工程機械底盤構造教學PPT制動系

1、工程機械底盤構造工程機械底盤構造機械與動力工程學院機械與動力工程學院第十三章第十三章制動系制動系機械與動力工程學院機械與動力工程學院第十三章第十三章 制動系制動系概述概述第一節(jié)第一節(jié) 制動性能及制動過程分析制動性能及制動過程分析第二節(jié)第二節(jié) 制動器的設計制動器的設計第三節(jié)第三節(jié) 制動驅動機構制動驅動機構機械與動力工程學院機械與動力工程學院概概 述述；。 1、功用功用2、組成組成控制裝置控制裝置傳動裝置傳動裝置制制 動動 器器供能裝置供能裝置產生制動動作和控產生制動動作和控制制動效果的各個制制動效果的各個部件。如，制動踏部件。如，制動踏板機構。板機構。將制動能量傳輸到制動器的部件。將制動能量傳輸

2、到制動器的部件。如，制動主缸和制動輪缸等。如，制動主缸和制動輪缸等。產生阻礙車輛運動或運動趨勢產生阻礙車輛運動或運動趨勢力的部件。力的部件。供給、調節(jié)制動所需能量以及改供給、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。善傳能介質狀態(tài)的各種部件。 較為完善的制動系統(tǒng)還具有制動力調節(jié)裝置以及報較為完善的制動系統(tǒng)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。警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。機械與動力工程學院機械與動力工程學院輔助制動系輔助制動系 3、制動系類型制動系類型按按制動系制動系功用分類功用分類行車制動系行車制動系駐車制動系駐車制動系應急制動系應急制動系使行駛中的車輛降低速度甚

3、至停車使行駛中的車輛降低速度甚至停車的一套專門裝置。是行車過程中經的一套專門裝置。是行車過程中經常使用的。常使用的。使已停駛的機械駐留原地不動的裝置。使已停駛的機械駐留原地不動的裝置。行車制動系失效的情況下保證汽車行車制動系失效的情況下保證汽車仍能實現減速或停車。在許多國家仍能實現減速或停車。在許多國家的制動法規(guī)中規(guī)定應急制動系也是的制動法規(guī)中規(guī)定應急制動系也是必須具備的。必須具備的。在下長坡時的用以穩(wěn)定車速的一套在下長坡時的用以穩(wěn)定車速的一套裝置。裝置。機械與動力工程學院機械與動力工程學院按按供能方式：供能方式：人力制動系、動力制動系、伺服制動系人力制動系、動力制動系、伺服制動系按傳能按傳能

4、方式方式機械式、液壓式、氣壓式、電磁式機械式、液壓式、氣壓式、電磁式組合式組合式(液壓液壓-機械式、氣壓機械式、氣壓-液壓式液壓式)按傳動裝置的布置：按傳動裝置的布置：單回路、多回路單回路、多回路 傳動裝置采用單一的氣壓或液壓回路的制動系稱為單傳動裝置采用單一的氣壓或液壓回路的制動系稱為單回路制動系。這種制動系中，只要有一處損壞，整個系統(tǒng)回路制動系。這種制動系中，只要有一處損壞，整個系統(tǒng)即行失效。故自即行失效。故自60年代中期以來，越來越多的汽車采用了年代中期以來，越來越多的汽車采用了雙回路結構雙回路結構，在雙回路結構中，所有行車制動系的氣壓或，在雙回路結構中，所有行車制動系的氣壓或液壓管路分

5、屬液壓管路分屬兩個獨立回路兩個獨立回路，即使其中一個回路失效，可，即使其中一個回路失效，可利用另一個回路獲得較原先為小的制動力。利用另一個回路獲得較原先為小的制動力。機械與動力工程學院機械與動力工程學院4、制動系應滿足的主要要求制動系應滿足的主要要求 停車制動系和應急制動系施于停車制動系和應急制動系施于制動手柄制動手柄上的力應不大于上的力應不大于250350n，行程不大于，行程不大于200250mm。 反應靈敏反應靈敏：制動制動時，時，制動力制動力應能迅速而又平穩(wěn)地增長；應能迅速而又平穩(wěn)地增長；解除制動解除制動時，制動力應能迅速消失，不應有自剎現象。時，制動力應能迅速消失，不應有自剎現象。 （

