【正文】 最簡(jiǎn)單且常用的結(jié)構(gòu)是在缸體和活塞之間裝一個(gè)兼起復(fù)位和間隙自調(diào)作用的。當(dāng)前，盤式制動(dòng)器的調(diào)整機(jī)構(gòu)已自動(dòng)化。本設(shè)計(jì)制動(dòng)間隙取為 。此間隙的存在會(huì)導(dǎo)致踏板或手柄的行程損失，因而間隙應(yīng)盡量的小。 制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu) 制動(dòng)盤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)盤能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 本 次設(shè)計(jì)綜合考慮各種材料， 參考了表 ， 采用性能更好、 環(huán)保效果更好的半金屬材料。 以往車輪制動(dòng)器采用廣泛應(yīng)用的模壓材料，它是以石棉纖維為主并與樹脂粘結(jié)劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑 (由無機(jī)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。 本次設(shè)計(jì)取襯塊厚度 14mm，有隔熱減震墊。由于單位壓力大和工作溫度高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。襯塊多為扇形，也有矩形，正方形或圓形的。 因此本次設(shè)計(jì)采用可鍛鑄鐵，整體式、鍍鉻處理，前后制動(dòng)鉗位于車軸后。 制動(dòng)鉗在汽車上的安裝位置可在車軸的前方或后方?；钊设T鋁合金制造，為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。在鉗體中加工出制動(dòng)油缸。其外緣留有開口，以便不必拆下制動(dòng)鉗便可檢查或更換制動(dòng)塊。例如用鋁合金壓鑄。 本次設(shè)計(jì)采用的材料為合金鑄鐵，結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，前后均為實(shí)心盤。 用于鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤 結(jié)構(gòu)形狀 一般為 禮貌形 （見圖 ）。本次設(shè)計(jì) 取有效半徑為 100mm。當(dāng) 21 RR? ， 1?m ， me RR? 。如圖 圖 所示，平均半徑為 mmRRR m 1002 120802 21 ????? 式中： 1R ， 2R ——扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。 其中，最高車速取 制動(dòng)器的熱容量和溫升核算 應(yīng)核算制動(dòng)器的熱容量和溫升是否滿足如下條件： ? ?d d h hm c m c t L?? （ 44） 式中： dm ——各制動(dòng)盤的總 質(zhì)量，為已知 2Kg hm ——與各制動(dòng)盤相連的金屬（如輪轂、輪輻、制動(dòng)鉗體等）總質(zhì)量，為 4kg dc ——制動(dòng)盤材料的比容熱，對(duì)鑄鐵 C=482J/(kg K)；對(duì)于鋁合金 C=880 J/(kg K) hc ——與制動(dòng)盤相連的受熱 金屬件的比容熱； 共 44 頁(yè) 第 21 頁(yè) t ——制動(dòng)盤的溫升（一次由 30 /av km h? 到完全停車的強(qiáng)烈制動(dòng)，溫升不應(yīng)超過 15 C? ）； L——滿載汽車制動(dòng)時(shí)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變的熱能，因制動(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、后制動(dòng)力的分配比率分配給前后、制動(dòng)器，即 21 2aa vLm?? 22 (1 )2aavLm ??? （ 46） 求得： JL 21 ???? JL 22 ???? 所以： JLLL ????? 式中 am ——賽車滿載總質(zhì)量，為 345Kg av ——賽車制動(dòng)時(shí)的初速度 ?——賽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，為 核算： ? ? ? ? Jtcmcm hhdd 553202048248802 ???????? JL ? 故，滿足以下條件： ? ?d d h hm c m c t L?? 盤式制動(dòng)器 有效半徑 的計(jì)算 盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖如圖 所示，假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 fNRTf 2? （ 46） 共 44 頁(yè) 第 22 頁(yè)式中： f ——摩擦系數(shù)，取值 ； N——單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力 ，見 圖 R——作用半徑。 ?? 2，求得2221 /,/ mmWemmWe ?? ，符合要求。式中 t 為 100Km/h時(shí)的制動(dòng)時(shí)間，其值為 。 