寶來轎車前輪制動器設(shè)計【4張圖紙】【優(yōu)秀】,4張圖紙,優(yōu)秀,轎車,前輪,制動器,設(shè)計,圖紙 佳木斯大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 學(xué)院： 機 械 工 程 專業(yè)： 交 通 運 輸 班級： 2002 級 二 班 指導(dǎo)教師： 江 麗 煒 學(xué)生姓名： 徐 杰 2006年 4 月 26 日 佳 木 斯 大 學(xué) 畢業(yè)論文(設(shè)計)任務(wù)書 姓名：徐杰 學(xué)院： 機械工程 系別： 動力工程 專業(yè)：交通運輸 班級：二班 學(xué)籍號：0208324225 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 奧迪轎車前輪制動器設(shè)計 論文（設(shè)計）研究目的與內(nèi)容： 目的： 汽車制動系的基本功用是使行駛中的汽車減速或停車，在下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地或坡道上駐留不動的機構(gòu)。汽車制動系直接影響著汽車的安全性和停車的可靠性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行駛安全、停車可靠，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性能良好、制動系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮其動力性能。 內(nèi)容： 首先講解了制動系的設(shè)計要求，然后是設(shè)計方案的論證與選擇，接下來是制動器的設(shè)計與計算，制動器零件的設(shè)計與計算。 其中方案的論證與選擇，及制動系的設(shè)計計算是本次設(shè)計主要內(nèi)容。 從制動系的功用及設(shè)計的要求出發(fā)，依據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，進行了方案論證。選擇了盤式制動器的形式。這樣的制動系結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。 在設(shè)計計算部分中，闡述了制動器的主要參數(shù)及其選擇，對各種參數(shù)如制動器的力矩、比能耗散率同步附著系數(shù)等進行了計算，最后是制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算。 具體要求：（原始數(shù)據(jù)、試驗方案、手段及預(yù)期結(jié)果） 原始數(shù)據(jù)； 整備質(zhì)量 1140㎏ 整車總質(zhì)量1560㎏ 軸荷分配 -- 前軸空載6272 后軸空載 4900 前軸滿載8200 后軸滿載8100 軸距 2.656ｍ 主減速比 4.111 要求： 1)足夠的制動能力。 2)工作可靠。 3)用任何速度制動，汽車都不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，詳見JB939—85。 4)防止水和污泥進入制動器工作表面。 5)要求制動能力的熱穩(wěn)定性良好。具體要求詳見JB3935—85和JB4200—86。 6)操縱輕便，并具有良好的隨動性。 7)制動時制動系產(chǎn)生的噪聲盡可能小。 8)作用滯后性應(yīng)盡可能短。 9)摩擦襯片(塊)應(yīng)有足夠的使用壽命。 10)設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu)。 主要參考資料： ［1］余志生. 汽車?yán)碚? 北京：機械工業(yè)出版社；2000 ［2］陳家瑞. 汽車構(gòu)造. 北京：機械工業(yè)出版社；2000 ［3］王望予. 汽車設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社；2000 ［4］劉惟信. 汽車制動系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算. 北京：清華大學(xué)出版社：2004 ［5］李炳泉 桑塔納2000型轎車構(gòu)造 北京：機械工業(yè)出版社；2000 ［6］全國汽車維修專項技能認(rèn)證技術(shù)支持中心編寫組 北京 教育科學(xué)出版社 2004 進度安排： 第1--2周 查找資料、充實數(shù)據(jù)，完成開題報告，并作外文翻譯 第3--6周 計算數(shù)據(jù)，并進行設(shè)計、校核 第7--9周 繪圖 第 10 周 出CAD圖和整理說明書 第 11 周 準(zhǔn)備答辯 指導(dǎo)教師： 教研室主任： 3 畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告 ? ? 論文題目： 寶來轎車前輪制動器設(shè)計 學(xué) 院： 機械工程 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 0208324225 指導(dǎo)教師： 職 稱 : ? 200 年 月 日 開題報告填寫要求 ? 1．開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見審查后生效。 2．開題報告內(nèi)容必須按文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印或用黑墨水筆工整書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見。? 3．學(xué)生查閱資料的參考文獻應(yīng)在3篇及以上（不包括辭典、手冊），開題報告的字?jǐn)?shù)要在1000字以上。 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年9月26日”或“2004-09-26”。 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 1、 本課題的研究意義（選題依據(jù),課題來源,學(xué)術(shù)價值和對社會、經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的意義）： 汽車制動系的基本功用是使行駛中的汽車減速或停車，在下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地或坡道上駐留不動的機構(gòu)。汽車制動系直接影響著汽車的安全性和停車的可靠性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行駛安全、停車可靠，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性能良好、制動系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮其動力性能。 2、本課題的基本內(nèi)容簡介（擬解決的主要學(xué)術(shù)或技術(shù)問題和關(guān)鍵技術(shù)及難點,擬采取的技術(shù)手段及實施方案、預(yù)計可獲得的成果,可能取得的創(chuàng)新之處）： 首先講解了制動系的設(shè)計要求，然后是設(shè)計方案的論證與選擇，接下來是制動器的設(shè)計與計算，制動器零件的設(shè)計與計算。 其中方案的論證與選擇，及制動系的設(shè)計計算是本次設(shè)計主要內(nèi)容。 從制動系的功用及設(shè)計的要求出發(fā)，依據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，進行了方案論證。選擇了盤式制動器的形式。這樣的制動系結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。 