LG6360微型客車前制動器設計說明書.doc

武漢理工大學畢業(yè)設計（論文）目錄摘要IABSTRACTII緒論11 汽車制動系統(tǒng)概述及設計要求21.1 概述21.1.1制動系統(tǒng)的組成21.1.2 制動系統(tǒng)的類型21.2 設計制動系統(tǒng)時應滿足的要求32 整車性能參數33 制動器形式的選擇43.1 鼓式制動器43.2 盤式制動器43.2.1 全盤式制動器43.2.2 鉗盤式制動器53.3 選型64 盤式制動器主要參數的確定74.1 制動盤直徑D74.2 制動盤的厚度h84.3 摩擦襯塊內外半徑的確定84.4 制動襯塊工作面積A85 盤式制動器的設計計算85.1 同步附著系數的確定95.2 制動力分配系數的確定105.3 前、后輪制動器制動力矩的確定115.4 應急制動和駐車制動所需的制動力矩115.4.1 應急制動115.4.2 駐車制動125.5 襯片磨損特性的計算136 制動驅動機構的設計與計算156.1 制動驅動機構的形式156.2 分路系統(tǒng)166.3 液壓制動驅動機構的設計計算186.3.1 制動輪缸直徑的確定186.3.2 制動主缸直徑的確定186.3.3 制動踏板力197 制動器零部件設計207.1 滑動鉗體207.2 固定支架207.3 制動盤207.4 制動塊21結束語22致謝23參考文獻24摘要從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)就扮演著至關重要的角色。它不僅是衡量汽車好壞的一個指標,重要的是它還關系到乘車人員的生命安全問題。近年來，隨著車輛技術的進步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。因此對本設計的作品提出了安全，可靠，經濟，環(huán)保等要求。依據設計要求，根據給定的設計參數，參考國內同類型車輛，進行方案論證。通過對各種形式的制動器的優(yōu)缺點進行了比較，最后決定LG6360前制動器選用浮鉗盤式制動器。以期達到有較高的制動效能的要求。之后，對盤式制動器的具體結構的設計過程進行了詳盡的闡述。關鍵詞：制動系統(tǒng) 盤式制動器 制動盤 制動襯塊 ABSTRACT Braking system plays a crucial role since car was invented.It is not only a measure of automobile index,important is it also relates to passengers life.And it is become more important in recent years because of the progress of auto technology and the increase vehicle driving speed. So the requirements of brake systems is safe, reliable, economic, environmental and so on.According to the design requirements and the given design parameters,reference with other vehicles,to make sure the scheme.By comparing the advantages and disadvantages of various forms of brake, final choose disc brake with floating caliper for LG6360 front wheel brake.In order to make the system to achieve a higher braking efficiency.Then made detailed elaboration to the specific structure of disc brake. Key words: brake system disc brake retarding disk brake padI緒論一個國家汽車工業(yè)的發(fā)展水平反映出該國家的整體工業(yè)水平。要發(fā)展一個國家的汽車工業(yè)，就汽車行業(yè)來說，汽車設計應處于一個舉足輕重的位置。制動器的設計作為汽車設計的一個重要環(huán)節(jié)也是非常重要的，尤其是隨著現(xiàn)代汽車技術的發(fā)展，道路條件的日益改善，車速越來越高，安全問題也愈受重視，制動器恰是影響汽車安全性的一個重要部件。因此，能夠設計，制造出具有高制動性、可靠性的制動器是改善汽車設計的一個重要環(huán)節(jié)。早期的制動器結構簡單，僅僅是為了達到使汽車減速的目的。隨著汽車工業(yè)及道路條件的完善，致使車速逐步提高，安全問題也就理所當然的被人們所普遍關注。汽車的安全性與汽車的制動系關系密切，制動距離直接影響其安全性。汽車設計行業(yè)投入了大量的人力、物力以研制、開發(fā)制動器，制動器結構和種類都有了變化。其使用要求也不僅限于減速，在達到較高的安全要求的同時，對于乘車的舒適性也有了新的定義。特別是ABS的運用，使汽車在安全設計方面邁出了一大步。目前，制動器主要分為盤式與鼓式兩種，且有前盤后鼓的發(fā)展趨勢。