【文章內(nèi)容簡介】 ～ 12t 的中、重型貨車以及極少數(shù)高級轎車上。 液壓制動(dòng)用于行車制動(dòng)裝置。液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間短（ ～ ） 。工作壓力高（可達(dá) 10～ 20MPa），因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動(dòng)器內(nèi)部，直接作黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 為制動(dòng)蹄的張開機(jī)構(gòu)（或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu)），而不需要制動(dòng)臂等傳動(dòng)件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量??；機(jī)械效率較高（液壓系統(tǒng)有自潤滑作用）。液壓制動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：過度受熱后，部分 制動(dòng)液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動(dòng)系統(tǒng)的效能降低，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。 通過類比采用：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。 目前，盤式制動(dòng)器已廣泛應(yīng)用于轎車，但除了在一些高性能轎車上用于全部車輪以外，大都只用作前輪制動(dòng)器，而與后輪的鼓式制動(dòng)器配合，以期汽車有較高的制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。在貨車上，盤式制動(dòng)器也有采用。四輪轎車在制動(dòng)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%，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 黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 為了提高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，即應(yīng)是雙回路系統(tǒng)，也就是說應(yīng)將汽車的全部行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分成兩個(gè)或更多個(gè)相互獨(dú)立的回路，以便當(dāng)一個(gè)回路發(fā)生故障失效時(shí)，其他完好的回路仍能可靠地工作。 II 型回路 前、后輪制 動(dòng)管路各成獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即一軸對一軸的分路型式，簡稱 II 型。其特點(diǎn)是管路布置最為簡單，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 后輪制功管路呈對角連接的兩個(gè)獨(dú)立的回路系統(tǒng)， 即前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對側(cè)車輪制動(dòng)器同屬于一個(gè)回路，稱交叉型，簡稱 X 型。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡單，一回路失效時(shí)仍能保持 50％的制動(dòng)效能，并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車負(fù)荷的適應(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、右前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪 缸與全部后輪制動(dòng)器輪缸構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的回路，而兩前輪制動(dòng)器的另半數(shù)輪缸構(gòu)成另一回路，可看成是一軸半對半個(gè)軸的分路型式，簡稱KI 型。 兩個(gè)獨(dú)立的問路分別為兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器所組成，即半個(gè)軸與一輪對另半個(gè)軸與另一輪的瑚式，簡稱 LL 型。 兩個(gè)獨(dú)立的回路均由每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個(gè)軸對前、后半個(gè)軸的分路型式，簡稱 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。 通過對比各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn)， X 型管路結(jié)構(gòu)較為簡單，成本較低，工作穩(wěn)定性好，黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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)器和盤式制動(dòng)器。要正確設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)，對制動(dòng)器制動(dòng)過程和原理的研究是必不可少的。 鼓式制動(dòng)器制動(dòng)原理和過程 圖 鼓式制動(dòng)工作原理 要使行使中的汽車減速，駕駛員應(yīng)踩下制動(dòng)踏板，通過推桿和主缸活塞，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流入輪缸，并通過兩個(gè)輪缸活塞推動(dòng)兩制動(dòng)蹄繞支撐銷轉(zhuǎn)動(dòng)，上端向兩邊分開而其摩擦片壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄就對旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鼓作用一個(gè)摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。制動(dòng)鼓將該力矩傳到車輪后，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對路面作用一個(gè)向前的周緣力，同時(shí)路面也對車輪作用一個(gè)向后的反作用力，即制動(dòng)力。制動(dòng)力由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架和車身，迫使整個(gè)汽車產(chǎn)生一定的減速度。制動(dòng)力越大，制動(dòng)減速度越大。當(dāng)放開制動(dòng)踏板時(shí)，復(fù)位彈簧即將制動(dòng)蹄拉回復(fù)位，摩擦力矩和制動(dòng)力消失，制動(dòng)作用即行終止。 盤式制動(dòng)器制動(dòng)原理和過程 浮鉗盤式制動(dòng)器的工作原理如圖 所示，制動(dòng)鉗支架固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，制動(dòng)鉗體與支架可沿導(dǎo)向銷軸向滑動(dòng)。制動(dòng)時(shí)，活塞在液壓力的作用下，將活動(dòng)制動(dòng)襯塊推向制動(dòng)盤。以此同時(shí)，作用在制動(dòng)鉗體上的反作用力推動(dòng)制動(dòng)鉗體沿導(dǎo)向銷向左移動(dòng)，使固定在制動(dòng)鉗體上的制動(dòng)塊壓靠到制動(dòng)盤上。于是制動(dòng)盤兩側(cè)的摩擦塊在兩個(gè)力的作用下夾緊制動(dòng)盤，使之在 制動(dòng)盤上產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩，促使汽車制動(dòng)。 黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 盤式制動(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式兩大類。 鼓式制動(dòng)器 車輪制動(dòng)器主要用于行車制動(dòng)系統(tǒng)，有時(shí)也兼作駐車制動(dòng)之用。制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式、和電磁式等三 種形式。