汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)

汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)系的基本功用是使行駛中的汽車減速或停車，在下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地或坡道上駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。汽車制動(dòng)系直接影響著汽車的安全性和停車的可靠性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行駛安全、停車可靠，汽車制動(dòng)系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)性能良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。汽車的制動(dòng)系是汽車行車安全的保證，許多制動(dòng)法規(guī)對(duì)制動(dòng)系提出了許多詳細(xì)而具體的要求，這是我們?cè)O(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。從制動(dòng)系的功用及設(shè)計(jì)的要求出發(fā)，依據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行方案論證。對(duì)各種形式的制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較后，選擇了鉗盤式的形式。這樣既保證了較高的制動(dòng)效能又有很好的穩(wěn)性。 I第5章制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇盡可能提高車速是提高運(yùn)輸生產(chǎn)率的主要技術(shù)措施之一。但這一切必須以保證行駛安全行為前提。因此，在寬闊人少的路面上汽車可以高速行駛。但在不平路面上，遇到障礙物或其它緊急情況時(shí)，應(yīng)降低車速甚至停車。如果汽車不具備這一性能，提高汽車行駛速度便不可能制動(dòng)系是汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的行駛安全性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和汽車密度的日益增大，交通事故時(shí)有發(fā)生。因此，為保證汽車行駛安全，應(yīng)提高汽車的制動(dòng)性能，優(yōu)化汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)。制動(dòng)裝置可分為行車制動(dòng)、駐車制動(dòng)、應(yīng)急制動(dòng)和輔助制動(dòng)四種裝置。其中市行駛中的汽車減速至停止的制動(dòng)系叫行車制動(dòng)系。使已停止的汽車停駐不動(dòng)的制動(dòng)系稱為駐車制動(dòng)系。每種車都必須具備這兩種制動(dòng)系。應(yīng)急制動(dòng)系成為第二制動(dòng)系，他是為了保證在行車制動(dòng)系失效時(shí)仍能有效的制動(dòng)。輔助制動(dòng)系是使汽車下坡時(shí)車速穩(wěn)定的制動(dòng)系。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是一套用來(lái)使四個(gè)車輪減速或停止的零件。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)動(dòng)作開(kāi)始。踏板裝在頂端帶銷軸的桿件上。踏板的運(yùn)動(dòng)促使推桿移動(dòng)，移向主缸或離開(kāi)主缸。主缸安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)室的隔板上，主缸是一個(gè)由駕駛員通過(guò)踏板操作的液壓泵。當(dāng)踏板被踩下，主缸迫使有壓力的制動(dòng)液通過(guò)液壓管路到四個(gè)車輪的每個(gè)制動(dòng)器。液壓管路由鋼管和軟管組成。它們將壓力液從主缸傳遞到車輪制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器多用于汽車的前輪，有不少車輛四個(gè)車輪都用盤式制動(dòng)器。制動(dòng)盤裝在輪輞上、與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，主缸的液體壓力傳遞到盤式制動(dòng)器。該壓力推動(dòng)摩擦襯片靠到制動(dòng)盤上，阻止制動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1-1汽車制動(dòng)系統(tǒng)的基本部件很多汽車都采用助力制動(dòng)系統(tǒng)減少駕駛員在制動(dòng)停車時(shí)必須加到踏板上的力。助力制動(dòng)器一般有兩種型式。最常見(jiàn)的型式是利用進(jìn)氣歧管的真空，作用在膜片上提供助力。另一種型式是采用泵產(chǎn)生液壓力提供助力。駐車制動(dòng)器總成用來(lái)進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，防止停放的車輛溜車，在液壓制動(dòng)完全失效時(shí)實(shí)現(xiàn)停車。絕大部分駛車制動(dòng)器用來(lái)制動(dòng)兩個(gè)后車輪。有些前輪驅(qū)動(dòng)的車輛裝有前輪駐車制功器，因?yàn)樵诰o急停車中絕大部分的制動(dòng)功需要用在車輛的前部。駐車制動(dòng)器一般用手柄或腳踏板操作。