在高檔轎車中，更多的采用盤式制動器，盤式制動器又有固定鉗式和浮動鉗式兩種。近年來隨著汽車性能的提高，固定鉗結構上的缺點暴露較為明顯，因而導致浮動鉗的迅速發(fā)展。本設計是LG6360微型客車前制動器的設計，首先是分析選型。然后依據設計參數遵循制動器設計要求，進行制動器的一系列的設計計算。本制動系采用X型雙回路系統(tǒng)以提高制動系的可靠性，在一個回路失效時，其制動效能仍可保持原制動效能的50%。采用真空助力器，使操縱更輕便，減少駕駛員的疲勞。在前、后輪的制動力分配計算中參考了汽車設計的設計方法，使制動力分配更合理，提高了汽車的制動穩(wěn)定性?？傊?，通過本次設計，使制動器性能達到當今汽車發(fā)展的要求：經濟性、可靠性、安全性，并符合環(huán)保要求。1 汽車制動系統(tǒng)概述及設計要求1.1 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，汽車上必須設一系列專門裝置，以便駕駛員能根據道路和交通等情況，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統(tǒng)。制動系統(tǒng)的功用：使汽車以適當的減速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當的穩(wěn)定車速；使汽車可靠的停在原地或停駐在坡道上。1.1.1制動系統(tǒng)的組成制動系統(tǒng)一般都具有以下四個基本組成部分：1）供能裝置包括供給、調節(jié)制動所需能量以及改善傳能介質狀態(tài)的各種部件。其中，產生制動能量的部位稱為制動能源。2）控制裝置包括產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到制動器的各個部件。4）制動器產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節(jié)裝置以及報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。1.1.2 制動系統(tǒng)的類型按制動系統(tǒng)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。輔助制動系在汽車長下坡時用以穩(wěn)定車速的一套裝置。按制動系統(tǒng)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)動機的動力轉化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的制動系。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，制動系統(tǒng)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統(tǒng)可稱為組合式制動系統(tǒng)。1.2 設計制動系統(tǒng)時應滿足的要求設計制動系統(tǒng)時應滿足如下主要要求：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項指標來評定的；駐坡能力是以汽車在良好路面上能可靠地停駐的最大坡度來評定的。2) 工作可靠。行車制動裝置至少有兩套獨立的驅動制動器的管路，其中一套管路失效時，另一套的管路應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，而驅動機構應各自獨立。行車制動裝置都用腳操縱。3) 在任何速度下制動時，汽車都不應喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。4) 防止水和污泥進入制動器工作表面。5) 制動能力的熱穩(wěn)定性良好。6) 操縱輕便，并具有良好的隨動性。7) 制動時制動系統(tǒng)產生的噪音盡可能小，同時力求減少散發(fā)對人體有害的石棉纖維等物質，以減少公害。8) 作用滯后性應盡可能好。作用滯后性是指制動反應時間，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) 摩擦片應有足夠的使用壽命。10) 保證摩擦副磨損后，應有能消除因磨損而產生間隙的機構，且調整間隙工作容易，最好設置自動調整間隙機構。11) 當制動驅動裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本功能遭到破壞時，汽車制動系統(tǒng)應有音響火光信號等報警提示。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。2 整車性能參數長/寬/高（mm） 3530/1425/1895軸距（mm） 1780前后輪距（mm） 1214/1190最高車速（km/h） 95油耗（L/100km） 6.0發(fā)動機型號 462QE1變速器形式 4檔手動排量（L） 0.800最大輸出功率（kw/rpm） 30.5 /5500最大輸出扭距（Nm/rpm） 55/3500懸架系統(tǒng) （前）麥弗遜式獨立懸架、（后）鋼板彈簧輪胎型號 155/60R12LT最小離地間距 152MM整車質量 880KG最大爬坡度 12度最小轉彎直徑 9M驅動方式 后輪3 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構形式不同，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構形式有多種。