6、3）還應滿足維修和調整方便，散熱性能好，壽命長，無）還應滿足維修和調整方便，散熱性能好，壽命長，無噪聲，結構簡單，制造方便，成本低廉等條件。噪聲，結構簡單，制造方便，成本低廉等條件。機械與動力工程學院機械與動力工程學院第二節(jié)第二節(jié) 制動器的設計制動器的設計 一、制動器的種類一、制動器的種類蹄式制動器蹄式制動器盤式制動器盤式制動器帶式制動器帶式制動器車輪制動器車輪制動器中央制動器中央制動器機械與動力工程學院機械與動力工程學院二、蹄式制動器二、蹄式制動器 兩制動蹄片安裝于固定件，制動鼓兩制動蹄片安裝于固定件，制動鼓與轉動件相連。通過張開裝置使制動蹄與轉動件相連。通過張開裝置使制動蹄片撐開，壓緊于制

7、動鼓內表面，利用摩片撐開，壓緊于制動鼓內表面，利用摩擦力，實現制動。擦力，實現制動。施加的施加的制動力產生的力矩制動力產生的力矩與制動摩擦力產生的與制動摩擦力產生的力矩方向力矩方向相同相同。施加的施加的制動力產生的力矩制動力產生的力矩與制動摩擦力產生的與制動摩擦力產生的力矩方向力矩方向相反相反。點擊視頻機械與動力工程學院機械與動力工程學院塊塊機械與動力工程學院機械與動力工程學院機械式機械式張開裝置張開裝置活塞輪缸活塞輪缸（液壓驅動）（液壓驅動）平衡凸塊式平衡凸塊式楔塊式楔塊式平衡式平衡式非平衡式非平衡式動畫演示動畫演示機械與動力工程學院機械與動力工程學院（2）不同蹄式制動器的）不同蹄式制動器的

8、主要區(qū)別主要區(qū)別 蹄片固定點的數量和位置蹄片固定點的數量和位置 張開裝置的形式與數量張開裝置的形式與數量 制動時兩塊蹄片之間的相互作用制動時兩塊蹄片之間的相互作用（1）不同蹄式制動器的）不同蹄式制動器的相同點相同點 蹄片固定于車架，利用張開裝置，使蹄片撐開緊貼與蹄片固定于車架，利用張開裝置，使蹄片撐開緊貼與制動鼓內壁，蹄片與制動鼓的摩擦力阻止制動輪轉動。制動鼓內壁，蹄片與制動鼓的摩擦力阻止制動輪轉動。機械與動力工程學院機械與動力工程學院（1）領從蹄式領從蹄式 結構簡單，成本低。結構簡單，成本低。目前仍廣泛用于各種行駛車輛目前仍廣泛用于各種行駛車輛。 結構特點：結構特點：每個蹄片都有固定支點每個

9、蹄片都有固定支點兩固定支點位于同一端兩固定支點位于同一端性能特點：性能特點：制動性能和效能穩(wěn)定性較好制動性能和效能穩(wěn)定性較好前進、倒退制動效果不變前進、倒退制動效果不變便于調整制動間隙便于調整制動間隙蹄片磨損不均勻，壽命不同蹄片磨損不均勻，壽命不同動畫演示機械與動力工程學院機械與動力工程學院（2）單向）單向雙領蹄式雙領蹄式結構特點：結構特點：每個蹄片都有固定支點每個蹄片都有固定支點兩固定支點位于不同端兩固定支點位于不同端性能特點：性能特點：前進時，制動效能相當好前進時，制動效能相當好前進、倒退制動效果不一樣前進、倒退制動效果不一樣便于調整制動間隙便于調整制動間隙蹄片磨損均勻，壽命相同蹄片磨損均

10、勻，壽命相同結構略顯復雜。結構略顯復雜。動畫演示機械與動力工程學院機械與動力工程學院 可以設想，在倒車制動時，如果可以設想，在倒車制動時，如果雙領蹄式的制動蹄支承點和促動力作雙領蹄式的制動蹄支承點和促動力作用點互換位置，即可得到與前進時同用點互換位置，即可得到與前進時同樣的制動效能。樣的制動效能。 （3）雙向雙領蹄式雙向雙領蹄式結構特點：結構特點：兩蹄片浮動，始兩蹄片浮動，始終為領蹄終為領蹄分別張開蹄片分別張開蹄片性能特點：性能特點：制動效能好制動效能好結構復雜，調整間隙困難結構復雜，調整間隙困難適于雙回路驅動機構適于雙回路驅動機構蹄片磨損均勻蹄片磨損均勻動畫演示機械與動力工程學院機械與動力工