在設(shè)計計算部分中，闡述了制動器的主要參數(shù)及其選擇，對各種參數(shù)如制動器的力矩、比能耗散率同步附著系數(shù)等進行了計算，最后是制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算。 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 3、論文提綱： 第一章：緒論 第二章：制動器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 第三章：制動器的主要參數(shù)及其選擇 第四章：制動器的設(shè)計計算 第五章：制動器零件設(shè)計及工藝分析 第六章：技術(shù)經(jīng)濟性、安全性及環(huán)保分析 4、研究進程計劃及時間安排（計劃進度、預(yù)計完成的日期,階段性成果的形式）： 第1--2周 查找資料、充實數(shù)據(jù)，完成開題報告，并作外文翻譯 第3--6周 計算數(shù)據(jù)，并進行設(shè)計、校核 第7--9周 繪圖 第 10 周 出CAD圖和整理說明書 第 11 周 準(zhǔn)備答辯 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 5、參考文獻目錄： ［1］余志生. 汽車?yán)碚? 北京：機械工業(yè)出版社；2000 ［2］陳家瑞. 汽車構(gòu)造. 北京：機械工業(yè)出版社；2000 ［3］王望予. 汽車設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社；2000 ［4］劉惟信. 汽車制動系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算. 北京：清華大學(xué)出版社：2004 ［5］李炳泉 桑塔納2000型轎車構(gòu)造 北京：機械工業(yè)出版社；2000 ［6］全國汽車維修專項技能認(rèn)證技術(shù)支持中心編寫組 北京 教育科學(xué)出版社 2004 6、指導(dǎo)教師審閱意見： 題 目： 寶萊轎車前輪制動器設(shè)計 姓 名： 班級學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 摘 要 摘 要 汽車制動系的基本功用是使行駛中的汽車減速或停車，在下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地或坡道上駐留不動的機構(gòu)。汽車制動系直接影響著汽車的安全性和停車的可靠性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行駛安全、停車可靠，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性能良好、制動系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮其動力性能。 汽車的制動系是汽車行車安全的保證，許多制動法規(guī)對制動系提出了許多詳細而具體的要求，這是我們設(shè)計的出發(fā)點。 從制動系的功用及設(shè)計的要求出發(fā)，依據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，進行方案論證。對各種形式的制動器的優(yōu)缺點進行了比較后，選擇了前盤后鼓的形式。這樣既保證了較高的制動效能又有很好的穩(wěn)性。 關(guān)鍵詞 制動系; 制動盤; 摩擦塊; 制動效能 - II - Abstract Abstract The automobile braking system basic function is causes in the travel the automobile to decelerate or to stop, stabilizes as well as causes already the automobile in the downhill travel automobile vehicle speed maintenance which stops trips in keeps the motionless organization on in-situ or the slopeway. The automobile braking system directly is affecting the reliability which the automobile security and stops. Increase day by day along with the highway rapid development and the vehicle speed enhancement as well as the stream of vehicles density, in order to guarantee the travel is safe, stops reliably, the automobile braking system operational reliability appears day by day importantly. Also only the braking quality to be good, the braking system work reliable automobile can fully display its power performance. The automobile braking system is the automobile traffic safety guarantee, many applied the brake the laws and regulations to propose to the braking system many detailed and concrete request, this was a starting point which we designed. Embarks from the braking system function and the design request, the basis assigns the design variable, carries on the plan proof. Has carried on the comparison after each kind of form brake good and bad points, after has chosen the morning market the drum form. Like this both had guaranteed higher applies the brake the potency and to have the very good stability. Keywords Braking system Brake disc Drag block Braking quality 目 錄 目 錄 摘 要…. I Abstract... II 第 1 章 緒論 3 1.1 汽車制動系概述 3 1.2 汽車制動器的工作原理 5 1.3 畢業(yè)設(shè)計的目的和意義 6 第 2 章 制動器結(jié)構(gòu)型式及選擇 8 2.1 鼓式制動器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 8 2.2 盤式制動器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 9 2.2.1 定鉗盤式制動器 11 2.2.2 浮鉗盤式制動器 12 2.2.3 全盤式制動器 12 2.3 盤式和鼓式制動器比較 13 第 3 章 制動系的主要參數(shù)及其選擇 15 3.1 制動力與制動力分配 15 3.1.1 制動時前、后輪的地面法向反作用力 15 3.1.2 前、后制動器制動力的理想分配曲線 17 3.2 具有固定比值的前、后制動器制動力與同步附著系數(shù) 19 3.3 制動器的制動力矩 20 3.4 利用附著系數(shù)與制動效率 21 第 4 章 制動器的設(shè)計計算 