【導(dǎo)讀】汽車制動(dòng)系統(tǒng)直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。停車可靠，汽車制動(dòng)系的可靠性顯得日益重要。系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。有些盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤上還開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱，提。由制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則，綜合考慮制動(dòng)效能、制動(dòng)效能穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)中涉及到同步系數(shù)的選取、制動(dòng)器效能因素的選取、制動(dòng)力矩的。計(jì)算，以及制動(dòng)器主要元件選取，最后對(duì)設(shè)計(jì)的制動(dòng)器進(jìn)行校核計(jì)算。

　　

【正文】 ? q ???由式（ 329）和式 （ 330）即可求 出 汽車前軸車輪和后軸 車 輪的制動(dòng) 效 率 。 汽 車 前軸 車 輪的 制 動(dòng)效 率 為 q E1 ??1 ? L2 / L ???1hg / L （ 331） 汽 車 后軸 車 輪的 制 動(dòng)效 率 為 q E2 ??2 ? L1 / L (1 ? ?) ? ?2 hg / L （ 332） 得出汽 車 前、后軸車 輪 的制動(dòng)效率 為 (同步附 著 系 數(shù) ?0 ? 時(shí)，制 動(dòng) 強(qiáng) 度 q ? ) E ? 1574 / 3074 ??1 ? ? 386 / 3074 1500 / 3074 1 E2 ? ??(1 ? ) ? ? 386 / 3074 制 動(dòng) 器因 數(shù) 制 動(dòng) 器因 數(shù) BF 可 以 用下 式 表述 ： BF ?? fN1 ? fN 2 P （ 333） 式 中 ： fN1 , fN 2 — 制 動(dòng) 器摩 擦 副工 作 表面 間 的摩 擦 力 ； N1 , N 2 — 制 動(dòng) 器摩 擦 副工 作 表面 間 的法 向 力 ， 對(duì) 盤 式制 動(dòng) 器 ， N1 ? N 2 ； f — 制 動(dòng) 器摩 擦 副工 作 表面 間 的摩 擦 系數(shù) ； P — 盤 式 制動(dòng) 器 襯塊 上 的作 用 力 。 制 動(dòng) 器因 數(shù) 在制 動(dòng) 盤的 作 用半徑 上所 產(chǎn) 生的 摩 擦力 與 輸入 力 之比 ， 即 哈 爾 濱工業(yè) 大 學(xué)華 德 應(yīng)用 技 術(shù)學(xué)院 畢 業(yè)設(shè) 計(jì) （論文） 23 T f BF ?? ?（ 334） PR 式 中 ： T f — 制 動(dòng) 器的 摩 擦力 矩 ； R — 制 動(dòng) 盤的 作 用半 徑 ； P — 輸 入 力， 一 般取 加 于兩 制 動(dòng)塊 的 壓緊 力 的平 均 值為 輸 入力 。 對(duì)于鉗盤式制動(dòng)器，設(shè)兩 側(cè) 制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力均 為 P ，則制動(dòng) 盤 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 與 制 動(dòng) 塊 間 的 摩 擦系 數(shù) ，于 是 鉗盤 式 制動(dòng) 器 的制 動(dòng) 器因 數(shù) 為 BF ? 