【正文】 )在技術(shù)上已經(jīng)成熟，開(kāi)始在汽車(chē)上普及。它能有效地防止汽車(chē)在應(yīng)急制動(dòng)時(shí)由于車(chē)輪抱死使汽車(chē)失去方向穩(wěn)定性而出現(xiàn)側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力的危險(xiǎn)，并縮短制動(dòng)距離，從而提高了汽車(chē)高速行駛的安全性。前者適用于重型汽車(chē)和汽車(chē)列車(chē)，它是用電子控制方式代替氣壓控制方式，可根據(jù)制動(dòng)踏板行程、車(chē)輪載荷以及制動(dòng)摩擦片的磨損情況來(lái)調(diào)節(jié)各車(chē)輪的制動(dòng)氣室壓力。使真空助力器在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)助力作用，從而實(shí)現(xiàn)顯著地縮短制動(dòng)距離的目的。這種系統(tǒng)是用激光雷達(dá)或用微波雷達(dá)對(duì)前方車(chē)輛等障礙物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若測(cè)出實(shí)際車(chē)距小于安全車(chē)距，則會(huì)發(fā)出警報(bào)；若駕駛員仍無(wú)反應(yīng)，則會(huì)自動(dòng)地對(duì)汽車(chē)施行制動(dòng)。 為了節(jié)省燃油消耗，減少排放并減輕制動(dòng)器的工作負(fù)荷，制動(dòng)能回收系統(tǒng)早已成為一個(gè)研究課題，以便將制動(dòng)能儲(chǔ)存起來(lái)，在需要時(shí)再釋放出來(lái)加以利用。近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力汽車(chē)的研制已取得突破性的進(jìn)展，制動(dòng)能回收系統(tǒng)又為一些電動(dòng)汽車(chē)所采用，在減速或下坡時(shí)可將驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，使之產(chǎn)生制動(dòng)作用；同時(shí)可用發(fā)出的電流使蓄電池充電，以節(jié)省能源，增加電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)的行駛里程。前者安裝在車(chē)輪處，并用腳踩制動(dòng)踏板進(jìn)行操縱，故又稱(chēng)為腳制動(dòng)；后者安裝在傳動(dòng)系的某軸上，例如變速器或分動(dòng)器第二軸的后端或傳動(dòng)軸的前端，并用手拉操縱桿進(jìn)行操縱，故又稱(chēng)為手制動(dòng)。 鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩種結(jié)構(gòu)型式。車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)鼓均固定在輪轂上，而中央制動(dòng)器的制動(dòng)鼓則固定在變速器或分動(dòng)器的第二軸后端。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面與制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱(chēng)為帶式制動(dòng)器。由于外束型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱(chēng)為帶式制動(dòng)器，而且在現(xiàn)代汽車(chē)上已很少采用，所以?xún)?nèi)張型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱(chēng)為鼓式制動(dòng)器，通常所說(shuō)的鼓式制動(dòng)器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。制動(dòng)時(shí)，當(dāng)制動(dòng)盤(pán)被兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊時(shí)，摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動(dòng)盤(pán)上的摩擦力矩。 車(chē)輪制動(dòng)器主要用作行車(chē)制動(dòng)裝置，有的也兼作駐車(chē)制動(dòng)之用。圖21 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)選型 盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤(pán)式制動(dòng)器分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式制動(dòng)器兩大類(lèi)。兩塊制動(dòng)塊之間裝有作為旋轉(zhuǎn)元件的制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)盤(pán)用螺栓固定于輪轂上?！?0176。其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，散熱性較好，且借助于制動(dòng)盤(pán)的離心力作用易于將泥水、污物等甩掉，維修也方便。 