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專科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
論文題目 解放牌混合動(dòng)力客車(chē)后輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 王 玉 龍
專 業(yè) 汽車(chē)電子控制
班 級(jí) 07級(jí)汽車(chē)電控
指導(dǎo)教師 王鵬宇
摘要
汽車(chē)的制動(dòng)系，是汽車(chē)行駛安全的保障。許多制動(dòng)法規(guī)對(duì)制動(dòng)系的設(shè)計(jì)提出了詳細(xì)而具體的要求，這是我們?cè)O(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。
從制動(dòng)系的功用及設(shè)計(jì)要求出發(fā)，依據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行了方案論證。在對(duì)各種形式的制動(dòng)器優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較后，選擇了氣壓凸輪驅(qū)動(dòng)鼓式制動(dòng)器。盡管制動(dòng)效能不算太高，但有著有較高的制動(dòng)效能穩(wěn)定性。隨后，對(duì)鼓式制動(dòng)器具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳盡的闡述。在設(shè)計(jì)中，選擇了簡(jiǎn)氣壓凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和雙管路系統(tǒng)，選用了間隙手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
在設(shè)計(jì)計(jì)算部分，通過(guò)初選同步附著系數(shù)，得到制動(dòng)力分配系數(shù)。然后選擇制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)，計(jì)算制動(dòng)效能因素。用電算程序計(jì)算在不同制動(dòng)氣壓下的制動(dòng)距離。最后驗(yàn)算了設(shè)計(jì)參數(shù)選擇的合理性。
關(guān)鍵字：凸輪驅(qū)動(dòng)，鼓式制動(dòng)器，制動(dòng)力分配系數(shù)
目錄
第一章 設(shè)計(jì)要求
1.1制動(dòng)器的功用及設(shè)計(jì)要求
1.2制動(dòng)器的分類(lèi)
1.3 混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.4設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介
第二章 方案設(shè)計(jì)
2.1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇
2.2 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)形式
2.3 制動(dòng)器主要性能參數(shù)的計(jì)算
第三章 制動(dòng)器的計(jì)算
3.1 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
3.2 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)形式
3.3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.4制動(dòng)器性能參數(shù)的驗(yàn)算
3.5 制動(dòng)器工藝性分析
第四章 結(jié) 論
第一章 緒論
1.1制動(dòng)器的功用及設(shè)計(jì)要求
制動(dòng)系是汽車(chē)的一個(gè)重要組成部分。它直接影響汽車(chē)的行駛安全性。隨著高速公路迅速的發(fā)展和車(chē)流密度的日益增大，出現(xiàn)了頻繁的交通事故。因此，保證行車(chē)安全已成為現(xiàn)今汽車(chē)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分引人注目的任務(wù)，所以對(duì)汽車(chē)制動(dòng)性能及制動(dòng)系結(jié)構(gòu)的要求有逐步提高的趨勢(shì)。
對(duì)制動(dòng)系的主要要求有：
（1）足夠的制動(dòng)能力。制動(dòng)能力包括行車(chē)制動(dòng)能力和駐車(chē)制動(dòng)能力。
（2）行車(chē)制動(dòng)至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路。
（3）用任何速度制動(dòng)，汽車(chē)都不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。
（4）防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。
（5）要求制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性好。
（6）操縱輕便。要求制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程，以及踏板力和手柄力能為一般體形和體力的駕駛員所適應(yīng)。
（7）作用滯后性包括產(chǎn)生制動(dòng)和解除制動(dòng)的時(shí)間應(yīng)盡可能短。
（8）一旦牽引車(chē)和掛車(chē)（半掛車(chē)）之間的連接制動(dòng)管路損壞，牽引車(chē)應(yīng)有防止壓縮空氣進(jìn)一步漏失的裝置。
（9）為了提高汽車(chē)列車(chē)的制動(dòng)穩(wěn)定性，除了保證列車(chē)各軸有正確的制動(dòng)力分配外，還應(yīng)注意主、掛車(chē)之間各軸制動(dòng)器作用的時(shí)間，尤其是主、掛車(chē)之間制動(dòng)開(kāi)始時(shí)間的調(diào)節(jié)。
（10）當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障并使基本功能遭到破壞時(shí)，汽車(chē)制動(dòng)系應(yīng)裝有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置。
制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則（即：為使汽車(chē)性能更好的符合使用要求，設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)應(yīng)全面考慮如下幾個(gè)問(wèn)題）：
（1）制動(dòng)器效能。制動(dòng)器在單位輸入壓力和力的作用下輸出的力或力矩稱為制動(dòng)器效能。應(yīng)盡可能提高制動(dòng)器效能。
（2）制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性。制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性要取決于其效能因數(shù)K對(duì)摩擦系數(shù)f的敏感性（dk/df）。摩擦系數(shù)是一個(gè)不穩(wěn)定的因素，影響摩擦系數(shù)的因素除摩擦副的材料外，主要是摩擦副表面溫度和水濕程度，其中經(jīng)常起作用的是溫度，因而制動(dòng)器的熱穩(wěn)定性更為重要。要求制動(dòng)器的熱穩(wěn)定性好，除了應(yīng)當(dāng)選則器效能對(duì)ｆ的敏感性較低的制動(dòng)器型式外，還要求摩擦材料有良好的抗熱衰退性能和恢復(fù)性，并且應(yīng)使制動(dòng)鼓有足夠的熱容量和散熱能力。
（3）制動(dòng)系間隙調(diào)整的簡(jiǎn)便性。制動(dòng)系間隙調(diào)整使汽車(chē)保養(yǎng)作業(yè)中較頻繁的項(xiàng)目之一，故選擇調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置必須保證操作簡(jiǎn)便，當(dāng)然需采用自動(dòng)調(diào)整裝置。
（4）制動(dòng)器的尺寸和質(zhì)量?，F(xiàn)代汽車(chē)由于車(chē)速日益提高，出于行駛穩(wěn)定性的考慮，輪胎尺寸往往選擇的較小。這樣為保證所需求的制動(dòng)力矩而確定的制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤(pán)）直徑就可能過(guò)大而難以在輪輞內(nèi)安裝。對(duì)于兼充駐車(chē)制動(dòng)器的后輪制動(dòng)器尤其如此，因而以選擇尺寸較小而效能較高的制動(dòng)器型式。車(chē)輪制動(dòng)器屬于非簧載質(zhì)量，故應(yīng)盡可能減輕質(zhì)量以提高汽車(chē)行駛平順性。
（5）噪聲的減輕。在制動(dòng)器的設(shè)計(jì)中采取某些結(jié)構(gòu)措施，可在相當(dāng)程度上消除某種噪聲。特別是低頻噪聲。對(duì)高頻的尖叫聲的消除目前還比較困難。應(yīng)當(dāng)注意為消除噪聲而采取的某些結(jié)構(gòu)措施，有可能產(chǎn)生制動(dòng)力矩下降和踏板行程損失過(guò)大等副作用。
1.2 制動(dòng)器的分類(lèi)
制動(dòng)裝置可分為行車(chē)、駐車(chē)、應(yīng)急和輔助制動(dòng)器四種裝置。
行車(chē)制動(dòng)裝置給汽車(chē)以必要的減速度，將車(chē)速降低到所要求的數(shù)值，直到停車(chē)；在下坡時(shí)，它能使汽車(chē)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車(chē)速。
駐車(chē)制動(dòng)裝置主要用來(lái)使汽車(chē)可靠地在原地（包括在斜坡上）停駐。為此，他常用機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而不用氣壓或者液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。此外，駐車(chē)制動(dòng)裝置還有助于汽車(chē)在坡道上起步。
