【正文】 制動(dòng)力，地面制動(dòng)力與踏板力的關(guān)系根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前，后軸車輪的法向反力,為： Z1= （35） Z2= (36 ) 式中：G — 汽車所受重力，N； L — 汽車軸距，mm； — 汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； — 汽車質(zhì)心離后軸距離，mm； — 汽車質(zhì)心高度，mm； — 附著系數(shù)。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。當(dāng)加大踏板力以加大，和均隨之增大。與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度0時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。取一附著系數(shù)值= 法向力及制動(dòng)力矩分配系數(shù)（1）法向力的計(jì)算由汽車?yán)碚摽芍囍苿?dòng)時(shí)，若忽略路面對(duì)車輪滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則對(duì)任一角度ω0的車輪，其力矩平衡方程為T(mén)fFBre=0 （31）式中：— 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， — 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，又稱地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反，N； —車輪有效半徑，m。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(dòng)(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí)，其制動(dòng)減速度為，即=，為制動(dòng)強(qiáng)度。=1080mm 汽車質(zhì)心離后軸的距離L39。雅力士轎車X型雙回路制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)主缸為串列雙腔制動(dòng)主缸，加裝有真空助力裝置，制動(dòng)器型式采用前盤(pán)后鼓。汽車制動(dòng)時(shí)制動(dòng)踏板施加的動(dòng)力是通過(guò)制動(dòng)液傳遞。綜合以上各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn)本次設(shè)計(jì)最終選擇X型管路。LL型與HH型在任一回路失效時(shí)，前、后制動(dòng)力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動(dòng)力可達(dá)到正常值的50％左占。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制功效能最好。兩個(gè)獨(dú)立的問(wèn)路分別為兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器所組成，即半個(gè)軸與一輪對(duì)另半個(gè)軸與另一輪的瑚式，簡(jiǎn)稱LL型。因此，采用這種分路力案的汽車，其主銷偏移距應(yīng)取負(fù)值(至20 mm)，這樣，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車的方向穩(wěn)定性。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，一回路失效時(shí)仍能保持50％的制動(dòng)效能，并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒(méi)有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的轎車，當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)效能將明顯降低并小于正常情況下的一半，另外，由于后橋負(fù)荷小于前軸，則過(guò)大的踏板力會(huì)使后輪抱死而導(dǎo)致汽車甩尾。這種分路布置方案在各類汽車上均有采用，但在貨車上用得最廣泛。 .1 II型回路前、后輪制動(dòng)管路各成獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即一軸對(duì)一軸的分路型式，簡(jiǎn)稱II型。合成制動(dòng)液，汽化溫度190℃，35℃的低溫流動(dòng)性好，對(duì)金屬無(wú)腐蝕，對(duì)橡膠無(wú)傷害，溶水性好，但成本高；礦物制動(dòng)液，溶水性差，使普通橡膠膨脹。其對(duì)制動(dòng)液要求如下：(1) 高溫下不易汽化,否則將在管路中產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象,使制動(dòng)系統(tǒng)失效(2) 低溫下有良好的流動(dòng)性(3) 不會(huì)使與之經(jīng)常接觸的金屬件腐蝕,橡膠件發(fā)生膨脹、變硬和損壞(4) 能對(duì)液壓系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)件起良好的潤(rùn)滑作用(5) 吸水性差而溶水性良好,即能使?jié)B入其中的水汽化形成微粒而與之均勻混合,否則將在制動(dòng)液中形成水泡而大大降低汽化溫度 目前使用的制動(dòng)液大部分是植物制動(dòng)液,用50%左右的蓖麻油和50%左右的溶劑(酒精或甘油等)配成。由此可見(jiàn)，采用這種主缸的雙回路液壓制動(dòng)系，當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)中任一回路失效時(shí)，串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車制動(dòng)距離增長(zhǎng)，制動(dòng)力減小。若與后腔連接的制動(dòng)管路損壞漏油時(shí)，則踩下制動(dòng)踏板時(shí)，起先只有后缸活塞前移，而不能推動(dòng)前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液壓。