2 fP ? 2 f P （ 335） 式 中 ： f — 摩 擦 系 數(shù) 。 （ 取 f ? ） 得 出 制動(dòng) 器 因數(shù) 為 ： BF ? 2 ? ? 盤 式 制動(dòng) 器 主要 參 數(shù)與 摩 擦系 數(shù) 的確 定 徑 D 制 動(dòng) 盤直 徑 D 希 望 盡量答 謝 ，這時(shí) 制 動(dòng)盤的 有 效半徑 得 以增大 ， 就可 以 降 低 制動(dòng) 鉗 的壓 緊 力 ， 降 低 摩擦 襯 塊的 單 位壓 力 和 工 作 溫度 。 但 制 動(dòng)盤 直 徑 D 選 擇 為輪 輞 直徑 的 70％～ 79％ ， 而總 質(zhì) 量大 于 2t 的 汽 車應(yīng) 取 其上 限 。 本 設(shè) 計(jì)中 前 通風(fēng) 盤 直 徑 D ? 323mm， 后 普通 實(shí) 心盤 直 徑 D ? 280mm。 度 h 制 動(dòng) 盤 厚 度 h 直 接 影 響 著 制 動(dòng) 盤 質(zhì) 量 金 額 工 作 室 的 溫 升 。 為 使 質(zhì) 量 不 致 太大 ， 制動(dòng)盤厚度 應(yīng) 取得適當(dāng) 小 些；為了 降 低制動(dòng)工作 時(shí) 的溫升， 制 動(dòng)盤 厚 度又 不 宜過小。制 動(dòng) 盤可以制 成 實(shí)心的， 而 為了通風(fēng)散 熱 ，又可在 制 動(dòng)盤 的 兩 工 作 表 面之 間 住 處 通風(fēng) 孔 道 。 通常 ， 實(shí) 心 制動(dòng) 盤 厚 度 可取 為 10～ 20mm； 具 有 通風(fēng) 孔 道的 制 動(dòng)盤 的 兩工 作 面之 間 的尺 寸 ， 即 制 動(dòng)盤 的 厚度 可 取 為 20～ 50mm， 但 多采 用 20～ 30mm。 本 設(shè) 計(jì)中 前 通風(fēng) 盤 厚度 為 30mm， 后 實(shí)心 盤 厚度 為 16mm。 徑 R1 與外半 徑 R2 哈 爾 濱工業(yè) 大 學(xué)華 德 應(yīng)用 技 術(shù)學(xué)院 畢 業(yè)設(shè) 計(jì) （論文） 24 摩 擦 襯 塊 的 外 半 徑 R2 與 內(nèi) 半 徑 R1 的 比 值 不 大 于 。 若 此 比 值 偏 大， 工 作室 摩 擦襯塊外緣 與 內(nèi)緣的圓 周 速度相差 較 大，則其磨 損 就會(huì)不均 勻 ，接 觸 面 積 將減小 ， 最終會(huì) 導(dǎo) 致制動(dòng) 力 矩變化 大 。初 選 外徑略 小 于制動(dòng) 盤 直 徑 （ 323m m ,280m m） 即 初 選 摩 擦 襯 塊 外 徑 R2 ? 250 mm R4 ? 210 mm， 摩 擦 襯 塊 內(nèi) 徑 初 選 R1 ? 170 mm R3 ? 140 mm。 R2 / R1 ? ? 合 格 ， R4 / R3 ? ? 合 格 。 積 A 根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積占有的 汽 車質(zhì)量 在 ～ kg/cm 2 范圍內(nèi) 選 取 。 （ 初 選 A ? 2 ） 由 F0 f ? kg/cm 2 則 ： A1 A2 ? ( ? ) ????? ( ? ) ???1 2 ? 1 2 ? ? ? cm 2 cm 2 計(jì) 算 出的 面 積為 摩 擦片 最 小面 積 ，初 選 摩擦 面 積 為 A1 ? 45 cm 2 A2 ? 