【導讀】汽車盤式制動器的畢業(yè)設計。1課題研究的目的及意義。汽車的設計與生產(chǎn)涉及到許多領域其獨有的安全性經(jīng)濟性舒適性等眾多指。標也對設計提出了更高的要求汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的一個重要主動安全系。統(tǒng)其性能的好壞對汽車的行駛安全有著重要影響隨著汽車的形式速度和路面情。況復雜程度的提高更加需要高性能長壽命的制動系統(tǒng)其性能的好壞對汽車的行。駛安全有著重要影響如果此系統(tǒng)不能正常工作車上的駕駛員和乘客將會受到車。制動系中直接作用制約汽車運動的一個關鍵裝置是汽車上最重要的安全件汽車。益增大人們對安全性可靠性的要求越來越高為保證人身和車輛安全必須為汽車。配備十分可靠的制動系統(tǒng)。通和人身安全因此制動性能是車輛非常重要的性能之一改善汽車的制動性能始。目前廣泛使用的是摩擦式制動器盤式制動器的摩擦力產(chǎn)生于同汽車固定部。理計算該車型制動系統(tǒng)制動力及制動器最大制動力矩鼓式制動器的結構形式及

　　

【正文】 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時不產(chǎn)生噪聲和不良氣味應盡量采用少污染和對人體無害的摩擦材料 以往車輪制動器采用廣泛應用的模壓材料它是以石棉纖維為主并與樹脂粘結劑調(diào)整摩擦性能的填充劑 由無機粉粒及橡膠聚合樹脂等配成 與噪聲消除劑 主要成分為石墨 等混合后在高溫下模壓成型的模壓材料的撓性較差故應按襯片或襯塊規(guī)格模壓其優(yōu)點是可以選用各種不同的聚合樹脂配料使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能和其他性能 表 52 摩擦材料性能對比 材料 性能 有 機 類 無 機 類 制法 編制物 石棉模壓 半金屬模壓 金屬燒結 金屬陶瓷燒結 硬度 軟 硬 硬 極硬 極硬 密度 小 小 中 大 大 承受負荷 輕 中 中 重 中 重 重 摩擦系數(shù) 中 高 低 高 低 高 低 中 低 高 摩擦系數(shù)穩(wěn)定性 差 良 良 良 優(yōu) 優(yōu) 常溫下的耐磨性 良 良 良 中 中 高溫 下的耐磨性 差 良 良 良 優(yōu) 優(yōu) 機械強度 中 高 低 中 低 中 高 高 熱傳導率 低 中 低 中 高 高 抗振鳴 優(yōu) 良 中 良 差 差 抗顫振 中 良 中 對偶性 優(yōu) 良 中 良 差 差 價格 中 高 低 中 中 良 高 高 帶式中央制動器采用編織材料它是先用長纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織成布再浸以樹脂粘合劑經(jīng)干燥后輥壓制成其撓性好剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動蹄或制動帶上在 100℃～ 120℃溫度下它具有較高的摩擦系數(shù) 04 以上 沖擊強度比模壓材料高 4～ 5 倍但耐熱性差 在200℃～ 250℃以上即不能承受較高的單位壓力磨損加快表 52 為不同摩擦材料性能對比 此次設計綜合考慮各種材料采用性能更好環(huán)保效果更好的半金屬材料摩擦系數(shù)為 f 04 55 制動輪缸 制動輪缸的缸體由灰鑄鐵 HT250 制成其缸筒為通孔需鏜磨 56 制動器間隙的調(diào)整方法及相應機構 制動盤與摩擦襯塊之間在未制動的狀態(tài)下應有工作間隙以保證制動盤能自由轉(zhuǎn)動一般來說盤式制動器的制動間隙為 01mm03mm單側(cè) 005mm015mm此間隙的存在會導致踏板或手柄的行程損失因而間隙應盡量的小考慮到制動過程中摩擦副可能產(chǎn)生熱變形 和機械變形因此制動器在冷態(tài)下的間隙應有試驗確定本設計制動間隙取為 02mm 圖 52 制動間隙的自調(diào)裝置 1制動鉗體 2活塞 3活塞密封圈 