中型轎車(chē)的盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)

PAGEPAGEIV中型轎車(chē)的盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)摘要盤(pán)式制動(dòng)器是汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的重要組成部件。隨著科學(xué)的發(fā)展以及人們生活的需要，盤(pán)式制動(dòng)器因?yàn)槠鋬?yōu)良的制動(dòng)性能，也越來(lái)越多的被用于汽車(chē)上。因此設(shè)計(jì)一個(gè)性能穩(wěn)定同時(shí)安全可靠地盤(pán)式制動(dòng)器很重要，并且通過(guò)盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算，有助于初步掌握汽車(chē)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)了汽車(chē)零部件的設(shè)計(jì)能力，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具有十分重要的意義。本說(shuō)明書(shū)主要介紹了中型轎車(chē)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先介紹了汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的研究背景、意義以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀；然后介紹了關(guān)于制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器的相關(guān)概述，進(jìn)一步分析了制動(dòng)器形式的選擇，并確定了制動(dòng)器的設(shè)計(jì)參數(shù)。在設(shè)計(jì)計(jì)算部分，選擇了幾個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，計(jì)算了制動(dòng)系的主要參數(shù)，盤(pán)式制動(dòng)器相關(guān)零件以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。關(guān)鍵詞：盤(pán)式制動(dòng)器；參數(shù)；制動(dòng)盤(pán)

ABSTRACTDiscbrakeisanimportantpartofautomobilebrakesystem.Withthedevelopmentofscienceandtheneedofpeople'slife,thediscbrakebecauseofitsgoodbrakingperformance,alsomoreandmoreusedinthecar.Sotodesignastableperformanceandsafeandreliablediscbrakesareveryimportant,andthroughthediscbrakedesignandcalculation,helppreliminarymasterautomobilenewproductdevelopmentanddesign,themethodofcultivatingthedesigncapacityofautoparts,improvethecomprehensiveabilitytouseknowledgetosolvepracticalproblems,hastheveryvitalsignificance.Thismanualmainlyintroducesthemedium-sizedcardiscbrakesystemdesign,firstintroducedtheautomobilebrakingsystemtheresearchbackground,significanceandresearchstatusathomeandabroad;Andthenintroducedtherelatedoverviewaboutbrakeanddiscbrake,thechoiceoftheformoffurtheranalysisofthebrake,anddeterminethedesignparametersofthebrake.Indesigncalculationsection,chooseseveralstructuralparameters,calculatingthemainparametersofbrakesystemandbrakediscrelatedpartsandthecalculationinthedesignofdrivingmechanism.Keywords:discbrake;Parameters;Brakedisc

目錄摘要 I第一章緒論 11.1研究背景 11.2研究意義 11.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 11.3.2國(guó)外研究現(xiàn)狀 2第二章相關(guān)概述 52.1制動(dòng)器 52.2盤(pán)式制動(dòng)器 52.3盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理 6第三章制動(dòng)器形式的選擇 73.1鉗盤(pán)式制動(dòng)器 83.2全盤(pán)式制動(dòng)器 83.1.1固定鉗式 93.1.2浮動(dòng)鉗式 9第四章盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 114.1制動(dòng)盤(pán)直徑 114.2制動(dòng)盤(pán)的厚度 114.3摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑 114.4制動(dòng)襯塊工作面積 12第五章盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 135.1同步附著系數(shù)的確定 135.2制動(dòng)力分配系數(shù)的確定 135.3前，后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 135.4利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率 155.5制動(dòng)器制動(dòng)性能核算 165.6襯塊磨損特性的計(jì)算 165.7制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算 18第六章制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 206.1制動(dòng)盤(pán) 206.2制動(dòng)鉗 206.3制動(dòng)塊 206.4摩擦材料 216.5制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu) 21第七章制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 237.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式 237.2液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 237.2.1制動(dòng)輪缸直徑與工作容積 237.2.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積 247.2.3制動(dòng)踏板力 257.2.4踏板工作行程 25結(jié)論 26參考文獻(xiàn) 27致謝 29PAGE24第一章緒論1.1研究背景盤(pán)式制動(dòng)器是汽車(chē)的關(guān)鍵部件之一,根據(jù)未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向，盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展方向是輕量化,這不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的重量來(lái)衡量,必須與盤(pán)式制動(dòng)器的尺寸和功能設(shè)計(jì)相結(jié)合。