【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 路的傳遞，克服制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓的間隙等。在時(shí)間內(nèi)，汽車的減速度為零，作等速運(yùn)動(dòng)。 為制動(dòng)力由零增大到穩(wěn)定值，因而制動(dòng)減速度由零增至穩(wěn)定值ja所經(jīng)歷的時(shí)間。每輛在用車的ja值各不相同。常將十稱為制動(dòng)系的協(xié)調(diào)時(shí)間，～。 是以穩(wěn)定制動(dòng)減速度制動(dòng)的時(shí)間。 是從開(kāi)始放松制動(dòng)踏板的瞬時(shí)起，到制動(dòng)力完全消除。因而制動(dòng)減速度為零所經(jīng)歷的時(shí)間，稱為完全釋放時(shí)間。圖24制動(dòng)減速度一時(shí)間曲線 理想的制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)汽車勻速行使時(shí)，實(shí)際車速（即車輪中心的縱向速度）與車輪速度（即車輪滾動(dòng)的圓周速度）相等，車輪在路面上的運(yùn)動(dòng)為純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。然而，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板后，在制動(dòng)器摩擦力矩的作用下，車輪的角速度減小，實(shí)際車速與車輪速度之間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)速度差，輪胎與地面之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑移，滑移程度用滑移率S來(lái)表示，其表達(dá)式：式中：S為車輪滑移率；為車速（車輪中心縱向速度，m/s）；為車輪速度（車輪瞬時(shí)圓周速度，=rω，m/s）；r為車輪半徑（m）；ω為車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度（rad/s）。 當(dāng)=時(shí)，滑移率S=0，車輪自由滾動(dòng)；當(dāng)=0時(shí)，滑移率S=100%，車輪完全抱死滑移； 當(dāng)時(shí)，滑移率0S100%，車輪既滾動(dòng)又滑動(dòng)。滑移率越大，車輪滑移程度越大。在制動(dòng)過(guò)程中，車輪抱死滑移的根本原因是制動(dòng)器制動(dòng)力大于輪胎道路附著力。因此影響車輪滑移率的因素包括以下幾個(gè)方面： （1）車輪載客人數(shù)或載物量； （2）前后軸的載荷分布； （3）輪胎道路附著狀況； （4）路面種類和路面狀況； （5）制動(dòng)力大小及其增長(zhǎng)速率。汽車的實(shí)際車速與車輪滾動(dòng)的圓周速度之間的差異稱為車輪的滑移率?；坡蔛的定義式為: （23） 式中： ——車輪中心的速度； ——車輪的角速度； ——車輪的滾動(dòng)半徑。 圖25附著系數(shù)隨滑移率變化的曲線不制動(dòng)時(shí)，車輪作純滾動(dòng)，即滑移率S=o。當(dāng)車輪抱死時(shí)，,滑移率S=100%。輪胎與路面間的附著系數(shù)在制動(dòng)過(guò)程中實(shí)際上是個(gè)變量，縱、側(cè)向附著系數(shù)隨滑移率S變化的曲線如圖25所示。從圖25可知，滑移率S=100%時(shí)，縱向附著系數(shù)較小，地面制動(dòng)力不是最大，因而制動(dòng)距離不是最短。而且此時(shí)的側(cè)向附著系數(shù)為零，能承受的側(cè)向力為零。汽車此時(shí)很容易發(fā)生甩尾、甚至調(diào)頭以及失去前輪轉(zhuǎn)向能力等危險(xiǎn)現(xiàn)象，不能保證制動(dòng)的方向穩(wěn)定性，所以理想的制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能防止車輪被抱死，自動(dòng)保持在滑移率為15%～25%的范圍內(nèi)工作，這樣就能夠利用峰值附著系數(shù)獲得最大的地面制動(dòng)力和最短的制動(dòng)距離。而且此時(shí)還具有較高的側(cè)向附著系數(shù)，可以承受較大的側(cè)向力而不致側(cè)滑，可以保持汽車方向的控制能力，具有良好的制動(dòng)方向穩(wěn)定性。ABS系統(tǒng)可以保持車輪的滑移率在15%～25%的范圍內(nèi)。關(guān)于這方面的具體分析將在后面的一章中作介紹。 第三章 汽車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于將司機(jī)或其他動(dòng)力源的制動(dòng)作用力傳給制動(dòng)器，使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩。 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及分類根據(jù)制動(dòng)力源的不同，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類。