【正文】 柱 面上。 （五） 單向增力式制動(dòng)器 單向增力式制動(dòng)器如圖 (e)所示，兩蹄的下端以頂桿連接，第二制動(dòng)蹄支承在其上端制動(dòng)底板上的支承銷上。它屬于非平衡式制動(dòng)器。對(duì)于雙向增力式制動(dòng)器來說，不論汽車前進(jìn)制動(dòng)或者倒車制動(dòng)，該制動(dòng)器均為增力式制動(dòng)器。 現(xiàn)在在社會(huì)上出售以及使用的新寶來轎車均采用盤式制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)形式，所以本論文中只對(duì)其盤式制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與說明，鼓式制動(dòng)不再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)說明 長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第四節(jié) 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及其選擇 汽車制動(dòng)器幾乎均為機(jī)械摩擦式的，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)力矩使汽車減速停車。 （一） 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式和選擇 按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)來分，盤式制動(dòng)器分為鉗盤式制動(dòng)器和全盤式制動(dòng)器。制動(dòng)塊的摩擦襯塊與制動(dòng)盤的接觸面積比較小，這樣的盤式制動(dòng)器又被叫做點(diǎn)盤式制動(dòng)器。在日常生活中用途比較廣泛的是全盤式制動(dòng)器，以便能夠獲得較大的制動(dòng)力，如圖 所示。當(dāng)放松制動(dòng)踏板使油液壓力變小時(shí)，回位彈簧將兩制動(dòng)塊總成及活塞推離制動(dòng)盤。 （三） 浮動(dòng) 鉗盤式制動(dòng)器 浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。 浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤的一側(cè)裝油缸，結(jié)構(gòu)簡單，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，而且這種結(jié)構(gòu)散熱好。這是因?yàn)槟Σ烈r塊與制動(dòng)盤之間沒有摩擦增力作用；其次，制動(dòng)摩擦襯塊的尺寸不大，其摩擦面的面積僅占制動(dòng)盤表面積的 12%16%，所以散熱性較好。由于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩與其制動(dòng)油缸的活塞推力及摩擦系數(shù)成線性關(guān)系，還由于無自行增勢(shì)作用，因此在制動(dòng)過程中制動(dòng)力矩的增長和緩， 從而保證了較高的制動(dòng)穩(wěn)定性。 7．摩擦襯塊與制動(dòng)盤間的間隙較小，所以這樣就縮短了油缸活塞的操作時(shí)間，這樣就有可能使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳動(dòng)比增大。 盤式 制動(dòng)器的缺點(diǎn)是難于完全防止塵污和銹蝕，兼做駐車制動(dòng)時(shí)，所需附加的駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，另外由于無自行增力作用，制動(dòng)效能降低。 行車制動(dòng)：行車制動(dòng)裝置用作強(qiáng)制行駛中的汽車減速 或停車，并使汽車在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。應(yīng)急制動(dòng)裝置不必是獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng)，它可利用行車制動(dòng)裝置或駐車制動(dòng)裝置的某些制動(dòng)器件。 2． 按制動(dòng)操縱能源分類 制動(dòng)系統(tǒng)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)等?，F(xiàn)多采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)采用液壓式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 （ 1） 具有足夠的行車制動(dòng)效能和駐車制動(dòng)效能。為此，汽車至少應(yīng)有行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，且他們的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也是獨(dú)立的，而行車制動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路，當(dāng)其中一套失效時(shí)，令一套應(yīng)保證汽車制動(dòng)效能不低于正常值的 30％，駐車制動(dòng)裝置應(yīng)采用工作可靠的機(jī)械式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。此時(shí)摩擦副的摩擦系數(shù)會(huì)急劇下降減小，使制動(dòng)效能下降，即發(fā)生所謂的熱衰退現(xiàn)象。即以任何速度制動(dòng)，汽車均不應(yīng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。 作用滯后的時(shí)間應(yīng)盡可能的短 制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲。氣溫高時(shí)液壓制動(dòng)管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時(shí)，制動(dòng)管路不應(yīng)有結(jié)冰現(xiàn)象。 