【正文】 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與檢修 [M],北京：人民郵電出版社 ,； [9]吉林大學(xué)汽車工程系主編 ,汽車構(gòu)造（第 5 版） [M],吉林大學(xué)：人民交通出版社 ,； [10]未知 .中國 CAD 論壇 [N],。二 是由于 公式多，數(shù)據(jù)復(fù)雜，計(jì)算的時(shí)候有時(shí)會(huì)造成計(jì)算的誤差，以及計(jì)算的步驟還不是十分的準(zhǔn)確明了。首先計(jì)算制動(dòng)系統(tǒng)的力和力矩，于此同時(shí)，根據(jù)我國先階段的路面附著系數(shù)和制動(dòng)分配力因素計(jì)算出制動(dòng)器的同步附著系數(shù)，根據(jù)以上 求得的條件，能夠推算出制動(dòng)器因數(shù)和最大制動(dòng)力矩；再根據(jù)以上求得的條件計(jì)算出汽車的制動(dòng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)；根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)所得的數(shù)據(jù)再分析制動(dòng)蹄片上摩擦片上制動(dòng)力的分配規(guī)律和摩擦蹄片上的制動(dòng)力矩，根據(jù)已知條件分析駐車制動(dòng)時(shí)候的上坡和小坡角度是否符合要求。 Q 的計(jì)算為： ? ?122aQ P Ph?? 式中： a/2 表 示 P 對(duì)凸輪中心的力臂，取 25mm h 表示 Q 力對(duì)凸輪軸軸線的力臂，取 130mm 12PP? 前輪為 39902N，后輪為 35384N 38 則前輪： Q=7673N 為了輸出推力 Q，制動(dòng)氣室的工作面積為： ? ?12a P PQA pp??? p 為制動(dòng)氣室的工作壓力，取 p= 則： A= 制動(dòng)氣室推桿的行程為： 2hl a?? λ為行程儲(chǔ)備系數(shù)，取 λ=，則 l= 制動(dòng)氣室的工作容積為： Vs=Al= 后輪同理也可求出 儲(chǔ)氣罐 儲(chǔ)氣罐有鋼板焊成，內(nèi)外涂以防銹漆，前后輪各選用一個(gè) 30L 的儲(chǔ)氣罐。 氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 制動(dòng)氣室 制動(dòng)氣室分為膜片式和活塞式兩種。 動(dòng)力制動(dòng)系是以發(fā) 動(dòng)機(jī)形成的氣壓或液壓勢能作為汽車制動(dòng)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。其危險(xiǎn)斷面在花鍵軸處，現(xiàn)對(duì)花鍵軸的內(nèi)徑進(jìn)行抗扭強(qiáng)度驗(yàn)算： ? ?max nTW???? 式中： T—— 制動(dòng)凸輪軸所收的轉(zhuǎn)矩， T=Pa/2=88406Nm Wn—— 抗扭截面系數(shù)，對(duì)于花鍵軸內(nèi)徑的圓截面： 316n dW ?? d 為花鍵軸的花鍵內(nèi)徑， d=32mm 則： max? =＜ ??? =，符合要求 緊固摩擦片鉚釘?shù)募羟袘?yīng)力計(jì)算 已知鉚釘?shù)臄?shù)目 n、鉚釘?shù)闹睆?d 和材料，即可驗(yàn)算其剪切應(yīng)力 ? ： ? ?max24fTdn????? 37 計(jì)算得： ? =＜ ??? =90MPa 故鉚釘數(shù)目和規(guī)格符合要求。另外，制動(dòng)器在工作過程中會(huì)由于摩擦 襯片的磨損而使間隙加大，因此制動(dòng)器必須設(shè)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。 制動(dòng)間隙調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu) 制動(dòng)鼓與摩擦片直接在未制動(dòng)狀態(tài)下均應(yīng)有工作間隙，以保證制動(dòng)鼓能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)中的凸輪工作表面輪廓是中心對(duì)稱的兩段圓弧。本設(shè)計(jì)采用的是可鍛鑄鐵 KTH37012 的制動(dòng)底板。 制動(dòng)底板 制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。 制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為 3mm~7mm；貨車的約為 5mm~8mm。 制動(dòng)蹄 轎車和微型、輕型載貨汽車的制動(dòng)蹄廣泛采用 T 形型鋼碾壓或鋼板沖壓 —焊接制成；大噸位載貨汽車的制動(dòng)蹄則多采用鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁合金制成。 制動(dòng)鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。 在工作載荷作用下制動(dòng)鼓會(huì)變形，導(dǎo)致蹄與鼓間的單位壓力不均勻，且會(huì)損失少許踏板行程。 