【文章內(nèi)容簡介】 型鼓式制動器兩種結構型式。內(nèi)張型鼓式制動疊的摩擦元件是一對帶有圓弧形摩擦 蹄片的制動蹄，后者則安裝在制動底板上，而制動底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半軸套管的凸緣上（對車輪制動器）或變速器、分動器殼或與其相固定的支架上（對中央制動器），其旋轉的摩擦元件為制動鼓。車輪制動器的制動鼓均固定在輪轂上，而中央制動器的制動鼓則固定在變速器或分動器的第二軸后端。制動時，利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦蹄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，其旋轉摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓的外圓柱表面與制動帶 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。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作一些汽車的中央制動器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。由于外束型鼓式制動器通常簡稱為帶式制動器，而且在現(xiàn)代汽車上已很少采用，所以內(nèi)張型鼓式制動器通常簡稱為鼓式制動器，通常所說的鼓式制動器就是指這種內(nèi)張型鼓式結構。 盤式制動器的旋轉元件是一個垂向安放且以兩側表面為工作面的制動盤，其固定摩擦元件一般是位于制動盤兩側并帶有摩擦片的制動塊。制動時，當制動盤西南科技大學城市學院本科生畢業(yè)論文 12 被兩側的制動塊夾緊時，摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動盤上的摩擦 力矩。盤式制動器常用作轎車的車輪制動器，也可用作各種汽車的中央制動器。 [3] 車輪制動器主要用作行車制動裝置，有的也兼作駐車制動之用。 鼓式制動器和盤式制動器的結構型式有多種，其主要結構型式 (如圖 21）所 示。 圖 21 制動器的結構選型 盤式制動器的結構型式及選擇 按摩擦副中固定元件的結構不同，盤式制動器分為鉗盤式和全盤式制動器兩大類。 鉗盤式制動器的固定摩擦元件是兩塊帶有摩擦襯塊的制動塊，后者裝在以螺栓固定于轉向節(jié)或橋殼上的制動鉗體中。兩塊制動塊之間裝有作為旋轉元件的制動盤，制動盤用 螺栓固定于輪轂上。制動塊的摩擦襯塊與制動盤的接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅約 30176。～ 50176。，因此這種盤式制動器又稱為點盤式制西南科技大學城市學院本科生畢業(yè)論文 13 動器。其結構較簡單，質量小，散熱性較好，且借助于制動盤的離心力作用易于將泥水、污物等甩掉，維修也方便。但由于摩擦襯塊的面積較小，制動時其單位壓力很高，摩擦面的溫度較高，故對摩擦材料的要求較高。 1— 轉向節(jié)（或橋殼） 2— 調整墊片 3— 活塞 4— 制動塊總成 5導向支承銷 6— 制動鉗體 7— 輪輞 8— 回位彈簧 9— 制動盤 10— 輪轂 圖 22 固定鉗式 盤 式制動器 全盤 式制動器的固定摩擦元件和旋轉元件均為圓盤形，制動時各盤摩擦表面全部接觸。其工作原理如摩擦離合器，故又稱為離合器式制動器。用得較多的是多片全盤式制動器，以便獲得較大的制動力。但這種制動器的散熱性能較差，故多為油冷式，結構較復雜 [4]。 鉗盤式制動器按制動鉗的結構型式又可分為以下幾種： 固定鉗式盤式制動器 如圖 22 所示，在制動鉗體上有兩個液壓油缸，其中各裝有一個活塞。當壓力油液進入兩個油缸活塞外腔時，推動兩個活塞向內(nèi)將位于制動盤兩側的制動塊總成壓緊到制動盤上，從而將車輪制動。當放松制動踏板使油液壓力 減小時，回位彈簧又將兩制動塊總成及活塞推離制動盤。這種型式也稱為對置活塞式或浮動活塞式固定鉗式盤式制動器。 浮動鉗式盤式制動器 浮動鉗式盤式制動器的制動鉗體是浮動的。其浮動方式有兩種，一種是制動鉗體可作平行滑動；另一種是制動鉗體可繞一支承銷擺動 (見圖 23)。因而有滑動鉗式盤式制動器和擺動鉗式盤式制動器之分。但它們的制動油缸均為單側的，且西南科技大學城市學院本科生畢業(yè)論文 14 與油缸同側的制動塊總成是活動的，而另一側的制動塊總成則固定在鉗體上。制動時在油液壓力作用下，活塞推動該側活動的制動塊總成壓靠到制動盤，而反作用力則推動制動鉗體連同固 定于其上的制動塊總成壓向制動盤的另一側，直到兩側的制動塊總成受力均等為止。對擺動鉗式盤式制動器來說，鉗體不是滑動而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。