【正文】 ........... 24 摩擦襯塊的磨損特性計算 ..................................... 24 參考文獻 .......................................................... 27 致 謝 ........................................................... 28 附錄 .............................................................. 29 中國農(nóng)業(yè)大學學士論文 第 1章 緒論 1 第 1 章 緒論 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、也是運用得最方便的交通工具。 I 摘 要 Formula SAE比賽由美國車輛工程師學會（ SAE）于 1979年創(chuàng)立，每年在世界各地有 600余支大學車隊參加各個分站賽， 2021年將在中國舉辦第一屆中國大學生方程式賽車，本設計將針對中國賽程規(guī)定進行設計。汽車制動系統(tǒng)是汽車底盤上的一個重要系統(tǒng)，它是制約汽車運動的裝置，而制動器又是制動系中直接作用制約汽車運動的一個關鍵裝置，是汽車上最重要的安全件。 1）它必須有兩套獨立的液壓回路，以防系統(tǒng)泄漏或失效時，至少在兩輪上還保持有有效的制動力。（新內(nèi)容） 制動測試 剎車系統(tǒng)將在動態(tài)中測試。 剎車燈 1）賽車必須配備有至少 15w，或可以從后面看等效的清晰可見的紅色剎車燈。一般摩擦式制動器按旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。汽車倒車時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應得使領蹄與從蹄也就相互對調(diào)了。 雙領蹄式制動器有高的正向制動效能，但倒車時則變?yōu)殡p從蹄式，使制動效能大降，這種結(jié)構(gòu)經(jīng)常用于中級轎車的前輪制動器，這是因為這類汽車前進制動時，前軸的動軸荷及附著力大于后軸，而倒車時則相反。對雙向增力式制動器來說不論汽車前進制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。 ?定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪相連并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。 綜合以上優(yōu)缺點最終確定本次設計采用前后盤式制動器，且均為浮鉗盤式制動器。但其有限的力傳動比限制了它在汽車上的適用范圍。 2)氣頂液式制動系 氣頂液式制動系是動力制動系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源的一種制動驅(qū)動機構(gòu)，它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點。 根據(jù)賽規(guī)及經(jīng)驗要求，確定本次設計采用 簡單液壓制動。對于這種形式，若后制動回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動能力。 LL型和 HH型在任一回路失效時，前后制動力比值均與 中國農(nóng)業(yè)大學學士論文 第 2章 制動系統(tǒng)方案論證分析與選擇 11 正 常情況下相 同，剩余總制動力可達正常值的 50%左右。 當踏下制動踏板時，踏板傳動機構(gòu)通過推桿推動后缸活塞前移，到皮碗掩蓋住旁通孔后，此腔液壓升高?；钊耆珡臀缓螅酝滓验_放，由制動管路繼續(xù)流回主缸而顯多余的油液便可經(jīng)前、后缸的旁通孔流回儲液室。大大的提高了工作的可靠性。地面作用于前、后輪的法向反作用力為 ）gZ1 ( hbLGF ??? （ 31） )(gZ2 haLGF ??? （ 32） 前后輪同時抱死制動時地面對前、后輪法向反作用力的變化如表 所示 表 前后輪同時抱死地面對前、后輪法向反作用力的變化 φ /NZ1F /NZ2F /GZ1F /GZ2F 0 1474 1662 47% 53% 1533 1603 49% 51% 1592 1544 51% 49% 1650 1486 53% 47% 1709 1427 55% 46% 1768 1368 56% 44% 1827 1309 58% 42% 1886 1250 60% 40% 1944 1192 62% 38% 2021 1133 64% 36% 2062 1074 66% 34% 中國農(nóng)業(yè)大學學士論文 第 3章 制動系統(tǒng)設計計算 14 制動器有關計算 確定前后制動力矩分配系數(shù) ? 根據(jù)公式：g0 h bL ?? ?? （ 33） 得到： ?????? L bh?? （ 34） 制 動器制動力矩的確定 應急制動時，假定前后輪同時抱死拖滑，此時所需的前橋制動力矩為 egμ1 )( rhbLGM ???? （ 35） 式中， G 為賽車重力； L 為軸距； a 為汽車質(zhì)心到前軸的距離； gh 為汽車質(zhì)心的高度； ? 為附著系數(shù)； er 為輪胎有效半徑。在高速運動下緊急制動 , 制動盤會形成熱變形 , 產(chǎn)生顫抖。 圖 31 摩擦襯塊 4） 摩擦襯塊工作面積 對于盤式制動器襯塊工作面積 A，推薦根據(jù)制動襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在2kg/ ? 范圍內(nèi)選用。當前國產(chǎn)的制動摩擦片材料在溫度低于 250℃時，保持摩擦系數(shù) f =～ 已無大問題。 應當指出，若 m 過小，即扇形的徑向?qū)挾冗^大，襯塊摩擦面上各不同半徑處得滑磨速度相差太遠，磨損不均勻，因為單位壓力分布均勻這一假設條件不能成立，則上述計算方法也就不適用。本次設計采用的材料為 HT活塞由鋁合金制造。