汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

-PAGE17設(shè)計(jì)專用紙PAGEPagePAGE17 目錄1、汽車制動(dòng)系統(tǒng)概述及設(shè)計(jì)要求 41.1概述 41.1.1制動(dòng)系統(tǒng)的組成 41.1.2制動(dòng)系統(tǒng)的類型 41.2設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)滿足的要求 52、整車性能參數(shù): 63、制動(dòng)器形式的選擇 64、鼓式與盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 84.1制動(dòng)鼓內(nèi)徑D 84.2摩擦襯片寬度b和包角β 84.3摩擦襯片起始角0 94.4制動(dòng)器中心到張開力作用線的距離 104.5制動(dòng)蹄支撐點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c 104.6摩擦片摩擦系數(shù) 104.7制動(dòng)盤直徑D 104.8制動(dòng)盤的厚度h 114.9摩擦襯塊內(nèi)外半徑的確定 114.10制動(dòng)襯塊工作面積A 115、鼓式制動(dòng)器主要零部件的設(shè)計(jì) 125.1制動(dòng)蹄 125.2制動(dòng)鼓 125.3摩擦襯片 135.4摩擦材料 145.5蹄與鼓之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置 145.6制動(dòng)支承裝置 165.7制動(dòng)輪缸 165.8張開機(jī)構(gòu) 166、盤式制動(dòng)器主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算 176.1滑動(dòng)鉗體 176.2固定支架 176.3制動(dòng)盤 176.4制動(dòng)塊 176.5同步附著系數(shù)的確定 196.6地面對前、后輪的法向反作用力 196.7制動(dòng)力分配系數(shù)的確定 206.8前、后制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 206.9應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩 216.9.1應(yīng)急制動(dòng) 216.9.2駐車制動(dòng) 226.9.3襯片磨損特性的計(jì)算 237、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 257.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式 257.2分路系統(tǒng) 267.3液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 287.3.1制動(dòng)輪缸直徑的確定 287.3.2制動(dòng)主缸直徑的確定 297.3.3制動(dòng)踏板力和制動(dòng)踏板工作行程 307.3.4真空助力器的設(shè)計(jì)計(jì)算 318、制動(dòng)性能分析 318.1制動(dòng)性能評價(jià)指標(biāo) 318.2制動(dòng)效能 318.3制動(dòng)效能的恒定性 328.4制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 328.5制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線分析 328.6制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離S 34參考文獻(xiàn) 351、汽車制動(dòng)系統(tǒng)概述及設(shè)計(jì)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(jīng)停駛的汽車保持不動(dòng)，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動(dòng)。對汽車起到制動(dòng)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(dòng)阻力，上坡阻力，空氣阻力都能對汽車起制動(dòng)作用，但這外力的大小是隨機(jī)的，不可控制的。因此，汽車上必須設(shè)一系列專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)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(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)。這種可控制的對汽車進(jìn)行制動(dòng)的外力，統(tǒng)稱為制動(dòng)力。這樣的一系列專門裝置即成為制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)的功用：使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時(shí)，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(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(dòng)系統(tǒng)的組成制動(dòng)系統(tǒng)一般都具有以下四個(gè)基本組成部分：1）供能裝置——包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中，產(chǎn)生制動(dòng)能量的部位稱為制動(dòng)能源。2）控制裝置——包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的各種部件。3）傳動(dòng)裝置——包括將制動(dòng)能量傳輸?shù)街苿?dòng)器的各個(gè)部件。4）制動(dòng)器——產(chǎn)生阻礙車輛的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢的力的部件，其中也包括輔助制動(dòng)系中的緩速裝置。較為完善的制動(dòng)系還具有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置以及報(bào)警裝置、壓力保護(hù)裝置等附加裝置。1.1.2制動(dòng)系統(tǒng)的類型按制動(dòng)系統(tǒng)的功用分類：1）行車制動(dòng)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(dòng)系——是以停止的汽車駐留在原地不動(dòng)的一套裝置。3）第二制動(dòng)系——在行車制動(dòng)系失效的情況下，保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國家的制動(dòng)法規(guī)中規(guī)定，第二制動(dòng)系是汽車必須具備的。輔助制動(dòng)系——在汽車長下坡時(shí)用以穩(wěn)定車速的一套裝置。按制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能源分類：1）人力制動(dòng)系——以駕駛員的肢體作為唯一的制動(dòng)能源的制動(dòng)系。2）動(dòng)力制動(dòng)系——完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系。伺服制動(dòng)系——兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系。按照制動(dòng)能量的傳輸方式，制動(dòng)系統(tǒng)又可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁等。