轎車后輪盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、轎車后輪盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)目 錄第一章 緒 論11.1制動(dòng)系統(tǒng)的基本概念11.2 制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展史21.3 研究方向31.4 課題主要內(nèi)容：31.5 課題研究方案：4第二章 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式選擇52.1 盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式52.2 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式簡介52.3 7250型轎車制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的最終確定7第三章 制動(dòng)器主要參數(shù)選擇93.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)93.2 同步附著系數(shù)143.3 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率163.4 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩173.5 制動(dòng)器因數(shù)193.6 駐車制動(dòng)計(jì)算193.7 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定21第四章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)234.1 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定234.2 摩擦襯

2、塊的磨損特性計(jì)算244.2.1比能量耗散率244.2.2 比滑磨功254.3盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算26第五章 盤中鼓制動(dòng)器現(xiàn)狀與未來295.1盤式制動(dòng)器取代鼓式原因295.2 鼓式制動(dòng)器現(xiàn)狀305.3 dih盤中鼓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因305.4盤中鼓式制動(dòng)器未來315.5 盤中鼓需要發(fā)展的方向33第六章 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)346.1 制動(dòng)盤346.2制動(dòng)鉗356.3制動(dòng)塊356.4摩擦材料356.5制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu)36第七章 制動(dòng)性能分析。387.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)387.1.1 制動(dòng)效能387.1.2 制動(dòng)效能的恒定性397.1.3 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性397.2制動(dòng)器制

3、動(dòng)力分配曲線分析40參考文獻(xiàn)42第一章 緒 論1.1 制動(dòng)系統(tǒng)的基本概念令正在運(yùn)行的車輛速度降低以至于停車，或者當(dāng)進(jìn)行下坡路段時(shí)可以用來穩(wěn)定車輛的行駛速度，也可以令停在道路上的車保持不動(dòng)，將能夠完成如此相應(yīng)功能的部件就是我們常說的車輛制動(dòng)器；在車上裝備一系列實(shí)現(xiàn)能夠完成制動(dòng)這一個(gè)功能裝置，以便幫助駕駛員根據(jù)交通情況和路況做出相應(yīng)反應(yīng)與操作，這些對(duì)汽車進(jìn)行外力可控的裝置系統(tǒng)被稱為制動(dòng)系，而實(shí)現(xiàn)這功能的外力就是我們說的制動(dòng)力。將那些令正在前進(jìn)中的汽車速度下降或者停車的系統(tǒng)稱為行車制動(dòng)；令靜止的汽車靜止在最開始停車的位置的制動(dòng)系就是駐車制動(dòng)。這兩種制動(dòng)系是一輛汽車所必須裝備的，用以保證實(shí)現(xiàn)汽車的行駛

4、安全性與駐車穩(wěn)定性。圖1.1 汽車制動(dòng)系組成所有的制動(dòng)系都應(yīng)當(dāng)具有以下四個(gè)部分（如圖1.1所示）：供能裝置：包括供給、調(diào)節(jié)能量及改善介質(zhì)狀態(tài)?？刂蒲b置：產(chǎn)生制動(dòng)力和控制效果的一種部件。傳動(dòng)裝置：向制動(dòng)器的相應(yīng)部分進(jìn)行能量傳遞的。制動(dòng)器：產(chǎn)生阻礙汽車運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的相關(guān)汽車工作組件，也包括輔助制動(dòng)的緩速裝置。按制動(dòng)能源分類可分為：以駕駛員作為制動(dòng)源的人力制動(dòng)系；全部靠汽車引擎所產(chǎn)生的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為氣壓或液壓能為以完成制動(dòng)就被稱為動(dòng)力制動(dòng)系，其制動(dòng)源是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)或油泵；兼用人力與汽車引擎動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)的制動(dòng)系稱為伺服制動(dòng)系。駐車制動(dòng)一般采用人力式或動(dòng)力式。對(duì)汽車制動(dòng)進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)也是汽車

5、安全性的關(guān)鍵部分，通常制動(dòng)也是車輛整體的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元。如今汽車業(yè)十分發(fā)達(dá)，人們對(duì)汽車的性能要求也在不斷提高。一套安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的制動(dòng)系可以很大幅度的提高汽車性能，這也是設(shè)計(jì)人員不斷完善的目標(biāo)。1.2 制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展史腓尼基人（又稱閃族人在黎巴嫩和敘利亞沿海一帶）已經(jīng)可以用簡單裝置來制動(dòng)他們的戰(zhàn)車，并且在18、19世紀(jì)的馬車上利用的掛在鏈條上的制動(dòng)閘瓦或楔塊來制動(dòng)車輛。19世紀(jì)末汽車制造才開始進(jìn)入系統(tǒng)化。威廉邁巴赫把大部分時(shí)間花費(fèi)于將內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速從180r/min改進(jìn)到到當(dāng)時(shí)可用的600r/min。1885年“賴特車”車速達(dá)到12km/h。車輛傳動(dòng)系統(tǒng)摩擦大，所以不用制動(dòng)也能減速。在1902年制動(dòng)

6、廠商考慮采用行之有效的純機(jī)械制動(dòng)器包括蘭徹斯特的盤式制動(dòng)器、路易斯雷諾的內(nèi)閘瓦式制動(dòng)器、邁巴赫的外帶式制動(dòng)器。機(jī)械操縱內(nèi)制動(dòng)蹄式制動(dòng)器利用使制動(dòng)蹄從內(nèi)向外緊貼到制動(dòng)鼓上的撐桿進(jìn)行工作。由于其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，所以把低成本廉價(jià)的結(jié)構(gòu)類型稱為單作用制動(dòng)器在一些輕型轎車的后輪制動(dòng)器應(yīng)用比較多。1.3 研究方向當(dāng)今社會(huì)，轎車采用盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器和盤鼓相互組合形式。隨著盤式制動(dòng)器的經(jīng)濟(jì)性提高與其性能的卓越性，而鼓式制動(dòng)器雖然價(jià)格低廉但工作環(huán)境要求相對(duì)嚴(yán)格導(dǎo)致使用范圍正在不斷被吞噬。但是考慮到鼓式制動(dòng)器作為后輪制動(dòng)器時(shí)駐車制動(dòng)簡單，然而盤式制動(dòng)器為滿足這一功能更為復(fù)雜。如今中高型轎車由于價(jià)格較高要求性

7、能優(yōu)越，其中大部分已經(jīng)采用前輪通風(fēng)盤式制動(dòng)器后輪盤式制動(dòng)器，一些大牌已經(jīng)率先采用四輪碟剎并且基本上普及了通風(fēng)盤式制動(dòng)器這一種性能優(yōu)質(zhì)制動(dòng)器。如今有兩大類后輪盤式制動(dòng)器：盤中鼓式制動(dòng)器即盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器dih與供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗即dba盤式制動(dòng)器浮盤式。當(dāng)今社會(huì)帶駐車制動(dòng)功能的盤中鼓式盤式制動(dòng)器縱然不是未來制動(dòng)器發(fā)展的大體趨勢(shì)不過還是可以改觀現(xiàn)階段鼓式制動(dòng)器面臨的危機(jī)。另外，現(xiàn)代汽車制動(dòng)控制技術(shù)朝著電動(dòng)控制發(fā)展，全部應(yīng)用電子控制系統(tǒng)的制動(dòng)器存在相當(dāng)大的可用性與開發(fā)潛力，或?qū)⒋嬉郧澳切┑囊砸簤涸橹鞯目刂葡到y(tǒng)。而盤中鼓制動(dòng)器由于行車完全采用盤式制動(dòng)器不存在對(duì)制動(dòng)鉗安裝多余裝置并保證了制動(dòng)