盤(pán)式制動(dòng)器的輕量化通常用于三個(gè)目的。第一個(gè)是盤(pán)式制動(dòng)器的功能滿(mǎn)足需求,盤(pán)式制動(dòng)器的輕量化是在減少自身重量的基礎(chǔ)上維持原來(lái)的功能相同,達(dá)到一種減肥瘦身效果;其次是目前的盤(pán)式制動(dòng)器仍不能滿(mǎn)足汽車(chē)的需要,輕量級(jí)的設(shè)計(jì)是促進(jìn)完美的功能和維護(hù)相同的質(zhì)量,如改善摩擦性能,改善其剛度、強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性,最后一點(diǎn)是盤(pán)式制動(dòng)器輕量級(jí)設(shè)計(jì)是提高性能,同時(shí)降低其重量。輕量級(jí)盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)實(shí)際上是質(zhì)量減少,功能完善,結(jié)構(gòu)優(yōu)化,合理價(jià)格的統(tǒng)一。1.2研究意義隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,特別是轎車(chē)工業(yè)的發(fā)展,合資企業(yè)的引進(jìn)，國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)入，汽車(chē)上采應(yīng)用盤(pán)式制動(dòng)器配置才逐步在我國(guó)形成規(guī)模。特別是在提高整車(chē)性能、保障安全、提高乘車(chē)者的舒適性，滿(mǎn)足人們不斷提高的生活物質(zhì)需求、改善生活環(huán)境等方面都發(fā)揮了很大的作用。設(shè)計(jì)一個(gè)性能穩(wěn)定同時(shí)安全可靠地盤(pán)式制動(dòng)器很重要，并且通過(guò)盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算，有助于初步掌握汽車(chē)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)了汽車(chē)零部件的設(shè)計(jì)能力，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具有十分重要的意義。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)盤(pán)式制動(dòng)器市場(chǎng)需求增長(zhǎng)速度發(fā)展非?？?。與其他汽車(chē)強(qiáng)國(guó)相比，中國(guó)輕型汽車(chē)部件研究起步較晚,仍有許多重要的常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題尚未解決。目前,國(guó)內(nèi)汽車(chē)零部件輕量化材料研究和應(yīng)用快速發(fā)展汽車(chē)鋁合金、鎂合金和高性能鋼板已被應(yīng)用于汽車(chē)。如奇瑞艾瑞澤7采用全鋁合金材料制作發(fā)動(dòng)機(jī)。上個(gè)世紀(jì)80年代,重慶汽車(chē)研究所進(jìn)行了雙相鋼研究;一汽、奇瑞汽車(chē)也展開(kāi)了高強(qiáng)度鋼在汽車(chē)上的使用。在汽車(chē)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)之中,中國(guó)已經(jīng)完全拋開(kāi)依賴(lài)于過(guò)去的方式，開(kāi)始使用體驗(yàn)設(shè)計(jì)CAD/CAE優(yōu)化靜態(tài)和動(dòng)態(tài)強(qiáng)度分析設(shè)計(jì)方法。此外,國(guó)內(nèi)也有很多自主研發(fā)的成果，比如說(shuō)北京航空航天大學(xué)開(kāi)發(fā)的CAD系統(tǒng)CAXA，擁有一個(gè)輕量級(jí)技術(shù)模塊,使用有限元法和優(yōu)化方法的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少部分的質(zhì)量。王曉奇，陳文敏將多目標(biāo)優(yōu)化方法運(yùn)用到汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)中去。他們發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)機(jī)械零件三維模型的加工直觀(guān)的再現(xiàn)復(fù)雜的加工效果可幫助設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和創(chuàng)新。曲杰，蘇海賦等人對(duì)浮鉗式盤(pán)式制動(dòng)器進(jìn)行了受力分析，通過(guò)建模對(duì)她的工作狀態(tài)下的應(yīng)力情況進(jìn)行了求解，發(fā)現(xiàn)鉗體和支架的設(shè)計(jì)強(qiáng)度與材料的性能要求是完全滿(mǎn)足的。王奎洋，唐金花等人利用ANSYS軟件建立其有限元模型，分析了盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。在得出振頻數(shù)據(jù)之后再研究對(duì)該盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響較大的零件和參數(shù)對(duì)其制動(dòng)穩(wěn)定性的交叉影響。結(jié)果表明,盤(pán)式制動(dòng)器可以通過(guò)改變鉗體和制動(dòng)盤(pán)的厚度來(lái)改善其穩(wěn)定程度。呂輝，于德介利用CAD/CAE軟件建立了某盤(pán)式制動(dòng)器的有限元模型，在保證其功能正常的前提之下對(duì)其進(jìn)行輕量化的設(shè)計(jì)。在經(jīng)過(guò)了四次嘗試之后，該盤(pán)式制動(dòng)器的重量減少了14.386%，而且還優(yōu)化了其偏磨能力。2007年，“汽車(chē)輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”成立，由中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)和一汽、二汽奇瑞等12家汽車(chē)和冶金企業(yè)、高校及科研院組成，主要是為了形成官、產(chǎn)、學(xué)、研、用的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈模式，從而更進(jìn)一步研究我國(guó)輕量化技術(shù)。1.3.2國(guó)外研究現(xiàn)狀有許多文獻(xiàn)關(guān)注于盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)分析,但研究結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和輕量化的卻不是很多,前者將重點(diǎn)放在熱應(yīng)力分析、模態(tài)分析和制動(dòng)噪聲分析等。此外,盤(pán)式制動(dòng)器與非線(xiàn)性問(wèn)題聯(lián)系緊密,所以外國(guó)學(xué)者在非線(xiàn)性理論研究上面花了很大的功夫,因此,非線(xiàn)性有限元理論的實(shí)際應(yīng)用相對(duì)廣泛。首先，在彈塑性力學(xué)方面，R.Hooke在1678年提出了固體材料的彈性變形和它所受外力成正比，即胡克定律。19世紀(jì)20年代，A.L.Cauchy,J.C.B.SaintVenant和C.L.M.H.Navie:等人提出了應(yīng)變、應(yīng)變分量以及應(yīng)力和應(yīng)力分量的概念，建立了彈性變形體的幾何變形方程、變形協(xié)調(diào)方程、平衡微分方程以及廣義的胡克定律，創(chuàng)立了數(shù)學(xué)彈性理論。C.A.Corlomb提出剪應(yīng)力理論，從而開(kāi)始了對(duì)固體材料的塑性研究。H.Tresca于1864年提出最大剪應(yīng)力屈服條件，首次將最大剪應(yīng)力理論應(yīng)用到金屬塑性變形的研究。SaintVenant和M.Levy在一百年前打下了塑性力學(xué)的基礎(chǔ)。Levy在1871年將塑性應(yīng)力應(yīng)變研究由二維的研究擴(kuò)充為三維。