【正文】 強(qiáng)度剛度足夠、輕量化以及良好密封等性能特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中輕型客車滿載質(zhì)量為1950kg，前輪滿載時(shí)地載荷為850kg，~133cm2范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)選取A=85cm2。R2/R1≈，符合設(shè)計(jì)要求。比值設(shè)計(jì)偏大時(shí)，摩擦襯塊內(nèi)外緣速度相差較大，容易產(chǎn)生偏磨，導(dǎo)致制動(dòng)力矩發(fā)生改變。本設(shè)計(jì)中選用半金屬摩擦材料，這種材料是以多種金屬、有機(jī)、無機(jī)材料的纖維或粉末代替石棉作為增強(qiáng)材料，其中金屬纖維和粉末的含量在40%以上，目前，這種材料在美國(guó)、歐洲各國(guó)廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為盤式制動(dòng)器的主流摩擦材料。作為制動(dòng)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件，制動(dòng)塊中摩擦材料的選擇，對(duì)制動(dòng)效能的優(yōu)良以及汽車制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性起著至關(guān)重要的作用。 圖32 制動(dòng)盤建模造型圖 表31 制動(dòng)盤主要參數(shù)參數(shù)代號(hào)數(shù)值單位制動(dòng)盤直徑D0280mm制動(dòng)盤厚度h24mm通風(fēng)孔厚度t8mm制動(dòng)盤內(nèi)徑d130mm制動(dòng)盤帽高h(yuǎn)050mm制動(dòng)盤禮帽直徑D1150mm在CATIA軟件中，對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖32所示。SQR6468輕型客車車輪輞直徑D = 14in。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%79%。本設(shè)計(jì)中制動(dòng)盤厚度h選取24mm。為了改善冷卻效果，將制動(dòng)盤做成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤。制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，其圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。因此，為保證制動(dòng)盤的性能持續(xù)良好，設(shè)計(jì)便對(duì)其材料和工藝產(chǎn)生了較高的要求。如圖31所示，盤式制動(dòng)器的主要零部件包括制動(dòng)盤，制動(dòng)襯塊，制動(dòng)卡鉗和制動(dòng)鉗支架等。第三，閱讀裝配圖并拆畫零件圖。第二，繪制盤式制動(dòng)器的二維裝配圖。通過這幾項(xiàng)的計(jì)算對(duì)接下來的盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要的參考價(jià)值和意義。f1=F180。 對(duì)于輕型客車來說[7]，它通常是在較好的路面上行駛，所以它適用第二種情況，這里可以取φ=， 由此可知單個(gè)制動(dòng)器所需要提供的制動(dòng)力和制動(dòng)力矩為：F180。 對(duì)于常遇到的道路條件較差、車速較低因而選取了較小的同步附著系數(shù)φ0值的汽車，為了保證在φ φ0的良好路面上能夠制動(dòng)到后軸車輪和前軸車輪先后抱死滑移，前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩為 （228） （229）對(duì)于常遇到的道路條件較好、車速較高因而選取了較大的同步附著系數(shù)φ0值的汽車，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。f1=F180。若取φ=，則制動(dòng)力FB可以寫為 制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫為 （227）附著系數(shù)利用率可以寫為可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力FB2為 FB1=FBFB2 F180。f1=F180。若取φ0=則制動(dòng)力FB可以寫為 制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫為 （225）附著系數(shù)利用率可以寫為 （226）可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力FB1為 F180。f1=F180。 空載的情況1）當(dāng)φ=φ0時(shí)，有：FB1=Fφ1，F(xiàn)B2=Fφ2，故FB=Gφ=magφ q=φ=；ε =q/φ=1FB1=Fφ1=G(L2+qhg)φ/LFf1=FB1F180。f1=F180。若取φ=，則制動(dòng)力FB可以寫為 （223）制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫為 （224）附著系數(shù)利用率可以寫為 可得后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力FB2為FB1=FBFB2F180。f1=F180。若取φ=，則制動(dòng)力FB可以寫為 （219）制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫為 （220）附著系數(shù)利用率可以寫為 （221）可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力FB1為 （222）F180。f1──單個(gè)前輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩。f1*re以上式中（下同） FBFB2──汽車前、后軸車輪的地面制動(dòng)力； FB──汽車總的地面制動(dòng)力 FφFφ2──前、后軸車輪附著力； q──制動(dòng)強(qiáng)度； ε──附著系數(shù)利用率； G──汽車所受重力； g──重力加速度； FfFf2──前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力（又稱制動(dòng)周緣力） F180。f1=FB1/2= N T180。 綜上所述?，F(xiàn)代汽車多裝有比例閥或感載比例閥等制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度、載荷等因素來改變前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值，使之接近于理想制動(dòng)力分配曲線。