3.1 鼓式制動器鼓式制動器主要包括領從蹄式、單向雙領從蹄式、雙向雙領從蹄式，雙從蹄式、單向增力式和雙向增力式。每種蹄式制動器主要是蹄片固定支點的數量和位置不同；張開裝置的形式與數量不同；制動時兩塊蹄片間有無相互作用。鼓式制動器通常裝置在后輪。3.2 盤式制動器按摩擦副中固定元件的結構不同，盤式制動器可分為鉗盤式和全盤式兩類。3.2.1 全盤式制動器全盤式制動器摩擦副的元件和固定元件旋轉都是圓盤形的，制動時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器。全盤式中用的較多的是多片全盤式制動器。多片全盤式制動器即可用作車輪制動器，也可用作緩行器。3.2.2 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，故盤式制動器又被稱為點盤式制動器。鉗盤式制動器按制動鉗的結構不同，分為以下幾種。（一）固定鉗式如圖1a所示，制動鉗固定安裝在車橋上，既不能旋轉，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裝設制動塊促動裝置，以便分別將兩側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，使制動鉗結構復雜。2）液壓缸分置于制動盤兩側，必須用跨越制動的鉗內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。3）熱負荷大時，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。 圖1 鉗盤式制動器示意圖（二）浮動鉗式（1）滑動鉗式 如圖1b所示，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側置有液壓缸，外側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，直到兩制動塊受力均等為止。（2）擺動鉗式 如圖1c所示，它也是單側液壓缸結構，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擺動。顯然，制動塊不可能全面而均勻的磨損。為此，有必要經襯塊預先作成楔形。在使用過程中，襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻后即應更換。浮鉗盤式制動器的制動鉗一般設計得可以相對制動盤轉向滑動。其中，只在組、制動盤的內側設置液壓缸，而外側的制動塊則附加裝在鉗體上。圖2 制動時車輪、制動盤及輪轂軸承的受力示意圖浮動鉗式制動器的優(yōu)點有：1）僅在盤的內側有液壓缸，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小；3）成本低；4）浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。制動鉗的安裝位置可以在車軸之前或之后。由圖2可見，制動鉗位于軸后，能使制動時輪轂軸承的合成載荷減少；制動鉗位于軸前，則可避免輪胎向鉗內甩濺泥污。3.3 選型與鼓式制動器相比，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，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，易將水擠出，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，出水后只需經一，二次制動即能恢復正常。鼓式制動器則需經十余次制動方能恢復。3）制動力矩與汽車運動方向無關。4）易于構成雙回路制動系，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小（），從而縮短了制動協(xié)調時間。9）易實現(xiàn)間隙自動調整。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，所需附加的手驅動機構比較復雜。3) 在制動驅動機構中必須裝用助力器。4）因為襯塊工作面積小，所以磨損快，壽命低，需用高材質的襯塊。盤式制動器在乘用車前輪上得到廣泛應用。因此，從結構，散熱，技術，成本等多方面考慮，本設計LG6360微型客車前輪制動器決定采用浮鉗盤式制動器。4 盤式制動器主要參數的確定4.1 制動盤直徑D制動盤直徑D應盡可能取大些。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。總質量大于2t的汽車取上限。輪輞直徑為12英寸，輪輞直徑為：則D的取值范圍為。查取國內相關汽車前輪盤式制動器參數，參考捷達GL車型，可取D=239mm。4.2 制動盤的厚度h制動盤厚度h對制動盤質量和工作時的溫升有影響。為使質量小些，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，或者為了散熱通風需要在制動盤中間鑄出通風孔道。通常，實心制動盤厚度可取為；具有通風孔道的制動盤的兩工作面之間的尺寸，即制動盤的厚度取為，但多采用。