【正文】 汽車必需的制動力 并把它們適當(dāng)?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。 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(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)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。 領(lǐng)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。因此作為輕型商用車前制動器采用浮動前盤式制動器。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 )。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(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(shè)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(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計 7 ～ ，因而制動氣室的直徑必須設(shè)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。 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(yīng)比開式的快。 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。 （ 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。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(yīng)性。 HI， LL， HH 型的結(jié)構(gòu)均較復(fù)雜。 當(dāng) 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(dāng) 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(dāng) 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。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(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計 12 的 0? 值均有增大趨勢。 此時 ?q ， )( 0 ???? ?q 符 合 GB12676—1999 的要求。當(dāng) 0??? 時，相應(yīng)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。 a， b， c， h， R 及 ? 為結(jié)構(gòu)尺寸，如圖 所示。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(lǐng)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。 1— 領(lǐng)蹄； 2— 從蹄 圖 制動蹄因數(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)蹄的制動蹄因數(shù)雖大于從蹄，但其效能穩(wěn)定性卻比從蹄 差。 ??? 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。 領(lǐng)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(yīng)使距離 a （見圖 ） 盡可能地大，以提高其制動效能。因此，在假設(shè)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。 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 22 推薦摩擦襯塊的外半徑 2R 與內(nèi)半徑 1R 的比值不大于 。 由于制動鼓剛性對制動蹄運動的限制，則其徑向位移分量將受壓縮，徑向壓縮為AC cosAC AB ?? 39。按照理論分析，如果知道摩擦襯片的磨損 特性，也可確定摩擦襯片磨損后的壓力分布規(guī)律。 假設(shè) 鼓式制動器中制動蹄只具有一個自由度運動， 由此可得 ： （ 1） 定出制動器基本結(jié)構(gòu)尺寸、摩擦片包角及其位置布置參數(shù)，并規(guī)定制動鼓旋轉(zhuǎn)方向 ； （ 2） 參見 節(jié)確定制動蹄摩擦片壓力分布規(guī)律，令 ?sin0qq? ； （ 3） 在張開力 P 作用下，確定最大壓力 0q 值 。 由制動鼓作用在 摩擦襯片單元面積的法向力為： ??? dbRqq b R ddN s inm a x?? () 而摩擦力 fdN 產(chǎn)生的制動力矩為 ??dfbRqd N f RdT Tf s in2m a x?? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計 27 在由 ?? 至 ?? 區(qū)段上積分上式，得 )c o s( c o s2m a x ?? ????? fbRqT Tf () 當(dāng)法向壓力均勻分布時， ?bRdqdN p? )(2 ?? ????? fbRqT pTf () 式（ ）和式（ ）給出的由壓力計算制動力矩的方法，但在實際計算中采用由張開力 P 計算制動力矩1TfT的方法則更為方便。39。39。2 )2s i n2s i n2()2c o s2( c o s)c o s( c o s4 ???????? ?????? aR () =22 )50s i n250s i n180/1002()250c o s50( c o s)125c o s25( c o ?????????????? ??? ?= 由于設(shè)計 ?? 和 ?? 相同，因此 ? 和 ? 值也近似取相同的。 圖 盤式制動器計算用圖 圖 鉗盤式制動器作用半徑計算用圖 對于常見的扇形摩擦襯塊，如果其徑向尺寸不大，取 R 為平均半徑 mR 或有效半徑 eR 已足夠精確。 