此時(shí)在液壓差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端頂?shù)街鞲赘左w上。圖 3)撤出踏板力后，制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、主缸前、后腔活塞和輪缸活塞在各自的回位彈簧作用下回位，管路中的制動(dòng)液在壓力作用下推開(kāi)回油閥流回主缸，于是解除制動(dòng)。在液壓和后腔彈簧力的作用下，推動(dòng)前腔活塞前移，前腔壓力也隨之升高。 1)主缸不制動(dòng)時(shí)，前、后兩工作腔內(nèi)的活塞頭部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自得旁通孔和補(bǔ)償孔之間。儲(chǔ)蓄罐中的油經(jīng)每一腔的進(jìn)油螺栓和各自旁通孔、補(bǔ)償孔流入主缸的前、后腔。雙回路制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)主缸為串列雙腔制動(dòng)主缸，單腔制動(dòng)主缸已被淘汰。其伺服能源分別為真空能(負(fù)氣壓能)、氣壓能和液壓能。因此，在中級(jí)以上的轎車及輕、中型客、貨汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。 伺服制動(dòng)系伺服制動(dòng)系是在人力液壓制動(dòng)系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套出其他能源提供的助力裝置．使人力與動(dòng)力可兼用，即兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為制功能源的制動(dòng)系。3） 全液壓動(dòng)力制動(dòng)系全液壓動(dòng)力制動(dòng)系除具有一般液壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有操縱輕便、制動(dòng)反應(yīng)快、制動(dòng)能力強(qiáng)、受氣阻影響較小、易于采用制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動(dòng)力轉(zhuǎn)向、液壓懸架、舉升機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備共用液壓泵和儲(chǔ)油罐等優(yōu)點(diǎn)。由于其氣壓系統(tǒng)的管路短，故作用滯后時(shí)間也較短。2） 氣頂液式制動(dòng)系氣頂液式制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動(dòng)系統(tǒng)主缸的驅(qū)動(dòng)力源的一種制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。1） 氣壓制動(dòng)系 氣壓制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)系最常見(jiàn)的型式，由于可獲得較大的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接和斷開(kāi)均很方便，因此被廣泛用于總質(zhì)量為8t以上尤其是15t以上的載貨汽車、越野汽車和客車上。在簡(jiǎn)單制動(dòng)系中的踏板力與其行程間的反比例關(guān)系在動(dòng)力制動(dòng)系中便不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭５捎谄洳倏v較沉重，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車提高操縱輕便性的要求，故當(dāng)前僅多用于微型汽車上，在轎車和輕型汽車上已極少采用。另外，液壓管路在過(guò)度受熱時(shí)會(huì)形成氣泡而影響傳輸，即產(chǎn)生所謂“汽阻”，使制動(dòng)效能降低甚至失效；而當(dāng)氣溫過(guò)低時(shí)(25℃和更低時(shí))，由于制動(dòng)液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及當(dāng)有局部損壞時(shí)，使整個(gè)系統(tǒng)都不能繼續(xù)工作。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短(—)，工作壓力大(可達(dá)10 MPa—12MPa)，缸徑尺寸小，可布置在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄的張開(kāi)機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量小、造價(jià)低。機(jī)械式的靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低，因此僅用于中、小型汽車的駐車制動(dòng)裝置中。 簡(jiǎn)單制動(dòng)系簡(jiǎn)單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是靠司機(jī)作用于制動(dòng)塌板上或手柄上的力作為制動(dòng)力源。 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇根據(jù)制動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)以及伺服制動(dòng)三大類型。“增勢(shì)”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢(shì)”作用使從蹄所受的法向反力減小。這種制動(dòng)鼓正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器，稱為領(lǐng)從蹄制動(dòng)器。，若圖上方的旋轉(zhuǎn)方向箭頭代表汽車前進(jìn)是制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)）。鼓式制動(dòng)器按蹄的屬性分為：領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器、雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、單向增力式制動(dòng)器、雙向增力式制動(dòng)器。 