【文章內(nèi)容簡介】 杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。雙向增力式制動器也廣泛用作汽車的中央制動器，因?yàn)轳v車制動要求制動器正向、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應(yīng)急制動時(shí)也不會產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出。 盤式制動器結(jié)構(gòu)形式簡介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(diǎn)：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(shí)現(xiàn)從鼓式制動器到盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。②浮動盤式制動器：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。故有滑動和擺動之分，其中滑動應(yīng)用的較多。它們的制動油缸均為單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動塊總成是活動的，而另一側(cè)的制動塊總成則固定在鉗體上。制動時(shí)在油液壓力作用下，活塞推動活動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制動塊總成壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩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(yīng)預(yù)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(yīng)更換。這種制動器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進(jìn)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。（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(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。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒有浮鉗盤式制動器廣泛。 盤式制動器的優(yōu)缺點(diǎn)盤式制動器比鼓式制動器的優(yōu)點(diǎn)：（1） 熱穩(wěn)定好，原因是一般無自行増力作用，襯塊摩擦表現(xiàn)壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻，此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄的中部接觸，從而降低了制動效能，這稱為機(jī)械衰退，制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機(jī)械衰退問題，因此，前輪采用盤式制動器。汽車制動時(shí)不易跑偏。（2） 水穩(wěn)定性好，制動塊對盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多，又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一，二次制動即能恢復(fù)正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)。（3） 制動力矩與汽車運(yùn)動方向無關(guān)。（4） 易于構(gòu)成雙回路制動系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。（5） 尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。（6） 壓力在制動襯塊上的分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。（7） 更換襯塊簡單容易。（8） 襯塊與制動盤之間的間隙?。ǎ?，從而縮短了制動協(xié)調(diào)時(shí)間。（9） 易于實(shí)現(xiàn)間隙自動調(diào)整。（10） 能方便地實(shí)現(xiàn)制動器磨損報(bào)警，以便及時(shí)更換摩擦襯塊。盤式制動器的主要缺點(diǎn)：（1） 難以完全防止塵污和銹蝕（封閉的多片全盤式制動器除外）。（2） 兼作駐車制動器時(shí)，所需附加的手驅(qū)動機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。（3） 在制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)中必須裝有助力器。（4） 因?yàn)橐r塊工作表面小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。汽車制動簡單來講，就是利用摩擦將動能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yùn)行溫度外，還傾向于采用散熱性能較好的盤式制動器。當(dāng)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(jì)。四輪轎車在制動過程中，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%，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，尤其是中高級轎車，一般都采用了盤式制動器?？v觀現(xiàn)代商務(wù)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(diǎn)，在商務(wù)車領(lǐng)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(fēng)盤式。普通盤式我們比較容易理解，就是實(shí)心的。通風(fēng)盤式就是空心的，顧名思義具有通風(fēng)功效，指的是汽車在行使當(dāng)中產(chǎn)生的離心力能使空氣對流，達(dá)到散熱的目的，這是由盤式碟片的特殊構(gòu)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(guān)系，一般中高級轎車中普遍采用前通風(fēng)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(fēng)盤。值得一提的是，在前輪使用通風(fēng)盤正在逐步取代使用實(shí)心盤。ABS把大部分的制動力分配到前輪，防止甩尾，對前剎的散熱要求很高，所以一般前輪都會采用通風(fēng)盤。綜上所述，本次商務(wù)車設(shè)計(jì)，前后輪均采用浮動鉗盤式制動器。其中前輪制動盤選擇通風(fēng)盤，后輪選擇普通盤，并且在后輪上設(shè)置駐車制動傳動裝置。第三章：制動器主要參數(shù)及其選擇盤式制動器設(shè)計(jì)的一般流程為：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所給數(shù)據(jù)，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)確定出整車總布置參數(shù)。在有關(guān)的整車總布置參數(shù)及制動器結(jié)構(gòu)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(jìn)行制動器結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)；然后進(jìn)行制動力矩和磨損性能的驗(yàn)算，并與所要求的數(shù)據(jù)比較，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。之后再根據(jù)各項(xiàng)演算和比較的結(jié)果，對初選的參數(shù)進(jìn)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(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析。