應(yīng)急制動(dòng)裝置通過(guò)機(jī)械力源（如強(qiáng)力壓縮彈簧）進(jìn)行制動(dòng)在某些采用動(dòng)力制動(dòng)或伺服制動(dòng)的汽車(chē)上，一旦發(fā)生蓄壓裝置壓力過(guò)低等故障時(shí)，可用應(yīng)急制動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)汽車(chē)制動(dòng)。同時(shí)在人力控制下它能兼作駐車(chē)制動(dòng)用。當(dāng)應(yīng)急制動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)，普通的手動(dòng)駐車(chē)制動(dòng)裝置也可以起應(yīng)急制動(dòng)作用。
輔助制動(dòng)裝置通過(guò)裝設(shè)緩速器等輔助制動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)汽車(chē)狹長(zhǎng)坡是保持穩(wěn)定車(chē)速的作用，并減輕或者解除行車(chē)制動(dòng)裝置的負(fù)荷。
任何一套制動(dòng)裝置都由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。
1）強(qiáng)制操縱式變速器靠駕駛員直接操縱變速桿換檔，被大多數(shù)汽車(chē)采用。
2）自動(dòng)操縱式變速器的傳動(dòng)比選擇是自動(dòng)進(jìn)行的。駕駛員只需要操縱加速踏板即可控制車(chē)速。
3）半自動(dòng)操縱式變速器有兩種。一種是常用的幾個(gè)擋位自動(dòng)操縱，其余擋位則由駕駛員操縱；另一種是預(yù)選式，即駕駛員預(yù)先用按鈕選定擋位，在彩霞離合器踏板或松開(kāi)加速踏板時(shí)，接通一個(gè)電磁裝置或液壓裝置來(lái)?yè)Q檔
1.3 混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)與傳統(tǒng)車(chē)輛的一個(gè)最重要的區(qū)別是可以實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，能回收一部分傳統(tǒng)車(chē)輛在制動(dòng)過(guò)程中損失的能量，這樣大大提高了汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性。
所謂再生制動(dòng)，是指在車(chē)輛減速或制動(dòng)時(shí)，將其中一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式能量?jī)?chǔ)存起來(lái)以備驅(qū)動(dòng)時(shí)使用的過(guò)程。在目前的大多數(shù)電動(dòng)車(chē)上，再生制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)是當(dāng)車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，整車(chē)通過(guò)車(chē)輪產(chǎn)生的慣性力矩驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電并將其儲(chǔ)存到蓄電池組。自從汽車(chē)發(fā)明以來(lái)，減少滾動(dòng)阻力，空氣阻力，傳動(dòng)損失就成為廣大汽車(chē)工程師的的主要研究目標(biāo)，并被認(rèn)為是提高汽車(chē)能量利用效率的最有效途徑?；厥掌?chē)的潛在動(dòng)能被認(rèn)為是提高汽車(chē)能量效率的另一個(gè)非常有效的途徑，尤其是當(dāng)汽車(chē)在經(jīng)常停車(chē)的工況下運(yùn)行。例如，一輛 2000kg 的汽車(chē)時(shí)速 70km/h，儲(chǔ)存了大約 1/2×2000×(70/3.6)2 =400000J =400KJ的動(dòng)能。如果能夠?qū)⑦@些動(dòng)能全部回收然后用于推進(jìn)這輛汽車(chē)在 70km/h 時(shí)速下運(yùn)行，這些能量可使汽車(chē)行駛 1.8km，而采用傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)這些能量就以熱量形式消失了。因此，對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，回收制動(dòng)能量實(shí)際上是可望而不可及的。
實(shí)際上，即使對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)也不是所有的汽車(chē)動(dòng)能都能夠被回收和再利用的。電動(dòng)汽車(chē)或混合動(dòng)力汽車(chē)上只有驅(qū)動(dòng)軸才能進(jìn)行再生制動(dòng)。部分能量在非驅(qū)動(dòng)軸以熱量形式被摩擦制動(dòng)系統(tǒng)消耗掉了。在回收和再利用能量的過(guò)程中，傳遞能量和儲(chǔ)存能量環(huán)節(jié)會(huì)損失一部分能量。另一個(gè)影響回收能量的因素是當(dāng)制動(dòng)力需求超出再生制動(dòng)的最大能力時(shí)，摩擦制動(dòng)必須來(lái)分擔(dān)一部分制動(dòng)力。
綜上，在再生制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們必須在回收能量、系統(tǒng)靈活性、開(kāi)發(fā)周期、制造成本和制動(dòng)安全中取一個(gè)折衷。
1.3.1混和動(dòng)力客車(chē)總體布置
為了更家詳細(xì)的明了的分析混合動(dòng)力客車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)的總體布置情況，下圖為該車(chē)的總體布置圖。
其在路面上行駛時(shí)受力如下圖所示
1.4設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介
1.4.1設(shè)計(jì)題目
解放牌混合動(dòng)力客車(chē)后輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)
1.4.2已知參數(shù)：
滿載質(zhì)量（kg） 15000
軸距（mm） 5600
空載質(zhì)量（kg） 11000
輪距（前/后）（mm） 1847/1847
軸荷分配（前/后） （kg）
5000/10000（滿載）
3500/7500（空載）
外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）（mm）
11400×2480×2950
質(zhì)心到前、后軸的距離（前/后）(mm)
3733/1867（滿載）
3733/1867（空載）
發(fā)動(dòng)機(jī)
最大扭矩（N·m）/轉(zhuǎn)速（r/min）
577/1400-1600
最大功率（kW）/轉(zhuǎn)速（r/min）
125/2500
最高轉(zhuǎn)速（r/min）
2500
電機(jī)
連續(xù)扭矩（N·m）/峰值扭矩（N·m）
106/212
基速（r/min）/最高轉(zhuǎn)速（r/min）
3600/5000
峰值功率運(yùn)行時(shí)間（min）
>3
電池
電壓（V）/（電壓范圍）（V）
336/（270～450）
額定電壓（V）
336
額定容量（Ah）
27
輪胎滾動(dòng)半徑 /規(guī)格（mm）
509/10.00-20
第二章 方案設(shè)計(jì)
2.1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇
一.制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分類(lèi)及選擇
制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要分機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電力式。
（1）機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
這是最簡(jiǎn)單、最便宜的驅(qū)動(dòng)裝置。但其缺點(diǎn)較多：彈性變形大；由拉桿長(zhǎng)度調(diào)整不良而使左右車(chē)輪上制動(dòng)力分配不平均；車(chē)跳動(dòng)時(shí)，自動(dòng)制動(dòng)，因而只用于駐車(chē)兼應(yīng)急制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
（2）液壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
優(yōu)點(diǎn)：a，制動(dòng)時(shí)可以得到必要安全性，因?yàn)橐毫ο到y(tǒng)內(nèi)壓力相等，左右輪制動(dòng)同時(shí)進(jìn)行。b,易保證制動(dòng)力正確分配到前后輪，因?yàn)榍昂筝喎直每勺龀刹煌睆?。c，車(chē)振或懸架變形不發(fā)生自行制動(dòng).d,不需潤(rùn)滑和時(shí)常調(diào)整。
缺點(diǎn)：a，當(dāng)管路一處漏油，則整個(gè)制動(dòng)系全部失效。b，低溫油液變濃，高溫油液汽化。c,不能長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)。
（3）氣壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
氣壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)操縱省力，對(duì)于掛車(chē)制動(dòng)十分有利，但其制動(dòng)延滯時(shí)間長(zhǎng)，不能保證長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，多用于8噸以上載重汽車(chē)。
（4）電力式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
在汽車(chē)列車(chē)上廣泛采用。最大優(yōu)點(diǎn)是保證最簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)距離能量傳送。
二.鼓式制動(dòng)器與盤(pán)式制動(dòng)器的選擇
