盤式制動器設(shè)計說明書

目錄摘要本文主要是介紹盤式制動器的分類以及各種盤式制動器的優(yōu)缺點，對所選車型制動器的選用方案進行了選擇，針對盤式制動器做了主要的設(shè)計計算，同時分析了汽車在各種附著系數(shù)道路上的制動過程，對前后制動力分配系數(shù)和同步附著系數(shù)、利用附著系數(shù)、制動效率等做了計算。在滿足制動法規(guī)要求及設(shè)計原則要求的前提下，提高了汽車的制動性能。關(guān)鍵詞盤式制動器制動力分配系數(shù)同步附著系數(shù)利用附著系數(shù)制動效率ABSTRACTTHISARTICLEMAINLYISINTRODUCEDTHEDISCBRAKETHECLASSIFICATIONASWELLASEACHKINDOFDISCBRAKEGOODANDBADPOINTS,TOCHOSETHEVEHICLEBRAKETOSELECTTHEPLANTOCARRYONTHECHOICE,HASMADETHEMAINDESIGNCALCULATIONINVIEWOFTHEDISCBRAKE,SIMULTANEOUSLYHASANALYZEDTHEAUTOMOBILEONEACHKINDOFCOEFFICIENTOFADHESIONPATHBRAKEPROCESS,TOTHEAROUNDBRAKINGFORCEDISTRIBUTIONCOEFFICIENTANDTHESYNCHRONIZATIONCOEFFICIENTOFADHESION,USINGTHECOEFFICIENTOFADHESION,THEBRAKEEFFICIENCYANDSOONHASMADETHECOMPUTATIONINSATISFIESTHEBRAKELAWSANDREGULATIONSREQUESTANDUNDERTHEPRINCIPLEOFDESIGNREQUESTPREMISE,ENHANCEDTHEAUTOMOBILEBRAKINGQUALITYKEYWORDSDISCBRAKEBRAKINGFORCEDISTRIBUTIONCOEFFICIENTSYNCHRONIZATIONCOEFFICIENTOFADHESIONUSINGCOEFFICIENTOFADHESIONBRAKEEFFICIENCY一緒論11研究意義隨著社會的不斷向前發(fā)展，汽車在人們的生活中的作用也日趨明顯，人們從事生產(chǎn)活動離不開汽車，日常生活中，汽車尤其是乘用車成為經(jīng)常使用的交通工具。擁有一輛轎車是人們生活質(zhì)量水平提高的標(biāo)志。而制動系統(tǒng)是汽車安全系統(tǒng)當(dāng)中最重要的一項，其結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)劣直接影響車輛和人身安全。因此人們對其提出了更嚴(yán)格的要求，現(xiàn)代社會，對制動系統(tǒng)的研究設(shè)計以提高其工作性能是十分重要的。12國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)汽車制動系統(tǒng)行業(yè)主要以生產(chǎn)盤式制動器、鼓式制動器、真空助力器、液壓制動總泵及液壓制動分泵等制動器產(chǎn)品為主。我國ABS產(chǎn)品正處于發(fā)展階段，特別是液壓ABS的研究難度較大，因為液壓ABS主要針對轎車，而國內(nèi)的大部分轎車是以合資為主，其技術(shù)主要由外方控制。重慶聚能汽車技術(shù)有限公司是目前國內(nèi)唯一能同時生產(chǎn)液壓制動ABS和氣壓制動ABS系列產(chǎn)品的企業(yè)，其技術(shù)已經(jīng)接近世界先進水平。國外現(xiàn)狀目前，ABS已成為歐、美和日本的成熟產(chǎn)品，形成了完整的評估檢測標(biāo)準(zhǔn)，并以ABS為基礎(chǔ)，延伸出許多更優(yōu)越的電子制動系統(tǒng)，如ASR、EBD、BAS、ESP、EBA、TCS、VDC及ACC等等。目前主要集中在ESP及電子制動領(lǐng)域的研究方面，如凱西一海斯KH公司在1輛實驗車上安裝了1種電一液EH制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動器的操作機理。通過采用4個比例閥和電力電子控制裝置，KH公司的EBM就能考慮到基本制動、ABS、牽引力控制及巡航控制制動干預(yù)等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。EBM系統(tǒng)潛在的優(yōu)點是比標(biāo)準(zhǔn)制動器能更加有效地分配基本制動力，從而使制動距離縮短5。一種完全無油液和完全電路制動BBW的BRAKEBYWIRE的開發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動裝置成為歷史。德國BPW公司還開發(fā)了一種電子報警系統(tǒng)。它收集如輪胎氣壓、摩擦片磨損、制動溫度等些參數(shù)，然后傳送給駕駛員或運輸公司，可監(jiān)視制動摩擦片的磨損情況。一旦發(fā)現(xiàn)制動摩擦片需要送維修站處理時，它可立即告知，并以黃、紅報警燈顯示制動摩擦片損壞程度。對制動系統(tǒng)的研究一直以來都是國內(nèi)外汽車行業(yè)所特備關(guān)注的問題。