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本太高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只用緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器 [2]。 摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)不同，可以分為鼓式、盤式和帶式三種。帶式只用于中央制動(dòng)器；鼓式和盤式應(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)器的固定摩擦元件是一對帶有摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者又安裝在制動(dòng)底板上，而制 動(dòng)底板則又緊固于前梁或后橋殼的凸緣上 (對車輪制動(dòng)器 )或變速器殼或與其相固定的支架上(對中央制動(dòng)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(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦片的外表面作為一對摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面和制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器?，F(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)。 黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)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） （ a）領(lǐng)從蹄式（凸輪張開）；（ b）領(lǐng)從蹄式（制動(dòng)輪缸張開）； （ c）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）；（ d）雙 向雙領(lǐng)蹄式；（ e）單向增力式；（ f）雙向增力式 圖 制動(dòng)蹄按其張開時(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)簡單，成本低的領(lǐng)從蹄式鼓式制 動(dòng)器。 盤式制動(dòng)器 盤式制動(dòng)器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。 （ 1）鉗盤式 鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器等。 ① 定鉗盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器中的制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤與車輪相聯(lián)并在制動(dòng)鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無其他滑動(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)器到黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 盤式制動(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)盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤 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；沒有跨越制動(dòng)盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化的可能性小；成本低；浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼用于駐車制動(dòng)。 （ 2）全盤式 在全盤式制動(dòng)器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動(dòng)時(shí)各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動(dòng)器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒有浮鉗盤式制動(dòng)器廣泛 [2]。 綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)最終確定本次設(shè)計(jì)采用前盤后鼓式。前盤選用浮動(dòng)盤式制動(dòng)器，后鼓采用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。 本章小結(jié) 本章確定了制動(dòng)系統(tǒng)方案為行車制 動(dòng)系統(tǒng)采用液壓制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，前軸制動(dòng)器為浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器，后軸采用領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器?；芈废到y(tǒng)采用交叉式雙回路控制系統(tǒng)。駐車制動(dòng)系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)為機(jī)械式，由鼓式制動(dòng)器兼做駐車制動(dòng)器。 黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 章 制動(dòng)系主要參數(shù)確定 整車相關(guān)基本參數(shù) 與汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)相關(guān)的 整車 基本 參數(shù)如表 所示 。 表 制動(dòng)系主要參數(shù) 空載 滿載 汽車質(zhì)量 3095kg 5455kg 軸荷分配 前軸 1600kg 1900kg 后軸 1495kg 3555kg 質(zhì)心高度 mmhg 10000 ? mmhg 9001 ? 軸距 3800mm 前制動(dòng)器 浮動(dòng)鉗盤式 后制動(dòng)器 鼓式領(lǐng)叢蹄式 確定同步附著系數(shù)和前后軸制動(dòng)力分配系數(shù) 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖如圖 所示 。 圖 汽車制動(dòng)受力分析 對汽車前后車輪與地面的接觸點(diǎn)分別取矩可得： LGLZ 21? 黑龍件工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) mmggG LZL 13245455 3800190012 ????? 可得 mmL 24761? 一般汽車根據(jù)前、后輪制動(dòng)力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)和坡度等因素，當(dāng)制動(dòng)力足夠時(shí)，制動(dòng)過程出現(xiàn)前后輪同時(shí)抱死拖滑時(shí)附著條件利用最好。 任何附著系數(shù) φ 路面上前后同時(shí)抱死的條件為（ φ =）： GFF ff ??? 21 （ ） ggff hL hLFF ?????1221 （ ） 式中： G — 汽車重力； 1fF — 前制動(dòng)器制動(dòng)力 ， N； 2fF — 后制動(dòng)器制動(dòng)力 ， N； 1L — 質(zhì)心到前軸的距離 ， mm； 2L — 質(zhì)心到后軸的距離 ， mm。 可 得： 1fF =25006N 2fF =20481N 一般常用制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) ? 來表示分配比例 ??ffFF? （ ） 前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配的比例影響到汽車制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。要確定 ? 值首先就要選取同步附著系數(shù) ? 0。 一般來說，我們總是希望前輪先抱死 （ 0??? ）。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦以及我國道路條件，車速不高，所以本車型 0? 取