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1、制動(dòng)系設(shè)計(jì)制動(dòng)系設(shè)計(jì)（盤式制動(dòng)器）（盤式制動(dòng)器）目目錄錄 第一章 緒論.1 1.1 制動(dòng)系統(tǒng)的簡介.1 1.2 制動(dòng)系統(tǒng)的一般工作原理.2 1.3 制動(dòng)系統(tǒng)的分類.4 1.3.1 按制動(dòng)系統(tǒng)的作用分類.4 1.3.2 按制動(dòng)系統(tǒng)的操縱能源分類.4 1.3.3 按制動(dòng)能量的傳輸方式分類.5 1.4 制動(dòng)系統(tǒng)的重要性.5第二章 制動(dòng)器的類型及選擇.6 2.1 盤式制動(dòng)器.6 2.1.1 固定鉗式盤式制動(dòng)器.8 2.1.2 浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器.8第三章 制動(dòng)系的主要相關(guān)參數(shù)及其選擇.113.1 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性.113.2 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)的相關(guān)計(jì)算.123.3 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率

2、的計(jì)算.143.4 制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩的確定.153.5 制動(dòng)器因數(shù)的選擇.163.6 應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩.17 3.6.1 應(yīng)急制動(dòng)的制動(dòng)力矩.17 3.6.2 駐車制動(dòng)的制動(dòng)力矩.171第 4 章 盤式制動(dòng)器的主要參數(shù).194.1 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖.194.2 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定.194.3 制動(dòng)盤與襯塊之間的間隙自動(dòng)調(diào)整.21 4.4 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算.22 4.5 摩擦襯塊的磨損特性的校核.25第五章 制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算.28 5.1 制動(dòng)缸液壓傳動(dòng)裝置的工作原理 .28 5.2 液壓伺服制動(dòng)系的類型及選擇.29 5.3 制動(dòng)管路的分

3、路系統(tǒng).31 5.4 選擇液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn).32 5.5 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算.33 5.5.1 制動(dòng)輪缸直徑及工作容積的確定.33Wd 5.5.2 制動(dòng)主缸的形式及選擇.34 5.5.3 制動(dòng)主缸直徑和工作容積的確定.34 5.5.4 制動(dòng)踏板力的確定.35 5.5.5 制動(dòng)踏板行程的確定.36參考文獻(xiàn).381第 1 章 緒論汽車制動(dòng)系是用于行駛中的汽車減速或停車，是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（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。汽車的制動(dòng)系統(tǒng)至少要有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)器和駐車制動(dòng)器；重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)裝置及輔助制動(dòng)裝置；牽

4、引汽車還應(yīng)有自動(dòng)制動(dòng)裝置。對汽車起到制動(dòng)作用的是作用在汽車上，其方向與汽車行駛方向相反的力。作用在行駛汽車上的滾動(dòng)阻力、上坡阻力、空氣阻力都能對汽車起制動(dòng)作用，但這些外力的大小都是隨機(jī)的、不可控制的。因此在汽車上必須有一種專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等的情況，使外界（主要是路面）對汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，對汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)。這種可控制的對汽車進(jìn)行制動(dòng)的外力稱為制動(dòng)力，相應(yīng)的一系列裝置稱為制動(dòng)系統(tǒng)。1.11.1 制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)的簡介簡介制動(dòng)系統(tǒng)是由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的。制動(dòng)器是指產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢的力（制動(dòng)力）的部件。其中也包括輔助制動(dòng)系統(tǒng)中的

5、緩速系統(tǒng)。制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括功能供給裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)力調(diào)節(jié)及報(bào)警裝置、壓力保護(hù)裝置等附加裝置。功能裝置供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量并改善傳能介質(zhì)狀態(tài)。其中，產(chǎn)生制動(dòng)能量的部分稱為制動(dòng)能源。人的肌體亦可為制動(dòng)能源。制動(dòng)系統(tǒng)的簡單示意圖如下：2 圖 1-1 制動(dòng)系統(tǒng)簡單示意圖1.21.2 制動(dòng)系統(tǒng)的一般工作原理制動(dòng)系統(tǒng)的一般工作原理 制動(dòng)系統(tǒng)的一般工作原理是，利用與車身(或車架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車輪(或傳動(dòng)軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢。 簡單的剎車路線如下所示：圖 1-2 剎車系統(tǒng)原理可用如圖 1-3 所示的一種簡單的液壓制動(dòng)系統(tǒng)示意圖來說明制動(dòng)系統(tǒng)的工作

6、原理。3圖 1-3 制動(dòng)系統(tǒng)工作原理示意圖 1.制動(dòng)踏板 2.推桿 3.主缸活塞 4.制動(dòng)主缸 5.油管 6.制動(dòng)輪缸 7.輪缸活塞 8.制動(dòng)鼓 9.摩擦片 10.制動(dòng)蹄 11.制動(dòng)底板 12.支承銷 13.制動(dòng)蹄回位彈簧一個(gè)以內(nèi)圓面為工作表面的金屬制動(dòng)鼓固定在車輪輪轂上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。在固定不動(dòng)的制動(dòng)底板上，有兩個(gè)支承銷，支撐著兩個(gè)弧形制動(dòng)蹄的下端。制動(dòng)蹄的外圓面上裝有摩擦片。制動(dòng)底板上還裝有液壓制動(dòng)輪缸，用油管 5 與裝在車架上的液壓制動(dòng)主缸相連通。主缸中的活塞 3 可由駕駛員通過制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)來操縱。 要使行駛中的汽車減速，駕駛員踏下制動(dòng)踏板 1，通過推桿 2 推動(dòng)主缸活塞3，使制動(dòng)主缸

