【正文】 7) 劉聰：東風 重型貨車制動系統(tǒng)設計 22 式中 ： xbF —— 汽車總的地面制動力； G—— 汽車所 受重力； z —— 制動強度。 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 1zF , 2zF 成正比。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 25 4 制動器的結(jié)構(gòu)及主要零部件設計 制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 制動鼓內(nèi)徑 D 輸入力 0F 一定時，制動鼓內(nèi)徑越大，則制動力矩越大，且散熱能力也越強。摩擦襯片寬 b 和包角 便決定了襯片的摩擦面積 A ，而 A =Rb ，制動蹄各蹄總的摩擦面積 越大則單位壓力愈小從而磨損 特性愈好。 制動器中心到張開力 0F 作用線的距離 e 在滿足制動輪缸或凸輪能夠布置在制動鼓內(nèi)的條件下，應使距離 a盡可能地大，以提高起制動效能，初步設計時可暫取 Re ? 左右。初步設計可 取 a = 。 初選 AP =1400/2=700cm2 摩擦襯片起始角 o? 摩擦襯片起始角 o? 如圖 51 所示。制動鼓應有足夠的壁厚，用來保證有較大的剛度和熱容量，以減少制動時的溫度。 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 11u u eT Fr? （ 329） 22euuT F r? 式中 ： 1uF — 前軸制動器的制動力， 11 zuFF?? ； 2uF — 后軸制動器的制動力， 22 zuFF?? ； 1zF — 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 2zF — 作用于后軸車輪上的地面法向反力； er — 車輪有效半徑。 取 ? =1，則 z =? = 0? = 在 ?? 的范圍內(nèi)，必須滿足 z? +(? )。 (3)當 0??? ，制動時汽車前、后輪同時抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力。2? — 制動器制動力增 長過程所需的時間， 單位 s；（ 一般為 ） 2? — 制動器的作用時間，一般在 ～ 之間； v — 制動初速度， m/s；計算時總質(zhì)量 10t以 上 的汽車取 v =65km/h=； 代入數(shù)據(jù)得： )2 (. 1 2 ??????S s 綜合國外有關(guān)標準和法規(guī)：進行制動效能試驗時的制動減速度 a ，載 貨汽車應為 ～ m/s2； 相應的最大制動距離 TS ：貨車為 1 1 5/ 2vvS T ?? ，式中第一項為反應距離；第二項為制動距離， TS 單位為 m； v 單位為 m/s。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 19 圖 36 載貨汽車的 I曲線和 ? 曲線 FIG. 36 manifest car I curve and? curve 制動距離與制動減速度計算 （ 1） 制動距離與制動減速度 制動距離與汽車的行駛安全有直接關(guān)系，它指的是汽車速度為 0u 時，從駕駛員開始操控制動控制裝置到汽車完全停住為止所駛過的距離。 圖 35 理想的前、后制動器制動力分配曲線 FIG. 35 ideal before and after the frictional braking power distribution curve I 曲線時踏板力增長到使前、后車輪制動器同時抱死時前、后制動器制動力的理想分配曲線。 （ 4）理想的前、后制動器制動力分配曲線 汽車總的地面制動力為 ： GqdtdugGFFF BBB ???? 21 (38) 式中 ： z — 制動強度 ； 1BF— 前 軸車輪的地面制動力 ； 2BF— 后軸車輪的地面制動力。 且隨踏板力增加成線性增加。 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 13 地面制動力是使汽車制動而減速行駛的外力，但地面制動力取決于兩個摩擦副的摩擦力：一個是制動器內(nèi)制動摩擦片與制動鼓或制動盤間的摩擦力，一個是輪胎與地面間的摩擦力 — 附著力。 劉聰：東風 重型貨車制動系統(tǒng)設計 12 3 制動過程的動力學參數(shù)計算 制動過程車輪所受的制動力 汽車受到與行駛方向相反的外力時，才能從一定的速度制動到較小的車速或直至停車。其控制裝置大多數(shù)是由制動踏板機構(gòu)和制動閥等氣壓控制原件組成，也有的在踏板機構(gòu)和制動閥之間還串聯(lián)有液壓式操縱傳動裝置。它對制動操縱的反應比開式的快，但對回路 的密封要求較高。故在輸出力相等時，氣壓伺服氣室直徑比真空伺服氣室直徑小得多。液壓制動曾被廣泛應用于乘用車和總質(zhì)量不大的商用車。而力的傳遞方式又有機械式，液壓式，氣壓式和氣壓 液壓式的區(qū)別，如下表。鉗盤式制動器過去只用作中央制動器，但目前則愈來愈多地被各級轎車和貨車用作車輪制動器。 