【正文】 引起制動器的溫升過快，溫度過高。 （ 5） 制動效能的水穩(wěn)定性好。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動5～ 15 次，即應(yīng)恢復(fù)其制動效能。另外也應(yīng)防止泥沙等進(jìn)入制動器摩擦副工作表面，否則會使制動效能降低并加速磨損。即以任何速度制動，汽車均不應(yīng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。 為此，汽車前、后輪制動器的制動力矩應(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；同一車軸上的左、 6 右車輪制動器的制動力矩應(yīng)相同。 （ 7） 制動踏板和手柄的位置和行程符合人 — 機(jī)工程學(xué)要求，即操作儀方便性好，操縱輕便、舒適，減少疲勞。 （ 9）制動時不應(yīng)產(chǎn)生振動和噪聲。 （ 11）制動系中應(yīng)有音響或光信號等警報裝置，以便能及時發(fā)現(xiàn)制動驅(qū)動機(jī)件的故障和功能失效；制動系中應(yīng)有必要的安全裝置，在行駛中掛車一旦脫掛，亦應(yīng)有安全裝置驅(qū)使駐車制動將其停駐。 氣溫高時液壓制動管路不應(yīng) 有 氣阻現(xiàn)象 ；氣溫低時，氣制動管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。 7 第 2 章 制動系統(tǒng) 總體方案的確定 制動系統(tǒng)的分類及 作用 制動系統(tǒng)按功用分為行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應(yīng)急制動系統(tǒng)和輔助制動系統(tǒng)。 行車制動系統(tǒng)用于使行駛中的汽車強(qiáng)制減速或停車，并使汽車在下短坡時保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。 駐車制動系統(tǒng)使 已停駛的汽車駐留在原地不動的一套裝置。 應(yīng)急制動系統(tǒng)也叫第二制動系統(tǒng)，是在用于行車制動系統(tǒng)發(fā)生意外故障而失效時，保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。 輔助制動系統(tǒng)通常安裝在常行駛于山區(qū)的汽車上，利用發(fā)動機(jī)排氣或者電渦流制動等的輔助制動裝置，可使汽車下長坡時長時間而持續(xù)地減低或保持車速，并減輕或解除行車制動器的負(fù)荷。 （ 2） 動力制動系統(tǒng) — 完全靠由發(fā)動機(jī)的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進(jìn)行制動的制動系統(tǒng)。 人力目前仍是國內(nèi)中低檔車最為適合的制動能源，它符合了降低成本同時又有可靠的性能保證。 按照能量的傳輸方式，制動系統(tǒng)又可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁式。而在駐車制動系統(tǒng)上我選用機(jī)械式，性能穩(wěn)定，故障少。本次設(shè)計的汽車使用 范圍是在城市內(nèi)行駛 ， 所以不設(shè)計輔助制動系統(tǒng)（如圖 所示）。 制動力與制動力分配系數(shù) 根據(jù)公式： L hL g02 ?? ?? （ ） 得： ????? 9 同步附著系數(shù) 同步附著系數(shù)是汽車制動性能的一個重要 參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定的。對于前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù) 0? 的路面上，汽車前、后車輪才會同時抱死，當(dāng)汽車在不同 ?植的路面上制動時，可能出現(xiàn)以下 3 種情況。 （ 2）當(dāng) 0??? 時：制動時總是后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性。 現(xiàn)代的道路條件大為改善，汽車行駛速度也大為提高，因此汽車因制動時后輪先抱死的后果十分嚴(yán)重。轎車 0? ? ；貨車 0? ? 。 對于鉗盤式制動器，設(shè)兩側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力均為 P，即制動盤在其兩側(cè)的作用半徑上所受的摩擦力為 2f P ,此處 f 為盤與制動襯塊 餓摩擦系數(shù)，于鉗盤式制動器的制動器因數(shù)為 fPfPBF 22 ?? （ ） f—— 取 得 BF=2 =1 對于鼓式制動器，當(dāng) 12P P P??時，則有 12TTBF BF BF?? 如圖 ，假設(shè)在張力 P 的作用下，制動蹄的摩擦襯片與鼓之間作用力的合力 N的 B 點(diǎn) 上。a,b,c,h,R 及 ?為結(jié)構(gòu)尺寸。然后 確定了 本設(shè)計的汽車的技術(shù)參數(shù)，通過這些參數(shù)，計算出了要設(shè)計的制動系統(tǒng)的制動力、制動力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動器最大制動力矩、制動器因數(shù)等重要參數(shù)。 12 第 3 章 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇 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手柄上的力作為制動力源而力的傳遞方式，又有機(jī)械式和液壓式。 駐車制動系統(tǒng)的機(jī)械式為 桿系 傳力，其機(jī)構(gòu)簡單，造價低廉，而且性能穩(wěn)定。 行車制動系統(tǒng)為液壓式，作用滯后時間 ，工作壓力 10MPa。一個以內(nèi)圓柱面為工作表面的金屬制動鼓 8 固定在車 輪輪轂上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。