由于人們對制動安全性的不斷重視，許多新興的設(shè)計和電子技術(shù)被應(yīng)用到制動系統(tǒng)當(dāng)中去，如ABS防抱死系統(tǒng)、BSA制動輔助系統(tǒng)、ESP電子穩(wěn)定程序等均是為了提高制動系統(tǒng)的安全性；計算機技術(shù)和CAD技術(shù)在制動系統(tǒng)的設(shè)計過程的應(yīng)用也大大提高了其質(zhì)量，加快了設(shè)計的周期。以前乘用車以“前盤后鼓”式制動器為主的現(xiàn)象現(xiàn)在已逐漸被“前盤后盤”式所代替?？萍嫉娜招略庐惻c不同新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用為制動系統(tǒng)的設(shè)計發(fā)展提供了新的設(shè)計思路和發(fā)展方向。13制動系統(tǒng)應(yīng)具有的功能和應(yīng)滿足的要求汽車制動系統(tǒng)必須具備如下功能1在汽車行駛過程中能以適當(dāng)?shù)臏p速度使車降速到所需值，甚至停車；2使汽車在下坡行駛時保持穩(wěn)定的速度3使汽車可靠在原地（包括斜坡）停駐制動系應(yīng)滿足的要求1應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定2具有足夠的制動效能，包括行車制動效能和駐車制動效能3工作可靠4制動效能的熱穩(wěn)定性好5制動效能的水穩(wěn)定性好6制動時汽車操縱穩(wěn)定性好7制動踏板和手柄的位置和行程應(yīng)符合人機工程學(xué)要求8作用滯后的時間要盡可能短9制動時不能產(chǎn)生噪聲和振動10與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運動干涉，在車輪跳動或汽車轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動11能全天侯使用12制動系機件的使用壽命長，制造成本低；對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動時飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維。14課題任務(wù)本次盤式制動器設(shè)計，主要是目的是增加對制動器結(jié)構(gòu)、功能的了解，學(xué)會基本的設(shè)計方法，掌握基本的設(shè)計流程。在分析現(xiàn)在制動器理論、設(shè)計、制造發(fā)展的趨勢，以及現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)發(fā)展的狀況的基礎(chǔ)上通過模仿其它車型的制動器和參數(shù)來確定制動器的結(jié)構(gòu)和組成形式。主要包括前后制動器形式，前后制動器制動力分配，、同步附著系數(shù)、利用附著系數(shù)、制動效率得計算以及驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計和計算。最后根據(jù)設(shè)計的結(jié)果完成盤式制動器的設(shè)計。二汽車制動系概述使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已經(jīng)停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動。對汽車起到制動作用的是作用在汽車上，其方向與汽車行駛方向相反的外力。作用在行駛汽車上的滾動阻力，上坡阻力，空氣阻力都能對汽車起制動作用，但這外力的大小是隨機的，不可控制的。因此，汽車上必須設(shè)一系列專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，借以使外界在汽車上某些部分施加一定的力，對汽車進行一定程度的強制制動。這種可控制的對汽車進行制動的外力，統(tǒng)稱為制動力。這樣的一系列專門裝置即成為制動系。1制動系的功用使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠的停在原地或坡道上。2制動系的組成任何制動系都具有以下四個基本組成部分（1）供能裝置包括供給、調(diào)節(jié)制動所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中，產(chǎn)生制動能量的部位稱為制動能源。（2）控制裝置包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的各種部件。（3）傳動裝置包括將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件。（4）制動器產(chǎn)生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力的部件，其中也包括輔助制動系中的緩速裝置。較為完善的制動系還具有制動力調(diào)節(jié)裝置以及報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。3制動系的類型（1）按制動系的功用分類1）行車制動系使行使中的汽車減低速度甚至停車的一套專門裝置。2）駐車制動系是以停止的汽車駐留在原地不動的一套裝置。3）第二制動系在行車制動系失效的情況下，保證汽車仍能實現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國家的制動法規(guī)中規(guī)定，第二制動系是汽車必須具備的。4）輔助制動系在汽車長下坡時用以穩(wěn)定車速的一套裝置。