這里選用通風式制動盤，取25mm。4.3 摩擦襯塊內外半徑的確定推薦摩擦襯塊外半徑與內半徑的比值不大于1.5。若比值偏大，工作時襯塊的外緣與內側圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終將導致制動力矩變化大。取外半徑=118mm，內半徑=80mm。4.4 制動襯塊工作面積A在確定盤式制動器襯塊工作面積A時，根據制動襯塊單位面積占有的汽車質量，推薦在范圍內選用。汽車整車空載時質量為880kg，乘坐7人，則滿載質量為880kg+765kg=1335kg。對于發(fā)動機前置后驅的乘用車，前軸滿載時的載荷約為汽車滿載質量的，取610kg。 得。參考國內同類型車輛，可取A=。5 盤式制動器的設計計算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 （1）式中，為摩擦因數；為單側制動塊對制動盤的壓緊力；為作用半徑。對于常見的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向寬度不很大，取等于平均半徑或有效半徑，在實際中已經足夠精確。 圖3 盤式制動器 圖4 鉗盤式制動器的作 的計算用圖 用半徑計算參考圖如圖3，圖4，平均半徑為 （2）式中，和為摩擦襯塊扇形表面的內半徑和外半徑。應當指出，若過小，即扇形的徑向寬度過大，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條件不能成立，則上述計算方法也就不適用。m值一般不應小于065。制動盤工作面的加工精度應達到下述要求：平面度公差為，表面粗糙度為值為，兩摩擦表面的平行度不應大于，制動盤的端面圓跳動不應大于。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，其牌號不應低于。5.1 同步附著系數的確定(1)當時：制動時總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉向能力；(2)當時：制動時總是后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性；(3)當時：制動時汽車前、后輪將同時抱死，也是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉向能力。分析表明，汽車在同步附著系數為的路面上制動(前、后車輪同時抱死)時，其制動減速度為，即，為制動強度。而在其他附著系數的路面上制動時，達到前輪或后輪即將抱死的制動強度,這表明只有在的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。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。值宜取大些。根據設計經驗,。此設計考慮到設計車型LG6360主要在城市道路上行駛，道路狀況比較好。本設計選取。5.2 制動力分配系數的確定軸距滿載時質心高度質心到前軸的距離質心到后軸的距離不少兩軸汽車的前、后制動器制動力之比為一固定值。LG6360微型客車前后制動器制動力也為定比值。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，用表示，即 （3）式中，為前制動器制動力；為汽車總制動器制動力，為后制動器制動力。已知確定同步附著系數，則分配系數查相關資料，可由以下公式獲得：式中，b為質心到后軸的距離。5.3 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和穩(wěn)定性，要求合理地確定前、后輪制動器的制動力矩。最大制動力是在汽車附著質量完全被利用的條件下獲得的，這時制動力與地面作用于車輪的法向力、成正比，也與前后輪制動力矩的比值相同。得： （4）式中，為前、后輪制動器的制動力矩。然后，根據汽車滿載在瀝青、混泥土路面上緊急制動到前輪抱死脫滑，計算出前輪制動器的最大制動力矩；再根據前面已經確定的前、后輪制動力矩的比值，計算出后輪輪制動器的最大制動力矩。 （5）式中，為制動強度，為車輪有效半徑。 （6）5.4 應急制動和駐車制動所需的制動力矩5.4.1 應急制動應急制動時，后輪一般將抱死滑移，故后橋制動力為： （7）此時所需的后橋制動力矩為：式中，為汽車滿載總質量與重力加速度的乘積；為軸距；汽車質心到前鈾的距離；汽車質心高度；路面對后橋的法向反力；附著系數；車輪有效半徑。如用后輪制動器作為應急制動器，則單個后輪制動器應急制動力矩為。5.4.2 駐車制動如圖5表示汽車在上坡路上停駐時的受力情況。由此不難得出停駐時的后橋附著力為：圖5 汽車在上坡路上停駐時的受力情況 （8）汽車在下坡停駐時，后橋附著力為： （9）汽車可能停駐的極限上坡路傾角，可根據后橋上的附著力與制動力矩相等的條件求得，由汽車可能停駐的極限上坡路傾角，可根據后橋上的附著力與制動力矩相等的條件求得，即由 （10）得到 （11）式中，是保證汽車上坡行駛的縱向穩(wěn)定性的極限坡路傾角。本車代入數據得 同理可推出汽車可能停駐的極限下坡路傾角為 （12）得駐車制動器在安裝制動器的空間，制動驅動力源等條件允許的范圍內，應力求后橋上上駐車制動力矩接近由所確定的極限值（因），并保證下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。