同時(shí)采用兩種以上傳能方式的制動(dòng)系統(tǒng)可稱為組合式制動(dòng)系統(tǒng)。1.2設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)滿足的要求設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)滿足如下主要要求：1)具有足夠的制動(dòng)效能。行車制動(dòng)能力是用一定制動(dòng)初速度下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)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(dòng)裝置至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路，其中一套管路失效時(shí)，另一套的管路應(yīng)保證汽車制動(dòng)能力不低于沒有失效時(shí)規(guī)定值的30%。行車和駐車制動(dòng)裝置可以有共同的制動(dòng)器，而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)各自獨(dú)立。行車制動(dòng)裝置都用腳操縱。3)在任何速度下制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。4)防止水和污泥進(jìn)入制動(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)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪音盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)對人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。8)作用滯后性應(yīng)盡可能好。作用滯后性是指制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，以制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定的制動(dòng)效能所需的時(shí)間來評價(jià)。9)摩擦片應(yīng)有足夠的使用壽命。10)保證摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)。11)當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本功能遭到破壞時(shí)，汽車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有音響火光信號等報(bào)警提示。防止制動(dòng)時(shí)車輪被抱死有利于提高汽車在制動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性，縮短制動(dòng)距離，所以近年來防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）在汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)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(shù):表2-1、空載編號名稱符號數(shù)值單位1質(zhì)量G0770.00kg2質(zhì)心高h(yuǎn)g0576.00mm3軸距L2140.00mm4質(zhì)心至前軸的距離A0967.00mm5質(zhì)心至后軸的距離B01173.00mm6前軸負(fù)荷G01422.00kg7后軸負(fù)荷G02348.00kg表2-2、滿載編號名稱符號數(shù)值單位1質(zhì)量Ga1387.00kg2質(zhì)心高h(yuǎn)g586.00mm3軸距L2140.00mm4質(zhì)心至前軸的距離A1300.00mm5質(zhì)心至后軸的距離B840.00mm6前軸負(fù)荷G1544.00kg7后軸負(fù)荷G2843.00kg分析以上數(shù)據(jù)選擇輪胎型號為輪胎型號165/70R13H，則可得到車輪的滾動(dòng)半徑為280.6mm。3、制動(dòng)器形式的選擇1、制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。摩擦式制動(dòng)器按摩擦副的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式，盤式和帶式三種。帶式制動(dòng)器只用作中央制動(dòng)器；鼓式和盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式有多種。鼓式制動(dòng)器有：領(lǐng)從蹄式、單向雙領(lǐng)從蹄式、雙向雙領(lǐng)從蹄式，雙從蹄式、單向增力式和雙向增力式。盤式制動(dòng)器有：全盤式制動(dòng)器、鉗盤式制動(dòng)器（固定鉗式、浮動(dòng)鉗式）2、領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)與倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，也便于設(shè)置駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)廣泛用于中、重型載貨汽車的前、后輪制動(dòng)器及轎車的后輪制動(dòng)器。所以后輪選用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。3、與鼓式制動(dòng)器相比，盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：1）熱穩(wěn)定性好。原因是一般無自行增力作用。襯片摩擦表面壓力分布比鼓式更均勻。此外，制動(dòng)鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與制動(dòng)蹄中部接觸，從而降低了制動(dòng)效能，這稱為機(jī)械衰退。制動(dòng)盤的軸向膨脹量極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機(jī)械衰退問題。因此，前輪采用盤式制動(dòng)器，汽車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。2）水穩(wěn)定性好。制動(dòng)塊對盤的單位壓力高，易將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多；又由于離心力作用及襯片對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)。3）制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。4）易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系，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）壓力在制動(dòng)襯塊上分布比較均勻，故襯片上磨損也均勻。7）更換制動(dòng)塊簡單容易。8）襯片與制動(dòng)盤之間的間隙?。ǎ瑥亩s短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。9）易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是：1)難以實(shí)現(xiàn)完全防塵和銹蝕（封閉的多片式全盤式制動(dòng)器除外）。2)兼作駐車制動(dòng)器時(shí)，所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。3)在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須裝用助力器。