【正文】 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 而車(chē)輪有效半徑 er =311mm，故前軸最大制動(dòng)力矩 431 m a x 0 . 6 8 1 . 2 5 1 0 3 1 1 1 0 2 6 4 5 . 3BfeT F r N M N M? ?? ? ? ? ? ? ? （ 413） 一個(gè)前輪制動(dòng)器應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩： 1 m a x11 2 6 4 5 . 3 1 3 2 2 . 622fT T N M N M? ? ? ? （ 414） 制動(dòng)器因數(shù) 對(duì)于鉗盤(pán)式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力均為 P，則制動(dòng)盤(pán)在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為 2 fp，此處 f 為盤(pán)與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù)，于是鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為 BF=2f =2 =。 5 盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的確定 制動(dòng)盤(pán)直徑 D 制動(dòng)盤(pán)直徑 D應(yīng)盡可能取大些，這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得到增加，可以減小制動(dòng)鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤(pán)的直徑通常選擇為輪輞直徑的 70%～ 79%，取 75%。 由于輪胎規(guī)格為 195/60 R16，所以輪輞直徑為 16英寸，即 ，故制動(dòng)盤(pán)直徑D= 75%mm=，取 304mm。 制動(dòng)盤(pán)厚度 h 制動(dòng)盤(pán)厚度 h對(duì)制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響，為使質(zhì)量小些，制動(dòng)盤(pán)不宜取得很大，為了減少溫升，制動(dòng)盤(pán)厚度又不宜取得過(guò)小，制動(dòng)盤(pán)可以作成實(shí)心的，或者為了散熱通風(fēng)需要在制動(dòng)盤(pán)中間鑄出通風(fēng)孔道，而我設(shè)計(jì)的 軒逸 轎車(chē)前盤(pán)式制動(dòng)器采用的便是通風(fēng)盤(pán)式，而通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán)厚度取為 20～ 50mm，采用較多的是 20～ 30mm，取30mm。 摩擦襯塊外半徑 R內(nèi)半徑 R1 與厚度 b 推薦摩擦襯塊外半徑 2R 與內(nèi)半徑 1R 的比值不大于 。若此比值偏大，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。 選 2R / 1R =，由于摩擦襯塊外半徑 2R 略小于制動(dòng)盤(pán)半徑 304 15222D ??mm，取 147mm。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 所以 21 147 ? ? ?mm， 參考其他類(lèi)似車(chē)型，選定厚度 b=14mm。 制動(dòng)襯塊工作面積 A 由于制動(dòng)襯塊為扇形，選定其到圓心的夾角為 060 ，故工作面積 ? ? ? ?02 2 2 221 060 6014 .7 10 .5 55 .436 0 36 0A R R??? ? ? ? ? ? ?2cm （ 51） 摩擦襯塊摩擦系數(shù) f 選擇摩擦襯塊時(shí) ,不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 ～ ，一般來(lái)說(shuō)，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差，所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，為使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際，取 f =。 另外，在選擇摩擦材料時(shí)，應(yīng)盡量采用減少污染和對(duì)人體無(wú)害的材料，故選用粉末冶金材料。 制動(dòng)襯塊 的設(shè)計(jì)計(jì)算 假定襯塊的摩擦面全部與制動(dòng)盤(pán)接觸，且各處單位壓力分布均勻， 則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 02uM fFR? ，式中 f 為摩擦系數(shù)； 0F 為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力； R 為作用半徑。 由于所設(shè)計(jì)的 軒逸 轎車(chē)前盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)襯塊采用扇形摩擦表面，其徑向?qū)挾炔皇呛艽?，?R 等于平均半徑 mR 或有效半徑 eR ，在實(shí)際中已經(jīng)足夠精確。 平均半徑 mR 為 12 1 0 5 1 4 7 12622m RRR ? ?? ? ?mm （ 52） 有效半徑 eR 是扇形表面的面積中心至制動(dòng)盤(pán)中心的距離，如下式所示， ? ? ? ?33212222212 4 4 0 . 7 11 1 1 2 6 1 2 73 3 31 1 0 . 7 1emRR mRRRRm? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ??? ? ? ?? ? ? ?mm （ 53） 式中， 12105 R? ? ?。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 摩擦襯塊磨損特性的計(jì)算 摩擦襯塊的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度。制動(dòng)盤(pán)的材質(zhì)及加工情況，以及襯塊本身材質(zhì)等許多因素的影響。因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難，但實(shí)驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。 