另外制動器在工作過程中會由于摩擦襯塊的磨損而使間隙加大因此制動器必須設有間隙調(diào)整機構當前盤式制動器的調(diào)整機構已自動化一般都采用一次調(diào)準式間隙自調(diào)裝置最簡單且常用的結構是在缸體和活塞之間裝一個兼起復位和間隙自調(diào)作用的帶有斜角的橡膠密封圈制動時密封圈的刃邊是在活塞給予的摩擦力的作用下產(chǎn)生彈性變形與極限摩擦力對應的密封圈變形量即等于設定的制動間隙當襯塊磨損而導致所需的活塞行程增 大時在密封圈達到極限變形之后活塞可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力繼續(xù)前移到實現(xiàn)完全制動為止活塞與密封圈之間這一不可恢復的相對位移便補償了這一過量間隙解除制動后活塞在彈力作用下退回直到密封圈的變形完全消失為止這時摩擦快與制動盤之間重新回復到設定間隙 6 制動驅(qū)動機構的結構形式選擇與設計計算 61 制動驅(qū)動機構的結構型式選擇 根據(jù)制動力源的不同制動驅(qū)動機構可分為簡單制動動力制動及伺服制動三大類型而力的傳遞方式又有機械式液壓式氣壓式和氣壓 液壓式的區(qū)別如下表61 表 61 制動驅(qū)動機構的結構形式 制動力源 力的傳遞方式 用途 型式 制動力源 工作介質(zhì) 型式 工作介質(zhì) 簡單制動系人力制動系 司機體力 機械式 桿系或鋼絲繩 僅用于駐車制動 液壓式 制動液 部分微型汽車的行車制動 動力制動系 氣壓動力制動系 發(fā)動機動力 空氣 氣壓式 空氣 中重型汽車的行車制動 氣壓 液壓式 空氣制動液 液壓動力制動系 制動液 液壓式 制動液 私服制動系 真空伺服制動系 司機體力與發(fā)動機動力 空氣 液壓式 制動液 轎車微輕中型汽車的行車制動 氣壓伺服制動系 空氣 液壓伺服制動系 制動液 1 簡單制動系 簡單制動系即人力制動系是靠駕駛員作用于制動踏板上或手柄上的力作為制動力源力的傳遞方式又有機械式和液壓式兩種機械式靠桿系或鋼絲繩傳力其結構簡單造價低廉工作可靠但機械效率低故僅用于中小型汽車的駐車制動裝置中液壓式簡單制動系通常簡稱為液壓制動系用于行車制動裝置其優(yōu)點是作用滯后時間短 01～ 03s 工作壓力高 可達 10～ 12MPa 輪缸尺寸小可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄張開機構或制動塊壓緊機構使之結構簡單緊湊質(zhì)量小造價低但其有限的力傳動比限制了它在汽車上的使用范圍另外液壓管路在過度受熱時會形成氣 泡而影響傳輸使制動效能降低甚至失效液壓式簡單制動系曾廣泛用于轎車輕型及以下的貨車及部分中型貨車上 2 動力制動系 動力制動系是以發(fā)動機動力形成的氣壓或液壓勢能作為汽車制動的全部力源進行制動而駕駛員作用于制動踏板或手柄上的力僅用于對制動回路中控制元件的操縱在簡單制動系中的踏板力與其行程間的反比例關系在動力制動系中便不復存在因此此處的踏板力較小且可有適當?shù)奶ぐ逍谐? 氣壓制動系是動力制動系最常見的型式由于可獲得較大的制動驅(qū)動力且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的聯(lián)接裝置結構簡單聯(lián)接和斷開都很方便因此廣泛 用于總質(zhì)量為 8t 以上尤其是 15t 以上的載貨汽車越野汽車和客車上但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機貯氣罐制動閥等裝置使結構復雜笨重輪廓尺寸大造價高管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢作用滯后時間較長 03～09s 因此在制動閥到制動氣室和貯氣罐的距離較遠時有必要加設氣動的第二級控制元件繼動閥 即加速閥 以及快放閥管路工作壓力較低 一般為 05～ 07MPa 因而制動氣室的直徑大只能置于制動器之外再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄使非簧載質(zhì)量增大另外制動氣室排氣時也有較大噪聲 圖 61 為一例氣壓制動系的雙回路示意圖由發(fā)動機驅(qū)動的空 氣壓縮機將壓縮空氣經(jīng)單向閥 