4）因?yàn)橐r片工作面積小，所以磨損快，壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。盤式制動(dòng)器在乘用車前輪上得到廣泛應(yīng)用。而浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)有：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動(dòng)噢案的油道或油管，加之液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化的可能性?。怀杀镜?；浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼用于駐車制動(dòng)。因此，從結(jié)構(gòu)，散熱，技術(shù)，成本等多方面考慮，本設(shè)計(jì)前輪制動(dòng)器決定采用浮鉗盤式制動(dòng)器。即該設(shè)計(jì)前輪制動(dòng)器決定采用浮鉗盤式制動(dòng)器，后輪選用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，是為前盤后鼓。4、鼓式與盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定4.1制動(dòng)鼓內(nèi)徑D制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠間隙，通常要求該間隙不小于20mm，否則不僅制動(dòng)鼓散熱條件太差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比D/Dr的范圍如下：乘用車0.64~0.74商用車0.70~0.83輪輞直徑13英寸，即：Dr=13×25.4=330.2mm故，D=211.33—244.35查看專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T309—1999《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》取D=220mm4.2摩擦襯片寬度b和包角β摩擦襯片寬度尺寸的選取對摩擦襯片的使用壽命有影響。襯片寬度尺寸過小，則磨損速度快，襯片壽命短；若襯片寬度尺寸過大，則質(zhì)量大，不易加工，并且增加了成本。這兩個(gè)參數(shù)加上已初定的制動(dòng)鼓內(nèi)徑?jīng)Q定了每個(gè)制動(dòng)器的摩擦面積,即mm(4-1)式中：—制動(dòng)鼓內(nèi)徑（mm）—制動(dòng)蹄摩擦襯片寬度(mm)—分別為兩蹄的摩擦襯片包角，（°）摩擦襯片的包角通常在范圍內(nèi)選取，試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角時(shí)磨損最小，制動(dòng)鼓的溫度也最低，而制動(dòng)效能則最高。再減小雖有利于散熱，但由于單位壓力過高將加速磨損，包角不宜大于120°，因?yàn)檫^大不僅不利于散熱，而且易使只動(dòng)作用不平順，甚至可能發(fā)生自鎖。取=90°摩擦襯片寬度b較大可以降低單位壓力，減小磨損，但b的尺寸過大則不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸，通常是根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使其單位壓力不超過2.5MP的條件來選擇襯片寬度b的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量按擦擦片的產(chǎn)品規(guī)格選擇b值。另外，根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)資料可知，單個(gè)鼓式車輪制動(dòng)器總的襯片摩擦面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大，（如表5-2所示）。而單個(gè)摩擦襯片的摩擦面積A又取決于制動(dòng)鼓半徑R，襯片寬度b及包角，即：（4-2）式中,是以弧度為單位，當(dāng)A，R，確定后，由上式也可初選襯片寬b的尺寸。表4-1、制動(dòng)器襯片摩擦面積汽車類型汽車總質(zhì)量m/t單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積/mm轎車0.9-1.51.5-2.5100-200200-300客車與貨車1.0-1.51.5-2.52.5-3.53.5-7.07.0-12.012.0-17.0120-200150-250(多為150-200)250-400300-650550-1000600-1500(多600-1200)制動(dòng)鼓各制動(dòng)蹄摩擦襯片總摩擦面積越大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力越小，從而磨損也越小。根據(jù)表1初選A=150cm2制動(dòng)蹄摩擦襯片寬度根據(jù)QC/T309-1999《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》可取90mm。校核A=Rb=110×1.57×90=155.43≈155cm24.3摩擦襯片起始角0通常是將摩擦襯片布置在制動(dòng)蹄外緣得得中央。有時(shí)為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對于最大壓力點(diǎn)對稱布置，以改善制動(dòng)效能和磨損的均勻性。0=90-/2=45°(4-3)4.4制動(dòng)器中心到張開力作用線的距離在滿足制動(dòng)輪缸或凸輪能夠布置在制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離a盡可能地大，以提高起制動(dòng)效能，初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫取左右。e=0.8×110=88≈90mm4.5制動(dòng)蹄支撐點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c應(yīng)在保證兩蹄支承端面不致相互干涉的條件下，使盡可能大而盡可能小。初步設(shè)計(jì)可取=0.8R左右。e=0.8×110=88≈90mm，取為40mm4.6摩擦片摩擦系數(shù)選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動(dòng)器對摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求，后者對蹄式制動(dòng)器非常重要。各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.3～0.5，少數(shù)可達(dá)0.7。一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差。所以在設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)，并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。當(dāng)前國產(chǎn)的制動(dòng)摩擦片材料在溫度低于250℃時(shí)，保持摩擦系數(shù)=0.35～0.40已不成問題。因此，在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，取=0.4可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際值。另外，在選擇摩擦材料時(shí),應(yīng)盡量采用減少污染和對人體無害的材料。在本設(shè)計(jì)中選取=0.35。4.7制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤直徑D應(yīng)盡可能取大些。