11、程學院（4）單向增力式單向增力式 兩蹄片只有一個固定支點，兩蹄下端經兩蹄片只有一個固定支點，兩蹄下端經推桿相互連接成一體推桿相互連接成一體 制動效能制動效能很高，制動器很高，制動器效能穩(wěn)定性相當效能穩(wěn)定性相當差差，倒退時制動效果差，倒退時制動效果差（5）雙向增力式雙向增力式效能很高效能很高，制動器，制動器效能穩(wěn)定性比較差效能穩(wěn)定性比較差 兩蹄片端部各有一個制動時不同時使用兩蹄片端部各有一個制動時不同時使用的共用支點，支點下方有張開裝置，兩蹄片的共用支點，支點下方有張開裝置，兩蹄片下方經推桿連接成一體下方經推桿連接成一體 動畫演示動畫演示機械與動力工程學院機械與動力工程學院二、盤式制動器二、盤式

12、制動器鉗盤式鉗盤式( (點盤式點盤式) )全盤式全盤式( (離合器式離合器式) )固定鉗式固定鉗式 滑動鉗式滑動鉗式 擺動鉗式擺動鉗式 浮動鉗式浮動鉗式 固定鉗式動畫演示滑動鉗式動畫演示點擊視頻機械與動力工程學院機械與動力工程學院盤式制動器優(yōu)點盤式制動器優(yōu)點（1）熱穩(wěn)定性好）熱穩(wěn)定性好。制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本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；與性能無關，故無機械衰退問題；（2）水穩(wěn)定性好）水穩(wěn)定性好。制動塊對盤的單位壓力高，易于將水擠制動塊對盤的單位壓力高，易于將水擠出，因而浸水后效能降低不多；又離心力作用及襯塊對盤出，因而浸水后效能降低不多；又離心力

13、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。的擦拭作用，出水后只需經一、二次制動即能恢復正常。（3）制動力矩）制動力矩與運動方向無關；與運動方向無關；（4）易于構成雙回路制動系；）易于構成雙回路制動系；（5）尺寸小、質量小、散熱良好；）尺寸小、質量小、散熱良好；（6）襯塊磨損均勻，更換襯塊容易；）襯塊磨損均勻，更換襯塊容易；（7）襯塊與制動盤之間的間隙小襯塊與制動盤之間的間隙小(0.050.15mm)，縮短了縮短了制動協(xié)調時間；制動協(xié)調時間；（8）易于實現間隙自動調整。）易于實現間隙自動調整。機械與動力工程學院機械與動力工程學院 （1） 難以完全防止塵污和銹蝕難以完全防止塵

14、污和銹蝕(封閉的多片全盤式制封閉的多片全盤式制動器除外動器除外)； （2）兼作駐車制動器時，所需附加的手驅動機構比）兼作駐車制動器時，所需附加的手驅動機構比較復雜；較復雜； （3）在制動驅動機構中必須裝用助力器；）在制動驅動機構中必須裝用助力器； （4）襯塊工作面積小，磨損快，使用壽命低，需用）襯塊工作面積小，磨損快，使用壽命低，需用高材質的襯塊；高材質的襯塊；盤式制動器的主要缺點：盤式制動器的主要缺點：機械與動力工程學院機械與動力工程學院三、鼓式制動器主要參數的確定三、鼓式制動器主要參數的確定1、制動鼓內徑、制動鼓內徑 參照參照qc/t3091999制動鼓工作直徑及制動蹄制動鼓工作直徑及制動

15、蹄片寬度尺寸系列片寬度尺寸系列選取。選取。 參數參數 車型車型d/dr備注備注乘用車乘用車0.640.74dr輪輞輪輞直徑直徑商用車商用車0.700.83機械與動力工程學院機械與動力工程學院摩擦襯片寬度摩擦襯片寬度b參照參照 qc/t3091999制動鼓工作直徑及制動蹄片制動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列寬度尺寸系列選取。選取。2、摩擦襯片寬度、摩擦襯片寬度b和包角和包角 包角一般不大于包角一般不大于120。=90100散熱好，磨損小，制散熱好，磨損小，制動效能高。動效能高。 影響因素影響因素要求要求 取取備注備注增加摩擦面積增加摩擦面積大大ap=db/2減小單位壓力減小單位壓力大大降低降低