單個后輪駐車制動器的制動力矩上限為。5.5 襯片磨損特性的計算摩擦襯片（襯塊）的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動盤（制動鼓）的材質及加工情況，以及襯片（襯塊）本身材質等許多因素的影響，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（動能和勢能）的一部分轉變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔了汽車全部動能耗散的任務。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荷。能量負荷越大，則襯片（襯塊）的磨損越嚴重。對于盤式制動器的襯塊，其單位面積上的能量負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荷的指標。目前，各國常用的指標是比能量耗散率，即單位時間內襯片（襯塊）單位面積耗散的能量，通常所用的計算單位為。比能量耗散率有時也稱為單位功負荷，或簡稱能量負荷。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 （13） （14） （15）式中，為汽車總質量；為汽車回轉質量系數；為制動初速度和終速度（m/s）；為制動減速度(m/s2)；為制動時間（s）；、為前、后制動器襯片（襯塊）的摩擦面積（）；為制動力分配系數。 在緊急制動到停車的情況下，,并可認為，故據有關文獻推薦，乘用車的盤式制動器在，的條件下，比能量耗散率應不大于6.0W/mm2。比能量過高不僅引起襯片（襯塊）的加速磨損，且有可能使制動盤或制動鼓更早發(fā)生龜裂。本設計采用的是前盤后鼓，所以僅計算前輪襯塊的摩擦特性。另一個磨損特性指標是襯片（襯塊）單位摩擦面積的制動器摩擦力，稱為比摩擦力。比摩擦力越大，則磨損越嚴重。單個車輪制動器的比摩擦力為 （16）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）；A為單個制動器的襯片（襯塊）摩擦面積。6 制動驅動機構的設計與計算6.1 制動驅動機構的形式制動驅動機構將來自駕駛員或其他方面的力傳給制動器，使之產生制動力矩。根據制動力源的不同，制動驅動機構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。但因其結構簡單，成本低，工作可靠，還廣泛應用于中，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（）；工作壓力高（可達），因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內部，直接作為制動蹄的張開機構（或制動塊的壓緊機構），而不需要制動臂等傳動件，使之結構簡單，質量小；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。液壓制動廣泛應用在乘用車和總質量不大的商用車上。動力制動即利用由發(fā)動機的動力轉化而成，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系，在動力制動中便不復存在，從而使踏板力較小，同時又有適當的踏板行程。氣壓制動是應用最多的動力制動之一。主要優(yōu)點：操縱輕便，工作可靠，不易出故障，維護保養(yǎng)方便；其氣源除供制動用外，還可以供其他裝置使用。缺點：必須有空氣壓縮機、貯氣筒、制動閥等裝置，使結構復雜、笨重、成本高；管路中壓力的建立和測撤除都較慢；管路工作壓力低；制動氣室排氣時有很大的噪音。氣壓制動在總質量8t以上的商用車上得到廣泛的使用。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)產生；在伺服系統(tǒng)失效時，還可以全靠人力驅動液壓系統(tǒng)，以產生一定程度的制動力。排量1.6L以上的乘用車到各種商用車，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、空氣伺服制動和液體伺服制動三類。這里不多做介紹。6.2 分路系統(tǒng)為了提高制動工作的可靠性，應采用分路系統(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，仍可利用其他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：1） 一軸對一軸（II）型，如圖a所示，前軸制動器與后橋制動器各用一個回路。圖6 II型分路2） 交叉（X）型，如圖b所示，前軸的一側車輪制動器與后橋的對側車輪制動器同屬一個回路。圖7 X型分路3） 一軸對半軸（HI）型，如圖c所示，兩側前制動器的半數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個回路。圖8 HI型分路4）半軸一輪對半軸一輪（LL）型，如圖d所示，兩個回路分別對兩側前輪制動器的半數輪缸和一個后輪制動器起作用。圖9 LL型分路5）雙半軸對雙半軸（HH）型，如圖e所示，每個回路均只對每個前、后制動器的半數輪缸起作用。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制功效能最好。