【正文】 對(duì)于活塞式制動(dòng)氣室： A= 2D4? 式中 :D活塞或氣缸直徑。 根據(jù)凸輪形狀的不同， a 和 h 可能會(huì)隨凸輪轉(zhuǎn)角而變化 a 取 30mm， h取 328mm。 制動(dòng)氣室輸出的推桿推力 Q 應(yīng)保證制動(dòng)器制動(dòng)蹄所需的張力。膜片式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)室壁的加工要求 不高，無(wú)摩擦副，密封性較好，但所容許的形成較小，膜片壽命也不及活塞式的。為此，就要進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)計(jì)算。為了減少氣壓制動(dòng)系統(tǒng)尤其是貯氣罐的體積和質(zhì)量，個(gè)別車(chē)型也有采用貯氣罐壓力達(dá) 、工作壓力達(dá) 。 其中，空氣壓縮機(jī)以壓力達(dá)到 的壓縮空氣向貯氣罐充氣但由調(diào)壓器調(diào)定的貯氣罐壓力，一般為 — 而安全閥限定的貯氣罐最高壓力則為 。當(dāng)其中一個(gè)回路因故障而失效時(shí)，曾航：輕型貨車(chē)氣壓制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 另一回路可繼續(xù)工作，以使汽車(chē)保持有一定的制動(dòng)能力，因此也提高了汽車(chē)的行駛安全性。 圖 41 氣壓雙回路制動(dòng)系示意圖 diagram of dualcircuit brake system pressure 1— 氣喇叭； 2— 氣喇叭開(kāi)關(guān)； 3— 氣壓調(diào)節(jié)閥； 4— 前制動(dòng)器室； 5— 雙針氣壓表； 6— 主儲(chǔ)氣筒（供后制動(dòng)器）； 7— 放水閥； 8— 低壓報(bào)警器； 9— 取氣閥； 10— 儲(chǔ)氣筒單向閥； 11— 主儲(chǔ)氣筒（供前制動(dòng)器）；12— 快放閥； 13— 后制動(dòng)器室； 14— 連接頭； 15— 掛車(chē)分離開(kāi)關(guān)； 17— 梭閥； 18— 安全閥； 19— 濕儲(chǔ)氣筒； 20— 并列雙腔制動(dòng)閥； 21— 單缸空氣壓縮機(jī) 此制動(dòng)系統(tǒng)中，它備有兩個(gè)主儲(chǔ)氣筒 11 和 6。另外 ,制動(dòng)氣室排氣時(shí)也有較大噪聲。管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢 ,作用滯后時(shí)間 較長(zhǎng) (～ ),因此在制動(dòng)閥到制動(dòng)氣室和貯氣罐的距離較遠(yuǎn)時(shí)有必要加設(shè)氣動(dòng)的第二級(jí)控制元件 —— 繼動(dòng)閥 (即加速閥 )以及快放閥 。有時(shí)在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開(kāi)機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開(kāi)槽供制動(dòng)蹄腹板張開(kāi)端插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。其支座為可鍛鑄鐵 (KTH 370— 12)或球墨 鑄鐵 (QT 40018)偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好件并防止這些零件的腐蝕磨損。例如采用偏心支承銷(xiāo)或偏心輪。 支承 二自由度制動(dòng)蹄的支承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能使制動(dòng)蹄相對(duì)制動(dòng)鼓自行定位。粉末冶 金摩擦材料是以銅粉或鐵粉為主要成分（占總質(zhì)量的 60%80%），摻上石墨粉、陶瓷粉等非金屬粉末作為摩擦系數(shù)調(diào)整劑，用粉末冶金方法制成。無(wú)石棉摩擦材料是以多種金屬、有機(jī)、無(wú)機(jī)材料的纖維或粉末代替石棉作為增強(qiáng)材料，其他成分和制造方法與石棉模壓摩擦材料大致相同。模壓材料的撓性較差．故應(yīng)佐按襯片或襯塊規(guī)格模壓。 5）容許比壓力大及不傷制動(dòng)輪。 3）有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的工藝性。一般摩擦材料的摩擦系數(shù)，都隨溫度、壓力、相對(duì)滑動(dòng)速度、工作表面的清潔程度而變化，其中溫度影響尤為顯著。滾輪由 45 號(hào)鋼制造并高頻淬火 。凸輪及其軸是由可鍛鑄鐵或球墨 鑄鐵的支架支撐，而支架則用螺栓或鉚釘固定在制動(dòng)底板上。剛度不足會(huì)使制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻 。為此，由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板均具有凹凸起伏的形狀。 沈陽(yáng)理工大學(xué)（論文） 23 本車(chē)制動(dòng)蹄 HT200 鑄造 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。摩擦襯片的厚度，轎車(chē)多為 ；貨車(chē)多為 8mm 以上。重型汽車(chē)制動(dòng)蹄的斷面有工字形、山字形和 ? 字形幾種。 本車(chē)選用 HT200 鑄造制動(dòng)鼓 制動(dòng)蹄 轎車(chē)和微型、輕型載貨汽車(chē)的制動(dòng)蹄廣泛采用 T 形型鋼輾壓或鋼板沖壓 —— 焊接制成；大噸位載貨汽車(chē)的制動(dòng)蹄則多用鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁合金制成。一般鑄造制動(dòng)鼓的壁厚：轎車(chē)為 7mm12mm；中、重型載貨汽車(chē)為 13mm18mm。 制動(dòng)鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。兩者裝配后還需進(jìn)行動(dòng)平衡。為此，沿鼓口的外緣鑄有整圈的加強(qiáng)肋條，也有的加鑄若干軸向肋條以提高其散熱件能。