【正文】 32 13851424 mmV w ???? ? ` 綜 (1)(2)(3)得： 31385142mmVmmmmDW ???? 制動系后制動鉗的設(shè)計(jì) （ 1）后制動鉗的主要尺寸 —— 制動輪缸的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì) 因?yàn)楝F(xiàn)代轎車尤其是高級轎車前制動器產(chǎn)生的制動力約占總制動力的 70%,而前后制動輪缸內(nèi)制動液壓力相同 ,所以我們可以近似認(rèn)為 :制動系中前后制動器制動 輪缸直徑的平方之比為 7/3. mmDDD37222?。 2? —— 因摩擦襯片變形而引起的活塞行程； δ —— 一個制動輪缸活塞在完全制動時的行程，對于鼓式制動器，設(shè)計(jì)時取 δ =2—— mm；對于盤式制動器設(shè)計(jì)時取δ =1 mm (3)制動輪缸工作容積的確定 : ?? ?? nw DV 1 24 （ 411） D—— 輪缸活塞的直徑 。 其結(jié)構(gòu)如圖 44所示 : 圖 44 制動鉗示意圖 1— 防塵罩； 2— 導(dǎo)向套； 3— 轉(zhuǎn)向節(jié)； 4— 導(dǎo)向片； 5— 摩擦塊； 6— 背板； 7— 消聲片； 8— 彈簧片； 9— 螺釘； 10— 活塞； 11— 制動鉗； 12— 密封環(huán)； 13— 防塵罩； 14— 擋圈； 15— 固定螺栓。 制動鉗在汽車上的安裝位置可在車軸前方或后方。在制動鉗外圓中部（位于制動盤處）開有一個窗口供檢查拆卸制動塊之 用。制動鉗通常采用球墨鑄鐵或鋁合金壓鑄件 ]12[ 。 (2)前制動輪缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 制動鉗是安裝制動塊和油缸的基礎(chǔ)件 ,在定鉗盤式制動器中 ,制動鉗承受全部的制動反力，而在滑動鉗盤式制動器中，部分制動反力由安裝架或固定件承受。 根據(jù)制動盤的尺寸外徑厚度（ mm mm） 280 24，初步設(shè)計(jì)制動襯塊的內(nèi)徑和外徑 mmR 1001 ? mmR 1402 ? 34 則： mRm ? 所以由公式 4—— 9 得： mf fPARfNRT 22 ?? A—— 制動輪缸活塞工作面積； 24 DA ?? D—— 制動輪缸活塞 直徑； P—— 活塞中的制動液壓一般為 10～ 12MP 因?yàn)橹苿悠鳑Q定車輛安全。在這里我們?nèi)?f =。 g—— 重力加速度 。 2L —— 汽車質(zhì)心離后軸距離 。 L—— 汽車軸距 。則前輪剛剛抱死時的臨界狀態(tài)有地面附著系數(shù) 0??? =。 BF —— 地面作用于車輪上的制動力，即地面與輪胎間的摩擦力，又稱地面制動力，其方向與汽車行駛方向相反， N； er —— 車輪有效半徑， m； 32 令 eff rTF ? （ 43） fF —— 制動周緣力，當(dāng) 0?w 時， fF = BF 。239。 制動鉗的設(shè)計(jì) 制動器最大制動力矩的確定 根據(jù)整車參數(shù)（見表 31）我們可以求得： 空載時前軸載荷 N　　gmG 8 2 7 39。參考同類車型和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2） 后輪制動盤的設(shè)計(jì) 后輪制動器因?yàn)楫a(chǎn)生的制動力還不到 30%，且后輪制動器的制動鉗我們設(shè)計(jì)成帶駐車制動傳動裝置的 DBA 式浮鉗盤式。制動盤應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為 273～ 302HB。其結(jié)構(gòu)如圖 4 3 所示： 29 圖 41 浮鉗盤式制動器通風(fēng)盤簡圖 圖 42 浮鉗盤式制動器通風(fēng)盤簡圖 30 圖 43 浮鉗盤式制動器通風(fēng)盤簡圖 制造技術(shù)要求：制動盤的材料為灰鑄鐵，或添加 Cr、 Ni 等的合金鑄鐵 .制造時要嚴(yán)格控制制動盤的端面跳動量、兩端面的平行度和靜不平衡量。 考慮到制動過程中前輪制動器產(chǎn)生的制動力約占總制動力的 70%以上，結(jié)合溫升對制動穩(wěn)定性能的影響，前輪盤式制動器我們設(shè)計(jì)成通風(fēng)盤。制動盤的結(jié)構(gòu)分為實(shí)心型和通風(fēng)型兩種，通風(fēng)型可以降低溫升 20%～30%。制動盤在工作時不僅受到制動塊作用的很大的法向力和切向力，而且還承受比制動鼓大的過的熱負(fù)荷，其表面最高溫度可達(dá) 800℃，在高溫作用下可能翹曲，從而導(dǎo)致產(chǎn)生摩擦噪聲和刮傷。 制動盤的設(shè)計(jì) （ 1）前制動盤的設(shè)計(jì) 綜合考慮盤式制動器定、浮鉗盤式制動器的優(yōu)劣。 根據(jù)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)時間和工作量的要求，我們只設(shè)計(jì) 前輪的盤式制動器。 