【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。 液壓制動用于行車制動裝置。液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間短（ ～ ） 。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，直接作黑龍件工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 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）。液壓制動的主要缺點是：過度受熱后，部分 制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴重影響液壓傳輸，使制動系統(tǒng)的效能降低，甚至完全失效。液壓制動廣泛應(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)計的制動系采用液壓油為工作介質(zhì)的動力制動系。 駐車制動系 制動系統(tǒng)用于使汽車可靠而無時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。駐車制動系統(tǒng)應(yīng)采用機械式驅(qū)動機構(gòu)而不用液壓或氣壓式，以免其產(chǎn)生故障。 后輪駐車制動：輪缸或輪制動器，（對領(lǐng)叢蹄制動器，只需附加一個駐車制動推桿和一個駐車杠桿即可）使用駐車制動時，由人搬動駐車制動操縱桿，通過操縱纜 繩。平衡臂和拉桿（拉繩）拉動駐車制動杠桿使兩蹄張開。 通過類比采用：手動駐車制動操縱桿、駐車制動杠桿作用于后輪。用后輪制動兼用駐車制動器。 行車制動系 制動系統(tǒng)用作強制行使中的汽車減速或停車，并使汽車在下短坡時保持適當?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動機構(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器，而與后輪的鼓式制動器配合，以期汽車有較高的制動時的方向穩(wěn)定性。在貨車上，盤式制動器也有采用。四輪轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負荷通常占汽車全部負荷的 70%80%，前輪制動力要比后輪大，后輪起輔助制動作用，因此為了節(jié)省成本，就采用前盤后鼓的制動方式。 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 圖 5種分路方案 黑龍件工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 為了提高制動驅(qū)動機構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動驅(qū)動機構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨立的系統(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器的液壓或氣壓管路分成兩個或更多個相互獨立的回路，以便當一個回路發(fā)生故障失效時，其他完好的回路仍能可靠地工作。 II 型回路 前、后輪制 動管路各成獨立的回路系統(tǒng)，即一軸對一軸的分路型式，簡稱 II 型。其特點是管路布置最為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸 (或單制動氣室 )鼓式制動器相配合，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管路失效，則一旦前輪制動抱死就會失去轉(zhuǎn)彎制動能力。對于前輪驅(qū)動的轎車，當前輪管路失效而僅由后輪制動時，制動效能將明顯降低并小于正常情況下的一半，另外，由于后橋負荷小于前軸，則過大的踏板力會使后輪抱死而導致汽車甩尾。 X 型回路 后輪制功管路呈對角連接的兩個獨立的回路系統(tǒng)， 即前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬于一個回路，稱交叉型，簡稱 X 型。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。此時前、后各有一側(cè)車輪有制動作用，使制動力不對稱，導致前輪將朝制動起作用車輪的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動，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)取負值 (至 20 mm)，這樣，不平衡的制動力使車輪反向轉(zhuǎn)動，改善了汽車的方向穩(wěn)定性。 其他類型回路 左、右前輪制動器的半數(shù)輪 缸與全部后輪制動器輪缸構(gòu)成一個獨立的回路，而兩前輪制動器的另半數(shù)輪缸構(gòu)成另一回路，可看成是一軸半對半個軸的分路型式，簡稱KI 型。 兩個獨立的問路分別為兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器所組成，即半個軸與一輪對另半個軸與另一輪的瑚式，簡稱 LL 型。 兩個獨立的回路均由每個前、后制動器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個軸對前、后半個軸的分路型式，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)均較復雜。 LL 型與 HH 型在任一回路失效時，前、后制動力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動力可 達到正常值的 50％左占。 HL 型單用回路，即一軸半時剩余制動力較大，但此時與 LL 型一樣，在緊急制動時后輪極易先抱死。 通過對比各個管路的優(yōu)缺點， X 型管路結(jié)構(gòu)較為簡單，成本較低，工作穩(wěn)定性好，黑龍件工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 在同類車型運用廣泛。因此，最終選擇 X 型管路系統(tǒng)。 制動原理和工作過程 制動系統(tǒng)主要由制動器、液壓傳動機構(gòu)等組成，車輪制動器主要由旋轉(zhuǎn)部分和固定部分組成。目前廣泛運用的制動器包括：鼓式制動器和盤式制動器。要正確設(shè)計制動系統(tǒng)，對制動器制動過程和原理的研究是必不可少的。 鼓式制動器制動原理和過程 圖 鼓式制動工作原理 要使行使中的汽車減速，駕駛員應(yīng)踩下制動踏板，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，并通過兩個輪缸活塞推動兩制動蹄繞支撐銷轉(zhuǎn)動，上端向兩邊分開而其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動蹄就對旋轉(zhuǎn)的制動鼓作用一個摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。制動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向前的周緣力，同時路面也對車輪作用一個向后的反作用力，即制動力。制動力由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架和車身，迫使整個汽車產(chǎn)生一定的減速度。制動力越大，制動減速度越大。