M.T.Houber,R.Vonmises,L.Prandtl分別提出固體材料的形狀改變比能理論，應(yīng)變能的屈服條件以及塑性力學(xué)的增量理論。其次，在有限元軟件應(yīng)用方面，1969年，Pedro創(chuàng)立了一家公司，其第一個(gè)非線(xiàn)性商業(yè)性質(zhì)的有限元程序MARC進(jìn)入市場(chǎng)。1972年，Hibbitt創(chuàng)建HKS，從而使ABAQUS商業(yè)軟件進(jìn)入市場(chǎng)。美國(guó)Altair公司于1989年發(fā)布HyperMesh軟件，并很快在汽車(chē)業(yè)內(nèi)得到廣泛認(rèn)可。1994年，Altair推出了OptiStruct模塊，并在當(dāng)年獲得《工業(yè)周刊》（IndustryWeek）年度技術(shù)獎(jiǎng)。在汽車(chē)輕量化的研究方面，汽車(chē)的輕量化來(lái)源于國(guó)外賽車(chē)運(yùn)動(dòng)對(duì)于賽車(chē)車(chē)身重量的限制，然而直到1973年起世界石油危機(jī)的全面爆發(fā)，汽車(chē)的輕量化設(shè)計(jì)才引起人們的重視。汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量下降了，汽車(chē)的零部件也要相應(yīng)的質(zhì)量下降，這方面的技術(shù)正在快速發(fā)展之中，表現(xiàn)為：（1）鋁合金、欽合金、鎂合金、高強(qiáng)度鋼、粉末冶金、復(fù)合材料、塑料及陶瓷等輕質(zhì)材料的使用的比例增加。（2）汽車(chē)零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及模塊化設(shè)計(jì)水平的不斷提高。輕量化研究對(duì)于汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展具有很重要的作用，基本上全世界的汽車(chē)制造商都在思考如何進(jìn)行汽車(chē)輕量化，這是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。綜上所述，研究盤(pán)式制動(dòng)器的輕量化設(shè)計(jì)非常有必要。第二章相關(guān)概述2.1制動(dòng)器汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是用來(lái)減緩或停止車(chē)輛移動(dòng),使車(chē)輛下坡的速度穩(wěn)定,允許汽車(chē)在一個(gè)地方(包括斜坡)不動(dòng)的一種機(jī)制。車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量直接影響到車(chē)輛的安全性和停車(chē)的可靠性。高速公路的快速發(fā)展和交通密度的持續(xù)增大，為了確保安全駕駛和停車(chē)可靠,汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越重要。制動(dòng)器的組成任何一套制動(dòng)裝置均由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。制動(dòng)器有鼓式與盤(pán)式之分。行車(chē)制動(dòng)是用腳踩下制動(dòng)踏板操縱車(chē)輪制動(dòng)器來(lái)制動(dòng)全部車(chē)輪；而駐車(chē)制動(dòng)則多采用手制動(dòng)桿操縱，且利用專(zhuān)設(shè)的中央制動(dòng)器或利用車(chē)輪制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。利用車(chē)輪制動(dòng)器時(shí)，絕大部分駐車(chē)制動(dòng)器用來(lái)制動(dòng)兩個(gè)后輪，有些前輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛裝有前輪駐車(chē)制動(dòng)器。中央制動(dòng)器位于變速器之后的傳動(dòng)系中，用于制動(dòng)變速器的第二軸或傳動(dòng)軸。行車(chē)制動(dòng)和駐車(chē)制動(dòng)這兩套制動(dòng)裝置，必須具有獨(dú)立的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且每車(chē)必備。行車(chē)制動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時(shí)還應(yīng)有制動(dòng)主缸、制動(dòng)輪缸以及管路；用氣壓操縱時(shí)還應(yīng)有空氣壓縮機(jī)、氣路管道、儲(chǔ)氣罐、控制閥和制動(dòng)器室。2.2盤(pán)式制動(dòng)器盤(pán)式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是以端面工作的金屬圓盤(pán)，稱(chēng)為制動(dòng)盤(pán)。摩擦元件從兩側(cè)夾緊制動(dòng)盤(pán)而產(chǎn)生制動(dòng)。固定元件則有多種結(jié)構(gòu)形式，大體上可將盤(pán)式制動(dòng)器分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式兩類(lèi)。盤(pán)式制動(dòng)器有液壓型的，由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤(pán)、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。盤(pán)式制動(dòng)器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車(chē)，很多轎車(chē)采用的盤(pán)式制動(dòng)器有平面式制動(dòng)盤(pán)、打孔式制動(dòng)盤(pán)以及劃線(xiàn)式制動(dòng)盤(pán)，其中劃線(xiàn)式制動(dòng)盤(pán)的制動(dòng)效果和通風(fēng)散熱能力均比較好。盤(pán)式制動(dòng)器沿制動(dòng)盤(pán)向施力，制動(dòng)軸不受彎矩，徑向尺寸小。圖2.1盤(pán)式制動(dòng)器2.3盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理制動(dòng)時(shí)，油液被壓入內(nèi)、外兩輪缸中、其活塞在液壓作用下將兩制動(dòng)塊壓緊制動(dòng)盤(pán)，產(chǎn)生摩擦力矩而制動(dòng)。此時(shí)，輪缸槽中的矩形橡膠密封圈的刃邊在活塞摩擦力的作用下產(chǎn)生微量的彈性變形。放松制動(dòng)時(shí)，活塞和制動(dòng)塊依靠密封圈的彈力和彈簧的彈力回位。由于矩形密封圈刃邊變形量很微小，在不制動(dòng)時(shí)，摩擦片與盤(pán)之間的間隙每邊只有0.1mm左右，它足以保證制動(dòng)的解除。又因制動(dòng)盤(pán)受熱膨脹時(shí)，其厚度只有微量的變化，故不會(huì)發(fā)生“托滯”現(xiàn)象。矩形橡膠密封圈除起密封作用外，同時(shí)還起到活塞回位和自動(dòng)調(diào)整間隙的作用。如果制動(dòng)塊的摩擦片與盤(pán)的間隙磨損加大，制動(dòng)時(shí)密封圈變形達(dá)到極限后，活塞仍可繼續(xù)移動(dòng)，直到摩擦片壓緊制動(dòng)盤(pán)為止。解除制動(dòng)后，矩形橡膠密封圈將活塞推回的距離同磨損之前相同，仍保持標(biāo)準(zhǔn)值。第三章制動(dòng)器形式的選擇摩擦式、液力式和電磁式是制動(dòng)器的主要的三種形式。電磁制動(dòng)的效果雖然有很強(qiáng)的滯后性,易于連接和聯(lián)合，可靠性也很好,但由于成本高,只有一部分的車(chē)型會(huì)用，比如說(shuō)質(zhì)量較大的商用車(chē)；液力式制動(dòng)器一般只作緩速器。摩擦式制動(dòng)器是目前最常用的。摩擦式制動(dòng)器包括三種類(lèi)型，分別是鼓式，盤(pán)式和帶式。帶式制動(dòng)器只做中央制動(dòng)器；鼓式和盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式則多種多樣，如圖3.1所示：圖3.1制動(dòng)器的各種結(jié)構(gòu)形式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)有兩個(gè)主要部分：輪轂和制動(dòng)表面。