因此，不可能選一盡善盡美的值，只有根據(jù)具體條件的不同，而有不同的側(cè)重點(diǎn)[5]。此外，的選擇還與汽車的操縱性、穩(wěn)定性的具體要求有關(guān)，與汽車的載荷情況也有關(guān)。從緊急制動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，值宜取高些。首先，所選的應(yīng)使得在常用路面上，附著系數(shù)利用率較高。在汽車總重和質(zhì)心位置已定的條件下，的數(shù)值就決定了前后制動(dòng)力的分配比。當(dāng)=時(shí)， q=，=1,利用率最高。而在其他附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度q，這表明只有在=的路面上，地面的附著條件才得到充分利用。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。(2)當(dāng)，線位于I曲線上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。當(dāng)汽車在不同值的路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下情況： (1)當(dāng)，線位于I曲線下方，制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死。它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。 I（空載）β線I（滿載） 圖22 輕型客車的I曲線 同步附著系數(shù)的確定及計(jì)算 （218）上式在圖22中是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為(1)/的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱線。 因此我們不難求得在任何附著系數(shù)φ的路面上，前、后車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件為 （215） （216）式中：Ff1，F(xiàn)f2 ──前、后車輪的地面制動(dòng)力； 由式（215）、（216）中消去φ得 （217） 將（217）繪制成以Ff1，F(xiàn)f2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，也稱為I曲線，如圖22所示。當(dāng)汽車制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，以及前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過程可能出現(xiàn)的情況有三種，即1）前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；2）后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；3）前后輪同時(shí)抱死拖滑。若在附著系數(shù)為φ的路面上制動(dòng)，前、后均抱死，這時(shí)汽車總的地面制動(dòng)力為 （23）前、后車輪中的附著力為 （24）根據(jù)文獻(xiàn)[]前后車輪的附著力為 （25） （26）對(duì)于大多數(shù)兩軸汽車，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值為一定值，并以前制動(dòng)器制動(dòng)力Ff1與汽車總的制動(dòng)器制動(dòng)力Ff之比來表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，用β表示，即 （27） 此時(shí)， （28） （29） （210）式中：FB1，F(xiàn)B2 ──前、后車輪的地面制動(dòng)力； Ff1，F(xiàn)f2 ──前、后車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力； Fφ1，F(xiàn)φ2 ──前、后車輪的附著力； β──制動(dòng)力分配系數(shù)由（21）、（22）、（25）～（27）式可得前后軸車輪的利用附著系數(shù)為 = （211）= （212）則前后軸的附著效率為 （213） （214）式中： ， ──前、后車輪的利用附著系數(shù)；， ──前后軸的附著效率。圖21制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖根據(jù)圖21給出的汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力情況，并對(duì)后軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 （21）對(duì)前軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 （22）式中：Z1 ──汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前軸車輪的法向反力，N； Z2 ──汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)后軸車輪的法向反力，N； L ──汽車軸距，N； L1 ──汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； L2 ──汽車質(zhì)心離后軸距離，mm； Hg ──汽車質(zhì)心高度，mm； G ──汽車所受重力，N； ──汽車制動(dòng)減速度，m/s。圖中忽略了空氣阻力、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩以及汽車的滾動(dòng)阻力偶矩。7第2章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇第2章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇表21中給出了任務(wù)書中的基本設(shè)計(jì)參數(shù)。（3）制動(dòng)器的校核計(jì)算 為了保證制動(dòng)器有良好的工作可靠性，能夠持久發(fā)揮優(yōu)良的制動(dòng)效能，對(duì)制動(dòng)器的校核計(jì)算是必不可少的步驟。（1）相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 首先根據(jù)ECE制動(dòng)相關(guān)規(guī)定，擬合出利用附著系數(shù)隨制動(dòng)強(qiáng)度變化的曲線，選出最優(yōu)的制動(dòng)力分配系數(shù)；由公式可算出同步附著系數(shù)，同步附著系數(shù)表征了地面附著條件可以得到充分利用時(shí)的路面附著系數(shù)；最大制動(dòng)力和最大制動(dòng)力矩是表征汽車制動(dòng)效能和穩(wěn)定性的重要參數(shù)，根據(jù)同步附著系數(shù)分情況計(jì)算得到；制動(dòng)效率可以評(píng)價(jià)制動(dòng)系相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性，因此有必要進(jìn)行擬合。