t——制動(dòng)時(shí)間， s ； 21,AA ——前、后制動(dòng)器襯片 (襯塊 )的摩擦面積；（ 221 36cmAA ?? ） ? ——制動(dòng)力分配系數(shù)。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2/mmW 。此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(dòng)力的任務(wù)。但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。另外，在選擇摩擦材料時(shí)，應(yīng)盡量采用減少污染和對(duì)人體無害的材料，故選用粉末冶金材料。 各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 ～ ，一般來說，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。 由于制動(dòng)襯塊為扇形，選定其到圓心的夾角為 ?60 ，故工作面積為： ? ? ? ? 2222122 cmRRA ?????? ?? 本次設(shè)計(jì)取 A= 236cm 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。 摩擦襯塊工作面積 A 一般摩擦襯快單位面積占有汽車質(zhì)量在 2/cmkg 2/cmkg 范圍內(nèi)選取，考慮到現(xiàn)今摩擦材料的不斷升級(jí)，此范圍可適當(dāng)擴(kuò)大些 。 所以 mmRR 21 ??， 取 mm861 ?R 。 在本次設(shè)計(jì)中，前后制動(dòng)器均選取實(shí)心式制動(dòng)盤，取厚度 h=10mm. 摩擦襯塊內(nèi)徑與外徑與厚度 b 推薦摩擦襯塊外半徑 2R 與內(nèi)半徑 1R 的比值不大于 ，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓 周速度相差較 大 ， 使得 磨損不均勻，接觸面積減小，最終將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。 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)盤的兩工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。 共 44 頁(yè) 第 18 頁(yè) 制動(dòng)盤厚度 h 制動(dòng)盤厚度 h直接影響著制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。 對(duì)于鉗盤式制動(dòng)器，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 2f P（ f 為盤與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù)），于是鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為 fPfPBF 22 ?? (324) 式中： f 為摩擦系數(shù) . 在 本 次賽車 設(shè)計(jì)中取 f=；則 BF= 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 制動(dòng)盤直徑 D 制動(dòng)盤直徑 D應(yīng)盡可能取大些，這是制動(dòng)盤的有效半徑得到增大，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)盤的直徑通常選擇為 70％～ 79％。其實(shí)質(zhì)是制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩，用于評(píng)價(jià)不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器的效能。 由于選取了較大的 0? 值 ，應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動(dòng)力矩。 按有關(guān)資料，上式的比值在 — 較為合適。由式（ ）可知，雙軸汽車前、后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前、后輪同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)力之比為 gff hL hLZZFF01g022121 ??????= 式中： 1L ， 2L ——質(zhì)心離前、后軸距離 。 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 為保證賽車具有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性，應(yīng)合理地確定前，后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。 可求得： g011 )( hL GLFB ?? ???? （ 320） ghLLq )(011 ?? ???? （ 321） g011 )( hL L ??? ??? （ 322） 令 ?? 則： ? ? NFB ???? ???? NFF BB 7 8 0 6 65 8 ????? ? ? ? ? ? NFF BB 2 8 0 6 65 8 ?????? ?? ? )( g01 1 ???? ????? hL Lq ?? ? 