7、 4 內(nèi)的油壓升高，推動(dòng)液壓油通過油管 5 使得制動(dòng)輪缸 6 中的油壓升高，推動(dòng)制動(dòng)輪缸活塞 7 在油壓的作用下將制動(dòng)蹄 10 壓向制動(dòng)鼓，靠制動(dòng)蹄 10 上的摩擦片 9 與制動(dòng)鼓 8 產(chǎn)生摩擦力矩，這樣就使不旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄對旋M轉(zhuǎn)的制動(dòng)鼓產(chǎn)生一個(gè)反向的制動(dòng)力矩，制動(dòng)鼓將該力矩傳到車輪后，由于車M輪與路面間由附著作用，車輪對路面作用一個(gè)向前的周緣力,同時(shí)路面對車輪F有一個(gè)向后的反作用力，即制動(dòng)力。制動(dòng)力由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車身，BFBF產(chǎn)生一個(gè)減速度。制動(dòng)力越大，則汽車的減速度越大，制動(dòng)時(shí)間和距離越短。當(dāng)放開制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)蹄回位彈簧 13 即將制動(dòng)蹄拉回原位，摩擦力矩和制動(dòng)M力消失，制動(dòng)作用

8、即行消失。BF顯然，阻礙汽車運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力不僅取決于制動(dòng)力矩,還取決于輪胎和路BFM面間的附著條件。如果完全喪失附著，則這種制動(dòng)系統(tǒng)不可能產(chǎn)生制動(dòng)汽車的效果。41.31.3 制動(dòng)系統(tǒng)的分類制動(dòng)系統(tǒng)的分類1.3.11.3.1 按制動(dòng)系統(tǒng)的作用分類按制動(dòng)系統(tǒng)的作用分類制動(dòng)系統(tǒng)可分為駐車制動(dòng)系統(tǒng)、行車制動(dòng)系統(tǒng)、輔助制動(dòng)系統(tǒng)及應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)等。用以使已停駛的汽車駐留原地不動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)則稱為駐車制動(dòng)系統(tǒng)；用以使行駛中的汽車降低速度甚至停車的制動(dòng)系統(tǒng)稱為行車制動(dòng)系統(tǒng)；在行車制動(dòng)系統(tǒng)失效的情況下，保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的制動(dòng)系統(tǒng)稱為應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)；圖 14 汽車制動(dòng)系的基本部件在行車過程中，輔助行車制動(dòng)系統(tǒng)降

9、低車速或保持車速穩(wěn)定，但不能將車輛緊急制停時(shí)的制動(dòng)系統(tǒng)稱為輔助制動(dòng)系統(tǒng)。上述各制動(dòng)系統(tǒng)中，行車制動(dòng)系統(tǒng)和駐車制動(dòng)系統(tǒng)是每一輛汽車都必須具備的。 1.3.2 按制動(dòng)系統(tǒng)的操縱能源分類 制動(dòng)系統(tǒng)可分為人力制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)和伺服制動(dòng)系統(tǒng)等。以駕駛員的肌體作為唯一制動(dòng)能源的制動(dòng)系統(tǒng)稱為人力制動(dòng)系統(tǒng)；完全靠發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進(jìn)行制動(dòng)的系統(tǒng)稱為動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)；兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)稱為伺服制動(dòng)系統(tǒng)或助力制動(dòng)系統(tǒng)。 1.3.3 按制動(dòng)能量的傳輸方式 分類 制動(dòng)系統(tǒng)可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式、電磁式等。同時(shí)采用兩種以上傳5能方式的制動(dòng)系稱為組合式制動(dòng)系統(tǒng)。 1.

10、.4 4 制動(dòng)系統(tǒng)的重要性制動(dòng)系統(tǒng)的重要性汽車作為陸地上的現(xiàn)代重要交通工具，有許多保證其使用性能的大部件，即所謂“總成”組成，制動(dòng)系就是其中一個(gè)重要的總成。它既可以使行駛中的汽車減速，又可以保證停車后的汽車駐留原地不動(dòng)。由此可見汽車制動(dòng)系對于汽車行駛的安全性和停車的可靠性起著重要的保證作用。當(dāng)今，隨著高速公路網(wǎng)的不斷擴(kuò)展、汽車車速的提高以及車流密度的增大，汽車制動(dòng)系的工作可靠性顯得日益重要。因?yàn)橹挥兄苿?dòng)性能良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮出其高速行駛的動(dòng)力性能并保證行駛的安全性。由此可見，對汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算也就顯得非常重要了。第 2 章 制動(dòng)器的類型及選擇 汽車制動(dòng)器幾乎均

11、為利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作面間的摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩使汽車減速或停車。即摩擦式的。但用于山區(qū)行駛的汽車上的輔助制動(dòng)裝置，則是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)或電渦流制動(dòng)等緩速措施，對下坡的汽車進(jìn)行減緩或穩(wěn)6定車速的。汽車制動(dòng)器按其在汽車上的位置分為中央制動(dòng)器和車輪制動(dòng)器。前者是安裝在傳動(dòng)系的某個(gè)軸上，例如裝在變速器或分動(dòng)器的第二軸的后端或傳動(dòng)軸的前端，并用手操縱桿進(jìn)行操縱，故又稱為手制動(dòng)；后者安裝在車輪處，并采用腳踩制動(dòng)踏板進(jìn)行操作，故又稱為腳制動(dòng)。摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的不同又可分為鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如下： 圖 2-1 盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器 本次設(shè)計(jì)車型為中檔轎車，

12、全部車輪選擇盤式制動(dòng)器，下面對其進(jìn)行介紹和計(jì)算。2.1 盤式制動(dòng)器按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動(dòng)器分為鉗盤式和全盤式兩類。盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如右圖所示： 圖 2-2 盤式制動(dòng)器安裝結(jié)構(gòu)7鉗盤式制動(dòng)器 (圖 23)的固定摩擦元件是制動(dòng)塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗中。制動(dòng)襯塊與制動(dòng)盤接觸面很小，在盤上所占的中心角一般僅，故這種盤式制動(dòng)器又稱為點(diǎn)盤式制動(dòng)3050器。a) 固定鉗式 b) 滑動(dòng)鉗式 c) 擺動(dòng)鉗式圖 2-3 盤式制動(dòng)器的分類全盤式制動(dòng)器中摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤形，制動(dòng)時(shí)各盤摩擦表面全部接觸，作用原理如同離合器，故又稱離合器式制動(dòng)器。全盤式中用得較多的