當(dāng)運(yùn)用駐車制動(dòng)器時(shí)，駐車制動(dòng)鋼索機(jī)械地拉緊施加制動(dòng)的稈件。駐車制動(dòng)器由機(jī)械控制，不是由液壓控制。每當(dāng)以很強(qiáng)的壓力進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，車輪可能完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這叫做“車輪抱死”。這并不能幫助車輛停下來(lái)，而是使輪胎損失—些與路面的摩擦接觸，在路面上滑移。輪胎滑移時(shí)，車輛不再是處于控制下的停車，駕駛員處在危險(xiǎn)之中。有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員知道，防止車輪抱死的對(duì)策是迅速上、下踩動(dòng)制動(dòng)踏板。這樣間歇地對(duì)制動(dòng)器提供液壓力，使駕駛員在緊急制動(dòng)時(shí)能控制住車輛。現(xiàn)今許多新型車輛裝備了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)做的工作與有經(jīng)驗(yàn)駕駛員做的相同，只是更快、更精確些。它感受到某車輪快要抱死或滑移時(shí)，迅速中斷該車輪制動(dòng)器去的制動(dòng)壓力。在車輪處的速度傳感器監(jiān)測(cè)車輪速度，并將信息傳遞給車上計(jì)算機(jī)。于是，計(jì)算機(jī)控制防抱死制動(dòng)裝置，輸送給即將抱死的車輪的液壓力發(fā)生脈動(dòng)。一般制動(dòng)系的工作原理可用下圖所示的一種簡(jiǎn)單的液壓制動(dòng)系示意圖來(lái)說(shuō)明?！獋€(gè)以內(nèi)圓面為工作表面的金屬的制動(dòng)鼓8固定在車輪輪毅上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。在固定不動(dòng)的制動(dòng)底板11上，有兩個(gè)支承銷12，支承著兩個(gè)弧形制動(dòng)卸10的下端。制動(dòng)蹄的外圓面上又裝有一般是非金屬的摩擦片9。制動(dòng)底板上還裝有液壓制動(dòng)輪缸6，用油管5與裝在車架上的液壓制動(dòng)主缸4相連通。主缸中的活塞3可由駕駛員通過(guò)制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)來(lái)操縱。制動(dòng)系不工作時(shí)，制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面與制動(dòng)蹄摩擦片的外圓面之間保持有一定的間隙，使車輪和制動(dòng)鼓可以自由旋轉(zhuǎn)。要使行駛中的汽車減速，駕駛員應(yīng)跺下制動(dòng)踏板l，通過(guò)推桿2和主缸活塞3，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流人輪缸6，并通過(guò)兩個(gè)輪缸活塞7推使兩制動(dòng)蹄10繞支承銷12轉(zhuǎn)動(dòng)，上端向兩邊分開(kāi)而以其摩擦片9壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)卸就對(duì)旋轉(zhuǎn)著的制動(dòng)鼓作用一個(gè)摩擦力矩M，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。制動(dòng)鼓將該力矩傳到車輪后，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對(duì)路面作用一個(gè)向前的周繞力F，同時(shí)路面也對(duì)車輪作用一個(gè)向后的反作用力，即制動(dòng)力F。制動(dòng)力F由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架及車身，迫使整個(gè)汽車減速。制動(dòng)力愈大，汽車減速度也愈大。當(dāng)故開(kāi)制動(dòng)踏板時(shí)．回位彈簧13即將制動(dòng)蹄拉回原位，摩擦力矩M和制動(dòng)力F消失，制動(dòng)作用即行終止。圖中所示的制動(dòng)器中，由制動(dòng)鼓8、摩擦片9和制動(dòng)蹄10所構(gòu)成的系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)制動(dòng)力矩(摩擦力矩M)以阻礙車輪轉(zhuǎn)動(dòng)該系統(tǒng)稱為制動(dòng)器。顯然，阻礙汽車運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力F不僅取決于制動(dòng)力矩M，還取決于輪胎與路面間的附著條件。如果完全喪失附著，則這種制動(dòng)系事實(shí)上不可能產(chǎn)生制動(dòng)汽車的效果。不過(guò)，在討論制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)，一般都假定具備良好的附著條件。課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文是大學(xué)生培養(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)，綜合性地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問(wèn)題，在作課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，所學(xué)知識(shí)得到疏理和運(yùn)用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。