具體可分為如下表：制動(dòng)力源力的傳遞方式用途型式 制動(dòng)力源工作介質(zhì)型式 工作介質(zhì) 簡(jiǎn)單制動(dòng)系（人力制動(dòng)系）司機(jī)體力機(jī)械式桿系或鋼絲繩僅用于駐車 制動(dòng)液壓式制動(dòng)液部分微型汽車的行車制動(dòng)動(dòng)力制動(dòng)系氣壓動(dòng)力制動(dòng)系發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力空氣氣壓式空氣中、重型汽車的行車制動(dòng)氣壓—液壓式 空氣、制動(dòng)液液壓動(dòng)力制動(dòng)系制動(dòng)液液壓式制動(dòng)液伺服制動(dòng)系真空伺服制動(dòng)系司機(jī)體力與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力空氣液壓式制動(dòng)液轎車、微、輕、中型汽車的行車制動(dòng)氣壓伺服制動(dòng)系空氣液壓伺服制動(dòng)系制動(dòng)液 簡(jiǎn)單制動(dòng)系簡(jiǎn)單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是靠司機(jī)作用于制動(dòng)踏板上或受柄上的力作為制動(dòng)力源。力的傳遞方式又有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，工作可靠，但機(jī)械效率底，故僅用于中小型汽車的駐車制動(dòng)裝置中。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系通常稱為液壓制動(dòng)系，用于行車制動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是作用時(shí)間短（～），工作壓力高（可達(dá)10～12MP），輪缸尺寸小，可布置在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄張開(kāi)機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低。但其有限的力傳動(dòng)比限制了其在汽車上的使用范圍。另外，液壓管路在過(guò)度受熱時(shí)會(huì)形成氣泡而影響傳輸，使制動(dòng)效能降低甚至失效。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系曾廣泛應(yīng)用于轎車、輕型及以下的貨車及部分中型貨車上去。其工作原理如圖31所示： 圖31人力液壓制動(dòng)系示意圖9—前制動(dòng)器；2——輪缸；6——制動(dòng)管；4—制動(dòng)踏板；5—制動(dòng)主缸；10—后制動(dòng)器。 動(dòng)力制動(dòng)系動(dòng)力制動(dòng)系是以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力形成的氣壓或液壓勢(shì)能作為汽車動(dòng)力的全部力源進(jìn)行制動(dòng)，而司機(jī)作用于制動(dòng)踏板或手柄上的力僅用于對(duì)制動(dòng)回路中控制元件的操縱。在簡(jiǎn)單制動(dòng)系中的踏板力與其行程間的反比例關(guān)系變不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。常用的?dòng)力制動(dòng)系有以下幾種。（1） 氣壓制動(dòng)系氣壓制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)系中最常見(jiàn)的型式，由于可以獲得較大的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力且主車與被拖的掛車之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接和斷開(kāi)都很方便，因此廣泛應(yīng)用于總質(zhì)量為8t以上尤其是15t以上的貨車、越野汽車和客車上。但氣壓制動(dòng)系必須采用空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、制動(dòng)閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、輪廓尺寸大、造價(jià)高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢，作用滯后時(shí)間長(zhǎng)（～），因此，在制動(dòng)閥到制動(dòng)氣室和儲(chǔ)氣罐的距離較遠(yuǎn)時(shí)有必要加設(shè)氣動(dòng)的第二級(jí)元件——繼動(dòng)閥以及快放閥；管路工作壓力較低，因而制動(dòng)氣室的直徑大，只能置于制動(dòng)器之外，在通過(guò)桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄，使非簧栽質(zhì)量增大；另外制動(dòng)氣室排氣也有較大噪聲。（2）全液壓動(dòng)力制動(dòng)系 全液壓動(dòng)力制動(dòng)系是用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵產(chǎn)生的液壓作為制動(dòng)力源。有開(kāi)式和閉式兩種。目前汽車用的全液壓動(dòng)力制動(dòng)系多用于閉式（常壓式）。全液壓動(dòng)力制動(dòng)系除具有一般液壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有操作輕便、制動(dòng)力強(qiáng)、易于采用制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置等優(yōu)點(diǎn)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密件多，對(duì)系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用，僅用于某些高級(jí)轎車和大型客車上。 