【文章內(nèi)容簡介】 動(dòng)盤，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定于其上的制動(dòng)塊總成壓向制動(dòng)盤的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動(dòng)塊總成的受力均等為止。浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤的一側(cè)裝油缸，其結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu) 尺寸緊湊，可將制動(dòng)器近一步移近輪轂，同一組制動(dòng)塊可兼用于行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)。由于浮動(dòng)鉗沒有跨越制動(dòng)盤的油道或油管，減少了油液受熱機(jī)會，單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽較小，使冷卻條件較好。另外單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長，也增大了油缸的散熱面積，因此制動(dòng)油液溫度比固定鉗式的低 30 ℃~50℃，汽化的可能性較小。相比于固定鉗式浮動(dòng)鉗式可將油缸和活塞等精密件減去一半，造價(jià)大為降低。 圖 23 浮鉗式制動(dòng)器 全盤式制動(dòng)器 全盤式制動(dòng)器 由固定摩擦 圓盤 和旋轉(zhuǎn) 圓盤組成。定圓盤通過導(dǎo)向平鍵或花鍵聯(lián)接 (見浮鉗盤式制動(dòng)器示意圖： 廣西工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接 )于固定殼體內(nèi)，而動(dòng)圓盤用導(dǎo)向平鍵或花鍵裝在制動(dòng)軸上，并隨軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)受到軸向力時(shí) ,動(dòng)、定圓盤相互壓緊而制動(dòng)。為增多盤數(shù)和在圓盤表面覆蓋一層石棉等摩擦材料可增大制動(dòng)力矩 。其工作原理如摩擦離合器，故又稱離合器式制動(dòng)器。 這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦面積大，制動(dòng)力矩大，但散熱條件差 ， 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，造價(jià)成本高， 故不予以采用。 圖 24 綜上所述：選擇方案三浮動(dòng)盤式制動(dòng)器最 為理想。 滑動(dòng)鉗式制動(dòng)器由于它結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小和耐高溫， 它既滿足了制動(dòng)安全實(shí)用性也具有較低的生產(chǎn)成本， 得到了廣泛的應(yīng)用 ，所以我考慮選用滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器做為微型客車的制動(dòng)器。 廣西工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 第 3 章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)要求 采用盤式制動(dòng)器。要求對制動(dòng)力、制動(dòng)力分配系數(shù)、制動(dòng)器因數(shù)等進(jìn)行計(jì)算。對制動(dòng)器主要零件，如制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、摩擦襯片（襯塊）進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)算。 整車參數(shù) 車型：微型客車 基本參 數(shù)： 1）軸距： L=2350mm； 2） 最高車速： Vmax=105 Km/h； 3）汽車空載質(zhì)量： m’ a =985Kg； 汽車滿載總質(zhì)量： ma =1620Kg； 4）空載時(shí)汽車的質(zhì)心高度： h’ g =800mm； 滿載時(shí)汽車的質(zhì)心高度為 hg=930mm； 5）汽車空載時(shí)的軸荷分配：前軸 60%，后軸 40%； 汽車滿載時(shí)的軸荷分配：前軸 52%，后軸 48%； 6）汽車空載時(shí)質(zhì)心到前后軸的距離： L’ 1= L*=2350*=940mm； L’ 2= L*=2350*=1410mm； 汽車滿載時(shí)質(zhì)心到前后軸的距離： L1=L*=2350*=1222mm； L2=L*=2350*=1128mm； 7）車輪有效半徑 re 選用 80系列輪胎，查閱 GB/2978_1997， 155/80R13 新胎滾動(dòng)半徑為 281mm, 得有效半徑為 Re=281mm。 受力分析 圖 31所示為汽車在水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力情況。圖中忽略了空氣阻力、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩以及汽車的滾動(dòng)阻力 偶矩。另外，在以下的分析中還忽略了制動(dòng)時(shí)車輪邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)的情況，并且附著系數(shù)為定值 φ 。 廣西工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 圖 31 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖 根據(jù)圖 31給出的汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力情況，并對后軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 12()gG H duZLL g dt?? （ 31） 對前軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 21()gG H duZLL g dt?? （ 32） 式中： Z1 ──汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對前軸車輪的法向反力， N； Z2 ──汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對后軸車輪的法向反力， N； L ──汽車軸距， N； L1 ──汽車質(zhì)心離前軸距離， mm； L2 ──汽車質(zhì)心離后軸距離， mm； Hg ──汽車質(zhì)心高度， mm； G ──汽車所受重力， N； dudt ──汽車制動(dòng)減速度， m/s2 。 令 dudt =qg ,q 稱為制動(dòng)強(qiáng)度。 若在附著系數(shù)為 φ 的路面上制動(dòng)，前、后均抱死，這時(shí)汽車總的地面制動(dòng)力為12B B BF F F?? （ 33） 前、后車輪中的附著力為 12F F F? ? ??? （ 34） 根據(jù)文獻(xiàn) []前后車輪的附著力為 1 2()GF L q H gL? ??? （ 35） 廣西工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 2 1()GF L q H gL? ??? （ 36） 對于大多數(shù)兩軸汽車，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值為一定值，并以前制動(dòng)器制動(dòng)力Ff1 與汽車總的制動(dòng)器制動(dòng)力 Ff 之比來表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，用 β表示，即 112fff f fFFF F F? ?? ? （ 37） 此時(shí)， BFF?? ?G? ， （ 38） 111 ZFF Bf ??? （ 39） 222 ZFF Bf ??? （ 310） 式中： FB1， FB2 ──前、后車輪的地面制動(dòng)力； Ff1， Ff2 ──前、后車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力 ； Fφ1， Fφ2 ──前、后車輪的附著力； β──制動(dòng)力分配系數(shù) 由（ 31）、（ 32）、（ 35）～（ 37）式可得前后軸車輪的利用附著系數(shù)為 11ZFBf ?? = )qh(LLβqg?21 （ 311） r? =)qh(LLβ)q(ZFgB???122 1 1 （ 312） 則前后軸的附著效率為 /Lhβ /LLqE gfff ?? ??? 