當放開制動踏板時，復位彈簧即將制動蹄拉回復位，摩擦力矩和制動力消失，制動作用即行終止。 盤式制動器制動原理和過程 浮鉗盤式制動器的工作原理如圖 所示，制動鉗支架固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，制動鉗體與支架可沿導向銷軸向滑動。制動時，活塞在液壓力的作用下，將活動制動襯塊推向制動盤。以此同時，作用在制動鉗體上的反作用力推動制動鉗體沿導向銷向左移動，使固定在制動鉗體上的制動塊壓靠到制動盤上。于是制動盤兩側(cè)的摩擦塊在兩個力的作用下夾緊制動盤，使之在 制動盤上產(chǎn)生與運動方向相反的制動力矩，促使汽車制動。 黑龍件工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 圖 盤式制動器制動原理 制動器的形式方案分析 汽車制動器幾乎均為機械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動力矩使汽車減速或停車。一般摩擦式制動器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。 鼓式制動器 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。制動器主要有摩擦式、液力式、和電磁式等三 種形式。電磁式制動器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點，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器或緩速器；液力式制動器一般只用緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動器 [2]。 摩擦式制動器按摩擦副結(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器；鼓式和盤式應(yīng)用最為廣泛。鼓式制動器廣泛應(yīng)用于商用車，同時鼓式制動器結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。 鼓式制動器又分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器。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(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。外束型鼓式制動器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓的外圓柱表面和制動帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動鼓，故又稱為帶式制動器。現(xiàn)外束型鼓式制動器主要用于中央制動器的設(shè)計。 黑龍件工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 鼓式制動器可按其制動蹄的受力情況分類 (見圖 )，它們的制動效能、制動鼓的受力平衡狀況以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿有艿挠绊懢煌?[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 制動蹄按其張開時的轉(zhuǎn)動方向和制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向是否一致，有領(lǐng)蹄和從蹄之分。制動蹄張開的轉(zhuǎn)動方向與制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動蹄，稱為領(lǐng)蹄；反之，則稱為從蹄。 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 動器。 盤式制動器 盤式制動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 鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動器、浮鉗盤式制動器等。 ① 定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪相聯(lián)并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實現(xiàn)從鼓式制動器到黑龍件工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。 ② 浮動盤式制動器：這種制動器具有以下優(yōu)點：僅在盤 的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性小；成本低；浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。 （ 2）全盤式 在全盤式制動器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠沒有浮鉗盤式制動器廣泛 [2]。 綜合以上優(yōu)缺點最終確定本次設(shè)計采用前盤后鼓式。前盤選用浮動盤式制動器，后鼓采用領(lǐng)從蹄式制動器。 本章小結(jié) 本章確定了制動系統(tǒng)方案為行車制 動系統(tǒng)采用液壓制動控制機構(gòu)，前軸制動器為浮動鉗盤式制動器，后軸采用領(lǐng)從蹄式鼓式制動器?；芈废到y(tǒng)采用交叉式雙回路控制系統(tǒng)。駐車制動系統(tǒng)控制機構(gòu)為機械式，由鼓式制動器兼做駐車制動器。 黑龍件工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 章 制動系主要參數(shù)確定 整車相關(guān)基本參數(shù) 與汽車制動系設(shè)計相關(guān)的 整車 基本 參數(shù)如表 所示 。 表 制動系主要參數(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 前制動器 浮動鉗盤式 后制動器 鼓式領(lǐng)叢蹄式 確定同步附著系數(shù)和前后軸制動力分配系數(shù) 制動時的汽車受力圖如圖 所示 。 圖 汽車制動受力分析 對汽車前后車輪與地面的接觸點分別取矩可得： LGLZ 21? 黑龍件工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 mmggG LZL 13245455 3800190012 ????? 可得 mmL 24761? 一般汽車根據(jù)前、后輪制動力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)和坡度等因素，當制動力足夠時，制動過程出現(xiàn)前后輪同時抱死拖滑時附著條件利用最好。 任何附著系數(shù) φ 路面上前后同時抱死的條件為（ φ =）： GFF ff ??? 21 （ ） ggff hL hLFF ?????1221 （ ） 式中： G — 汽車重力； 1fF — 前制動器制動力 ， N； 2fF — 后制動器制動力 ， 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 一般常用制動器制動力分配系數(shù) ? 來表示分配比例 ??ffFF? （ ） 前、后制動器制動力分配的比例影響到汽車制動時方向穩(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)文獻推薦以及我國道路條件，車速不高，所以本車型 0? 取