13、是多片全盤式制動(dòng)器。多片全盤式制動(dòng)器既可用作車輪制動(dòng)器，也可用作緩行器。鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)不同，可以分為 固定鉗式盤式制動(dòng)器 和浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器 。而浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器分為滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗式。2.1.12.1.1 固定鉗式盤式制動(dòng)器固定鉗式盤式制動(dòng)器如圖 2-3a 所示，制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤兩側(cè)均有液壓缸。制動(dòng)時(shí)僅兩側(cè)液壓缸中的制動(dòng)塊向盤面移動(dòng)。這種形式也稱為對置活塞式或浮動(dòng)活塞式。2 2. .1 1. .2 2 浮浮動(dòng)動(dòng)鉗鉗式式盤盤式式制制動(dòng)動(dòng)器器浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的，其浮動(dòng)方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可以作平行滑動(dòng)，另一種的制動(dòng)鉗體可繞一支撐銷擺動(dòng)。故有滑動(dòng)鉗式盤式

14、制動(dòng)器和擺動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器之分，如圖 2-4 所示。8圖 2-4 浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器工作原理（a）滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器 （b）擺動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器1制動(dòng)盤；2制動(dòng)鉗體；3制動(dòng)塊總成；4帶磨損警報(bào)裝置的制動(dòng)塊總成；5活塞；6制動(dòng)鉗支架；7導(dǎo)向銷（1）滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器 如圖 2-3b 所示，制動(dòng)鉗可以相對于制動(dòng)盤做軸向滑動(dòng)，其中只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動(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，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)盤的另一側(cè)，直到兩制動(dòng)塊受力均等為止。(2)擺動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器 如圖 2-3c 所示，它也是單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)，制動(dòng)鉗體與固定于車

15、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)盤垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。顯然，制動(dòng)塊不可能全面均勻地磨損。為此，有必要將襯塊預(yù)先做成楔形 (摩擦面對背面的傾斜角為6左右)。在使用過程中，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。固定鉗式的優(yōu)點(diǎn)有：除活塞和制動(dòng)塊以外無其它滑動(dòng)件，易于保證鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動(dòng)輪缸相差不多；容易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；很能適應(yīng)不同回路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求(可采用三液壓缸或四液壓缸結(jié)構(gòu))。固定鉗式的缺點(diǎn)有：至少有兩個(gè)液壓缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管來連通，這一方面使制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸增大，增加了在

16、汽車上的布置難度，另一方面增加了受熱機(jī)會(huì)，使制動(dòng)液溫度過高而汽化；固定鉗式制動(dòng)器要兼作駐車制動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗，或是采用的盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器。輔助制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)比較簡單、摩擦襯塊面積小。盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器中，鼓式制9動(dòng)器直徑尺寸較小，常采用雙向增力式鼓式制動(dòng)器。與輔助制動(dòng)鉗式比較，它能產(chǎn)生可靠的駐車制動(dòng)力矩。浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)有：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能更進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動(dòng)盤的油道或油管，加之液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化可能性??；成本低；浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼用于駐車制動(dòng)。制動(dòng)鉗的安裝位置可以在車軸之前或之后。制動(dòng)鉗位于軸后能使制

17、動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷 F 減??；制動(dòng)鉗位于軸前，則可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥污。與鼓式制動(dòng)器比較，盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：1)熱穩(wěn)定性好。原因是一般無自行增力作用，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)盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機(jī)械衰退問題。因此，前輪采用盤式制動(dòng)器，汽車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。2)水穩(wěn)定性好。制動(dòng)塊對盤的單位壓力高，易于將水?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盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)

18、。3)制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。4)易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。5)尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好。6)壓力在制動(dòng)襯塊上分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。7)更換襯塊工作簡單容易。8)襯塊與制動(dòng)盤之間的間隙小，這就縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)0.050.15mm間。9)易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是：1)難以完全防止塵污和銹蝕 (封閉的多片全盤式制動(dòng)器除外 )。2)兼作，駐車制動(dòng)器時(shí)，所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。3)在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須裝用助力器。4)因?yàn)橐r塊工作面積小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。10盤式制動(dòng)器在轎車前輪上得到廣泛的應(yīng)用。盤式制動(dòng)器尤其是浮

19、動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器已十分廣泛地應(yīng)用于轎車的前輪。與后輪鼓式制動(dòng)器配合，也可使后輪制動(dòng)器較容易地附加駐車制動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兼作駐車制動(dòng)器之用。有些高性能的轎車的前后輪均采用了盤式制動(dòng)器，主要是為了保持制動(dòng)力分配的穩(wěn)定。盤式制動(dòng)器也開始應(yīng)用于某些不同等級的客車和載貨汽車上。有些重型載貨汽車采用多片全盤式制動(dòng)器以獲得較大的制動(dòng)力矩，但其制動(dòng)盤的冷卻條件差，溫升較大。第第 3 3 章章 制動(dòng)系的主要相關(guān)參數(shù)及其選擇制動(dòng)系的主要相關(guān)參數(shù)及其選擇在制動(dòng)器設(shè)計(jì)中需要預(yù)先給定的整車參數(shù)有：汽車軸距；汽車空載及滿載L時(shí)的總質(zhì)量， 、；空載時(shí)的軸荷分配，包括前軸負(fù)荷、，及后軸負(fù)荷,amam1G1G、；空載時(shí)的質(zhì)心位置

20、，包括質(zhì)心高度、，質(zhì)心距前軸距離、，2G2Gahah1L1L質(zhì)心距后軸的距離、；車輪滾動(dòng)半徑等，而對汽車制動(dòng)性能有重要影響的2L2Ler制動(dòng)系參數(shù)有：制動(dòng)力及其分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動(dòng)強(qiáng)度、附著系數(shù)利用率、最大制動(dòng)力矩和制動(dòng)器因數(shù)等。表 3-1 主要整車參數(shù)載荷項(xiàng)目名稱載荷項(xiàng)目名稱數(shù)值數(shù)值汽車總質(zhì)量am1922Kg整車整備質(zhì)量0m1547Kg裝載質(zhì)量em375Kg最高速度maxv200Km/h輪胎規(guī)格235/45R17空載時(shí)滿載時(shí)質(zhì)心高度gh520mm510mm質(zhì)心距后軸距離1L1736mm質(zhì)心距前軸距離2L1054mm113.13.1 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性制動(dòng)過程