這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得到增加，可以見效制動(dòng)鉗的加緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的。總質(zhì)量大于2t的汽車取上限。輪輞半徑為13英寸，輪輞半徑為：則D的取值范圍為。查得國內(nèi)相關(guān)汽車前輪盤式制動(dòng)器參數(shù)，參考類似車型，可取D=248mm。4.8制動(dòng)盤的厚度h制動(dòng)盤厚度h對制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。為使質(zhì)量小些，制動(dòng)盤厚度不宜取的很大；為減小溫升，制動(dòng)盤厚度又不宜取的過小。制動(dòng)盤可以做成實(shí)心的，或者為了散熱通風(fēng)需要在制動(dòng)盤中間鑄出通風(fēng)孔道。通常，實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取為；具有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤的兩工作面之間的尺寸，即制動(dòng)盤的厚度取為，但多采用。這里選用實(shí)心式制動(dòng)盤，取12mm。4.9摩擦襯塊內(nèi)外半徑的確定推薦摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。若比值偏大，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。取外半徑=120mm，內(nèi)半徑=80mm。4.10制動(dòng)襯塊工作面積A推薦根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.6kg/～3.5kg/內(nèi)選取。得。參考國內(nèi)同類型車輛，可取A=。5、鼓式制動(dòng)器主要零部件的設(shè)計(jì)5.1制動(dòng)蹄乘用車和總質(zhì)量較小商用車的制動(dòng)蹄廣泛采用T形型鋼碾壓或鋼板沖壓—焊接制成；總質(zhì)量較大商用車的制動(dòng)蹄則多用鑄鐵，鑄鋼或鑄鋁合金制成。制動(dòng)蹄的結(jié)構(gòu)尺寸和斷面形狀應(yīng)保證其剛度好，但小型車用鋼板制的制動(dòng)蹄腹板上有時(shí)開有一，兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些，以便使制動(dòng)蹄摩擦襯片與制動(dòng)鼓之間的解除壓力均勻，因而使襯片的磨損較為均勻，并可減少制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。重型汽車制動(dòng)蹄的斷面有工字形，山字形幾種。本設(shè)計(jì)中制動(dòng)蹄采用T形型鋼鋼板沖壓焊接制成。為了提高效率，增加制動(dòng)蹄的使用壽命和減小磨損，在總質(zhì)量較大的商用車的鑄造制動(dòng)蹄靠近張開凸輪一端，設(shè)有滾輪或鑲裝有支持張開凸輪的墊片。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，乘用車的約為mm；商用車的約為mm。摩擦襯片的厚度，乘用車的多為mm；商用車的多為8mm以上。襯片可鉚接或粘貼在制動(dòng)蹄上，粘貼的允許其磨損厚度較大，使用壽命增長，但不易更換襯片；鉚接的噪聲小。制動(dòng)蹄腹板及翼緣厚度為4mm,摩擦襯片厚度為5mm襯片鉚接在制動(dòng)蹄上。5.2制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不應(yīng)超過極限值。制動(dòng)鼓的材料與摩擦襯片的材料相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。制動(dòng)鼓有鑄造和組合式兩種。鑄造制動(dòng)鼓多選用灰鑄鐵鑄造，具有機(jī)械加工容易、耐磨、熱容量大等優(yōu)點(diǎn)。為防止制動(dòng)鼓工作時(shí)受載變形，常在制動(dòng)鼓的外圓周部分鑄有加強(qiáng)肋，用來加強(qiáng)剛度和散熱效果（圖5-1a）。制動(dòng)鼓鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其熱容量，但實(shí)驗(yàn)表明，壁厚由增至20mm時(shí)，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動(dòng)鼓的壁厚：乘用車為7-12mm；中，商用車為組合式制動(dòng)鼓的圓柱部分可以用鑄鐵鑄出，腹板部分用鋼板沖壓成形（圖5-1b）；也可以在鋼板沖壓的制動(dòng)鼓內(nèi)側(cè)，鑲裝用離心澆鑄的合金鑄鐵組合構(gòu)成制動(dòng)鼓（圖5-1c）；或主體用鋁合金鑄成，內(nèi)鑲一層珠光體組成的灰鑄鐵作為工作表面（圖5-本車采用鑄造式制動(dòng)鼓，壁厚為9圖5-1、制動(dòng)鼓的結(jié)構(gòu)形式5.3摩擦襯片摩擦襯片的的材料應(yīng)該滿足如下要求：（1）具有一定的穩(wěn)定的摩擦因數(shù)。在溫度、壓力升高和工作速度發(fā)生變化時(shí)，摩擦因數(shù)的變化應(yīng)盡可能小。（2）具有良好的耐磨性。不僅摩擦襯片應(yīng)有足夠的使用壽命，而且對偶摩擦副的磨耗也要求盡可能小。通常要求制動(dòng)盤的磨耗不大于襯塊的1/10。（3）要有盡可能小的壓縮率和膨脹率。壓縮變形太大影響制動(dòng)主缸的排量和踏板行程，降低制動(dòng)靈敏度。膨脹率過大，摩擦襯塊和制動(dòng)盤要產(chǎn)生拖磨，尤其是對鼓式制動(dòng)器襯片受熱膨脹消除間隙后，可能產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。（4）制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生噪聲，對環(huán)境無污染。（5）應(yīng)采用對人體無害的摩擦材料。（6）有較高的耐擠壓強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，以及足夠的抗剪切能力。（7）應(yīng)將摩擦襯塊的導(dǎo)熱率控制在一定得范圍。要求摩擦襯塊在300C加熱板上作用30min后，背板的溫度不超過190以前制動(dòng)器摩擦襯片使用的是由增強(qiáng)材料（石棉及其他纖維），粘結(jié)劑，摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成的石棉摩阻材料。它有制造容易，成本低，不易刮傷對偶等優(yōu)點(diǎn)。但由于它又有耐熱性能差，摩擦因數(shù)隨溫度升高而降低，磨耗增高和對環(huán)境有污染，特別是石棉能致癌，所以已逐漸被淘汰。由金屬纖維、粘結(jié)劑和摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成的半金屬磨阻材料，具有較高的耐熱性和耐磨性，今年來得到廣泛的應(yīng)用，故采用此材料。5.4摩擦材料制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生噪聲和不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用少污染和對人體無害的摩擦材料。車輪制動(dòng)器采用廣泛應(yīng)用的模壓材料，它是以石棉纖維為主并與樹脂粘結(jié)劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑(由無機(jī)粉粒及橡膠、聚合樹脂等配成)與噪聲消除劑(主要成分為石墨)等混合后，在高溫下模壓成型的。模壓材料的撓性較差，故應(yīng)按襯片或襯塊規(guī)格模壓，其優(yōu)點(diǎn)是可以選用各種不同的聚合樹脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能和其他性能。帶式中央制動(dòng)器采用編織材料，它是先用長纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織成布，再浸以樹脂粘合劑經(jīng)干燥后輥壓制成。