這樣就要求制動摩擦襯塊應預先做成楔形的 (摩擦表面對背面的傾斜角為 6176。左右 )。在使用過程中，摩擦襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻 (一般約為 l mm)后即應更換。 (a)滑動鉗式盤式制動器 (b)擺動鉗式盤式制動器 1— 制動盤 。2— 制動鉗體 。3— 制動塊總成 。4— 帶磨損警報裝置的制動塊總成 。 5— 活塞 。 6— 制 動鉗支架 。 7— 導向銷 圖 23 浮動鉗式盤式制動器工作原理圖 固定鉗式盤式制動器在汽車上的應用是早于浮動鉗式的，其制動鉗的剛度好，除活塞和制動塊外無其他滑動件，但由于需采用兩個油缸分置于制動盤的兩側，使結構尺寸較大，布置較困難；需兩組高精度的液壓缸和活塞，成本較高；制動熱經(jīng)制動鉗體上的油路傳給制動油液，易使其由于溫度過高而產(chǎn)生氣泡影響制動效果。另外，由于兩側制動塊均靠活塞推動，難于兼用于由機械操縱的駐車制動，必須另加裝一套駐車制動用的輔助制動鉗，或是采用盤鼓結合式后輪制動器，其中作為駐車用的鼓式制動器由于 直徑較小，只能是雙向增力式的，這種 “盤中鼓 ”的結構很緊湊，但雙向增力式制動器的調整不方便 [5]。 浮動鉗式盤式制動器只在制動盤的一側裝油缸，結構簡單，造價低廉，易于布置，結構尺寸緊湊，可以將制動器進一步移近輪轂，同一組制動塊可兼用于行車和駐車制動。浮動鉗由于沒有跨越制動盤的油道或油管，減少了油液的受熱機西南科技大學城市學院本科生畢業(yè)論文 15 會，單側油缸又位于盤的內(nèi)側，受車輪遮蔽較少，使冷卻條件較好。另外，單側油缸的活塞比兩側油缸的活塞要長，也增大了油缸的散熱面積，因此制動油液溫度比固定鉗式的低 30℃～ 50℃，汽化的可能性較小。但由于制動鉗體是 浮動的，必須設法減少滑動處或擺動中心處的摩擦、磨損和噪聲 [6]。 盤式制動器 與鼓式制動器 優(yōu)缺點比較 熱穩(wěn)定性較好。這是因為制動盤對摩擦襯塊無摩擦增力作用，還因為制動摩擦襯塊的尺寸不長，其工作表面的面積僅為制動盤面積的 12％～ 6％，故散熱性較好。 水穩(wěn)定性較好。因為制動襯塊對盤的單位壓力高，易將水擠出，同時在離心力的作用下沾水后也易于甩掉，再加上襯塊對盤的擦拭作用，因而，出水后只需經(jīng)一、二次制動即能恢復正常；而鼓式制動器則需經(jīng)過十余次制動方能恢復正常制動效能。 制動穩(wěn)定性好。盤式制動 器的制動力矩與制動油缸的活塞推力及摩擦系數(shù)成線性關系，再加上無自行增勢作用，因此在制動過程中制動力矩增長較和緩，與鼓式制動器相比，能保證高的制動穩(wěn)定性。 制動力矩與汽車前進和后退行駛無關。 在輸出同樣大小的制動力矩的條件下，盤式制動器的質量和尺寸比鼓式要小。 盤式的摩擦襯塊比鼓式的摩擦襯片在磨損后更易更換，結構也較簡單，維修保養(yǎng)容易。 制動盤與摩擦襯塊間的間隙小 (～ )，這就縮短了油缸活塞的操作時間，并使制動驅動機構的力傳動比有增大的可能。 制動盤的熱膨脹不會像 制動鼓熱膨脹那樣引起制動踏板行程損失，這也使間隙自動調整裝置的設計可以簡化。 易于構成多回路制動驅動系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性和安全性，以保證汽車在任何車速下各車輪都能均勻一致地平穩(wěn)制動。 能方便地實現(xiàn)制動器磨損報警，以便及時更換摩擦襯塊。 盤式制動器的主要缺點是難以完全防止塵污和銹蝕 (但封閉的多片全盤式制動器除外 )；兼作駐車制動器時，所需附加的駐車制動驅動機構較復雜，因此有的汽車采用前輪為盤式后輪為鼓式的制動系統(tǒng)；另外，由于無自行增勢作用，制動效能較低，中型轎車西南科技大學城市學院本科生畢業(yè)論文 16 采用時需加力裝置 [7]。 雅閣六代 車型制動器結構的最終 方案 汽車制動簡單來講，就是利用摩擦將動能轉換成熱能，使汽車失去動能而停止下來。因此，散熱對 制動系統(tǒng) 是十分重要的。如果制動系統(tǒng)經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，就會阻礙能量的轉換過程，造成制動性能下降。越是跑得快的汽車，制動起來所產(chǎn)生的熱量越大，對制動性能的影響也越大。解決好散熱問題，對提高汽車的制動性能也就起了事倍功半的作用。所以，現(xiàn)代轎車的車輪除了使用鋁合金 車圈來降低運行溫度外，還傾向于采用散熱性能較好的盤式制動器 。 [3] 當然，盤式制動器也有自己的缺陷。例如對制動器和制動管路的制造要求較高，摩擦片的耗損量較大，成本貴 ， 而且由于摩擦片的面積小，相對摩擦的工作面也較小，需要的制動液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用。而 鼓式制動器 成本相對低廉，比較經(jīng)濟。 