（2）按制動系的制動能源分類1）人力制動系以駕駛員的肢體作為唯一的制動能源的制動系。2）動力制動系完全靠由發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的制動系。3）伺服制動系兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系。按照制動能量的傳輸方式，制動系又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁等。同時采用兩種以上傳能方式的制動系，可稱為組合式制動系。4設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求1）具有足夠的制動效能。行車制動能力是用一定制動初速度下的制動減速度和制動距離兩相指標(biāo)來評定的；駐坡能力是以汽車在良好路面上能可靠的停駐的最大坡度來評定的。詳見GB/T72582004制動距離是指機動車在規(guī)定的初速度下急踩制動時，從腳接觸制動踏板（或手觸動制動手柄）時起至機動車停住時止機動車駛過的距離。制動減速度是指機動車制動時車速對時間的導(dǎo)數(shù)。制動穩(wěn)定性要求是指制動過程中機動車的任何部位（不計入車寬的部位除外）不允許超出規(guī)定寬度的試驗通道的邊緣線。制動距離和制動穩(wěn)定性要求機動車類型制動初速度KM/H滿載檢驗制動距離要求M空載檢驗制動距離要求M試驗通道寬度M三輪汽車205025乘用車5020019025總質(zhì)量不大于3500KG的低速貨車30908025其它總質(zhì)量不大于3500KG的汽車5022021025其它汽車、汽車列車301009030兩輪摩托車3070邊三輪摩托車308025正三輪摩托車307523輕便摩托車2040輪式拖拉機運輸機組20656030手扶變型運輸機206523制動減速度和制動穩(wěn)定性要求機動車類型制動初速度KM/H滿載檢驗充分發(fā)出的平均減速度M/S2空載檢驗充分發(fā)出的平均減速度M/S2試驗通道寬度M三輪汽車203825乘用車50596225總質(zhì)量不大于3500KG的低速貨車30525625其它總質(zhì)量不大于3500KG的汽車50545825其它汽車、汽車列車305054302）工作可靠。行車制動裝置至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器的管路，當(dāng)其中一套管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動能力不低于沒有失效時規(guī)定值的30。行車和駐車制動裝置可以有共同的制動器，而驅(qū)動機構(gòu)則各自獨立。3）在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。4）防止水和泥進入制動器工作表面。5）制動能力的熱穩(wěn)定性良好。6）操作輕便，并具有良好的隨動性。7）制動時，制動系產(chǎn)生的噪聲應(yīng)盡可能小，同時力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。8）作用滯后性應(yīng)盡可能好。作用滯后性是指制動反應(yīng)時間，以制動踏板開始動作至達到給定的制動效能所需的時間來評價。9）摩擦片應(yīng)有足夠的使用壽命。10）摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu)。11）當(dāng)制動驅(qū)動裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本供能遭到破壞時，汽車制動系應(yīng)有音響或光信號等報警裝置。防止制動時車輪被抱死有利于提高汽車在制動過程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性，縮短制動距離，所以近年來防抱死制動系統(tǒng)（ABS）在汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用。此外，由于含有石棉的摩擦材料在石棉有致癌公害問題已被淘汰，取而代之的各種無石棉型材料相繼研制成功。三汽車主要參數(shù)主要尺寸軸距2700MM質(zhì)量1500KG質(zhì)心高度（滿載）800MM質(zhì)心到前軸距離1300MM質(zhì)心到后軸距離1400MM軸荷分配前軸制動時負(fù)荷百分比60制動形式盤式制動器輪胎規(guī)格195/60R40最大壓力10MPA滿載質(zhì)量1500KG車輪滾動半徑0273M最高車速115KM/H附著系數(shù)06制動塊摩擦系數(shù)04制動鉗體內(nèi)半徑254MM制動塊大徑1075MM制動塊小徑695MM四制動器形式的選擇制動器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動器或緩速器；液力式制動器一般只作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動器。摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式，盤式和帶式三種。帶式制動器只用作中央制動器；鼓式和盤式制動器的結(jié)構(gòu)形式有多種，如下所示盤式制動器的制動盤有兩個主要部分輪轂和制動表面。輪轂是安裝車輪的部位，內(nèi)裝有軸承。