34 cm 2 本 章 小 結(jié) 本 章 主要 是 針對(duì) 本 設(shè)計(jì) 中 所需 參 數(shù)的 計(jì) 算 ， 其 中 包括 了 制動(dòng) 力 分配 系 數(shù) 、 制 動(dòng) 強(qiáng)度 、 汽 車 對(duì)地 面 的制 動(dòng) 力 、 汽 車 重力 、 前 后 軸附 著 力 、 制 動(dòng) 器制 動(dòng) 力 、 單側(cè) 制 動(dòng)塊對(duì)制動(dòng) 盤 的壓緊力 、 同步附著 系 數(shù)、附著系 數(shù) 利用率、 制 動(dòng)器 的 最大 制 動(dòng)力矩、制 動(dòng) 效率、制 動(dòng) 器因數(shù)以 及 制動(dòng)盤直徑 、 厚度、內(nèi) 外 徑和 摩 擦 襯 塊工 作 面積 的 計(jì)算 和 選取 。 哈 爾 濱工業(yè) 大 學(xué)華 德 應(yīng)用 技 術(shù)學(xué)院 畢 業(yè)設(shè) 計(jì) （論文） 25 2 第 4 章 制 動(dòng) 器的 設(shè) 計(jì)計(jì) 算 摩 擦 襯塊 的 磨損 特 性計(jì) 算 試驗(yàn)表 明 ，摩擦表面 餓 的溫度、壓力 、 摩擦系數(shù)和 表 面狀態(tài)等式影 響 磨 損 的 重要 因 素 。 制動(dòng)器 的 能量負(fù)荷常 以 其比能量耗散 率 作為評(píng)價(jià)指 標(biāo) 。比能量耗散 率 又 稱 為 單位 功 負(fù)荷 或 能量 負(fù) 荷 ， 它 表 示單 位 摩擦 面 積在 單 位時(shí) 間 內(nèi)耗 散 的能 量 ， 其 單 位 為 W/mm 2 。 雙 軸 汽車 的 單個(gè) 前 輪制 動(dòng) 器和 單 個(gè)后 輪 制動(dòng) 器 的比 能量耗 散 率分 別 為 1 ?m (v 2 ? v 2 ) ??e1 ?? ? a 1 2 ? ??2 2tA1 ??2 2 ?? （ 41） e ? 1 ? ?ma (v1 ? v2 ) (1 ? ?)????2 2tA2 ??式 中 ： ??汽 車 回轉(zhuǎn) 質(zhì) 量換 算 系數(shù) ； ma — 汽 車 總質(zhì) 量 ； v1 , v2 — 汽 車 初速 度 與終 速 度 ， m/s； 計(jì) 算 時(shí)轎 車 取 v1 ? 100 km/h() t — 制 動(dòng) 時(shí)間 ， s； 按 下式 計(jì) 算 t ? v1 ? v2 j j — 制 動(dòng) 減速 度 ， m/s 2 ， 計(jì) 算時(shí) 取 j ? ； A1 , A2 — 前 、 后制 動(dòng) 器襯 塊 的摩 擦 面積 ； ??制 動(dòng) 力分 配 系 數(shù) 在 緊 急制 動(dòng) 到 v2 ? 0 時(shí) ， 并可 近 似地 認(rèn) 為 ? ? 1， 則 有 哈 爾 濱工業(yè) 大 學(xué)華 德 應(yīng)用 技 術(shù)學(xué)院 畢 業(yè)設(shè) 計(jì) （論文） 26 m v f 2 2 e1 ??1 m v 2 ??? a 1 ? ??2 2tA1 ??2 ????（ 42） e ? 1 ? ma v1 (1 ? ?)????2 2tA2 ???t ? v1 ? v2 j ? ? e ? ? 1740 ? ? ? ? 合 適 1 2 ? ? 4500 e ? ? 1740 ? ? ? ? 合 適 2 2 ? ? 3400 轎 車 盤 式 制動(dòng) 器 的 比 能量 耗 散率 應(yīng) 不 大 于 W/mm 2 。 比 能 量 耗 散率 過 高 ， 不僅 會(huì) 加快 制 動(dòng)摩 擦 襯塊 的 磨損 ， 而且 可 能引 起 制動(dòng) 盤 的龜 裂 。 磨 損 特性 指 標(biāo)也 可 用襯 塊 的比 摩 擦力 即 單位 摩 擦面 積 的摩 擦 力來 計(jì) 算 。 