【正文】 設(shè)計符合要求。此時由于在短時間內(nèi)熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器溫度升高。 若比值偏大，工作時襯塊的外圓與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減小，最終導(dǎo)致制動力矩變化較大。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 30 第 4 章 制動器主要零件的設(shè)計計算 與校核 制動盤 主要參數(shù)確定 制動盤直徑 D 該車選用的輪胎規(guī)格為 195/65 標(biāo)準(zhǔn) T34872021 得輪輞直徑 rD 為381mm。 若在同步制動附著系數(shù)的路面上制動，則汽車的前、后車輪同時達(dá)到抱死狀態(tài)，此時的制動強(qiáng)度 q= 0? ， 0? 為同步附著系數(shù)。 制動器所能產(chǎn)生的制動力矩，受車輪的計算力矩所制約，即： eff rFT 11 ? eff rFT 22 ? 式中 1fF為 前軸制動器的制動力， N 。 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，空滿載的同步附著系數(shù) 0?? 和 0? 應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車： ～；輕型客車、輕型貨車： ～ ；大型客車及中重型貨車： ～ 。 0? 的選擇與很多因數(shù)有關(guān)。附著條件的利用情況可用附著系數(shù)利用率 ? (或附著力利用率 )來表達(dá)， ? 可定義為： ??? qGFB ?? (3— 18) 式中 BF 為 汽車總的地面制動力， N； G 為 汽車所受重力， N； Q 為 制動強(qiáng)度。同步附著系數(shù)的計算公式是： ghLL 20 ?? ?? (3— 17) 對于前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù) ? 等于同步附著系數(shù) 0? 的路面上，前、后車輪制動器才會同時抱死。 由式 (3— 10)、式 (3— 11)和式 (3— 12)求得在任何附著系數(shù) ? 的路面上，前、后車輪同時抱死即前、后軸車輪附著力同時被充分利用的條件是： GFFFF BBff ?????2121 )/()(// 122121 ggBBff hLhLFFFF ?? ???? (3— 13) 式中 1fF為 前軸車輪的制動器制動力， N， 111 ZFF Bf ???； 2fF為 后軸車輪的 制動器制動力， N， 222 ZFF Bf ???； 1BF為 前軸車輪的地面制動力， N； 2BF為 后軸車輪的地面制動力， N； 1Z ， 2Z 為 地面對前、后軸車輪的法向反力， N； G 為 汽車重力， N； 1L ， 2L 為 汽車質(zhì)心離前、后軸距離 ,mm； gh 為 汽車質(zhì)心高度， mm。 當(dāng)制動器制動力 fF 和地面制動力 BF 達(dá)到附著力 ?F 值時，車輪即被抱死并在地面 上滑移。139。 故車輪滾動半徑為 er =（ 381+219565%） 247。由于制造工藝與成本的關(guān)系，一般中高級轎車中普遍采用前通風(fēng)盤、后普通盤的制動片。 四輪轎車在制動過程中，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%，因此前輪制動力要比后輪大。因此，散熱對 制動系統(tǒng) 是十分重要的。 在輸出同樣大小的制動力矩的條件下，盤式制動器的質(zhì)量和尺寸比鼓式要小。但由于制動鉗體是 浮動的，必須設(shè)法減少滑動處或擺動中心處的摩擦、磨損和噪聲 [6]。4— 帶磨損警報裝置的制動塊總成 。制動時在油液壓力作用下，活塞推動該側(cè)活動的制動塊總成壓靠到制動盤，而反作用力則推動制動鉗體連同固 定于其上的制動塊總成壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動塊總成受力均等為止。 鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為以下幾種： 固定鉗式盤式制動器 如圖 22 所示，在制動鉗體上有兩個液壓油缸，其中各裝有一個活塞?！?50176。制動時，當(dāng)制動盤西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 12 被兩側(cè)的制動塊夾緊時，摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動盤上的摩擦 力矩。 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兩種結(jié)構(gòu)型式。根據(jù)所選方案與參數(shù)，分析計算制動器的制動因數(shù)、摩擦襯塊的磨損特性，核算制動器熱容量和溫升等 ； 制動器主要零部件 的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 ； 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇與設(shè)計計算 ； 綜合上述設(shè)計與計算，用繪圖軟件繪制該制動器的零部件圖及總布置圖 。 