制動表面是制動盤兩側(cè)的加工表面。它被加工得很仔細(xì)，為制動摩擦塊提供摩擦接觸面。整個制動盤一般由鑄鐵鑄成。鑄鐵能提供優(yōu)良的摩擦面。制動盤裝車輪的一側(cè)稱為外側(cè)，另一側(cè)朝向車輪中心，稱為內(nèi)側(cè)。制動盤制動表面的大小由盤的直徑?jīng)Q定。大型車需要較多制動功能，它的制動直徑達12IN或者更大些。較小較輕的車車用較小的制動盤。通常，制造商在保持有效的制動性能的情況下，盡可能將零件做的小些，輕些。按輪轂結(jié)構(gòu)分類，制動盤有兩種常用型式。帶轂的制動盤有個整體式轂。在這種結(jié)構(gòu)中，輪轂與制動盤的其余部分鑄成單體件。另一種型式輪轂與盤側(cè)制成兩個獨立件。輪轂用軸承裝到車軸上。車論凸耳螺栓通過輪轂，再通過制動盤轂法蘭配裝。這種型式制動盤稱為無轂制動盤。這種型式的優(yōu)點是制動盤便宜些。制動面磨損超過加工極限時能很容易更換。制動盤可能是整體式的或者通風(fēng)的。通風(fēng)的制動盤在兩個制動表面之間鑄有冷卻葉片。這種結(jié)構(gòu)使制動盤鑄件顯著的增加了冷卻面積。車輪轉(zhuǎn)動時，盤內(nèi)扇形葉片的旋轉(zhuǎn)增加了空氣循環(huán)，有效的冷卻制動。盤式制動器具有散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便等優(yōu)點。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。雖然盤式制動器的制動盤與空氣接觸的面積很大，但很多時候其散熱效果還是不能讓人滿意，于是有的制動盤上又被開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱以提高制動效率，這就是通風(fēng)盤式制動器。一般來說，尺寸大的制動盤要比尺寸小的制動盤散熱效率高，而通風(fēng)盤則要比實體盤的散熱效率高。四輪轎車在制動過程中，一般前輪的制動力要比后輪大，后輪起輔助制動作用。因此，一般情況下，汽車前輪制動盤的尺寸要比后輪大，且前輪多采用通風(fēng)盤，后輪多采用實體盤或通風(fēng)盤。根據(jù)制動盤固定元件的結(jié)構(gòu)形式，盤式制動器可分為鉗盤式制動器和全盤式制動器兩類。鉗盤式制動器鉗盤式制動器的固定摩擦元件是制動塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動襯塊與制動盤接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅30O50O,故盤式制動器又被稱為點盤式制動器。全盤式制動器全盤式制動器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)都是圓盤形的，分別稱為固定盤和旋轉(zhuǎn)盤。其結(jié)構(gòu)原理和摩擦離合器相似。多片全盤式制動器的各盤都封閉在殼體中，散熱條件較差。因此，有些國家正在研制一種強制液冷多片全盤式制動器。這種制動器完全封閉，內(nèi)腔充滿冷卻油液。冷卻在制動器內(nèi)受熱升溫后，被液壓泵吸出，而后被壓送入發(fā)動機水冷系中的熱交換器，在此受發(fā)動機冷卻水的冷卻后再流回制動器。鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)不同，分為以下幾種。1固定鉗式制動鉗固定安裝在車橋上，既不能旋轉(zhuǎn)，也不能沿制動盤軸線方向移動，因而其中必須在制動盤兩側(cè)裝設(shè)制動塊促動裝置，以便分別將兩側(cè)的制動塊壓向制動盤。這種形式也成為對置活塞式或浮動活塞式。固定鉗式制動器存在著以下缺點1）液壓缸較多，使制動鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2）液壓缸分置于制動盤兩側(cè)，必須用跨越制動的鉗內(nèi)油道或外部油管來連通。這必然使得制動鉗的尺寸過大，難以安裝現(xiàn)代化轎車的輪轂內(nèi)。3）熱負(fù)荷大時，液壓缸和跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化。4）若要兼用于駐車制動，則必須加裝一個機械促動的駐車制動鉗。這些缺點使得固定鉗式制動器難以適應(yīng)現(xiàn)代汽車的使用要求，故70年代以來，逐漸讓位于浮鉗盤式制動器。A固定鉗式B滑動鉗式C擺動鉗式2浮動鉗式（1）滑動鉗式制動鉗可以相對于制動盤作軸向滑動，其中只有在制動盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動塊固定安裝在鉗體上。制動時活塞在液壓作用下使活動制動壓靠到制動盤上，而反作用力則推動制動鉗體連同固定制動塊壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩制動塊受力均等為止。（2）擺動鉗式它也是單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)，制動鉗體與固定在車軸上的支座鉸接。為實現(xiàn)制動，鉗體不是滑動而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。顯然，制動塊不可能全面而均勻的磨損。為此，有必要經(jīng)襯塊預(yù)先作成楔形。在使用過程中，襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻后即應(yīng)更換。