21、中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)跑偏、后軸側(cè)滑或者前輪失去轉(zhuǎn)向能力而使汽車失去轉(zhuǎn)向能力而使汽車失去控制離開原來的行駛方向，甚至發(fā)生撞入對方車輛行駛軌道、下溝、滑下山坡的危險(xiǎn)情況。汽車的跑偏是制動(dòng)時(shí)自動(dòng)向左或向右偏駛的情況。由于左右車輪，特別是前軸左右車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力不相等；制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系在運(yùn)動(dòng)學(xué)上不協(xié)調(diào)。第一個(gè)是由于制造、調(diào)整誤差造成的；第二個(gè)是由于設(shè)計(jì)造成的，制動(dòng)時(shí)總是向左（或向右）一方跑偏。所以制動(dòng)器起的用非常重要。制動(dòng)時(shí)發(fā)生側(cè)滑，特別是后軸側(cè)滑，可能引起汽車的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能產(chǎn)生汽車掉頭現(xiàn)象。發(fā)生這種現(xiàn)象主要由于后軸車輪比前軸車輪先抱死拖滑，這種現(xiàn)象對于駕駛者來說非常危險(xiǎn)。如果前后軸的車輪同

22、時(shí)抱死或者前輪抱死后輪不抱死可以防止這種現(xiàn)象，但是前輪先抱死使汽車將失去轉(zhuǎn)向能力，這種現(xiàn)象也是導(dǎo)致交通事故的重要原因之一。3.23.2 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)的相關(guān)計(jì)算的相關(guān)計(jì)算制動(dòng)時(shí)作用在汽車上的力如下圖所示：圖 3-1 制動(dòng)時(shí)作用在汽車上的力其中：aG汽車重力；1BF前輪制動(dòng)力；2BF后輪制動(dòng)力；m汽車總質(zhì)量；jF作用在汽車重心上的慣性力（jbmaF ） ；2L重心距后輪中心距的距離；g重力加速度；1L重心距前輪中心線的距離；gh汽車的重心高度；12ba制動(dòng)減速度；選取空載時(shí)的同步附著系數(shù) 0=0.6則制動(dòng)力分配系數(shù)： （3-1）1112=FFFFF即： （3-2）0

23、g2=0.74hLL式中：-制動(dòng)力分配系數(shù) 為同步附著系數(shù)0 為汽車總的制動(dòng)器制動(dòng)力，；FN 為前制動(dòng)器制動(dòng)力，；1FN 為后制動(dòng)器制動(dòng)力 ，N； 2F 為汽車重心高度 ，mm ； gh 為汽車軸距 ，mm ； L 為質(zhì)心距前軸距離 ，mm ； 1L 為質(zhì)心距后軸距離 ，mm。 2L在目前大多數(shù)兩軸汽車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比值為一定值，并以前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總的制動(dòng)器制動(dòng)力之比來表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)1FF器制動(dòng)力分配系數(shù)。所以由式 3-2 可以反推出滿載時(shí)的同步附著系數(shù)0 （3-3）20g=0.9LLh為同步附著系數(shù)。它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所0決定的。對于前

24、、后制動(dòng)器制動(dòng)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)的路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死，當(dāng)汽車在不同值的0路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下 3 種情況。（1）當(dāng)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)0向能力；（2）當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車013失去方向穩(wěn)定性（3）當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定狀況，但也喪0失了轉(zhuǎn)向能力。為了防止汽車制動(dòng)時(shí)前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度為該車產(chǎn)生最高減速度。只有在的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。附著條件的利用0情

25、況可以用附著系數(shù)利用率來表示，定義為 （3-4）BFqG式中：汽車總的地面制動(dòng)力，；BFN 汽車所受重力，；GN 制動(dòng)強(qiáng)度。q3.33.3 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率的計(jì)算的計(jì)算經(jīng)查閱一些資料，顯示路面附著系數(shù)在左右，所以不妨設(shè)路面附著系0.7數(shù)為。 0.7空載時(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0，所以得B22FF （3-5）1B10gGLFLh制動(dòng)強(qiáng)度：,q ( 3-6 ),220g0.73()LqLh附著系數(shù)利用率, （3-7） ,220g1.04()LLh（1）滿載時(shí) ，可能得到的最大總制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，0即，所以B11FF

26、 （3-8）2B20gGLFLh14制動(dòng)強(qiáng)度：q （3-9）220g0.64()LqLh附著系數(shù)利用率： （3-10）220g0.92()LLh表 3-2：制動(dòng)力分配特性制動(dòng)力分配系數(shù)汽車軸距(mmL）質(zhì)心到后軸距離（2L）mm質(zhì)心高度hg(mm)同步附著系數(shù)0附著系數(shù)利用率制動(dòng)強(qiáng)度0.7q空載5200.60.960.73滿載0.74280017365100.90.920.643.43.4 制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩的確定的確定所以車輪有效半徑為：e14 25.4 155 0.65 2557.1mmr 輪輞半徑： 014 25.4355.6mmR 在本次設(shè)計(jì)的轎車，滿載時(shí)的總制動(dòng)

27、力矩大于空載時(shí)的總制動(dòng)力矩，所以在計(jì)算時(shí)只算出滿載時(shí)的最大總制動(dòng)力矩。對于轎車來說應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性能出發(fā)，來確定各軸的最大制動(dòng)力矩。根據(jù)汽車滿載在瀝青，混凝土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死拖滑，計(jì)算出前后輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩 （3-11）2max1ge=()GTLqhrL15其中為制動(dòng)強(qiáng)度，為車輪有效半徑，為后輪制動(dòng)力矩。qer2T在這里，,q=0.64e557.1mmr 2max1ge()=2355.91N m GTLqhrL（3-12）為前輪制動(dòng)力矩：1T （3-13）1max2max6705.28N m1TT3.53.5 制動(dòng)器因數(shù)制動(dòng)器因數(shù)選擇選擇是表示制動(dòng)器效能的參數(shù)，實(shí)質(zhì)是制