按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)，潘式制動(dòng)器可分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式兩大類(lèi)。鉗盤(pán)式制動(dòng)過(guò)去只用于中央制動(dòng)器，但目前則愈來(lái)愈多地被各種轎車(chē)和貨車(chē)用作車(chē)輪制動(dòng)器。全盤(pán)式制動(dòng)器只有少數(shù)汽車(chē)（主要是重型汽車(chē)）采用為車(chē)輪制動(dòng)器，個(gè)別情況下還可用作為緩速器。
鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式區(qū)分主要有以下幾種：①固定鉗式：制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)均有油缸。制動(dòng)時(shí)僅兩側(cè)油缸中的活塞驅(qū)使兩側(cè)制動(dòng)塊向盤(pán)面移動(dòng)。②浮動(dòng)鉗式：由分為滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗式?；瑒?dòng)式制動(dòng)鉗可以相對(duì)制動(dòng)盤(pán)作軸向滑動(dòng)，其中只在制動(dòng)盤(pán)內(nèi)側(cè)置有油缸，外側(cè)制動(dòng)塊固裝在鉗體上。制動(dòng)時(shí)活塞在液壓作用下使活動(dòng)制動(dòng)塊壓靠到制動(dòng)盤(pán)，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤(pán)的另一側(cè)，直到兩制動(dòng)塊受力均等為止。擺動(dòng)鉗式，它也是單側(cè)油缸結(jié)構(gòu)。制動(dòng)鉗體與固定于車(chē)軸上的支座鉸接。為實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，鉗體不是滑動(dòng)而是在與制動(dòng)盤(pán)垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。顯然，制動(dòng)塊不可能全面均勻磨損。為此有必要將襯塊預(yù)先做成楔形（摩擦面對(duì)背面的傾斜較為6°左右）。在使用過(guò)程中，襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻（一般為1mm左右）后即應(yīng)更換。
下圖為三種鉗盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
a) b) c)
圖2-2 鉗盤(pán)式制動(dòng)器示意圖
a) 固定鉗式 b) 滑動(dòng)鉗式 c)浮動(dòng)鉗式
制動(dòng)鉗的安裝位置可以在半軸之前或之后。制動(dòng)鉗位于軸后能使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷F減小。制動(dòng)鉗位于軸前則可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺污泥。
與鼓式制動(dòng)器相比較，盤(pán)式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：
①熱穩(wěn)定性好。原因是一般無(wú)自行增勢(shì)作用，襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。此外，制動(dòng)鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄中部接觸，從而降低了制動(dòng)效能，這稱為機(jī)械衰退。制動(dòng)盤(pán)的軸向熱膨脹極小，徑向熱膨脹根本與性能無(wú)關(guān)，故無(wú)機(jī)械衰退問(wèn)題。
②水穩(wěn)定性好。制動(dòng)塊對(duì)盤(pán)的單位壓力高，易將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多。又由于離心力作用及襯塊對(duì)盤(pán)的擦拭作用，出水后只需一、二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。鼓式制動(dòng)器則需要十余次制動(dòng)方能恢復(fù)。
③在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小。
④制動(dòng)力矩與汽車(chē)運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。
⑤易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系。
⑥制動(dòng)盤(pán)的熱膨脹不致如制動(dòng)鼓熱膨脹那樣引起制動(dòng)踏板形成損失，這是間隙自動(dòng)調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化。
⑦襯塊比鼓式中的襯塊更容易更換，一般保養(yǎng)作業(yè)也較簡(jiǎn)單。
⑧襯塊與制動(dòng)盤(pán)之間的間隙小，縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間和增加了力傳動(dòng)比。
盤(pán)式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是：
①難以完全防止塵污和銹蝕。
②兼做駐車(chē)制動(dòng)時(shí)，所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。
目前，在國(guó)外，特別是西歐各國(guó)，盤(pán)式制動(dòng)器已廣泛用于轎車(chē)的前輪，與鼓式后輪制動(dòng)器動(dòng)合，可獲得較大的制動(dòng)力分配系數(shù)，有利于提高汽車(chē)制動(dòng)器的穩(wěn)定性。用于后輪制動(dòng)器的場(chǎng)合不多，主要是由于與駐車(chē)制動(dòng)的組合不甚理想。歐洲有些高性能轎車(chē)前、后輪都采用盤(pán)式制動(dòng)器，主要為了保持制動(dòng)力分配系數(shù)的穩(wěn)定。
在各種不同等級(jí)的貨車(chē)及客車(chē)上，盤(pán)式制動(dòng)器也已開(kāi)始采用，大尚未普及。有的國(guó)外文獻(xiàn)認(rèn)為，盤(pán)式制動(dòng)器用于這些車(chē)輛上，好處并不如用于轎車(chē)是那樣多。例如在能量負(fù)荷相同的條件下，其尺寸與鼓式制動(dòng)器差別不大。少數(shù)重型貨車(chē)采用全盤(pán)式制動(dòng)器，盤(pán)的冷卻條件差，溫升較大。
據(jù)此選用鼓式制動(dòng)器。
三.鼓式制動(dòng)器形式的分析與選擇
鼓式制動(dòng)器由內(nèi)張和外束型兩種。前者的制動(dòng)鼓以內(nèi)圓柱面為工作表面，在汽車(chē)上應(yīng)用廣泛；后者制動(dòng)鼓的工作表面則是外圓柱面，目前只有極少數(shù)汽車(chē)用作駐車(chē)制動(dòng)器。據(jù)此選定內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器。
內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器都采用帶摩擦片的制動(dòng)蹄在作為固定元件。位于制動(dòng)鼓內(nèi)部的制動(dòng)蹄在一端承受促動(dòng)力時(shí)，可繞其另一端的支點(diǎn)向外旋轉(zhuǎn)，壓靠到制動(dòng)鼓內(nèi)圓上，產(chǎn)生摩擦力矩（制動(dòng)力矩）。凡對(duì)蹄端施加力使蹄轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置統(tǒng)稱為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置。
制動(dòng)器以液壓制動(dòng)輪缸作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置，故稱為輪缸式制動(dòng)器。此外，還有用凸輪促動(dòng)裝置的凸輪式制動(dòng)器和用楔促動(dòng)裝置的楔式制動(dòng)器等。
目前，所有國(guó)產(chǎn)汽車(chē)和部分外國(guó)汽車(chē)的氣壓制動(dòng)系中，都采用凸輪促動(dòng)的車(chē)輪制動(dòng)器，而且都設(shè)計(jì)成領(lǐng)從蹄式。凸輪促動(dòng)的雙向自增力式制動(dòng)器只宜用作中央制動(dòng)器。
楔式制動(dòng)器中兩蹄的布置可以是領(lǐng)從蹄式，也可以是雙向雙領(lǐng)蹄式。作為制動(dòng)蹄促動(dòng)間的制動(dòng)楔本身的促動(dòng)裝置可以是機(jī)械式、液壓式或氣壓式。
綜上，可設(shè)計(jì)為凸輪式制動(dòng)器。
鼓式制動(dòng)器按結(jié)構(gòu)不同可分為：領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向增力式和雙向增力式。
（1）領(lǐng)從蹄式：
這一制動(dòng)器又稱為無(wú)加力制動(dòng)器，是由領(lǐng)蹄和從蹄兩部分組成。性能雖不特別優(yōu)越，但卻十分穩(wěn)定。由于只裝用一個(gè)施力部件，所以價(jià)格低廉。當(dāng)制動(dòng)器不工作時(shí)，用來(lái)防止制動(dòng)摩擦片接觸制動(dòng)鼓表面的回位彈簧，在固定蹄式制動(dòng)器安裝一根，在浮動(dòng)蹄式制動(dòng)器安裝兩根。當(dāng)制動(dòng)輪缸內(nèi)活塞直徑相同時(shí)，對(duì)兩個(gè)制動(dòng)蹄施加的促動(dòng)力永遠(yuǎn)相等，因而稱為等促動(dòng)力制動(dòng)力制動(dòng)器。
圖2-3 等促動(dòng)力制動(dòng)器的制動(dòng)蹄受力示意圖
1-領(lǐng)蹄；2-從蹄；3、4-支點(diǎn)；5-制動(dòng)鼓