不少學(xué)生在作完課程設(shè)計(jì)后，感到自己的實(shí)踐動(dòng)手、動(dòng)筆能力得到鍛煉，增強(qiáng)了即將跨入社會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)，去創(chuàng)造的自信心。通過(guò)大學(xué)的學(xué)習(xí)，從理論與實(shí)踐上均有了一定程度的積累。課程設(shè)計(jì)就是對(duì)我們以往所學(xué)的1、培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想與工作作風(fēng)。2、進(jìn)一步培養(yǎng)制圖、繪圖的能力。3、學(xué)會(huì)分析與評(píng)價(jià)汽車及其各總成的結(jié)構(gòu)與性能，合理選擇結(jié)構(gòu)方案及其有關(guān)參數(shù)。4、學(xué)會(huì)汽車一些主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法以及總體設(shè)計(jì)的一般方法，以畢業(yè)后從事汽車技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。5、培養(yǎng)獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力。第2章制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式及選擇汽車的制動(dòng)器設(shè)計(jì)究竟采用哪一種結(jié)構(gòu)方案較為合理，能夠最大限度的發(fā)揮制動(dòng)器的功用，首先應(yīng)該從制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則上談起。2.1盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇盤式制動(dòng)系統(tǒng)的基本零件是制動(dòng)盤，輪轂和制動(dòng)卡鉗組件。制動(dòng)盤為停止車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)提供摩擦表面。車輪通過(guò)雙頭螺栓和帶突緣的螺母裝到制動(dòng)盤轂上。轂內(nèi)有允許車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承。制動(dòng)盤的每一面有加工過(guò)的制動(dòng)表面。液壓元件和摩擦元件裝在制動(dòng)卡鉗組件內(nèi)。制動(dòng)卡鉗裝到車輛上時(shí)，它跨騎在制動(dòng)盤和輪轂的外徑處。進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，靠主缸的液壓力，制動(dòng)卡鉗內(nèi)的活塞被迫外移?；钊麎毫νㄟ^(guò)摩擦塊或制動(dòng)蹄夾住制動(dòng)盤。由于施加在制動(dòng)盤兩側(cè)的液壓力是方向相反、大小相等的，制動(dòng)盤不會(huì)變形，除非制動(dòng)過(guò)猛或持續(xù)加壓。制動(dòng)盤表面的摩擦能生成熱。由于制動(dòng)盤在轉(zhuǎn)動(dòng)。表面沒(méi)有遮蓋，熱很容易消散到周圍空氣中。由于迅速冷卻的特性，即使在連續(xù)地猛烈制動(dòng)之后，盤式制動(dòng)器比抗制動(dòng)衰退的鼓式制動(dòng)器工作得要好。許多車輛的前部采用盤式制動(dòng)器的主要理由就是它抗制動(dòng)衰退性好和停車平穩(wěn)。鉗盤式制動(dòng)器主要有以下幾種結(jié)構(gòu)型式：圖2-3鉗盤式制動(dòng)器示意圖固定鉗式制動(dòng)器，如圖（a）所示，制動(dòng)盤兩側(cè)均有油缸。制動(dòng)時(shí)，僅兩側(cè)油缸中的活塞驅(qū)使兩側(cè)制動(dòng)塊向盤面移動(dòng)。這種制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其它滑動(dòng)件，易于保證鉗的剛度；（2）結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動(dòng)輪缸相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；（3）很能適應(yīng)分路系統(tǒng)的要求；就目前汽車發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，隨著汽車性能要求的提高，固定鉗結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)也日益明顯。主要有以下幾個(gè)方面：（1）固定鉗式至少要有兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管（橋管）來(lái)連通，這就使制動(dòng)器的徑向和軸向的尺寸都比較大，因而在車輪中布置比較困難；（2）在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動(dòng)液溫度過(guò)高而汽化，從而使制動(dòng)器的制動(dòng)效能受到影響；（3）固定前盤式制動(dòng)器為了要兼充駐車制動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗，或者采用盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器，其中用于駐車制動(dòng)的鼓式制動(dòng)器只能是雙向增力式的，但這種雙向增力式制動(dòng)器的調(diào)整不方便。