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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
汽車發(fā)展至今所用制動(dòng)器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。盤式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是在高速剎車時(shí)能迅速制動(dòng)，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車,制動(dòng)效能的恒定性好,鼓式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是剎車蹄片磨損較少,成本較低,便于維修、由于鼓式制動(dòng)器的絕對(duì)制動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于盤式制動(dòng)器,所以普遍用于后輪驅(qū)動(dòng)的卡車上，但由于為了提高其制動(dòng)效能而必須加制動(dòng)增力系統(tǒng)，使其造價(jià)較高，故輕型車一般還是使用前盤后鼓式。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)為轎車的設(shè)計(jì)，故采用前盤后鼓式。
本說(shuō)明書主要設(shè)計(jì)了santana2000轎車制動(dòng)器。首先介紹了汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、分類，并通過(guò)對(duì)鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。最終確定方案采用前盤后鼓式制動(dòng)器。除此之外，還對(duì)前后制動(dòng)器及主要部件的參數(shù)進(jìn)行了選擇和計(jì)算。同時(shí)也對(duì)santana2000后輪鼓式中的駐車制動(dòng)器進(jìn)行了參數(shù)的選擇和計(jì)算。
關(guān)鍵詞：制動(dòng)；鼓式制動(dòng)器；盤式制動(dòng)器；制動(dòng)盤；制動(dòng)鼓
ABSTRACT
Car development has been the brakes are almost friction type, can be divided into two categories: drum and disc. The main advantage of the disc brake is on the braking can quickly braking, cooling effect is better than that of drum brake, braking performance of constant qualitative good, drum brakes, the main advantage is the brake shoe piece of wear less, low cost, convenient in maintenance, because of drum brake system of absolute power far higher than disc brakes, so commonly used to rear wheel drive the truck on but because in order to improve its efficiency and must be put on the brake braking force system, make the increased cost is higher, so general or use QianPan units HouGu type. Because the design for the design of the car is adopted, QianPan HouGu type.
This manual mainly designed santana2000 cars brake. First this paper reviewed the automobile braking system development, structure, classification, and through to the drum brake disc brake and the structure of the advantages and disadvantages and analyzed. Final QianPan scheme adopts the HouGu type brake. In addition, the brakes and before and after the parameters of the main parts of the selection and calculation. At the same time santana2000 rear wheels of the car brake drum in the parameter selection and calculation.
Keywords: Brake; Drum brake; Disc brakes; Brake disc; Brake drum
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第1章 緒 論
1.1汽車制動(dòng)器的研究的目的和意義
汽車制動(dòng)器是用于使行駛中的汽車減速或停車，使下坡行駛的汽車車速保持穩(wěn)定以及使已停止的汽車停在原地（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)，汽車制動(dòng)器直接影響著汽車行駛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，為了保證行車安全，停車可靠，汽車制動(dòng)器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)器工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮其性能。
應(yīng)急制動(dòng)裝置用于當(dāng)行車制動(dòng)裝置意外發(fā)生故障而失效時(shí)，則可利用其機(jī)械力源（如強(qiáng)力壓縮彈簧）實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)。應(yīng)急制動(dòng)裝置不必是獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng)，它可利用行車制動(dòng)裝置或駐車制動(dòng)裝置的某些制動(dòng)器件。應(yīng)急制動(dòng)裝置也不是每車必備的，因?yàn)槠胀ǖ氖至︸v車制動(dòng)器也可以起到應(yīng)計(jì)制動(dòng)的作用。
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前，汽車所用都制動(dòng)器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。