如圖為等促動(dòng)力制動(dòng)器的制動(dòng)蹄受力情況。制動(dòng)時(shí)，領(lǐng)蹄和從蹄在相等的促動(dòng)力F的作用下，分別繞各自的支承點(diǎn)3、4旋轉(zhuǎn)到緊壓在制動(dòng)鼓5上。旋轉(zhuǎn)著的制動(dòng)鼓即對(duì)兩制動(dòng)蹄分別作用著微元法向反力的等效合力（以下簡(jiǎn)稱法向反力）N1和N2，以及相應(yīng)的微元切向反力（即微元摩擦力）的等效合力（以下簡(jiǎn)稱為切向反力）T1和T2。為解釋方便起見(jiàn)，姑且假定這些力的作用點(diǎn)和方向如圖所示。兩蹄上的這些力分別為各自的支點(diǎn)3和4的支點(diǎn)反力S1和S2所平衡。由圖可見(jiàn)，領(lǐng)體上的切向合力T1所造成的繞支點(diǎn)3的力矩與促動(dòng)力Fs所造成的繞同一支點(diǎn)的力矩是同向的。所以力T1的作用結(jié)果是使領(lǐng)蹄1在制動(dòng)鼓上壓得更緊，即力N1變得更大，從而力T1也更大。這表明領(lǐng)蹄有增勢(shì)的作用。與此相反，切向合力T2使從蹄2有放松制動(dòng)鼓，即有使N2和T2本身減小的趨勢(shì)。故從蹄具有減勢(shì)作用。
由上述可見(jiàn)，雖然領(lǐng)蹄和從蹄所受促動(dòng)力相等，但所受制動(dòng)鼓法向反力N1和N2卻不相等，且N1＞N2。相應(yīng)的T1＞T2。故而制動(dòng)蹄對(duì)制動(dòng)鼓所施加制動(dòng)力矩不相等。一般來(lái)說(shuō)，領(lǐng)蹄制動(dòng)力矩約為從蹄制動(dòng)力矩的2~2.5倍。倒車(chē)制動(dòng)時(shí)，雖然蹄2變成領(lǐng)蹄，蹄1變成從蹄，但整個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)效能還是同前進(jìn)制動(dòng)時(shí)一樣。
顯然，由于領(lǐng)蹄與從蹄所受法向反力不等，在兩蹄摩擦片工作面積相等的情況下，領(lǐng)體摩擦片上的單位壓力較大，因而磨損較嚴(yán)重。為了使領(lǐng)蹄和從蹄的摩擦片壽命相近，有些領(lǐng)從蹄制動(dòng)器的領(lǐng)蹄摩擦片的同向尺寸設(shè)計(jì)的較大。但是這樣將使得二蹄摩擦片不能互換。從而增加了零件數(shù)和制造成本。
此外，領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的鼓所受到的來(lái)自兩蹄的法向力（數(shù)值上分別等于力N1和N2）即不相平衡。這就對(duì)輪轂軸承造成了附加徑向載荷，使其壽命縮短。凡制動(dòng)鼓所受來(lái)自二蹄的法向力不能互相平衡的制動(dòng)器均屬于非平衡式制動(dòng)器。
領(lǐng)從蹄制動(dòng)器有三種型式：支承銷(xiāo)式、平衡滑動(dòng)支座式、帶斜面支座式。這一制動(dòng)器制動(dòng)間隙調(diào)整方便，而且當(dāng)兩摩擦片所對(duì)中心角相等，正反轉(zhuǎn)制動(dòng)效能幾乎不變。由于具有上述各項(xiàng)性能，所以廣泛裝用在小客車(chē)后輪上。再由于結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，大型載重車(chē)和工業(yè)用汽車(chē)也裝用這種制動(dòng)器。
（2）雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器
這一制動(dòng)器由于只裝用制動(dòng)效能優(yōu)良的緊蹄，增益高，但必須裝兩個(gè)分泵，價(jià)格高。而且這種制動(dòng)器易發(fā)出噪音，特別是尖銳的叫聲。當(dāng)車(chē)輪倒轉(zhuǎn)時(shí)，這一制動(dòng)器將轉(zhuǎn)變?yōu)閴阉商阈椭苿?dòng)器，制動(dòng)效能便顯著降低。鑒于上述特點(diǎn)，此種 雙領(lǐng)蹄式（圖2-4）
制動(dòng)器多用于小客車(chē)前輪。而后輪裝用這種制動(dòng)器就不合適了，因?yàn)樗卸€(gè)制動(dòng)輪缸，難于安裝駐車(chē)制動(dòng)器。
由于兩蹄上的單位壓力相等，兩蹄以相同的法向力作用于制動(dòng)鼓而相平衡，輪轂軸承不受額外的附加載荷。因而稱平衡式制動(dòng)器。雙領(lǐng)蹄，雙向雙領(lǐng)蹄，雙從蹄式制 動(dòng)器都屬于平衡式制動(dòng)器。
（3）雙從蹄式制動(dòng)器
由于這種制動(dòng)器只裝有松蹄，因而增益低，從而需加過(guò)大的輸入力，一般都需附加伺服機(jī)構(gòu)，當(dāng)?shù)管?chē)時(shí)變?yōu)殡p緊蹄，其制動(dòng)效能低于雙領(lǐng)蹄式和領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。但其效能對(duì)摩擦系數(shù)變化的敏感程度較小，具有良好的制動(dòng)效能穩(wěn)定性。此外，此種制動(dòng)器有兩制動(dòng)輪缸，因而難于安裝駐車(chē)制動(dòng)器，所以不適裝于后輪。 雙從蹄式（圖2-5）
（4）雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器
此種制動(dòng)器無(wú)論車(chē)輪正反轉(zhuǎn)都為二緊蹄，因而制動(dòng)效能高。同時(shí)，由于兩蹄片工作量相同，摩擦片磨損比較均勻。凡這種制動(dòng)器一般有兩個(gè)分泵及連接兩個(gè)分泵的管路和接頭，為此要考慮防止接頭部分漏油和由振動(dòng)引起的管子損壞。此外，此制動(dòng)器因有兩個(gè)分泵，因而不適于后輪. 雙向雙領(lǐng)蹄式（圖2-6）
（5）單向自增力式制動(dòng)器
這種制動(dòng)器第二蹄的制動(dòng)力矩在第一蹄增勢(shì)作用下而獲得較大的制動(dòng)力矩，因而在制動(dòng)鼓尺寸和摩擦系數(shù)相同的條件下，這種制動(dòng)器的前進(jìn)制動(dòng)效能不僅高于領(lǐng)從蹄式，而且高于兩蹄中心對(duì)稱的雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。但制動(dòng)時(shí)制動(dòng)力矩增加過(guò)猛，工作不平順，而且容易 單向增力式（圖2-7）
自鎖。因?yàn)閮商闫瑔挝粔毫ο嗖詈艽?，因而磨損極不均勻。當(dāng)?shù)管?chē)時(shí)，變?yōu)殡p轉(zhuǎn)松蹄制動(dòng)器，制動(dòng)效能比盤(pán)式還要低。又由于車(chē)對(duì)前輪制動(dòng)效能要求不高，因而這種制動(dòng)器多用于中、重型汽車(chē)前輪制動(dòng)。
（6）雙向自增力式制動(dòng)器
這種制動(dòng)器的增益非常高，施加小的踏板力，可獲得大的制動(dòng)力。如用于小客車(chē)或輕型載重車(chē)，直至相當(dāng)重的車(chē)輛，不許另外裝用加力裝置就可以使用。在行過(guò)交通繁雜地帶以及遭遇意外情況時(shí)，裝用這一制動(dòng)器的汽車(chē)安全性較高。但在另一方面， 雙向自增力式（圖2-8）
由于這一制動(dòng)器對(duì)摩擦片系數(shù)的變化比較敏感，如不裝用熱性能優(yōu)良的摩擦片，隨著情況不同，而有發(fā)生制動(dòng)衰退或單輪制動(dòng)的危險(xiǎn)。由于這一制動(dòng)器對(duì)摩擦片磨損不均勻，因此應(yīng)減小主蹄摩擦片包角。此外，還需要改變摩擦片的材料和厚度。在謀求制動(dòng)性能穩(wěn)定化的同時(shí)，還必須使制動(dòng)主蹄和副蹄的摩擦片具有相同的使用壽命。但如此就破壞了互換性。這種制動(dòng)器中，只銷(xiāo)承受全部制動(dòng)力矩。由于分泵是雙向作用 的，在汽車(chē)后退時(shí)，將顯示出和前進(jìn)時(shí)大致相同的自行加力作用。另外，裝停車(chē)制動(dòng)器也比較容易。這種制動(dòng)器一般還是指間隙自動(dòng)調(diào)整裝置。
制動(dòng)蹄應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膭偠?。制?dòng)蹄在壓向制動(dòng)鼓的同時(shí)，、還受到導(dǎo)向和約束等，從而防止摩擦片斜貼在制動(dòng)鼓內(nèi)表面上。
下面對(duì)各種制動(dòng)器進(jìn)行比較：
汽車(chē)制動(dòng)系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車(chē)制動(dòng)裝置和駐車(chē)制動(dòng)裝置。同時(shí)，行車(chē)制動(dòng)裝置的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路，當(dāng)其中一套失效時(shí)，另一套應(yīng)保證汽車(chē)的制動(dòng)效能不低于正常值的30%，駐車(chē)制動(dòng)裝置應(yīng)采用工作可靠的機(jī)械式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。但由于電動(dòng)機(jī)的效能低，而同時(shí)又為了使電動(dòng)機(jī)的能量回收盡可能大，混合動(dòng)力分配策略就要求了機(jī)械式摩擦制動(dòng)裝置與電動(dòng)機(jī)同時(shí)存在于HEV制動(dòng)系統(tǒng)中。
普通汽車(chē)制動(dòng)器幾乎均為機(jī)械摩擦式的，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩使汽車(chē)減速或停車(chē)。摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤(pán)式兩大類(lèi)。
①就制動(dòng)效能而言
在基本結(jié)構(gòu)和輪缸工作壓力相同的條件下，自增力式制動(dòng)器由于摩擦助勢(shì)作用；利用得最為充分而居首位，以下依次為雙領(lǐng)蹄式、領(lǐng)從蹄式和雙從蹄。
②就制動(dòng)效能穩(wěn)定性而言
隨制動(dòng)鼓和摩擦片的材料、溫度和表面狀況的不同，摩擦系數(shù)可在很大范圍內(nèi)變化。雙從蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)效能雖然最低，但卻具有良好的效能穩(wěn)定性，而自增力式制動(dòng)器制動(dòng)效能穩(wěn)定性較差。
③就管路布置而言
雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式等具有兩個(gè)輪缸的制動(dòng)器最宜布置雙回路制動(dòng)系統(tǒng)。
④就應(yīng)用范圍而言