浮鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗一般設(shè)計(jì)成可以相對(duì)于制動(dòng)盤軸向滑動(dòng)。其中只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動(dòng)塊則附裝鉗體。浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器可分為滑動(dòng)鉗式（圖b）和擺動(dòng)鉗式（圖c）。與固定鉗式制動(dòng)器相比較，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：(1).鉗的外側(cè)沒(méi)有油缸，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂。因此，在布置時(shí)較容易；(2).浮動(dòng)鉗沒(méi)有跨越制動(dòng)盤的油管或油道，減少了受熱機(jī)會(huì)，且單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽減少而冷卻條件較好等原因，所以其制動(dòng)液汽化可能性較??；(3).浮動(dòng)鉗的同一組制動(dòng)塊可兼用于行車和駐車制動(dòng)；(4).采用浮動(dòng)鉗可將油缸和活塞等緊密件減去一半，造價(jià)大為降低。這一點(diǎn)對(duì)大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)式十分重要的。與定鉗盤式制動(dòng)器相反，浮鉗盤式制動(dòng)器的單側(cè)油缸結(jié)構(gòu)不需要跨越制動(dòng)盤的油道，故不僅軸向和徑向尺寸較小，有可能布置得更接近車輪輪轂，而且制動(dòng)液受熱氣化的機(jī)會(huì)就少。此外，浮鉗盤式制動(dòng)器在兼充行車和駐車制動(dòng)器的情況下，不用加設(shè)駐車制動(dòng)鉗，只須在行車制動(dòng)鉗的油缸附近加裝一些用以推動(dòng)油缸活塞的駐車制動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)零件即可。全盤式制動(dòng)器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)元件都是圓盤形的，分別稱為固定盤和旋轉(zhuǎn)滌其結(jié)構(gòu)原理與摩擦離合器相似。多片全盤式制動(dòng)器的各盤都封閉在殼體中，散熱條件差。與鼓式制動(dòng)器相比較，盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：1、一般無(wú)摩擦助勢(shì)作用，因而制動(dòng)器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定。2、浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動(dòng)即可恢復(fù)正常。3、在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小。4、制動(dòng)盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會(huì)像制動(dòng)鼓的熱膨脹那樣使制動(dòng)器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏扳行程過(guò)大。5、較易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡(jiǎn)便。與鼓式制動(dòng)器比較，盤式制動(dòng)器有如下缺點(diǎn)：1、效能較低，故用于液壓制動(dòng)系時(shí)所需制動(dòng)促動(dòng)管路壓力較高，一班要用伺服裝置。2、兼用于駐車制動(dòng)時(shí)，需要加裝的駐車制動(dòng)傳動(dòng)裝置較鼓式制動(dòng)器復(fù)雜，因而在后輪的應(yīng)用受到限制。盤式制動(dòng)器將逐步取代鼓式制動(dòng)器，主要是由于盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)決定的。盤式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過(guò)盤式制動(dòng)盤，故盤式制動(dòng)器的散熱性很好。但是盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，對(duì)制動(dòng)鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價(jià)高于鼓式制動(dòng)器。相對(duì)于盤式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能和散熱性都要差許多，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動(dòng)力變化很大，不易于掌控。而且由于散熱性不好，鼓式制動(dòng)器存在熱衰退現(xiàn)象。當(dāng)然，鼓式制動(dòng)器也并非一無(wú)是處，它便宜，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。我們知道，高速行駛的轎車，由于頻繁使用制動(dòng)，制動(dòng)器的摩擦將會(huì)產(chǎn)生大量的熱，使制動(dòng)器溫度急劇上升，這些熱如果不能很好地散出，就會(huì)大大影響制動(dòng)性能，出現(xiàn)所謂的制動(dòng)效能熱衰退現(xiàn)象，這可不是鬧著玩的，制動(dòng)器直接關(guān)乎生命。