制動蹄的外圓柱面上裝有摩擦片 9。主缸活塞 3 可由駕駛員通過制動踏板機(jī)構(gòu)來操縱。鉗盤式制動器原理一樣。 液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 制動輪缸直徑與工作容積 前輪 制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 pPdw ?2? （ ） 式中： p—— 考慮到制動力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或灌錄液壓， p=8Mp～ 12Mp.取 p=10Mp 根據(jù) 轎車使用與維護(hù)手冊得 P=19625N 得 1 9 6 252 ???wd=50mm 根據(jù) GB752487 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取 ,因此輪缸直徑為 50mm。 2? —— 由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞。 得一個輪缸的工作容積 ? ?? 112 =3925mm3 全部輪缸的工作容積 14 ?? mwVV 1 （ ） 式中： m—— 輪缸的數(shù)目； V=2V1w +2V2w =2? 2826+2? 3925=13502mm3 制動主缸直徑與工作容積 制動主缸應(yīng)有的工作容積 VVVm ??? （ ） 式中： V—— 全部輪缸的總的工作容積； V? —— 制動軟管在掖壓下變形而引起的容積增量； V=13502mm3 轎車的制動主缸的工作容積可取為 mV == 13502= mm3 主缸直徑 md 和活塞行程 Sm mmm sdV 24?? （ ） 一般 Sm =()dm 取 Sm = dm 得 md =34?mV = 34 = 根據(jù) GB752487標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取 ,因此主缸直徑為 28mm。 求得： 662 10 ????????pF=1710N? 500N700N 所以需要加裝真空助力器。 ? （ ） 式中： I ：真空助力比，取 4。 求得： )2228(4 ???px =128mm＜ 150mm， 符合設(shè)計要求 。然后開始了對液壓制動驅(qū)動結(jié)構(gòu)的計算包括 制動輪缸 、 制動主缸 、 真空助力器 、 踏板的行程與制動踏板力 、油管和油管接頭等一些重要元 件。 汽車制動器按其在汽車上的位置分為車輪制動器和中央制動器。 車輪制動器一般應(yīng)用于行車制動，也有兼用第二制動和駐車制動。 制動器方案確定 鼓式制動器 鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，當(dāng)盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用干各類汽車上。內(nèi)張型鼓式制動器的摩擦元件是一對帶有圓弧形摩擦蹄片的制動蹄，后者則安裝在制動底板上，而制動底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半袖套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動鼓。制動時，利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦路片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作一些汽車的中央制動器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。鼓式制動器按蹄的類型分為： （ 1） 領(lǐng)從蹄式制動器 汽車倒車時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對調(diào)了。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢”作用，故又稱為增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢，即摩擦力矩具有“減勢”作用，故又稱為減勢蹄。 領(lǐng)從蹄式制動器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)與倒車時 17 的制動性能不變，且結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，也便于附裝駐車制動機(jī)構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中、重型載貨汽車的前、后輪制動器及轎車的后輪制動器。顯然，當(dāng)汽車倒車時這種制動器的兩制動蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為單向雙領(lǐng)蹄式制動器。 雙領(lǐng)蹄式制動器有高的正向制動效能，但倒車時則變?yōu)殡p從蹄式，使制動效能大降。 （ 3） 雙向雙領(lǐng) 蹄式制動器 當(dāng)制動鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時，兩制動助均為領(lǐng)蹄的制動器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在汽車前進(jìn)及倒車時的制動性能不變，因此廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后車輪，但用作后輪制動器時，則需另設(shè)中央制動器用于駐車制動。由于制動時兩蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式制動器。因此，它僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動器。對雙向增力式制動器來說，不論汽車前進(jìn)制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。