雙向自增力式制動(dòng)器多用于轎車(chē)后輪，原因之一是便于兼充駐車(chē)制動(dòng)器。單向自增力式制動(dòng)器只用于中、輕型汽車(chē)的前輪，倒車(chē)制動(dòng)時(shí)對(duì)前輪制動(dòng)器要求不高。雙從蹄式制動(dòng)器有少數(shù)華貴轎車(chē)為保證制動(dòng)可靠性而采用（例如英國(guó)女王牌轎車(chē)）。雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器是用于中、輕型貨車(chē)及部分轎車(chē)前后輪。雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器適用于中級(jí)轎車(chē)前輪。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器是用于中、重貨車(chē)后輪等。
鑒于領(lǐng)從蹄制動(dòng)器發(fā)展較早，其效能及效能穩(wěn)定性均居于中游，具有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，故目前仍相當(dāng)廣泛地用于各種汽車(chē)。本設(shè)計(jì)為輕型客車(chē)后輪制動(dòng)器，其上附有手動(dòng)機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，綜上對(duì)于各種型式制動(dòng)器的對(duì)比分析，采用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器較為合適。
領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器中固定式是制動(dòng)蹄片繞固定銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)。蹄片的最大單位壓力位置大致一定，工作比浮動(dòng)式穩(wěn)定，但支點(diǎn)部分要求較高的加工精度。而浮動(dòng)式由于制動(dòng)蹄片相對(duì)于支點(diǎn)是按鼓的內(nèi)表面搖動(dòng)而定心。所以制動(dòng)蹄片的最大單位壓力位置隨摩擦片的磨損而變化。故對(duì)支承點(diǎn)的精度比固定式要低，但由于制動(dòng)蹄片位置不確定而引起拖拽和摩擦片端綿接觸到制動(dòng)鼓等不正常狀態(tài)，所以摩擦片研磨半徑應(yīng)小于制動(dòng)鼓的半徑，或使蹄片回正彈簧力均等。
將要設(shè)計(jì)的制動(dòng)器要求：
1、要設(shè)計(jì)的制動(dòng)器具有一定的先進(jìn)性，并能克制其前一代車(chē)制動(dòng)器的缺點(diǎn)和不足。
2、根據(jù)上述要求，決定選擇鑄造式制動(dòng)支架形式，蹄端帶滾輪的凸輪式制動(dòng)器。其原因如下：
（1）鑄造式制動(dòng)支架形式，蹄端帶滾輪的凸輪式制動(dòng)器是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的氣壓驅(qū)動(dòng)器。
（2）制動(dòng)器承載件采用鑄造支架式代替鋼板沖壓焊接支架可大大提高制動(dòng)蹄片的支撐剛度，使制動(dòng)力矩能正常穩(wěn)定的輸出，同時(shí)也有利于加寬摩擦片寬度而提高摩擦片壽命。在國(guó)外氣動(dòng)凸輪式制動(dòng)器幾乎都采用鑄造制動(dòng)支架的趨勢(shì)。
（3）蹄片采用滾輪后，不但可以提高制動(dòng)器的機(jī)械傳動(dòng)效率，而且可以延長(zhǎng)蹄片和凸輪的使用壽命
（4）制動(dòng)凸輪采用漸開(kāi)線式凸輪，漸開(kāi)線式凸輪可以在不同的轉(zhuǎn)角下仍能保持作用力臂不變，故不會(huì)因左右車(chē)輪蹄片間隙不同喝摩擦片厚度不同而使左右凸輪力臂不同，這就大大減少了汽車(chē)制動(dòng)跑偏的可能性。
鑄造制動(dòng)支架的加工方式雖與鋼板沖壓支架的加工方式不同，但與制動(dòng)器的其他零件加工基本相同?？偟膩?lái)說(shuō)具有較好的產(chǎn)品基礎(chǔ)繼承性。
2.2 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)形式
1、制動(dòng)鼓
制動(dòng)鼓應(yīng)具有高的剛性喝大的熱容量，在制動(dòng)時(shí)保證制動(dòng)溫度不會(huì)過(guò)高，制動(dòng)鼓的材料與摩擦襯片的材料應(yīng)能匹配，能保證具有較高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。中重型貨車(chē)多采用灰鑄鐵HT200或HT250。
制動(dòng)鼓壁厚的選取主要從剛度和強(qiáng)度方面考慮的。壁厚取大些有助于怎增大熱容量。但受到輪輞的限制比后不能太打，一般不超過(guò)18mm，制動(dòng)鼓在閉口一側(cè)可開(kāi)小口，可用于檢查制動(dòng)器制動(dòng)間隙
2、制動(dòng)蹄
中重型貨車(chē)的制動(dòng)蹄多采用鑄鐵或厚板沖壓焊接。制動(dòng)蹄斷面形狀應(yīng)能保證其剛獨(dú)好，斷面有工字型。山字形和H字型幾種。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，約為5-8mm摩擦襯片的厚度多在8mm以上，襯片可以鉚接在制動(dòng)蹄上。
3、制動(dòng)底板
制動(dòng)底板式除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器給零件的安裝基體，應(yīng)保證個(gè)安裝零件相互間的正確位置。制動(dòng)底板承受制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩。故應(yīng)具有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓而成的制動(dòng)底板都具有凹凸起伏的形狀。重型汽車(chē)則采用可鍛鑄鐵KTH370-12的制動(dòng)底座以代替鋼板沖壓的制動(dòng)底板。剛度不足會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩小，踏板行程加大，襯片磨損不均勻。
4、支撐
制動(dòng)蹄的支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支撐銷(xiāo)一般由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。
5、凸輪式張開(kāi)機(jī)構(gòu)
凸輪式張開(kāi)機(jī)構(gòu)的凸輪是由45號(hào)鋼模鍛成一體的毛胚鑄造而成，在精加工后經(jīng)高頻淬火處理。凸輪軸由模鍛鐵或者球墨鑄鐵的支架支撐，而支架則用螺栓或鉚釘固定在制動(dòng)底板上。為了提高機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，制動(dòng)時(shí)凸輪經(jīng)過(guò)滾輪推動(dòng)制動(dòng)蹄張開(kāi)。滾輪由45號(hào)鋼制造，高頻淬火。
6、制動(dòng)間隙的調(diào)整方法及間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)
制動(dòng)鼓與摩擦襯片間在未制動(dòng)時(shí)應(yīng)有間隙，以保證制動(dòng)鼓能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一般鼓式制動(dòng)器的間隙為0.2-0.5mm；此間隙的存在會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)踏板的行程損失，因而間隙量要盡量的小，因?yàn)殡S著制動(dòng)器的磨損。制動(dòng)器的制動(dòng)間隙將會(huì)越來(lái)越大，因此制動(dòng)器必須有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。
采用凸輪張開(kāi)裝置的鼓式制動(dòng)器的間隙調(diào)整，可以通過(guò)調(diào)整與制動(dòng)凸輪相配合的制動(dòng)調(diào)整臂內(nèi)的渦輪，蝸桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)整臂是由制動(dòng)氣室來(lái)推動(dòng)的。
2.3 制動(dòng)器主要性能參數(shù)的計(jì)算
對(duì)一般汽車(chē)而言，當(dāng)汽車(chē)各輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車(chē)前、后軸的軸荷分配，以及前、后車(chē)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(guò)程可能出現(xiàn)的情況有3種，即
（1）前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑
這種工況是穩(wěn)定工況，但在制動(dòng)時(shí)汽車(chē)喪失轉(zhuǎn)向能力，附著條件沒(méi)有充分利用
（2）后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑
這種情況中，后軸可能出現(xiàn)側(cè)滑，是不穩(wěn)定工況，附著利用率也低
（3）前、后輪同時(shí)抱死拖滑
這種情況可以避免后軸側(cè)滑，同時(shí)前轉(zhuǎn)向輪只有在最大制動(dòng)強(qiáng)度下才使汽車(chē)喪失轉(zhuǎn)向能力，較之前兩種工況，附著條件利用情況好。
2.3.1理想的前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力分配曲線
由于制動(dòng)時(shí)前、后車(chē)輪同時(shí)抱死，對(duì)附著條件的利用、制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性均較為有利。在任何附著系數(shù)φ路面上，前、后車(chē)輪同時(shí)抱死附著力同時(shí)被充分利用的條件是：前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之和等于附著力，且前、后車(chē)輪制動(dòng)器制動(dòng)力分別等于各自的附著力，即
由上式得到，
由以上兩式得，