1 能全天候使用。制動手柄行程應(yīng)不大于160mm～ 200mm。某些越野汽車為了防止水和泥沙進(jìn)入而采用封閉制動器的措施。此時，制動器的摩擦系數(shù)會急劇減小，使制動效能迅速下降而發(fā)生所謂的熱衰退現(xiàn)象。各項性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定和國家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對象所在國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求。 為了防止汽車發(fā)生追尾碰撞事故，一些汽車生產(chǎn)大國都在致力于車距報警及防追尾碰撞系統(tǒng)的研究。用液壓傳遞操縱力時還應(yīng)有制動主缸、制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應(yīng)有空氣壓縮機(jī)、氣路管道、儲氣罐、控制閥和制動器室。 自動制動裝置用于當(dāng)掛車與牽引汽車連接的制 動管路滲漏或斷開時，能使掛車自動制動。 駐車制動裝置用于使汽車可靠而無時間限制地停駐在一定位置甚至在斜坡上．它也有助于汽車在坡路上起步。在滿足制動法規(guī)要求及設(shè)計原則要求的前提下，提高了汽車的制動性能。 制動器的種類 汽車制動系 至少應(yīng)有兩套獨立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置；重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動裝置及輔助制動裝置，牽引汽車還應(yīng)有自動制動裝置。因為普通的手力駐車制動器也可以起到應(yīng)急制動的作用。中央制動器位于變速器之后的傳動系中，用于制動變速器的第二軸或傳動軸。前者適用于重型汽車和汽車列車，它是用電子控制方式代替氣壓控制方式，可根據(jù)制動踏板行程、車輪載荷以及制動摩擦片的磨損情況來調(diào)節(jié)各車輪的制動氣室壓力。近年來，隨著電動汽車及混合動力汽車的研制已取得突破性的進(jìn)展，制動能回收系統(tǒng)又為一些電動汽車所采用，在減速或下坡時可將驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，使之產(chǎn)生制動作用；同時可用發(fā)出的電流使蓄電池充電，以節(jié)省能源，增加電動汽車和混合動力汽車的行駛里程。 制動效能的熱穩(wěn)定性好。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動 5～ 15 次，即應(yīng)恢復(fù)其制動效能。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時，將失去操縱性；當(dāng)后輪抱死而側(cè)滑甩尾時，會失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動力矩差值超過 15％時，會在制動時發(fā)生汽車跑偏。 制動時不應(yīng)產(chǎn)生振動和噪聲。 制動器研究方案 制動器的結(jié)構(gòu)方案分析及選擇。 制動器的種類 汽車制動器按其在汽車上的位置分為車輪制動器和中央制動器。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作一些汽車的中央制動器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。 鉗盤式制動器的固定摩擦元件是兩塊帶有摩擦襯塊的制動塊，后者裝在以螺栓固定于轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上的制動鉗體中。其工作原理如摩擦離合器，故又稱為離合器式制動器。其浮動方式有兩種，一種是制動鉗體可作平行滑動；另一種是制動鉗體可繞一支承銷擺動 (見圖 23)。 (a)滑動鉗式盤式制動器 (b)擺動鉗式盤式制動器 1— 制動盤 。 浮動鉗式盤式制動器只在制動盤的一側(cè)裝油缸，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可以將制動器進(jìn)一步移近輪轂，同一組制動塊可兼用于行車和駐車制動。 制動穩(wěn)定性好。 能方便地實現(xiàn)制動器磨損報警，以便及時更換摩擦襯塊。 [3] 當(dāng)然，盤式制動器也有自己的缺陷。 普通盤式我們比較容易理 解，就是實心的。在有關(guān)的整車總布置參數(shù)及制動器結(jié)構(gòu)型式確定之后，根據(jù)已給參數(shù)并參考已有的同等級汽車的同類型制動器，初選制動器的主要參數(shù)，并據(jù)以進(jìn)行制動器結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計；然后進(jìn)行制動力矩和磨損性能的驗算，并與所要求的數(shù)據(jù)比較，直到達(dá)到設(shè)計要求。2L =1635mm； 滿載時， 1L =1345mm， 2L =1370mm 空 、 滿載時的軸荷分配 空載時 ， 前軸負(fù) 荷： kgkgWLLG 85714232715163539。