汽車的制動過程是將其機械能 (動能、勢能 )的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。 在緊急制動到 02?v 時，并可近似地認為 1?? ，則有 ?1211 221 tAvme a?? )1(221 2212 ???? tAvme a () 鼓式制動器的比能量 耗損率以不大于 ，但當(dāng)制動初速度 1v 低于式()下面所規(guī)定的 1v 值時，則允許略大于 ，盤式制動器 比能量耗損率以不大于 。制動鼓的材料與摩擦襯片的材料相匹配，應(yīng)能保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。制動鼓在閉口一側(cè)可開小孔，用于檢查制動器間隙。 因此， 本設(shè)計 制動蹄 采用 熱軋鋼板沖壓 —焊接制成，制動蹄腹板和翼緣的厚度分別取 5mm和 6mm。為了使具有支承銷的一個自由度的制動蹄的工作表面與制動鼓的工作表面同軸心，應(yīng)使支承位置可調(diào)。 制動輪缸 是液壓制動系采用的活塞式制動蹄張開機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，在車輪制動器中布置方便。 制動盤一般由珠光體灰鑄鐵制成，其結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮帽形兩種。制動鉗體應(yīng)有高的強度和剛度。制動塊背板由鋼板制成。 制動塊的厚度取 14mm。為了減少傳給制動液的熱量，多將杯形活塞的開口端頂靠制動塊的背板。為了改 善冷卻，有的鉗盤式制動器的制動盤鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤，可大大增加散熱面積，但盤的整體厚度較大 。其缸筒為通孔，需搪磨。支承銷由 45 號鋼制造并高頻淬火。制動底板承受著制動器工作時的制動反力矩，故應(yīng)有足夠的剛度。 制動蹄 轎車和輕型、微型 貨車的制動蹄廣泛采用 T 形型鋼輾壓或鋼板沖壓 —焊接制成；大噸位貨車的制動蹄則多用鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁合金制成。 （ a）鑄造制動鼓；（ b），（ c）組合式制動鼓 1— 沖壓成形輻板； 2— 鑄鐵鼓筒； 3— 灰鑄鐵內(nèi)鼓； 4— 鑄鋁臺金制動鼓 圖 制動鼓 制動鼓相對于輪轂的對中如圖 所示，是以直徑為 cd 的圓柱表面的配合來定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動鼓內(nèi)工作表面，以保證兩 者的軸線重合。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計 33 18406021221 21 211 ????? ????? ?tA vme a W/mm2 18406021)1(221 22 212 ????? ?????? ?tA vme a W/mm2 因此，符合磨損和熱的性能指標(biāo)要求。此黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計 32 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。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計 31 根據(jù)圖 ，在任一單元面積只 ?dRdR 上的摩擦力對制動盤中心的力矩為?dRdfqR2 ，式中 q 為襯塊與制動盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動塊作用于制動盤上的制動力矩為 ???? )(322 313221 21 RRfqd R df q RT RR ??? ? ?? 單側(cè)襯塊給予制動盤的總摩擦力為 ???? )( 212221 RRfqd R df q RfN RR ??? ? ?? 得有效半徑為 )2]()(1[34322 21221 212122 3132 RRRR RRRR RRfNTR fe ????????? 令 mRR?21，則有 me RmmR ])1(1[34 2??? （ ） 因 121 ?? RRm ， 41)1( 2 ??mm ，故 me RR ? 。11 )s in( c o s/ ???? ffcfhB ??? = ? ?1 8 )10s i ( c o s1 2 3 ??????? = ? ?22239。39。39。 如果已知制動蹄的幾何參數(shù)和法向壓力的大小，便可算出蹄的制動力矩。把所有的作用力對 O? 點取矩，可得 ph=?21 0?? q RMsin 2 ? d? ?21 0?? fq R(RMcos? )sin? d? （ ） 據(jù)此方程式可求出 0q 的值 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 設(shè)計 24 圖 作為磨損函數(shù)的壓力分布值 通過分析計算所得壓力分布規(guī)律如圖 所示。39。 取摩擦襯塊外半徑 mmR 1702 ? ，內(nèi)半徑 mmR 1201 ? ?? RRm 則 ? ? 2 ??? mm 摩擦襯塊 半徑選取符合要求。 盤式 制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 制動盤直徑 D 制動盤直徑 D 希望盡量大些，這時制動盤的有效半徑得以增大 ，就可以降低制動鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。 摩擦片摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時，不僅希望起摩擦系數(shù)要高些，而且還要求其熱穩(wěn)定性好，受溫度和壓力的影響小。再減小 ? 雖有利于散熱，但由于單位壓力過高將加速磨損。由于盤式制動器的制 動器因數(shù)對摩擦系數(shù)的導(dǎo)數(shù) ( dfdBFT / )為常數(shù)， 因此其效能穩(wěn)定性最好。領(lǐng)蹄的 1TBF 和 dfdBFT /1 隨 f 的增大而急劇增大的現(xiàn)象稱為自行增勢作用。這時制動器將自鎖。 制動器因數(shù) 和制動蹄因數(shù) 制動器因數(shù)又稱為制動器效能因數(shù)。 此時求得： ??