鼓筒變形后的不圓柱度過(guò)大容易引起自鎖或踏板扳動(dòng)。也有在 鋼板沖壓的制動(dòng)鼓內(nèi)側(cè)離心澆鑄上合金鑄鐵內(nèi)鼓筒，組合構(gòu)成制動(dòng)鼓。為防止這些現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)提高制動(dòng)鼓的剛度。 中型、重型載貨汽車(chē)和中型、大型客車(chē)多采用灰鑄鐵 HT200 或合金鑄鐵制造的制動(dòng)鼓；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。 制動(dòng)鼓主要零部件的結(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量的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不應(yīng)超過(guò)極限值。 α′ = arc tan∮ L1/(L+∮ hg) = arc tan[ (+ )] =176。 鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率以不大于 [2]。比能量耗散率有時(shí)也稱(chēng)為單位功負(fù)荷，或簡(jiǎn)稱(chēng)能量負(fù)荷。目前，各國(guó)常用的指標(biāo)是比能量耗散率，即每單位襯片 (襯塊 )摩擦面積的每單仿時(shí)間耗散的能量。對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器的襯塊，其單位面積上的能量負(fù)荷比鼓式制動(dòng)器的襯片大許多倍，所以制動(dòng)盤(pán)的表面溫度比制動(dòng)鼓的高。這就是所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。此時(shí)，由于制功時(shí)間很短，實(shí)際上熱量還來(lái)不及逸散到大氣中。 從能量的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，汽車(chē) 制動(dòng)過(guò)程即是將汽車(chē)的機(jī)械能 (動(dòng)能和勢(shì)能 )的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^(guò)程。因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難。 f= c′ = )( 22 ac ? = )16440( 22 ?? 摩擦力的作用半徑 2```2``````1 )2s i n2s i n2()2c os2( c os)c os( c os4????????????? RR 22 )27212722()1272272()12727(2054 ?????? ???????????? Si nSi nCosCosCosCos ? = 式中 000`00` 271340a rc s i n402 ???????? cc???? ????? 00``` 271 0 0??? 127o 沈陽(yáng)理工大學(xué)（論文） 19 ])2s i n2s i n2( )2c os2(c osa rc t a n[ ``` ```1 ??? ?? ??? ???o ) i ( i nc os1`11` ????? ??? fcR c ?? 所以制動(dòng)器不會(huì)自鎖，合格。 根據(jù)以上計(jì)算后得到的 tK 值， F值，以及已知的 R值代入公式（ 31）中，最終到：)( mNFRKT t ?????? 檢查制動(dòng)蹄有無(wú)自鎖 計(jì)算鼓式制動(dòng)器，必須檢查蹄有無(wú)自鎖的可能。 r c t a na r c t a n ??? ?? oo0 ??????? ???? o 代入公式（ 33） ?tK 前面已經(jīng)分析領(lǐng)從蹄 中頂端推力 F1=F2，則可得 ????? ttt KKK 對(duì)于凸輪張開(kāi)機(jī)構(gòu)，張開(kāi)力 F： 1 6 3 2 0/ 1 ?? BTF f ???????????? （ 34） 有前面所算數(shù)據(jù)所得 Tf 代入公式（ 34）中，便可得到 F值為 16320N。 )s in/(2s in4 ??? ???? 2713509022 oo01 ??????? ???? 176。 r c t a na r c t a n ??? ?? oo0 ??????? ???? 176。 )s in/(2s in4 ??? ???? 2713509022 oo01 ??????? ???? 176。然后根據(jù)既定的 F和 R值求 T。設(shè)制動(dòng)蹄的制動(dòng)力矩和效能因數(shù)分別為 T和 Kt，輸入張開(kāi)力 F，制動(dòng)鼓半徑為 R，則 FRKT t? [3] ??????????????? （ 31） 效能因數(shù) tK 是單位為 1的系數(shù)。 圖 32 制動(dòng)蹄片受力分析圖 Fig32 Brake shoe stress analysis 計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目前一般采用效能因數(shù)法或分析 圖解法計(jì)算，本書(shū)采用效能因數(shù)法計(jì)算。蹄片在張開(kāi)力和摩擦力作用下，繞支撐銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng) dr 角，由于 dr 角很小，可認(rèn)為∠ A1B1B1′ =90176。通常只考慮襯片徑向變形的影響，其他零件變形的影響較小而忽略不計(jì)。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對(duì)摩擦系數(shù)的穩(wěn)定 性和降低制動(dòng)器對(duì)摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求，后者對(duì)蹄式制動(dòng)器是非常重要的。