圖10 HH型分路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)鼓式制動器相配合，成本較低。目前在各類汽車特別是商用車上用得最廣泛。對于這種形式，若后輪制動回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉彎制動能力。對于采用前輪驅動因而前制動器強于后制動器的乘用車，當前制動回路失效而單用后橋制動時，制動力將嚴重不足（小于正常情況下的一半），并且，若后橋負荷小于前軸負荷，則踏板力過大時易使后橋車輪抱死而導致汽車側滑。X型的結構也很簡單。直行制動時任一回路失效，剩余的總制動力都能保持正常值的50%。并且制動力的分配系數和同步附著系數沒有變化，保證了制動時與整車負荷的適應性。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動，使汽車失去方向穩(wěn)定性。因此，這種方案適用于主銷偏移距為負值(達20 mm)的汽車上。這樣，不平衡的制動力使車輪反向轉動，改善了汽車的方向穩(wěn)定性。HI、LL、HH型的織構均較復雜。LL型與HH型在任一回路失效時，前、后制動力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動力可達到正常值的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極容易先抱死。綜合以上各個管路的優(yōu)缺點最終選擇X型管路。6.3 液壓制動驅動機構的設計計算6.3.1 制動輪缸直徑的確定制動輪缸對制動塊施加的張力與輪缸直徑和制動管路壓力的關系為 （17）制動管路壓力一般不超過，對盤式制動器可更高。壓力越高，對管路的密封性要求越嚴格，但驅動機構越緊湊。油壓選取為，則輪缸直徑應在標準規(guī)定的尺寸系列中選取，在這里，輪缸直徑取。6.3.2 制動主缸直徑的確定第i個輪缸的工作容積為 （18）式中，為第i個輪缸活塞的直徑；為輪缸中活塞的數目；為第i個輪缸活塞在完全制動時的行程。所有輪缸的總工作容積為，式中，為輪缸數目。制動主缸應有的工作容積為，式中，為制動軟管的變形容積。在初步設計時，制動主缸的工作容積可取為：對于乘用車；對于商用車。主缸活塞行程和活塞直徑為 （19）一般因本設計只有前輪盤式，沒有設計到后輪數據，所以此處假設后輪數據同前輪一樣。主缸直徑應符合QC/T311-1999中規(guī)定的尺寸系列，計算可取。6.3.3 制動踏板力制動踏板力為 （20）式中，為踏板機構的傳動比；為踏板機構及液壓主缸的機械效率，可取。制動踏板力應滿足以下要求：最大踏板力一般為500N（乘用車）或700N（商用車）。設計時，制動踏板力可在的范圍內選取。4）制動踏板工作行程 （21）式中，為主缸中推桿與活塞間的間隙，一般??；為主缸活塞的空行程，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過的行程。制動器調整正常時的踏板工作行程，只應占計及制動襯塊的容許磨損量在內的踏板行程的。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，應保證制動踏板松開后，制動管路中仍保持的殘余壓力。最大踏板行程（計入襯塊或襯片的磨損量），對乘用車應不大于，對商用車不大于。此外，作用在制動手柄上最大的力，對于乘用車應不大于，對商用車不大于。制動手柄最大行程，對乘用車不大于，對商用車不大于。根據本車參數可取最大踏板行程，作用在制動手柄上最大的力，制動手柄最大行程。7 制動器零部件設計7.1 滑動鉗體滑動鉗體是包括輪缸在內的精密件，并且傳遞壓力22.6KN時，鉗體要具有足夠的剛度和強度，還要具有防震的性能。因此采用高強度、高韌度的可鍛造鐵組成，并使懸臂部分的厚度大于15mm，背部留有開口，以便在不拆下制動鉗的情況下能夠檢查或更換制動塊?；瑒鱼Q是靠兩導銷實現(xiàn)徑向定位和軸向滑動的。為減少滑動時的摩擦力，避免對導銷產生附加力矩，必須嚴格保證輪缸中心線與兩導銷軸線的平行度。7.2 固定支架固定支架承受和傳遞全部制動力矩，因此必須具有足夠的強度和剛度。所以選用高強度的可鍛鑄鐵KTZ55004（GB9440-88鑄成，并保證其壁厚不小于10mm，必要時使用加強筋）。與浮動鉗一樣必須保證兩導銷螺孔軸線的平行度及相對于輪缸軸線的對稱度公差，及導軌平面度公差及合適的粗糙度，以保證滑動鉗能順利運動而不發(fā)生任何干涉現(xiàn)象。7.3 制動盤制動盤的大小受輪輞提供空間的限制，其凸緣大小還要受輪轂的影響，其尺寸見設計圖紙。根據其受力情況可知其對強度要求不高，選用珠光體灰鑄鐵。制動盤選用通風散熱。制動盤工作表面應光滑平整，兩側表面不平度不應大于，擺差不大于0.1mm，否則將發(fā)生制動塊頂撞活塞，導致制動踏板振動，踏板的行程亦會隨之增加。7.4 制動塊制動塊是制動襯塊和背板采用粘合劑粘合在一起而成的，摩擦襯塊直接影響制動器性能，因此對其有嚴格要求。1 具有高而穩(wěn)定的摩擦系數，熱衰退緩和，不能溫度開到某一數值后，摩擦系數突降；2 耐磨性好；3 有較高的耐擠壓強度和沖擊強度；4 對水、油的親合性差；5制動時無噪音聲和臭氣，減少污染。根據以上要求，選用粉末冶金材料FM-202G結束語隨著時間的發(fā)展，汽車技術必將越來越先進。并對人類的生活帶來更多改變。在認識到汽車技術進步帶給