8、鉗體尺寸標(biāo)注與布置合理性，同時(shí)利用盤式制動(dòng)器的中心鼓可以有效減少使用面積的浪費(fèi)，鼓式制動(dòng)器僅在駐車時(shí)候應(yīng)用不影響盤制動(dòng)器故此性能可以保證。由于僅在駐車時(shí)使用完全符合汽車電控要求同時(shí)鼓式制動(dòng)器采用機(jī)械式與電控式并不受影響，實(shí)現(xiàn)全車電控的目標(biāo)要求。但是由于在制動(dòng)盤內(nèi)部，鼓式制動(dòng)器工作條件更加惡劣，制動(dòng)鼓受制動(dòng)盤尺寸所限制因此制動(dòng)鼓的設(shè)計(jì)尤為困難與要求。這是盤中鼓的一大困難。1.4 課題主要內(nèi)容：題目簡介：后輪驅(qū)動(dòng)；總長4755mm，總寬1795mm，軸距2725mm；空載時(shí)質(zhì)心高670mm，滿載時(shí)質(zhì)心高635mm；前輪距1560mm，后輪距1560mm；整備質(zhì)量1545kg，總質(zhì)量1895kg；空

9、載時(shí)前軸荷896kg，后軸荷649kg；滿載時(shí)前軸荷985kg，后軸荷910kg；發(fā)動(dòng)機(jī)排量2.5l，最大功率124kw/6000r/min，最大轉(zhuǎn)矩226 nm /4000r/min；最高車速：210km/h；后輪胎205/60 r16。依據(jù)提供的轎車的技術(shù)參數(shù)及性能參數(shù)，同時(shí)全面考慮制動(dòng)器的應(yīng)用條件，不難得出以下設(shè)計(jì)要求：1）具有足夠的制動(dòng)效能。2）工作可靠。3）無論汽車在任意速度下制動(dòng)，汽車均不發(fā)生喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。4）防止水和污泥污染侵蝕制動(dòng)器工作表面。5）制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好。6）操縱輕便，并具有良好的隨動(dòng)性。7）制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，盡量避免散發(fā)出對(duì)人體有危害的

10、石棉纖維等物質(zhì)，減少公害。8）作用滯后性應(yīng)盡可能好。9）摩擦襯片應(yīng)有足夠的使用壽命。10）摩擦副磨損后，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整容易，最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整。11）當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的元件發(fā)生故障并使基本功能遭到破壞時(shí)，汽車制動(dòng)系應(yīng)有音響或光信號(hào)報(bào)警等提示。 1.5 課題研究方案：1）制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案的選取和相關(guān)設(shè)計(jì)。分析7250型車制動(dòng)器的設(shè)計(jì)要求，通過對(duì)比、校核驗(yàn)算以及參考相應(yīng)說明，挑選出符合標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)方案。2）對(duì)制動(dòng)器主要參數(shù)篩選并選取其中適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。選擇制動(dòng)力、最大制動(dòng)力矩、制動(dòng)力分配系數(shù)、制動(dòng)強(qiáng)度等。3）制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和計(jì)算。同時(shí)按照設(shè)計(jì)方案與參數(shù)來進(jìn)行有關(guān)制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算、摩

11、擦襯塊的磨損特性分析等4）對(duì)后輪制動(dòng)器的主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算第二章 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式選擇2.1 盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式盤式制動(dòng)器按摩擦片定位件安裝位置不同可分為全盤式和鉗盤式兩類。（1）鉗盤式鉗盤式制動(dòng)器按照其制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)型式不同又有定鉗盤式與浮鉗盤式之分。定鉗盤式制動(dòng)器：制動(dòng)鉗不隨著車輪轉(zhuǎn)動(dòng)而隨動(dòng)，通過連接件將制動(dòng)盤與車輪相互裝配并在保證鉗體可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)不受到開口槽限制產(chǎn)生干涉。這一方案所具有優(yōu)點(diǎn)：只有活塞與制動(dòng)塊是滑動(dòng)件，便于保證制動(dòng)鉗剛度；結(jié)構(gòu)及加工工藝簡單，實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的變換更加平滑過渡；符合多回路的要求。浮動(dòng)盤式制動(dòng)器：浮動(dòng)式制動(dòng)器的鉗體是相對(duì)浮動(dòng)的。其浮動(dòng)結(jié)構(gòu)有兩種，一種是鉗體可以進(jìn)

12、行平行滑動(dòng)；另一種是制動(dòng)鉗體繞著支承銷進(jìn)行擺動(dòng)。所以有滑動(dòng)與擺動(dòng)這一分別，滑動(dòng)應(yīng)用較為廣泛。所具有的優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)樵谥苿?dòng)盤的內(nèi)側(cè)裝有制動(dòng)輪缸，可以降低其軸向尺寸，將會(huì)使制動(dòng)器更加接近輪轂；無橫跨制動(dòng)盤的油路或油管，液壓缸發(fā)生氣化的可能性降低同時(shí)其相對(duì)好的冷卻條件也是不可缺少的要素。（2）全盤式全盤式制動(dòng)器的摩擦旋轉(zhuǎn)件與固定零件均采用圓盤這一形式，工作過程中制動(dòng)器摩擦面與制動(dòng)盤相互接觸，其工作原理與摩擦式離合器相似。但由于散熱條件不好，所以如今的應(yīng)用并不廣泛。2.2 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式簡介鼓式制動(dòng)器是最早開始使用的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式。鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式又分為內(nèi)張式和外束式兩類。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的摩擦元件

13、是圓弧形摩擦制動(dòng)蹄，固定在制動(dòng)底板，而制動(dòng)底板與后驅(qū)動(dòng)橋的橋殼中半袖套管的凸緣相互連接緊固，其制動(dòng)鼓為旋轉(zhuǎn)的摩擦件。外束式鼓式制動(dòng)器其固定摩擦元件是小剛度制動(dòng)帶，旋轉(zhuǎn)摩擦件為制動(dòng)鼓，工作時(shí)鼓的外表面與制動(dòng)帶的外圓弧面相互接觸產(chǎn)生一個(gè)阻礙運(yùn)動(dòng)的摩擦力矩并與制動(dòng)鼓產(chǎn)生相應(yīng)制動(dòng)作用，因此也常常叫其為帶式制動(dòng)器。圖 2.1 鼓式制動(dòng)器簡圖（1）領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器如果汽車行駛時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向如圖2.1里所示，則制動(dòng)蹄1為領(lǐng)蹄，制動(dòng)蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向?qū)?huì)相反轉(zhuǎn)動(dòng)，所以導(dǎo)致領(lǐng)蹄與從蹄作用相互對(duì)調(diào)。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能及制動(dòng)穩(wěn)定性都處于各類制動(dòng)器的中間位置，由于汽車行駛中與倒車停車時(shí)制動(dòng)性能