23 4.1 原始數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù) 23 4.2 參數(shù)選擇以及數(shù)據(jù)計算 23 4.2.1 盤式制動器主要參數(shù)的確定 23 4.2.2 摩擦塊磨損均勻性驗證 24 4.2.3 緊急制動時前后輪法向反力及附著力距 24 4.2.4 同步附著系數(shù)的確定 25 4.2.5 制動器的效率 26 4.2.6 制動力矩以及盤的壓力 26 4.2.7 同步附著系數(shù)的驗算 27 4.2.8 摩擦襯塊的磨損特性的驗算 27 第 5 章 制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計計算 28 5.1 制動驅(qū)動機構(gòu)型式 28 5.1.1 簡單制動系 28 5.1.2 動力制動系 28 5.1.3 伺服制動系 29 5.2 分路系統(tǒng) 30 5.3 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 31 5.3.1 制動輪缸直徑d的確定 31 5.3.2 制動主缸直徑do的確定 31 5.3.3 制動踏板力Fp 32 5.3.4 制動踏板工作行程Sp 32 總 結(jié) 34 參考文獻 35 致 謝…. 36 - 37 - 畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 第 1 章 緒論 1.1 汽車制動系概述 盡可能提高車速是提高運輸生產(chǎn)率的主要技術(shù)措施之一。但這一切必須以保證行駛安全行為前提。因此，在寬闊人少的路面上汽車可以高速行駛。但在不平路面上，遇到障礙物或其它緊急情況時，應(yīng)降低車速甚至停車。如果汽車不具備這一性能，提高汽車行駛速度便不可能實現(xiàn)。 制動系是汽車的一個重要組成部分，它直接影響汽車的行駛安全性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和汽車密度的日益增大，交通事故時有發(fā)生。因此，為保證汽車行駛安全，應(yīng)提高汽車的制動性能，優(yōu)化汽車制動系的結(jié)構(gòu)。 制動裝置可分為行車制動、駐車制動、應(yīng)急制動和輔助制動四種裝置。其中市行駛中的汽車減速至停止的制動系叫行車制動系。使已停止的汽車停駐不動的制動系稱為駐車制動系。每種車都必須具備這兩種制動系。應(yīng)急制動系成為第二制動系，他是為了保證在行車制動系失效時仍能有效的制動。輔助制動系是使汽車下坡時車速穩(wěn)定的制動系。 汽車制動系統(tǒng)是一套用來使四個車輪減速或停止的零件。當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，制動動作開始。踏板裝在頂端帶銷軸的桿件上。踏板的運動促使推桿移動，移向主缸或離開主缸。 主缸安裝在發(fā)動機室的隔板上，主缸是一個由駕駛員通過踏板操作的液壓泵。當(dāng)踏板被踩下，主缸迫使有壓力的制動液通過液壓管路到四個車輪的每個制動器。液壓管路由鋼管和軟管組成。它們將壓力液從主缸傳遞到車輪制動器。 盤式制動器多用于汽車的前輪，有不少車輛四個車輪都用盤式制動器。制動盤裝在輪輞上、與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)駕駛員進行制動時，主缸的液體壓力傳遞到盤式制動器。該壓力推動摩擦襯片靠到制動盤上，阻止制動盤轉(zhuǎn)動。 圖1-1汽車制動系統(tǒng)的基本部件 1.液壓助力制動器 2.主缸和防抱死裝置 3.前盤式制動器 4.制動踏板 5.駐車制動桿 6.防抱死計算機 7.后盤式制動器 很多汽車都采用助力制動系統(tǒng)減少駕駛員在制動停車時必須加到踏板上的力。助力制動器一般有兩種型式。最常見的型式是利用進氣歧管的真空，作用在膜片上提供助力。另一種型式是采用泵產(chǎn)生液壓力提供助力。 駐車制動器總成用來進行機械制動，防止停放的車輛溜車，在液壓制動完全失效時實現(xiàn)停車。絕大部分駛車制動器用來制動兩個后車輪。有些前輪驅(qū)動的車輛裝有前輪駐車制功器，因為在緊急停車中絕大部分的制動功需要用在車輛的前部。駐車制動器一般用手柄或腳踏板操作。當(dāng)運用駐車制動器時，駐車制動鋼索機械地拉緊施加制動的稈件。駐車制動器由機械控制，不是由液壓控制。 每當(dāng)以很強的壓力進行制動時，車輪可能完全停止轉(zhuǎn)動。這叫做“車輪抱死”。這并不能幫助車輛停下來，而是使輪胎損失—些與路面的摩擦接觸，在路面上滑移。輪胎滑移時，車輛不再是處于控制下的停車，駕駛員處在危險之中。有經(jīng)驗的駕駛員知道，防止車輪抱死的對策是迅速上、下踩動制動踏板。這樣間歇地對制動器提供液壓力，使駕駛員在緊急制動時能控制住車輛。 現(xiàn)今許多新型車輛裝備了防抱死制動系統(tǒng)(ABS)。防抱死制動系統(tǒng)做的工作與有經(jīng)驗駕駛員做的相同，只是更快、更精確些。它感受到某車輪快要抱死或滑移時，迅速中斷該車輪制動器去的制動壓力。在車輪處的速度傳感器監(jiān)測車輪速度，并將信息傳遞給車上計算機。于是，計算機控制防抱死制動裝置，輸送給即將抱死的車輪的液壓力發(fā)生脈動。 1.2 汽車制動器的工作原理 一般制動系的工作原理可用下圖所示的一種簡單的液壓制動系示意圖來說明。—個以內(nèi)圓面為工作表面的金屬的制動鼓8固定在車輪輪毅上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。在固定不動的制動底板11上，有兩個支承銷12，支承著兩個弧形制動卸10的下端。制動蹄的外圓面上又裝有一般是非金屬的摩擦片9。制動底板上還裝有液壓制動輪缸6，用油管5與裝在車架上的液壓制動主缸4相連通。主缸中的活塞3可由駕駛員通過制動踏板機構(gòu)來操縱。 制動系不工作時，制動鼓的內(nèi)圓面與制動蹄摩擦片的外圓面之間保持有一定的間隙，使車輪和制動鼓可以自由旋轉(zhuǎn)。 要使行駛中的汽車減速，駕駛員應(yīng)跺下制動踏板l，通過推桿2和主缸活塞3，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流人輪缸6，并通過兩個輪缸活塞7推使兩制動蹄10繞支承銷12轉(zhuǎn)動，上端向兩邊分開而以其摩擦片9壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動卸就對旋轉(zhuǎn)著的制動鼓作用一個摩擦力矩M，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。制動鼓將該力矩傳到車輪后，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對路面作用一個向前的周繞力F，同時路面也對車輪作用一個向后的反作用力，即制動力F。制動力F由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架及車身，迫使整個汽車減速。制動力愈大，汽車減速度也愈大。當(dāng)故開制動踏板時．回位彈簧13即將制動蹄拉回原位，摩擦力矩M和制動力F消失，制動作用即行終止。 圖1-2 鼓式制動器結(jié)構(gòu)圖 1.制動踏板 2.推桿 3.主缸活塞 4.制動主缸 5.油管 6.制動輪缸 7.輪缸活塞 8.制動鼓 9.摩擦片 10.制動蹄 11.制動底板 12.支承銷 13.制動體回位彈簧 圖中所示的制動器中，由制動鼓8、摩擦片9和制動蹄10所構(gòu)成的系統(tǒng)產(chǎn)生了一個制動力矩(摩擦力矩M)以阻礙車輪轉(zhuǎn)動該系統(tǒng)稱為制動器。 顯然，阻礙汽車運動的制動力F不僅取決于制動力矩M，還取決于輪胎與路面間的附著條件。如果完全喪失附著，則這種制動系事實上不可能產(chǎn)生制動汽車的效果。不過，在討論制動系的結(jié)構(gòu)問題時，一般都假定具備良好的附著條件。 