各種形式的動(dòng)力制動(dòng)系在其動(dòng)力系統(tǒng)失效使回路中的氣壓或液壓達(dá)不到正常壓力時(shí)，制動(dòng)作用即會(huì)全部失效。 伺服制動(dòng)系伺服制動(dòng)系是在人力液壓制動(dòng)系中增加由其他能源提供的助力裝置，使人力與動(dòng)力并用。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在伺服系統(tǒng)失效時(shí)，仍可由人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力。因此，在中級(jí)以上轎車及輕、中型客、貨車上得到了廣泛應(yīng)用。 按伺服系統(tǒng)能源的不同，伺服系統(tǒng)分為真空伺服系統(tǒng)、氣壓伺服系統(tǒng)和液壓伺服系統(tǒng)。～、中型貨車上；氣壓伺服系統(tǒng)則廣泛用于裝載質(zhì)量為6～12T的中、重型貨車及極少數(shù)高級(jí)轎車上。液壓伺服系統(tǒng)一般是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)高壓油泵產(chǎn)生高壓油液供伺服制動(dòng)系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系共同使用。 按照助力特點(diǎn)，伺服制動(dòng)系又可分為助力式和增壓式兩種。助力伺服制動(dòng)系工作原理如圖32：圖32真空助力式（直動(dòng)式）伺服制動(dòng)系示意圖 制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng)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(shuō)應(yīng)該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的工作。汽車的液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的雙回路系統(tǒng)一般有5種分路方案，選擇分路方案時(shí)，主要是考慮其制動(dòng)效能的損失程度、制動(dòng)力的不對(duì)稱情況和回路系統(tǒng)的復(fù)雜程度等。方案如下：1) 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)的單輪缸鼓式制動(dòng)器相配合，成本較低。這種分路布置方案在各種汽車上都采用，但在貨車上用的最為廣泛。這一分路方案若后輪制動(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。2) 前后輪制動(dòng)管路呈對(duì)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(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同屬于一個(gè)回路，稱交叉型，簡(jiǎn)稱X型。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)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(méi)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(duì)稱，導(dǎo)致前輪將朝制動(dòng)起作用車輪的的一側(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。3) 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(duì)半個(gè)軸的分路型式，簡(jiǎn)稱HI型。4) 兩個(gè)獨(dú)立的回路分別為兩側(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(duì)另半個(gè)軸與另一輪的型式，簡(jiǎn)稱LL型。5) 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(duì)前、后半個(gè)軸的分路型式，簡(jiǎn)稱HH型。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制動(dòng)效能最好。HI，LL，HH型的結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜。LL型和HH型在任一回路失效時(shí)，前、后制動(dòng)力的比值與正常情況下相同，且剩余的總制動(dòng)力可達(dá)到正常值的50%左右。HI型單用一回路 ，即一軸半剩余制動(dòng)力比較大，但此時(shí)與LL型一樣，在緊急制動(dòng)時(shí)后輪極易先抱死。 Mazda6轎車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇綜合3. 1節(jié)所述各種制動(dòng)系驅(qū)動(dòng)回路的優(yōu)、缺點(diǎn)，及Mazda6轎車的整車參數(shù)（整車參數(shù)如下表31所示），初步選擇如下裝置：我們選擇真空助力式（直動(dòng)式）伺服制動(dòng)系雙回路作為該車的傳動(dòng)系統(tǒng)。（如圖3—2所示）該回路采用交叉型（X）液壓雙管路，該回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作效率高、駕駛員腳感較好。根據(jù)前后載荷的分配情況，通過(guò)感載比例閥自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后車輪的制動(dòng)力，使前、后車輪的制動(dòng)力分配始終處于最佳狀態(tài)。