3充人濕貯氣罐 5后者用來將壓縮空氣冷卻并進行油水分離將清潔的壓縮空氣經(jīng)單向閥 8向前橋及后橋貯氣罐充氣并經(jīng)掛車制動閥 9等向掛車貯氣罐充氣放氣閥 4可供外界使用壓縮空氣當濕貯氣罐的氣壓達 08330882MPa時安全閥 7 應打開放氣前后橋貯氣罐分別與串列雙腔氣制動閥 16 相連接以控制前后輪的制動并分別經(jīng)管路與氣壓表 19 和調(diào)壓閥 20 相連雙針氣壓表 19 的上下指針分別表示前后橋貯氣罐氣壓當氣壓達 0784～ 0813MPa 時調(diào)壓閥 20 中的閥門被打開使空氣壓縮機 1 頂部的卸荷閥 2 工作不再向貯氣罐充氣當氣壓降 至 0617～0666MPa 時調(diào)壓閥 20 的閥門又關閉使空氣壓縮機又開始向貯氣罐充氣當氣壓低于 045MPa時壓力報警燈開關 12觸點閉合接通電路使報警燈亮同時蜂鳴器發(fā)出音響信號單向閥 38 可防止倒充氣 圖 61 氣壓制動系的回路圖雙回路 1雙缸空氣壓縮機 2卸荷閥 3單向閥 4放氣閥 5濕貯氣罐 6油水放出閥7安全閥 8單向閥 9駐車制動閥 10接通開關 11連接器 12壓力報警開關 13后輪制動氣室 14制動燈開關 15油水放出閥 16串聯(lián)雙腔氣制動閥 17 制動燈開關 18前輪制動氣室 19雙針氣壓表 20調(diào)壓閥 氣頂液式制動系是動力制動系的另一種型式即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源的一種制動驅(qū)動機構它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點由于氣壓系統(tǒng)的管路短作用滯后時間也較短顯然其結構復雜質(zhì)量大造價高故主要用于重型汽車上一部分總質(zhì)量為 9～ 11t 的中型汽車上也有采用 全液壓動力制動系是用發(fā)動機驅(qū)動油泵產(chǎn)生的液壓作為制動力源有開式 常流式 和閉式 常壓式 兩種開式 常流式 系統(tǒng)在不制動時制動液在無負荷狀況下由油泵經(jīng)制動閥到貯液罐不斷地循環(huán)流動制動時則借助于閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓進入輪缸閉式回路因平 時保持著高液壓故又稱常壓式它對制動操縱的反應比開式的快但對回路的密封要求較高在油泵出故障時開式的將立即不起制動作用而閉式的還有可能利用回路中的蓄能器的液壓繼續(xù)進行若干次制動全液壓動力制動系除具有一般液壓制動系統(tǒng)的優(yōu)點外還具有操縱輕便制動能力強易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置等優(yōu)點但結構復雜精密件多對系統(tǒng)的密封性要求也較高故并未得到廣泛應用僅用于某些高級轎車和大型客車上 各種型式的動力制動系在其動力系統(tǒng)失效使回路中的氣壓或液壓達不到正常壓力時制動作用即會全部喪失 3 伺服制動系 伺服制動系是在人力液壓制動系中 增加由其他能源提供的助力裝置使人力與動力可兼用即間用人力和發(fā)動機動力作為制動能源的制動系在正常情況下其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生而在動力伺服系統(tǒng)失效時仍可全由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動力即由伺服制動轉(zhuǎn)變?yōu)槿肆χ苿右虼嗽谥屑壱陨系霓I車及輕中型客貨汽車上得到了廣泛的應用 按伺服系統(tǒng)能源的不同可分為真空伺服制動系氣壓伺服制動系和液壓伺服制動系其伺服能源分別為真空能負氣壓能氣壓能和液壓能 真空伺服制動系是利用發(fā)動機進氣管中節(jié)氣門后的真空度 負壓一般可達005～ 007 作動力源一般的柴油車若采用真空伺 服制動系時則需有專門的真空源由發(fā)動機驅(qū)動的真空泵或噴吸器構成 氣壓伺服制動系是由發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機提供壓縮空氣作為動力源伺服氣壓一般可達 