輪轂是安裝車(chē)輪的部位，內(nèi)裝有軸承。制動(dòng)表面是制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的加工表面。它為制動(dòng)摩擦塊提供摩擦接觸面。整個(gè)制動(dòng)盤(pán)一般由鑄鐵鑄成。鑄鐵能提供優(yōu)良的摩擦面。制動(dòng)盤(pán)裝車(chē)輪的一側(cè)稱(chēng)為外側(cè)，另一側(cè)朝向車(chē)輪中心，稱(chēng)為內(nèi)側(cè)。制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)表面的大小由盤(pán)的直徑?jīng)Q定。大型車(chē)需要較多制動(dòng)功能，它的制動(dòng)直徑達(dá)12in或者更大些。較小較輕的車(chē)車(chē)用較小的制動(dòng)盤(pán)。通常，制造商在保持有效的制動(dòng)性能的情況下，盡可能將零件做的小些，輕些。按輪轂結(jié)構(gòu)分類(lèi)，制動(dòng)盤(pán)有兩種常用型式。帶轂的制動(dòng)盤(pán)有個(gè)整體式轂。在這種結(jié)構(gòu)中，輪轂與制動(dòng)盤(pán)的其余部分鑄成單體件。另一種型式輪轂與盤(pán)側(cè)制成兩個(gè)獨(dú)立件。輪轂用軸承裝到車(chē)軸上。車(chē)論凸耳螺栓通過(guò)輪轂，再通過(guò)制動(dòng)盤(pán)轂法蘭配裝。這種型式制動(dòng)盤(pán)稱(chēng)為無(wú)轂制動(dòng)盤(pán)。這種型式的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)盤(pán)便宜些。制動(dòng)面磨損超過(guò)加工極限時(shí)能很容易更換。制動(dòng)盤(pán)可能是整體式的或者通風(fēng)的。通風(fēng)的制動(dòng)盤(pán)在兩個(gè)制動(dòng)表面之間鑄有冷卻葉片。這種結(jié)構(gòu)使制動(dòng)盤(pán)鑄件顯著的增加了冷卻面積。車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤(pán)內(nèi)扇形葉片的旋轉(zhuǎn)增加了空氣循環(huán)，有效的冷卻制動(dòng)。盤(pán)式制動(dòng)器可以快速冷卻,重量輕,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易調(diào)整，這都是它的優(yōu)點(diǎn)。特別是當(dāng)負(fù)載性能高時(shí),制動(dòng)效果是穩(wěn)定的,在冬季和惡劣的駕駛條件之下,盤(pán)式制動(dòng)器更容易在短時(shí)間內(nèi)停止汽車(chē)，這比起鼓式制動(dòng)器是很快的。雖然盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)與空氣接觸的面積很大，但很多時(shí)候其散熱效果還是不能讓人滿(mǎn)意，于是有的制動(dòng)盤(pán)上又被開(kāi)了許多小孔，加速通風(fēng)散熱以提高制動(dòng)效率，這就是通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器。一般來(lái)說(shuō)，尺寸大的制動(dòng)盤(pán)要比尺寸小的制動(dòng)盤(pán)散熱效率高，而通風(fēng)盤(pán)則要比實(shí)體盤(pán)的散熱效率高。四輪轎車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中，一般前輪的制動(dòng)力要比后輪大，后輪起輔助制動(dòng)作用。因此，一般情況下，汽車(chē)前輪制動(dòng)盤(pán)的尺寸要比后輪大，且前輪多采用通風(fēng)盤(pán)，后輪多采用實(shí)體盤(pán)或通風(fēng)盤(pán)。盤(pán)式制動(dòng)器有兩類(lèi)，分別是鉗盤(pán)式制動(dòng)器和全盤(pán)式制動(dòng)器。3.1鉗盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)塊是鉗盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦元件，制動(dòng)器裝在制動(dòng)鉗里面，而制動(dòng)鉗雖然與車(chē)軸相連，但是不能夠繞著車(chē)軸旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)襯塊在制動(dòng)盤(pán)上面占的面積大概是中心角的30到50度，面積是很小的，所以它又被稱(chēng)為點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器。3.2全盤(pán)式制動(dòng)器全盤(pán)式制動(dòng)器之中，摩擦固定元件和旋轉(zhuǎn)都是圓盤(pán)形的，分別叫做固定盤(pán)和旋轉(zhuǎn)盤(pán)。全盤(pán)式制動(dòng)器是完全封閉的，所以很難散熱。因此，有些國(guó)家正在研制一種強(qiáng)制液冷多片全盤(pán)式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器完全封閉，內(nèi)腔充滿(mǎn)冷卻油液。冷卻在制動(dòng)器內(nèi)受熱升溫后，被液壓泵吸出，而后被壓送入發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系中的熱交換器，在此受發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的冷卻后再流回制動(dòng)器。鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)不同，分為以下幾種。3.1.1固定鉗式制動(dòng)鉗固定安裝在車(chē)橋上，既不能旋轉(zhuǎn)，也不能沿制動(dòng)盤(pán)軸線(xiàn)方向移動(dòng)，因而其中必須在制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)裝設(shè)制動(dòng)塊促動(dòng)裝置，以便分別將兩側(cè)的制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤(pán)。這種形式也成為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式。固定鉗式制動(dòng)器存在著以下缺點(diǎn)：（1）液壓缸較多，使制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（2）制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)是液壓缸，兩個(gè)液壓缸的連通需要鉗內(nèi)油道或外部油管。因此制動(dòng)鉗的尺寸增大，現(xiàn)代化轎車(chē)之中的空間是不足的。（3）熱負(fù)荷大時(shí)，鉗內(nèi)油道或外部油管很容易受熱汽化。（4）加裝一個(gè)機(jī)械促動(dòng)的駐車(chē)制動(dòng)鉗在駐車(chē)制動(dòng)的使用之中是必須的。固定鉗式制動(dòng)器的這些缺點(diǎn)決定了它與現(xiàn)代汽車(chē)是不適應(yīng)的，所以漸漸地在70年代后被浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器所取代。3.1.2浮動(dòng)鉗式（1）滑動(dòng)鉗式制動(dòng)鉗是相對(duì)于制動(dòng)盤(pán)軸向滑動(dòng)的。制動(dòng)盤(pán)的內(nèi)側(cè)才有液壓缸，鉗體上面是外側(cè)的制動(dòng)塊。在制動(dòng)過(guò)程中，活塞的作用下液壓制動(dòng),制動(dòng)盤(pán)的反作用力推動(dòng)制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)塊向著另一邊,直到制動(dòng)塊受到同樣的力量為止。（2）擺動(dòng)鉗式它也是一個(gè)單側(cè)液壓缸,制動(dòng)鉗體和鉸鏈支架固定在軸上面。