14、基本無太大改變，且結(jié)構(gòu)相對(duì)其他鼓式制動(dòng)器并不復(fù)雜同時(shí)造價(jià)低廉，使駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝布置相對(duì)容易，所以被廣泛應(yīng)用于中、重型貨車的車輪制動(dòng)器及部分小型汽車的后輪制動(dòng)器。（2）雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器當(dāng)汽車行駛時(shí)兩制動(dòng)蹄都是領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，就稱作雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。必然在汽車倒車時(shí)制動(dòng)器的兩個(gè)制動(dòng)蹄都轉(zhuǎn)換為從蹄。因此又可叫做單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在行駛中擁有較高的制動(dòng)效能，當(dāng)進(jìn)行倒車時(shí)則會(huì)使制動(dòng)效能大幅度下降。（3）雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器當(dāng)制動(dòng)鼓正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，制動(dòng)器的制動(dòng)蹄都會(huì)有領(lǐng)蹄作用的制動(dòng)器也就是常說的雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車行駛與倒車時(shí)制動(dòng)性能基本上無太多變化。 （4）單向增力式制

15、動(dòng)器單向增力式制動(dòng)器就如同圖2.1在下端用頂桿使兩個(gè)制動(dòng)蹄片相配合，第二制動(dòng)蹄在支撐銷作用下將制動(dòng)蹄固定在制動(dòng)底板上。單向增力式制動(dòng)器在汽車行駛時(shí)可以保證在相對(duì)較好制動(dòng)效能區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，不過當(dāng)汽車掛倒檔時(shí)期間，就會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)效能變?yōu)樽畈睢＃?） 雙向增力式制動(dòng)器將單向增力式制動(dòng)器的制動(dòng)輪缸改用雙作用式輪缸代替，同時(shí)將用來實(shí)現(xiàn)支承功能的支承銷也改為雙蹄共用式，改裝后就是雙向增力式制動(dòng)器。無論汽車在行駛中制動(dòng)或倒車停車時(shí)進(jìn)行制動(dòng)均為增力式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)：（1） 難以徹底防止塵污和銹蝕（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)，需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜。（3） 在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)

16、構(gòu)中須裝有助力器。（4） 因?yàn)橐r塊工作表面小，磨損過快，導(dǎo)致使用壽命下降，需用高材質(zhì)的襯塊。2.3 7250型轎車制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的最終確定制動(dòng)通俗來說就是通過摩擦力做功將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能消耗掉，使汽車喪失動(dòng)力而被迫停下來。由此可知，散熱性能的好壞直接對(duì)制動(dòng)系性能有很大影響。如果經(jīng)常處于高溫下工作就會(huì)對(duì)能量轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生負(fù)面影響，造成制動(dòng)器性能的下降。如何解決散熱問題，對(duì)于改進(jìn)汽車的制動(dòng)性能是十分關(guān)鍵的?，F(xiàn)代汽車的車輪除了應(yīng)用鋁合金車圈降低溫升外，還傾向于盤式制動(dòng)器這一個(gè)散熱性能良好的制動(dòng)器。當(dāng)然，盤式制動(dòng)器也具有一定缺陷。而鼓式制動(dòng)器價(jià)格相對(duì)于盤式制動(dòng)器來說較為經(jīng)濟(jì)。在制動(dòng)過程中，由于汽車行駛慣

17、性后輪的負(fù)荷通常占總負(fù)荷的40%50%，因此后輪制動(dòng)力相對(duì)于前輪來說要略小。轎車制造廠家為了提高利潤增大經(jīng)濟(jì)性，用前輪盤式制動(dòng)后輪鼓式制動(dòng)的方式進(jìn)行裝配。伴隨車速提高與要求的不斷提升，最近采用四輪碟剎的轎車數(shù)量正在逐步提升，尤其是中高端轎車，都裝配前后輪均為盤式行車制動(dòng)或汽車前車輪采用通風(fēng)盤式。經(jīng)過分析考慮轎車后輪采用浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器。后輪采用普通實(shí)心盤，并且在后輪上設(shè)置純機(jī)械式的鼓式制動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)，并保證盤式制動(dòng)器的應(yīng)用性能不受到影響。第三章 制動(dòng)器主要參數(shù)選擇盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)流程通常為：根據(jù)所給數(shù)據(jù)查閱設(shè)計(jì)要求，根據(jù)行業(yè)信息對(duì)整車參數(shù)進(jìn)行確定。在制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式及整車參數(shù)選取確定之后，依

18、靠已有參數(shù)并借鑒同類型汽車的后輪制動(dòng)器，初選制動(dòng)器主要參數(shù)，依據(jù)參數(shù)進(jìn)行制動(dòng)器的初步設(shè)計(jì)；制動(dòng)力矩與磨損性能的設(shè)計(jì)計(jì)算與驗(yàn)證計(jì)算合理性，要求進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)比設(shè)計(jì)分析，直到與設(shè)計(jì)要求相比合理才算是計(jì)算合理。下一步根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，對(duì)初選的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)修正，直到所有性能參數(shù)均可以滿足標(biāo)準(zhǔn)；最后進(jìn)行制動(dòng)器各部分相應(yīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)分析與相應(yīng)設(shè)計(jì)。1.尺寸參數(shù)：長度：4755mm； 寬度：1795mm； 高度：1450mm 軸距：2725mm ；前輪距：1560mm ； 后輪距：1560質(zhì)心高度：空載 670mm ；滿載635m質(zhì)心到前軸的距離：空載1145 ； 滿載1308質(zhì)心到后軸的距離：空載1580 ；

19、滿載14172.質(zhì)量參數(shù)：整車整備質(zhì)量：1545kg ；總質(zhì)量：1895kg ；前軸載荷：空載896kg 滿載985kg后軸載荷：空載649kg 滿載910kg3.性能參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)排量：2.5l；最大功率：124kw/6000r/min最大轉(zhuǎn)矩：226 n*m /4000r/min最高車速：210km/h。輪胎有效半徑：326mm3.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)汽車制動(dòng)時(shí)，可以忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)阻力矩和回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則在任何角速度下力矩平衡方程為 (3.1)式中：對(duì)輪胎的制動(dòng)力矩也就是摩擦力矩,旋轉(zhuǎn)方向與車輪相反，nm ；作用于車輪上的制動(dòng)力即摩擦力，即地面制動(dòng)力，與汽車行駛方向相反，n

20、；車輪有效半徑，m 。假設(shè)當(dāng)時(shí)車速，汽車停止時(shí)速度。剎車距離。由， 得 由前后輪分配可知：(設(shè))一個(gè)后輪 因此，由公式（3.1）求得 令 (3.2) 這個(gè)被稱為制動(dòng)器制動(dòng)力，是克服制動(dòng)器摩擦力矩所要的力，也叫做制動(dòng)周緣力。和的方向相反，當(dāng)車輪時(shí)，二者大小也相等。取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸、布置型式、有效半徑及摩擦副之間的摩擦系數(shù)等，和踏板力成正比關(guān)系。若增大踏板力則也隨之變大，同時(shí)和都將隨之增大。不過由于地面制動(dòng)力受到附著條件相應(yīng)關(guān)系的限制，其大小不能超過附著力，即 (3.3) (3.4) 式中：輪胎與地面間的附著系數(shù)；地面對(duì)車輪的法向反力。當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力這個(gè)值時(shí)，車輪就將抱