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%，因此前輪制動力要比后輪大。轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用前輪盤式制動，后輪鼓式制動的方式。但隨著轎車車速的不斷提高，近年來采用盤式制動器的轎車日益增多，一般都采用了盤式制動器。 縱觀現(xiàn)代汽車市場，隨著人類對汽車安全性能重視的加劇，為了保持制動力系數(shù)的穩(wěn)定性以及考慮到盤式制動器的優(yōu)點，在 乘用車 車領域盤式制動器已基本取代鼓式制動器，特別是浮動鉗盤式。根據(jù)制動盤的不同，盤式制動器還可分為普通盤式和通風盤式。 普通盤式我們比較容易理 解，就是實心的。通風盤式就是空心的，顧名思義具有 通 風功效，指的是汽車在行使當中產(chǎn)生的離心力能使空氣對流，達到散熱的目的，這是由盤式碟片的特殊構造決定的。從外表看，它在圓周上有許多通向圓心的洞空，這些洞空是經(jīng)一種特殊工藝 （ slotteded drilled） 制造而成，因此比普通盤式散熱效果要好許多。由于制造工藝與成本的關系，一般中高級轎車中普遍采用前通風盤、后普通盤的制動片。如 Passat,Vento ,Corrado等車，部分高級轎車采用前后通風盤 [8]。 綜合其制動性能與其成本，本次乘用車設 計，前后輪均采用定鉗式 （ 水平對置 ） 盤式制動器。其中前輪制動盤選擇通風盤，后輪選擇普通盤，并且在后輪上設置駐車制動傳動裝置 。 西南科技大學城市學院本科生畢業(yè)論文 17 第 3 章 制動器主要參數(shù)及其選擇 盤式制動器設計的一般流程為：根據(jù)設計要求，所給數(shù)據(jù)，依據(jù)國家標準確定出整車總布置參數(shù)。在有關的整車總布置參數(shù)及制動器結構型式確定之后，根據(jù)已給參數(shù)并參考已有的同等級汽車的同類型制動器，初選制動器的主要參數(shù)，并據(jù)以進行制動器結構的初步設計；然后進行制動力矩和磨損性能的驗算，并與所要求的數(shù)據(jù)比較，直到達到設計要求。 之后再根據(jù)各項演算和比較的結果，對初選的 參數(shù)進行必要的修改，直到基本性能參數(shù)能滿足使用要求為止；最后進行詳細的結構設計和分析。 雅閣六代基本參數(shù)確定 輪滾動半徑 er 由于 雅閣六 轎車采用輪胎規(guī)格為 195/65R15 91V 其中名義斷面寬度為195mm，扁平率為 65%，輪轂名義直徑為 15 英寸，換算過來為 15=381mm。 故車輪滾動半徑為 er =（ 381+219565%） 247。2= 空 、 滿載時質心距前軸距離 39。1L ， 1L ；空 、 滿載時質心距后軸距離 39。2L ， 2L 空載時 ， 39。1L =1080mm , 39。2L =1635mm； 滿載時， 1L =1345mm， 2L =1370mm 空 、 滿載時的軸荷分配 空載時 ， 前軸負 荷： kgkgWLLG 85714232715163539。239。1 ??? (3— 1) 后軸負荷 ： kgkgWLLG 56614232715108039。139。2 ??? (3— 2) 西南科技大學城市學院本科生畢業(yè)論文 18 滿載時，前軸負荷 ： kgkgWLLG 71814232715137021 ??? (3— 3) 后軸負荷 ： kgkgWLLG 70414232715134512 ??? (3— 4) 空 、 滿載時的質心高度 空載時， mmhg 67039。 ? 滿載時， mmhg 640? 制動力與制動力分配系數(shù) 汽車制動時，如果忽略路面對車輪的滾動阻力矩和汽車回轉質量的慣性力矩，則任一角速度 ? 0 的車輪，其力矩平衡方程為 : 0?? eBf rFT (3— 5) 式中 fT 為 制動器對車輪作用的制動力矩，即制 動器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉方向相反， N m； BF 為 地面作用于車輪上的制動力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱地面制動力，其方向與汽車行駛方向相反， N； er 為 車輪有效半徑， m。 令 eff rTF ? (3— 6) 并稱之為制動器制動力， fF 與地面制動力 BF 的方向相反，當車輪角速度 ? 0時，大小亦相等，且 fF 僅由制動器結構參數(shù)所決定。即 fF 取決于制動器的結構型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動踏板力即制動系的液壓或氣壓成比例。當加大踏板力以加大 fT ， fF 和 BF 均隨之增大。但地面制動力 BF受著附著條件的限制 ，其值不可能大于附著力 ?F ，即 西南科技大學城