【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算；盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算；制動(dòng)系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；制動(dòng)管路布置問(wèn)題；駐車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等。 第 2章 制動(dòng)系統(tǒng)總體方案分析和選擇 汽車的制 動(dòng)性是汽車的主要性能之一。制動(dòng)性直接關(guān)系到行使安全性，是汽車行使的重要保障。隨著高速公路迅速的發(fā)展和車流密度的日益增大，出現(xiàn)了頻繁的交通事故。因此，改善汽車的制動(dòng)性始終是汽車設(shè)計(jì)制造和使用部門(mén)的主要任務(wù)。 制動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)能，汽車的適當(dāng)?shù)臏p速降速行使到停車；下行行使的時(shí)候，車合適的穩(wěn)定車速；汽車準(zhǔn)確的停止停頓和坡道上。 制動(dòng)系至少兩套獨(dú)立的應(yīng)有的制動(dòng)裝置，即行車制 動(dòng)裝置和停車制動(dòng)裝置。前者，保證前的兩個(gè)功能，后者保證第三項(xiàng)功能 。 設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)系應(yīng)滿足如下主要要求： （ 1）能適應(yīng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定，（ 2）充分的制動(dòng)性能在內(nèi)，行車制動(dòng)性能和停車剎車性能。行車制動(dòng)能力一定剎車初速度下的剎車減速制動(dòng)距離 2 項(xiàng)指標(biāo)和評(píng)價(jià)的；駐坂能力汽車好的路面確實(shí)關(guān)掉的評(píng)價(jià)的最大坡度。（ 3）工作可靠。行車制動(dòng)裝置至少兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)制動(dòng)管路，那一套管路失效時(shí)，另一套完整的管路保證汽車制動(dòng)失效能力不低于規(guī)定值的 30%。行車和駐車制動(dòng)器裝置共同的剎車，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是各自獨(dú)立的。行車制動(dòng)裝置的腳也操縱，很多手 操縱制動(dòng)裝置 （ 4）制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好；（ 5）制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好； （ 6）在任何速度下制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)喪失操縱穩(wěn)定性和方向穩(wěn)定性。有關(guān)方向穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)； （ 7）剎車踏板和方向盤(pán)的位置和日程人 機(jī)械工學(xué)要求，即方便的操作性好，操縱，舒適，可以減少疲勞， （ 8）作用遲到盡量短時(shí)間計(jì)算在內(nèi)，剎車踏板達(dá)到從一開(kāi)始動(dòng)作自定義動(dòng)功效的水平為止的所要時(shí)間從從完全解除制動(dòng)踏板放開(kāi)的時(shí)間 （ 9）制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲； （ 10）轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)； （ 11）應(yīng)有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)件的故障和功能失效； （ 12）用壽命長(zhǎng)，制造成本低；對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減少制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維； （ 13）磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng) 調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)。 防止制動(dòng)時(shí)車輪被抱死有利于提高汽車在制動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性，縮短制動(dòng)距離，所以近年來(lái)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ ABS）在汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用。此外，由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有公害問(wèn)題，已被逐漸淘汰，取而代之的各種無(wú)石棉材料相繼研制成功。 本次設(shè)計(jì)采用前盤(pán)后鼓、液壓制動(dòng)、 X 式 (交叉式 )雙回路制動(dòng)控制系統(tǒng)。其中鼓式制動(dòng)器采用一般常用的領(lǐng)從蹄式 ,為一個(gè)自由度，灰鑄鐵制動(dòng)鼓。制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸參照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T3091999《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》選取。