僅從這一點(diǎn)上，您就應(yīng)該理解為什么盤式制動(dòng)器會(huì)逐步取代鼓式制動(dòng)器了吧。目前，在中高級(jí)轎車上前后輪都已經(jīng)采用盤式制動(dòng)器。不過(guò)，時(shí)下我們開(kāi)的大部分轎車(如夏利、富康、捷達(dá)等)，采用的還不完全是盤式制動(dòng)器，而是前盤后鼓式混合制動(dòng)器(即前輪采用盤式制動(dòng)器、后輪采用鼓式制動(dòng)器)，這主要是出于成本上的考慮，同時(shí)也是因?yàn)槠囋诰o急制動(dòng)時(shí)，軸荷前移，對(duì)前輪制動(dòng)的要求比較大，一般來(lái)說(shuō)前輪用了盤式制動(dòng)器就夠使了。當(dāng)然，前后輪都使用盤式制動(dòng)器是趨勢(shì)（如寶萊轎車）。本次設(shè)計(jì)選擇滑動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器。第3章制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配關(guān)系將影響汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性和附著條件的利用，是汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題。一般根據(jù)前、后軸制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、裝載情況、道路附著條件和坡度等因素，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力足夠時(shí)，汽車制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)三種情況：前后輪同時(shí)抱死拖滑；前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑；后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖如前所述，前后輪同時(shí)抱死工況可避免后軸側(cè)滑，并保證前輪只有在最大制動(dòng)強(qiáng)度下，才使汽車失去轉(zhuǎn)向能力，這種工況道路附著條件利用較好。前輪較后輪先抱死，雖然不會(huì)發(fā)生側(cè)滑，但是汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。在一定速度下，后輪較前輪先抱死一定時(shí)間，會(huì)造成汽車后軸側(cè)滑。圖3-1所示為，忽略汽車的滾動(dòng)阻力偶和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)的慣性阻力偶矩，汽車在水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力情況。因?yàn)橹苿?dòng)時(shí)車速較低，空氣阻力可忽略不計(jì)，則分別對(duì)汽車前后輪接地點(diǎn)取矩，整理得前、后輪的地面法向反作用力為式中：LF1和分別為前后輪因制動(dòng)形成的動(dòng)載荷。如果假設(shè)汽車前后輪同時(shí)抱死，則汽車制動(dòng)減速度為或或?yàn)楦街禂?shù)。將式（3-3）代入式（3-1），有由式（3-4）可知，制動(dòng)時(shí)汽車前輪的地面法向反作用力隨制動(dòng)強(qiáng)度和質(zhì)心高度增加而增大；后輪的地面法向反作用力隨制動(dòng)強(qiáng)度和質(zhì)心高度增加而減小。隨大軸距汽車前后軸的載荷變化量小于短軸距汽車載荷變化量。例如，某載貨汽車滿載在干燥混凝土水平路面上以規(guī)定踏板力實(shí)施制動(dòng)時(shí)，為靜載荷的90為靜載荷的38即前軸載荷％，在汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)時(shí)，如果在不同道路附著條件下制動(dòng)均能保證前、后制動(dòng)器同時(shí)抱死，則此時(shí)的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力和的關(guān)系曲線，被稱為前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配曲線，通常簡(jiǎn)稱為I曲線。在任何附著吸塵的路面上前、后輪制動(dòng)器同時(shí)抱死，則前、后制動(dòng)器制動(dòng)力必定等于各自的附著力，且前、后制動(dòng)器制動(dòng)力（或地面制動(dòng)力）之和等于附著力，即將式（3-5）中的第二公式除以第三個(gè)公式，并將式（3-4）代入，有聯(lián)立方程組（3-6并消除變量后，將方程表示動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配關(guān)系式為如已知汽車軸距、質(zhì)心高度、總質(zhì)量、質(zhì)心的位置(質(zhì)心至后軸的距離)，就可用式（3-7）繪制前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配關(guān)系曲據(jù)式（3-7）繪制的汽車在空載和滿載兩種工況的I曲線。根據(jù)方程組（3-6）的兩個(gè)方程也可直接繪制I曲線。假設(shè)一組值(=變化值，取得一組交點(diǎn)，連接這些交點(diǎn)就制成I曲線，見(jiàn)圖3-3。====輪同時(shí)抱死時(shí)，和的關(guān)系曲線。3.2具有固定比值的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力與同步附著系數(shù)兩軸汽車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值一般為固定的常數(shù)。