28、動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下BF所能輸出的力或力矩，用于不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器效能。制動(dòng)器因數(shù)可定義為在制動(dòng)盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 （3-14）TBFPR式中：制動(dòng)器的摩擦力矩，mN；T制動(dòng)盤的作用半徑，；Rmm輸入力，一般取加于兩制動(dòng)塊的壓緊力的平均值為輸入力，。PN對于鉗盤式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對制動(dòng)盤的壓緊力均為，則制動(dòng)盤在其P兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力均為，此處為盤與制動(dòng)襯塊間的摩2 P擦系數(shù)，于是鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)為 （3-15）22PBFP取，則：。0.320.64BF 163.63.6 應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)

29、力矩3.6.1.應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力矩應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，前輪一般將抱死滑移，故后橋制動(dòng)力為：2F （3-16）a122g=m gLFFLh此時(shí)所需的后橋制動(dòng)力矩為：a122 eeg2379.13N m gLTF rrLh（3-17）現(xiàn)用后輪制動(dòng)器作為應(yīng)急制動(dòng)器，則單個(gè)后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力：21189.57N m2T3.6.2.駐車制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力矩汽車上坡停駐時(shí)，后橋附著力為： （3-18）g12a(cossin)hLFm gLL汽車在下坡停駐時(shí)，后橋附著力為： （3-19）g12a(cossin)hLFm gLL圖 32 汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力簡圖17汽車可能停駐的極限上坡路傾角1，可根據(jù)后橋上的附

30、著力與制動(dòng)力矩相等的條件求得，由 g1aa1(cossin)=sinhLm gm gLL （3-20） 即：是保證汽車上坡行駛的縱向穩(wěn)定性的極限坡路傾角。同理可推出汽車可能停駐1的極限下坡路傾角為 ： ,11=arctan17.17+gLLh （3-21）在安裝制動(dòng)器的空間，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力源等條件允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上上駐車制動(dòng)力矩接近由所確定的極限值：1maxF max1=sin2386382.42N (3-22) aeFm gr并保證下坡路上停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。18第第 4 4 章章 盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)盤式制動(dòng)器的主要參數(shù) 4.1 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖圖 4-1 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)

31、圖4.24.2 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的選擇選擇1 制動(dòng)盤的直徑 D 的確定制動(dòng)盤直徑希望盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得以增大，就可以降低D制動(dòng)夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。但制動(dòng)盤直徑受輪輞直徑D的限制，通常，制動(dòng)盤的直徑選擇為輪輞直徑的。所以D70%79%輪輞半徑： 0355.6mmR 制動(dòng)盤外徑：，取 497.84mmD 498mmD 材料選?。褐苿?dòng)盤一般用珠光體灰鑄鐵制成，或用添加 Cr、Ni 等合金鑄鐵制成，其結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮帽形，本次選用禮帽形。19 圖 4-2 制動(dòng)盤的形狀圖2 制動(dòng)盤厚度的確定h 制動(dòng)盤厚度直接影響著制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為

32、使質(zhì)量不至太大，h制動(dòng)器厚度應(yīng)取適當(dāng)小些；為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫升，制動(dòng)盤厚度不宜過小。所以選制動(dòng)盤厚度。14mmh 3 摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑的確定1R2R因?yàn)橥扑]摩擦襯塊的外半徑和內(nèi)半徑的比值不大于 1.5。若此比值偏大，工作時(shí)摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會(huì)不均勻，接觸面積將減小，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。所以選取摩擦片取外半徑，內(nèi)2=120mmR半徑185mmR 4 摩擦襯塊工作面積的確定A推薦根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在范221.6kg/cm3.5kg/cm圍內(nèi)選取。經(jīng)計(jì)算選取摩擦面積：293.92cmA 5 摩擦材料的選取 摩擦材料應(yīng)具有以下的特點(diǎn)：（

33、1）具有一定的穩(wěn)定的摩擦因數(shù)。（2）具有良好的耐磨性。（3）要有盡可能小的壓縮率和膨脹率。（4）制動(dòng)時(shí)不易產(chǎn)生噪聲，對環(huán)境無污染。（5）應(yīng)采用對人體無害的摩擦材料。（6）有較高的耐擠壓強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，以及足夠的抗剪切能力。（7）摩擦襯塊的熱傳導(dǎo)率應(yīng)控制在一定范圍。制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性要好，不應(yīng)再溫升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)急劇下降，材料應(yīng)具有好的耐磨性，低的吸水性，低的壓縮率，低的熱傳導(dǎo)率和低的熱膨脹剛率，高的抗拉、抗壓、抗剪切、抗彎曲性能和20耐沖擊性性能。通常摩擦材料的摩擦系數(shù)穩(wěn)定值約為 0.30.5，少數(shù)可達(dá)到0.7。本設(shè)計(jì)采用。0.32在制動(dòng)器中廣泛采用的是模壓

34、材料，它是以石棉纖維為主并與樹脂粘結(jié)劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑與噪音消除劑等混合后，在高溫下模壓成型的。在本次設(shè)計(jì)的盤式制動(dòng)器中也采用此種材料。4.34.3 制動(dòng)盤與襯塊之間的間隙自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)盤與襯塊之間的間隙自動(dòng)調(diào)整間隙過大會(huì)產(chǎn)生以下的影響:：產(chǎn)生制動(dòng)作用的時(shí)間增長；：同步制動(dòng)性能變壞；：增加了壓縮空氣或制動(dòng)液的消耗量，并使制動(dòng)踏板或手柄行程增大。 盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤與襯塊之間的間隙的調(diào)整方法。 圖 4-3 盤式制動(dòng)器的活塞密封圈 a)制動(dòng)狀態(tài) b）不制動(dòng)狀態(tài) 1-活塞 2-制動(dòng)鉗 3-密封圈由圖所示，盤式制動(dòng)器是利用制動(dòng)鉗中的橡膠密封圈的極限彈性變形量，來保持制動(dòng)時(shí)為消除設(shè)定隙所需的活塞設(shè)定行