2 （ 313）/Lhβ)( /LLqE grr r?? ???? 1 1 （ 314） 式中： f? ， r? ──前、后車輪的利用附著系數(shù)； fE ， rE ──前后軸的附著效率。 以上式子表明：汽車在附著系數(shù) φ 為任一確定值時(shí)，各軸車輪附著力即極限制動(dòng)力并不是常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度 q 或 FB的函數(shù)。當(dāng)汽車制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配 ，以及前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)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； 廣西工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 3）前后輪同時(shí)抱 死拖滑。 顯然，最后一種情況的附著條件利用得最好。 因此我們不難求得在任何附著系數(shù) φ 的路面上， 前、后車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件為 1 2 1 1f f B BF F F F G?? ? ? ? （ 315） )/()(// 22211 2 gf hLhLFFFF gBBf ?? ???? （ 316） 式中： Ff1， Ff2 ──前、后車輪的地面制動(dòng)力； 由式（ 315）、（ 316）中消去 φ 得 2 1 122214[ ( 2 ) ]2f f fG H g L G LF L F FH g G H g? ? ? ? （ 317） 將（ 317）繪制成以 Ff1， Ff2 為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，也稱為 I 曲線，如圖 32 所示。如果汽車前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力 Ff1， Ff2 的規(guī)律分配，則可以保證汽車在任何一種路 面上，也就是任一附著系數(shù) φ 的路面上制動(dòng)時(shí)，均可以使前、后車輪同時(shí)抱死。 圖 32 微型客車的 I 曲線 同步附著系數(shù)的確定及計(jì)算 ????112ffFF （ 318） 上式在圖 32 中是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為 (1? )/? 的直線，它是具有制動(dòng)器廣西工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 制動(dòng)力分配系數(shù)為 ? 的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡稱 ? 線。圖中 ? 線與I曲線交于 B 點(diǎn)，可求出 B 點(diǎn)處的附著系數(shù) ? = 0? ,則稱 ? 線與 I 曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)0? 為 同步附著系數(shù) 。它是汽車制動(dòng)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：ghLL 20 ?? ?? 對于前、后制動(dòng)器制動(dòng)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)0? 的路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會同時(shí)抱死。當(dāng)汽車在不同 ? 值的路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下情況： (1)當(dāng) ? 0? ， ? 線位于 I曲線下方， 制動(dòng)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) ? 0? ， ? 線位于 I曲線上方，制動(dòng)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) ? = 0? ，制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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) 0? 的路面上制動(dòng) (前、后車輪同時(shí)抱死 )時(shí)，其制動(dòng)減速度為du/dt=qg= 0? g，即 q= 0? ， q 為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù) ? 的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度 q? ，這表明只有在 ? = 0? 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可用 附著系數(shù)利用率 ? (或附著力利用率 )來表達(dá)， ? 可定義為： ??? qGFB ?? 式中 BF —— 汽車總的地面制動(dòng)力； G—— 汽車所受重力； q—— 制動(dòng)強(qiáng)度。 當(dāng) ? = 0? 時(shí)， q= 0? ， ? =1,利用率最高。 如何選擇同步附著系數(shù) 0? ，是采用恒定前后制動(dòng)力分配比的汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)中的一個(gè)較重要的問題。在汽車總重和質(zhì)心位置已定的條件下， 0? 的數(shù)值就決定了前后制動(dòng)力廣西工學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 的分配比。 0? 的選擇與很多因數(shù)有關(guān)。首先，所選的 0? 應(yīng)使得在常用路面上，附著系數(shù)利用率較高。具體而言，若主要是在較好的路面上行駛，則選的 0? 值可偏高些，反之可偏低些。從緊急制動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)， 0? 值宜取高些。汽車若常帶掛車行駛或常在山區(qū)行駛， 0?值宜取低些。此外， 0? 的選擇還與汽車的操縱性、穩(wěn)定性的具體要求有關(guān)，與汽車的載荷情況也有關(guān)。總之， 0? 的選擇是一個(gè)綜合性的問題，上述各因數(shù)對 0? 的要求往往是相互矛盾的。因此，不可能選一盡善盡美的 0? 值，只有根據(jù)具體條件的不同，而有不同的側(cè)重點(diǎn)。 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，空滿載的同步附著系數(shù) 0?? 和 0? 應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車： ～ ；輕型客車、輕型貨車： ～ ；大型客車及中重型貨車： ～ 。 現(xiàn)代汽車多裝有比例閥或感載比例閥等 制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度、載荷等因素來改變前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值，使之接近于理想制動(dòng)力分配曲線。 為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會 (ECE)的制動(dòng)法規(guī)規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車在 ≤ q≤ ，其他汽車在 ≤ q≤ 的范圍內(nèi)，前輪均應(yīng)能先抱死；在車輪尚未抱死的情況下，在 ≤ ? ≤ 的范圍內(nèi)，必須滿足 q≥ +(? )。 綜上所述，這 款微型客車的同步附著系數(shù) 0? 選取 。 表 各種路面的附著系數(shù) 路面 峰值附著系數(shù) 滑動(dòng)附著系數(shù) 瀝青或混凝土（干） ～ 瀝青（濕） ～ ～ 混凝土（濕） 碩石 土路（干）