車制動驅(qū)動機構(gòu)；易于調(diào)整蹄片 之間的間隙。 全盤制動器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均為圓盤形，制動時各盤摩擦便面全部接觸。因此作為輕型商用車前制動器采用浮動前盤式制動器。其中，又分為機械式和液壓式兩 種。液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間較短 (～ )；工作壓力高 (可達 10～ 20MPa)，因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機構(gòu) (或制動塊的壓緊機構(gòu) )，而不需要制動臂等傳動件，使 之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量??；機械效率較高 (液壓系統(tǒng)有自潤滑作用 )。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。其主要缺點是必須有空氣壓縮機、貯氣筒、制動閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復雜、笨重、成本高；管路中壓力的建立和撤除都較慢，即作用滯后時間較長 (～ )，因而增加了空駛距離和停車距離，為此在制動閥到制動氣室和貯氣筒的距離過遠的情況下，有必要加設氣動的第二級元件 ——繼動閥 (亦稱加速閥 )以及快放閥；管路工作壓力低，一般為黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 7 ～ ，因而制動氣室的直徑必須設計得大些，且只 能置于制動器外部，再通過桿件和凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，這就增加了簧下質(zhì)量；制動氣室排氣有很大噪聲。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點，因氣壓系統(tǒng)管路短，作用滯后時間也較短。 閉式回路因平時總保持著高液壓，對密封的要求較高，但對制動操縱的反應比開式的快。 各種形式的動力制動在動力系統(tǒng)失效時，制動作用即全部喪失。 真空伺服制動與空氣伺服制動的工作原理基本一致，但伺服動力源的相對壓力不同。 CA1041 總質(zhì)量 ，本次設計采用 真空助力式 伺服制動系統(tǒng)。 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） 1—雙腔制動主缸； 2—雙回路系統(tǒng)的一個分路； 3—雙回路的另一分路 圖 雙軸汽車液壓雙回路系統(tǒng)的 5 種分路方案 圖 為雙軸汽車的液壓式制動驅(qū)動機構(gòu)的雙回路系統(tǒng)的五種分路方案圖。在各類汽車上都有采用，但在貨車上用得最廣泛。其特點是結(jié)構(gòu)也很簡單，一回路失效時仍能保持 50%的制動效能，并且制動力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動時與整車負荷的適應性。可看成是一軸半對半個軸的分路型式，簡稱 HI 型。 HI， LL， HH 型的結(jié)構(gòu)均較復雜。 本章小結(jié) 本章主要 對 輕型商用車 制動系統(tǒng)的總體設計進行了比較和論證選擇， 通過對 制動器的結(jié)構(gòu)型式、制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式，制動管路布置的結(jié)構(gòu)型式三個方面對制動系統(tǒng)進行了整體 上的選擇。 當 0??? 時 ? 線在 I 曲線下方，制動時總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力； 當 0??? 時 ? 線位于 I 曲線上方，制動時總是后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性； 當 0??? 時 制動時汽車前、后輪同時抱死，這時也是一種穩(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。由于車速高， 它不僅會引起側(cè)滑甚至甩尾會發(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，所以各類轎車和一般載貨汽車黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 12 的 0? 值均有增大趨勢。 參考與同類車型的 0? 值，取 ?? 。 此時 ?q ， )( 0 ???? ?q 符 合 GB12676—1999 的要求。 最大制動力是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時制動力與地面作用于車輪的法向力 21 ZZ、 成正比。當 0??? 時，相應的極限制動強度 ??q ，故所需的后軸和前軸制動力矩為 egf rqhLLGT ?)( 1m a x2 ?? （ ） m a x2m a x1 1 ff TT ???? （ ） 式中： ? ——該車所能遇到的最大附著系數(shù)； q——制動強度； er ——車輪有效半徑。制動器因數(shù)可定義為在制動鼓或制動盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 16 PRTBF f? （ ） 式中： BF ——制動器效能因數(shù) fT ——制動器的摩擦力矩； R——制動鼓或制動盤的作用半徑； P——輸入力，一般取加于兩制動蹄的張開力 (或加于兩制動塊的壓緊力 )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。 通過上述對領從蹄式制動器制動蹄因數(shù)的分析與計算可以看出，領蹄由于摩擦力 對蹄支點形成的力矩與張開力對蹄支點的力矩同向而使其制動蹄因數(shù)值大，而從蹄則 由于這兩種力矩反向而使其制動蹄因數(shù)值小。它意味著此時只要施加一極小張開力 1P ，制動力矩將迅速增至極大的數(shù)值，此后即使放開 制動踏板，領蹄也不能回位而是一直保持制動狀態(tài)，發(fā)生 “自鎖 ”現(xiàn)象。 在制動過程中，襯片的溫度、相對滑動速 度、壓力以及濕度等因素的變化 會導致摩擦系數(shù)的改變。 1— 領蹄； 2— 從蹄 圖 制動蹄因數(shù) BF 及其導數(shù) dfdBFT / 與摩擦系數(shù)的關系 由圖 也可以看出，領蹄的制動蹄因數(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 的增大也使制動鼓的質(zhì) 量增加，使汽車的非懸掛質(zhì)量增加，不利于汽車的行駛的平順性。 ??? inD r = 3 1 ????? rDD mm 制動蹄摩擦片 寬度 b 、制動蹄摩擦片的包角 ? 和單個制動器摩擦面積 ?A 由 1999309/ ?TQC 《制動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列》的規(guī)定，選取制動蹄摩擦片寬度 75?b mm；摩擦片厚度 7?l mm。 綜上所述選取 領蹄 ?1101 ?? ，從蹄 ?1001 ?? 單個制動器摩擦面積 ?A ： 3 6 0/)( 21 ??? ??? DbA （ ） 式中： ?A ——單個制動器摩擦面積， mm2 D ——制動鼓內(nèi)徑， mm； b——制動蹄摩擦片寬度 ， mm； 21 ??、 ——分別為兩蹄的摩擦襯片包角，（ ? ）。 領蹄包角 ???? 352110902900 ????? ?? 從蹄包角 ???? 402100902900 ????? ?? 圖 鼓式制動器的主要幾何參數(shù) 張開力 P 的作用線至制動器中心的距離 a 在滿足制動輪缸布置在制動鼓內(nèi)的條件下，應使距離 a （見圖 ） 盡可能地大，以提高其制動效能。 后者對蹄式制動器是非常重要的各種制動器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 ~ ，少數(shù)可達 。因此，在假設的理想條件下計算制動器的制動力矩，取f = 可使計算結(jié)果接近實際值。為使質(zhì)量不致太大，制動盤厚度應取得適當小些；為了降低制動工作時的溫升，制動盤厚度又不宜過小。 摩擦襯塊內(nèi)半徑 1R 與外半徑 2R 黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 設計 2