35、程。另外，制動(dòng)器在工作過程中會(huì)由于摩擦襯塊或摩擦襯片的磨損而使間隙加大，因此制動(dòng)器還必須設(shè)有間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。如下圖就是盤式制動(dòng)器的間隙自調(diào)機(jī)構(gòu)。21圖 4-4 盤式制動(dòng)器的間隙自調(diào)裝置1-活塞 2-制動(dòng)盤 3-擋圈4-彈簧罩 5-摩擦環(huán)片 6-摩擦銷7-隔環(huán) 8-壓縮彈簧 9-隔套4.44.4 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算盤式制動(dòng)器若襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 （4-1）2TNR式中：摩擦系數(shù)； 單側(cè)制動(dòng)塊對制動(dòng)盤的壓緊力，mN；N 作用半徑，。Rmm22圖 4-5 盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡圖對于常見的扇形摩擦襯塊，如果其徑

36、向尺寸不大，則取 R 為平均半徑 Rm或有效半徑 Re已足夠精確。如圖所示，平均半徑為 Rm= 4-2122RR Rm=85 120102.5mm223 圖 4-6 鉗盤式制動(dòng)器的作用半徑計(jì)算用圖式中：1R，2R扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑如圖 4-6 所示，在任一單元面積上的摩擦力對制動(dòng)器中心的力矩為d dR R，式中為襯塊與制動(dòng)盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動(dòng)塊作用2d dfqRRq于制動(dòng)盤上的制動(dòng)力矩為 （4-3）21233212d d23RRTqRRq RR 單側(cè)襯塊給予制動(dòng)盤的總摩擦力為 （4-4）212221d dRRNqR Rq RR 得有效半徑為 （4-5）33211212

37、e22221122412332RRTR RRRRNRRRR已知：，。所以可得此制動(dòng)器的有效半徑：185mmR 2=120mmReRe103.5mmR 由上述知: 制動(dòng)盤單側(cè)壓緊力的確定，即制動(dòng)輪缸對制動(dòng)襯塊的壓緊力。則單側(cè)壓緊力為 （4-6）wFpS24式中:P考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，取 P=9.43MPa，同時(shí)滿足前輪制動(dòng)要求。輪缸直徑應(yīng)在 GB 752487 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列里選取，輪缸直徑的尺寸系列為14.5，16，17.5，19，20.5，22，22.22，23.81，24，25.40，26，28，28.58，30，32，35，38，42，46，50，56。由實(shí)驗(yàn)數(shù)

38、據(jù)前輪取,35mmd制動(dòng)輪缸的截面積 （4-7）2961.634wwdS則 09068.12FPSN 摩擦襯塊的摩擦系數(shù)： 0.32制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩為： （4-8）0e22R342.86mwTF RPSN4.54.5 摩擦襯塊的磨損特性摩擦襯塊的磨損特性的校核的校核各種汽車的總質(zhì)量及其制動(dòng)襯片（襯塊）的摩擦面積各不相同，因而有必要用一種相對的量作為評價(jià)能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前，各國常用的指標(biāo)是比能量耗散率，即單位時(shí)間內(nèi)襯片（襯塊）單位面積耗散的能量，通常所用的計(jì)算單位為。比能量耗散率有時(shí)也稱為單位功負(fù)荷，或簡稱能量負(fù)荷。2W/mm 雙軸汽車的單個(gè)前輪及后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為 （4-9）

39、221211()4am vvetA （4-10）221222()(1)4am vvetA （4-11）12vvtj式中：汽車總質(zhì)量，Kg；am 汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)； 制動(dòng)初速度和終速度，；12,v vm/s25 制動(dòng)減，；j2m/s 制動(dòng)時(shí)間， ；ts 、前，后制動(dòng)器襯片（襯塊）的摩擦面積，；1A2A2mm 制動(dòng)力分配系數(shù)。 在緊急制動(dòng)到停車的情況下，,并可認(rèn)為，故20v 1 (4-12)2a 1124m vetA (4-13)2a 122(1)4m vetA乘用車的盤式制動(dòng)器在和的條件下，比能量耗1100km/h(27.8m/s)v 0.6jg散率應(yīng)不大于。26.0N/mm由于采用前盤后鼓，所

40、以僅計(jì)算前輪襯塊的摩擦特性。s27.84.636t 2214.63/ mm6.0/ mmeWW另一個(gè)磨損特性指標(biāo)是 襯片（襯塊）單位摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力，稱為比摩擦力。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個(gè)車輪制動(dòng)器的比摩擦力為0F （4-14）0TFRA式中：單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，mN；T制動(dòng)盤半徑（襯塊平均半徑或有效半徑） ，；RmReRmm單個(gè)制動(dòng)器的襯片（襯塊）摩擦面積，；A2mm所以：206.55/ mmFN磨損和熱的性能指標(biāo)也可用襯片在制動(dòng)過程中由最高制動(dòng)速度初速度至停車所完成的單位襯塊面積的滑磨功，即比滑磨功來衡量：fL （4-15）2aamax2m vLLA式中：汽車總質(zhì)量，；am

41、kg 汽車最高速度，；amaxvm/s 車輪制動(dòng)器各制動(dòng)襯塊的總摩擦面積，；A2cm26 許用比滑磨功對轎車取L221000J/cm1500J/cmL 所以：221450J/cm1500J/cmL其中： 244 93.92375.68cmAA綜上可以得出本次設(shè)計(jì)的盤式制動(dòng)器在各項(xiàng)主要參數(shù)中是滿足要求的。27第五章第五章 制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算人力制動(dòng)系是靠司機(jī)作用于制動(dòng)踏板上或手柄上的力作為制動(dòng)力源。力的傳遞方式又有機(jī)械式靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低故僅用于中、小型的駐車制動(dòng)中。液壓式簡單制動(dòng)系通常簡稱為

42、液壓制動(dòng)系，用于行車制動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短，工作壓力高0.10.3s（可達(dá)） ，輪缸尺寸小，可布置在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)或1012MPa制動(dòng)塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低。但其有限的力傳動(dòng)比限制了它在汽車上的使用范圍。另外，液壓管路在過度受熱時(shí)會(huì)形成氣泡而影響傳輸，使制動(dòng)效能降低甚至失效。液壓式簡單制動(dòng)系曾廣泛用于轎車、輕型及以下的貨車及部分中型貨車上。5 5. .1 1 制制動(dòng)動(dòng)缸缸液液壓壓傳傳動(dòng)動(dòng)裝裝置置的的工工作作原原理理當(dāng)制動(dòng)時(shí)，推桿推動(dòng)活塞和皮碗向前運(yùn)動(dòng)，活塞上的單向閥和回油閥關(guān)閉，回位彈簧被壓縮，主缸內(nèi)油壓升高，出油閥打開，高壓制動(dòng)液便經(jīng)管路到各個(gè)