將上式繪制成以Fμ1為橫坐標(biāo)，F(xiàn)μ2為縱坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱為I曲線。
圖2.1
然而，對(duì)于目前大多數(shù)兩軸汽車(chē)，其前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值為一定值，常用前制動(dòng)器制動(dòng)力Fμ1與汽車(chē)總制動(dòng)器制動(dòng)力Fμ之比來(lái)表明實(shí)際制動(dòng)力分配的比例，稱為制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)β，即 （式6）
在I曲線的坐標(biāo)中，該關(guān)系表示成一條直線，此直線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，且其斜率為（式7），這條直線稱為實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱β線。β線與I線的交點(diǎn)處的附著系數(shù)稱為同步附著系數(shù)φ0。（式8）
由分析可得到，當(dāng)φ<φ0時(shí)，β線位于I曲線的下方，制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死。
當(dāng)φ=φ0時(shí)，制動(dòng)時(shí)前、后輪將同時(shí)抱死
當(dāng)φ>φ0時(shí)，β線位于I曲線的上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死。
同步附著系數(shù)φ0是由汽車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的、反映汽車(chē)制動(dòng)性能的一個(gè)參數(shù)。
直到20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)的道路條件還不是很好，汽車(chē)的行駛速度也不是很高，后輪抱死側(cè)滑的后果也并不顯得像前輪抱死而喪失轉(zhuǎn)向能力的后果那樣嚴(yán)重，因此，往往將φ0值定得較低，即處于常用附著系數(shù)范圍的中間偏低區(qū)段。而現(xiàn)代的道路條件大為改善，汽車(chē)行駛速度也大為提高，因而汽車(chē)因制動(dòng)時(shí)后輪先抱死的后果十分嚴(yán)重。由于車(chē)速高，它不僅會(huì)引起側(cè)滑甩尾甚至?xí)l(fā)生掉頭而喪失轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性，因此后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的，所以各類(lèi)轎車(chē)和一般載貨汽車(chē)的φ0值均有增大的趨勢(shì)。國(guó)外有的文獻(xiàn)推薦滿載時(shí)的同步附著系數(shù)：轎車(chē)取φ0≥0.6；貨車(chē)取φ0≥0.5為宜。在條件允許的情況下應(yīng)取大些，這樣制動(dòng)穩(wěn)定性好。
2.3.2利用附著系數(shù)φi與制動(dòng)強(qiáng)度z的關(guān)系
利用附著系數(shù)就是在某一制動(dòng)強(qiáng)度z下，不發(fā)生任何車(chē)輪抱死所要求的最小路面附著系數(shù)φi，其定義為（式9）。
其中，F(xiàn)Xbi為對(duì)應(yīng)于制動(dòng)強(qiáng)度z，汽車(chē)對(duì)第i軸產(chǎn)生的地面制動(dòng)力；FZi為制動(dòng)強(qiáng)度為z時(shí)，地面對(duì)第i軸的法向反力；φi為第i軸對(duì)應(yīng)于制動(dòng)強(qiáng)度z的利用附著系數(shù)。
前軸利用附著系數(shù)φf(shuō)可按下式求得。
（式10）
后軸利用附著φr可按下式求得。
（式11）
圖2.2
2.3.3制動(dòng)效率
制動(dòng)效率E定義為車(chē)輪不抱死的最大制動(dòng)減速度與車(chē)輪和地面間摩擦因數(shù)之比值。亦即車(chē)輪將要抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度z與利用附著系數(shù)φi。
汽車(chē)的前軸車(chē)輪制動(dòng)效率為（式12）
汽車(chē)的后軸車(chē)輪制動(dòng)效率為（式13）
圖2.3
顯然，利用附著系數(shù)φi愈接近制動(dòng)強(qiáng)度z，即φi的值越小，或比值z(mì)/φi（即制動(dòng)效率）愈大，則路面的附著條件就發(fā)揮得愈充分，汽車(chē)制動(dòng)力分配的合理程度也就愈高。通常以利用附著系數(shù)φi與制動(dòng)強(qiáng)度z的關(guān)系曲線或制動(dòng)效率曲線來(lái)描述汽車(chē)制動(dòng)力分配的合理性。最理想的情況是利用附著系數(shù)φi總等于制動(dòng)強(qiáng)度z這一關(guān)系。例如，具有理想制動(dòng)力分配的汽車(chē)，其利用附著系數(shù)φi與制動(dòng)強(qiáng)度z滿足φf(shuō)=φb=z。
由圖2.1可知，較大的φ0可以使汽車(chē)在大多數(shù)的道路附著條件下不產(chǎn)生后輪先抱死進(jìn)而發(fā)生甩尾的情況。然而，并不是φ0取得越大越好，因?yàn)閳D2.1還告訴我們，φ0越大（交點(diǎn)越遠(yuǎn)），則在常用的道路附著系數(shù)范圍內(nèi)，I曲線和β線間隔越大（可由式8、式7、式6可以得出φ0越大，β越大，β線的斜率越小，即表明附著效率較低。由于φ0增大造成的β的增大使得前、后軸的利用附著系數(shù)有著相反的變化趨勢(shì)，過(guò)大的β（即等效意味著過(guò)大的φ0）會(huì)使前、后軸的利用附著系數(shù)中總有一者過(guò)大，遠(yuǎn)大于制動(dòng)強(qiáng)度，制動(dòng)效能下降。
雖然從中看出β越大，φ0越大，然而，又由式10和式11得到過(guò)大的β會(huì)使前/后軸的利用附著系數(shù)增大，遠(yuǎn)大于制動(dòng)強(qiáng)度，制動(dòng)效能下降。
2.3.4.法規(guī)要求
歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(ECE)制定的ECE R-13制動(dòng)法規(guī)，它綜合地考慮了制動(dòng)穩(wěn)定性與制動(dòng)效能等因素，對(duì)汽車(chē)軸間制動(dòng)力分配提出了明確的要求，并已得到了世界各國(guó)的普遍認(rèn)同。我國(guó)GB 12676-1999附錄A<制動(dòng)力在車(chē)軸（橋）之間的分配及牽引車(chē)與掛車(chē)之間制動(dòng)協(xié)調(diào)性要求>即等效采用了其內(nèi)容。
另外，對(duì)車(chē)輛分類(lèi)的規(guī)定為（只摘取一部分）：
M類(lèi)：至少具有4個(gè)車(chē)輪，用于載客的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。M類(lèi)車(chē)輛分為M1、M2、M3、三種類(lèi)型車(chē)輛。其中，M1類(lèi)似用于載客的乘客座位（駕駛員座位除外）不超過(guò)8個(gè)的載客車(chē)輛。
本車(chē)屬于M3類(lèi)車(chē)輛，ECE R-13對(duì)M3類(lèi)車(chē)輛的規(guī)定為
（1） 制動(dòng)強(qiáng)度z=0.15～0.61之間，利用附著系數(shù)φ與制動(dòng)強(qiáng)度z滿足φ=(z+0.07)/0.85的關(guān)系。
（2） 當(dāng)z=0.1時(shí)，φ=0.2
當(dāng).z=0.61時(shí)，φ=0.8
（3） 在制動(dòng)強(qiáng)度z=0.15～0.3時(shí)，把φ= z+0.08和φ=z-0.08代入制動(dòng)力時(shí)，如果φ= z+0.08的制動(dòng)力大于代入φ=z-0.08的制動(dòng)力時(shí)，則有，當(dāng)z=0.15～0.3時(shí)，要滿足φ=z-0.08的關(guān)系，即z=0.15時(shí)，得φ=0.07，z=0.3時(shí)，得φ=0.22
可見(jiàn)，得到φ=z-0.08的直線如下圖
=0.3~0.61時(shí)，要滿足φ=(z-0.02)/0.74的關(guān)系，即z=0.3時(shí)，得φ=0.3
Z=0.61時(shí)，得φ=0.8，就可得到φ=(z-0.02)/0.74的一條直線，（見(jiàn)下圖）
把以上3條直線方程分別描繪在前，后地面制動(dòng)力關(guān)系圖上，就得到如下圖所示的實(shí)際制動(dòng)力分配線的限制范圍，也就是說(shuō)，利用附著系數(shù)φ=0.2~0.8范圍內(nèi)實(shí)際制動(dòng)力線應(yīng)在該曲線限制區(qū)域內(nèi)。
圖2.4 ECE法規(guī)對(duì)M3類(lèi)型車(chē)輛的制動(dòng)力分配
對(duì)于空載和滿載情況下分別對(duì)β在此法規(guī)限定下的許用范圍進(jìn)行求解，具體過(guò)程見(jiàn)程序，由ECE法規(guī)得到的相應(yīng)的制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)β和制動(dòng)強(qiáng)度z之間的關(guān)系如圖2.5。得到對(duì)于本車(chē)而言，β在ECE法規(guī)允許的條件下，其取值范圍為[0.6870,0.8647]
圖2.5
接著，我們由式確定許用的φ0的范圍。通過(guò)β和φ0的關(guān)系，我們可以求得在此β范圍對(duì)應(yīng)的同步附著系數(shù)φ0的值范圍。
綜上，其許用的滿載同步附著系數(shù)φ0范圍為[0.6 0.8]
綜合考慮同步附著系數(shù)φ0對(duì)于制動(dòng)穩(wěn)定性與制動(dòng)效率的影響，取滿載同步附著系數(shù)φ0=0.8，此時(shí)確定的β為0.7095，相應(yīng)的空載同步附著系數(shù)φ0=0.7158
在此系統(tǒng)中，當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)具有固定比值時(shí)，即能使實(shí)際制動(dòng)力分配曲線接近于理想制力分配曲線，滿足制動(dòng)法規(guī)的要求。
第三章 制動(dòng)器的計(jì)算