10)與懸架、 轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運動干涉，在車輪跳動、汽車轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動。 即以任何速度制動，汽車都不應當失去操縱性和方向穩(wěn)定性。 行車制動裝置的制動驅(qū)動機構(gòu)至少應有兩套獨立的管路，當其中一套失效時，另一套應保證汽車制動效能不低于正常值的 30%；駐車制動裝置應采用工作可靠的機械式制動驅(qū)動機構(gòu)。有一個巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場的吸引，各種先進的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應用到汽車制動控制系統(tǒng)中來。這種混合制動系統(tǒng)是全電制動系統(tǒng)的過渡方案。第三是抗干擾處理。采用全電路制動控制系統(tǒng)，需要較多的能源，一個盤式制動器大約需要 1kW 的驅(qū)動能量。給系統(tǒng)傳遞能源和電控制信號； （ 5） 電源。一種完全無油液、完全的電路制動 BBW(BrakeByWire)的開發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動裝置成為歷史。因此由 ABS/ASR 進一步發(fā)展演變成電子控制制動系統(tǒng) (EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要的方向。 對汽車制動系統(tǒng)的展望 今 天， ABS/ASR 已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達國家汽車的標準設備。因此，電子產(chǎn)品在汽車上的應用比例，已成為評價其品質(zhì)、性能指標的重要依據(jù)。目前，也有通過電機進行制動的，通過電機產(chǎn)生的制動力直接作用在制動器上進行制動。但在用作應急制動時，往往使傳動軸超載。任何一套制動裝置均由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成。其驅(qū)動機構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。 隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和新交通法規(guī)的實施，我國的汽車及其運輸管理開始走向正軌，農(nóng)用運輸車將逐漸退出市場，而重型運輸自卸車逐漸呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。 本論文是設計東風重型貨車的制動系統(tǒng)，采用的是氣壓驅(qū)動機構(gòu)的凸輪式鼓式制動器。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的 45%。 制動系統(tǒng)既可以使行駛中 的汽車減速，又可保證停車后的汽車能駐留原地不動。 Brake。汽車制動系直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。 應急制動裝置用于當行車制動裝置意外發(fā)生故障而失效時，這時則可利用應急制動裝置的機械力源 (如強力壓縮彈簧 )實現(xiàn)汽車制動。中央制動器劉聰：東風 重型貨車制動系統(tǒng)設計 2 位于變速器之后的傳動系中，用于制動變速器第二軸或傳動軸。但也有一些重型汽車除了采用了上述措施外，還保留了由氣壓驅(qū)動的中央制動器，以便提高制動系的可靠性。盤式制動器有固定鉗式制動器、浮動鉗式制動器等。然而 ABS/ASR 只是解決了緊急制動時附著系遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 3 數(shù)的利用，并可獲得較短的制動距離及制動方向穩(wěn) 定性，但是它不能解決制動系統(tǒng)中的所有缺陷。 在第一方面， ABS 功能的擴充除 ASR 外，同時把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴展進來，使 ABS 不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車輛控制系統(tǒng)。 經(jīng)過了一百多年的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來。劉聰：東風 重型貨車制動系統(tǒng)設計 4 其主要包含以下部分： （ 1） 電制動器?？梢允歉鞣N電源，也包括再生能源。全電制動控制系統(tǒng)面臨的一個難題是制動失效的處理。非對稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個不同的 CPU 和不一樣的計算程序處理制動信號。 綜上所述，現(xiàn)代汽車制動控制技術(shù)正朝著電子制動控制方向發(fā)展。各項性能指標除滿足設計任務書的規(guī)定和國家標劉聰：東風 重型貨車制動系統(tǒng)設計 6 準的有關(guān)要求外，也應考慮銷售對象國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求 。