實(shí)現(xiàn)制動(dòng)鉗,但不是滑動(dòng)的而是與制動(dòng)盤(pán)在垂直平面上擺動(dòng)。顯然,制動(dòng)塊不能完全受到均勻磨損。因此,有必要使用楔形襯塊。在使用的過(guò)程之中，襯塊漸漸被磨損，到了各個(gè)地方殘存厚度均勻的時(shí)候就要及時(shí)更換了。浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗一般設(shè)計(jì)得可以相對(duì)制動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)向滑動(dòng)。其中，只在組、制動(dòng)盤(pán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置液壓缸，而外側(cè)的制動(dòng)塊則附加裝在鉗體上。浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)有：（1）僅在盤(pán)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；（2）沒(méi)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)液汽化的可能性小；（3）成本低；（4）浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼用于駐車(chē)制動(dòng)。與鼓式制動(dòng)器相比，盤(pán)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(wú)自行增力作用。襯塊的摩擦表面壓力分布相對(duì)均勻。此外,制動(dòng)鼓在熱膨脹之后,工作半徑增加,唯一的接觸就是蹄中部,從而降低了制動(dòng)效率,這就是所謂的機(jī)械衰退。制動(dòng)盤(pán)的最小軸向擴(kuò)張,徑向擴(kuò)張和機(jī)械制動(dòng)盤(pán)的基本性能是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的。因此,使用前輪盤(pán)式制動(dòng)器,制動(dòng)不容易出現(xiàn)偏差。（2）水穩(wěn)定性好。在制動(dòng)塊對(duì)盤(pán)的單位壓力高的時(shí)候，水容易被擠出來(lái)，所以說(shuō)即便是進(jìn)水了效能并沒(méi)有降低多少；再加上離心力和襯塊對(duì)盤(pán)的擦?xí)r作用，即便是出水了，一兩次制動(dòng)就可以使其恢復(fù)正常。但是鼓式制動(dòng)器則需要十幾次才能夠恢復(fù)正常。（3）制動(dòng)力矩與汽車(chē)運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有關(guān)聯(lián)。（4）雙回路制動(dòng)系易形成，系統(tǒng)可靠性和安全性有保證。（5）尺寸、質(zhì)量小，散熱有效。（6）制動(dòng)襯塊上的壓力是均勻的，因此襯塊上磨損也是均勻的。（7）更換制動(dòng)塊很容易。（8）襯塊與制動(dòng)盤(pán)之間的間隙是0.05~0.15mm，有利于縮短制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。（9）間隙自動(dòng)調(diào)整易實(shí)現(xiàn)。盤(pán)式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)：（1）完全防塵和銹蝕實(shí)現(xiàn)的可能性小。（2）手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在兼作駐車(chē)制動(dòng)器時(shí)要求很高。（3）助力器在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中是必須的。（4）襯塊工作面積小，磨損快，壽命低對(duì)材質(zhì)要求很高。因此，從結(jié)構(gòu)，散熱，技術(shù)，成本等多方面考慮，決定采用浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器。第四章盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定4.1制動(dòng)盤(pán)直徑制動(dòng)盤(pán)直徑應(yīng)盡可能取大些。這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得到增加，可以見(jiàn)效制動(dòng)鉗的加緊力，降低襯塊單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤(pán)的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%-79%。總質(zhì)量大于2t的汽車(chē)取上限。輪輞直徑為15英寸，又因?yàn)?1540kg，前制動(dòng)盤(pán)=75%=0.75*15*25.4=285.75mm.取286mm；后制動(dòng)盤(pán)=70%=0.7*15*25.4=266.7mm.取267mm。4.2制動(dòng)盤(pán)的厚度制動(dòng)盤(pán)的質(zhì)量和工作時(shí)的溫升也受到了制動(dòng)盤(pán)厚度的影響。質(zhì)量要小一些的話(huà)厚度就要小一些，而溫升要小一些的話(huà)厚度就不能太小。制動(dòng)盤(pán)可以做成是實(shí)心的，或者為了散熱通風(fēng)需要在制動(dòng)盤(pán)中間鑄出通風(fēng)孔道。一般實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度可取為10—20mm，通風(fēng)制動(dòng)盤(pán)厚度可取20—50mm，采用較多的是20mm—30mm。選取前實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度為=16mm；后實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度為=12mm。4.3摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5是比較理想的狀態(tài)。若比值偏大的話(huà)，磨損不均勻，接觸面積也會(huì)減少，因此會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化很大。取前制動(dòng)器摩擦襯塊外半徑=142mm，內(nèi)半徑=96m；后制動(dòng)器摩擦襯塊外半徑=128mm，內(nèi)半徑=90mm。對(duì)于常見(jiàn)的扇形摩擦襯塊，如果其徑向尺寸不大，取R為平均半徑或有效半徑已足夠精確。前制動(dòng)器摩擦襯塊平均半徑：=119mm；后制動(dòng)器摩擦襯塊平均半徑：=109mm.4.4制動(dòng)襯塊工作面積在確定盤(pán)式制動(dòng)器襯塊工作面積時(shí)，根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車(chē)質(zhì)量，推薦在1.6-3.5kg/范圍內(nèi)選用。汽車(chē)滿(mǎn)載質(zhì)量為1540kg，滿(mǎn)載時(shí)前軸載荷為=806kg,后軸載荷為=733kg.單個(gè)前制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積：（4.1）單個(gè)后制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積：（4.2）得到：57.57cm<cm；52.36cmcm；最后取=100cm；cm.第五章盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1同步附著系數(shù)的確定QUOTE根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，空滿(mǎn)載的同步附著系數(shù)和應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車(chē)：0.65～0.80；輕型客車(chē)、輕型貨車(chē)：0.55～0.70；大型客車(chē)及中重型貨車(chē)：0.45～0.65。