1.3 畢業(yè)設(shè)計的目的和意義 畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文是本科生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計，綜合性地運用幾年內(nèi)所學(xué)知識去分析、解決一個問題，在作畢業(yè)設(shè)計的過程中，所學(xué)知識得到疏理和運用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。不少學(xué)生在作完畢業(yè)設(shè)計后，感到自己的實踐動手、動筆能力得到鍛煉，增強了即將跨入社會去競爭，去創(chuàng)造的自信心。 通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，從理論與實踐上均有了一定程度的積累。畢業(yè)設(shè)計就是對我們以往所學(xué)的知識的綜合運用與進一步的鞏固加深，并對解決實際問題的能力的訓(xùn)練與檢驗。其目的在于： 1、 培養(yǎng)正確的設(shè)計思想與工作作風(fēng)。 2、 進一步培養(yǎng)制圖、繪圖的能力。 3、 學(xué)會分析與評價汽車及其各總成的結(jié)構(gòu)與性能，合理選擇結(jié)構(gòu)方案及其有關(guān)參數(shù)。 4、 學(xué)會汽車一些主要零部件的設(shè)計與計算方法以及總體設(shè)計的一般方法，以畢業(yè)后從事汽車技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 5、 培養(yǎng)獨立分析、解決問題的能力。 第 2 章 制動器結(jié)構(gòu)型式及選擇 汽車的制動器設(shè)計究竟采用哪一種結(jié)構(gòu)方案較為合理，能夠最大限度的發(fā)揮制動器的功用，首先應(yīng)該從制動器設(shè)計的一般原則上談起。 2.1 鼓式制動器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 圖2-1 鼓式制動器 l-調(diào)整楔2-推桿3-制動蹄4-連接彈簧5-上回位彈簧6-彈簧座7-手制動拉桿8-下回位彈簧9-車輪制動缸l0-制動底板ll—旋塞12-制動摩擦片l3-彈簧 鼓式制動器總成的主要零部件有：制動鼓和輪毅總成、制動蹄總成、制動底板、液壓輪缸、制動蹄回位彈簧／壓緊裝置、調(diào)節(jié)機構(gòu)和駐車制動機構(gòu)。為制動車輪、制動鼓和制動蹄提供摩擦表面，制動鼓的內(nèi)圓周是一加工過的制動表面。車輪通過螺母和雙頭螺栓安裝到制動鼓輪毅上。該輪轂安放在允許車輪總成轉(zhuǎn)動的車輪軸承上。 各種鼓式制動器的示意圖如下： 1、領(lǐng)從蹄式 2、雙領(lǐng)蹄式 3、雙向領(lǐng)從蹄式 4、雙從蹄式 5、單向增力式 6、雙向增力式 2.2 盤式制動器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 盤式制動系統(tǒng)的基本零件是制動盤，輪轂和制動卡鉗組件。制動盤為停止車輪的轉(zhuǎn)動提供摩擦表面。車輪通過雙頭螺栓和帶突緣的螺母裝到制動盤轂上。轂內(nèi)有允許車輪轉(zhuǎn)動的軸承。制動盤的每一面有加工過的制動表面。 液壓元件和摩擦元件裝在制動卡鉗組件內(nèi)。制動卡鉗裝到車輛上時，它跨騎在制動盤和輪轂的外徑處。 進行制動時，靠主缸的液壓力，制動卡鉗內(nèi)的活塞被迫外移。活塞壓力通過摩擦塊或制動蹄夾住制動盤。由于施加在制動盤兩側(cè)的液壓力是方向相反、大小相等的，制動盤不會變形，除非制動過猛或持續(xù)加壓。 制動盤表面的摩擦能生成熱。由于制動盤在轉(zhuǎn)動。表面沒有遮蓋，熱很容易消散到周圍空氣中。由于迅速冷卻的特性，即使在連續(xù)地猛烈制動之后，盤式制動器比抗制動衰退的鼓式制動器工作得要好。許多車輛的前部采用盤式制動器的主要理由就是它抗制動衰退性好和停車平穩(wěn)。 圖2-2 盤式制動器結(jié)構(gòu)圖 1.制動卡鉗組件 2.制動盤和轂組件 3.輪轂 4.雙頭螺栓 5.摩擦面 6.摩擦塊 2.2.1 定鉗盤式制動器 鉗盤式制動器主要有以下幾種結(jié)構(gòu)型式： 圖2-3 鉗盤式制動器示意圖 a)、d) 固定鉗式 b) 滑動鉗式 c) 擺動鉗式 固定鉗式制動器，如圖（a）所示，制動盤兩側(cè)均有油缸。制動時，僅兩側(cè)油缸中的活塞驅(qū)使兩側(cè)制動塊向盤面移動。這種制動器的主要優(yōu)點是： （1）除活塞和制動塊外無其它滑動件，易于保證鉗的剛度； （2）結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動輪缸相差不多，容易實現(xiàn)從鼓式到盤式的改型； （3）很能適應(yīng)分路系統(tǒng)的要求； 就目前汽車發(fā)展趨勢來看，隨著汽車性能要求的提高，固定鉗結(jié)構(gòu)上的缺點也日益明顯。主要有以下幾個方面： （1）固定鉗式至少要有兩個油缸分置于制動盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動盤的內(nèi)部油道或外部油管（橋管）來連通，這就使制動器的徑向和軸向的尺寸都比較大，因而在車輪中布置比較困難； （2）在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動液溫度過高而汽化，從而使制動器的制動效能受到影響； （3）固定前盤式制動器為了要兼充駐車制動器，必須在主制動鉗上另外附裝一套供駐車制動用的輔助制動鉗，或者采用盤鼓結(jié)合式制動器，其中用于駐車制動的鼓式制動器只能是雙向增力式的，但這種雙向增力式制動器的調(diào)整不方便。 2.2.2 浮鉗盤式制動器 浮鉗盤式制動器的制動鉗一般設(shè)計成可以相對于制動盤軸向滑動。其中只在制動盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動塊則附裝鉗體。 浮動鉗式制動器可分為滑動鉗式（圖b）和擺動鉗式（圖c）。與固定鉗式制動器相比較，其優(yōu)點主要有以下幾個方面： (1).鉗的外側(cè)沒有油缸，可以將制動器進一步移近輪轂。因此，在布置時較容易； (2).浮動鉗沒有跨越制動盤的油管或油道，減少了受熱機會，且單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽減少而冷卻條件較好等原因，所以其制動液汽化可能性較??； (3).浮動鉗的同一組制動塊可兼用于行車和駐車制動； (4).采用浮動鉗可將油缸和活塞等緊密件減去一半，造價大為降低。這一點對大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)式十分重要的。 與定鉗盤式制動器相反，浮鉗盤式制動器的單側(cè)油缸結(jié)構(gòu)不需要跨越制動盤的油道，故不僅軸向和徑向尺寸較小，有可能布置得更接近車輪輪轂，而且制動液受熱氣化的機會就少。 此外，浮鉗盤式制動器在兼充行車和駐車制動器的情況下，不用加設(shè)駐車制動鉗，只須在行車制動鉗的油缸附近加裝一些用以推動油缸活塞的駐車制動機械傳動零件即可。 2.2.3 全盤式制動器 全盤式制動器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)元件都是圓盤形的，分別稱為固定盤和旋轉(zhuǎn)滌 其結(jié)構(gòu)原理與摩擦離合器相似。多片全盤式制動器的各盤都封閉在殼體中，散熱條件差。 2.3 盤式和鼓式制動器比較 與鼓式制動器相比較，盤式制動器有如下優(yōu)點： 1、一般無摩擦助勢作用，因而制動器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定。 2、浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動即可恢復(fù)正常。 3、在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小。 4、制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會像制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動踏扳行程過大。 