另外，即使交叉型管路任一回路失效，剩余總制動(dòng)力都可以保證正常值的50%，且不會(huì)引起轉(zhuǎn)向失控。表31 Mazda 6轎車技術(shù)參數(shù)尺寸參數(shù)長(zhǎng)寬高／mmmmmm467017801435輪距／mm2675前懸（后懸）/ mm960（1035）前輪距（后輪距）/ mm1540（1540）最小離地間隙（滿載）/ mm137質(zhì)量參數(shù)整車整備質(zhì)量/Kg1390滿載總質(zhì)量/ Kg1915載荷分配/ Kg空載前/后844/546滿載前/后990/925性能參數(shù)動(dòng)力性最高車速/Km/h2000—100Km/h加速時(shí)間/S經(jīng)濟(jì)性90Km/h等速油耗/L/（100Km/h）制動(dòng)距離初速80Km/h時(shí)/m30初速50Km/h時(shí)/m13排放標(biāo)準(zhǔn)滿足歐III排放標(biāo)準(zhǔn)最大車內(nèi)外加速度噪聲/dB(A)76(64)最小轉(zhuǎn)彎直徑/m行李箱容積/L500發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)L3發(fā)動(dòng)機(jī)形式直列4缸、DOHC、16V、多點(diǎn)順序噴射汽油機(jī)排量/L壓縮比缸徑行程/ mmmm最大功率/KW（轉(zhuǎn)速/r/min）119（6500）最大扭矩/Nm（轉(zhuǎn)速/r/min）205（400）油箱容積/L64第四章 汽車制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算通過(guò)對(duì)Mazda6轎車整車性能的分析，根據(jù)該車的整車參數(shù)，參考同類車型制動(dòng)器的特點(diǎn)我們?cè)O(shè)計(jì)了Mazda6轎車制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)及主要尺寸。前輪我們采用浮鉗盤式制動(dòng)器，后輪采用帶駐車制動(dòng)傳動(dòng)裝置的DBA盤式制動(dòng)器。根據(jù)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間和工作量的要求，我們只設(shè)計(jì)前輪的盤式制動(dòng)器。后輪制動(dòng)器只是在前輪制動(dòng)器的基礎(chǔ)上多安裝了一個(gè)駐車制動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)和前輪有相通之處，故因篇幅限制不再介紹設(shè)計(jì)過(guò)程。 制動(dòng)盤的設(shè)計(jì)（1）前制動(dòng)盤的設(shè)計(jì)綜合考慮盤式制動(dòng)器定、浮鉗盤式制動(dòng)器的優(yōu)劣。前輪盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤我們?cè)O(shè)計(jì)成浮鉗盤式制動(dòng)器。制動(dòng)盤在工作時(shí)不僅受到制動(dòng)塊作用的很大的法向力和切向力，而且還承受比制動(dòng)鼓大的過(guò)的熱負(fù)荷，其表面最高溫度可達(dá)800℃，在高溫作用下可能翹曲，從而導(dǎo)致產(chǎn)生摩擦噪聲和刮傷。為了使制動(dòng)盤有適當(dāng)?shù)臒崛萘亢土己玫纳嵝阅?，必須?duì)其結(jié)構(gòu)和厚度給予充分的考慮。制動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)分為實(shí)心型和通風(fēng)型兩種，通風(fēng)型可以降低溫升20%～30%。奧迪、切諾基、桑塔納200、富康（AL、AG）轎車均通風(fēng)型制動(dòng)盤，其厚度在20～25mm之間；其他引進(jìn)轎車采用厚度為10~13的實(shí)心型制動(dòng)盤?？紤]到制動(dòng)過(guò)程中前輪制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力約占總制動(dòng)力的70%以上，結(jié)合溫升對(duì)制動(dòng)穩(wěn)定性能的影響，前輪盤式制動(dòng)器我們?cè)O(shè)計(jì)成通風(fēng)盤。參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和該車的靜力半徑（R=290mm）制動(dòng)盤尺寸我們初選為外徑厚度（mmmm）28024。其結(jié)構(gòu)如圖43所示：圖41 浮鉗盤式制動(dòng)器通風(fēng)盤簡(jiǎn)圖圖42 浮鉗盤式制動(dòng)器通風(fēng)盤簡(jiǎn)圖圖43浮鉗盤式制動(dòng)器通風(fēng)盤簡(jiǎn)圖制造技術(shù)要求：制動(dòng)盤的材料為灰鑄鐵，或添加Cr、兩端面的平行度和靜不平衡量。一般， mm， mm， mm。制動(dòng)盤應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為273～302HB。表面淬火淬硬深度為2～3 mm，硬度為35～45HRC。（2）后輪制動(dòng)盤的設(shè)計(jì)后輪制動(dòng)器因?yàn)楫a(chǎn)生的制動(dòng)力還不到30%，且后輪制動(dòng)器的制動(dòng)鉗我們?cè)O(shè)計(jì)成帶駐車制動(dòng)傳動(dòng)裝置的DBA式浮鉗盤式。所以為了使后輪制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)盡