其撓性好，剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動(dòng)蹄或制動(dòng)帶上。在100C～120C溫度下，它具有較高的摩擦系數(shù)(=0.4以上)，沖擊強(qiáng)度比模壓材料高4～5倍。但耐熱性差，在200C～各種摩擦材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.3～0.5。設(shè)計(jì)計(jì)算中制動(dòng)器時(shí)摩擦系數(shù)一般選用=0.3—0.4。5.5蹄與鼓之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置為了保證制動(dòng)鼓在不制動(dòng)時(shí)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)鼓與制動(dòng)襯片之間，必須保持一定間隙。此間隙量應(yīng)盡可能小，因?yàn)橹苿?dòng)系的許多工作性能受此間隙影響而變化。使用中因磨損會(huì)增大此間隙，過分大的間隙會(huì)帶來許多不良的后果：制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)作用的時(shí)間增長；各制動(dòng)器因磨損不同，間隙也不一樣，結(jié)果導(dǎo)致各制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)作用的時(shí)間不同，即同步制動(dòng)性能變壞；增加了壓縮空氣或制動(dòng)液的消耗量，并使制動(dòng)踏板行程增加。為保證制動(dòng)鼓與制動(dòng)襯片之間在使用期間始終有出設(shè)定的間隙量，要求采用間隙自動(dòng)調(diào)整裝置。現(xiàn)在鼓式制動(dòng)器中采用間隙自動(dòng)調(diào)整裝置的也日益增多。一般來說，鼓式制動(dòng)器的設(shè)定間隙為0.2mm-0.5mm；盤式制動(dòng)器的為0.1mm-0.3mm(單側(cè)為設(shè)計(jì)中，鼓式制動(dòng)器的設(shè)定間隙為0.2mm-0.5mm，取間隙為0.4mm鼓式制動(dòng)器也有采用波爾舍乘用車的制動(dòng)器間隙調(diào)整裝置的，摩擦元件可以裝在輪缸中，也可以裝在制動(dòng)蹄腹板上。采用這類間隙自調(diào)裝置時(shí)，制動(dòng)器安裝在汽車上后不需要人工精細(xì)調(diào)整，只需要進(jìn)行一次完全制動(dòng)即可調(diào)整到設(shè)定間隙，并且在行車過程中隨時(shí)補(bǔ)償過量間隙。因此，可將這種自調(diào)裝置稱為一次調(diào)準(zhǔn)式。鼓式制動(dòng)器間隙自動(dòng)調(diào)整的一般方法：（1）采用輪缸張開裝置可采用不同的方法及其響應(yīng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)制動(dòng)鼓與摩擦襯片間的間隙。1.借助于裝在制動(dòng)地板上的調(diào)整凸輪和偏心支承銷，用手調(diào)整制動(dòng)蹄的原始安裝位置以得到所要求的間隙。凸輪工作表面螺旋線的半徑增量和支承銷的偏心量應(yīng)超過襯片的厚度。2.借助于自動(dòng)調(diào)整裝置使制動(dòng)蹄位于間隙量所要求的原始位置。也可在制動(dòng)輪剛上采取措施實(shí)現(xiàn)工作間隙的自動(dòng)調(diào)整（2）采用凸輪張開裝置采用凸輪張開裝置時(shí)，制動(dòng)器的工作間隙調(diào)整可通過轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪相對于臂的位置來實(shí)現(xiàn)，而臂的位置則保持不變。凸輪位置的改變是靠裝在臂上的渦輪蝸桿副來實(shí)現(xiàn)的，因此臂又稱為調(diào)整臂（3）采用楔塊張開裝置該結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器工作間隙是借助于調(diào)整套筒，棘爪和調(diào)整螺釘進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。在套筒的外表面上切有螺旋棘齒，而套筒的內(nèi)孔則為螺孔。朝向套筒一側(cè)的棘爪端面則做成與套筒外表面的螺旋棘齒相配的齒槽。如果在制動(dòng)時(shí)柱塞的行程超過棘齒的軸向螺距，則棘爪移動(dòng)一個(gè)齒。當(dāng)套筒和柱塞返回原始位置時(shí)，棘爪和套筒的相互作用便使套筒轉(zhuǎn)動(dòng)某一角落，從而使調(diào)整螺釘旋出相應(yīng)的距離?，F(xiàn)在的鼓式制動(dòng)器多采用所謂階躍式自調(diào)裝置。5.6制動(dòng)支承裝置二自由度制動(dòng)蹄的支承，結(jié)構(gòu)簡單，并能使制動(dòng)蹄相對制動(dòng)鼓自行定位。為了使具有支承銷的一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄的工作表面與制動(dòng)鼓的工作表面同軸心，應(yīng)使支承位置可調(diào)。例如采用偏心支承。支承銷由45號鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵(KTH370—12)或球墨鑄鐵（QT400-18）。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。具有長支承銷的支承能可靠地保持制動(dòng)蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開槽供制動(dòng)蹄腹板張開端插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。5.7制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒為通孔，需搪磨?；钊射X合金制造。活塞外端壓有鋼制的開槽頂塊，以支承插入槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞；雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩蹄則各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)。設(shè)計(jì)中前輪的單向雙領(lǐng)蹄采用液壓驅(qū)動(dòng)并且制動(dòng)輪缸采用兩個(gè)等直徑的活塞；后輪的領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器采用液壓驅(qū)動(dòng)，制動(dòng)輪缸采用兩個(gè)等直徑活塞。5.8張開機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用平衡式的凸輪張開機(jī)構(gòu)。凸輪式張開機(jī)構(gòu)的凸輪及其軸是由45號鋼模鍛成一體的毛坯制造，在機(jī)加工后經(jīng)高頻淬火處理。凸輪及其軸由可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵的支架支承，而支架則用螺栓或鉚釘固定在制動(dòng)地板上，為了提高機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，制動(dòng)時(shí)凸輪是經(jīng)過滾輪推動(dòng)制動(dòng)蹄張開。滾輪由45號剛制造并高頻淬火。6、盤式制動(dòng)器主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算6.1滑動(dòng)鉗體滑動(dòng)鉗體是包括輪缸在內(nèi)的精密件，并且傳遞壓力22.6KN時(shí)，鉗體要具有足夠的剛度和強(qiáng)度，還要具有防震的性能。