鼓式制動(dòng)器鼓式制動(dòng)器可按其制動(dòng)蹄張開(kāi)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向是否一致，有領(lǐng)蹄和從蹄之分。3)。當(dāng)然，鉗盤(pán)式制動(dòng)器也有以下缺點(diǎn)：1)摩擦面積小，單位壓力高，造成工作溫度高，因此要求摩擦材料能耐高壓和高溫。5)襯塊與制動(dòng)盤(pán)之間的間隙?。ǎ?，從而縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。3)制動(dòng)力矩比較平穩(wěn)，與車輛運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，而且由于沒(méi)有如蹄式制動(dòng)器的增力作用，因此摩擦系數(shù)變化對(duì)制動(dòng)效率沒(méi)有多大影響。出水后只需經(jīng)一，二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。汽車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。1)熱穩(wěn)定性好，由于制動(dòng)盤(pán)暴露在外，散熱快，所以基本無(wú)熱衰退現(xiàn)象，連續(xù)多次使用制動(dòng)力矩變化小。相比于固定鉗式浮動(dòng)鉗式可將油缸和活塞等精密件減去一半，造價(jià)大為降低?！?0176。由于浮動(dòng)鉗沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管，減少了油液受熱機(jī)會(huì)，單側(cè)油缸又位于盤(pán)的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽較小，使冷卻條件較好。 制動(dòng)時(shí)，液壓油通過(guò)進(jìn)油口進(jìn)入制動(dòng)油缸，推動(dòng)活塞及其上的摩擦塊向右移動(dòng)，并壓到制動(dòng)盤(pán)上，并使得油缸連同制動(dòng)鉗體整體沿銷釘向左移動(dòng)，制動(dòng)盤(pán)右側(cè)的摩擦塊也壓到制動(dòng)盤(pán)上夾住制動(dòng)盤(pán)并使其制動(dòng)，直到兩側(cè)的制動(dòng)塊總成的受力均等為止。，制動(dòng)鉗體通過(guò)導(dǎo)向銷與車橋相連，可以相對(duì)于制動(dòng)盤(pán)軸向移動(dòng)。其浮動(dòng)方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng)，另一種的制動(dòng)鉗體可繞一支撐銷擺動(dòng)。緊湊型中低端轎車從結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性上考慮都不適用固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器，故前輪不采納固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。但由于需采用兩個(gè)油缸并分置制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤(pán)的內(nèi)部油道或外部油管來(lái)連通?；钊苿?dòng)鉗體制動(dòng)塊車橋進(jìn)油口制動(dòng)盤(pán)缺點(diǎn)：油缸多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制動(dòng)鉗尺寸大。其結(jié)構(gòu)如下圖所示；制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)油液由制動(dòng)總泵(制動(dòng)主缸)經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入鉗體中兩個(gè)相通的液壓腔中，將兩側(cè)的制動(dòng)塊壓向與車輪固定連接的制動(dòng)盤(pán)從而產(chǎn)生制動(dòng)。1）固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器，其制動(dòng)鉗體固定在轉(zhuǎn)向節(jié)（或橋殼）上，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝一個(gè)活塞。但這種制動(dòng)器的散熱性能較差，故多為油冷式，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。其工作原理如摩擦離合器，故又稱為離合式制動(dòng)器。但由于摩擦襯塊的面積較小，單位壓力很高，摩擦材料面的溫度較高，故對(duì)摩擦材料的要求較高。因此這種盤(pán)式制動(dòng)器又稱為點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器。制動(dòng)塊的摩擦襯塊與制動(dòng)盤(pán)的接觸面積很小，在盤(pán)上所占的中心角一般僅約30176。鉗盤(pán)式制動(dòng)器的固定摩擦元件是兩塊帶有摩擦襯塊的制動(dòng)塊，后者裝在以螺栓固定于轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上的制動(dòng)鉗體中。旋轉(zhuǎn)元件固裝在傳動(dòng)系的傳動(dòng)軸上，其制動(dòng)力矩經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)橋再分配到兩側(cè)車輪上的制動(dòng)器稱為中央制動(dòng)器，一般用于駐車制動(dòng)器。盤(pán)式摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件是制動(dòng)盤(pán)，其工作表面是圓盤(pán)的端面。 第二章 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式方案分析與選擇 汽車制動(dòng)器形式方案分析除了輔助制動(dòng)裝置時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或其他緩速措施對(duì)長(zhǎng)下坡的汽車進(jìn)行減緩或穩(wěn)定車速外，汽車制動(dòng)器幾乎都是機(jī)械摩擦式的，即是利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面間的摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)力矩使汽車減速或停車的。