5、較易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便。 與鼓式制動器比較，盤式制動器有如下缺點： 1、效能較低，故用于液壓制動系時所需制動促動管路壓力較高，一班要用伺服裝置。 2、兼用于駐車制動時，需要加裝的駐車制動傳動裝置較鼓式制動器復(fù)雜，因而在后輪的應(yīng)用受到限制。 盤式制動器將逐步取代鼓式制動器，主要是由于盤式制動器和鼓式制動器的優(yōu)缺點決定的。 　　盤式制動器在液力助力下制動力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動表現(xiàn)，其制動效能遠高于鼓式制動器，而且空氣直接通過盤式制動盤，故盤式制動器的散熱性很好。但是盤式制動器結(jié)構(gòu)相對于鼓式制動器來說比較復(fù)雜，對制動鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價高于鼓式制動器。 　　相對于盤式制動器來說，鼓式制動器的制動效能和散熱性都要差許多，鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動力變化很大，不易于掌控。而且由于散熱性不好，鼓式制動器存在熱衰退現(xiàn)象。當(dāng)然，鼓式制動器也并非一無是處，它便宜，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計。 　　我們知道，高速行駛的轎車，由于頻繁使用制動，制動器的摩擦將會產(chǎn)生大量的熱，使制動器溫度急劇上升，這些熱如果不能很好地散出，就會大大影響制動性能，出現(xiàn)所謂的制動效能熱衰退現(xiàn)象，這可不是鬧著玩的，制動器直接關(guān)乎生命。僅從這一點上，您就應(yīng)該理解為什么盤式制動器會逐步取代鼓式制動器了吧。目前，在中高級轎車上前后輪都已經(jīng)采用盤式制動器。 　　不過，時下我們開的大部分轎車(如夏利、富康、捷達等)，采用的還不完全是盤式制動器，而是前盤后鼓式混合制動器(即前輪采用盤式制動器、后輪采用鼓式制動器)，這主要是出于成本上的考慮，同時也是因為汽車在緊急制動時，軸荷前移，對前輪制動的要求比較大，一般來說前輪用了盤式制動器就夠使了。當(dāng)然，前后輪都使用盤式制動器是趨勢（如寶萊轎車）。本次設(shè)計選擇滑動鉗盤式制動器。 第 3 章 制動系的主要參數(shù)及其選擇 3.1 制動力與制動力分配 前、后制動器制動力分配關(guān)系將影響汽車的制動方向穩(wěn)定性和附著條件的利用，是汽車制動系設(shè)計時必須考慮的問題。一般根據(jù)前、后軸制動器制動力的分配、裝載情況、道路附著條件和坡度等因素，當(dāng)制動器制動力足夠時，汽車制動過程可能出現(xiàn)三種情況：前后輪同時抱死拖滑；前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑；后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。 如前所述，前后輪同時抱死工況可避免后軸側(cè)滑，并保證前輪只有在最大制動強度下，才使汽車失去轉(zhuǎn)向能力，這種工況道路附著條件利用較好。前輪較后輪先抱死，雖然不會發(fā)生側(cè)滑，但是汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。在一定速度下，后輪較前輪先抱死一定時間，會造成汽車后軸側(cè)滑。 3.1.1 制動時前、后輪的地面法向反作用力 圖3-1制動時汽車受力情況 圖3-1所示為，忽略汽車的滾動阻力偶和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時的慣性阻力偶矩，汽車在水平路面上制動時的受力情況。因為制動時車速較低，空氣阻力可忽略不計，則分別對汽車前后輪接地點取矩，整理得前、后輪的地面法向反作用力為 ????????????????????????? （3-1）? ?? ??????????????????????? （3-2） 　 式中：和分別為前后輪因制動形成的動載荷。如果假設(shè)汽車前后輪同時抱死，則汽車制動減速度為 或????????????????????????? （3-3） 式中：為附著系數(shù)。 ??? 將式（3-3）代入式（3-1），有 ?????????????????????????? （3-4） 　 由式（3-4）可知，制動時汽車前輪的地面法向反作用力隨制動強度和質(zhì)心高度增加而增大；后輪的地面法向反作用力隨制動強度和質(zhì)心高度增加而減小。隨大軸距汽車前后軸的載荷變化量小于短軸距汽車載荷變化量。例如，某載貨汽車滿載在干燥混凝土水平路面上以規(guī)定踏板力實施制動時，為靜載荷的90％，為靜載荷的38％，即前軸載荷增加90％，后軸載荷降低38％。 3.1.2 前、后制動器制動力的理想分配曲線 在汽車制動系設(shè)計時，如果在不同道路附著條件下制動均能保證前、后制動器同時抱死，則此時的前、后制動器制動力和的關(guān)系曲線，被稱為前、后制動器制動力的理想分配曲線，通常簡稱為I曲線。 在任何附著吸塵的路面上前、后輪制動器同時抱死，則前、后制動器制動力必定等于各自的附著力，且前、后制動器制動力（或地面制動力）之和等于附著力，即 ???????????????????????????? （3-5） 　 　 將式（3-5）中的第二公式除以第三個公式，并將式（3-4）代入，有 ?????????????? ????????? （3-6） 　 　 聯(lián)立方程組（3-6），并消除變量后，將方程表示的形式，即得到前后制動器制動力的理想分配關(guān)系式為 ?????????????????? （3-7） 　 ? 圖3-2 I曲線示意圖 圖3-3 I曲線的一種制作方法 如已知汽車軸距、質(zhì)心高度、總質(zhì)量、質(zhì)心的位置(質(zhì)心至后軸的距離)，就可用式（3-7）繪制前、后制動器制動力的理想分配關(guān)系曲線，簡稱I曲線。圖3-2就是根據(jù)式（3-7）繪制的汽車在空載和滿載兩種工況的I曲線。 根據(jù)方程組（3-6）的兩個方程也可直接繪制I曲線。假設(shè)一組值（＝0.1,0.2,0.3,……,1.0）,每個值代入方程組（3-6），就具有一個交點的兩條直線，變化值，取得一組交點，連接這些交點就制成I曲線，見圖3-3。 I曲線時踏板力增長到使前、后車輪制動器同時抱死時前、后制動器制動力的理想分配曲線。前、后車輪同時抱死時，，，所以I曲線也是前、后車輪同時抱死時，和的關(guān)系曲線。 3.2 具有固定比值的前、后制動器制動力與同步附著系數(shù) 兩軸汽車的前、后制動器制動力的比值一般為固定的常數(shù)。通常用前制動器制動力對汽車總制動器制動力之比來表明分配比例，即制動器制動力分配系數(shù)，它可表示為 ?????????????????? ?????????? （3-8） 因為，所以 ???????????????????????? （3-9） 　 整理式（3-9）得 ??????????????????????????? （3-10） 或表示為，即 ???????????????????????? （3-11） 　 式（3-10）為一線性方程。它是實際前、后制動器制動力實際分配線，簡稱為線。線通過坐標(biāo)原點，其斜率為 　 具有固定的線與I線的交點處的附著系數(shù),被稱為同步附著系數(shù)。它表示具有固定線的汽車只能在一種路面上實現(xiàn)前、后輪同時抱死。同步附著系數(shù)時由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的，它是反應(yīng)汽車制動性能的一個參數(shù)。 同步附著系數(shù)說明，前后制動器制動力為固定比值的汽車，只能在一種路面上，即在同步附著系數(shù)的路面上才能保證前后輪同時抱死。 同步附著系數(shù)也可用解析方法求出。