因此采用高強(qiáng)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(dòng)鉗的情況下能夠檢查或更換制動(dòng)塊?；瑒?dòng)鉗是靠兩導(dǎo)銷實(shí)現(xiàn)徑向定位和軸向滑動(dòng)的。為減少滑動(dòng)時(shí)的摩擦力，避免對導(dǎo)銷產(chǎn)生附加力矩，必須嚴(yán)格保證輪缸中心線與兩導(dǎo)銷軸線的平行度。6.2固定支架固定支架承受和傳遞全部制動(dòng)力矩，因此必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。所以選用高強(qiáng)度的可鍛鑄鐵KTZ550－04（GB9440-88鑄成，并保證其壁厚不小于10mm，必要時(shí)使用加強(qiáng)筋）。與浮動(dòng)鉗一樣必須保證兩導(dǎo)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(dǎo)軌平面度公差及合適的粗糙度，以保證滑動(dòng)鉗能順利運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生任何干涉現(xiàn)象。6.3制動(dòng)盤制動(dòng)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(shè)計(jì)圖紙。根據(jù)其受力情況可知其對強(qiáng)度要求不高，選用珠光體灰鑄鐵。制動(dòng)盤選用通風(fēng)散熱。制動(dòng)盤工作表面應(yīng)光滑平整，兩側(cè)表面不平度不應(yīng)大于，擺差不大于0.1mm，否則將發(fā)生制動(dòng)塊頂撞活塞，導(dǎo)致制動(dòng)踏板振動(dòng)，踏板的行程亦會(huì)隨之增加。6.4制動(dòng)塊制動(dòng)塊是制動(dòng)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(dòng)器性能，因此對其有嚴(yán)格要求。1具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，熱衰退緩和，不能溫度開到某一數(shù)值后，摩擦系數(shù)突降；2耐磨性好；3有較高的耐擠壓強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度；4對水、油的親合性差；5制動(dòng)時(shí)無噪音聲和臭氣，減少污染。根據(jù)以上要求，選用粉末冶金材料FM-202G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（6-1）式中，為摩擦因數(shù)；為單側(cè)制動(dòng)塊對制動(dòng)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?qū)挾炔缓艽螅〉扔谄骄霃交蛴行О霃?，在?shí)際中已經(jīng)足夠精確。圖6-1盤式制動(dòng)器圖6-2鉗盤式制動(dòng)器的作的計(jì)算用圖用半徑計(jì)算參考圖如圖6-1，圖6-2，平均半徑為（6-2）式中，和為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。應(yīng)當(dāng)指出，若過小，即扇形的徑向?qū)挾冗^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)算方法也就不適用。m值一般不應(yīng)小于0．65。R1/R2=80/120=0.667制動(dòng)盤工作面的加工精度應(yīng)達(dá)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(yīng)大于，制動(dòng)盤的端面圓跳動(dòng)不應(yīng)大于。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)度和耐磨性能，其牌號不應(yīng)低于。6.5同步附著系數(shù)的確定(1)當(dāng)＜時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力；(2)當(dāng)＞時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性；(3)當(dāng)＝時(shí)：制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(dòng)(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí)，其制動(dòng)減速度為，即，為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)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。根據(jù)相關(guān)資料查出轎車，故取=0.756.6地面對前、后輪的法向反作用力若在不同附著系數(shù)的路面上，前、后輪同時(shí)抱死（不論是同時(shí)抱死或分別先后抱死），此時(shí)或。地面作用于前、后輪的法向反作用力為（6-3）（6-4）前后輪同時(shí)抱死制動(dòng)時(shí)地面對前、后輪法向反作用力的變化如表6-1所示表6-1、前后輪同時(shí)抱死地面對前、后輪法向反作用力的變化φ05336825739%61%058%0.26080751345%55%0.36452714147%53%0.46824676950%50%0.57197639653%47%0.67569602456%44%0.77941565258%42%0.88313528061%39%0.98686490764%36%1.09058453567%33%6.7制動(dòng)力分配系數(shù)的確定根據(jù)公式：（6-5）得到：6.8前、后制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性，要求合理地確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。最大制動(dòng)力是在汽車附著質(zhì)量完全被利用的條件下獲得的，這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車輪的法向力、成正比，也與前后輪制動(dòng)力矩的比值相同。得：（6-6）式中，為前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。然后，根據(jù)汽車滿載在瀝青、混泥土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死脫滑，計(jì)算出前輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩；再根據(jù)前面已經(jīng)確定的前、后輪制動(dòng)力矩的比值，計(jì)算出后輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩。（6-7）式中，為制動(dòng)強(qiáng)度，為車輪有效半徑。（6-8）6.9應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩6.9.1應(yīng)急制動(dòng)應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，后輪一般將抱死滑移，故后橋制動(dòng)力為：（6-9）此時(shí)所需的后橋制動(dòng)力矩為：式中，為汽車滿載總質(zhì)量與重力加速度的乘積；為軸距；汽車質(zhì)心到前鈾的距離；汽車質(zhì)心高度；路面對后橋的法向反力；——附著系數(shù)；車輪有效半徑。如用后輪制動(dòng)器作為應(yīng)急制動(dòng)器，則單個(gè)后輪制動(dòng)器應(yīng)急制動(dòng)力矩為。6.9.2駐車制動(dòng)如圖6-3表示汽車在上坡路上停駐的受力情況。