取同步附著系數(shù)=制動(dòng)力分配系數(shù)的確定此轎車(chē)前后制動(dòng)器制動(dòng)力為定比值。常用前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車(chē)總制動(dòng)力之比來(lái)表明分配的比例，稱(chēng)為制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，用β表示，即：（5.1）（5.2）式中，為前制動(dòng)器制動(dòng)力；QUOTE為后制動(dòng)器制動(dòng)力，QUOTE為后制動(dòng)器總制動(dòng)力。由于已經(jīng)確定同步附著系數(shù)，則分配系數(shù)可由下式得到：5.3前，后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定為了保證汽車(chē)有良好的制動(dòng)效能，要求合理地確定前，后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。先計(jì)算出前，后制動(dòng)力矩的比值：（5.3）式中：,——汽車(chē)質(zhì)心離前、后軸距離，mm;——同步附著系數(shù)；——汽車(chē)質(zhì)心高度，mm。制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車(chē)輪的計(jì)算力矩所制約，即：式中——前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，N；——后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，N；——作用于前軸車(chē)輪上的地面法向反力，N；——作用于后軸車(chē)輪上的地面法向反力，N；——車(chē)輪有效半徑，mm。有些汽車(chē)因?yàn)榻?jīng)常在條件比較差的道路上行駛，車(chē)速比較低所以選取了較小的同步附著系數(shù)值，為了保證在的良好的路面上（例如=0.7）能夠制動(dòng)到后軸和前軸先后抱死滑移（此時(shí)制動(dòng)強(qiáng)度），前、后軸的車(chē)輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力力矩為：（5.4）（5.5）為了保證在的良好路面上能制動(dòng)到后軸車(chē)輪和前、后車(chē)輪先后抱死滑移，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度，故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為：（5.6）（5.7）式中——該車(chē)所能遇到的最大附著系數(shù)；q——制動(dòng)強(qiáng)度；——車(chē)輪有效半徑，m。因?yàn)樗x取的車(chē)型為乘用轎車(chē)，所遇道路路面較好，同步附著系數(shù)也較高。所以采取公式（3—17）和（3—18）計(jì)算制動(dòng)器在路面附著系數(shù)為0.7時(shí)的后軸和前軸最大制動(dòng)力矩：后軸：=（5.8）==1176.09（N.m）.前軸：=2223.01（N.m）.（5.9）式中：——該車(chē)所能遇到的最大附著系數(shù)，=0.7；q——制動(dòng)強(qiáng)度；——車(chē)輪有效半徑，=0.318m。一個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩為按上公式計(jì)算所得結(jié)果的半值。5.4利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率路面附著系數(shù)，制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)=0.654，同步附著系數(shù)=0.68。因?yàn)?gt;=0.68，故后軸先抱死拖滑。則后軸的利用附著系數(shù)：=故=（5.10）后軸抱死的制動(dòng)效率：==由可得車(chē)輪不抱死條件下能達(dá)到的最大制動(dòng)減速度：0.6945.5制動(dòng)器制動(dòng)性能核算根據(jù)GB7258轎車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)性要求取制動(dòng)初速度=50Km/h,路面附著系數(shù)為=0.7。滿(mǎn)載：制動(dòng)距離=（5.11）式中：—轎車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)時(shí)間—減速度增長(zhǎng)時(shí)間—最大制動(dòng)減速度將上述值代入公式（3—23）得：=16.8m<[]=19m所以滿(mǎn)足要求。5.6襯塊磨損特性的計(jì)算摩擦襯塊的磨損受溫度，摩擦力，滑磨速度，制動(dòng)盤(pán)的材質(zhì)及加工景況，以及襯塊本身材質(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(guān)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程即是將汽車(chē)的機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了汽車(chē)全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。而制動(dòng)的時(shí)間是很短的，因此在很短的時(shí)間內(nèi)是無(wú)法散出熱量的，所以制動(dòng)器溫度會(huì)升高，這就是所謂的制動(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(duì)于盤(pán)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(pán)表面溫度比制動(dòng)鼓的高。各種汽車(chē)的總質(zhì)量及其制動(dòng)襯片（襯塊）的摩擦面積各不相同，所以需要一種相對(duì)的數(shù)量來(lái)評(píng)價(jià)能量負(fù)荷。目前，各國(guó)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W/mm2。比能量耗散率有時(shí)也稱(chēng)為單位功負(fù)荷，或簡(jiǎn)稱(chēng)能量負(fù)荷。雙軸汽車(chē)的單個(gè)前輪及后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為（5.12）（5.13）（5.14）式中，為汽車(chē)總質(zhì)量；為汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)；為制動(dòng)初速度和終速度（m/s）；j為制動(dòng)減速度（m/s2）；t為制動(dòng)時(shí)間（s）；為前，后制動(dòng)器襯片（襯塊）的摩擦面積（mm2）；為制動(dòng)力分配系數(shù)。在緊急制動(dòng)到停車(chē)的情況下，v2=0，并可認(rèn)為=1，故（5.15）乘用車(chē)的盤(pán)式制動(dòng)器在和的條件下，比能量耗散率應(yīng)不大于6.0W/mm2。·計(jì)算前輪襯塊的摩擦特性：=27.8/6=4.63（s）<6.0W/mm2.（5.16）計(jì)算后輪襯塊的摩擦特性：<6.0W/mm2.（5.17）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(chēng)為比摩擦力。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器的比摩擦力為（5.18）式中，為單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；為制動(dòng)鼓半徑（襯塊平均半徑或有效半徑）；為單個(gè)制動(dòng)器的襯片（襯塊）摩擦面積。