摩擦襯片寬度 尺寸系列參照 QC/T3091999。盤(pán)式制動(dòng)器采用浮動(dòng)鉗盤(pán)式。制動(dòng)盤(pán)直徑取輪輞直徑的 79%。通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán)厚度取 20mm。具體的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程依據(jù)汽車設(shè)計(jì)教材進(jìn)行。 制動(dòng)能源的選擇 目前車輛所使用的制動(dòng)能源多種多樣 ， 其型式包括動(dòng)力制動(dòng)系、人力制動(dòng)系、伺服制動(dòng)系，具體比較 如 表 所示 ： 表 制動(dòng)能源比較 型式 制動(dòng)能源 工作介質(zhì) 動(dòng)力 制動(dòng)系 發(fā)動(dòng)機(jī) 動(dòng) 力 轉(zhuǎn)化成勢(shì)能 空氣 或制動(dòng)液 人力制動(dòng)系 駕駛員體力 機(jī)械傳動(dòng) 伺服制動(dòng)系 人力和 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 機(jī)械傳動(dòng)和空氣或制動(dòng)液 真空伺服制動(dòng)系是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)提供壓縮空氣作為動(dòng)力源，伺服氣壓一般可達(dá) ～ 。 真空伺服制動(dòng)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(dòng)系則廣泛用于裝載質(zhì)量為 6～ 12t 的中、重型貨車以及極少數(shù)高級(jí)轎車上。 液壓制動(dòng)行車制動(dòng)裝置。油壓制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)：作用延遲時(shí)間短（ ～ s）；工作壓力高（ 10～ 20MPa），所以車輪汽缸尺寸小，剎車的內(nèi)部可以安裝在直接制動(dòng)蹄展開(kāi)機(jī)構(gòu)（或閘塊固結(jié)機(jī)構(gòu) ），不需要制動(dòng)臂等傳達(dá)零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小的，機(jī)械的效率較高（液壓系統(tǒng)自潤(rùn)滑的作用）。油壓制動(dòng)器的主要的缺點(diǎn)：過(guò)度熱后，部分制動(dòng)液管氣化，氣泡，形成嚴(yán)重影響液壓傳輸，讓制動(dòng)系統(tǒng)的性能 下降 ，甚至完全失效。液壓制動(dòng)廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的商用車上 。所以，本次所設(shè)計(jì)的制動(dòng)系采用液壓油為工作介質(zhì)的動(dòng)力制動(dòng)系。 駐車制動(dòng)系 制動(dòng)系統(tǒng)用于使汽車可靠而無(wú)時(shí)間限制地停駐在一定位置甚至斜坡上，也有助于汽車在斜坡上起步。駐車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而不用液壓或氣壓式，以免其產(chǎn)生故障。 后輪駐車制動(dòng)：輪缸或輪 制動(dòng)器，（對(duì)領(lǐng)叢蹄制動(dòng)器，只需附加一個(gè)駐車制動(dòng)推桿和一個(gè)駐車杠桿即可）使用駐車制動(dòng)時(shí)，由人搬動(dòng)駐車制動(dòng)操縱桿，通過(guò)操縱纜繩。平衡臂和拉桿（拉繩）拉動(dòng)駐車制動(dòng)杠桿使兩蹄張開(kāi)。 通過(guò)類比采用：手動(dòng)駐車制動(dòng)操縱桿、駐車制動(dòng)杠桿作用于后輪。用后輪制動(dòng)兼用駐車制動(dòng)器。 行車制動(dòng)系 制動(dòng)系統(tǒng)用作強(qiáng)制行使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。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)多采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。 現(xiàn)在、制動(dòng)廣泛應(yīng)用的轎車，一些高性能車的車輪上全部之外，幾乎只使用前輪剎車鼓，后輪剎車配合，汽車期 更高的剎車時(shí)的方向穩(wěn)定性。卡車也被采用盤(pán)式制動(dòng)器 。四輪轎車在制動(dòng)過(guò)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%，前輪制動(dòng)力要比后輪大，后輪起輔助制動(dòng)作用，因此為了節(jié)省成本，就采用前盤(pán)后鼓的制動(dòng)方式。 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 圖 5種分路方案 為了提高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的信賴性，保證行車安全制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，至少應(yīng)該兩套獨(dú)特的系統(tǒng)，也就是說(shuō)是雙電路系統(tǒng)，也就是說(shuō)，汽車的全部的行車制動(dòng)液壓和氣壓管路分成兩個(gè)以上的獨(dú)立。 使當(dāng) 一個(gè)電路故障失效時(shí)，其他的完全 的電路能工作正常 。 II 型回路 前、后輪制動(dòng)管路各成獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即一軸對(duì)一軸的分路型式，簡(jiǎn)稱 II型。其特點(diǎn)是管路布置最為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的單輪缸 (或單制動(dòng)氣室 )鼓式制動(dòng)器相配合，成本較低。