設(shè)汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動，此時汽車前、后輪同時抱死，將式（3-6）代入式（3-10），得 ? ???????????????????????? （3-12） 　 整理后，得出 ?????????????????????????????? （3-13） 3.3 制動器的制動力矩 假定襯塊的摩擦表面全部與制動盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動器的制動力矩為 Mμ=2f／FoR 式中，f為摩擦因數(shù)；Fo為單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力；R為作用半徑。 對于常見的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔缓艽?，取R等于平均半徑Rm，或有效半徑Re，在實際上已經(jīng)足夠精確。 圖3-4 鉗盤式制動器的作用半徑計算參考圖 如圖3-4，平均半徑為 Rm=(R1+R2)/2 式中，R1和R2為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。 故有效半徑為 Re=Mμ/2fFo=2(R23-R13)/3(R22-R12) 可見，有效半徑Re即是扇形表面的面積中心至制動盤中心的距離。上式也可寫成 Re=4/3[1-R1R2/(R1+R2)2](R1+R2)/2=4/3[1-m/(1+m)2]Rm 式中，m= R1/R2 因為m<1，m/(1+m)2<1/4，故Re>Rm，且m越小則兩者差值越大。 應(yīng)當(dāng)指出，若m過小，即扇形的徑向?qū)挾冗^大，襯塊摩擦面上各不同半徑處的滑磨速度相差太遠，磨損將不均勻，因而單位壓力分布均勻這一假設(shè)條件不能成立，則上述計算方法也就不適用。m值一般不應(yīng)小于0．65。 制動盤工作面的加工精度應(yīng)達到下述要求：平面度允差為0．012mm，表面粗糙度為Ra0.7—1.3μm，兩摩擦表面的平行度不應(yīng)大于0．05mm，制動盤的端面圓跳動不應(yīng)大于0．03mm。通常制動盤采用摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制造。為保證有足夠的強度和耐磨性能，其牌號不應(yīng)低于HT250。 3.4 利用附著系數(shù)與制動效率 汽車制動減速度，其中被稱為制動強度。由前述可知，若汽車在具有同步附著系數(shù)的路面上制動，汽車的前、后輪將同時達到抱死的工況，此時的制動強度。在其他路面上制動時，既不出現(xiàn)前輪抱死也不發(fā)生后輪抱死的制動強度必然小于地面附著系數(shù)，即。就是說，只有在的路面上，地面的附著條件才能被充分地利用。而在的路面上，因出現(xiàn)前輪或后輪先抱死的現(xiàn)象，地面附著條件未被很好地被利用。為了定量說明地面附著條件的利用程度，定義利用附著系數(shù)為 ????????????????????????????? ,?? 設(shè)汽車前輪剛要抱死或前、后輪同時剛要抱死時，汽車產(chǎn)生的減速度（或表示為），則由式（3-1）得前輪地面法向反作用力為 ??????????????????????????? （3-14） 　 前輪制動器制動力和地面制動力為 ?????????????????????????? （3-15） 將式（3-14）和式(3-15)代入式（3-13），則 ???????????????? （3-16） 同理可推導(dǎo)出后輪利用附著系數(shù)。 后輪剛要抱死時，后輪地面制動力和地面法向反作用力 ???????????????? （3-17） ??????????????????????????? （3-18） 將式（3-17）和式(3-18)代入式（3-13），則 ????????????????????????? （3-19） 對于已知汽車總質(zhì)量、軸距、質(zhì)心位置、、等結(jié)構(gòu)參數(shù)，則可繪制出利用附著系數(shù)與制動強度的關(guān)系曲線圖。 附著效率是制動強度和利用附著系數(shù)之比。 它是也用于描述地面附著條件的利用程度，并說明實際制動力分配的合理性。根據(jù)附著效率的定義，有 ??????????????????????????? （3-20） ??????? ???????????????? （3-21） 式中；和分別時前軸和后軸的附著效率。 第 4 章 制動器的設(shè)計計算 4.1 原始數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù) 裝備質(zhì)量 1310kg （G1=750㎏；G2=560㎏） 滿載質(zhì)量 1860Kg （G1=870㎏；G2=990㎏） 質(zhì)心高度 空載時 616mm 滿載時 580mm 軸距 2513mm 輪胎 195/65 R15 91V 圖4-1 制動時的汽車受力圖 4.2 參數(shù)選擇以及數(shù)據(jù)計算 4.2.1 盤式制動器主要參數(shù)的確定 制動盤直徑D 輪輞直徑為15×24.5=367.5mm 取367mm 制動盤直徑為70%～79%輪輞直徑 即：256.9～289.93 取270mm 制動盤厚度h 選擇通風(fēng)式制動盤h=25㎜ 摩擦襯塊外半徑R2、內(nèi)半徑R1 根據(jù)制動盤直徑可確定摩擦襯塊外徑R2=130㎜ 考慮到R2/ R1＜1.5，可選取R1=92mm，則R2/ R1=1.41＜1.5 4.2.2 摩擦塊磨損均勻性驗證 假設(shè)襯塊的摩擦表面全部于制動盤接觸，而且各處單位壓力均勻，則制動器的制動力矩為 f 為摩擦因素,F0為單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力，R作用半徑 在實際的計算過程中，R值我們?nèi)∑骄礡m就可以了，設(shè)襯塊的與制動盤之間的單位壓力為p,則在任意微元面積RdRdφ 上的摩擦力對制動盤的中心的力矩為fpR2dRdφ,而單側(cè)制動塊加于制動盤的制動力矩應(yīng)為： 單側(cè)襯塊加于制動盤的總摩擦力為： 所以有效半徑： 平均半徑為： 因為│Re -Rm│ =0.5mm, Rm 和Re 之間相差不大，所以可以得出摩擦襯塊和制動盤之間的單位壓力分布均勻，摩擦塊的磨損較為均勻。 4.2.3 緊急制動時前后輪法向反力及附著力距 1. 空載情況 質(zhì)心至前軸距離： 質(zhì)心至后軸距離： 考慮到汽車的行駛安全，選取瀝青路（濕）的附著系數(shù)，則緊急制動時前后軸法向反力Fz1,Fz2及每輪附著力距Mφ1,Mφ2分別為 滿載情況 質(zhì)心到前軸的距離: 質(zhì)心到后軸的距離: 緊急制動時候的前后軸發(fā)向反力Fz1,Fz2以及每輪附著力矩M’φ1,M’φ2分別為： 4.2.4 同步附著系數(shù)的確定 同步附著系數(shù)的選取原則： 1、路面狀況好，可以取大一點； 路面差，取小一些。 2、單胎，抗滑性能差，取大些；雙胎，抗側(cè)滑強取小一些。 3、車速高，取大些；車速低取小些。 4、平原地區(qū)，取大些；山區(qū)取小些。 綜上所述，選擇此輕型汽車的=0.7 空載時制動力分配系數(shù) 滿載時制動力分配系數(shù) 4.2.5 制動器的效率 鉗盤式制動器效能因數(shù) k=2,其中 取0.4 因此： k=0.8 4.2.6 制動力矩以及盤的壓力 假設(shè)摩擦盤完全接觸，而且各處的壓力分布均勻。那么盤式制動器制動力矩為： 為了保證汽車有良好的制動穩(wěn)定性，汽車前輪先抱死，后輪后抱死（滿載時候）則汽車的前輪制動器的產(chǎn)生的制動力矩等于前輪的附著力矩。即： 單側(cè)制動塊對盤的壓力： 前輪制動器的制動力矩： 4.2.7 同步附著系數(shù)的驗算 已知： 制動力分配系數(shù)： 那么同步附著系數(shù) 與設(shè)定值相吻合。 4.2.8 摩擦襯塊的磨損特性的驗算 輕型汽車的盤式制動器在下列的實驗標(biāo)準(zhǔn)下其比能量耗散率應(yīng)不大于6 w/mm2 按照試驗標(biāo)準(zhǔn) v1=80km/h=22.2m/s,ma=1860kg ,βm=0.64; ； 其中：θ=90o 所以e1= 5.64< 6 w/mm2 故比能量耗散率較小，符合磨損要求。 