單 個(gè) 車輪 制 動(dòng)器 的 比摩 擦 力 為 T F ? f f 0 RA （ 43） 式 中 ： T f — 單 個(gè) 制動(dòng) 器 的制 動(dòng) 力 矩 R — 制 動(dòng) 盤有 效 半 徑 A — 單 個(gè) 制動(dòng) 器 襯塊 摩 擦面 積 F f 01 ? ?1000 2 ? 340 ? 4500 ? F f 02 ? ?1000 2 ? 340 ? 3400 ? 磨損和 熱 的性能指標(biāo) 也 可用襯塊在制 動(dòng) 過程中由最 高 制動(dòng)初速度至 停 車 所 完 成的 單 位襯 塊 面積 的 滑磨 功 ，即 比 滑磨 功 L f 來 衡 量 ： L f ??2 a a max 2 A??? ?L ?? ?（ 44） 哈 爾 濱工業(yè) 大 學(xué)華 德 應(yīng)用 技 術(shù)學(xué)院 畢 業(yè)設(shè) 計(jì) （論文） 27 m v 2 f f 式 中 ： ma — 汽 車 總質(zhì) 量 ， kg； va max — 汽 車 最高 車 速 ， m/s； A? — 車 輪 制動(dòng) 器 各制 動(dòng) 襯塊 的 總摩 擦 面積 ， cm ； ?L ??許 用 比滑 磨 功， 對(duì) 轎車 取 ?L ? ? 1000 ～ 1500 J/cm 2 。 2 a a max 1740 ? 2 ? ??L f 1 ?? ?2 A????2 ? 2 ? ? (252 ? 17 2 ? 212 ? 14 2 ) ? ? L f 制 動(dòng) 器熱 容 量和 溫 升的 核 算 要 核 算制 動(dòng) 器的 熱 容量 和 溫升 是 否滿 足 下列 條 件 ： ?md cd ? mb cb ??t ? L （ 45） 式 中 ： md — 各 制 動(dòng)盤 的 總質(zhì) 量 ； md ? 14 kg mb — 與 各 制動(dòng) 盤 相連 的 受熱 金 屬 件 （如 輪 轂 、 輪 輻 、 輪 輞 、 制 動(dòng) 鉗 體 等 ） 的總 質(zhì) 量 ； mb ? 25 kg cd — 制 動(dòng) 盤 材 料 的 比 熱 容 ， 對(duì) 鑄 鐵 c ? 482 J/()， 對(duì) 鋁 合 金 c ? 880 J/()； ?t — 制動(dòng)盤的溫升（一次 由 va ? 30 km/h 到完全停車的強(qiáng)烈制動(dòng)， 溫 升 不 應(yīng)超 過 15℃ ） ； ?t ? 14℃ （ m d cd ? mh ch） ?t ? (880 ?14 ? 482 ? 25) ?14 ? 341180 J L — 滿載汽車制動(dòng) 時(shí) 由動(dòng)能轉(zhuǎn)變的熱能，由于制 動(dòng) 過程迅速，可以 認(rèn) 為制動(dòng) 產(chǎn) 生的熱能全部為 前 、后制動(dòng)器所 吸 收，并按前、 后 軸制動(dòng) 力 的 分 配比 率 分配 給 前、 后 制動(dòng) 器 ， 即 哈 爾 濱工業(yè) 大 學(xué)華 德 應(yīng)用 技 術(shù)學(xué)院 畢 業(yè)設(shè) 計(jì) （論文） 28 L1 ? ma v 2 ?? a ? ??2 2 ????（ 46） L ? m va (1 ? ?)??2 a 2 ????式 中 ： ma — 滿 載 汽車 總 質(zhì)量 ； ma ? 1740 kg va — 汽 車 制動(dòng) 時(shí) 的初 速 度， 可 取 va ? 20 m/s； ??汽 車 制動(dòng) 器 制動(dòng) 力 分配 系 數(shù) 。 ? ? L1 ? ma v 2 a ? ??2 1740 ? 20 2 2 ? ? 208800 L ? m v 2 1740 ? 20 2 a (1 ? ?) ?? ? ? 139200 J 2 a 2 2 而 208800J≥ 139200J 制 動(dòng) 器的 熱 容量 與 溫升