3.1 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
3.1.1，制動(dòng)鼓內(nèi)徑D
制動(dòng)鼓內(nèi)徑的選擇主要受輪輞直徑的限制，即制動(dòng)鼓的外徑與輪轂內(nèi)經(jīng)應(yīng)有一定的空間以便散熱。其間隙一般不小于20mm。另外，制動(dòng)鼓應(yīng)有足夠的厚度，以保持較好的剛度和較大的熱容量。以減小制動(dòng)時(shí)的溫升，降低熱衰退喝減小摩擦片的磨損。如鼓徑小，剛度就較好，有利于保護(hù)制動(dòng)鼓的加工精度和制動(dòng)力矩的穩(wěn)定。如鼓徑大，制動(dòng)時(shí)的散熱條件較差，而且輪輞受熱可能粘住內(nèi)胎。一般推薦值：轎車(chē)；0.64~0.74；貨車(chē)：0.70~0.83根據(jù)輪輞直徑為508mm取D=400mm時(shí)，D/Dr=0.78，符合推薦值。
3.1.2 摩擦片的寬度B和摩擦襯片包角θ
制動(dòng)鼓直徑D確定后，摩擦襯片的寬度b和包角便決定了襯片的摩擦面積Ap，因?yàn)椋篈p=Rbθ，所以，制動(dòng)器各蹄襯片總的摩擦面積Ap愈大，則制動(dòng)時(shí)所受單位面積的正壓力（一般簡(jiǎn)稱單位壓力）和能量負(fù)荷愈小，從而磨損特性愈好。但個(gè)車(chē)輪鼓式制動(dòng)器總的襯片摩擦面積隨汽車(chē)總質(zhì)量而增加。
試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角θ=90°~100°時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度最低，且制動(dòng)效能最高。θ再減小雖然有利于散熱，但單位壓力過(guò)高將加速磨損。實(shí)際上包角兩端處單位壓力最小，因此過(guò)分延伸襯片的兩端以加大包角，對(duì)減小單位壓力的作用并不大，而且將使制動(dòng)作用不平衡，容易使制動(dòng)器發(fā)生自鎖，故包角θ一般不宜大于120°。本次設(shè)計(jì)θ取為100°
將θ=100°，D=400mm。Ap=1000mm2 代入b=2Ap/Dθ得，b=131.53mm，取整后選b=135mm。滿足QC/T309-1999中的寬度系列標(biāo)準(zhǔn)。
3.1.3 摩擦片與制動(dòng)鼓之間的摩擦系數(shù)
在常溫下技術(shù)條件要求摩擦片的摩擦系數(shù)一般為0.42~0.45，而在計(jì)算時(shí)一般取=0.3.這是因?yàn)樵跍囟壬邥r(shí)會(huì)降低，另外考慮計(jì)算時(shí)，未考慮摩擦副的效率。
表3—1 襯片摩擦面積
汽車(chē)類(lèi)別
汽車(chē)總質(zhì)量
ma／t
單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積
Ap／cm2
轎車(chē)
0．9-1．5
1．5～2．5
100--200
200--300
貨車(chē)及客車(chē)
1．0--1．5
1．5--2．5
2．5～3．5
3．5--7．0
7．0--12．0
12．0--17．0
120--200
150--250
(多為150--200)
250--400
300--650
550--1000
600--1500
多為600~1200
3.2 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)形式
1．制動(dòng)鼓
制動(dòng)鼓應(yīng)具有高的剛性喝大的熱容量，在制動(dòng)時(shí)保證制動(dòng)溫度不會(huì)過(guò)高，制動(dòng)鼓的材料與摩擦襯片的材料應(yīng)能匹配，能保證具有較高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。中重型貨車(chē)多采用灰鑄鐵HT200或HT250。
制動(dòng)鼓壁厚的選取主要從剛度和強(qiáng)度方面考慮的。壁厚取大些有助于怎增大熱容量。但受到輪輞的限制比后不能太打，一般不超過(guò)18mm，制動(dòng)鼓在閉口一側(cè)可開(kāi)小口，可用于檢查制動(dòng)器制動(dòng)間隙
2．制動(dòng)蹄
中重型貨車(chē)的制動(dòng)蹄多采用鑄鐵或厚板沖壓焊接。制動(dòng)蹄斷面形狀應(yīng)能保證其剛獨(dú)好，斷面有工字型。山字形和H字型幾種。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，約為5-8mm摩擦襯片的厚度多在8mm以上，襯片可以鉚接在制動(dòng)蹄上。
3．制動(dòng)底板
制動(dòng)底板式除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器給零件的安裝基體，應(yīng)保證個(gè)安裝零件相互間的正確位置。制動(dòng)底板承受制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩。故應(yīng)具有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓而成的制動(dòng)底板都具有凹凸起伏的形狀。重型汽車(chē)則采用可鍛鑄鐵KTH370-12的制動(dòng)底座以代替鋼板沖壓的制動(dòng)底板。剛度不足會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩小，踏板行程加大，襯片磨損不均勻。
4．支撐
制動(dòng)蹄的支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支撐銷(xiāo)一般由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。
5．凸輪式張開(kāi)機(jī)構(gòu)
凸輪式張開(kāi)機(jī)構(gòu)的凸輪是由45號(hào)鋼模鍛成一體的毛胚鑄造而成，在精加工后經(jīng)高頻淬火處理。凸輪軸由模鍛鐵或者球墨鑄鐵的支架支撐，而支架則用螺栓或鉚釘固定在制動(dòng)底板上。為了提高機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，制動(dòng)時(shí)凸輪經(jīng)過(guò)滾輪推動(dòng)制動(dòng)蹄張開(kāi)。滾輪由45號(hào)鋼制造，高頻淬火。
6．制動(dòng)間隙的調(diào)整方法及間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)
制動(dòng)鼓與摩擦襯片間在未制動(dòng)時(shí)應(yīng)有間隙，以保證制動(dòng)鼓能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一般鼓式制動(dòng)器的間隙為0.2-0.5mm；此間隙的存在會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)踏板的行程損失，因而間隙量要盡量的小，因?yàn)殡S著制動(dòng)器的磨損。制動(dòng)器的制動(dòng)間隙將會(huì)越來(lái)越大，因此制動(dòng)器必須有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。
采用凸輪張開(kāi)裝置的鼓式制動(dòng)器的間隙調(diào)整，可以通過(guò)調(diào)整與制動(dòng)凸輪相配合的制動(dòng)調(diào)整臂內(nèi)的渦輪，蝸桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)整臂是由制動(dòng)氣室來(lái)推動(dòng)的。
7. 摩擦片與制動(dòng)鼓之間的摩擦系數(shù)
在常溫下技術(shù)條件要求摩擦片的摩擦系數(shù)
一般為0.42~0.45，而在計(jì)算時(shí)一般取=0.3.這是因?yàn)樵跍囟壬邥r(shí)會(huì)降低，另外考慮計(jì)算時(shí)，未考慮摩擦副的效率
3.3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算
一.同步附著系數(shù)的選擇
同步附著系數(shù)是共設(shè)計(jì)是確定前，后軸制動(dòng)力分配比例的一種路面附著系數(shù)。在這種路面上，汽車(chē)前后輪產(chǎn)生的制動(dòng)力矩恰好等于路面的附著力矩，此時(shí)的汽車(chē)制動(dòng)效果最好。如何選擇，是采用恒定前后制動(dòng)力分配比的汽車(chē)制動(dòng)系設(shè)計(jì)中的一個(gè)比較重要的問(wèn)題。在汽車(chē)總重和重心位置已經(jīng)確定的前提下，的選擇就決定了前后制動(dòng)力的分配比。
影響同步附著系數(shù)的因素很多。首先，所選的應(yīng)使得在常用路面上，附著重量的利用程度較高。具體而言：（1）在較好的路面上行駛，則選的值可以較高些；反之取得較低些。（2）從緊急制動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，值宜取高些。（3）若常在山區(qū)行駛的汽車(chē)，值宜取低些。今些年來(lái)為了防止出現(xiàn)后輪抱死，汽車(chē)出現(xiàn)危險(xiǎn)的側(cè)滑情況，值的選擇有越來(lái)越大的趨勢(shì)。按一般經(jīng)驗(yàn)推薦：
轎車(chē)：0.65-0.80
輕型客車(chē)，輕型貨車(chē)：0.55-0.70
大型客車(chē)及中重型貨車(chē)0.45-0.65
初步選取值=0.45-0.65
制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)范圍的確定
想根據(jù)制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)的定義：
F1——前制動(dòng)器制動(dòng)力； F——總的汽車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)力；F2-——后制動(dòng)器制動(dòng)力
F=F1+F2, F2=(1-)F
如果汽車(chē)在同步附著系數(shù)為的路面上制動(dòng)，這時(shí)候前后輪將同時(shí)抱死，既：F=X==Ga,
為車(chē)總的同步附著力，這樣可得到：= =,
地面對(duì)前輪的法向反力地面對(duì)后輪的法向反力 前輪制動(dòng)力矩 后輪制動(dòng)力矩
求解方程組
得到；