圖22 固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器1—轉(zhuǎn)向節(jié)（或橋殼）2—調(diào)整墊片3—活塞4—制動(dòng)塊總成5導(dǎo)向支承銷(xiāo) 6—制動(dòng)鉗體7—輪輞8—回位彈簧9—制動(dòng)盤(pán)10—輪轂全盤(pán)式制動(dòng)器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均為圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦表面全部接觸。用得較多的是多片全盤(pán)式制動(dòng)器，以便獲得較大的制動(dòng)力。 鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為以下幾種： a、固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 如圖22 所示，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝有一個(gè)活塞。當(dāng)放松制動(dòng)踏板使油液壓力減小時(shí)，回位彈簧又將兩制動(dòng)塊總成及活塞推離制動(dòng)盤(pán)。 b、浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。因而有滑動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器和擺動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器之分。制動(dòng)時(shí)在油液壓力作用下，活塞推動(dòng)該側(cè)活動(dòng)的制動(dòng)塊總成壓靠到制動(dòng)盤(pán)，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定于其上的制動(dòng)塊總成壓向制動(dòng)盤(pán)的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動(dòng)塊總成受力均等為止。這樣就要求制動(dòng)摩擦襯塊應(yīng)預(yù)先做成楔形的(摩擦表面對(duì)背面的傾斜角為6176。在使用過(guò)程中，摩擦襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻(一般約為l mm)后即應(yīng)更換。2—制動(dòng)鉗體。4—帶磨損警報(bào)裝置的制動(dòng)塊總成。 6—制動(dòng)鉗支架。另外，由于兩側(cè)制動(dòng)塊均靠活塞推動(dòng)，難于兼用于由機(jī)械操縱的駐車(chē)制動(dòng)，必須另加裝一套駐車(chē)制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗，或是采用盤(pán)鼓結(jié)合式后輪制動(dòng)器，其中作為駐車(chē)用的鼓式制動(dòng)器由于直徑較小，只能是雙向增力式的，這種“盤(pán)中鼓”的結(jié)構(gòu)很緊湊，但雙向增力式制動(dòng)器的調(diào)整不方便。浮動(dòng)鉗由于沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管，減少了油液的受熱機(jī)會(huì)，單側(cè)油缸又位于盤(pán)的內(nèi)側(cè)，受車(chē)輪遮蔽較少，使冷卻條件較好。但由于制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的，必須設(shè)法減少滑動(dòng)處或擺動(dòng)中心處的摩擦、磨損和噪聲。這是因?yàn)橹苿?dòng)盤(pán)對(duì)摩擦襯塊無(wú)摩擦增力作用，還因?yàn)橹苿?dòng)摩擦襯塊的尺寸不長(zhǎng)，其工作表面的面積僅為制動(dòng)盤(pán)面積的12％～6％，故散熱性較好。因?yàn)橹苿?dòng)襯塊對(duì)盤(pán)的單位壓力高，易將水?dāng)D出，同時(shí)在離心力的作用下沾水后也易于甩掉，再加上襯塊對(duì)盤(pán)的擦拭作用，因而，出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常；而鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)過(guò)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)正常制動(dòng)效能。盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩與制動(dòng)油缸的活塞推力及摩擦系數(shù)成線(xiàn)性關(guān)系，再加上無(wú)自行增勢(shì)作用，因此在制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)力矩增長(zhǎng)較和緩，與鼓式制動(dòng)器相比，能保證高的制動(dòng)穩(wěn)定性。 5)在輸出同樣大小的制動(dòng)力矩的條件下，盤(pán)式制動(dòng)器的質(zhì)量和尺寸比鼓式要小。 7)制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊間的間隙小(～)，這就縮短了油缸活塞的操作時(shí)間，并使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳動(dòng)比有增大的可能。 9)易于構(gòu)成多回路制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性和安全性，以保證汽車(chē)在任何車(chē)速下各車(chē)輪都能均勻一致地平穩(wěn)制動(dòng)。 