21、死并在地面滑移。此后制動(dòng)力矩即體現(xiàn)靜摩擦力矩，而圖 3.1 制動(dòng)力與踏板力的關(guān)系圖3.2 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖當(dāng)制動(dòng)時(shí)達(dá)到=0以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就將無法實(shí)現(xiàn)繼續(xù)增長，而制動(dòng)器制動(dòng)力隨踏板力的增大將會(huì)伴隨摩擦力矩提高而逐步增加（圖3.1）。車輛整體在制動(dòng)時(shí)受力分析圖（圖3.2），并考慮制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移，地面對(duì)后軸車輪的法向反力為 (3.5)式中：g汽車所受重力；l汽車軸距；汽車質(zhì)心離前軸距離； 汽車質(zhì)心高度； g重力加速度； 汽車制動(dòng)減速度。算得 汽車總的地面制動(dòng) (3.6)式中：（）制動(dòng)強(qiáng)度，稱為比減速度或比制動(dòng)力；前后軸車輪的地面制動(dòng)力。由式（3.5）、式（3.6）求得前、后軸車

22、輪附著力 （3.7）在這里附著系數(shù)，不難求得4114n上式表明：汽車在附著系數(shù)的路面上剎車時(shí)，汽車附著力也就是極限制動(dòng)力并非是固定不變，而是一個(gè)關(guān)于制動(dòng)強(qiáng)度與制動(dòng)力的函數(shù)。在車輪制動(dòng)力足夠大時(shí)，由于前、后軸荷分配、道路附著系數(shù)和坡度影響；前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配等給各類因素，制動(dòng)過程會(huì)有如下三種不同工況，即(1)前輪先抱死拖滑，后輪后抱死拖滑；(2)后輪先抱死拖滑，前輪后抱死拖滑；(3)前、后車輪同時(shí)抱死。第（3）種這種條件下附著條件利用得最高。由式(3.6)、式(3.7)得在隨意的附著系數(shù)的路面行駛，前、后車輪同時(shí)抱死的條件是： (3.8)式中：前輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，；后輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，；

23、前輪的地面制動(dòng)力；后輪的地面制動(dòng)力；地面對(duì)前、后輪的法向反力；g汽車重力；質(zhì)心離前、后軸距離；質(zhì)心高度。由式(3.8)知前、后車輪一起抱死時(shí)，前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力，是一個(gè)關(guān)于的函數(shù)。將(3.8)中消去可以得到后輪制動(dòng)力 (3.9)式中：l汽車的軸距。圖 3.3 某汽車的i曲線和曲線畫出，為坐標(biāo)的曲線，也就是理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，也就是我們常說的i曲線，圖 3. 3。若車輛前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力，按i曲線的分配，那么可以保證汽車無論在何種附著系數(shù)的路面上剎車時(shí)，均可以實(shí)現(xiàn)前、后車輪同時(shí)抱死。目前大多數(shù)兩軸式汽車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比是一個(gè)定值，將前制動(dòng)的制動(dòng)力與全部制動(dòng)器的總制動(dòng)

24、力之比來體現(xiàn)分配的比例系數(shù)，也就是制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)： （3.10）在附著條件限定范圍內(nèi)，地面制動(dòng)力等于相應(yīng)的制動(dòng)周緣力，故通常稱為制動(dòng)力分配系數(shù)。在7250型轎車設(shè)計(jì)過程中：由式（3.8）； ; 3.2 同步附著系數(shù)由式(3.10)可表達(dá)為 (3.11)在圖 3.3中一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)而且斜率是(1-)/的直線，這就是汽車實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，也就是線。圖中線與i曲線交于b點(diǎn)， b點(diǎn)處的附著系數(shù)=,此時(shí)為該汽車的同步附著系數(shù)。汽車的同步附著系數(shù)是車輛制動(dòng)性能的一個(gè)主要參考數(shù)據(jù)，由車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。不受道路條件控制的，這在汽車出廠時(shí)就已經(jīng)確定無法隨意更改。同步附著系數(shù)的設(shè)計(jì)公式是：。

25、 求出本設(shè)計(jì)中汽車的 對(duì)于前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為某一個(gè)確定數(shù)值的汽車，只有當(dāng)行駛在附著系數(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)汽車在不同值的路面上剎車時(shí)，就會(huì)有如下情況發(fā)生： (1)當(dāng)，線位于i曲線上方，汽車剎車時(shí)基本上是后輪先拖滑，容易出現(xiàn)后軸側(cè)滑失去方向穩(wěn)定性是一種十分危險(xiǎn)的工況。(3)當(dāng)，制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是穩(wěn)定工況，當(dāng)然也將會(huì)喪失轉(zhuǎn)向能力。為了預(yù)防汽車的前輪喪失轉(zhuǎn)向能力與后輪抱死側(cè)滑，我們?cè)O(shè)計(jì)過程中盡量保證在車輛剎車時(shí)，即剛剛要出現(xiàn)車輪抱死但還不存在任何車輪抱死時(shí)的汽車制動(dòng)減速度，這也就是這車有可能產(chǎn)生的最高制動(dòng)減速度。實(shí)驗(yàn)證明，汽車在同步附著系數(shù)的路面上

26、行駛并剎車(前、后車輪同時(shí)抱死)前提下，其制動(dòng)減速度為，即，q為制動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)行駛在非同步附著系數(shù)的路面上，滿足前輪或后輪即將抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度q，這可以很好地證明唯有在=的路面上，地面的附著條件才得到完美的體現(xiàn)。附著條件的利用情況用附著系數(shù)利用率(附著力利用率)表示： (3.12)式中：汽車總的地面制動(dòng)力；g汽車所受重力；制動(dòng)強(qiáng)度。由q=0.71，=0.68；算得當(dāng)=時(shí)，=，=1,利用率最高。50年代，當(dāng)時(shí)道路條件一般，汽車行駛速度較低，后輪抱死側(cè)滑的所造成的后果也不是十分明顯，而前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力造成損害卻嚴(yán)重，所以常將值設(shè)定得較低，即處于中間偏低區(qū)段。如今道路條件改善，行駛速度大幅提高，故

27、汽車因后輪先抱死拖滑引起的后果十分嚴(yán)重。因此小型車和載貨車的值如今都有不斷提升的變化。怎樣選取同步附著系數(shù)，是測(cè)定前后制動(dòng)力分配比汽車在制動(dòng)系設(shè)計(jì)過程中需要考慮的重要問題。在汽車總質(zhì)量和質(zhì)心位置確定的前提下，值就決定了前后制動(dòng)力的分配比?，F(xiàn)代汽車多裝有相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，依據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度、載荷等指標(biāo)進(jìn)行前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比的調(diào)節(jié)，這樣可以實(shí)現(xiàn)與理想制動(dòng)力分配曲線盡可能滿足重合。 為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性與附著系數(shù)可以在較高的利用率范圍，the united nations economic commission for europe (ece)規(guī)定無論在什么載荷情況下，轎車在 0.15q0.8，