共 44 頁(yè) 第 16 頁(yè)? ? )( g01 1 ???????? hL L ??? 本設(shè)計(jì)中賽車的 ? 值恒定， 其 0? 值小于可能遇到的最大附著系數(shù)，使其在常遇附著系數(shù)范圍內(nèi) ? 不致過低。 故 NGFF Bf 9 6 4 55 8 1 ??????? ?? NGFF Bf 4 1 2 ??????? ）（）（ ?? 當(dāng) ? 0? 時(shí)：可能得到的 地面 制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，即11 ?FFB ?。 根據(jù)有關(guān)資料 ??1 推薦，取賽車 0? =，則 L hL g02 ?? ?? = 制動(dòng)強(qiáng)度 、地面制動(dòng)力 和附著系數(shù)利用率 前面的式子（ 38）和（ 314） 已給出了制動(dòng)強(qiáng)度 q 和附著系數(shù)利用率 ? 的定義式 ，下面再討論一下當(dāng) ? = 0? 、 ? 0? 和 ? 0? 時(shí)的 q 和 ? 。附著條件的利用情況 可 用附著系數(shù)利用率 (或稱為 附著力利用率 )? 表示： ??? qGF ?? b （ 314） 式中： BF ——賽車總的地面制動(dòng)力； G——所受重力； q——制動(dòng)強(qiáng)度。分析表明，賽車在同步附著系數(shù) 0? 的路面上制動(dòng) (前、后車輪同時(shí)抱死 )時(shí)，其制動(dòng)減速度為 du/dt? qg ? 0? g，即 ?q 0? ， q 為制動(dòng)強(qiáng)度。 3. 當(dāng) 0??? ，制動(dòng)時(shí)前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力。它雖是一種穩(wěn)定工況，但喪失轉(zhuǎn)向能力。 本設(shè)計(jì)選取賽車前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值，因此只有在附著系數(shù) ? 等于同步附著系數(shù)0? 的路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死，當(dāng)賽車在不同 ? 值的路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下 3 種情況。 ? 線與 I 曲線交于 B 點(diǎn)， B 點(diǎn)處的附著系數(shù) ? = 0? ，則稱 0?為同步附著系數(shù)。 由式（ 310）可知，前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前、后車輪制動(dòng)器的制 動(dòng)力 1fF ， 2fF是 φ 的函數(shù)。 在上述 3 種情況中，顯然是第 3 種情況的附著條件利用的最好。 由式（ 34） ～ 式（ 36）及式（ 38）可求出前、后軸車輪的附著力為 ? ?φLGφ 22φ1 ggB qhLLhFLLGF ?????????? ?? ? ?φqLLGφh φ11φ2 hLFLLGF gB ?????????? ?? （ 39） 上式表明：賽車在附著系數(shù)為任一確定的路面上制動(dòng) ? 時(shí)，各軸車 輪附著力即極限制動(dòng)力并非常數(shù)而是制動(dòng)強(qiáng)度 q 或總制動(dòng)力 BF 的函數(shù)。 根據(jù)上述汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到汽車制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移以及G=mg，式中 g 為重力加速度 ( 2/ms )，則可求得汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力 1Z ， 2Z 分別為 ???????? ?? dtdugLLGZ gh21 ???????? ?? dtdugLLGZ gh12 （ 35） 令 dtdu =qg， q 稱為制動(dòng)強(qiáng)度，則汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)汽車前、后軸車輪的法向反力 1Z ， 2Z 又可表達(dá)為 ? ?gLLGZ qh21 ?? ? ?g12 qh?? LLGZ （ 36） 若在附著系數(shù)為 ? 的路面上制動(dòng)，前、后輪均抱死（同時(shí)抱死或先后抱死均可），此時(shí)汽車總的地面制動(dòng)力 BF （ 21 BB FF ?? ）等于汽車前、后軸車輪的總附著力?F ? ?21 ?? FF ?? ，亦等于作用于質(zhì)心的制動(dòng)慣性力 mdtdu （見圖 ），即有 dtdumφφ ??? GFFB 或 共 44 頁(yè) 第 12 頁(yè)gφdtdu? 代入式（ 35），則得水平地面作用于前、后軸車輪的法向反作用力的另一表達(dá)式： ? ?g21 φh?? LLGZ ? ?g12 φh?? LLGZ （ 37） 式（ 35），（ 36），（ 37）均為直線方程，由上式可見，當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度或者同步附著