16、p0,壽命提高壽命提高增加襯片壽命增加襯片壽命大大散熱散熱良好良好小小機械與動力工程學院機械與動力工程學院3、摩擦襯片起始角、摩擦襯片起始角00=90/2 單位壓力在襯片上的分布規(guī)律有兩種觀點：單位壓力在襯片上的分布規(guī)律有兩種觀點：1) 均勻分布均勻分布2) 按正弦規(guī)律分布按正弦規(guī)律分布 一般將襯片布置在制動蹄的中央。一般將襯片布置在制動蹄的中央。 為了適應單位壓力分布規(guī)律，為了適應單位壓力分布規(guī)律，使襯片磨損均勻并改善制動效能，使襯片磨損均勻并改善制動效能，可將襯片相對最大壓力點對稱布可將襯片相對最大壓力點對稱布置。置。機械與動力工程學院機械與動力工程學院4、制動器中心到張開力、制動器中心到

17、張開力f0作用線的距離作用線的距離e5、制動蹄支承點位置坐標、制動蹄支承點位置坐標a和和c 使使a盡可能大而盡可能大而c盡可能小。初步設計時，可暫定盡可能小。初步設計時，可暫定a=0.8r左右。左右。 a、c影響因素影響因素ac制動效能制動效能大大小小兩蹄支撐端不干涉兩蹄支撐端不干涉小小大大 在保證輪缸或制動凸輪能夠布在保證輪缸或制動凸輪能夠布置于制動鼓內的條件下，應使距離置于制動鼓內的條件下，應使距離e盡可能大，以提高制動效能。盡可能大，以提高制動效能。 初步設計初步設計時?。簳r?。篹=0.8r左右。左右。機械與動力工程學院機械與動力工程學院四、盤式制動器主要參數的確定四、盤式制動器主要參數

18、的確定1、制動盤直徑制動盤直徑 通常選擇為通常選擇為輪輞直徑輪輞直徑70%79% ，總質量大于總質量大于2t的的汽車應取上限。汽車應取上限。 d考慮因素考慮因素要求要求d取取備注備注輪輞直徑輪輞直徑小小減小制動鉗夾緊力減小制動鉗夾緊力大大減小襯塊單位壓力減小襯塊單位壓力大大降低降低p0,壽命提高壽命提高減小工作溫度減小工作溫度大大機械與動力工程學院機械與動力工程學院2、制動盤厚度、制動盤厚度h實心制動盤實心制動盤厚度可取為厚度可取為1020mm;通風式制動盤通風式制動盤厚度取為厚度取為2050mm;采用較多的是采用較多的是2030mm h考慮因素考慮因素要求要求h取取減小質量減小質量小小降低工

19、作溫度降低工作溫度大大推薦：推薦：制動盤厚度制動盤厚度h對制動盤質量和工作時的溫升有影響。對制動盤質量和工作時的溫升有影響。 制動盤可以做成制動盤可以做成實心實心的，或者為了散熱通風的需要的，或者為了散熱通風的需要在制動盤中間鑄出在制動盤中間鑄出通風通風孔道。孔道。機械與動力工程學院機械與動力工程學院 推薦推薦：制動襯塊單位面積占有的汽車質量為：制動襯塊單位面積占有的汽車質量為： g/a=1.63.5kg/cm2 3、摩擦襯塊外半徑、摩擦襯塊外半徑r2與內半徑與內半徑r1推薦：推薦：外半徑外半徑r2與內半徑與內半徑r1的比值不大于的比值不大于1.5， r2 /r1 1.54、制動襯塊面積、制動

20、襯塊面積a 當當r2 /r1 1.5時，內外側圓周速度相差過多，磨損不時，內外側圓周速度相差過多，磨損不均勻均勻接觸面積降低接觸面積降低制動力距降低、壽命降低。制動力距降低、壽命降低。 a影響因素影響因素要求要求a取取減小單位壓力減小單位壓力大大增加散熱面積增加散熱面積小小機械與動力工程學院機械與動力工程學院五、前、后輪制動力矩的合理分配五、前、后輪制動力矩的合理分配1、選定、選定同步附著系數同步附著系數 0 2、計算前、后輪制動力矩的比值、計算前、后輪制動力矩的比值 gghlhlmm010221 實際制動力所需制動力同步抱死點l1、l2質心至前軸和后橋質心至前軸和后橋的距離的距離(由總布置給