令制動(dòng)器制動(dòng)力 Ff = Tf / re （ 22） Ff的方向與 FB相反，大小相等，且 Ff僅由制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，并與制動(dòng)踏板力成正比。 圖 所示為汽車水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力情況。 根據(jù)上述受力分析，考慮到汽車制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移及 G=mg，式中 g為重力加速度，則可求汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前后軸車輪的法向反力： 長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 Z1 = )(2 dtdughLLG g? Z2 = )(1 dtdughLLG g? 因?yàn)?dtdu =qg， q 為制動(dòng)強(qiáng)度，則汽車制動(dòng)時(shí)水平低面對(duì)車輪的法向反力為： Z1 = )(2 gqhLLG ? Z2 = )(1 gqhLLG ? 若在附著系數(shù)φ = 的路面上制動(dòng)，前后輪均抱死（同時(shí)抱死或先后抱死），此時(shí)為最大制動(dòng)強(qiáng)度的情況，汽車總的地面制動(dòng)力等于前后軸車輪總的附著力，有： FB = Fφ = Gφ = mdtdu 或 dtdu = gφ 代入式（ ），得到這種制動(dòng)情況下前后輪所受的地面法向作用力為： Z1 = )(2 ghLLG ?? Z2 = )(1 ghLLG ?? 代入數(shù)據(jù) 1 2 3 9 *1 2 6 5 ??G N ?L ?L1 ?L m 得到： Z1 = ， Z2 = ； 前后車輪同時(shí)抱死即前后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件為： Ff1 = FB1 = Φ Z1 = Ff2 = FB2 = Φ Z2 = 式中： Ff1 、 Ff2—— 前、后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力。 分析表明，只有在φ =φ 0的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 根據(jù)式（ 211），可以計(jì)算出制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力： NfRTN f 3428 **2 52 11 ??? NfRTN f 67 72 **2 862 22 ??? 長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第三章 制動(dòng)器參數(shù)及其選擇 第一節(jié) 制動(dòng)盤參數(shù)確定 （一）制動(dòng)盤直徑 D 制動(dòng)盤直徑 D 希望盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得以增大，就可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。 所以輪輞直徑＝ 381 ㎜ 前輪制動(dòng)盤直徑：D=381*%=280 ㎜ 制動(dòng)盤厚度 h： 制動(dòng)盤厚度 h 直接影響著制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。具有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤的兩個(gè)工作面之間的尺寸，即制動(dòng)盤的厚度取為 20mm～ 50mm，但多采用20mm～ 30mm。若此比值偏大，工作時(shí)摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會(huì)圖 通風(fēng)式制動(dòng)盤 長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 不均勻，接觸面積將減小，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。 ?? 360 根據(jù)所需面積， ?? 80取 A=∏ 4=58992 ㎜ 2 1265kg∕ 2cm =∕ 2cm ，符合要求。為了避免制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量傳給制動(dòng)鉗和減小制動(dòng)噪聲，可在摩擦襯塊與背板之間或在背板后粘一層隔熱減震墊（膠）。 當(dāng)今，在制動(dòng)器中廣泛采用模壓材料，以石棉纖維為主并與樹脂粘結(jié)劑、調(diào)整摩擦材料的填充劑與噪聲消除劑等混合后，在高溫下模壓成型。 長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 第四章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 第一節(jié) 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算 試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)盤的材質(zhì)及加工情況，以及襯塊本身材質(zhì)等是影響磨損的重要因素。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(dòng)力的任務(wù)。 制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。比能量耗散率過高，不僅會(huì)加快制動(dòng)摩擦塊的磨損，而且有可能使制動(dòng)盤更早發(fā)生龜裂。附著條件的利用情況可以用附著系數(shù)利用率表示，為 ??? qGFB ?? （ 44） 其中 BF 為總的地面制動(dòng)力?？傻茫? ? ? gB hL GLF ?? ???? 02 2， ? ? ghL Lq ?? ???? 02 2 ， ? ? ghL L ??? ??? 02 2 （ 411） 當(dāng) 0??? 時(shí)，可能得到的最大總制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，即22 ?FFB ? 。就是說，只有在 0??? 的路面上，地面的附著條件才能被充分地利用。 附著效率 iE 是制動(dòng)強(qiáng)度 q 和利用附著系數(shù) i? 