06～ 07 故在輸出力相等時氣壓伺服氣室直徑比真空伺服氣室直徑小得多且在雙回路制動系中如果伺服系統(tǒng)也是分立式的則氣壓伺服比真空伺服更適宜因此后者難于使各回路真空度均衡但氣壓伺服系統(tǒng)的其他組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復雜得多 真空私服制動系多用于總質(zhì)量在 11t135t以上的轎車及裝載質(zhì)量在 6t以下的輕中型載貨汽車上氣壓伺服制動系則廣泛用于裝載質(zhì)量為 6～ 12t 的中重型貨車以及極 少數(shù)高級轎車上 液壓伺服制動系一般是由發(fā)動機驅(qū)動高壓油泵產(chǎn)生高壓油液供伺服制動系和動力轉(zhuǎn)向系共同使用 按照助力特點伺服制動系又可分為助力式和增壓式兩種 真空助力式直動式伺服制動系如圖 62 所示伺服氣室位于制動踏板與制動主缸之間其控制閥直接由踏板通過推桿操縱駕駛員通過制動踏板直接控制伺服動力的助力大小并與之共同推動主缸活塞使主缸產(chǎn)生更高的液壓通向盤式制動器的油缸和鼓式制動器的輪缸由真空伺服氣室制動主缸和控制閥組成的總成稱為真空助力器 圖 62 真空助力式直動式伺服制動系回路圖 1制動踏板 2控制閥 3真空伺服 氣室 4制動主缸 5貯液罐 6制動信號號燈液壓開關 7 真空管路 8 真空單向閥 9 前盤式制動油缸 10 后鼓式制動輪缸 圖 63 真空增壓式遠動式伺服制動系回路圖 1 前輪缸 2 制動踏板 3 制動主缸 4 輔助缸 5 空氣濾清器 6 控制閥 7 真空伺服氣室 8 發(fā)動機進氣管 9 真空單向閥 10 真空罐 11 后輪缸 12 安全缸 增壓式遠動式伺服制動系的回路如圖 63 所示由真空伺服氣室輔助缸和控制閥組成的真空伺服裝置位于制動主缸與制動輪缸之間駕駛員通過制動踏板推動主缸活塞所產(chǎn)生的液壓作用于輔助缸活塞上同時也驅(qū)動控制閥使伺服氣室工作伺服氣室的推動力也作用于輔 助缸活塞使后者產(chǎn)生高于主缸壓力的工作油液并輸往制動輪缸由真空伺服氣室輔助缸和控制閥等組成的伺服裝置稱為真空增壓器回路中當通向前輪 或后輪 制動輪缸的管路發(fā)生泄漏故障時則安全缸內(nèi)的活塞將移位并堵死通往漏油管路的通道當主缸輸出油管發(fā)生泄漏故障時增壓式回路中的增壓器便無法控制而助力式的則較為簡單可靠 在采用雙回路系統(tǒng)時助力式的一般只需采用一個帶雙腔主缸的助力器而增壓式的則必須有兩個增壓器使回路更加復雜或者仍采用一個增壓器但在通往前后輪缸的支管路中各裝一個安全缸使回路局部地前后分路 伺服制動系統(tǒng)中的管路液壓與踏板力 之間并不存在固有的比例關系為了使駕駛員在制動時能直接感受到踏板力與制動強度間的比例關系在系統(tǒng)中裝一個控制閥予以保證本設計中采用如圖 62 所示的真空助力式伺服制動制動系 62 制動管路的多回路系統(tǒng) 為了提高制動驅(qū)動機構的工作可靠性保證行車安全制動驅(qū)動機構至少應有兩套獨立的系統(tǒng)即應是雙管路的也就是說應將汽車的全部行車制動器的液壓或氣壓管路分成兩個或更多個相互獨立的回路以便當一個回路發(fā)生故障失效時其他完好的回路扔能可靠地工作 圖 64 雙軸汽車液壓雙回路系統(tǒng)的五種分路方案 1 雙腔制動主缸 2 雙回路系統(tǒng)的一個分路 3 雙回 路系統(tǒng)的另一個分路 圖 64 所示為雙軸汽車的液壓式制動驅(qū)動機構的雙回路系統(tǒng)的五種分路方案圖選擇分路方案時主要是考慮其制動效能的損失程度制動力的不對稱情況和回路系統(tǒng)的復雜程度等 圖 64a 為前后輪制動管路各成獨立的回路系統(tǒng)即一軸對一軸的分路型式簡稱Ⅱ型其特點是管路布置最為簡單可與傳統(tǒng)的單輪缸或單制動氣室鼓式制動器相配合成本較低這種分路布置方案在各類汽車上均有采用但在貨車上用得最廣泛這一分路方案若后輪制動管路失效則一旦前輪制動抱死就會失去轉(zhuǎn)彎制動能力對于前輪驅(qū)動的轎車當前輪管路失效而僅由后輪制動時制