28、其他汽車在0.15q0.3 的范圍內(nèi)，前輪均能提前抱死；在車輪尚未抱死的情況下，在 0.20.8 的范圍內(nèi)，必須滿足 。由式（13）可知q=0.71，滿足。3.3 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率對(duì)于前面提及的制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率的介紹?，F(xiàn)在考慮當(dāng)=、時(shí)的q和的變化于什么有關(guān)。根據(jù)所定的同步附著系數(shù)，由式（3.10）及式（3.11）得 （3.13）進(jìn)而求得 （3.14） （3.15）當(dāng)=時(shí)：，故，此時(shí)q=；=1。當(dāng)時(shí)：或許得到的最大總制動(dòng)力受到后輪剛剛抱死的條件限制，即。由式（3.6）、式（3.7）、式（3.13）和式（3.15）得 （3.19） （3.20） （3.21）畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算過程里的值

29、是確定不變的，其值應(yīng)當(dāng)小于遇到的最大附著系數(shù)，這樣可以保證在平常工作的附著系數(shù)范圍內(nèi)不致過低。在的良好路面上突然剎車時(shí)，基本上都是后輪先抱死。3.4 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩為使汽車擁有更好的制動(dòng)效能和優(yōu)秀的穩(wěn)定性，所以需要正確無誤地進(jìn)行前，后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩設(shè)計(jì)。最大制動(dòng)力是當(dāng)汽車附著條件被完全利用的前提下取得的，此刻制動(dòng)力同陸地作用在車輪的法向力,成正比。由(3.8)可知，一般轎車前、后車輪附著力同時(shí)完美實(shí)現(xiàn)功能，換句話說前、后輪同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)力之比為式中：,汽車質(zhì)心離前、后軸距離;同步附著系數(shù)；汽車質(zhì)心高度。制動(dòng)器工作過程中創(chuàng)造的制動(dòng)力矩是受到車輪的驗(yàn)算力矩所限制，即； 式中：前軸制動(dòng)器的

30、制動(dòng)力，；后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，；作用于前軸車輪上的地面法向反力；作用于后軸車輪上的地面法向反力；車輪有效半徑。相對(duì)于工作在道路條件惡劣、低速行駛車輛不得不選取小的同步附著系數(shù)，為了保證其能在的條件相對(duì)優(yōu)質(zhì)的路面上（例如=0.69）實(shí)現(xiàn)剎車過程中后軸和前軸先后抱死滑移（此時(shí)制動(dòng)強(qiáng)度），前、后軸制動(dòng)器能擁有最大制動(dòng)力矩為：對(duì)于選取同步附著系數(shù)值略大的汽車，從制動(dòng)穩(wěn)定性這一點(diǎn)考慮，來設(shè)計(jì)各軸的最大制動(dòng)力矩。當(dāng)時(shí)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)極限制動(dòng)強(qiáng)度，因此需要的前軸與后軸的最大制動(dòng)力矩為 (3.22) (3.23)設(shè)計(jì)依照于小的同步附著系數(shù)值的車輛，確保在的相對(duì)條件較好的路面上（例如=0.69）可以達(dá)到制動(dòng)時(shí)后軸和

31、前軸先后抱死滑移（此時(shí)制動(dòng)強(qiáng)度），前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力力矩為 （3.24） （3.25）式中：該車所能遇到的最大附著系數(shù)；制動(dòng)強(qiáng)度，由式(4-20)確定；車輪有效半徑。一個(gè)車輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩為計(jì)算結(jié)果的二分之一。3.5 制動(dòng)器因數(shù)式(3.1)提供了制動(dòng)器因數(shù)bf的計(jì)算公式，其代表了制動(dòng)器效能，也就是制動(dòng)器效能因數(shù)。從根本上來說是制動(dòng)器在單位作用力或單位壓力輸入時(shí)所能輸出的力矩或力，對(duì)不同型式制動(dòng)器的制動(dòng)效能進(jìn)行評(píng)估。制動(dòng)器因數(shù)可按照為在剎車碟片的作用半徑上的摩擦力與輸入力之比， (3.26)式中：制動(dòng)器的摩擦力矩；r制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑；p輸入力，一般取施加在兩制

32、動(dòng)蹄的張開力的平均值為輸入力。其中鉗盤式制動(dòng)器，兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)剎車碟片的壓緊力均為p，則剎車碟片在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為2p（為盤與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù)）。因此可以求得該形式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為： (3.27)式中：f為摩擦系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取f=0.33；則bf=0.663.6 駐車制動(dòng)計(jì)算汽車在上坡路停車時(shí)的受力如圖3.4所示。由下圖可推導(dǎo)求出車輛在上坡停駐時(shí)后輪的附著力為：同樣可求出汽車在下坡時(shí)停車的后軸車輪的附著力為：圖 3.4 汽車在上坡路上停車時(shí)的受力簡圖根據(jù)后軸車輪附著力與制動(dòng)力相等這一個(gè)已知關(guān)系，可計(jì)算出汽車在上、下坡路段上駐車時(shí)的坡度極限傾角，即由求得汽車在上坡時(shí)停

33、車所能達(dá)到的極限坡路傾角為： （3.28）在本設(shè)計(jì)中： 汽車在下坡時(shí)可以停車的最大下坡路傾角為： (3.29)在本設(shè)計(jì)中： 通常需要各種汽車的最大駐坡度不小于，所以滿足要求。單獨(dú)駐車制動(dòng)器的所能達(dá)到最大制動(dòng)力矩為3.7 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定鑒于dih的傳統(tǒng)和可靠性要優(yōu)越于bir新型的機(jī)械滾珠斜面式制動(dòng)器，故此駐車由鼓式制動(dòng)器來承擔(dān)。由于駐車制動(dòng)情況特殊，工作條件簡單并且相對(duì)于行車制動(dòng)工作環(huán)境要明顯好。因此完全采用全機(jī)械式自增力式鼓式制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器幾乎實(shí)現(xiàn)完全密閉同時(shí)駐車機(jī)構(gòu)簡單襯塊面積大，磨損較小等優(yōu)點(diǎn)，所以用鼓式制動(dòng)器符合汽車駐車制動(dòng)要求。不過由于該鼓式制動(dòng)器受到盤式制動(dòng)器尺寸限制無

34、法安裝國檢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工，其制動(dòng)器的制動(dòng)鼓尺寸由制動(dòng)盤內(nèi)鼓所決定。所以需要專門的一套標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于鼓式制動(dòng)器只用于駐車制動(dòng)所以進(jìn)行需要進(jìn)行手制動(dòng)力的驗(yàn)算校核。如圖3.5的駐車操縱過程中，當(dāng)車輪有向前方的滾動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，對(duì)制動(dòng)蹄進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)分析，不難得到如下計(jì)算圖3.5 駐車制動(dòng)器簡圖（a）制動(dòng)器簡圖 （b）受力分析由于是制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的摩擦系數(shù)，故，帶入方程組求得與（3.30）通過對(duì)制動(dòng)蹄杠桿受力分析，同時(shí)令，可得：帶入上式，則可以得到：（3.31）設(shè)施加在制動(dòng)手柄上的駕駛員操縱力為p，此時(shí)后輪制動(dòng)器采用相同駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力f為： （3.32）其中p-施加在制動(dòng)手柄上的拉力， -駐