第 5 章 制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計計算 5.1 制動驅(qū)動機構(gòu)型式 制動驅(qū)動機構(gòu)將來自駕駛員或其它力源的力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。根據(jù)制動力源的不同，制動驅(qū)動機構(gòu)一般可分為簡單制動、動力制動和伺服制動三大類。 5.1.1 簡單制動系 簡單制動單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動力源，故亦稱人力制動。其中，又分為機械式和液壓式兩種。機械式完全靠桿系傳力，由于其機械效率低，傳動比小，潤滑點多，且難以保證前、后軸制動力的正確比例和左、右輪制動力的均衡，所以在汽車的行車制動裝置中已被淘汰。但因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠(故障少)，還廣泛地應(yīng)用于中、小型汽車的駐車制動裝置中。 液壓式簡單制動(通常簡稱為液壓制動)用于行車制動裝置。液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間較短(0．1～0．3s)；工作壓力高(可達10—20MPa)，因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機構(gòu)(或制動塊的壓緊機構(gòu))，而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小；機械效率較高(液壓系統(tǒng)有自潤滑作用)。液壓制動的主要缺點是過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動系效能降低，甚至完全失效。液壓制動曾廣泛應(yīng)用在轎車、輕型貨車及一部分中型貨車上。 5.1.2 動力制動系 動力制動即利用發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢能作為汽車制動的全部力源。駕駛員施加于踏板或手柄上的力，僅用于回路中控制元件的操縱。因此，簡單制動中的踏板力和踏板行程之間的反比例關(guān)系，在動力制動中便不復(fù)存在，從而可使踏板力較小，同時又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭? 氣壓制動是應(yīng)用最多的動力制動之一。其主要優(yōu)點為操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維修保養(yǎng)方便；此外，其氣源除供制動用外，還可以供其它裝置使用。其主要缺點是必須有空氣壓縮機、貯氣筒、制動閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本高；管路中壓力的建立和撤除都較慢，即作用滯后時間較長(0．3～0．9s)，因而增加了空駛距離和停車距離，為此在制動閥到制動氣室和貯氣筒的距離過遠的情況下，有必要加設(shè)氣動的第二級元件——繼動閥(亦稱加速閥)以及快放閥；管路工作壓力低，一般為0．5～0．7MPa，因而制動氣室的直徑必須設(shè)計得大些，且只能置于制動器外部，再通過桿件和凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，這就增加了簧下質(zhì)量；制動氣室排氣有很大噪聲。氣壓制動在總質(zhì)量8t以上的貨車和客車上得到廣泛應(yīng)用。由于主、掛車的摘和掛都很方便，所以汽車列車也多用氣壓制動。 用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源而構(gòu)成的氣頂液制動，也是動力制動。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點，因氣壓系統(tǒng)管路短，作用滯后時間也較短。但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、成本高，所以主要用在重型汽車上。 全液壓動力制動，用發(fā)動機驅(qū)動液壓泵產(chǎn)生的液壓作為制動力源，有閉式(常壓式)與開式(常流式)兩種。 開式(常流式)系統(tǒng)在不制動時，制動液在無負荷情況下由液壓泵經(jīng)制動閥到貯液罐不斷循環(huán)流動；而在制動時，則借閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓并傳人輪缸。 閉式回路因平時總保持著高液壓，對密封的要求較高，但對制動操縱的反應(yīng)比開式的快。在液壓泵出故障時，開式的即不起制動作用，而閉式的還有可能利用蓄能器的壓力繼續(xù)進行若干次制動。 全液壓動力制動除了有一般液壓制動系的優(yōu)點以外，還有制動能力強、易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，即使產(chǎn)生汽化現(xiàn)象也沒有什么影響等好處。但結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，目前應(yīng)用并不廣泛。 各種形式的動力制動在動力系統(tǒng)失效時，制動作用即全部喪失。 5.1.3 伺服制動系 伺服制動的制動能源是人力和發(fā)動機并用。正常情況下其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，在伺服系統(tǒng)失效時，還可以全靠人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)以產(chǎn)生一定程度的制動力，因而從中級以上的轎車到重型貨車，都廣泛采用伺服制動。 按伺服力源不同，伺服制動有真空伺服制動、空氣伺服制動和液壓伺服制動三類。 真空伺服制動與空氣伺服制動的工作原理基本一致，但伺服動力源的相對壓力不同。真空伺服制動的伺服用真空度(負壓)一般可達0．05—0．07MPa；空氣伺服制動的伺服氣壓一般能達到0．6～0．7MPa，故在輸出力相同的條件下，空氣伺服氣室直徑比真空伺服氣室的小得多。但是，空氣伺服系統(tǒng)其它組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。真空伺服制動多用于總質(zhì)量在1．1～1．35t以上的轎車和裝載質(zhì)量在6t以下的輕、中型貨車，空氣伺服制動則廣泛用于裝載質(zhì)量為6～12t的中、重型貨車，以及少數(shù)幾種高級轎車上。 5.2 分路系統(tǒng) 為了提高制動工作可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動器的液壓或氣壓管路分為兩個或更多的互相獨立的回路，其中一個回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動作用。 雙軸汽車的雙回路制動系統(tǒng)有以下常見的五種分路形式： 圖5-1 分路系統(tǒng) 1)一軸對一軸(Ⅱ)型，如圖5-1a所示，前軸制動器與后橋制動器各用一個回路(“Ⅱ型”是其形象的簡稱，下同)。 2)交叉(X)型，如圖5-1b所示，前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬一個回路。 3)一軸半對半軸(H1)型，如圖5-1c所示，兩側(cè)前制動器的半數(shù)輪缸和全部后制動器輪缸屬于一個回路，其余的前輪缸則屬于另一回路。 4)半軸一輪對半軸一輪(LL)型，如圖5-1d所示，兩個回路分別對兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器起作用。 5)雙半軸對雙半軸(HH)型，如圖5-1e所示。每個回路均只對每個前、后制動器的半數(shù)輪缸起作用。 