通常用前制動(dòng)器制動(dòng)力對(duì)汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比來(lái)表明分配比例，即制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，它可表示為整理式（3-9）得或表示為=)式（3-10）為一線性方程。它是實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力實(shí)際分配線，簡(jiǎn)稱為線。線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，其斜率為具有固定的線與I線的交點(diǎn)處的附著系數(shù),被稱為同步附著系數(shù)。它表示具有固定線的汽車只能在一種路面上實(shí)現(xiàn)前、后輪同時(shí)抱死。同步附著系數(shù)時(shí)由它是反應(yīng)汽車制動(dòng)性能的一個(gè)參數(shù)。同步附著系數(shù)說(shuō)明，前后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只能在一種路面上，即在同步附著系數(shù)的路面上才能保證前后輪同時(shí)抱死。同步附著系數(shù)也可用解析方法求出。設(shè)汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)，此時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，將式（3-6）代入式（3-10），得整理后，得出假定襯塊的摩擦表面全部與制動(dòng)盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為對(duì)于常見(jiàn)的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔缓艽?，取R等于平均半徑Rm，或有效半徑Re，在實(shí)際上已經(jīng)足夠精確。圖3-4鉗盤式制動(dòng)器的作用半徑計(jì)算參考圖12式中，R1和R2為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。故有效半徑為23-R1322-R12)可見(jiàn)，有效半徑Re即是扇形表面的面積中心至制動(dòng)盤中心的距離。上式也可寫成R2122應(yīng)當(dāng)指出，若m過(guò)小，即扇形的徑向?qū)挾冗^(guò)大，襯塊摩擦面上各不同半徑處的滑磨速度相差太遠(yuǎn)，磨損將不均勻，因而單位壓力分布均勻這一假設(shè)條件不能成立，則上述計(jì)算方法也制動(dòng)盤工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求：平面度允差為0．012mm，表面粗糙度為0．03mm。通常制動(dòng)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(qiáng)度和耐磨3.4利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率汽車制動(dòng)減速度，其中被稱為制動(dòng)強(qiáng)度。由前述可知，若汽車在具有同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)，汽車的前、后輪將同時(shí)達(dá)到抱死的工況，此時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度。在其他路面上制動(dòng)時(shí)，既不出現(xiàn)前輪抱死也不發(fā)生后輪抱死的制動(dòng)強(qiáng)度必然小于地面附著系在的路面上，因出現(xiàn)前輪或后輪先抱死的現(xiàn)象，地面附著條件未被很好地被利用。為了定量說(shuō)明地面附著條件的利用程度，定義利用附著系數(shù)為設(shè)汽車前輪剛要抱死或前、后輪同時(shí)剛要抱死時(shí)，汽車產(chǎn)生的減速度（或表示為),則由式（3-1）得前輪地面法向反作用力為前輪制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力為同理可推導(dǎo)出后輪利用附著系數(shù)。后輪剛要抱死時(shí)，后輪地面制動(dòng)力和地面法向反作用力對(duì)于已知汽車總質(zhì)量煙著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度、軸距、質(zhì)心位置、的關(guān)系曲線圖。等結(jié)構(gòu)參數(shù)，則可繪制出利用附附著效率是制動(dòng)強(qiáng)度和利用附著系數(shù)之比。它是也用于描述地面附著條件的利用程度，并說(shuō)明實(shí)際制動(dòng)力分配的合理性。根據(jù)附著效率和分別時(shí)前軸和后軸的附著效率。和質(zhì)心高度制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤厚度h選擇通風(fēng)式制動(dòng)盤h=25㎜摩擦襯塊外半徑R2、內(nèi)半徑R1根據(jù)制動(dòng)盤直徑可確定摩擦襯塊外徑R2=130㎜假設(shè)襯塊的摩擦表面全部于制動(dòng)盤接觸，而且各處單位壓力均勻，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為在實(shí)際的計(jì)算過(guò)程中，R值我們?nèi)∑骄礡m就可以了，設(shè)襯塊的與制動(dòng)盤之間的單位壓力動(dòng)塊加于制動(dòng)盤的制動(dòng)力矩應(yīng)為：?jiǎn)蝹?cè)襯塊加于制動(dòng)盤的總摩擦力為：所以有效半徑：平均半徑為：的單位壓力分布均勻，摩擦塊的磨損較為均勻。