34 9 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 制動(dòng)鼓 制動(dòng)鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不應(yīng)超過極限值。能量負(fù)荷越大，則摩擦襯片的磨損也 越嚴(yán)重。 汽車的制動(dòng)過程，是將其機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌倪^程。 由制動(dòng)鼓作用在摩擦襯片單元面積 的法向力為： ??? dbRqq b R ddN s inm a x?? （ 41） 而摩擦力 fdN 產(chǎn)生的制動(dòng)力矩為 ?? dfbRqd N fRdT Tf s i n2m a x?? 在由 ?? 至 ?? 區(qū)段上積分上式，得 )c os(c os2m a x ?? ????? fbRqT Tf (42) 當(dāng)法向壓力均勻分布時(shí)， ?bRdqdN p? ? ? mNfbRqT pTf ????????????? )( 22 ???? (43) 由式 (41)和式 (42)可求出不均勻系數(shù) 32 )c o s/ ( c o s)( ??????????? ???? 圖 51[10]為汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力情況，由此可得出汽車上坡停駐時(shí)的后軸車輪的附著力為： )s inc os( 12 ???? ga hLLgmZ ?? 同樣可求出汽車下坡停駐時(shí)的后軸車輪的附著力為： )s i nc os( 12 ???? ga hLLgmZ ??? 根據(jù)后軸車輪附著力與制動(dòng)力相等的條件可求得汽車在上坡路和下坡路上停駐時(shí)的坡度極限傾角 ? ， ?? ，即由 ???? s i n)s i nc os( 1 gmhLLgm aga ?? 求得汽車在上坡時(shí)可能停駐的極限上坡路傾角為 oghLL825 r c t a na r c t a n01???????? ??? 汽車在下坡時(shí)可能停駐 33 的極限下坡路傾角為 ooghLL817 r c t a na r c t a n 1????????? ??? 為了使汽車能在接近于由上式確定的坡度為 ? 的坡路上停駐，則應(yīng)使后軸上的駐車制動(dòng)力矩接近于由 ? 所確定的極限值 ?sineagrm (因 ?? ?? )[1]，并保證在下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)規(guī)定值。以前有人認(rèn)為制動(dòng)摩擦襯片壓力分布均勻的設(shè)想并不合理。如果摩擦 襯片磨損有如下關(guān)系： 2222 vfqKW ? 式中 2K —— 磨損常數(shù)。 上述分析對(duì)于新的摩擦襯片是合理的，但制動(dòng)器在使用過程中摩擦襯片有磨損，摩擦襯片在磨損的狀況下，按照理論分析，如果知道摩擦襯片的磨損特性，也可確定摩擦襯片磨損后的壓力分布規(guī)律。在理論上對(duì)制動(dòng)蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律作研究時(shí)，通常 作如下一些假定： 1)制動(dòng)鼓、蹄為絕對(duì)剛性； 2)在外力作用下，變形僅發(fā)生在摩擦襯片上； 3)壓力與變形符合虎克定律。考慮到在制動(dòng)過程中摩擦副可能產(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)通過試驗(yàn)來確定。則所選擇的車型應(yīng)該用此種材料。取 f =。各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 ～ ，少數(shù)可達(dá) 。初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫定 mmR ??? 。 摩擦襯片起始角 0? 摩擦襯片起始角 0? 、。 26 另外，根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)資料可知，單個(gè)鼓式車輪制動(dòng)器總的襯片摩擦面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大。因此選β =120176。時(shí)磨損最小，制動(dòng)鼓的溫度也最低，而制動(dòng)效能則最高。另外，制動(dòng)鼓直徑 D與輪輞直徑 Dr之比的一般范圍為： 貨車 D/Dr=~ 25 根據(jù)上面給定的輪輞 ， Dr=20in=406mm 載貨汽車的制動(dòng)鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小 80mm~100mm，設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)輪輞直徑初步確定制動(dòng)鼓內(nèi)徑，同時(shí)根據(jù) QC/T 309— 1999 制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列，選取，最終確定： D=320mm 制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角 β和寬度 b 摩擦襯片的包角 β 通常在 90176。 