21、出由總布置給出)；hg 質心高度。質心高度。機械與動力工程學院機械與動力工程學院4、根據已確定的前、后輪制動力矩的比值計算出后輪制、根據已確定的前、后輪制動力矩的比值計算出后輪制動器的最大制動力矩。動器的最大制動力矩。 3、根據汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動到前輪、根據汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動到前輪抱死拖滑，計算出前輪制動器的最大制動力矩抱死拖滑，計算出前輪制動器的最大制動力矩四、前、后輪制動力矩的合理分配四、前、后輪制動力矩的合理分配krgm 1121 maxgghlhlmm020112 maxmax機械與動力工程學院機械與動力工程學院五、應急制動和駐車制動所需的制動力矩五

22、、應急制動和駐車制動所需的制動力矩1、應急制動、應急制動應急制動時，后輪一般都將抱死滑移應急制動時，后輪一般都將抱死滑移 后橋制動力矩后橋制動力矩 后橋制動力后橋制動力 2、駐車制動、駐車制動上坡停駐時后橋附著力上坡停駐時后橋附著力 下坡停駐時后橋附著力下坡停駐時后橋附著力 gabhlglmff 122egaebrhlglmrf 12)sincos( lhllgmfga 12)sincos( lhllgmfga 12機械與動力工程學院機械與動力工程學院得汽車可能停駐的得汽車可能停駐的極限極限上坡上坡路傾角路傾角 汽車可能停駐的汽車可能停駐的極限極限下坡下坡路傾角路傾角 1111 sin)sin

23、cos(gmlhllgmaga 根據后橋上的附著力與制動力相等的條件根據后橋上的附著力與制動力相等的條件 ghll 11arctanghll 11arctan機械與動力工程學院機械與動力工程學院8.5 制動驅動機構制動驅動機構一、制動驅動機構形式一、制動驅動機構形式簡單簡單制動制動動力動力制動制動伺服制動：伺服制動：制制動動力力源源 機械式：機械式：機械效率低，傳動比小，潤滑點多；結機械效率低，傳動比小，潤滑點多；結構簡單，成本低，工作可靠（故障少）；構簡單，成本低，工作可靠（故障少）；應用于應用于中、小型汽車的駐車制動裝置中。中、小型汽車的駐車制動裝置中。 液壓式：液壓式：作用滯后時間較短（

24、作用滯后時間較短（0.10.3s）；工作）；工作壓力高（可壓力高（可1020mpa），結構簡單，質量??；），結構簡單，質量?。粰C械效率較高機械效率較高 全液壓動力制動：全液壓動力制動：開式開式(常流式常流式)、閉式、閉式(常壓式常壓式) 從中級以上的轎車到重型貨車，都廣泛采用伺服制動。從中級以上的轎車到重型貨車，都廣泛采用伺服制動。 氣壓式氣壓式：操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維修保養(yǎng)方便。結構復雜、笨重、成本高；作用滯修保養(yǎng)方便。結構復雜、笨重、成本高；作用滯后時間較長后時間較長(0.30.9s)；簧下質量大；噪聲大。；簧下質量大；噪聲大。真空伺服、空氣伺

25、服、液壓伺服真空伺服、空氣伺服、液壓伺服機械與動力工程學院機械與動力工程學院二、分路系統(tǒng)二、分路系統(tǒng) 全車的所有行車制動器的液壓或氣壓管路分為兩個或多全車的所有行車制動器的液壓或氣壓管路分為兩個或多的互相獨立的回路，其中一個回路失效后，仍可利用其它完的互相獨立的回路，其中一個回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動作用。好的回路起制動作用。常見的五種分路形式：常見的五種分路形式：一軸對一軸一軸對一軸()型、交叉型、交叉(x)型、一軸半對半軸型、一軸半對半軸(hi)型、半型、半軸一輪對半軸一輪軸一輪對半軸一輪(ll)型、雙半軸對雙半軸型、雙半軸對雙半軸(hh)型型機械與動力工程學院機械與動力工程學院(1) 一軸對一軸一軸對一軸()型型，前軸與后橋制動器各用一個回路。，前軸與后橋制動器各用一個回路。(2) 交叉交叉(x)型型，前軸的一側車輪制動器與后橋的對側車輪，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。制動器同屬一個回路。 (3) 一軸半對半軸一軸半對半軸(hi)型型，兩側，兩側前制動器的半數輪缸前制動器的半數輪缸和全部和全部后制動器輪缸屬于一個回路，其余前輪缸屬于另一回路。后制動器輪缸屬于一個回路，其余前輪缸屬于另一回路。 (4)半軸一輪對半軸一輪半軸一輪對半軸一輪(ll)型型，兩個回路分別對兩側前輪，兩個回路分別對兩側前輪制動器的半數輪缸和一個后輪