目前，各國(guó)常采用的作為評(píng)價(jià)能量符合的指標(biāo)是比能量耗散率，即單位時(shí)間內(nèi)襯塊單位摩擦面積耗散的能量，通常所用的計(jì)量單位為 2W/mm 。 軒逸 轎車(chē)的前輪制動(dòng)器的比能量耗散率為： ? ?22121 14am V Ve tA? ??? （ 54） 2w Fd p?? （ 55） 式中 , am 為汽車(chē)總質(zhì)量（ kg）； δ 為汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； 1V 、 2V 為制動(dòng)初速度和終速度（ m/ s）； j為制動(dòng)減速度（ 2/ms）； t為制動(dòng)時(shí)間（ s）； 1A 為前制動(dòng)器襯塊的摩擦面積（ 2mm ）； β 為制動(dòng)力分配系數(shù)。 在緊急制動(dòng)到停車(chē)的情況下， 2V =0，并可以認(rèn)為 δ =1，故 211 14amVe tA ?? （ 56） 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，計(jì)算時(shí)取減速度 j =，制動(dòng)初速度 1V ，乘用車(chē)用 100km（ ）。而 1A = 2cm =5790 2mm ，代入得： 12 2 7 .8 4 .7 30 .6 9 .8VVtsj?? ? ?? 2 2 211 1 1 6 5 5 2 7 . 8 0 . 6 8 7 . 9 W / m m4 4 4 . 7 3 5 7 9 0amVe tA ? ?? ? ? ??? 另外，用襯塊單位摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力即比摩擦力 0f 計(jì)算襯塊磨損特性。單個(gè)前輪制動(dòng)器的比摩擦力為0 uMf RA?。 式中， uM 為單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩； R 為制動(dòng)襯塊平均半徑 mR ； A 為單個(gè)前輪制動(dòng)器的襯塊摩擦面積。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 當(dāng)前輪處于最大制動(dòng)力矩時(shí)，代入數(shù)值得：?jiǎn)蝹€(gè)前輪制動(dòng)器的比摩擦力為 3 220 13 69 .75 10 / 4 /12 57 90uMf N m m N m mRA ?? ? ?? （ 57） 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 制動(dòng)盤(pán) 制動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮帽形，由于所設(shè)計(jì)的是鉗盤(pán)式制動(dòng)器，故采用后者即禮帽形制動(dòng)盤(pán)，其圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。為了改善冷卻，所設(shè)計(jì)的鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤(pán)，可大大增加散熱面積，但盤(pán)的整體厚度較大。 制動(dòng)盤(pán)工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求：平面度小于等于 ，表面粗糙度值小于等于 ，兩摩擦表面的不平行度小于等于 ，制動(dòng)盤(pán)的端面圓跳動(dòng)小于等于。 制動(dòng)鉗 制動(dòng)鉗由球墨鑄鐵 QT40018制造，做成整體的，其外緣留有開(kāi)口，以便不必拆下制動(dòng)器便可檢查或更換制動(dòng)塊。制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。在鉗體中加工出制動(dòng)油缸。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，將杯形活塞的開(kāi)口端頂靠制動(dòng)塊的背板。活塞由鋼制造，為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面要進(jìn)行鍍鉻處理。 制動(dòng)塊 制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌在一起。襯塊為扇形?；钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。設(shè)計(jì)的盤(pán)式制動(dòng)器裝有襯塊磨損達(dá)極限時(shí)的警報(bào)裝置，以便及時(shí)更換摩擦襯塊。 摩擦材料 制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降，材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生噪聲和不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用少污染和對(duì)人體無(wú)害的摩擦材料。 經(jīng)過(guò)綜合考慮，制動(dòng)盤(pán)采用摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵鑄造，為保證足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，其牌號(hào)為 HT 摩擦襯塊選用減少污染和對(duì)人體無(wú)害的粉末冶金材料。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 盤(pán)式制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu) 制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊之間在未制動(dòng)的狀態(tài)下應(yīng)有工作間隙，以保證制動(dòng)盤(pán) 能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一般，盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)定間隙為 ～ ，因而間隙量應(yīng)盡可能小?？紤]到在制動(dòng)過(guò)程中摩擦副可能產(chǎn)生機(jī)械變形和熱變形，因此制動(dòng)器在冷卻狀態(tài)下應(yīng)有的間隙應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。另外，制動(dòng)器在工作過(guò)程中會(huì)因?yàn)槟Σ烈r塊的磨損而加大，因此制動(dòng)器必須設(shè)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。 