這種分路布置方案在各類汽車上均有采用，但在貨車上用得最廣泛。這一分路方案總后輪制動(dòng)管路失效，則一旦前輪制動(dòng)抱死就會(huì)失去轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的轎車，當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)效能將明顯降低并小于正常情況下的一半，另外，由于后橋負(fù)荷小于前軸，則過(guò)大的踏板力會(huì)使后輪抱死而導(dǎo)致汽車甩尾。 X 型回路 后輪制功管路對(duì)角連接兩個(gè)獨(dú)立的電路系統(tǒng)，也就是前軸一側(cè)車輪剎車和后車輪剎車橋的對(duì)面是屬于一個(gè)電路和十字型，簡(jiǎn)稱 X 型。其特征是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電路失效時(shí) 50%的制動(dòng)性能可以保持，然后制動(dòng)力的分布系數(shù)和同期粘著系數(shù)沒(méi)有變化，保證了制動(dòng)時(shí)和車輛的適應(yīng)性 。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)起作用車輪的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車失去 方向穩(wěn)定性。因此，采用這種分路方案的汽車，其主銷偏移距應(yīng)取負(fù)值 (至 20 mm)，這樣，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車的方向穩(wěn)定性。 其他類型回路 左，右制動(dòng)輪汽缸的半數(shù)都后輪剎車分泵構(gòu)成和獨(dú)立的電路，前輪剎車的另一半車輪汽缸構(gòu)成另一半電路，半軸軸的分路型式，簡(jiǎn)稱 KI 型。 兩個(gè)單獨(dú)的問(wèn)路各自兩側(cè)前輪剎車的半數(shù)車輪汽缸和后輪剎車組成，即半軸和已經(jīng)半軸和另一輪的瑚式，簡(jiǎn)稱 LL 型。 兩個(gè)獨(dú)立的電路，所有的前、后剎車的半數(shù)汽缸組成，即前，后半軸前，后半軸的分路型式，簡(jiǎn)稱 HH 型 。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制功效能最好。 HI、LL、 HH 型的織構(gòu)均較復(fù)雜。 LL 型與 HH 型在任一回路失效時(shí)，前、后制動(dòng)力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動(dòng)力可達(dá)到正常值的 50％左占。 HL型單用回路，即一軸半時(shí)剩余制動(dòng)力較大，但此時(shí)與 LL 型一樣，在緊急制動(dòng)時(shí)后輪極易先抱死。 通過(guò)對(duì)比各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn)， X 型管路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，成本較低，工作穩(wěn)定性好，在同類車型運(yùn)用廣泛。因此，最終選擇 X 型管路系統(tǒng)。 制動(dòng)原理和工作過(guò)程 制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)器、液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，車輪制動(dòng)器主要由旋轉(zhuǎn)部分和固定部分組成。目前廣泛運(yùn)用的制動(dòng)器包括：鼓式制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器。要正確設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程和原理的研究是必不可少的。 鼓式制動(dòng)器制動(dòng)原理和過(guò)程 圖 鼓式制動(dòng)工作原理 行使車的司機(jī)減速，剎車踏板推桿，和主缸活塞缸內(nèi)的油液掌握一定的壓力下流入車輪汽缸兩個(gè)車輪汽缸活塞推進(jìn) 2 制動(dòng)蹄支撐銷，向兩側(cè)分開(kāi)上端那個(gè)摩擦片壓沒(méi)關(guān)系制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面。 這個(gè)，旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄回轉(zhuǎn)的制動(dòng)鼓作用的摩擦力矩，其方向相反輪子旋轉(zhuǎn)方向。制動(dòng)鼓力矩車輪車輪傳到了為了路面間附著的作用，車輪路面作用的前的周圍力的同時(shí)，路面車輪作用的向后的反力，也就是制動(dòng)力。制動(dòng)力車輪經(jīng)車橋和懸掛傳框架和車身，迫使整個(gè)汽車產(chǎn)生一定的減速。制動(dòng)力越大，剎車減速大。剎車踏板放時(shí)，返回彈簧制動(dòng)蹄拉回復(fù)位，摩擦力矩和制動(dòng)力消失，剎車的作用 結(jié)束。 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)原理和過(guò)程 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理如圖 所示， 制動(dòng)卡鉗帳篷固定在身體和拳套制動(dòng)鉗柱軸沿著滑塊導(dǎo)銷。制動(dòng)時(shí)，活塞的液壓的作用下， 活動(dòng)剎車片剎車盤(pán)。與此同時(shí)，作用制動(dòng)鉗身體上的反力推進(jìn)制動(dòng)鉗沿著身體導(dǎo)向銷向左移動(dòng)，固定 制動(dòng)鉗身體上的制動(dòng)壓力制動(dòng)盤(pán)上塊。