在有關(guān)的整車總布置參數(shù)和制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式確定以后，就可以參考已有的同類型、同等級(jí)汽車的同類制動(dòng)器，對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行初選。這時(shí)制動(dòng)器將自鎖。今假設(shè)在張力 P 的作用下制動(dòng)蹄摩擦襯片與鼓之間作用力的合力 N如圖 14 所示作用于襯片的 B 點(diǎn)上。 22 制動(dòng)器因數(shù) 制動(dòng)器因數(shù) BF[6]的表達(dá)式（即，PfNfNBF 21??） ，它表示制動(dòng)器的效能，因此又稱為制動(dòng)器效能因數(shù)。 通常，上式的比值：客車約為 ～ 。 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 應(yīng)合理地確定前、后輪制動(dòng) 器的制動(dòng)力矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率 上面已給出了制動(dòng)強(qiáng)度 q 和附著系數(shù)利用率 ? 的定義式，如式 (16)和式(112)所示。 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。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)。 將上式繪成以1fF，2fF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，簡稱 I曲線，如圖 13 所示。 在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。當(dāng)制動(dòng)到 ? =0 以后，地面制動(dòng)力 BF 達(dá)到附著力 ?F 值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 由于踏板力 PF 的增大使摩擦力矩 fT 增大而繼續(xù)上升 (見圖 11)。當(dāng)加大踏板力以加大 fT ， fF 和BF 均隨之增大。 m； BF —— 地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱為地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反， N； er —— 車輪有效半徑， m。目前，在中高級(jí)轎車上前后輪都已經(jīng)采用盤式制動(dòng)器。而且由于散熱性不好，鼓式制動(dòng)器存在熱衰退現(xiàn)象。 盤式制動(dòng)器將逐步取代鼓式制動(dòng)器，主要是由于盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)決定的。 制動(dòng)盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會(huì)像制動(dòng)鼓的熱膨脹那樣使制動(dòng)器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏扳行程過大。 此外，浮鉗盤式制動(dòng)器在兼充行車和駐車制動(dòng)器的情況下 ，不用加設(shè)駐車制動(dòng)鉗，只須在行車制動(dòng)鉗的油缸附近加裝一些用以推動(dòng)油缸活塞的駐車制動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)零件即可。與固定鉗式制動(dòng)器相比較，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面： (1).鉗的外側(cè)沒有油缸，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂。主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）固定鉗式至少要有兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管（橋管）來連通，這就使制動(dòng)器的徑向和軸向的尺寸都比較大，因而在車輪中布置比較困難； 12 （ 2）在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動(dòng)液溫度過高而汽化，從而使制動(dòng)器的制動(dòng)效能受到影響； （ 3）固定前盤式制動(dòng)器為了要兼充駐車制 動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗，或者采用盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器，其中用于駐車制動(dòng)的鼓式制動(dòng)器只能是雙向增力式的，但這種雙向增力式制動(dòng)器的調(diào)整不方便。許多車輛的前部采用盤式制動(dòng)器的主要理由就是它抗制動(dòng)衰退性好和停車平穩(wěn)。 制