35、車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的總杠桿比 -駐車時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率，一般取將公式32帶入公式31，使不難得到駐車時(shí)制動(dòng)操作桿所需要拉力應(yīng)不大于500n否則要調(diào)整總杠桿比或者改變制動(dòng)蹄杠桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。該設(shè)計(jì)過程中已知數(shù)據(jù)求出f=3438n,p=458n.由于所以基本符合標(biāo)準(zhǔn)。第四章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)4.1 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定（1）制動(dòng)盤直徑d制動(dòng)盤直徑d應(yīng)盡量選擇數(shù)值較大的數(shù)，這樣可以將制動(dòng)盤的有效半徑擴(kuò)大，同時(shí)也將減弱制動(dòng)鉗所產(chǎn)生的制動(dòng)力，降低摩擦襯塊的工作溫度和工作壓力，但是由于存在輪輞尺寸的相應(yīng)要求，制動(dòng)盤直徑一般選取輪輞7079為宜，需要注意當(dāng)整車質(zhì)量超過兩噸是計(jì)算應(yīng)取最大值。此次設(shè)計(jì)過程中： 取d=310m

36、m（2）制動(dòng)盤厚度h制動(dòng)盤厚度h對(duì)制動(dòng)盤整體重量和工作溫升有很大影響與限制。為了設(shè)計(jì)輕量化，制動(dòng)盤厚度又不宜過大，但由于尺寸問題厚度又應(yīng)該取大些。制動(dòng)盤一般制成實(shí)心的，但是為了散熱好，也可在制動(dòng)盤的工作表面之間鑄出通風(fēng)孔。一般情況下，實(shí)心剎車碟片的厚度大約范圍在10mm-20mm；通風(fēng)盤式制動(dòng)盤的工作表面之間的尺寸，即制動(dòng)盤的厚度取為20mm-50mm,采用20mm-30mm較為廣泛。在本設(shè)計(jì)中：后制動(dòng)盤采用實(shí)心盤，取厚度h=15mm（3）摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑建議摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5.一旦二者比值偏大，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差將會(huì)變得較大，導(dǎo)致部分局部位置磨損嚴(yán)

37、重，接觸面積縮小，最終將造成制動(dòng)力矩波動(dòng)頻繁。此次設(shè)計(jì)過程中：取=118mm, =155mm（4）摩擦襯塊的工作面積a 一般摩擦襯塊的單位面積占有汽車質(zhì)量在區(qū)間內(nèi)進(jìn)行選取，如今考慮摩擦材料的更新?lián)Q代性能不斷改良，該范圍可以略微擴(kuò)大些。鑒于這種類型的汽車在設(shè)計(jì)時(shí)多采用的是半金屬摩擦材料，該摩擦材料的摩擦系數(shù)要明顯優(yōu)于石棉材料。此次設(shè)計(jì)制動(dòng)器襯塊的工作面積初步確定為70 。4.2 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算制動(dòng)器摩擦襯片的磨損，與其摩擦副的制造材料、工作期間溫度變化、摩擦副加工表面粗糙度、制動(dòng)壓力大小以及相對(duì)滑磨速度快慢等多種因素有關(guān)。不過試驗(yàn)表明，摩擦表面的摩擦系數(shù)、工作溫度、制動(dòng)時(shí)的壓力與制動(dòng)器表

38、面加工情況等是影響制動(dòng)器襯片磨損的重要因素。汽車在制動(dòng)過程中是將動(dòng)能絕大部分變?yōu)闊崃坎⒉粩嗪谋M的過程。在制動(dòng)強(qiáng)度巨大的緊急制動(dòng)特殊情況下，制動(dòng)器幾乎承載將汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)換為熱量并快速消耗的使命。如果短時(shí)間內(nèi)制動(dòng)造成的大量熱能不能及時(shí)傳導(dǎo)到空氣中并被消耗掉，這樣會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)器的溫度不斷升高。這就我們常說的制動(dòng)器的能量負(fù)荷。負(fù)荷增加，則襯片(襯塊)工作強(qiáng)度就會(huì)越大這樣磨損就會(huì)越加嚴(yán)重。4.2.1比能量耗散率 制動(dòng)器的能量負(fù)荷高低常以其比能量耗散率作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。比能量耗散率又稱為單位能量負(fù)荷，是單位面積的摩擦材料在一定時(shí)間內(nèi)消耗的能量的體現(xiàn)，其單位為。一般轎車的單獨(dú)一個(gè)前輪制動(dòng)器和單獨(dú)后輪制動(dòng)器的比能量耗

39、散率分別為 （4.1）汽車總質(zhì)量；，汽車制動(dòng)初速度與末速度；計(jì)算轎車取制動(dòng)時(shí)間；前、后制動(dòng)器摩擦材料的摩擦面積（）；汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；制動(dòng)減速度，計(jì)算時(shí)取j=0.6g；制動(dòng)力分配系數(shù)。當(dāng)急剎車也就是時(shí)，并可近似地認(rèn)為，則有 （4.2）把個(gè)參數(shù)值代入上式得 比能量耗散率一旦過高則會(huì)造成襯片（襯塊）的急劇磨損，甚至比能量耗散率還有可能在一定概率下會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的龜裂效應(yīng)。因此推薦取減速度j=0.6g，制動(dòng)初速度：轎車采用100km/h，鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率以不高于為宜。取同樣的和j時(shí)，轎車的盤式制動(dòng)器的比能量耗散率建議不大于較為適宜。式中t為100km/h速度下的所需要的剎車時(shí)間，其

40、值為。a1、a2為前后制動(dòng)器摩擦襯片的面積。=0.69，求得，符合要求。4.2.2 比滑磨功 襯片磨損和產(chǎn)生熱量的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)也依靠在制動(dòng)過程中制動(dòng)器襯塊由最高制動(dòng)速度到完全停止時(shí)單位襯塊面積上所產(chǎn)生的滑磨功，即比滑磨功來體現(xiàn)： （4.3）式中：汽車總質(zhì)量，kg； 汽車最高制動(dòng)車速，m/s 車輛各制動(dòng)器的摩擦襯塊材料的摩擦面積之和， 設(shè)計(jì)允許用比滑磨功，對(duì)轎車取可求得： 因?yàn)?018在規(guī)定范圍內(nèi)，滿足要求。4.3盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算圖 4.1盤式制動(dòng)器的計(jì)算用圖盤式制動(dòng)器的計(jì)算如圖 4.1所示，若摩擦襯塊與制動(dòng)盤接觸情況較好，同時(shí)所有工作接觸位置的壓力相對(duì)平均進(jìn)行分配，則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力

41、矩為 （4.4）式中：f摩擦系數(shù)，取值0.33；n一側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力r作用半徑，取為133mm。圖 4.2 鉗盤式制動(dòng)器的作用半徑示意圖一般的設(shè)計(jì)采用扇形摩擦襯塊，因?yàn)槠鋸较虺叽缦鄬?duì)較小，取r平均半徑或有效半徑足以保證設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)性。如圖 4.2所示，平均半徑為 （4.8）式中：，扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。（）根據(jù)圖 5-7，在隨便哪一個(gè)單元面積r上的摩擦力對(duì)盤心的形成相應(yīng)力矩是，式中為襯塊與剎車碟片之間單位工作面上所產(chǎn)生的力，則一邊的制動(dòng)塊作用于剎車碟片上的制動(dòng)力矩為單側(cè)時(shí) 得有效半徑為令，則有：=138mm 因，故。當(dāng)，。如果m過小，則扇形的徑向會(huì)變得很寬時(shí)，摩擦表面在各個(gè)半徑上的