雙向增力式制動器也廣泛用作汽車的中央制動器，因?yàn)轳v車制動要求制動器正向、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應(yīng)急制動時也不會產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出。因此，在轎車領(lǐng)域上己經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動器。 所以 本次設(shè)計最終采用的是 雙向曾力式 制動器。 （ 1）鉗盤式 鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動器、浮鉗盤式制動器等。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動器到盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。 （ 2）全盤式 在全盤式制動器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。 通過對盤式、鼓式制動器的分析比較可以得出盤式制動器與鼓式制動器比較有如下均一些突出優(yōu)點(diǎn) : （ 1）制動穩(wěn)定 性好 .它的效能因素與摩擦系數(shù)關(guān)系的 Kp 曲線變化平衡，所以對摩擦系數(shù)的要求可以放寬，因而對制動時摩擦面間為溫度、水的影響敏感度就低。 （ 2）盤式制動器制動時，汽車減速度與制動管路壓力是線性關(guān)系，而鼓式制動器卻是非線性關(guān)系。 （ 4）制動盤的通風(fēng)冷卻較好，帶通風(fēng)孔的制動盤的散熱效果尤佳，故熱穩(wěn)定性好，制動時所需踏板力也較小。 綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)最終確定本次設(shè)計采用前盤后鼓式。 19 鼓、盤式制動器的主要參數(shù)的確定 鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦系數(shù) 1．結(jié)構(gòu)參數(shù) (1)制動鼓直徑 D 或半徑 R 當(dāng)輸入力 P 一定時，制動鼓的直徑越大，則制動力矩就越大，且使制動器的散熱性能越好。制動鼓與輪輞之間應(yīng)有一定的間隙，此間隙一般不應(yīng)小于 20mm～ 30mm，以利于散熱通風(fēng)，也可避免由于輪輞過熱而損壞輪胎。另外，制動鼓直徑D與輪輞直徑 rD 之比的一般范圍為； 轎車 / rDD=～ 貨車 / rDD=～ 轎車制動鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小 125mm～ 150mm 。 制動鼓外徑 269mm。再減小 ?雖有利于散熱，但由于單位壓力過高將加速磨損。選取 ?= ?110 。通常是根據(jù)在緊急制動時使其單位壓力不超過 的條件來選擇襯片寬度 b 的。 （ 3）摩擦襯片起始角 0? 摩擦襯片起始角 0? 通常為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對于最大壓力點(diǎn)對稱布置，以改善制動效能和磨損的均勻性。 a= 左右，求得 a= 。 2．摩擦片摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時，不僅要希望其摩擦系數(shù)要高些，而且還要求其穩(wěn)定性好。不宜單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動器對摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求。各種制動器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 ～ ，少數(shù)可達(dá)到 。所以在制動器設(shè)計時，并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。 盤式制動器主要參數(shù)的確定 D 制動盤直徑 D 希望盡量大些，這時制動盤的有效半徑得以增大，就可以降低制動鉗的夾緊力，降低摩擦襯快的單位壓力和工作溫度。通常，制動盤的直徑 D選擇為輪輞直徑的 70%～ 79%。 h 制動盤厚度直接影響制動盤質(zhì)量和工作時的溫升。通常，實(shí)心制動盤厚度可取為 10 mm～ 20 mm；只有通風(fēng)孔道的制動盤的兩丁作面之間的尺寸，即制動盤的厚度取為 20 mm～ 50 mm，但多采用 20 mm～ 30 mm。 1R 與外半徑 2R 推薦摩擦襯塊的外半徑 2R 與內(nèi)半徑 1R 的比值不大于 。 摩擦襯塊厚度取 14mm,推薦根據(jù)制動摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在～ kg/ 2cm 內(nèi)選取。 制動器的設(shè)計與計算 制動蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律 由前面的 分析可知，制動器摩擦材料的摩擦系數(shù)及所產(chǎn)生的摩擦力對制動蹄因數(shù)BF 有很大影響。但用分析方法精確計算沿蹄片長度方向上的壓力分布規(guī)律比較困難，因?yàn)槌四Σ烈r片有彈性變形外，制動蹄、制動鼓以及支承也會有彈性變形，但與摩擦襯片的變形量相比，則相對很小。即通常作以下一些假定。 可根據(jù)圖 42 來分析計算具有一個自由度的增勢蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律和壓力分布規(guī)律。摩擦襯片表面任意點(diǎn) 1B 沿制動蹄轉(zhuǎn)動 的切線方向餓變形即為線段 1139。BB 在半徑 1OB 延長線上的投影，即線段 11BC 。111ABB? =90o 則所求的摩擦襯片的徑向變形為 39。 制動蹄片上的制動力矩 在計算鼓式制動器時，必須建立制動蹄對制動鼓的