2浮鉗盤式制動器的制動鉗一般設(shè)計得可以相對制動盤轉(zhuǎn)向滑動。其中，只在組、制動盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置液壓缸，而外側(cè)的制動塊則附加裝在鉗體上。浮動鉗式制動器的優(yōu)點有1）僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；2）沒有跨越制動噢案的油道或油管，加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性??；3）成本低4）浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。與鼓式制動器相比，盤式制動器有如下優(yōu)點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，從而降低了制動效能，這稱為機械衰退。制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機械衰退問題。因此，前輪采用盤式制動器，汽車制動時不易跑偏。2）水穩(wěn)定性好。制動塊對盤的單位壓力高，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盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一，二次制動即能恢復(fù)正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)。3）制動力矩與汽車運動方向無關(guān)。4）易于構(gòu)成雙回路制動系，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）壓力在制動襯塊上分布比較均勻，故襯塊上磨損也均勻。7）更換制動塊簡單容易。8）襯塊與制動盤之間的間隙?。?05015MM），從而縮短了制動協(xié)調(diào)時間。9）易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。盤式制動器的主要缺點是1）難以實現(xiàn)完全防塵和銹蝕（封閉的多片式全盤式制動器除外）。2）兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜。3）在制動驅(qū)動機構(gòu)中必須裝用助力器。4）因為襯塊工作面積小，所以磨損快，壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。因此，從結(jié)構(gòu)，散熱，技術(shù)，成本等多方面考慮，決定采用浮鉗盤式制動器。四盤式制動器主要參數(shù)的確定1制動盤直徑D制動盤直徑D應(yīng)盡可能取大些。這時制動盤的有效半徑得到增加，可以見效制動鉗的加緊力，降低襯塊單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的7083。輪輞直徑為14英寸，又因為M1500KG前制動盤MD27036751后制動盤22制動盤的厚度H制動盤厚度H對制動盤質(zhì)量和工作時的溫升有影響。為使質(zhì)量小些，制動盤厚度不宜取的很大；為減小溫升，制動盤厚度又不宜取的過小。制動盤可以做成實心的，或者為了散熱通風(fēng)需要在制動盤中間鑄出通風(fēng)孔道。這里選用通風(fēng)式制動盤，H取2728MM3摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1取外半徑R21075MM，內(nèi)半徑R1695MM4制動襯塊工作面積A汽車類別汽車總質(zhì)量M/TA單個制動器總的襯塊摩擦面積2/CMA0915100200轎車15252003001015120200152515025025352504003570300650701205501000客車與貨車1201706001200在確定盤式制動器襯塊工作面積A時，根據(jù)制動襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量，推薦在1635KG/C范圍內(nèi)選用。汽車滿載質(zhì)量為1500KG，前輪滿載時地載荷為60，2261405534601CMACM所以A取120C五盤式制動器的設(shè)計計算質(zhì)心高度HG8389MM軸距L2800MM質(zhì)心到前軸距離1823MM質(zhì)心到后軸距離977MM汽車總質(zhì)量M2700KG輪胎有效半徑R300MM1同步附著系數(shù)的確定隨著道路條件的改善和汽車速度的提高，由于制動時后輪先抱死引起的汽車甩尾甚至掉頭所造成的車禍日益增多。設(shè)計給出0602制動力分配系數(shù)的確定此客車前后制動器制動力為定比值。常用前制動器制動力與汽車總制動力之比來表明分配的比例，稱為制動器制動力分配系數(shù)，用表示，即式中，為前制動器制動力；為后制動器制動力，為后制動器總制動力。由于已經(jīng)確定同步附著系數(shù)，則分配系數(shù)可由下式得到7070241860LBHG3前，后輪制動器制動力矩的確定為了保證汽車有良好的制動效能，要求合理地確定前，后輪制動器的制動力矩。先計算出前，后制動力矩的比值32086134012GHLM根據(jù)汽車滿載在瀝青，混凝土路面上緊急制動到前輪抱死拖滑，計算出后輪制動器的最大制動力矩2其中Q為制動強度，RE為車輪有效半徑。