于是剎車盤(pán)兩側(cè)的摩擦塊，兩個(gè)力的作用下夾緊制動(dòng)剎車盤(pán)盤(pán)上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，促使汽車剎車 圖 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)原理 制動(dòng)器的形式方案分析 汽車制動(dòng)器幾乎均為機(jī)械摩擦式，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)力矩使汽車減速或停車。一般摩擦式 制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤(pán)式兩大類。 鼓式制動(dòng)器 車輪剎車主要常用制動(dòng)時(shí)也兼停車剎車。制動(dòng)摩擦式，主要是油壓式，電磁式等三種形式。電磁式剎車作用性好，并且遲到容易連接器等優(yōu)點(diǎn)的信賴，成本 太高，只是一部分的總質(zhì)量大的商用車的車輪剎車和緩速器使??；油壓式剎車一般只有緩速器。現(xiàn)在廣泛使用的是摩擦式 制動(dòng)器 。 摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)不同，可以分為鼓式、盤(pán)式和帶式三種。帶式只用于中央制動(dòng)器；鼓式和盤(pán)式應(yīng)用最為廣泛。鼓式制動(dòng)器廣泛應(yīng)用于商用車，同時(shí)鼓式制 動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低。 鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器。 內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件，摩擦制動(dòng)器嘶嘶的，后者是剎車板上安裝，剎車板梁關(guān)閉前和后橋殼的法蘭（對(duì)車輪剎車）和變速器殼和那個(gè)固定支架（中央制動(dòng)器），其旋轉(zhuǎn)摩擦元件固定樞紐和變速器第二軸后端的制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的圓柱的內(nèi)表面摩擦和制動(dòng)蹄片外和表面摩擦制動(dòng)鼓表面產(chǎn)生摩擦力矩，故被稱為蹄式制動(dòng)器。外面束型鼓式制動(dòng)器摩擦元件的固定有摩擦片且剛性的小制動(dòng)帶，其旋轉(zhuǎn)零件摩擦制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓外圓筒表面和制動(dòng)摩擦片的內(nèi)弧面的話表面摩擦 ，摩擦力矩作用 制動(dòng)鼓 ，故又稱為帶式制動(dòng)器。現(xiàn)外束型鼓式制動(dòng)器主要用于中央制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。 鼓式制動(dòng)器可按其制動(dòng)蹄的受力情況分類 (見(jiàn)圖 )，它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀況以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同 [2]。 （ A） （ B） （ C） （ D） （ E） （ F） （ B）領(lǐng)從 蹄式（制動(dòng)輪缸張開(kāi)）； （ C）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）；（ D）雙向雙領(lǐng)蹄式；（ A）領(lǐng)從蹄式（凸輪張開(kāi)）；（ E）單向增力式；（ F）雙向增力式 圖 制動(dòng)蹄按其張開(kāi)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向是否一致，有領(lǐng)蹄和從蹄之分。制動(dòng)蹄張開(kāi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動(dòng)蹄，稱為領(lǐng)蹄；反之，則稱為從蹄。 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；便于附裝駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片之間的間隙。因此得到廣泛的應(yīng)用，特別是用于乘用車和 總質(zhì)量較小的商用車的后輪制動(dòng)器。輕型商用車總質(zhì)量較小，因此采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器。 盤(pán)式制動(dòng)器 盤(pán)式制動(dòng)器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)區(qū)別可分為鉗盤(pán)式與全盤(pán)式兩大類。 （ 1）鉗盤(pán)式 鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤(pán)式制動(dòng)器、浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器等。 ① 定鉗盤(pán)式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器中的制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤(pán)與車輪相聯(lián)并在制動(dòng)鉗體開(kāi)口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動(dòng)器到盤(pán)式制動(dòng) 器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的要求。 ② 浮動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤(pán)的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管加之液壓缸冷