Ⅱ型的管路布置較為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動氣室)鼓式制動器配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別是貨車上用得最廣泛。這種形式若后制動回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動能力。對于采用前輪驅(qū)動因而前制動器強于后制動器的轎車，當(dāng)前制動回路失效而單用后橋制動時，制動力將嚴(yán)重不足(小于正常情況下的一半)，并且若后橋負荷小于前軸，則踏板力過大時易使后橋車輪抱死而汽車側(cè)滑。 X型的結(jié)構(gòu)也很簡單。直行制動時任一回路失效，剩余總制動力都能保持正常值的50％。但是，一旦某一管路損壞造成制動力不對稱，此時前輪將朝制動力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車喪失穩(wěn)定性。因此，這種方案適用于主銷偏移距為負值(達20mm)的汽車上。這時，不平衡的制動力使車輪反向轉(zhuǎn)動，改善了汽車穩(wěn)定性。 HI、HH、LL型結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜。LL型和HH型在任一回路失效時，前、后制動力比值均與正常情況下相同。LL型和HH型的剩余總制動力可達正常值的50％左右。HI型單用一軸半回路時剩余制動力較大，但此時與LL型一樣，緊急制動情況下后輪很容易先抱死。 5.3 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 5.3.1 制動輪缸直徑d的確定 制動輪缸對制動蹄(塊)施加的張開力Fo與輪缸直徑d和制動管路壓力p的關(guān)系為 制動管路壓力一般不超過10—12MPa，對盤式制動器可更高。壓力越高，對管路(首先是制動軟管及管接頭)的密封性要求越嚴(yán)格，但驅(qū)動機構(gòu)越緊湊。輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，詳見GB7524—87附錄B表B2。 5.3.2 制動主缸直徑do的確定 第i個輪缸的工作容積為 式中，di為第i個輪缸活塞的直徑；n為輪缸中活塞的數(shù)目；δi為第i個輪缸活塞在完全制動時的行程。 在初步設(shè)計時，對鼓式制動器可取δi=2.0～2.5mm。 所有輪缸的總工作容積為 式中，m為輪缸數(shù)目。 制動主缸應(yīng)有的工作容積為 Vo=V+V’，式中,V’為制動軟管的容積變形。 在初步設(shè)計時，制動主缸的工作容積可取為 Vo=1.1V (轎車) Vo=1.3V (貨車) 主缸活塞行程So和活塞直徑do可用下式確定 一般So=(0.8—1.2)do。 主缸的直徑do應(yīng)符合ZB／TT24008—90中規(guī)定的尺寸系列。 5.3.3 制動踏板力Fp 制動踏板力Fp用下式計算 式中，ip為踏板機構(gòu)傳動比；η為踏板機構(gòu)及液壓主缸的機械效率，可取η=0.82～0.86。 制動踏板力應(yīng)滿足以下要求：最大踏板力一般為500N(轎車)或700N(貨車)。設(shè)計時，制動踏板力可在200～350N的范圍內(nèi)選取。 5.3.4 制動踏板工作行程Sp 式中，為主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取=1．5～2．0mm；為主缸活塞空行程，即土缸活塞從不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程。 制動器調(diào)整正常時的踏板工作行程Sp，只應(yīng)占計及制動襯片(襯塊)的容許磨損量在內(nèi)的踏板行程的40％一60％。 為了避免空氣侵入制動管路，在計算制動主缸活塞回位彈簧(同時也是回油閥彈簧)時，應(yīng)保證踏板放開后，制動管路中仍保持0．05—0．14MPa的殘余壓力。 踏板行程(計人襯片或襯塊的允許磨損量)對轎車最大應(yīng)不大于100～150mm，對貨車不大于180mm。此外，作用在制動手柄上的力對轎車最大不大于400N，對貨車不大于600N；制動手柄行程對轎車最大不大于160mm，對貨車不大于220mm。 總 結(jié) 在本次近三個月的設(shè)計中，我們在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下，針對設(shè)計任務(wù)，結(jié)合?汽車設(shè)計?、?汽車?yán)碚?和?汽車構(gòu)造?、中制動系有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容，參考?汽車工程手冊?、等資料，對轎車的制動系進行了初步設(shè)計。 設(shè)計過程中對各種型式的制動器、驅(qū)動機構(gòu)和分路系統(tǒng)進行了分析和比較，最終選定了滑動鉗盤式制動器。本制動器不僅有制動性能上的優(yōu)點，而且就其加工工藝性能也有很多優(yōu)點。為達到結(jié)構(gòu)簡單，作用滯后時間短，選用了液壓式簡單制動作為驅(qū)動機構(gòu)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計時盡量考慮了工藝可行性和合理性，各尺寸公差、標(biāo)準(zhǔn)件、標(biāo)注公式都符合最新國家標(biāo)準(zhǔn)。 在選用比例閥時，按照最新計算公式進行計算，使制動力的分配更合理，制動效能得以改善。 從整體上講，各設(shè)計指標(biāo)均達到了規(guī)定要求。 設(shè)計中大量計算都由計算機結(jié)合手算完成，使計算機程序相對簡單。計算結(jié)果用圖表的形式表現(xiàn)出來，使結(jié)果一目了然。 畢業(yè)設(shè)計是對以往四年所學(xué)知識的一次大檢查，把所學(xué)的理論知識運用到實際中去的一次訓(xùn)練。通過本次設(shè)計，不但復(fù)習(xí)、鞏固了四年來所學(xué)到的專業(yè)知識，并且通過現(xiàn)場調(diào)研，接近生產(chǎn)一線，學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的新東西，鍛煉了獨立思考，解決實際問題的能力。 在本次設(shè)計中遇到了不少困難與麻煩，在指導(dǎo)老師的幫助下得以解決。但由于本人的經(jīng)驗欠缺，潛在的問題在所難免，望各位老師不吝賜教。 最后，對在設(shè)計過程中給予大量指導(dǎo)的江老師及給予幫助的其他老師表示衷心的感謝。各位老師的指導(dǎo)，使我在設(shè)計中少走了不少彎路，少出了不少錯誤。 參考文獻 [1] 王望予. 汽車設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，2004 [2] 余志生. 汽車?yán)碚? 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [3] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [4] 方泳龍. 汽車制動理論與設(shè)計 .校內(nèi)教材 [5] 張尉林. 汽車制動系統(tǒng)的分析與設(shè)計 .北京：機械工業(yè)出社，2002 [6] 齊志鵬. 汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與檢修 .北京：人民郵電出版社，2004 [7] 吳植民，李明麗等譯.汽車制動文集. 北京：人民郵電出版社，2003 [8] 劉惟信. 汽車設(shè)計 .北京：清華大學(xué)出版社，2001 [9] 機械設(shè)計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2000 [10] 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