m（轉(zhuǎn)速 /r/min） 205（ 400） 油箱容積 /L 64 28 第四章 汽車制動器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 通過對 Mazda6 轎車整車性能的分析，根據(jù)該車的整車參數(shù)，參考同類車型制動器的特點(diǎn)我們設(shè)計(jì)了 Mazda6 轎車制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)及主要尺寸。另外，即使交26 叉型管路任一回路失效，剩余總制動力都可以保證正常值的 50%，且不會引起轉(zhuǎn)向失控 ]3[ 。（如圖 3— 2 所示）該回路采用交叉型（ X）液壓雙管路，該回路結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、駕駛員腳感較好。 HI 型單用一回路 ，即一軸半剩余制動力比較大，但此時與 LL 型一樣，在緊急制動時后輪極易先抱死。 HI， LL， HH 型的結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜。 5) 兩個獨(dú)立的回路均由每個前、后制動器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個軸對前、后半個軸的分路型式，簡稱 HH 型。 3) 前輪制動器的半數(shù)輪缸與全部后輪制動器輪缸構(gòu)成一個獨(dú)立的回路，而兩前輪制動器的另半數(shù)輪缸構(gòu)成另一回路，可看成是一軸半對半個軸的分路型式，簡稱 HI 型。此時，前、后各有一側(cè)車輪有制動作用，使制動力不對稱，導(dǎo)致前輪將朝制動起作用車輪的的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車失去方向穩(wěn)定性。 2) 前后輪制動管路呈對角連接的兩個獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬于一個回路，稱交叉型，簡稱 X 型。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。其特點(diǎn)是管路布置最為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸鼓式制動器相配合，成本較 低。 汽車的液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的雙回路系統(tǒng)一般有 5 種分路方案，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(fù)雜程度等。 按照助力特點(diǎn)，伺服制動系又可分為助力式和增壓式兩種。 真空伺服系統(tǒng)多用于總質(zhì)量在 ～ 以上的轎車及裝載質(zhì)量在 6T 以下的輕、中型貨車上；氣壓伺服系統(tǒng)則廣泛用于裝載質(zhì)量為 6～ 12T 的中、重型貨車及極少數(shù)高級轎車上。因此，在中級以上轎車及輕、中型客、貨車上得到了廣泛應(yīng)用。 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，使人力與動力并用。但結(jié)構(gòu)復(fù)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(yīng)用，僅用于某些高級轎車和大型客車上。目前汽車用的全液壓動力制動系多用于閉式（常壓式）。 （ 2）全液壓動力制動系 全液壓動力制動系是用發(fā)動機(jī)驅(qū)動油泵產(chǎn)生的液壓作為制動力源。 （ 1） 氣壓制動系 氣壓制動系是動力制動系中最常見的型式，由于可以獲得較大的制動驅(qū)動力且主車與被拖的掛車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、連接和斷開都很方便，因此廣泛應(yīng)用于總質(zhì)量為 8t以上尤其是 15t 以上的貨車、越野汽車和客車上。在簡單制動系中的踏板力與其行程間的反比例關(guān)系 變不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。其工作原理如圖 31所示： 圖 31 人力液壓制動系示意圖 9— 前制動器； 2—— 輪缸； 6—— 制動管； 4— 制動踏板； 5— 制動主缸； 10— 后制動器。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。其優(yōu)點(diǎn)是作用時間短（ ～ 秒），工作壓力高（可達(dá) 10～ 12MP），輪缸尺寸小，可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄張開機(jī)構(gòu)或制動塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價低。機(jī)械式靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，工作可靠，但機(jī)械效率底，故僅用于中小型汽車的駐車制動裝置中。