4.2.3緊急制動(dòng)時(shí)前后輪法向反力及附著力距質(zhì)心至前軸距離：質(zhì)心至后軸距離：考慮到汽車的行駛安全，選取瀝青路（濕）的附著系數(shù)，則緊急制動(dòng)時(shí)前后軸法向滿載情況質(zhì)心到前軸的距離:質(zhì)心到后軸的距離:同步附著系數(shù)的選取原則：1、路面狀況好，可以取大一點(diǎn)；路面差，2、單胎，抗滑性能差，取大些；雙胎，抗側(cè)滑強(qiáng)取小一些。綜上所述，選擇此輕型汽車的=0.7空載時(shí)制動(dòng)力分配系數(shù)滿載時(shí)制動(dòng)力分配系數(shù)假設(shè)摩擦盤完全接觸，而且各處的壓力分布均勻。那么盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩為：為了保證汽車有良好的制動(dòng)穩(wěn)定性，汽車前輪先抱死，后輪后抱死（滿載時(shí)候）則汽車的前輪制動(dòng)器的產(chǎn)生的制動(dòng)力矩等于前輪的附著力矩。即：?jiǎn)蝹?cè)制動(dòng)塊對(duì)盤的壓力：前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩：…制動(dòng)力分配系數(shù)：那么同步附著系數(shù)與設(shè)定值相吻合。輕型汽車的盤式制動(dòng)器在下列的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)下其比能量耗散率應(yīng)不大于6w/mm2m;2故比能量耗散率較小，符合磨損要求。第5章制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將來(lái)自駕駛員或其它力源的力傳給制動(dòng)器，使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩。根據(jù)制動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類。簡(jiǎn)單制動(dòng)單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動(dòng)力源，故亦稱人力制動(dòng)。其中，又分為機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式完全靠桿系傳力，由于其機(jī)械效率低，傳動(dòng)比小，潤(rùn)滑點(diǎn)多，且難以保證前、后軸制動(dòng)力的正確比例和左、右輪制動(dòng)力的均衡，所以在汽車的行車制動(dòng)裝置中已被淘汰。但因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，工作可靠(故障少)，還廣泛地應(yīng)用于中、小型汽車的駐車制動(dòng)裝置中。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)(通常簡(jiǎn)稱為液壓制動(dòng))用于行車制動(dòng)裝置。液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：作安裝在制動(dòng)器內(nèi)部，直接作為制動(dòng)蹄的張開(kāi)機(jī)構(gòu)(或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu))，而不需要制動(dòng)臂等傳動(dòng)件，使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量?。粰C(jī)械效率較高(液壓系統(tǒng)有自潤(rùn)滑作用)。液壓制動(dòng)的主要缺點(diǎn)是過(guò)度受熱后，部分制動(dòng)液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動(dòng)系效能降低，甚至完全失效。液壓制動(dòng)曾廣泛應(yīng)用在轎車、輕型貨車及一部分中型貨車上。動(dòng)力制動(dòng)即利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部力源。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(jiǎn)單制動(dòng)中的踏板力和踏板行程之間的反比例關(guān)系，在動(dòng)同時(shí)又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。氣壓制?dòng)是應(yīng)用最多的動(dòng)力制動(dòng)之一。其主要優(yōu)點(diǎn)為操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維修保養(yǎng)方便；此外，其氣源除供制動(dòng)用外，還可以供其它裝置使用。其主要缺點(diǎn)是必須有空氣壓縮機(jī)、貯氣筒、制動(dòng)閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本高；管路中壓力的建立為此在制動(dòng)閥到制動(dòng)氣室和貯氣筒的距離過(guò)遠(yuǎn)的情況下，有必要加設(shè)氣動(dòng)的第二級(jí)元件——室的直徑必須設(shè)計(jì)得大些，且只能置于制動(dòng)器外部，再通過(guò)桿件和凸輪或楔塊驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄，這就增加了簧下質(zhì)量；制動(dòng)氣室排氣有很大噪聲。