所設(shè)計(jì)的 軒逸 轎車(chē)前盤(pán)式制動(dòng)器的間隙自調(diào)方式是利用制動(dòng)鉗中的橡膠密封圈的極限彈性變形量，來(lái)保持制動(dòng)時(shí)為消除設(shè)定間隙所需的活塞設(shè)定行程 Δ 。當(dāng)襯塊磨損而導(dǎo)致所需的活塞形成大于 Δ 時(shí)，活塞可在液壓作 用下克服密封圈的摩擦力，繼續(xù)前移到實(shí)現(xiàn)完全制動(dòng)為止。活塞與密封圈之間，這一不可恢復(fù)的相對(duì)位移便補(bǔ)償了過(guò)量間隙。 6 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇 液壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 優(yōu)點(diǎn)： ，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)壓力相等，左右輪制動(dòng)同時(shí)進(jìn)行； 、后輪，因?yàn)榍?、后輪分泵可以做出不同直徑? ； ； 缺點(diǎn)： a 當(dāng)管路一處泄漏，則系統(tǒng)失效； b 低溫油液變濃，高溫則汽化； c 不可長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)。 但綜合來(lái)看，油壓制動(dòng)還是可取的，且得到了廣泛的應(yīng)用。 制動(dòng)管路的選擇 出于取安全上的考慮，汽車(chē)制動(dòng)應(yīng)至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路。汽車(chē)的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見(jiàn)的五種分路型式： 1 一軸對(duì)一軸（Ⅱ）型 (圖 a），前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路； 2 交叉（ X）型（圖 b），前軸的一側(cè)車(chē)輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車(chē)輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路； 3 一軸半對(duì)半軸（ HI）型（圖 c），每側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一個(gè)回路； 4 .半軸一輪對(duì)半軸一輪（ LL）型（圖 d），兩個(gè)回路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器作用； 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 5 雙半軸對(duì)雙半軸（ HH）型（圖 e），每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。 圖 51 a) 一軸對(duì)一軸（Ⅱ）型 。b) 交叉（ X）型 。c) 一軸半對(duì)半軸（ HI）型 d) 半軸一輪對(duì)半軸一輪（ LL）型 。e) 雙半軸對(duì)雙半軸（ HH）型 其中Ⅱ型的管路布置最為簡(jiǎn)單，成本較低，目前在各種汽車(chē)特別是在貨車(chē)上用的最廣泛。但這種型式后制動(dòng)回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎能力。 X 型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。直行制動(dòng)時(shí)任何一回路失效，剩余 總制動(dòng)力都能保持正常值的50％。但一旦某一管路損壞則造成制動(dòng)力不對(duì)稱(chēng)，使汽車(chē)喪生穩(wěn)定性。因此該方案適用于主銷(xiāo)偏移距為負(fù)值的汽車(chē)上，以改善汽車(chē)穩(wěn)定性。 HI、 HH、 LL 型的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，本次設(shè)計(jì)不予考慮。 X 型的布置方案可適于本次設(shè)計(jì)。 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 為了確定制動(dòng)主缸及制動(dòng)輪缸的直徑、制動(dòng)踏板力與踏板行程、踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比，以及說(shuō)明采用增壓或助理裝置的必要性，必須進(jìn)行如下的設(shè)計(jì)計(jì)算。 制動(dòng)輪缸直徑 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄 (塊 )施加的作用力 F與輪缸直徑 wd 和制動(dòng)輪缸中的液壓 p的關(guān)系為： 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 ? ? ? (61) 制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過(guò) 10 12MPa，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器可更高。壓力越高，則輪缸直徑越小，但對(duì)管路特別是制動(dòng)軟管及管接頭則提出了更高的要求，對(duì)軟管的耐壓性、強(qiáng)度以及接頭的密封性的要求就更加嚴(yán)格。輪缸直徑 wd 應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，詳見(jiàn) GB7524— 87附錄 B表 B2。油壓選取： 10MPa 所以wd =30mm 制動(dòng)主缸直徑與工作容積 制動(dòng)主缸 直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，詳見(jiàn) GB7524— 87 附錄，選取 制動(dòng)主缸 直徑為 30mm， 主缸活塞直徑 md 為 30mm。 制動(dòng)主缸工作容積 24m m mV d s?? (62) 一般 , ? ? ? 取 mmsd? 則 2 2 3 3 33 0 3 0 1 0 c m 2 1 . 2 c m44m m mV d s?? ?? ? ? ? ? ? 制動(dòng)踏板力與踏板行程 制動(dòng)踏板力 PF 可用下式驗(yàn)算： 2 1 1 14PmpF d p ki? ?? (63) 式中： md ? 制動(dòng)主缸活塞直徑 , 30md mm? ； p ? 制動(dòng)管路的液壓 , 10 ap MP? ； pi