盤(pán)式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是難以完全防止塵污和銹蝕(但封閉的多片全盤(pán)式制動(dòng)器除外)；兼作駐車(chē)制動(dòng)器時(shí)，所需附加的駐車(chē)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，因此有的汽車(chē)采用前輪為盤(pán)式后輪為鼓式的制動(dòng)系統(tǒng)；另外，由于無(wú)自行增勢(shì)作用，制動(dòng)效能較低，中型轎車(chē)采用時(shí)需加力裝置。3 汽車(chē)整車(chē)基本參數(shù)計(jì)算：1）外形尺寸：長(zhǎng)x寬x高＝4665mm1700mm1510mm；2）軸距：2700mm；3）最高車(chē)速：190Km/h；4）額定載客（包括駕駛員）：4 人；5）發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力：最大功率105KW/5200 rpm；最大轉(zhuǎn)矩189NM/4400rpm；6）汽車(chē)的整車(chē)整備質(zhì)量1280 kg；汽車(chē)總質(zhì)量:1655kg7）。故車(chē)輪滾動(dòng)半徑為 =（+219560%）/2=。③空滿(mǎn)載時(shí)的軸荷分配空載時(shí)，前軸負(fù)荷 (31)后軸負(fù)荷 (32)滿(mǎn)載時(shí)，前軸負(fù)荷 (33)后軸負(fù)荷 (34) ④空滿(mǎn)載時(shí)的質(zhì)心高度, 空載時(shí)， =684mm；滿(mǎn)載時(shí)， =664mm。代入得： 將上式繪成以,為坐標(biāo)的曲線(xiàn)，即為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線(xiàn),即I曲線(xiàn)。 同步附著系數(shù)滿(mǎn)載時(shí) （43）空載時(shí) （44）對(duì)于轎車(chē)而言，滿(mǎn)足要求。而最大總制動(dòng)力 （47）制動(dòng)強(qiáng)度 （48）附著系數(shù)利用率 （49）當(dāng) 時(shí), 可能得到的最大總制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，即。對(duì)于常見(jiàn)的如瀝青（包括干濕），其制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率就按第三種情況計(jì)算。當(dāng) 時(shí),相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度q ，按在瀝青路（干）上行駛，=。5 盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的確定 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，可以減小制動(dòng)鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。由于輪胎規(guī)格為195/60 R16，所以輪輞直徑為16英寸，故制動(dòng)盤(pán)直徑D=75%mm=，取304mm。 摩擦襯塊外半徑R內(nèi)半徑R1與厚度b推薦摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑 。選 /=，由于摩擦襯塊外半徑略小于制動(dòng)盤(pán)半徑mm，取147mm。 制動(dòng)襯塊工作面積A由于制動(dòng)襯塊為扇形，選定其到圓心的夾角為，故工作面積 （51） 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。在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，為使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際，取f =。 制動(dòng)襯塊的設(shè)計(jì)計(jì)算假定襯塊的摩擦面全部與制動(dòng)盤(pán)接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為，式中f 為摩擦系數(shù)；為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力；R 為作用半徑。平均半徑為 mm （52）有效半徑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，mm （53）式中。制動(dòng)盤(pán)的材質(zhì)及加工情況，以及襯塊本身材質(zhì)等許多因素的影響。目前，各國(guó)常采用的作為評(píng)價(jià)能量符合的指標(biāo)是比能量耗散率，即單位時(shí)間內(nèi)襯塊單位摩擦面積耗散的能量，通常所用的計(jì)量單位為。在緊急制動(dòng)到停車(chē)的情況下，=0，并可以認(rèn)為δ =1，故 （56）據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，計(jì)算時(shí)取減速度j =，制動(dòng)初速度 ，乘用車(chē)用100km（）。單個(gè)前輪制動(dòng)器的比摩擦力為。當(dāng)前輪處于最大制動(dòng)力矩時(shí)，代入數(shù)值得：?jiǎn)蝹€(gè)前輪制動(dòng)器的比摩擦力為