一般規(guī)定在出水后反復制動 5— 15 次，即應恢復其制動效能。對于汽車列車，除了應保證列車各軸有適當?shù)闹苿恿Ψ峙渫?，也應注意主、掛車之間各軸制動開始起作用的時間，特別是主、掛車之間制動開始時間的協(xié)調(diào)。其固定元件則有著多種結(jié)構(gòu)型式，大體上可分為兩類。 成本較低：鼓式剎車制造技術(shù)層次較低，也是最先用于剎車系統(tǒng)，因此制造成本要比碟式剎車低 凸輪 式制動器 目前，所有國產(chǎn)汽車及部分外國汽車的氣壓制動系統(tǒng)中，都采用凸輪促動的車輪制動器，而且大多設計成領從蹄式。機械式完全靠桿系傳力，由于機械效率低，傳動比小，潤滑點多，且難以保證前、后軸制動力的正確比例和左、右輪制動力的均衡，所以在汽車的行車制動裝置中已被淘汰。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。真空私服制動系多用于總質(zhì)量在 以上 的轎車及裝載質(zhì)量在 6t 以下的輕，中型載貨汽車上，氣壓伺服制動系則廣泛用于裝載質(zhì)量為 6～12t 的商用車，以及少數(shù)幾種排量在 以上的乘用車。 全液壓動力制動系除具有一般液壓制動系統(tǒng)的有點外，還具有操縱輕便，制動反應快，制動能力強，受氣阻影響較小，易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動力轉(zhuǎn)向，液壓懸架，舉升機構(gòu)及其他輔助設備共用液壓泵和儲油罐等優(yōu)點。管路工作壓力較低 (一般為 ～ ),因而制動氣室的直徑大 ,只能置于制動器之外 ,再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄 ,使非簧載質(zhì)量增大 。 地面制動力越大，制動距離也越短，所以地面制動力對汽車制動性具有決定性影響。它與制動器的型式、結(jié)構(gòu)尺寸、摩擦副的而摩擦系數(shù)和車輪半徑以及踏板力有關(guān)。 上述分析表明，汽車地面制動力 xbF 取決于 制動器制動力 F? ，同時又受到地面附著力F? 的閑置。在任何附著系數(shù) ? 的路面上，前、后輪制動器制動力分別等于各自的附著力，即： 121122uuuzuzF F GFFFF???????????? 將（ 37）式代入上式，得 1212uuugF F GF b hF a h????????? ???? （ 310） 式中 ： 1uF — 前軸車輪的制動器制動力， 1 1 1u xb zF F F???； 2uF — 后軸車輪的制動器制動力， 2 2 2u xb zF F F???； 1xbF — 前軸車輪的地面制動力； 2xbF — 后軸車輪的地面制動力； 1Z ， 2Z — 地面對前、后軸車輪的法向反力； G — 汽車的重力 ； a ， b — 汽車質(zhì)心離前、后軸距離； gh — 汽車質(zhì)心高度。 將以上數(shù)據(jù)代入 （ 37）（ 310） ，得 NFFF xbu 11 6111 ??? ? , NFFF xbu ??? ? 1zF =， 2zF =。 制動減速度是制動時車速對時間的導數(shù)，即 dudt 。圖 46中 ? 線與 I曲線交于 B點， B點處的附著系數(shù) ? = 0? ,則稱 0? 為 同步附著系數(shù) 。 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。由 式（ 36）、式（ 37）、式（ 313）和式（ 315）得 遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） 23 NhL GLF gxb 0 8 1 1 )( 7 0 0 0)( 02 2 ???? ??????? ?? ? （ 325） )( )( 02 2 ???? ????? ghL Lq ?? ? （ 326） )( )( 02 2 ???????? ghL L ??? （ 327） 本設計中 汽車 的 ? 值恒定 ，其 0? 值小于可能遇到的最大附著系數(shù) ， 使其在常遇附著系數(shù)范圍內(nèi) ? 不致過低 。 本設計中，同步附著系數(shù) 0? 的值為 ，所以應用式（ 324）、（ 325）進行計算。轎車制動鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小 125mm150mm，載貨汽車和客車的制動鼓內(nèi)徑劉聰：東風 重型貨車制動系統(tǒng)設計 26 一般比輪輞外徑小 80mm100mm，設計時亦可按輪輞直徑初步確定制動鼓內(nèi)徑（見表 51）。 β 0=100176。 摩擦襯片的型號及性能如表 33[3] 表 43 內(nèi)張?zhí)闶街苿悠饕r片型號性能及用途 Table 4 3hoof drum brake facing model properties and uses 產(chǎn)品規(guī)格 摩擦系數(shù) ? 硬度（ HBS） 適用范圍 SY1107 2050 主要用于轎車等輕負荷車 SY0204 2050 主要用于中型載重汽車 劉聰：東風 重型貨車制動系統(tǒng)設計 28 SY9002 2050 主要用于重