具體可分為如下表： 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(jī)體力 機(jī)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(jī)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 伺服制動系 真空伺服制動系 司機(jī)體力與發(fā)動機(jī)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 簡單制動系 簡單制動系即人力制動系，是靠司機(jī)作用于制動踏板上或受柄上的力作為制22 動力源。 21 第三章 汽車制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選擇 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于將司機(jī)或其他動力源的制動作用力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。 ABS 系統(tǒng)可以保持車輪的滑移率在 15%～ 25%的范圍內(nèi) ]1[ 。汽車此時很容易發(fā)生甩尾、甚至調(diào)頭以及失去前輪轉(zhuǎn)向能力等危險現(xiàn)象，不能保證制動的方向穩(wěn)定性，所以理想的制動系統(tǒng)應(yīng)能防止車輪被抱死，自動保持在滑移率為 15%～ 25%的范圍內(nèi)工作，這樣就能夠利用峰值附著系數(shù)獲得最大的地面制動力和最短的制動距離。從圖 25可知，滑移率 S=100%時，縱向附著系數(shù)較小，地面制動力不是最大，因而制動距離不是最 短。當(dāng)車輪抱死時， 0?W? ,滑移率 S=100%?；坡?S的定義式為 : %100????www VrVS ? （ 23） 式中： wV —— 車輪中心的速度； w? —— 車輪的角速度； r —— 車輪的滾動半徑。因此影響車輪滑移率的因素包括以下幾個方面： （ 1）車輪載客人數(shù)或載物量； （ 2）前后軸的載荷分布； （ 3） 輪胎 道路附著狀況； （ 4）路面種類和路面狀況； （ 5）制動力大小及其增長速率?；坡试酱螅囕喕瞥潭仍酱?。然而，當(dāng)駕駛員踩下制動踏板后，在制動器摩擦力矩的作用下，車輪的角速度減小，實(shí)際車速與車輪速度之間就會產(chǎn)生一個速度差，輪胎與地面 之間就會產(chǎn)生相對滑移，滑移程度用滑移率 S來表示，其表達(dá)式： %1001%1001%100 ??????? ????????? ????????? ?? vrvvv vvS ww ω 式中： S為車輪滑移率； v 為車速（車輪中心縱向速度， m/s）； wv 為車輪速度（車輪瞬時圓周速度， wv =rω， m/s）； r為車輪半徑（ m）；ω為車輪轉(zhuǎn)動角速度（ rad/s）。因而制動減速度為零所經(jīng)歷的時間，稱為完全釋放時間，一般在 之間。 3t 是以穩(wěn)定制動減速度制動的時間。每輛在用車的 ja值各不相同。在 1t 時間內(nèi)，汽車的減速度為零，作等速運(yùn)動。 1t 是從腳接觸制動踏板起，到剛開始出現(xiàn)制動力，因而剛開始出現(xiàn)減速度為止所經(jīng)歷的時間，稱為制動系的反應(yīng)時間。 0t 是從出現(xiàn)危險信號開始，到駕駛員接觸制動踏板為止所經(jīng)歷的時間，稱為駕駛員的反應(yīng)時間。鼓、盤式制動器都存在 滯后性較長的缺點(diǎn)。 (5) 作用滯后性較長。 (3) 難以完全防止塵污和銹蝕。在中級以上轎17 車和貨車上應(yīng)用時，若所有液壓不高于 120N/m 時，則必須有伺服裝置。 (6) 襯塊比鼓式中的襯片更容易更換，一般保養(yǎng)作業(yè)也較簡單。 (4) 制動盤的熱膨脹不如制動鼓膨脹那樣引起制動踏板行程損失，這也使得間隙自動調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)可以簡化。鼓式制動器則需經(jīng)甚至十余次制動方能恢復(fù) 。制動塊對盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后效 能降低不多。制動盤則是軸向熱膨脹極小，徑向熱膨脹根本與性能無關(guān)，故無機(jī)械衰退問題。 16 圖 23 鉗盤式制動器的作用半徑計(jì)算參考圖 現(xiàn)代鼓、盤式制動器優(yōu)缺點(diǎn)的比較 與鼓式制動器相比，盤式制動器有如下優(yōu)點(diǎn) : (1)熱穩(wěn)定性較好，原因是一般無自行增勢作用，襯塊摩擦表面壓力分布 較鼓式中的襯片更為均勻。 R 一壓緊力的作用半徑。 盤式制動器制動力矩的計(jì)算 假定襯塊的摩擦表面全部與制動盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則 制動器的制動力矩 fN RT f 2? （ 21） 式中 : f 一摩擦系數(shù) 。于是，制動盤兩側(cè)的摩擦塊 10在 P1 和 P2 的作用下夾緊制動盤 11，使之在制動盤上產(chǎn)生與運(yùn)動方向向反的制動力矩，促使汽車制動 ]8[ 。制動時，駕駛員應(yīng)踩下制動踏板 1，通過推桿 2和主缸活塞 3，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流入輪缸，活塞 8 在液壓力