盤式制動(dòng)器：盤式制動(dòng)器主要優(yōu)點(diǎn)是在高速剎車時(shí)能迅速制動(dòng)，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車,制動(dòng)效能的恒定性好,便于安裝像ABS那樣的高級(jí)電子設(shè)備。
在轎車、微型車、輕卡、SUV及皮卡方面：在從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動(dòng)形式，即前車輪盤式制動(dòng)，后車輪鼓式制動(dòng)。因轎車在制動(dòng)過(guò)程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%－80%，所以前輪制動(dòng)力要比后輪大。生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用了前輪盤式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)的混合匹配方式。采用前盤后鼓式混合制動(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)性能的要求比較高，這類前制動(dòng)器主要以液壓盤式制動(dòng)器為主流，采用液壓油作傳輸介質(zhì)，以液壓總泵為動(dòng)力源，后制動(dòng)器以液壓式雙泵雙作用缸制動(dòng)蹄匹配。目前大部分轎車(中檔類如夏利、吉利、神龍富康捷達(dá))、微型車（長(zhǎng)安之星、昌河、豐田海獅、天津華利、江鈴全順）、高端輕卡（東風(fēng)小霸王、江鈴、瑞風(fēng)、南京依維柯）、SUV及皮卡（湖南長(zhǎng)豐、江鈴皮卡）等采用前盤后鼓式混合制動(dòng)器。2004年我國(guó)共產(chǎn)此類車計(jì)110萬(wàn)輛以上。但隨著高速公路等級(jí)的提高，乘車檔次的上升，特別上國(guó)家安全法規(guī)的強(qiáng)制實(shí)施，前后輪都用盤式制動(dòng)器是趨勢(shì)。
在大型客車方面：氣壓盤式制動(dòng)器產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性明顯，可靠性總體良好，具有創(chuàng)新性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的集成性。歐美國(guó)家自上世紀(jì)90年代初開(kāi)始將盤式制動(dòng)器用于大型公交車。至2000年，盤式制動(dòng)器（前后制動(dòng)均為盤式）已經(jīng)成為歐美國(guó)家城市公交車的標(biāo)準(zhǔn)配置。我國(guó)從1997年開(kāi)始在大客車和載重車上推廣盤式制動(dòng)器及 ABS防抱死系統(tǒng)，因進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格太高，主要用于高端產(chǎn)品。2004年7月1日交通部強(qiáng)制在7---12米高Ⅱ型客車上 “必須”配備后，國(guó)產(chǎn)盤式制動(dòng)器得以大行其道。北京公交電車公司、上海公交、武漢公交、長(zhǎng)沙公交、深圳公交、廣州公交等公司，都在使用為大客車匹配的氣壓盤式制動(dòng)器。生產(chǎn)廠家主要有：宇通公司2004年產(chǎn)20000多輛客車，其中使用盤式制動(dòng)器的客車已占一半多；宇通公司自制底盤部份是由二汽在EQ153前后橋基礎(chǔ)升級(jí)更改的，每年有10000多套。二汽東風(fēng)車橋用EQ153前后橋改型匹配氣壓盤式制動(dòng)器的前后橋總成約占6000套以上，是宇通公司最大的氣壓盤式制動(dòng)器橋供應(yīng)商。宇通公司每年需在一汽采客車底盤3000多臺(tái)，一汽客底2004年供了2000多臺(tái)，其中帶盤式制動(dòng)器占一半以上。如一汽客底采用4E前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配置氣壓盤式制動(dòng)器前橋、11噸420后橋裝在6100（10米）豪華客車上； 7噸盤式前橋與13噸435后橋配裝在6120（12米）豪華客車上等，都是宇通公司市場(chǎng)前景較好，利潤(rùn)附加值很高的車型。江蘇金龍客車的7-9米高Ⅱ型客車客車采用湖橋供帶盤式制動(dòng)器的車橋2004年在5500臺(tái)左右。廈門金龍客車10-12米高Ⅱ型客車以上客車、丹東黃?？蛙?0-12米高Ⅱ型客車、安徽凱斯鮑爾等等國(guó)內(nèi)知名的大型廠家均已在批量生產(chǎn)帶盤式制動(dòng)器的高檔客車。
重型汽車方面：作為重型汽車行業(yè)應(yīng)用型新技術(shù)，氣壓盤式制動(dòng)器的已經(jīng)屬成熟產(chǎn)品，目前具有廣泛應(yīng)用的前景。2004年3月紅巖公司率先在國(guó)內(nèi)重卡行業(yè)中完成了對(duì)氣壓盤式制動(dòng)器總成的開(kāi)發(fā)。2005年元月份中國(guó)重汽卡車事業(yè)部在提升和改進(jìn)卡車底盤的過(guò)程中，在橋箱事業(yè)部配合下壓盤式制動(dòng)器在重汽斯太爾卡車前橋上的成功“嫁接”，解決了令整車廠及用戶困擾已久的傳統(tǒng)鼓式制動(dòng)器制動(dòng)嘯叫、頻繁制動(dòng)時(shí)制動(dòng)蹄片易磨損、雨天制動(dòng)效能降低等一系列問(wèn)題。氣壓盤式制動(dòng)器首次在斯太爾卡車前橋上的應(yīng)用，也為今后開(kāi)發(fā)重汽高速卡車提供了經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)儲(chǔ)備。與此同時(shí)陜西重汽、北汽福田、一汽解放、東風(fēng)公司、江淮汽車等國(guó)內(nèi)大型汽車廠均完成了盤式制動(dòng)器在重型汽車方面的前期型試試驗(yàn)及技術(shù)貯備工作，盤式制動(dòng)器在某些方面可以說(shuō)成為未來(lái)重卡制動(dòng)系統(tǒng)匹配發(fā)展的新趨勢(shì)[15]。
綜合以上各項(xiàng)，參照所給參數(shù)以現(xiàn)代汽車上實(shí)際采用的型式，確定設(shè)計(jì)的浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器在市場(chǎng)是有很大的開(kāi)發(fā)前景的。
鼓式制動(dòng)器：鼓式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是剎車蹄片磨損較少,成本較低,便于維修、由于鼓式制動(dòng)器的絕對(duì)制動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于盤式制動(dòng)器,所以普遍用于后輪驅(qū)動(dòng)的卡車上. 鼓式制動(dòng)器根據(jù)其結(jié)構(gòu)都不同，又分為：雙向自增力蹄式制動(dòng)器、雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器、雙從蹄式制動(dòng)器。