由此不難得出停駐的后橋附著力為：圖6-3、汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力情況（6-10）汽車在下坡停駐時(shí)，后橋附著力為：（6-11）汽車可能停駐的極限上坡路傾角，可根據(jù)后橋上的附著力與制動(dòng)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(jù)后橋上的附著力與制動(dòng)力矩相等的條件求得，即由（6-12）得到（6-13）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(shù)據(jù)得 同理可推出汽車可能停駐的極限下坡路傾角為同一（6-14）得駐車制動(dòng)器在安裝制動(dòng)器的空間，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力源等條件允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上上駐車制動(dòng)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16%～20%的規(guī)定值。6.9.3襯片磨損特性的計(jì)算摩擦襯片（襯塊）的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)盤（制動(dòng)鼓）的材質(zhì)及加工情況，以及襯片（襯塊）本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計(jì)算磨損特性極為困難。但試驗(yàn)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(diǎn)來說，汽車制動(dòng)過程即是將汽車的機(jī)械能（動(dòng)能和勢能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了汽車全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。此時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)間很短，實(shí)際上熱量還來不及逸散到大氣中就被制動(dòng)器所吸收，致使制動(dòng)器溫度升高。這就是所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯片（襯塊）的磨損越嚴(yán)重。對于盤式制動(dòng)器的襯塊，其單位面積上的能量負(fù)荷比鼓式制動(dòng)器襯片大許多，所以制動(dòng)盤表面溫度比制動(dòng)鼓的高。各種汽車的總質(zhì)量及其制動(dòng)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(jià)能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前，各國常用的指標(biāo)是比能量耗散率，即單位時(shí)間內(nèi)襯片（襯塊）單位面積耗散的能量，通常所用的計(jì)算單位為。比能量耗散率有時(shí)也稱為單位功負(fù)荷，或簡稱能量負(fù)荷。雙軸汽車的單個(gè)前輪及后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為（6-15）（6-16）（6-17）式中，為汽車總質(zhì)量；為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)；為制動(dòng)初速度和終速度（m/s）；為制動(dòng)減速度(m/s2)；為制動(dòng)時(shí)間（s）；、為前、后制動(dòng)器襯片（襯塊）的摩擦面積（）；為制動(dòng)力分配系數(shù)。在緊急制動(dòng)到停車的情況下，,并可認(rèn)為，故據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，乘用車的盤式制動(dòng)器在，的條件下，比能量耗散率應(yīng)不大于6.0W/mm。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(dòng)盤或制動(dòng)鼓更早發(fā)生龜裂。本設(shè)計(jì)采用的是前盤后鼓，所以僅計(jì)算前輪襯塊的摩擦特性。另一個(gè)磨損特性指標(biāo)是襯片（襯塊）單位摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力，稱為比摩擦力。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個(gè)車輪制動(dòng)器的比摩擦力為（6-18）式中，為單個(gè)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；R為制動(dòng)鼓半徑（襯塊平均半徑或有效半徑）；A為單個(gè)制動(dòng)器的襯片（襯塊）摩擦面積。7、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算7.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將來自駕駛員或其他方面的力傳給制動(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)一般可分為簡單制動(dòng)，動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類。簡單制動(dòng)但靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動(dòng)力源，亦稱人力制動(dòng)。其中，又有機(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，潤滑點(diǎn)多，且難以保證前，后制動(dòng)力的正確比例和左，右輪制動(dòng)力的平衡，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)簡單，成本低，工作可靠，還廣泛應(yīng)用于中，小型汽車的駐車制動(dòng)裝置中。液壓式簡單制動(dòng)用于行車制動(dòng)裝置。液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間較短（）；工作壓力高（可達(dá)），因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動(dòng)器內(nèi)部，直接作為制動(dòng)蹄的張開機(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)簡單，質(zhì)量??；機(jī)械效率高（液壓系統(tǒng)有自潤滑作用）。液壓制動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：受熱過度后，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)系統(tǒng)的效能降低，甚至完全失效。液壓制動(dòng)廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的商用車上。動(dòng)力制動(dòng)即利用由發(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能作為汽車制動(dòng)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(dòng)中的踏板力和踏板行程之間的反比例關(guān)系，在動(dòng)力制動(dòng)中便不復(fù)存在，從而使踏板力較小，同時(shí)又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭鈮褐苿?dòng)是應(yīng)用最多的動(dòng)力制動(dòng)之一。主要優(yōu)點(diǎn)：操縱輕便，工作可靠，不易出故障，維護(hù)保養(yǎng)方便；其氣源除供制動(dòng)用外，還可以供其他裝置使用。