42、滑磨速度會(huì)有很大偏差，將導(dǎo)致十分不平均的局部磨損，進(jìn)而導(dǎo)致壓力分布將十分集中局部過大，則上述計(jì)算方法失效。所以設(shè)計(jì)過程中取有效半徑為138mm。第五章 盤中鼓制動(dòng)器現(xiàn)狀與未來5.1盤式制動(dòng)器取代鼓式原因盤式制動(dòng)器已經(jīng)受到越來越多的消費(fèi)者的贊同與認(rèn)可，不過因?yàn)楸P式制動(dòng)器在后輪應(yīng)用的局限性與摩擦襯塊材料性能、材料的要求不斷嚴(yán)格，因此在后輪應(yīng)用盤式制動(dòng)器始終都是實(shí)用與困難缺點(diǎn)并存。bir機(jī)械式駐車制動(dòng)一直廣受業(yè)內(nèi)人士的好評(píng)，并且已經(jīng)出現(xiàn)要求取消鼓式制動(dòng)器大面積應(yīng)用盤式制動(dòng)器的盤式制動(dòng)器瘋狂的熱潮，這對(duì)于汽車未來發(fā)展是十分不利的。究其原因如下，一旦過分要求盤式制動(dòng)器有較高的性能，盤式制動(dòng)器工作負(fù)荷必然

43、急劇加大，而且現(xiàn)有的盤式制動(dòng)器多采用滾珠與彎曲斜面相互配合將徑向力轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向力，以實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)效果，從而保證駐車制動(dòng)的可靠實(shí)施。但是鼓式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是無法被磨滅的，盤式制動(dòng)器總體結(jié)構(gòu)相比于鼓式制動(dòng)器形式來說比較不利于加工，對(duì)于制動(dòng)鉗、液壓管道的相應(yīng)條件也在不斷提升，盤式制動(dòng)器造價(jià)遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器簡單的結(jié)構(gòu)形式與經(jīng)濟(jì)的實(shí)用價(jià)格同時(shí)制動(dòng)管路相對(duì)簡單簡單，最主要的是鼓式制動(dòng)器的駐車制動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)并且結(jié)構(gòu)簡單。而現(xiàn)今的盤式制動(dòng)器在汽車前輪的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)使很多研究人員失去理性的方向感，盲目追求盤式優(yōu)越性忽視駐車時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜與要求嚴(yán)格，導(dǎo)致部分車駐車性能明顯是在加快盤式制動(dòng)器的壽命。根據(jù)最近的汽車行情

44、來看，轎車的價(jià)格依舊保持高價(jià)格，不過轎車的購買能力的確不俗，現(xiàn)在的市場需求依舊很高，即使是在2009年后經(jīng)濟(jì)不景氣的前提下其仍能保證銷售量，所以盤式制動(dòng)器被認(rèn)定為是未來汽車的選擇。盤式制動(dòng)器正在不斷代替鼓式制動(dòng)器，究其原因是因?yàn)楸P式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)所來決定的。盤式制動(dòng)器在有助力情況下將會(huì)有大而穩(wěn)的制動(dòng)力，在任何道路情況下制動(dòng)性能都會(huì)有很好地發(fā)揮空間，其制動(dòng)效能相比鼓式制動(dòng)器優(yōu)良很多，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)可以考慮通過制動(dòng)盤上制造相應(yīng)通風(fēng)口來使制動(dòng)盤更加冷卻良好，這樣可以盡量使盤式制動(dòng)器的散熱性得到改善保證工作過程中溫度在較低范圍。不過盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)從某種意義上來講要比鼓式制動(dòng)器相對(duì)繁瑣要求更

45、高，對(duì)制動(dòng)鉗、供應(yīng)管路要求也在逐步趨于苛刻，而且制動(dòng)器造價(jià)要比鼓式制動(dòng)器貴一些。與盤式相互類比之后不難發(fā)現(xiàn)，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能和通風(fēng)散熱都要遜色于盤式制動(dòng)器，鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力穩(wěn)定性相對(duì)較差，在各種不同道路上制動(dòng)力變化幅度大，不利于駕駛員感知與控制。同時(shí)考慮到散熱性不良鼓式制動(dòng)器存在熱衰退現(xiàn)象。當(dāng)然，鼓式制動(dòng)器也并非毫無好處，它的價(jià)格相對(duì)便宜，符合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想理論。對(duì)于以較高車速駕駛的車輛，由于路面情況需要不斷使用制動(dòng)器進(jìn)行剎車，制動(dòng)器的摩擦襯片將會(huì)通過能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生很多的熱，導(dǎo)致制動(dòng)器溫度很快增加，倘若不能將這些熱量盡快徹底地散發(fā)出，將會(huì)很大程度上影響到盤式制動(dòng)器的制動(dòng)性能，也就是會(huì)發(fā)生所謂的

46、制動(dòng)效能熱衰退現(xiàn)象。前盤后鼓組合式制動(dòng)器(即前輪裝配盤式制動(dòng)器、后輪安裝鼓式制動(dòng)器)，這樣做的初衷關(guān)于汽車成本上的相應(yīng)估計(jì)，當(dāng)然也是考慮到汽車在急剎車情況下將會(huì)發(fā)生軸荷前移，這樣將造成前輪的需求會(huì)相對(duì)較大。所以盤式制動(dòng)器是汽車制動(dòng)器發(fā)展標(biāo)桿也是我們需要依據(jù)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，這是不用質(zhì)疑的。5.2 鼓式制動(dòng)器現(xiàn)狀同盤式制動(dòng)器相比較，鼓式制動(dòng)器的性能和冷卻效果更差一些，鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力抗熱衰退性能較差，所以路面制動(dòng)力變化浮動(dòng)頻繁，不方便駕駛員控制?？紤]其導(dǎo)熱性不好，在工作過程中產(chǎn)生大量熱量。制動(dòng)片和制動(dòng)鼓在高溫工作條件下，更容易造成形狀復(fù)雜的變形，同時(shí)也有很大概率發(fā)生制動(dòng)衰退和機(jī)械振抖現(xiàn)象，從導(dǎo)致制動(dòng)效

47、率的下滑。而且，在一段行駛時(shí)間內(nèi)定期調(diào)整制動(dòng)蹄片的間隙，故此許多汽車商家為了節(jié)約成本，大多應(yīng)用前盤后鼓的制動(dòng)模式。不過，對(duì)于重型車輛，一般都處于低速行駛，剎制動(dòng)蹄的耐用性比盤式制動(dòng)器好，這樣很多重型車輛仍采取四輪鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)方式。鼓式制動(dòng)器已經(jīng)在中型車上使用但是卻退出輕型商用車與轎車舞臺(tái)。5.3 dih盤中鼓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因駐車制動(dòng)器適用于構(gòu)造較大的四輪盤式制動(dòng)器車輛。行車制動(dòng)是通過盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗工作以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。而dih駐車制動(dòng)器則可以改進(jìn)駐車制動(dòng)制動(dòng)器的功能。隨著制動(dòng)器不斷改進(jìn)升級(jí)未來有希望將制動(dòng)鉗納入到dih的適配器中。由于制動(dòng)鉗的型號(hào)種類繁多，可適用于多種制動(dòng)器，所以dih作為后輪盤