b是車(chē)重心到后軸的距離 b==1892.4mm
將其結(jié)果代入公式（3），就得到了在045-0.65范圍內(nèi)的制動(dòng)力分配系數(shù)的范圍：0.424-0.467將其代入公式（2）得到前軸制動(dòng)力距與后軸制動(dòng)力矩比值范圍：
0.736-0.876
（三）確定前，后軸最大附著力矩
根據(jù)公式，前后軸的附著力矩按下列式子計(jì)算：
前軸附著力矩：
后軸附著力矩v
式中. 前后軸制動(dòng)附著力矩
Hg質(zhì)心高度，此處Hg=1 m
=0.1-0.8；Rr 車(chē)輪滾動(dòng)半徑，此處Rr=0.509m按照最好的路面所能提供的路面附著系數(shù)是0.7來(lái)計(jì)算，得到前后軸所能得到的最大附著力矩：Mf= 26986.45N.m =29474.98N.m
(四) 確定前后軸制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩
取=0.7時(shí)的前軸附著力矩為前軸最大止制動(dòng)力矩：
Mf=M1= 26986.446N.m
后軸最大制動(dòng)力矩：
Mr=M2=Mf/(0.736~0.876)=30806.4-36666.4N.m。
（五）效能因素的計(jì)算
領(lǐng)蹄：=1.1646
式中：
==1.465
=
= =
=
從蹄：=0.4845
式中：=1.465
=0.7571
=1.1701
整體制動(dòng)器的效能因素：
=|+=1.1646+1.6491
效能因素與摩擦片摩擦系數(shù)關(guān)系曲線如下
（六）制動(dòng)凸輪施加于蹄齒的作用力P的計(jì)算
前制動(dòng)器：
前軸最大制動(dòng)力矩（=0.7）
Mf=(G1+0.7GxHg/L)x0.7Rr=26986.446N.m
一個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)力矩=Mf/2=13493.223N.m
領(lǐng)蹄：==28965.36N
從蹄：==69638.85N
后制動(dòng)器Mr= Mf/（0.736-0.876）=30806.4-36666.4N.m
領(lǐng)蹄：==33065.3-39355.1N
從蹄：==79479.94-94598.6N
（七）所需制動(dòng)凸輪扭矩的計(jì)算
凸輪扭矩公式：==1222.056N.m
式中
（八）制動(dòng)調(diào)整臂長(zhǎng)度的確定
前制動(dòng)：
=0.121m 取11.7cm
后制動(dòng)器：=0.120-0.151m
取=12.5cm
3.4制動(dòng)器性能參數(shù)的驗(yàn)算
1 制動(dòng)器的制動(dòng)力矩
（1）前制動(dòng)器
凸輪扭矩
=637KPa0.0146 0.117m=1088.12N.m
=25792.72N
=62004.88N
=14015.74N.m
前軸兩輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩
=28031.48N.m
（2）后制動(dòng)器
凸輪扭矩=637KPa×0.0180×0.125m=1433.25N.m
=115644.86N
∵
∴=33973.55N
=81671.31N
=15826.84N.m
后輪兩輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩
=31635.69N.m
2 同步附著系數(shù)
前后附著力矩的比值=0.7592
=0.485
值在0.45~0.65內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求
3 制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離
最大減速度
——汽車(chē)總重
式中： W-汽車(chē)總重
-有效的總制動(dòng)力
G-重力加速度
< <時(shí)
≥ <時(shí)
< ≤時(shí)
≥ ≥時(shí)
制動(dòng)距離：
式中：-車(chē)速
-制動(dòng)踏板開(kāi)始移動(dòng)到產(chǎn)生減速度的時(shí)間（克服蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙）此處取=0.1s
-減速度產(chǎn)生至到達(dá)最大時(shí)的時(shí)間，此處取=0.4s
下圖為=0.7時(shí)汽車(chē)在不同的制動(dòng)氣壓下得到的制動(dòng)距離和制動(dòng)減速：
從上面的計(jì)算可以看出來(lái)：在=0.7時(shí)，在最大制動(dòng)氣壓637~813Kpa（6.5~8.3kgf/）的下限，即最大制動(dòng)氣壓為637Kpa下的制動(dòng)減速度Jmax（6.5）=6.77（）,在車(chē)速為30km/h時(shí)的制動(dòng)距離S（6.5）=8.06（m），達(dá)到了制動(dòng)距離不大于10m的設(shè)計(jì)要求。
4，磨損性計(jì)算
（1）單位摩擦片所承擔(dān)的車(chē)重
前制動(dòng)器摩擦面積：=0.2262
前制動(dòng)器摩擦面積的車(chē)重=23.330
后制動(dòng)器摩擦面積：=0.3351
后制動(dòng)器摩擦面積的車(chē)重=31.830
總制動(dòng)器摩擦面積：=0.5613
后制動(dòng)器摩擦面積的車(chē)重=31.830在16~35范圍內(nèi)，合格
（2）摩擦片單位壓力
前輪平均單位壓力：=1700KPa
前輪摩擦片最大單位壓力=2141KPa
后輪平均單位壓力：=1574KPa
后輪摩擦片最大單位壓力=1904KPa
相關(guān)法規(guī)規(guī)定，如領(lǐng)從蹄摩擦片的包角相同，則領(lǐng)從蹄的值一般在1.8~2.5的范圍內(nèi)，即為合格，所以本設(shè)計(jì)的摩擦片合格。
3.5 制動(dòng)器工藝性分析
在設(shè)計(jì)中我們還應(yīng)該注意零件的結(jié)構(gòu)公益性要求。所謂結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，零部件在滿足使用要求的前提下，制造，維修的可行性和經(jīng)濟(jì)性。其中包括毛胚制作，熱處理，機(jī)械加工，裝配和修理的結(jié)構(gòu)工藝性。結(jié)構(gòu)工藝是隨著生產(chǎn)類(lèi)型和生產(chǎn)條件的不同，以及機(jī)械工業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展而變化的。
（一） 設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)工藝性概述
1，零件結(jié)構(gòu)的機(jī)械加工工藝性
設(shè)計(jì)中，零件的螺紋，中心孔，彈簧，螺栓等的結(jié)構(gòu)尺寸，都是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定的。另外，由于制動(dòng)鼓，制動(dòng)底板都是自行設(shè)計(jì)的，所以通用性差，造成制造成本升高，故應(yīng)盡量采用外購(gòu)件 以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，降低成本。
2 零件結(jié)構(gòu)尺寸和加工精度的確定
因?yàn)榱慵Y(jié)構(gòu)尺寸及其標(biāo)注方法對(duì)產(chǎn)品的使用性能和加工難易程度有很大的影響，故其零件尺寸及其公差盡量符合國(guó)家保準(zhǔn)，尺寸標(biāo)注除考慮國(guó)家保準(zhǔn)外，還考慮了零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和加工工藝性要求，盡量使零件的加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。盡量使設(shè)計(jì)尺寸都能順順序地作為工序尺寸，這樣以保證尺寸精度；盡量使定位基準(zhǔn)和調(diào)整基準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，使加工誤差減少，刀具調(diào)整方便，盡量從實(shí)際存在的和宜測(cè)量的表面標(biāo)注尺寸。
（二） 制動(dòng)器的裝配及調(diào)整說(shuō)明
1 裝配
（1）汽車(chē)后輪制動(dòng)器的裝配應(yīng)按制動(dòng)器各總成圖裝配圖中所闡述的要求進(jìn)行。
（2）送交裝配的摩擦片和制動(dòng)鼓的表面不應(yīng)沾有油污。
（3）當(dāng)蹄片裝到軸上時(shí)，蹄片軸的工作表面應(yīng)涂上一層2號(hào)汽車(chē)通用鋰基脂，多余的油脂應(yīng)除掉。
（4）選取一套凸輪調(diào)整墊片，使其裝入后，保證凸輪能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且軸向間隙不大于1mm。
2 調(diào)整
調(diào)整的順序：
（1）擰松：螺母——緊固蹄片軸用；
（2）擰松：螺母——緊固前制動(dòng)凸輪支架與前制動(dòng)盤(pán)的螺栓用；
螺母———緊固后制動(dòng)凸輪與支承座后制動(dòng)盤(pán)的螺栓用；
螺栓——緊固后制動(dòng)凸輪支承座與后橋殼用；
（3）用壓縮空氣通入制動(dòng)氣室，如果沒(méi)有壓縮空氣則應(yīng)首先脫開(kāi)制動(dòng)氣室推桿，用于轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪調(diào)整臂使蹄片張開(kāi)。
（4）用旋轉(zhuǎn)蹄片軸的方法使制動(dòng)鼓與摩擦片之間在蹄片的兩端粘緊或行程相同的可能的最小間隙，間隙應(yīng)用量規(guī)校驗(yàn)；
（5）在調(diào)整好的位置，當(dāng)蹄片壓于制動(dòng)鼓時(shí)
應(yīng)擰緊：螺母——緊固蹄片軸用；
螺母——緊固后制動(dòng)凸輪與支承座后制動(dòng)盤(pán)的螺栓用
螺母——緊固后制動(dòng)凸輪支承座與后橋殼用；
此時(shí)，凸輪應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)而無(wú)阻滯現(xiàn)象。
（6）調(diào)整制動(dòng)鼓與摩擦片的間隙
使蹄片軸端保持在0.3mm左右，有凸輪的一端不小于0.5mm
（7）調(diào)整以后，制動(dòng)鼓應(yīng)能均勻而自由的旋轉(zhuǎn)而不觸及摩擦片
（8）放