帶入?yún)?shù)計(jì)算的：=0.334N/mm2=0.299N/mm25.7制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算應(yīng)核算制動(dòng)器的熱容量和溫升是否滿(mǎn)足如下條件：（5.19）式中，——制動(dòng)盤(pán)的總質(zhì)量；——與制動(dòng)盤(pán)相連的受熱金屬件（如輪轂、輪輻、輪輞、制動(dòng)鉗體等）的總質(zhì)量；——制動(dòng)盤(pán)材料的比熱容，對(duì)鑄鐵c=482J／（kg·K），對(duì)鋁合金c=880J／（kg·K）；——與制動(dòng)盤(pán)相連的受熱金屬件的比熱容； ——制動(dòng)盤(pán)的溫升（一次由=30km／h到完全停車(chē)的強(qiáng)烈制動(dòng)，溫升不應(yīng)超過(guò)15℃）；L1——滿(mǎn)載汽車(chē)制動(dòng)時(shí)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變的熱能，因制動(dòng)過(guò)程迅速，可以認(rèn)為制動(dòng)產(chǎn)生的熱能全部為前后制動(dòng)器所吸收，并按前后軸的制動(dòng)力的分配比率分配給前后制動(dòng)器，即（5.20）（5.21）式中：——滿(mǎn)載汽車(chē)總質(zhì)量；——汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的初速度，可?。弧?chē)制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)。以=30km/h（8.33m/s），取滿(mǎn)載時(shí)的值=0.68來(lái)計(jì)算，=15℃，則=1540×8.33×8.33×0.68/2=36332J（5.22）==2×3.14×7.8×22.8=11232g（5.23）（——鑄鐵、鋼的密度，7.8g/mm）由=11.232×482×15=81211J>可知，制動(dòng)器的熱容量符合溫升核算的要求。第六章制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)盤(pán)一般用珠光體灰鑄鐵HT250制成，其結(jié)構(gòu)形式有平板形（用于全盤(pán)式制動(dòng)器）和禮帽形（用于鉗盤(pán)式制動(dòng)器）兩種。后一種的圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。為了改善冷卻條件，有的盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤(pán)，可以大大增加散熱面積，但盤(pán)的整體厚度加大。制動(dòng)盤(pán)的表面應(yīng)光滑平整。兩側(cè)表面不平行度不應(yīng)大于0.05mm，盤(pán)面擺差不應(yīng)大于0.1mm，制動(dòng)盤(pán)表面粗糙度不應(yīng)大于0.7-1.3。6.2制動(dòng)鉗制動(dòng)鉗由可鍛鑄鐵KTH370-12或球墨鑄鐵QT400-18制造，也有用輕合金制造的，例如用鋁合金壓鑄?？勺龀烧w的，也可做成兩半并由螺栓連接的。其外緣留有開(kāi)口，以便不必拆下制動(dòng)鉗便可檢查或更換制動(dòng)塊。制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。一般多在鉗體中加工出制動(dòng)油缸，也有將單獨(dú)制造的油缸裝嵌入鉗體中的。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，多將杯形活塞的開(kāi)口端頂靠制動(dòng)塊的背板。有的將活塞開(kāi)口端部切成階梯狀。形成兩個(gè)相對(duì)且在同一平面內(nèi)的小半圓環(huán)形端面?；钊设T鋁合金制成或由鋼制成。為了提高其耐磨損性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。當(dāng)制動(dòng)鉗體由鋁合金制成時(shí)，減少傳給制動(dòng)液的熱量則成為必須解決的問(wèn)題。為此，應(yīng)減少活塞與制動(dòng)塊背板的接觸面積，有時(shí)也可采用非金屬活塞。6.3制動(dòng)塊制動(dòng)器由背板和摩擦襯塊構(gòu)成,兩者直接或通過(guò)鉚接或粘合在一起。襯塊一般是扇形，但是也有矩形,正方形或長(zhǎng)方形?；钊麘?yīng)該能夠?qū)⒅苿?dòng)塊的面積盡可能壓住以避免壓力,避免襯塊發(fā)生卷曲現(xiàn)象從而發(fā)出尖銳的聲音。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。制動(dòng)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生熱量，這熱量會(huì)引起制動(dòng)液化或者是制動(dòng)噪音，為了避免這一現(xiàn)象或者是減弱這一現(xiàn)象，可以采用在摩擦襯塊與背板之間噴一層隔熱減震墊的方式。當(dāng)單位壓力和工作溫度比較高的時(shí)候，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。因此許多盤(pán)式制動(dòng)器會(huì)裝上報(bào)警裝置，及時(shí)更換摩擦襯塊，以免發(fā)生意外。6.4摩擦材料制動(dòng)摩擦材料的摩擦系數(shù)一定要高而且穩(wěn)定，熱衰退性能好,不應(yīng)在溫度、摩擦系數(shù)處于一定值的時(shí)候突然下降,材料應(yīng)耐磨耗,有低吸水率、制動(dòng)壓力、拉伸、剪切、彎曲和抗沖擊性,制動(dòng)應(yīng)該沒(méi)有噪音,沒(méi)有氣味,應(yīng)該使用的是無(wú)污染和對(duì)人體無(wú)害的摩擦材料。當(dāng)前，在制動(dòng)器中廣泛采用著模壓材料，它是以石棉纖維為主并與樹(shù)脂粘結(jié)劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑與噪聲消除劑等混合后，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(shù)脂配料，使襯片襯塊具有不同的摩擦性能及其他性能。無(wú)石棉摩擦材料是由多種金屬、有機(jī)或無(wú)機(jī)材料粉末、纖維作為增強(qiáng)材料,而非石棉,它的制作方法和其他材料和制造方法成型的摩擦材料是大致相同的。如果金屬纖維(鋼纖維)和粉末的含量在40%或更多,它被稱(chēng)為半金屬摩擦材料,這種材料在美國(guó),歐洲國(guó)家廣泛應(yīng)用于盤(pán)式制動(dòng)器，制動(dòng)摩擦材料已經(jīng)成為主流。各種摩擦材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為，少數(shù)可達(dá)0.7。設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)器時(shí)一般取。就可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際。6.5制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu)在沒(méi)有制動(dòng)的情況下，制動(dòng)盤(pán)和摩擦襯塊之間是存在工作間隙的，這是因?yàn)橐沟弥苿?dòng)盤(pán)獲得自由轉(zhuǎn)動(dòng)的空間，一般而言這個(gè)間隙是：（單側(cè)）。這一間隙會(huì)導(dǎo)致?lián)p失踏板或手柄的行程,所以應(yīng)該盡可能設(shè)計(jì)小的差距。考慮摩擦制動(dòng)過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生熱變形和機(jī)械變形,因此,應(yīng)在設(shè)置冷卻制動(dòng)間隙的條件下,通過(guò)測(cè)試來(lái)確定。另外，由于摩擦襯塊會(huì)受到磨損，所以間隙是需要調(diào)整的，但是這一點(diǎn)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，所以在這里不多做解釋。鉗盤(pán)式制動(dòng)器不僅制動(dòng)器間隙很小,而且制動(dòng)盤(pán)的軸向間隙擴(kuò)張幾乎沒(méi)有影響,所以通常使用一種自動(dòng)間隙調(diào)整裝置的校準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的是在汽缸和活塞之間裝一個(gè)既可以起復(fù)位又可以自動(dòng)調(diào)節(jié)間隙的橡膠密封圈，密封圈的邊緣在活塞環(huán)的摩擦作用下產(chǎn)生相應(yīng)的變形，這個(gè)變形量就是設(shè)定的極限間隙。