第10章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第一節(jié)概述

第二節(jié)制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及選擇

第三節(jié)制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)的確定

第四節(jié)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算

第五節(jié)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

第六節(jié)制動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

第七節(jié)制動(dòng)鼓的有限元分析第10章制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述1)具有足夠的制動(dòng)效能。

2)制動(dòng)穩(wěn)定性好。

3)工作可靠性高。

4)操縱輕便。

5)作用滯后性好。

6)制動(dòng)熱穩(wěn)定性好。

7)制動(dòng)水穩(wěn)定性好。

8)制動(dòng)公害小。

9)能調(diào)整制動(dòng)間隙。第二節(jié)制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及選擇一、制動(dòng)器的選型

二、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一、制動(dòng)器的選型1.鼓式制動(dòng)器

2.盤式制動(dòng)器1.鼓式制動(dòng)器(1)領(lǐng)從蹄式領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的每塊蹄片都有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的同一端，如圖10-1a所示。

(2)單向雙領(lǐng)蹄式單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩塊蹄片各有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的不同端，如圖10-1b所示。

(3)雙向雙領(lǐng)蹄式雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩蹄片浮動(dòng)，用各有兩個(gè)活塞的兩輪缸張開蹄片(見圖10-1c)。

(4)雙從蹄式雙從蹄式制動(dòng)器的兩蹄片各有一個(gè)固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄片的不同端，并用各有一個(gè)活塞的兩輪缸張開蹄片(見圖10-1d)。

(5)單向增力式單向增力式制動(dòng)器的兩蹄片只有一個(gè)固定支點(diǎn)，兩蹄下端經(jīng)推桿相互連接成一體，制動(dòng)器僅有一個(gè)輪缸用來產(chǎn)生推力，張開蹄片(見圖10-1e)。

(6)雙向增力式雙向增力式制動(dòng)器的兩蹄片上端有一個(gè)制動(dòng)時(shí)不同時(shí)使用的共用支點(diǎn)，支點(diǎn)下方有一輪缸，內(nèi)裝兩個(gè)活塞用來同時(shí)驅(qū)動(dòng)張開兩蹄片，兩蹄片下方經(jīng)推桿連接成一體(見圖10-1f)。1.鼓式制動(dòng)器圖10-1鼓式制動(dòng)器示意圖2.盤式制動(dòng)器(1)固定鉗式如圖10-2a所示，制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤兩側(cè)均有液壓缸。

(2)浮動(dòng)鉗式2.盤式制動(dòng)器圖10-2鉗盤式制動(dòng)器示意圖

a)固定鉗式b)滑動(dòng)鉗式c)擺動(dòng)鉗式(2)浮動(dòng)鉗式1)滑動(dòng)鉗式。

2)擺動(dòng)鉗式。

1)熱穩(wěn)定性好。

2)水穩(wěn)定性好。

3)制動(dòng)力矩大小與汽車運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。

4)易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系統(tǒng)，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)襯塊比鼓式中的襯片磨損均勻，且更換容易。

7)易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。二、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1.制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式

2.分路系統(tǒng)2.分路系統(tǒng)圖10-3分路系統(tǒng)第三節(jié)制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)的確定一、同步附著系數(shù)的確定

二、制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩

三、制動(dòng)器效能因數(shù)

四、制動(dòng)器主要參數(shù)的選取一、同步附著系數(shù)的確定1)前輪先抱死拖滑，后輪再抱死拖滑。

2)后輪先抱死拖滑，前輪再抱死拖滑。

3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。

1)當(dāng)φ<φ0，β線位于I曲線下方，制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死。

2)當(dāng)φ>φ0，β線位于I曲線上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，因而容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去穩(wěn)定性。

3)當(dāng)φ=φ0，制動(dòng)時(shí)汽車的前、后輪將同時(shí)抱死。3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。圖10-4某商用汽車的I線和β線四、制動(dòng)器主要參數(shù)的選取1.鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)

2.盤式制動(dòng)器主要參數(shù)1.鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)(1)制動(dòng)鼓內(nèi)徑D輸入力F0一定時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，制動(dòng)力矩越大，且散熱能力也越強(qiáng)。

(2)摩擦襯片寬度b和包角θ制動(dòng)鼓內(nèi)徑D確定后，摩擦襯片的寬度b和包角θ便決定了襯片的摩擦面積Ap；Ap=Rbθ，R為制動(dòng)鼓半徑。

(3)摩擦襯片起始角θ0一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，即θ0＝90°-θ/2。

(4)制動(dòng)器中心到張開力F0作用線的距離e在保證輪缸或制動(dòng)凸輪能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，e應(yīng)盡可能大，以提高制動(dòng)效能。

(5)制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c在保證兩蹄支承端面互不干涉的條件下，使a盡可能大而c盡可能小(見圖10-6)。