制動主缸應有的工作容積為 VVV ???0 ,式中 V? 為制動軟管的變形容積。 制動踏板力 pF 和制動踏板工作行程 pS 制動踏板力 pF 為： )1(14 p0p2 ?? ipdF ? (47) 式中， 0d 為制動主缸活塞直徑； p為制動管路的液壓； pi 為探班機構(gòu)的傳動比； ? 為踏板機構(gòu)及液壓主缸的機械效率，可取 ? =～ pi =4， ? =. 制動踏板力 應滿足以下要求；最大踏板力一般為 500N（乘用車）或 700N（商用車）。此外，作用在制動手柄上最大的力，對乘用車不大于 400N，對商用車不大于 600N。制動距離越小，制動減速度越大，汽車的制動效能就越好。影響方向穩(wěn)定性包括制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。側(cè)滑是指汽車制動時某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動的現(xiàn)象。 根據(jù)給定參數(shù)和及制動力分配系數(shù)，應用 EXCEL編制出制動力分配曲線如下： 1） 當 I線與 β線相交時， 即 0??? =， 即 前后 輪同時抱死。39。能量負荷越大，則襯片（襯塊）的磨損越嚴重。乘用車的盤式制動器在同上的 1v 和 j 的條件下，比能量耗散率應不大于 。與之相應的襯片與制動鼓之間的平均單位壓力 ffp om /? =～ 2/mmN （設摩擦因素 f =～ ）。 感謝負責我們答辯的幾位專業(yè)課老師，因為有了你們所教授的專業(yè)知識 ，我們才能夠?qū)W以致用。在設計之中，我也碰到許多的困難和疑惑，是張紅老師的指點迷津，讓我恍然大悟。單個車輪制動器的比摩擦力為 RAMf μ0 ? （ 59） 式中， μM 為單個制動器的制動力矩； R為制動鼓半徑（襯塊平均半徑 mR 或有效半徑 eR ）； A為單個制動器襯片（襯塊）摩擦面積。 在緊急制動到停車的情況下， 2v ，并可認為 1?? ，故 ?111 4 2tAvme a? (54) )1(4221a2 ??? tAvme （ 55） 據(jù)有關文獻推薦，鼓式制動器的比能量耗散率比不大于 ，計算時取減速度?j 。此時，由于制動時間很短，實際上熱能還來不及逸散到大氣中就被制動器所吸收，致使制動器溫度升高。此時 ggj ??? bm a x2)2 39。 3） 前后輪同時抱死拖滑。 前者是由于制動調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。則汽車將偏離原來的路徑。 制動效能 制動效能 是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。 為了避免空氣侵入制動管路，在計算制動主缸活塞回位彈簧時，應保證踏板放開后，制動管路中仍保持 ～ 的殘余壓力。 所以 30O 4dV ?? 19. 35m m43 00 ?? ?Vd (46) 主缸的直徑 od 應符合 QC/T3111999中規(guī)定的尺寸系列，具體為 19mm、 22mm、 28mm、32mm、 35mm、 38mm、 40mm、 45mm。因此取前輪制動輪缸直徑為 32mm. 同理，后輪制動輪缸直徑 25m 1010 15554 6 ?????d。輪缸的缸體由灰鑄鐵 HT250制成。為了改善冷卻效果，鉗盤式制動器的制動盤有的鑄成中間有徑向通風槽的雙層盤這樣可大大地增加散熱面積，降低溫升約2030%，但盤得整體厚度較厚。 平均半徑 mR 為 962 771152 21 ????? RRRmmm 式中， 1R 和 2R 為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈中國農(nóng)業(yè)大學學士論文 第 3章 制動系統(tǒng)設計計算 16 差。若此比值偏大，工作時襯塊的外緣與內(nèi) 側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終導致制動力矩變化大。制動盤可以做成實心的，或者為了散熱通風的需要在制動盤中間鑄出通風孔道。 根據(jù)相關資料查出賽車 0? =，故取 0? =。但在后缸活塞直接頂觸前缸活塞時，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液壓而制動。此時進油腔液壓高于壓油腔，因而進油腔的油液便從前、后缸活塞的前密封皮碗的邊緣與缸壁間的間隙流入各自的壓油腔以填補真空。在主缸前、后工作腔內(nèi)產(chǎn)生的油壓分別經(jīng)各自的出油閥和各 自的管路傳到前、后輪制動器的輪缸。這時，不平衡的制動力使車輪反向轉(zhuǎn)動，改善了汽車的穩(wěn)定性。 5） 雙半軸對雙半軸（ HH）型，每個回路均只對每個前、后制動器的半數(shù)輪缸起作用。因此，在中級以上的轎車及輕、中型客、貨汽車上得到了廣泛的應用。 1)氣壓制動系 氣壓制動系是動力制動系最常見的型式，由于可獲得較大的制動驅(qū)動力，且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng) 的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單、連接和斷開均很方便，因此被廣 用于總質(zhì)量為 8t以上尤其是 15t 以上的載貨汽車、越野汽車和客車上，但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機、儲氣筒、制動閥等裝置，使其結(jié)構(gòu)復雜、笨重、輪廓尺寸大、造價高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢， 作用滯后時間較長（ ),因此，當制動閥到制動氣室和儲氣罐的距離較遠時，有必要加設啟動的第二控制元件 繼動閥（即加速閥）以及快放閥；管路工作壓力較低（一半為 )。 液壓式的簡單制動系統(tǒng)通常稱為液壓制動系，用于行車制動裝置。 7）襯塊與制動盤間的間隙小，縮短了制動協(xié)調(diào)時間。 圖 25 雙向增力式制動器 盤式制動器 盤式制動器按摩