【正文】 鼓式結(jié)構(gòu)，鼓式制動(dòng)器按蹄的類型分為 : 1) 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 如圖 21 所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車(chē)前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)），則蹄 1為領(lǐng)蹄，蹄 2為從蹄。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(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)從蹄使制動(dòng)器。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。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇 5 圖 21 領(lǐng)從蹄 式 制動(dòng)器 2) 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 若在汽車(chē)前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，則稱為雙領(lǐng)蹄使制動(dòng)器 （ 如圖 22 所示） 。如圖所示，兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)，兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等機(jī)件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板中心作對(duì)稱布置的，因此，兩蹄對(duì)制動(dòng)鼓的作用的合力恰好相互平衡，故屬于平面式制動(dòng)器。 圖 22 雙領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 3) 雙向雙領(lǐng) 蹄式制動(dòng)器 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇 6 當(dāng)制動(dòng)鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩制動(dòng)助均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 （如圖 23 所示） 。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車(chē)前進(jìn)及倒車(chē)時(shí)的制動(dòng)性能不變，因此廣泛應(yīng)用于中、輕型載貨汽車(chē)和部分轎車(chē)的前后輪，但用作后輪制動(dòng)器時(shí)，則需另設(shè)中央制動(dòng)用于駐車(chē)制動(dòng)。單向增力式制動(dòng)器在汽車(chē)前進(jìn)制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效能很高，且高于前述的各種制 動(dòng)器，但在倒車(chē)制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)效能卻是最低的。 圖 24 單向增力式制動(dòng)器 5） 雙向增力式制動(dòng)器 將單向增力式制動(dòng)器的單活塞式制動(dòng)輪缸換用雙活塞式制動(dòng)輪缸，其上端的支承銷(xiāo)也作為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇 7 兩蹄共用的，則稱為雙向增力式制動(dòng)器 (如圖 25 所示 )。 雙向增力式制動(dòng)器在大型高速轎車(chē)上用的較多，而且常常將其作為行車(chē)制動(dòng)與駐車(chē)制動(dòng)功用 的制動(dòng)器，但行車(chē)制動(dòng)是由液壓經(jīng)制動(dòng)輪缸產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開(kāi)力進(jìn)行制動(dòng)，而駐車(chē)制動(dòng)則是用制動(dòng)操縱手柄通過(guò)鋼索拉繩及杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。 但由于結(jié)構(gòu)問(wèn)題使它在制動(dòng)過(guò)程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降。但由于成本低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)型車(chē)中使用，主要用于制動(dòng)負(fù)荷比較小的后輪和駐車(chē)制動(dòng)。 1） 鉗盤(pán)式 鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式不同可分為定鉗盤(pán)式制動(dòng)器、浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器等。具有以下優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)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)鼓式制動(dòng)器到盤(pán)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。 2） 全盤(pán)式 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇 8 在全盤(pán)制動(dòng)器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。 盤(pán)式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）制動(dòng)效能穩(wěn)定性好； 2）制動(dòng)力矩與汽車(chē)運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)； 3）易于構(gòu)成雙回路，有較高的可靠性和安全性； 4）尺寸小、質(zhì)量小、散熱好； 5）制動(dòng)襯塊上壓力均勻，襯塊磨損均勻； 6）更換襯塊工作簡(jiǎn)單容易。 8）易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)形式選擇 根據(jù)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)及伺服制動(dòng)三大類型。 簡(jiǎn)單制動(dòng)系 簡(jiǎn)單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是靠四級(jí)作用于制動(dòng)踏板上或手柄上的 力作為制動(dòng)力源。 