43、分泵，與此同時(shí)，制動(dòng)燈開關(guān)由于油壓作用而使電路接通，制動(dòng)燈開亮。當(dāng)放松制動(dòng)踏板時(shí)，活塞在回位彈簧作用下向后移，主缸油壓下降，輪缸中的高壓油推開回油閥而流回主缸。在此過程中，出油閥和活塞上的單向閥均關(guān)閉。當(dāng)油管內(nèi)壓力消失后，制動(dòng)燈開關(guān)便斷開，制動(dòng)燈熄滅。當(dāng)迅速放松制動(dòng)時(shí)，主缸活塞在回位彈簧作用下迅速后移，主缸工作腔內(nèi)的容積突然增大，輪缸內(nèi)的油來比及迅速返回，在回油孔未被打開前，工作缸內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，使工作腔同樣與活塞后端環(huán)形油腔間形成壓力差。在此壓力差作用下，環(huán)形油腔內(nèi)的油便打開活塞頂上的單向閥，經(jīng)活塞上六個(gè)小孔以及打開的皮碗和缸筒之間的密封環(huán)帶流入工作腔，貯油缸中的油液經(jīng)補(bǔ)償孔進(jìn)入環(huán)形油室

44、。在此狀態(tài)下，若再踏下踏板，將會(huì)有更多的油液流入各輪缸，使制動(dòng)效能提高。28（a）圖 51 液壓簡單制動(dòng)系示意圖及制動(dòng)主缸（a）液壓簡單制動(dòng)系示意圖；（b）制動(dòng)主缸1前輪制動(dòng)器；2制動(dòng)輪缸；3,6油管；4制動(dòng)踏板；5制動(dòng)主缸；7后輪制動(dòng)器；9活塞推桿；10加油塞；11通氣孔；12擋油盤；13,14油孔；15止推墊圈鎖環(huán)；16,20空載；17活塞；18孔；19橡膠皮碗；21,22彈簧；23回油閥；25導(dǎo)油座5.25.2 液壓伺服制動(dòng)系液壓伺服制動(dòng)系的類型及選擇的類型及選擇液壓伺服制動(dòng)系是以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓油泵產(chǎn)生的高壓油液為伺服裝置，且基本上均為助力式的。由于這種制動(dòng)系的工作壓力很高，因此可大大地

45、減小伺服裝置機(jī)構(gòu)的尺寸，且制動(dòng)反應(yīng)快，但對零部件的加工精度和密封性要求很高。僅用于高級轎車。液壓伺服制動(dòng)系的系統(tǒng)功能裝置通常與動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等共用液壓油泵及儲(chǔ)29圖 52 開式（常流式）液壓伺服制動(dòng)系的回路圖1液壓油泵及儲(chǔ)油罐；2動(dòng)力轉(zhuǎn)向器；3伺服缸及控制閥；4制動(dòng)主缸；5低壓警報(bào)器開關(guān)；6前盤式制動(dòng)器；7后鼓式制動(dòng)器圖 53 閉式（常壓式）液壓伺服制動(dòng)系的回路圖1儲(chǔ)油罐；2報(bào)警燈；3自動(dòng)平衡系統(tǒng)；4調(diào)節(jié)閥；5制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥；6液壓助力器及制動(dòng)主缸；7儲(chǔ)能器；8液壓油泵；9動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油罐。傳能裝置與其他伺服制動(dòng)系一樣仍有制動(dòng)主缸，但伺服機(jī)構(gòu)為液壓助力器，后者由伺服缸及控制閥組成。按系統(tǒng)的工作方

46、式分為開式（常流式）和閉式（常30壓式）兩種。前一種系統(tǒng)在不制動(dòng)時(shí)，由液壓油泵產(chǎn)生的高壓油液在無負(fù)荷情況下經(jīng)助力器到儲(chǔ)油罐不斷地循環(huán)流動(dòng)。制動(dòng)時(shí)助力器流回儲(chǔ)油罐的通道被切斷，在助力器內(nèi)腔產(chǎn)生了壓力而引起伺服作用。后一種即閉式系統(tǒng)的液壓油泵產(chǎn)生高壓油液沖進(jìn)儲(chǔ)能器中，不制動(dòng)時(shí)助力器內(nèi)腔與儲(chǔ)油罐相同，制動(dòng)時(shí)儲(chǔ)能器中的高壓油液進(jìn)入助力器內(nèi)腔產(chǎn)生了壓力。在本次設(shè)計(jì)的液壓伺服裝置中采用開式的液壓伺服裝置。5.35.3 制動(dòng)管路的分路系統(tǒng)制動(dòng)管路的分路系統(tǒng)為了提高制動(dòng)工作的可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的互相獨(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

47、起制動(dòng)作用。雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見的五種分路形式：圖 54 分路系統(tǒng)1）一軸對一軸（）型，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各有一個(gè)回路。2）交叉型（）型，前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對側(cè)車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路。3）一軸半對半軸（HI）型，兩側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后制動(dòng)輪器輪缸同屬一個(gè)回路，其余前輪缸則屬于另一回路。4）半軸一輪對半軸一輪（LL）型，兩個(gè)回路分別對兩側(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。5）雙半軸對雙半軸(HH)型，每個(gè)回路均只對每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。型的管路布置較為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸鼓式制動(dòng)器配合使用，成本較31低，目前在各類汽車特別是商用車上用的

48、最為廣泛。對于這種形式，若后制動(dòng)回路失效，則一旦前輪抱死極易喪失轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。對于采用前輪驅(qū)動(dòng)因而前制動(dòng)器強(qiáng)于后制動(dòng)器的乘用車，當(dāng)前制動(dòng)回路失效后而單用后橋制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力嚴(yán)重不足，并且，若后橋負(fù)荷小于前軸負(fù)荷，則踏板力過大時(shí)易使后橋車輪抱死而汽車側(cè)滑。型的結(jié)構(gòu)也很簡單。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%。但是某一管路損壞造成制動(dòng)力不對稱，此時(shí)對前輪將朝制動(dòng)力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，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(fù)值（達(dá) 20mm）的汽車上。這時(shí)，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車的穩(wěn)定性。HH、HL、LL 型結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜。LL 型和 HH 型在