即 fF 取決于制動器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動踏板力即制動系的液壓或氣壓成比例。 由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為 ： ??? )()( 221 ggB qhLLGLhFLLGF ???? (3— 11) ??? )()( 112 ggB qhLLGLhFLLGF ???? (3— 12) 上式表明：汽車在 附著系數(shù) ? 為任意確定值的路面上制動時，各軸附著力即極西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 21 限制動力并非為常數(shù)，而是制動強(qiáng)度 q 或總制動力 BF 的函數(shù)。 同步附著系數(shù)計算 式 (3— 15) 可表達(dá)為： ????112ffFF (3— 16) 上式在圖 3— 3 中是一條通過坐標(biāo)原點且斜率為 (1? )/? 的直線，它是具有制動器制動力分配系數(shù)為 ? 的汽車的實際前、后制動器制動力分配線，簡稱 ? 線。 為了防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動過程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無任何車輪抱死時的制動減速度，為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。因此各類轎車和一般載貨汽車的 0? 值有增大的趨勢。此外， 0? 的選擇還與汽車的操縱性、穩(wěn)定性的具體要求有關(guān)，與汽車的載荷情況也有關(guān)。 制動器最大制動力矩 最大制動力是在滿載時汽車附著質(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 1Z , 2Z 成正比。 因為所選取的車型為 雅閣 乘用轎車，所遇道路路面較好，同步附著系數(shù)也較高。 如表 32 所示： 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 28 表 32 空、滿載時 f? 、 r? 的值 ? 空載 滿載 0f? 0r? 1f? 1r? 制動效率 Ef 、 Er 前軸制動效率 LhLLqE gfff //2??? ??? (3— 26) 后軸制動效率 ? ?LhLLqE grrr /1 /1 ??? ???? (3— 27) 分別取 ? ＝ 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，把所給的技術(shù)參數(shù)代入公式 3— 25 和公式 3— 26，在 ?? 時求 Ef 、 Er 在不同路面附著系數(shù)下的值。制動盤可以做成實心的，或者為了散熱通風(fēng)的需要在制動盤中間鑄出通風(fēng)孔。但試驗表明，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。雙軸汽車的單個 前輪制動器和單個后輪制動器的比能量耗散率分別為： ?? ? ??12 )(2122211 At vvme a (4— 5) )1(22 )(2122212 ?? ??? ? At vvme a (4— 6) )( sj vvt ????? (4— 7) 式中 ?為 汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； am 為 汽車總質(zhì)量， am =1505Kg； 1v ， 2v 為 汽車緊急制動初速度與終速度， m／ s；計算時轎車取1001?v km/h()， 2v =0； j 為 制動減速度， 2/ms ，計算時取 j=； t 為 制動時間， s； 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 34 ? ? 21, AA 為 單個前、后 制動器總的襯塊摩擦面積， 2cm ； ? 為 制動力分配系數(shù)， ? =。 求得： 前輪實際制動力矩 為 ???? )(324424 31321211 21 ffRRf RRfpdR dRfpT ???? ? ?? m2 6 3 83 0 9 2m a x1 NTNm f ??? 后輪實際制動力矩 為 ???? )(324424 31322222 21 rrRRf RRfpdR dRfpT ???? ? ?? NmT f 1 1 8 51 7 5 3m a x2 ??? 故設(shè)計符合要求。 表 4— 2 制動器摩擦襯塊摩擦面積 汽車類別 汽車總質(zhì)量 ma /t 單個制動器總的襯塊摩擦面積 ? 2/cmA 轎車 — 100— 200 — 200— 300 — 120— 200 — 150— 250 客車與貨車 — 250— 400 — 300— 650 — 550— 1000 — 600— 1200 制動器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評價指標(biāo)。如圖 4— 1 所示： 圖 4— 1 鉗盤式制動器的作用半徑計算用圖 前制動器摩擦襯塊平均半 徑： 2 21 ffmf RRR ??=127mm； 后制動器摩擦襯塊平均半徑： 2 21 rrmr RRR ??=120mm 摩擦襯塊有效半徑 盤式制動器的計算用簡圖如圖 4— 3