初步設(shè)計(jì)選 a==164mm, c=40mm 制動(dòng)器中心到張開(kāi)力 F0作用線(xiàn)的距離 e 在保證輪缸或制動(dòng)凸輪能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離 e 盡可能大，以提高制動(dòng)效能。 /2=50176。 β /2=100176。根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料分析，單個(gè)車(chē)輪蹄式制動(dòng)器總的襯片摩擦面積隨汽車(chē)總重而增加具體數(shù)如表32[2] 表 32 摩擦襯片面積 Tablet .32 Friction lining area 汽車(chē)類(lèi)別 汽車(chē)總重力 G0 /KN 單個(gè)制動(dòng)器的襯片摩擦面積 AP /cm2 轎車(chē) 915 1525 100200 200300 貨車(chē) 1015 1525 2535 3570 70120 120170 100200 150250 250400 300650 5501000 6001500 由根據(jù)表 22 選取對(duì)于車(chē)總質(zhì)量 ma=12t17t時(shí)， AP =6001500 cm2 制動(dòng)鼓半徑 R=D/2=410/2=205mm 確定后，襯片的摩擦面積為 AP =Rb? 初選 ? =100176。 由上述表格和輪胎標(biāo)準(zhǔn)初選制動(dòng)鼓內(nèi)徑 410mm 摩擦襯片寬度 b 及包角 ? 制動(dòng)鼓半徑 R 既定后。對(duì)于深槽輪輞 由于其中間深陷部分的尺寸比輪輞名義直徑小得多，所以其制動(dòng)鼓與輪輞之間的間隙有所減小應(yīng)予注意。制動(dòng)鼓的直徑小，剛度就大，并有利于保證制動(dòng)鼓的加工精度。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于 20mm，否則不僅制動(dòng)鼓散熱條件差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門(mén)嘴。 沈陽(yáng)理工大學(xué)（論文） 13 鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù) 汽車(chē)類(lèi)別選用乘用車(chē)，汽車(chē)的總質(zhì)量 ma 為 、汽車(chē)質(zhì)心高度 hg =、軸距 L=、汽車(chē)質(zhì)心離前軸距離 l1 =、汽車(chē)質(zhì)心離后軸距離 l2 = 31 圖 31 鼓式制動(dòng)器主要幾何參數(shù) Fig31 The main geometric parameters of drum brakes 制動(dòng)鼓內(nèi)徑 輸入力 F0 一定時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，制動(dòng)力矩越大，且散熱能力也越強(qiáng)，但 D 的增大受輪輞內(nèi)徑限制。這種制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)鉗組成的制動(dòng)器，稱(chēng)為鉗盤(pán)式制動(dòng)器。一類(lèi)是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動(dòng)塊，每個(gè)制動(dòng)器中有 2~4 個(gè)。 盤(pán)式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是以端面工作的金屬盤(pán)，此圓盤(pán)稱(chēng)為制動(dòng)盤(pán)。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退 行使的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低；便于附裝駐車(chē)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙。 鼓式制動(dòng)器又分為多種形式：領(lǐng)從蹄式、單向雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向增力式和雙向增力式等結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)器。車(chē)輪制動(dòng)器一般用于行車(chē)制動(dòng)，也有兼用于第二制動(dòng) (或應(yīng)急制動(dòng) )和駐車(chē)制動(dòng)的。 旋轉(zhuǎn)元件同裝在車(chē)輪或半軸上，即制動(dòng)力矩分別直接作用于兩側(cè)車(chē)輪上的制 動(dòng)器，稱(chēng)為車(chē)輪制動(dòng)器。 摩擦制動(dòng)器可分為鼓式和盤(pán)式兩大類(lèi)。凡利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩的制動(dòng)器動(dòng)器，都稱(chēng)為摩擦制動(dòng)器。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可 靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車(chē)商上用作車(chē)輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只用作緩速器。一般制動(dòng)器都是通過(guò)其中的固定元件對(duì)旋轉(zhuǎn)元件施加制動(dòng)力矩，使后者的旋轉(zhuǎn)角速度降低．同時(shí)依靠車(chē)輪與路面的附著作用，產(chǎn)生路面對(duì)車(chē)輪的制動(dòng)力，以使汽車(chē)減速。當(dāng) 0??? 時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度 q?? ，故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為 egf rqhLLGT ?)( 1m a x2 ?? ???????????? （ 213） 沈陽(yáng)理工大學(xué)（論文）