機(jī)械式的靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造假低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低，因此僅用于中、小型汽車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)裝置中。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短（ ),工作壓力大（可達(dá) 10MPa12MPa),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。另外，液壓管路在過(guò)渡受熱時(shí)會(huì)形成氣泡而影響傳輸，即產(chǎn)生所謂“氣阻”使制動(dòng)效能降低甚至失效；而當(dāng)氣溫過(guò)低時(shí)（ 25 攝氏度和更低時(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，液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系曾廣泛用于轎車(chē)、輕型及以下的貨車(chē)和部分中型貨車(chē)上。 動(dòng)力制動(dòng)系 動(dòng)力制動(dòng)系是以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力形成的氣壓或液壓勢(shì)能作為汽車(chē)制動(dòng)的全部力源進(jìn)行制動(dòng)，而中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇 9 司機(jī)作用于制動(dòng)踏板或手柄上的力僅用于對(duì)制動(dòng)回路中控制元件的操 縱。 動(dòng)力制動(dòng)系有氣壓制動(dòng)系、氣頂液式制動(dòng)系和全液壓動(dòng)力制動(dòng)系 3 種。因而制動(dòng)器室的直徑達(dá)，只能置于制動(dòng)器之外，在通過(guò)桿件及凸輪或鍥塊驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄，使非簧載質(zhì)量增大；另外制動(dòng)氣室排氣時(shí)也有較大噪聲。由于其氣壓系統(tǒng)的 管路短，故作用滯后時(shí)間也較短。 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，還具有操作輕便、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)備共同液壓泵和儲(chǔ)油等優(yōu)點(diǎn)。 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)一套除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)力作為制動(dòng)能源的制動(dòng)系，在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在動(dòng)力伺服系統(tǒng)失效時(shí)，仍可全由人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力。 按伺服系統(tǒng)能源的不同，又有真空伺服制動(dòng)系、氣壓伺服制動(dòng)系和液壓伺服制動(dòng)系之分，其伺服能源分別為真空能（負(fù)氣壓能）、氣壓能和液壓能。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇 10 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 圖 21 液壓分路系統(tǒng)形式 為了提高制動(dòng)工作的可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車(chē)的所有行車(chē)制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的相互獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路失效后，仍可利用其他完好的回路起制動(dòng)作用。 2） 交叉型（ X） ，前軸的一側(cè)車(chē)輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)策車(chē)輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路。 4） 半軸一輪對(duì)半軸一輪（ LL)型，兩個(gè)回路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器起作用。 II 型管路布置較為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的但輪崗鼓式制動(dòng)器配合使用，成本較低，目前在各類汽車(chē)特別是商用車(chē)商用得最廣泛。對(duì)于采用前輪驅(qū)動(dòng)因而前制動(dòng)器強(qiáng)于后制動(dòng)器的乘用車(chē)，當(dāng)前制動(dòng)回路失效而單用后橋制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力將嚴(yán)重不足 （小于正常情況下的一半），并且，若后橋負(fù)荷小于前軸負(fù)荷，則踏板力過(guò)大時(shí)易使后橋車(chē)輪抱死而汽車(chē)側(cè)滑。直行制動(dòng)時(shí)任一回路失效，剩余的總制動(dòng)力都能保持正常值的 50%。因此，這種方案適用于主銷(xiāo)偏移距為負(fù)值（達(dá) 20mm)的汽車(chē)上。 HI、 HH、 LL 型結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜。 HI型單用一軸半回路時(shí)剩余制動(dòng)力較大， 但此時(shí)與 LL 型一樣，緊急制動(dòng)情況下后輪很容易先抱死。 液壓制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)方案 為了提高汽車(chē)行駛的安全性，并根據(jù)交通法則的要求，現(xiàn)代汽車(chē)的行駛制動(dòng)系統(tǒng)都采用了雙回路制動(dòng)系統(tǒng)。 儲(chǔ)存罐中的油經(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。 主缸不工作時(shí)，前、后倆工作腔內(nèi)的活塞頭部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自的旁通孔和補(bǔ)償孔之間。在后腔液壓和后腔彈簧力的作用下，推動(dòng)前缸活塞向前移動(dòng)，前腔壓力也隨之升高。 撤除踏板力后，制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、主缸前后腔活塞和輪缸活塞，在各自的復(fù)位彈簧作用下回位，管路中的制動(dòng)液借其壓力推開(kāi)回油閥門(mén)流回主缸 。 