當(dāng)襯塊磨損造成的活塞行程的增加，密封圈無(wú)法再繼續(xù)變形的時(shí)候，活塞可以克服摩擦力在流體壓力的作用下繼續(xù)前進(jìn),實(shí)現(xiàn)制動(dòng)?；钊芊猸h(huán)之間的不可逆轉(zhuǎn)的相對(duì)位移補(bǔ)償來(lái)消除多余的制動(dòng)間隙。在活塞的彈性力的作用下,密封環(huán)的變形,直到它消失，然后摩擦塊和制動(dòng)盤(pán)之間的間隙就恢復(fù)到了原本設(shè)定的狀態(tài)。第七章制動(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)產(chǎn)生制動(dòng)力矩的來(lái)源是驅(qū)動(dòng)程序或其他力量。根據(jù)不同來(lái)源，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)制可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三類(lèi)。駕駛員應(yīng)用一個(gè)簡(jiǎn)單的制動(dòng)踏板力或制動(dòng)力作為處理就是簡(jiǎn)單制動(dòng),也被稱(chēng)為人力制動(dòng)。其中,有機(jī)械和液壓兩種類(lèi)型。機(jī)械式的傳力方式完全是桿系傳力，由于其機(jī)械效率低,傳動(dòng)比小,潤(rùn)滑點(diǎn)多，很難確保正確的比例系統(tǒng)以及左、右輪驅(qū)動(dòng)平衡,因此已經(jīng)被淘汰了。但由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠,也被廣泛應(yīng)用于小型汽車(chē)停車(chē)制動(dòng)裝置。行車(chē)制動(dòng)裝置之中常常使用液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)，其有以下優(yōu)點(diǎn)：作用滯后時(shí)間為0.1-0.3s，時(shí)間很短；工作壓力高達(dá)10-20MPa，壓力很高。由于以上所說(shuō)的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，液壓式制動(dòng)裝置輪缸尺寸不大，可以放在制動(dòng)器的內(nèi)部，不占用很多空間，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率較高。但是液壓式制動(dòng)裝置也有缺點(diǎn)：由于是液壓式的，所以在過(guò)度受熱的情況下一些制動(dòng)就會(huì)呈現(xiàn)液化狀態(tài)，產(chǎn)生的氣泡影響液壓傳輸，使得效率大大降低。這一制定裝置一般運(yùn)用在乘用車(chē)和一些質(zhì)量不大的車(chē)型之中。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力制動(dòng)功率成為氣動(dòng)或液壓性能的潛力，以形成一個(gè)全功率制動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒘κ┘拥教ぐ寤蚴直?，只用于控制元件電路。因此，?jiǎn)單的制動(dòng)踏板力與踏板行程關(guān)系之間的是反比的。在動(dòng)力制動(dòng)之中是不存在的情況，這樣的話(huà)使踏板力變小，踏板行程又是適當(dāng)?shù)摹?.2液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算7.2.1制動(dòng)輪缸直徑與工作容積制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)塊施加的張力與輪缸直徑和制動(dòng)管路壓力的關(guān)系為（7.1）制動(dòng)管路壓力一般不超過(guò)10-12MPa，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器可更高。壓力越高，對(duì)管路的密封性要求越嚴(yán)格，但驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)越緊湊。輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)GB7524—84規(guī)定的尺寸系列中選取，這里根據(jù)最大制動(dòng)力矩取前制動(dòng)器輪缸直徑=34mm，后制動(dòng)器輪缸直徑=28mm。單個(gè)輪缸的工作容積：（mm）（7.2）式中，——一個(gè)輪缸活塞的直徑，=34mm；=28mm；n——輪缸的活塞數(shù)目，n=1；——一個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程：?？扇?mm；——消除制動(dòng)塊與制動(dòng)盤(pán)間的間隙所需的輪缸活塞行程，mm；——因摩擦襯塊變形而引起的輪缸活塞行程，mm。將上述值代入公式（4—9）得到：前制動(dòng)器單個(gè)輪缸工作容積=907.92mm；后制動(dòng)器單個(gè)輪缸工作容積=615.75mm全部輪缸的總工作容積：=2*（907.92+615.75）=3047.34mm（7.3）式中——輪缸數(shù)目。7.2.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積 （7.4）式中，——制動(dòng)軟管在液壓下變形而引起的容積增量。在設(shè)計(jì)的初步階段，因?yàn)檐浌苡锌赡茏冃?，所以在?jì)算轎車(chē)制動(dòng)主缸的容積時(shí)可以用，式子里面的V代表著全部輪缸的總工作容積。主缸活塞直徑和活塞行程可由下式確定：=1.1*3047.34=3352.07mm（7.5）一般活塞行程=（0.8～1.2）；取=根據(jù)上述公式和參數(shù)計(jì)算所得==16.22mm.主缸的直徑應(yīng)符合系列尺寸，主缸直徑的系列尺寸為：14.5，16，17.5，19，20.5，22.22，28，32，35，38，40，45mm。所以最后取主缸直徑為=17.5mm7.2.3制動(dòng)踏板力（7.6）取踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比=5；踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率0.9.求得=305.43.制動(dòng)踏板力應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：最大踏板力一般為500N（乘用車(chē)）或700N（商用車(chē)）。設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)踏板力可在200~350N的范圍內(nèi)選取.故滿(mǎn)足要求。7.2.4踏板工作行程=(+)=5*（17.5+2+1.5）=90mm（7.7）式中：—主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取1.5mm—2mm，取=2mm；—主缸活塞空行程，一般取1.5mm。求得=105mm，小于150mm，符合要求。結(jié)論本設(shè)計(jì)主要思考了關(guān)于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式選擇、主要參數(shù)選擇、相關(guān)參數(shù)計(jì)算，其中以參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程和零件設(shè)計(jì)為重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)前期，我就合理安排自己的時(shí)間，搜集大量與制動(dòng)器設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，了解了制動(dòng)器的發(fā)展?fàn)顩r，不斷與同學(xué)，老師溝通交流遇到的種種問(wèn)題。以下是設(shè)計(jì)過(guò)程中所獲得的結(jié)論和感悟：（1）對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)而言，制動(dòng)力分配系數(shù)和同步附著系數(shù)是最重要