氣壓制動(dòng)在總質(zhì)量8t以上的貨車和客車上得到廣泛應(yīng)用。由于主、掛車的摘和掛都很方便，所以汽車列車也多用氣壓制動(dòng)。用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動(dòng)系統(tǒng)主缸的驅(qū)動(dòng)力源而構(gòu)成的氣頂液制動(dòng)，也是動(dòng)力制動(dòng)。它兼有液壓制動(dòng)和氣壓制動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)，因氣壓系統(tǒng)管路短，作用滯后時(shí)間也較短。但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、成本高，所以主要用在重型汽車上。全液壓動(dòng)力制動(dòng)，用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵產(chǎn)生的液壓作為制動(dòng)力源，有閉式(常壓式)與開(kāi)式(常流式)兩種。開(kāi)式(常流式)系統(tǒng)在不制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)液在無(wú)負(fù)荷情況下由液壓泵經(jīng)制動(dòng)閥到貯液罐不斷循環(huán)流動(dòng)；而在制動(dòng)時(shí)，則借閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓并傳人輪缸。閉式回路因平時(shí)總保持著高液壓，對(duì)密封的要求較高，但對(duì)制動(dòng)操縱的反應(yīng)比開(kāi)式的快。在液壓泵出故障時(shí)，開(kāi)式的即不起制動(dòng)作用，而閉式的還有可能利用蓄能器的壓力繼續(xù)進(jìn)行若干次制動(dòng)。全液壓動(dòng)力制動(dòng)除了有一般液壓制動(dòng)系的優(yōu)點(diǎn)以外，還有制動(dòng)能力強(qiáng)、易于采用制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，即使產(chǎn)生汽化現(xiàn)象也沒(méi)有什么影響等好處。但結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，精密件多，對(duì)系統(tǒng)的密封性要求也較高，目前應(yīng)用并不廣泛。各種形式的動(dòng)力制動(dòng)在動(dòng)力系統(tǒng)失效時(shí)，制動(dòng)作用即全部喪失。伺服制動(dòng)的制動(dòng)能源是人力和發(fā)動(dòng)機(jī)并用。正常情況下其輸出工作壓力主要由動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，在伺服系統(tǒng)失效時(shí)，還可以全靠人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)以產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力，因而從中級(jí)以上的轎車到重型貨車，都廣泛采用伺服制動(dòng)。按伺服力源不同，伺服制動(dòng)有真空伺服制動(dòng)、空氣伺服制動(dòng)和液壓伺服制動(dòng)三類。真空伺服制動(dòng)與空氣伺服制動(dòng)的工作原理基本一致，但伺服動(dòng)力源的相對(duì)壓力不同。真空伺能達(dá)到0．6～0．7MPa，故在輸出力相同的條件下，空氣伺服氣室直徑比真空伺小得多。但是，空氣伺服系統(tǒng)其它組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。真空伺服制動(dòng)多用動(dòng)則廣泛用于裝載質(zhì)量為6～12t的中、重型貨車，以及少數(shù)幾種高級(jí)轎車上。為了提高制動(dòng)工作可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的互相獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動(dòng)作雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見(jiàn)的五種分路形式：圖5-1分路系統(tǒng)一個(gè)回路。輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一回路。4)半軸一輪對(duì)半軸一輪(LL)型，如圖5半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器起作用。數(shù)輪缸起作用。Ⅱ型的管路布置較為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動(dòng)氣室)鼓式制動(dòng)器配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別是貨車上用得最廣泛。這種形式若后制動(dòng)回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。對(duì)于采用前輪驅(qū)動(dòng)因而前制動(dòng)器強(qiáng)于后制動(dòng)器的轎車，當(dāng)前制動(dòng)回路失效而單用后橋制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力將嚴(yán)重不足(小于正常情況下的一半)，并且若后橋負(fù)荷小于前軸，則踏板力過(guò)大時(shí)易使后橋車輪抱死而汽車側(cè)滑。但是，一旦某一管路損壞造成制動(dòng)力不對(duì)稱，此時(shí)前輪將朝制動(dòng)力