baδ3211——活塞 2——制動(dòng)鉗體 3——活塞密封圈圖14 制動(dòng)間隙調(diào)整時(shí)活塞密封圈工作情況 本文研究?jī)?nèi)容制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這項(xiàng)工作是諸多工作的集成體，比如計(jì)算、建模以及繪圖。如果制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)盤之間的間隙因磨損而增大，制動(dòng)時(shí)活塞密封圈3變形達(dá)到極限后，活塞1仍可繼續(xù)在液壓力作用下克服密封圈的摩擦力而移動(dòng)，直到摩擦片壓緊制動(dòng)盤為止[2]。同時(shí)，制動(dòng)鉗體3在油液壓力作用下向右移動(dòng)，將制動(dòng)塊8也推靠在制動(dòng)盤上，使汽車車輪制動(dòng)。制動(dòng)鉗體只在制動(dòng)盤內(nèi)側(cè)有液壓缸。制動(dòng)鉗支架9固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，制動(dòng)鉗體3通過緊固螺栓1和制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷13聯(lián)接，導(dǎo)向銷可以插入制動(dòng)鉗支架的孔中作動(dòng)配合，從而保證制動(dòng)鉗體可以沿導(dǎo)向銷作軸向滑動(dòng)。 綜上分析，本設(shè)計(jì)中為SQR6468輕型客車前輪選擇浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，由于浮動(dòng)鉗沒有跨越制動(dòng)盤的油道，這減少了油液的受熱機(jī)會(huì)，單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽較少，使冷卻條件較好，另外，單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長(zhǎng)，也增大了油缸的 散熱面積[5]。這種結(jié)構(gòu)制動(dòng)鉗剛度好，僅有活塞和制動(dòng)襯塊滑動(dòng)；但需要布置兩個(gè)油缸，使得其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且尺寸較大，液壓缸和活塞的配合精度要求較高，這影響了制造成本，另外，制動(dòng)產(chǎn)生的熱經(jīng)鉗體上的油路傳給制動(dòng)油液，易使其溫度過高而產(chǎn)生氣泡，從而影響制動(dòng)效果。該種制動(dòng)器設(shè)用于工程車輛。工作原理與摩擦離合器相類似，因此也成為離合器式制動(dòng)器。（4） 因?yàn)橐r塊工作表面小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。（2） 兼作駐車制動(dòng)器時(shí)，所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。（10） 能方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器磨損報(bào)警，以便及時(shí)更換摩擦襯塊。（8） 襯塊與制動(dòng)盤之間的間隙?。ǎ瑥亩s短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。（6） 壓力在制動(dòng)襯塊上的分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。（4） 易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)。汽車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。由于這種制動(dòng)器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒有浮鉗盤式制動(dòng)器廣泛。這種制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動(dòng)盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化的可能性小。左右)。對(duì)擺動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器來說，鉗體不是滑動(dòng)而是在與制動(dòng)盤垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。它們的制動(dòng)油缸均為單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動(dòng)塊總成是活動(dòng)的，而另一側(cè)的制動(dòng)塊總成則固定在鉗體上。其浮動(dòng)方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng)；另一種是制動(dòng)鉗體可繞一支承銷擺動(dòng)。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動(dòng)器到盤式制動(dòng)器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的要求。（1）鉗盤式 鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器等。另外，本次設(shè)計(jì)經(jīng)歷可以培養(yǎng)我的工程意識(shí)、實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力及嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，這才是我學(xué)習(xí)成長(zhǎng)過程中的寶貴財(cái)富。盤式制動(dòng)器質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，更適用于汽車在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫、高負(fù)載下對(duì)制動(dòng)性的要求，并且降低了材料和能源的消耗，改善汽車的操縱性、舒適性和安全性，有著廣闊的前景。由于制動(dòng)盤對(duì)摩擦襯塊無增力作用，摩擦襯塊工作面積僅為制動(dòng)盤面積的14%左右，盤式制動(dòng)器具有良好的熱穩(wěn)定性；同時(shí)盤式制動(dòng)器兼有優(yōu)良的水穩(wěn)定性，制動(dòng)襯塊對(duì)制動(dòng)盤的高壓力作用和擦拭效果，使得盤式制動(dòng)器出水后僅需一兩次制動(dòng)即能