之比。由于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)與摩擦系數(shù)的導(dǎo)數(shù)為常數(shù)，因而其效能穩(wěn)定性最好。所以液壓制動(dòng)曾廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的商用車長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 上。 在前盤后鼓的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)中，由于盤式制動(dòng)器制動(dòng)器 制動(dòng)塊與制動(dòng)盤之間的間隙較小，且油缸活塞的回位僅靠橡膠密封圈的彈力而無強(qiáng)力的回位彈簧，所以盤式制動(dòng)器開始起制動(dòng)作用與制動(dòng)壓力開始升高幾乎是同時(shí)發(fā)生。 目前采用雙回路液壓制動(dòng)系幾乎均為伺服制動(dòng)系或動(dòng)力制動(dòng)系，但在一些微型轎車或輕型轎車上為使結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，當(dāng)制動(dòng)踏板 力不超出司機(jī)體力范圍的情況下，也有一些汽車僅采用雙腔制動(dòng)主缸的雙回路液壓制動(dòng)系，而并非為伺服或動(dòng)力制動(dòng)系。 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)塊施加的張力 F 與輪缸直徑 d 和制動(dòng)管路壓力 p 的關(guān)系為 )(4 Pd F ?? （ 51） 在本設(shè)計(jì)中 4F 為前后橋制動(dòng)力的總和，即 制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過 10 PMa~12MPa，對(duì)盤式制動(dòng)器可在高一些。 mmV ? 第三節(jié) 制動(dòng)主缸直徑與工作容積 在雙回路制動(dòng)系統(tǒng)中采用串列雙腔主缸組成的雙回路液壓制動(dòng)系統(tǒng)。 制動(dòng)主缸的直徑應(yīng)符合 GB752487 的尺寸系列，主缸直徑的尺寸系列為 長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 ， 16， ， 19， ， 22， 24， 26， 28， 30， 32， 35， 38， 42，46mm. 制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積 39。 mmV M ? 主缸活塞直徑 md 和活塞行程 ms 的可有下式確定： 24m m mV d s?? （ 55） 一般 (0 .8 ~ 1 .2 )mmsd? 取 mm ds ? 則 34 ?mm Vd ? mmd m ?? 主缸的直徑 md 應(yīng)符合 QC/T31111999中規(guī)定的尺寸系列，具體為 19mm、22mm、 26mm、 28mm、 32mm、 35mm、 38mm、 40mm、 45mm. 所以本設(shè)計(jì)采用直徑為 28mm 的制動(dòng)主缸。 制動(dòng)踏板工作行程 px 為 12()p p m m mx i s ??? ? ? （ 58） 式中： 1m? —— 主缸中推桿與活 塞間的間隙，一般取為 ~2mm。制動(dòng)器調(diào)整正常時(shí)的踏板工作行程 px 約為踏板全行程的 40%~60%，以便保證在制動(dòng)管路中獲得給定的壓力。此外，作用在制動(dòng)手柄上的圖 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算用簡圖 長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 力對(duì)轎車不應(yīng)超過 400N；對(duì)貨車不應(yīng)超過 600N。 第五節(jié) 液壓制動(dòng)管路 事實(shí)上，現(xiàn)在的汽車大部分已不再使用單回路制動(dòng)系統(tǒng)，而廣泛的使用雙回路制動(dòng)系統(tǒng)。其他幾種型式結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜，其中 HI型和 LL 型只適用于前輪制動(dòng)器為雙油缸結(jié)構(gòu)的汽車， HH 型只適用于前、后輪制動(dòng)器均為雙油缸結(jié)構(gòu)的汽車。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)起作用的車輪的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車失去方向穩(wěn)定性。以前只是比較浮淺的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為制動(dòng)系統(tǒng)只是簡 簡單單的一個(gè)制動(dòng)鉗而已。幾乎已經(jīng)成為乘用車的標(biāo)配。合理的制動(dòng)系統(tǒng)都應(yīng)在規(guī)定的值之內(nèi)。如新寶來前盤直徑 D＝ 280mm。后輪實(shí)心制動(dòng)盤直徑 280mm，厚度 16mm。它通過對(duì)汽車車輪的控制來實(shí)現(xiàn)汽車滑移率和滑轉(zhuǎn)率的控制，從而使汽車保持在最佳的路面附著系數(shù)利用狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)汽車良好的制動(dòng)性能和操穩(wěn)性能。應(yīng)該說，無論是從選題到開始著重查找制動(dòng)器的工作原理、結(jié)構(gòu)特征的資料，乃至到最后畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成， 楊 老師都對(duì)我進(jìn)行了詳細(xì)的講授和無微不至的關(guān)心。 長春 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 參考文獻(xiàn) [1] 齊曉杰，趙晨光，李延臣編著 .汽車制動(dòng)系統(tǒng) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2020. 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