48、式制動(dòng)器將會(huì)非常廣泛的應(yīng)用在各類汽車領(lǐng)域，可以用于乘用車、suvmpv皮卡到重型卡車等車型。盤中鼓制動(dòng)器具有良好的制動(dòng)性能、高效率、耐腐蝕性等特點(diǎn)，其中也含有可以有效防止汽車發(fā)生溜坡現(xiàn)象。盤中鼓式制動(dòng)器可以與自動(dòng)駐車制動(dòng)apb-c（拉索）兼容。所以，盤中鼓制動(dòng)器的發(fā)展有很多需要進(jìn)行設(shè)計(jì)而不是簡單的盤式與鼓式制動(dòng)器的簡單結(jié)合。5.4盤中鼓式制動(dòng)器未來鼓式制動(dòng)器的雙蹄片早已深入人心，不過伴隨盤中鼓制動(dòng)器的到來一種新型的制動(dòng)蹄片已經(jīng)展現(xiàn)在世人的眼前。那就是單蹄式鼓式制動(dòng)器現(xiàn)如今成為可能。該駐車制動(dòng)器將會(huì)是對(duì)于傳統(tǒng)鼓式制動(dòng)器的一次革命性重生。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡單而且制動(dòng)性能好也是汽車工業(yè)的突破性發(fā)展。裝

49、備単蹄片的盤中鼓可以覆蓋現(xiàn)在市場上幾乎所有乘用車，特別適用于suv、皮卡、mpv車及少量輕型商用車。単蹄片的特點(diǎn)：性能優(yōu)秀、結(jié)構(gòu)簡單、輕量化好、盤鼓結(jié)合。性能優(yōu)秀應(yīng)用特有的磨圓技術(shù)和準(zhǔn)確的對(duì)蹄片剛度計(jì)算，使制動(dòng)性能相對(duì)以前駐車制動(dòng)器要提升大約30-200%的效果。有時(shí)存在改變單蹄剛度來增強(qiáng)輸出力矩的效果。由此不難發(fā)現(xiàn)單蹄性能要比其他制動(dòng)器好，不過駐車制動(dòng)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)是依據(jù)輸出的力矩大小來進(jìn)行判定，同時(shí)通過這一點(diǎn)來規(guī)劃評(píng)判制動(dòng)器的駐坡能力高低。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，單蹄的駐車的制動(dòng)效能數(shù)值大約在5到12這一區(qū)域，然而對(duì)于傳統(tǒng)制動(dòng)器的駐車效能來講，正常鼓式制動(dòng)器在4到6區(qū)間，盤式制動(dòng)器則在0.7上下進(jìn)行設(shè)

50、計(jì)。所以說在相同的輸入力及駐車?yán)鳈C(jī)構(gòu)的前提下，盤中鼓在裝配単蹄片時(shí)其駐車制動(dòng)器能達(dá)到較高的駐坡性能。 結(jié)構(gòu)簡單-單蹄的設(shè)計(jì)，同傳統(tǒng)的雙蹄相對(duì)比較可減少不少的部件及組件，在維修過程中操縱更加簡單、更換快捷、維護(hù)成本下降。單蹄式盤中鼓制動(dòng)器擁有高性能簡易的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)鼓式制動(dòng)器采用即沉重又有很多部件的兩個(gè)蹄，然而單蹄卻從某種意義上創(chuàng)造制動(dòng)蹄相關(guān)組件大幅下降的新功效。這就意味著傳統(tǒng)的兩蹄所需的部件可省去。這使單蹄盤中鼓的維修更加便捷。 輕量化好-效用高、結(jié)構(gòu)簡單，使其產(chǎn)生減重可以達(dá)到驚人的五分之一。由于單蹄駐車制動(dòng)器的效率高，部分車型可采取一個(gè)與規(guī)格相比要小一些的單蹄駐車制動(dòng)器替代傳統(tǒng)類型

51、的復(fù)雜笨重的雙蹄駐車制動(dòng)器，通過這樣設(shè)計(jì)對(duì)于現(xiàn)有的后輪制動(dòng)器總成來說，能很好地提高制動(dòng)性能、進(jìn)行產(chǎn)品的輕量化、節(jié)省成本提高空間利用率。盤鼓結(jié)合-提供盤鼓這類相異性能的制動(dòng)效果，令制動(dòng)器能夠盡可能發(fā)揮其制動(dòng)優(yōu)勢(shì)，獲得令人認(rèn)可的制動(dòng)表現(xiàn)。由于盤鼓兩種結(jié)構(gòu)相互融合相互設(shè)計(jì)使盤中鼓成為可能，采取應(yīng)用行車制動(dòng)性能優(yōu)良的四輪盤式制動(dòng)，而將駐車增力由單蹄鼓式完成這一功能。將會(huì)得到盤鼓性能充分發(fā)揮作用效果明顯，獲得令人贊同的制動(dòng)效果。盤中鼓制動(dòng)器與傳統(tǒng)鼓式駐車制動(dòng)器對(duì)比：表5.1但是，單蹄式盤中鼓制動(dòng)器仍有一些瑕疵需要改進(jìn)，對(duì)單蹄制動(dòng)器，尤其那些需要承壓很高的制動(dòng)蹄端部性能要求很苛刻需要足夠的承壓面積來保證摩

52、擦材料不會(huì)被壓碎。目前被廣泛使用的制動(dòng)蹄如圖所示在承壓最大的端部，面積反而不斷減小，且在有限的面積上存在一定空隙，在大負(fù)荷工況下，極容易出現(xiàn)開裂甚至?xí)l(fā)生破裂, 導(dǎo)致粘接面分離 ，從而限制制動(dòng)蹄的最大制動(dòng)效能再次提升。 5.5 盤中鼓需要發(fā)展的方向很多人認(rèn)為盤中鼓其實(shí)就是多余的，簡單的盤式制動(dòng)器完全可以滿足制動(dòng)功能，鼓式制動(dòng)器來進(jìn)行駐車是完全沒有這個(gè)必要。但是現(xiàn)在有一個(gè)很通俗的問題擺在這些人的面前。盤式制動(dòng)器的駐車是依靠簡單的滾珠斜面將徑向力轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向力，或者通過桿件與拉索將手部施加的制動(dòng)力傳到制動(dòng)鉗上來進(jìn)行駐車制動(dòng)，不過這個(gè)簡單結(jié)構(gòu)已經(jīng)被完全搶占，即使現(xiàn)在很多公司采取一貫的先抄襲后改造來實(shí)現(xiàn)這一操作，這卻完全是為了社會(huì)需求而進(jìn)行的商業(yè)copy。這與我們制動(dòng)器設(shè)計(jì)的原理并無不妥，但卻不斷的使我們的設(shè)計(jì)落后于其他國家，因?yàn)槲覀儾捎米詈唵谓Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)所需要的功能這一個(gè)廣闊的發(fā)展空間正在急速縮小，設(shè)計(jì)難度不斷增大，成本高昂并且收益較低。而簡單的鼓式制動(dòng)器各種缺點(diǎn)被盤式制動(dòng)器完美取代，使更多的人開始進(jìn)入“盤式熱”即忽視鼓式制動(dòng)器完全推崇盤式制動(dòng)器，這是不利于