(6)摩擦片摩擦因數(shù)選擇摩擦片時(shí)，不僅希望其摩擦因數(shù)要高些，而且還要求其熱穩(wěn)定性好，受溫度和壓力的影響小。圖10-5制動(dòng)效能因數(shù)曲線

1—雙向自動(dòng)增力蹄制動(dòng)器2—雙領(lǐng)蹄制動(dòng)器

3—領(lǐng)、從蹄制動(dòng)器4—雙從蹄制動(dòng)器5—盤式制動(dòng)器1.鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)圖10-7制動(dòng)鼓的結(jié)構(gòu)形式1.鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)2.盤式制動(dòng)器主要參數(shù)(1)制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤直徑D應(yīng)盡可能取大些，以增大制動(dòng)盤的有效半徑，減小制動(dòng)鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。

(2)制動(dòng)盤厚度h制動(dòng)盤厚度h對(duì)制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。

(3)摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1推薦摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5。

(4)制動(dòng)襯塊工作面積A在確定盤式制動(dòng)器制動(dòng)襯塊工作面積A時(shí)，根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量，推薦在1.6～3.5kg/cm2范圍內(nèi)選用。第四節(jié)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算一、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算

二、襯片磨損特性的計(jì)算

三、盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算

四、應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩一、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算1.壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律

2.制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩1.壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律圖10-8計(jì)算摩擦襯片徑向變形簡(jiǎn)圖

a)有一個(gè)自由度的領(lǐng)蹄b)有兩個(gè)自由度的領(lǐng)蹄2.制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩圖10-9制動(dòng)力矩的計(jì)算用簡(jiǎn)圖三、盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算四、應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩1.應(yīng)急制動(dòng)

2.駐車制動(dòng)2.駐車制動(dòng)圖10-11盤式制動(dòng)器的計(jì)算用圖第五節(jié)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算一、液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算

二、氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.制動(dòng)輪缸直徑d的確定

2.制動(dòng)主缸直徑d0的確定

3.儲(chǔ)液罐設(shè)計(jì)

4.真空管的布置

5.制動(dòng)管的布置

6.踏板力Fp

7.制動(dòng)踏板工作行程Sp二、氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.制動(dòng)氣室設(shè)計(jì)

2.儲(chǔ)氣筒

3.空氣壓縮機(jī)的選擇

4.氣管直徑的選擇1.制動(dòng)氣室設(shè)計(jì)圖10-13凸輪張開裝置2.儲(chǔ)氣筒2.儲(chǔ)氣筒3.空氣壓縮機(jī)的選擇第六節(jié)制動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一、限壓閥

二、制動(dòng)防抱死裝置(ABS)一、限壓閥圖10-14限壓閥及其靜特性

1—滿載理想特性2—空載理想特性二、制動(dòng)防抱死裝置(ABS)圖10-15附著系數(shù)與車輪滑動(dòng)率的關(guān)系二、制動(dòng)防抱死裝置(ABS)圖10-16制動(dòng)防抱死裝置的組成及布置第七節(jié)制動(dòng)鼓的有限元分析1)在ANSYS中，對(duì)制動(dòng)鼓的兩種簡(jiǎn)化模型進(jìn)行實(shí)體建模和網(wǎng)格劃分。

2)對(duì)有限元模型施加邊界條件，包括熱、結(jié)構(gòu)及熱應(yīng)力耦合分析的邊界條件。

3)通過熱分析，得出制動(dòng)鼓的溫度分布；通過結(jié)構(gòu)分析與熱應(yīng)力耦合分析，得出在單一機(jī)械載荷作用下及機(jī)械載荷與溫度載荷共同作用下制動(dòng)鼓的應(yīng)力和位移結(jié)果。

4)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析與比較，得出溫度對(duì)制動(dòng)鼓強(qiáng)度的影響，為制動(dòng)鼓的有限元分析提供一定的理論依據(jù)。

一、制動(dòng)鼓分析模型的建立

二、制動(dòng)鼓邊界條件的處理

三、有限元結(jié)果分析一、制動(dòng)鼓分析模型的建立1)車在最高時(shí)速時(shí)開始制動(dòng)，直到車速為零。

2)制動(dòng)過程中摩擦片的摩擦因數(shù)不隨溫度和壓力的變化而變化。

3)制動(dòng)氣室的壓力保持不變。

4)摩擦片和制動(dòng)鼓之間在包角范圍內(nèi)完全接觸。

5)摩擦襯片只發(fā)生徑向變形，且符合虎克定律。圖10-171/8模型、1/2模型有限元網(wǎng)格劃分一、制動(dòng)鼓分析模型的建立二、制動(dòng)鼓邊界條件的處理1.熱分析的邊界條件

2.結(jié)構(gòu)分析的邊界條件

3.耦合分析的邊界條件2.結(jié)構(gòu)分析的邊界條件圖10-18熱分