當(dāng)迅速放開(kāi)制動(dòng)踏板時(shí)，由于油液的粘性和管路阻力的影響，油液不能及時(shí)流回主缸并填充因活塞右移而讓出的空間，因而在旁通孔開(kāi)啟之前，壓油腔中產(chǎn)生一定的真空度。與此同時(shí)，儲(chǔ)液室中的油液經(jīng)補(bǔ)償孔流入各自的進(jìn)油腔。液壓系統(tǒng)中因密封不良而產(chǎn)生的制動(dòng)液漏泄，和因溫度變化而引起的制動(dòng)液 膨脹或收縮，都可以通過(guò)補(bǔ)償孔和旁通孔得到補(bǔ)償。此時(shí)在液壓差作用下，前腔活塞迅速前移到前缸活塞前端頂?shù)街鞲左w上。 若與后腔連接的制動(dòng)管路損壞漏油時(shí)，則在踩下制動(dòng)踏板時(shí)，起先只是后缸活塞前移，而不能推動(dòng)前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液壓。 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)雙缸制動(dòng)主缸的另一腔仍能夠工作，只是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車(chē)制動(dòng)距離增長(zhǎng)，制動(dòng)力減小。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 3章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 12 第 3 章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值 相關(guān)主要參數(shù) 所示 。 表 2021 年 FSAE 贊助輪胎相關(guān)參數(shù) 規(guī)格 180/530R13 標(biāo)準(zhǔn)輪輞內(nèi)距 8 輪胎胎面寬 (mm inch) 223 輪胎外徑 (mm inch) 533 輪胎接地面寬 (mm inch) 185 輪胎半徑 (mm) 244 輪胎周長(zhǎng) 1626 輪輞內(nèi)距 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 3章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 13 同步附著系數(shù)的分析 （ 1） 當(dāng) 0??? 時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力； （ 2） 當(dāng) 0??? 時(shí)：制動(dòng)時(shí)總 是后輪先抱死，這是容易發(fā)生后軸策劃而使汽車(chē)喪失方向穩(wěn)定性； （ 3） 當(dāng) 0??? 時(shí)：制動(dòng)時(shí)汽車(chē)前后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。而在其他附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或者后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度 q 0? ,這表明只有在 0??? 的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 地面對(duì)前、后輪的法向反作用力 若在不同附著系數(shù)的路面上，前、后輪同時(shí)抱死（不論是同時(shí)抱死或分別先后抱死），此時(shí)?? GFF b ??X 或 gdtdu ??/ 。 當(dāng) ? = 0? = 時(shí)， N / )()( egμ1 ???????? rhbLGM ?? 即 3 1 3 N /mm ax1 ??M 因?yàn)?? =????MM=23 (36) 所以 2 0 9 N /mm ax2 ??M 盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)確定 1） 制動(dòng)盤(pán)直徑 D 制動(dòng)盤(pán)直徑 D應(yīng)盡可能取大些，這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得到增加，可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，減少襯塊的單位壓力和工作溫度?？傎|(zhì)量大于 2t 的汽車(chē)應(yīng)取上限。為使質(zhì)量小些，制動(dòng)盤(pán)厚度不宜取得 大；為了降低溫度，制動(dòng)盤(pán)厚度又不宜取得過(guò)小。一般實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度可取為 10～ 20mm，通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán)厚度取為 20～ 50mm，采用較多的是 20～ 30mm。為提高制動(dòng)盤(pán)摩擦面的散熱性能 , 大多把制動(dòng)盤(pán)做成中間空洞的通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán) , 這樣可使制動(dòng)盤(pán)溫度 降低 20 %～ 30 %。 3） 摩擦襯塊內(nèi)半徑 R1和外半徑 R2 摩擦襯塊 （如圖 31所示） 是指鉗夾活塞推動(dòng)擠壓在制動(dòng)盤(pán)上的摩擦材料。摩擦襯塊外半徑只與內(nèi)半徑及推薦摩擦襯塊外半徑 2R與內(nèi)半徑 1R 的比值不大于 。因?yàn)橹苿?dòng)器直徑 D等于 231mm,則摩擦塊 1152?R mm 取 ?RR ，所以 771?R mm。單個(gè)前輪摩擦塊 %60320 ?????A ,則單個(gè)前輪制動(dòng)器 A=48 2cm 。 5） 摩擦襯塊摩擦系數(shù) f 選擇摩擦片時(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。各種制動(dòng)器用擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 ～ ，少數(shù)可達(dá) 。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。因此，在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。所 選擇摩擦系數(shù) f =。 對(duì)于常見(jiàn)的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔缓艽?，則 R 等于平均半徑 mR 或有效半徑 eR ，在實(shí)際中已經(jīng)足夠精確。 有效半徑 eR 是扇形表面的面積中心至制動(dòng)盤(pán)中心的距離，如下式所示（推導(dǎo)見(jiàn)離合器設(shè)計(jì)） 97m m]