EBM系統(tǒng)潛在的優(yōu)點(diǎn)是比標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器能更加有效地分配基本制動(dòng)力，從而使制動(dòng)距離縮短5%。如凱西海斯(KH)公司在一輛實(shí)驗(yàn)車上安裝了一種電液(EH)制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動(dòng)器的操作機(jī)理。經(jīng)過(guò)了一百多年的發(fā)展，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來(lái)。車輛制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術(shù)的發(fā)展。德國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái)率先發(fā)展了ABS/ASR系統(tǒng)并投入市場(chǎng)，在EBS的研究與發(fā)展過(guò)程中走到了世界的前列。ABS只有在極端情況下(車輪完全抱死)才會(huì)控制制動(dòng)，在部分制動(dòng)時(shí)，電子制動(dòng)使可控制單個(gè)制動(dòng)缸壓力，因此反應(yīng)時(shí)間縮短，確保在任一瞬間得到正確的制動(dòng)壓力。此時(shí)，車輪同樣不具有足夠的側(cè)向力來(lái)保持車輛的穩(wěn)定，車輪切向力也減少，影響加速性能。車輪的驅(qū)動(dòng)打滑與制動(dòng)抱死是很類似的問(wèn)題。模糊控制法是基于經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的控制，與系統(tǒng)的模型無(wú)關(guān)，具有很好的魯棒性和控制規(guī)則的靈活性，但調(diào)整控制參數(shù)比較困難，無(wú)理論而言，基本上是靠試湊的方法?，F(xiàn)在，多種魯棒控制系統(tǒng)應(yīng)用到ABS的控制邏輯中來(lái)。防抱系統(tǒng)要求高可靠性，否則會(huì)導(dǎo)致人身傷亡及車輛損壞?；坡士刂频碾y點(diǎn)在于確定各種路況下的最佳滑移率，另一個(gè)難點(diǎn)是車輛速度的測(cè)量問(wèn)題，它應(yīng)是低成本可靠的技術(shù)，并最終能發(fā)展成為使用的產(chǎn)品。目前，車輛防抱制動(dòng)控制系統(tǒng)(ABS)已發(fā)展成為成熟的產(chǎn)品，并在各種車輛上得到了廣泛的應(yīng)用，但是這些產(chǎn)品基本都是基于車輪加、減速門(mén)限及參考滑移率方法設(shè)計(jì)的。當(dāng)制動(dòng)踏板踏下時(shí)，主缸就將等量的油液送到通往每個(gè)制動(dòng)器的管路，并通過(guò)一個(gè)比例閥使前后平衡。但是就復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性而言，增加的牽引力控制、車輛穩(wěn)定性控制和一些正在考慮用于“智能汽車”的新技術(shù)使基本的制動(dòng)器顯得微不足道。 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1）制動(dòng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀當(dāng)考慮基本的制動(dòng)功能量，液壓操縱仍然是最可靠、最經(jīng)濟(jì)的方法。防止制動(dòng)時(shí)車輪被抱死有利于提高汽車在制動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性，縮短制動(dòng)距離，所以近年來(lái)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）和電子制動(dòng)力分配（EBD）在汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用。 （11）制動(dòng)系中應(yīng)有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)件的故障和功能失效；制動(dòng)系中也應(yīng)有必要的安全裝置，例如一旦主、掛車之間的連接制動(dòng)管路損壞，應(yīng)有防止壓縮空氣繼續(xù)漏失的裝置；在行駛過(guò)程中掛車一旦脫掛，亦應(yīng)有安全裝置驅(qū)使駐車制動(dòng)將其停駐。 （9）制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲，制動(dòng)時(shí)不應(yīng)有異響。 （8）作用滯后的時(shí)間要盡可能地短，包括從制動(dòng)踏板開(kāi)始動(dòng)作至達(dá)到給定制動(dòng)效能水平所需的時(shí)間(制動(dòng)滯后時(shí)間)和從放開(kāi)踏板至完全解除制動(dòng)的時(shí)間(解除制動(dòng)滯后時(shí)間)。設(shè)計(jì)時(shí)，緊急制動(dòng)(約占制動(dòng)總次數(shù)的5%～10%)踏板力的選取范圍：轎車為200～300N；貨車為350～550N，采用伺服制動(dòng)或動(dòng)力制動(dòng)裝置時(shí)取其小值。制動(dòng)手柄行程應(yīng)不大于160～200mm。 （7）制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人機(jī)工程學(xué)要求，即操作方便性好，操縱輕便，舒適，能減少疲勞。為此，汽車前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤?，最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一軸上左、右車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)相同。即以任何速度制動(dòng)，汽車都不應(yīng)當(dāng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。某些越野汽車為了防止水和泥沙侵入而采用封閉的制動(dòng)器。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。制動(dòng)器摩擦表面浸水后，會(huì)因水的