21GEGLQH在這里，RE273M608701301G所以MNM532642751904853071214應(yīng)急制動和駐車制動所需的制動力矩1）應(yīng)急制動應(yīng)急制動時，后輪一般將抱死滑移，故后橋制動力為FB2F21AGMLH此時所需的后橋制動力矩為MNRLEGAEB1685027308670213512現(xiàn)用后輪制動器作為應(yīng)急制動器，則單個后輪制動器的制動力矩為MNFEB58322）駐車制動汽車上坡停駐時，后橋附著力為F21COSINGAHLG汽車在下坡停駐時，后橋附著力為F21COSINGAHLMG汽車可能停駐的極限上坡路傾角1，可根據(jù)后橋上的附著力與制動力矩相等的條件求得，由1COSINGAHLMGSIAM得5923086721RCTRT11G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的極限下1坡路傾角為106ARCTN11GHL在安裝制動器的空間，制動驅(qū)動力源等條件允許的范圍內(nèi)并保證下坡路上停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。5襯塊磨損特性的計算摩擦襯塊的磨損受溫度，摩擦力，滑磨速度，制動盤的材質(zhì)及加工景況，以及襯塊本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計算磨損特性極為困難。但試驗表明，影響磨損的最重要因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。從能量的觀點來說，汽車制動過程即是將汽車的機械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了汽車全部動能耗散的任務(wù)。此時，由于制動時間很短，實際上熱量還來不及逸散到大氣中就被制動器所吸收，致使制動器溫度升高。這就是所謂制動器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯片（襯塊）的磨損越嚴(yán)重。對于盤式制動器的襯塊，其單位面積上的能量負(fù)荷比鼓式制動器襯片大許多，所以制動盤表面溫度比制動鼓的高。各種汽車的總質(zhì)量及其制動襯片（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，即單位時間內(nèi)襯片（襯塊）單位面積耗散的能量，通常所用的計算單位為W/MM2。比能量耗散率有時也稱為單位功負(fù)荷，或簡稱能量負(fù)荷。雙軸汽車的單個前輪及后輪制動器的比能量耗散率分別為2114AMVETA212AT12VTJ式中，為汽車總質(zhì)量；為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)；為制動初速度和終速度（M/S）；JAM12,V為制動減速度M/S2T為制動時間（S）；為前，后制動器襯片（襯塊）的摩擦面積1,2A（MM2）為制動力分配系數(shù)。在緊急制動到停車的情況下，V20,并可認(rèn)為1，V110KM/H3194M/S214AMETA212AVT商用車的盤式制動器在和的條件下，比能量耗散率應(yīng)不大于60W/MM2。06JG由于采用前盤后鼓，所以僅計算前輪襯塊的摩擦特性。ST356/94160W/MM2221/3510354790MWE另一個磨損特性指標(biāo)是襯片（襯塊）單位摩擦面積的制動器摩擦力，稱為比摩擦力F0。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個車輪制動器的比摩擦力為0MFRA式中，為單個制動器的制動力矩；R為制動鼓半徑（襯塊平均半徑或有效半徑MR）；A為單個制動器的襯片（襯塊）摩擦面積。E201NF六制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計與計算1制動驅(qū)動機構(gòu)的形式制動驅(qū)動機構(gòu)將來自駕駛員或其他方面的力傳給制動器，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。簡單制動但靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動力源，亦稱人力制動。其中，又有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，后制動力的正確比例和左，右輪制動力的平衡，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，還廣泛應(yīng)用于中，小型汽車的駐車制動裝置中。液壓式簡單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（0103S）；工作壓力高（可達1020MPA），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；機械效率高（液壓系統(tǒng)有自潤滑作用）。液壓制動的主要缺點是受熱過度后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動系統(tǒng)的效能降低，甚至完全失效。液壓制動廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的尚用車上。