缺點(diǎn)：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；管路中壓力的建立和測撤除都較慢；管路工作壓力低；制動(dòng)氣室排氣時(shí)有很大的噪音。氣壓制動(dòng)在總質(zhì)量8t以上的商用車上得到廣泛的使用。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。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(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)和液體伺服制動(dòng)三類。這里不多做介紹7.2分路系統(tǒng)為了提高制動(dòng)工作的可靠性，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，仍可利用其他完好的回路起制動(dòng)作用。雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見的五種分路形式：一軸對一軸（II）型，如圖a所示，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路。圖aII型分路交叉（X）型，如圖b所示，前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對側(cè)車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路。圖bX型分路一軸對半軸（HI）型，如圖c所示，兩側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一個(gè)回路。圖cHI型分路4）半軸一輪對半軸一輪（LL）型，如圖d所示，兩個(gè)回路分別對兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器起作用。圖dLL型分路5）雙半軸對雙半軸（HH）型，如圖e所示，每個(gè)回路均只對每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制功效能最好。圖eHH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(dòng)氣室)鼓式制動(dòng)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(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)器的乘用車，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)荷小于前軸負(fù)荷，則踏板力過大時(shí)易使后橋車輪抱死而導(dǎo)致汽車側(cè)滑。X型的結(jié)構(gòu)也很簡單。直行制動(dòng)時(shí)任一回路失效，剩余的總制動(dòng)力都能保持正常值的50%。并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。但是，一旦某一管路損壞造成制動(dòng)力不對稱，此時(shí)前輪將朝制動(dòng)力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，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(fù)值(達(dá)20mm)的汽車上。這樣，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車的方向穩(wěn)定性。HI、LL、HH型的織構(gòu)均較復(fù)雜。LL型與HH型在任一回路失效時(shí)，前、后制動(dòng)力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動(dòng)力可達(dá)到正常值的50％左右。HI型單用一軸半回路時(shí)剩余制動(dòng)力較大，但此時(shí)與LL型一樣，緊急制動(dòng)情況下后輪極容易先抱死。綜合以上各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn)最終選擇X型管路。7.3液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算7.3.1制動(dòng)輪缸直徑的確定一、盤式制動(dòng)器制動(dòng)輪缸對制動(dòng)塊施加的張開力與輪缸直徑和制動(dòng)管路壓力的關(guān)系為（7-1）張開力制動(dòng)管路壓力一般不超過10～12，對盤式制動(dòng)器可更高。故取。輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選?。℉G2865-1997),具體為19mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm、50mm、55mm。因此取前輪制動(dòng)輪缸直徑為40mm.二、鼓式制動(dòng)器由制動(dòng)輪缸對制動(dòng)塊施加的張開力與輪缸直徑和制動(dòng)管路壓力的關(guān)系，且取制動(dòng)管路壓力輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選?。℉G2865-1997),具體為16mm、19mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm、50mm、55mm。因此取前輪制動(dòng)輪缸直徑為22mm7.3.2制動(dòng)主缸直徑的確定第個(gè)輪缸的工作容積為：（7-2）式中，為第個(gè)輪缸活塞的直徑；為輪缸中活塞的數(shù)目；為第個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程，初步設(shè)計(jì)時(shí)，對鼓式制動(dòng)器可取2.0-2.5mm.此處對盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器均取mm.盤式制動(dòng)器，前輪輪缸的工作容積為鼓式制動(dòng)器，后輪輪缸的工作容積為所有輪缸的總工作容積為,式中，為輪缸數(shù)目。制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積為,式中為制動(dòng)軟管的變形容積。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)主缸的工作容積可為：對于乘用車;對于商用車。此處取。輪缸的總工作容積(7-3)制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積(7-4)主缸活塞行程和活塞直徑為一般=（0.8～1.2）。此處取=。所以主缸的直徑應(yīng)符合QC/T311-1999中規(guī)定的尺寸系列，具體為19mm、22mm、28mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm。所以取得mm。主缸的直徑mm主缸活塞行程mm7.3.3制動(dòng)踏板力和制動(dòng)踏板工作行程制動(dòng)踏板力為：(7-5)式中，為制動(dòng)主缸活塞直徑；p為制動(dòng)管路的液壓；為探班機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比；為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率，可取=0.82～0.86.此處取=5，=0.86.真空助力比，助力器效率系數(shù)一般取0.90~0.95，這里取0.95先取踏板力=350N故制動(dòng)踏板力應(yīng)滿足以下要求；最大踏板力一般為500N（乘用車）或700N（商用車）。設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)踏板力可在200N～350N的范圍內(nèi)選取。符合設(shè)計(jì)要求。制動(dòng)踏板工作行程為(7-6)式中，為