49、任一回路失效時(shí)，前、后制動(dòng)力比值均與正常情況下相同，剩余總制動(dòng)力可達(dá)正常值的 50%左右，HL 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)情況下后輪容易先抱死。從制動(dòng)性能與經(jīng)濟(jì)性上考慮決定在此次設(shè)計(jì)的分路選用型的管路布置。5.4 液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）制動(dòng)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的壓力相等，左右各車輪的制動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的，減少了汽車跑偏的可能性。（2）前后輪的制動(dòng)力可以得到一定的比例，這只要將前后分泵活塞設(shè)計(jì)成合適的直徑即可。（3）當(dāng)汽車震跳、懸掛的變化以及轉(zhuǎn)向時(shí)，不會(huì)發(fā)生自行制動(dòng)現(xiàn)象。（4）不需要潤滑和經(jīng)濟(jì)調(diào)整。缺點(diǎn)：（1）一處漏油就會(huì)使制動(dòng)系統(tǒng)失靈。（2）低溫時(shí)制動(dòng)液可能變

50、濃，高溫時(shí)可能汽化，產(chǎn)生氣阻。針對以上的缺點(diǎn)，人們采取了一些措施；為了補(bǔ)救因漏油而失靈，目前有采用雙管路制動(dòng)系。為克服第二缺點(diǎn)，可根據(jù)不同的使用條件選用適當(dāng)配方的制動(dòng)液來解決。325.55.5 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.5.1 制動(dòng)輪缸直徑及工作容積的確定Wd制動(dòng)輪缸直徑制動(dòng)輪缸活塞對制動(dòng)塊施加的張力與輪缸直徑和制動(dòng)管路壓力的關(guān)系0FdP為 （5-1）0W2Fdp制動(dòng)管路壓力一般不超過 8-12MPa，對盤式制動(dòng)器可更高。壓力越高，對管路的密封性要求越嚴(yán)格，取，同時(shí)滿足前輪制動(dòng)要求。9.43MPap （5-2）2WW14nVd式中： 活塞（輪缸）直徑，mm；wd

51、i制動(dòng)活塞行程； n活塞數(shù)目。輪缸直徑應(yīng)在 GB 752487 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列里選取，輪缸直徑的尺寸系列為14.5，16，17.5，19，20.5，22，22.22，23.81，24，25.40，26，28，28.58，30，32，35，38，42，46，50，56。前輪取。35mmd2 輪缸工作容積前輪： （5-3）223W1W1352.41477mm44nVd335.5.2 制動(dòng)主缸的形式及選擇 圖 5-5 串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)現(xiàn)代汽車制動(dòng)主缸的形式有單腔和串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸，每個(gè)液壓回路必須有其專屬的儲(chǔ)油罐，因此初步確定采用串聯(lián)雙腔形式的制動(dòng)主缸，但考慮總體布局和空間問題，不排除采

52、用并聯(lián)單腔制動(dòng)主缸的可能。制動(dòng)主缸由灰鑄鐵制造，也可以采用低碳鋼冷擠成形；活塞可由灰鑄鐵、鋁合金或中碳鋼制造。5.5.3.制動(dòng)主缸直徑和工作容積 的確定制動(dòng)主缸的工作容積： mVVV式中：全部輪缸的總的工作容積，3mm；V 制動(dòng)軟管在液壓下變形而引起的容積增量，3mm；V在初步設(shè)計(jì)時(shí)，考慮軟管變形，轎車的制動(dòng)主缸的工作容積可取為。 m1.1VV所以：3m1.1 59086498.8mmV 通常，汽車液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)輪缸缸徑與制動(dòng)主缸缸徑之比，wm/0.91.2dd所以取=42mm。md活塞行程可以由下式確定： （5-4）2mmm4Vd s一般 ；=0.81.2 （5-5）mmsd34所以取活塞

53、主缸行程mmsd 23mmm58158.08mm4Vd s 所以 （5-6）42mmmmsd5.5.4制動(dòng)踏板力 的確定制動(dòng)踏板力制動(dòng)踏板力 F Fp p可用下式驗(yàn)算：可用下式驗(yàn)算： （5-7）21 14pmpFd pi式中：d制動(dòng)主缸活塞直徑，mm；p制動(dòng)管路液壓，pa；制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比，；pi21pRiR 1R2R 見下圖；圖 5-6 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算用簡圖制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率，可取 =0.850.95；在本設(shè)計(jì)中取=0.95。在踏板機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，如上圖取1R=25，2R=200；則踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比取為pi352p1200i825RR制動(dòng)踏板力 Fp為 2Pmp11171

54、8.17N 4Fdpi（5-8）5.5.5. 制動(dòng)踏板行程 的確定通常汽車液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)輪缸缸徑與制動(dòng)主缸缸徑之比，wm/0.91.2dd當(dāng)較小時(shí)，其活塞行程及相應(yīng)的踏板行程便要加大。mdmspx制動(dòng)踏板工作行程為px （5-9）Ppmm1m2()xi s式中：主缸中推桿與活塞間的間隙，一般??；m11.5mm2mm 主缸活塞行程，即主缸活塞由不工作的極限位置到 m2使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程，mm。因?yàn)?，均不宜過大。取=0.6；1m2m12mm所以： Ppmm1m2()168.8mmxi s36參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 陳家瑞主編. 汽車構(gòu)造（第 2 版下冊）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 P179-P197 P282-P3712 余志生主編. 汽車?yán)碚? 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20033 王望予主編. 汽車設(shè)計(jì)（第 4 版）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 P16-P39 P257-P2856 劉鴻文主編. 材料力學(xué).北京：高等教育出版社，1992 P44-P507 汽車工程手冊編輯委員會(huì). 汽車工程手冊設(shè)計(jì)篇.北京：人民交通出版社，2001 P492-P5688 汽車工程手冊編輯委員會(huì). 汽車工程手冊制造篇.北京：人民交通出版社，2001 P186-P200