動力制動即利用由發(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量。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，從而使踏板力較小，同時又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭?液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算1）制動輪缸直徑D的確定制動輪缸對制動塊施加的張力FO與輪缸直徑D和制動管路壓力P的關(guān)系為4/OP制動管路壓力一般不超過1012MPA，對盤式制動器可更高。壓力越高，對管路的密封性要求越嚴(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145，16，175，19，205，2222，28，32，35，38，40，45MM。在這里，輪缸直徑取前后分別去24MM，16MM。2）制動主缸直徑DO的確定第I個輪缸的工作容積為012214NIIVD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；為第I個輪缸活I(lǐng)塞在完全制動時的行程。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1IV工作容積為，式中，為制動軟管的變形容積。在初步設(shè)計時，制0V動主缸的工作溶劑可取為單個前主缸單個后主缸。31460320MV主缸活塞行程S0（0812）D0。主缸直徑D0應(yīng)符合QC/T3111999中規(guī)定的尺寸系列，取145MM。3）制動踏板力FP制動踏板力FP為2014PDI式中，為踏板機構(gòu)的傳動比；為踏板機構(gòu)及液壓主缸的機械效率，可取I082086。制動踏板力應(yīng)滿足以下要求最大踏板力一般為500N（乘用車）或700N（商用車）。設(shè)計時，制動踏板力可在200350N的范圍內(nèi)選取。4）制動踏板工作行程SPSPIPS0102式中，為主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取1520MM；為主缸活0102塞的空行程，即主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)占計及制動襯塊的容許磨損量在內(nèi)的踏板行程的4060。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時應(yīng)保證制動踏板松開后，制動管路中仍保持005014MPA的殘余壓力。最大踏板行程，對乘用車應(yīng)不大于100150MM，對商用車不大于180MM。此外，作用在制動手柄上最大的力，對于乘用車應(yīng)不大于400N，對商用車不大于600N。制動手柄最大行程，對乘用車不大于160MM，對商用車不大于220MM。在這里，因為是乘用車，所以最大踏板形成取為120MM，作用在制動手柄上最大的力取300N，制動手柄歲大行程取150MM。5制動器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計51制動鉗制動鉗圖51，由可鍛鑄鐵KTH37012或球墨鑄鐵QT40018制造，也有用輕合金制造的，可做成整體的，也可做成兩半并由螺栓連接。其外緣留有開口，以便不必拆下制動鉗便可檢查或更換制動塊。制動鉗體應(yīng)有高的強度和剛度。一般多在鉗體中加工出制動油缸，也有將單獨制造的油缸裝嵌入鉗體中的。為了減少傳給制動液的熱量，多將杯形活塞的開口端頂靠制動塊的背板有的活塞的開口端部切成階梯狀，形成兩個相對在同一平面內(nèi)的小半圓環(huán)形端面。活塞由鋁合金制造。為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面進行鍍鉻處理。當(dāng)制動鉗體用鋁合金制造時，減少傳給制動液的熱量成為必須解決的問題。為此，應(yīng)減小活塞與制動塊背板的接觸面積，有時也可采用非金屬活塞。本次設(shè)計中制動鉗體采用球墨鑄鐵，做成整體式，活塞做成圓桶式以減小接觸面積。52制動塊制動塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌在一起。襯塊多為扇形，也有矩形、正方形或長圓形的。活塞應(yīng)能壓住盡量多的制動塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動塊背板由鋼板制成。為了避免只動時產(chǎn)生的熱量傳給制動鉗體而引起制動液汽化和減小制動噪聲，可在摩擦襯塊與背板之間或背板后貼一層隔熱減振墊。由于單位壓力和工作溫度高等原因摩擦襯塊的磨損較快因此其厚度較大。劇統(tǒng)計，日本轎車和輕型汽車摩擦塊的厚度在75MM16MM之間。許多盤式制動器裝有襯塊磨損達極限時的警報裝置，以便及時更換摩擦襯塊，我們可以選取厚度為16MM的扇形摩擦襯塊。53摩擦材料制動摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能，不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動時不應(yīng)產(chǎn)生噪聲和不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用少污染相對人體無害的摩擦材料。當(dāng)前在制動器中廣泛采