在這里先給出該商務(wù)車的整車參數(shù)：：長度：4300mm； 寬度：1790mm； 高度：1582mm 軸距：2576mm ；前輪距：1460mm ； 后輪距：1473質(zhì)心高度：空載 690mm ； 滿載 710m質(zhì)心到前軸的距離：空載1240 ； 滿載1396質(zhì)心到后軸的距離：空載1336 ； 滿載1280：整車整備質(zhì)量：1598kg ； 總質(zhì)量：2145kg ； 前軸載荷：空載828kg 滿載1015kg后軸載荷：空載770kg 滿載1130kg發(fā)動機(jī)排量：；最大功率：85kw/5500r/min最大轉(zhuǎn)矩：158 N?m /4000r/min壓縮比：:1；五檔手動變速器：=，=，=，=，=，=3.推薦主減速比：；最高車速：200km/h。輪胎有效半徑：365mm 汽車制動時(shí)，如果忽略路面對車輪的滾動阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度的車輪，其力矩平衡方程為 ()式中：——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(zhuǎn)方向相反，Nm ；——地面作用于車輪上的制動力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱為地面制動力，其方向與汽車行駛方向相反，N ；——車輪有效半徑，m 。假設(shè)當(dāng)時(shí)速，至汽車停止時(shí)速度。剎車距離。由，得 ` 由前后輪分配可知：(假設(shè))前輪的其中一個(gè)輪 后輪的其中一個(gè)輪 因此，由公式（）求得 ；令 ()并稱之為制動器制動力，它是在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力，又稱為制動周緣力。與地面制動力的方向相反，當(dāng)車輪角速度時(shí)，大小也相等。取決于制動器的結(jié)構(gòu)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成正比。當(dāng)加大踏板力以加大，和均隨之增大。但地面制動力受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力，即 ≤ () () 式中：——輪胎與地面間的附著系數(shù)；——地面對車輪的法向反力。當(dāng)制動器制動力和地面制動力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以圖 制動力與踏板力的關(guān)系 制動時(shí)的汽車受力圖阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動到=0以后，地面制動力達(dá)到附著力值后就不再增大，而制動器制動力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升（）。根據(jù)汽車制動時(shí)的整車受力分析（），并考慮到制動時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對前、后軸車輪的法向反力為 ()式中：G——汽車所受重力； L——汽車軸距；——汽車質(zhì)心離前軸距離；——汽車質(zhì)心離后軸距離； ——汽車質(zhì)心高度； g——重力加速度； ——汽車制動減速度。算得 汽車總的地面制動力為 ()式中：（）——制動強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動力；——前后軸車輪的地面制動力。由式（）、式（）求得前、后軸車輪附著力 （37）在此取附著系數(shù)，因此求得10151N 4564N上式表明：汽車在附著系數(shù)為任意確定值的路面上制動時(shí)，各軸附著力即極限制動力并非為常數(shù)，而是制動強(qiáng)度或總制動力的函數(shù)。當(dāng)汽車各車輪制動器的制動力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動器制動力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動過程可能出現(xiàn)的情況有三種，即(1)前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；(2)后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；(3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。第（3）種情況的附著條件利用得最好。由式()、式()得在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是： ()式中：——前軸車輪的制動器制動力，；——后軸車輪的制動器制動力，；——前軸車輪的地面制動力；——后軸車輪的地面制動力；，——地面對前、后軸車輪的法向反力；G——汽車重力；，——汽車質(zhì)心離前、后軸距離；——汽車質(zhì)心高度。由式()知前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前、后輪制動器的制動力，是的函數(shù)。式()中消去，得 ()式中：L——汽車的軸距。圖 某汽車的I曲線和曲線將上式繪成以，為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線，簡稱I曲線，如圖 3. 3所示。如果汽車前、后制動器的制動力，能按I曲線的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動時(shí)，都能使前、后車輪同時(shí)抱死。目前大多數(shù)兩軸汽車的前、后制動器制動力之比值為一定值，并以前制動與汽車總制動力之比表明分配的比例，稱為汽車制動器制動力分配系數(shù)： （）由于在附著條件所限定的范圍內(nèi)，地面制動力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動周緣力，故通稱為制動力分配系數(shù)。在本設(shè)計(jì)的商務(wù)車中：由式（）； 。 由式()可表達(dá)為 ()上式在圖 (1)/的直線，是汽車實(shí)際前、后制動器制動力分配線，簡稱線。圖中線與I曲線交于B點(diǎn)， B點(diǎn)處的附著系數(shù)=,則稱為同步附著系數(shù)。它是汽車制動性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是：。 求得 對于前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上，前、后車輪制動器才會同時(shí)抱死。當(dāng)汽車在不同值的路面上制動時(shí)，可能有以下情況： (1)當(dāng)，線位于I曲線下方，制動時(shí)總是前輪先抱死。它雖是一種穩(wěn)定工況，但喪失轉(zhuǎn)向能力。(2)當(dāng)，線位于I曲線上方，制動時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。(3)當(dāng)，制動時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力。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(shí)的制動減速度，為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí)，其制動減速度為du/dtg，即，q為制動強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死時(shí)的制動強(qiáng)度q，這表明只有在=的路面上，地面的附著條件才得到充分利用。附著條件的利用情況用附著系數(shù)利用率(附著力利用率)表示： ()算得 式中：——汽車總的地面制動力；G——汽車所受重力；——制動強(qiáng)度。當(dāng)=時(shí)，=，=1,利用率最高。直至20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)道路條件還不很好，汽車行駛速度也不很高，后輪抱死側(cè)滑的后果也不顯得像前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力那樣嚴(yán)重，因此往往將值定得較低，即處于常遇附著系數(shù)范圍的中間偏低區(qū)段。但當(dāng)今道路條件大為改善，汽車行駛速度也大為提高，因而汽車因制動時(shí)后輪先抱死引起的后果十分嚴(yán)重。由于車速高，它不僅會引起側(cè)滑甩尾甚至?xí){(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性。后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的。因此各類轎車和一般載貨汽車的值有增大的趨勢。如何選擇同步附著系數(shù)