對(duì)于制動(dòng)效能而言，最低是盤式制動(dòng)器；但制動(dòng)效能穩(wěn)定性卻是盤式制動(dòng)器最高。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，盤式制動(dòng)器被普遍使用。但由于為了提高其制動(dòng)效能而必須加制動(dòng)增力系統(tǒng)，使其造價(jià)較高，而 Santana2000作為乘用轎車他的安全性、舒適性、穩(wěn)定性都要有所考慮而又因?yàn)樗可a(chǎn)所以要有較好的經(jīng)濟(jì)性，所以santana2000采用前盤后鼓式制動(dòng)器 [1]。
現(xiàn)代汽車由于車速的提高，對(duì)應(yīng)急制動(dòng)的可靠性要求更嚴(yán)格，因此在中、高級(jí)轎車和部分輕型商用車上，多在后輪制動(dòng)器上附加手操縱的機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使之兼起駐車制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)的作用，從而取消了中央制動(dòng)器。
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)成熟，開(kāi)始在汽車上普及。它是基于汽車輪胎與路面兼得附著特性而開(kāi)發(fā)的高技術(shù)制動(dòng)系統(tǒng)。它能有效的防止汽車在應(yīng)急制動(dòng)時(shí)由于車輪抱死使汽車失去方向穩(wěn)定性而出現(xiàn)側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力的危險(xiǎn)，并縮短制動(dòng)距離，從而提高了汽車高速行駛的安全性。
1.3 對(duì)汽車制動(dòng)器的研究主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求
本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)完成汽車制動(dòng)系統(tǒng)，包括制動(dòng)系統(tǒng)的類型選擇、總體布置形式，制動(dòng)系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能分析。
設(shè)計(jì)要求：
（1）各項(xiàng)性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定和國(guó)家要求、法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也要考慮到我的制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)符合現(xiàn)在國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的低成本和高性能的要求。
（2）具有足夠的制動(dòng)效能，包括行車制動(dòng)效能和駐車制動(dòng)效能。行車制動(dòng)效能是由在一定的制動(dòng)初速度下及最大踏板力下的制動(dòng)減速器和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)定的。制動(dòng)距離直接影響著汽車的行駛安全性 [2]。
（3）工作可靠。
（4）制動(dòng)效能熱穩(wěn)定性好。汽車的高速制動(dòng)、短時(shí)間的頻繁重復(fù)制動(dòng)，尤其使下長(zhǎng)坡時(shí)的連續(xù)制動(dòng)，均會(huì)引起制動(dòng)器的溫升過(guò)快，溫度過(guò)高。提高摩擦材料的高溫摩擦穩(wěn)定性，增大制動(dòng)鼓、盤的熱容量，改善其散熱性或采用強(qiáng)制冷卻裝置，都是提高抗熱衰退的措施。
（5）制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好。制動(dòng)器摩擦表面浸水后，會(huì)因水的潤(rùn)滑作用而使摩擦副的摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動(dòng)5～15次，即應(yīng)恢復(fù)其制動(dòng)效能。良好的摩擦材料的吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。另外也應(yīng)防止泥沙等進(jìn)入制動(dòng)器摩擦副工作表面，否則會(huì)使制動(dòng)效能降低并加速磨損。 （6）制動(dòng)時(shí)的汽車操縱穩(wěn)定性好。即以任何速度制動(dòng)，汽車均不應(yīng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。通過(guò)ABS來(lái)調(diào)節(jié)前后輪的制動(dòng)油壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，汽車前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤?，最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一車軸上的左、右車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)相同。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時(shí)，將失去操縱性；當(dāng)后輪抱死而側(cè)滑甩尾時(shí)，會(huì)失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動(dòng)力矩差值超過(guò)15%時(shí)，會(huì)在制動(dòng)時(shí)發(fā)生汽車跑偏 [2]。
（7）制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人—機(jī)工程學(xué)要求，即操作儀方便性好，操縱輕便、舒適，減少疲勞。
（8）制動(dòng)系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長(zhǎng)，制造成本低；對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害于人體的石棉纖維。
（9）制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。
（10）與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)。
（11）制動(dòng)系中應(yīng)有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)件的故障和功能失效；制動(dòng)系中應(yīng)有必要的安全裝置，在行駛中掛車一旦脫掛，亦應(yīng)有安全裝置驅(qū)使駐車制動(dòng)將其停駐。
（12）能全天候使用。氣溫高時(shí)液壓制動(dòng)管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時(shí)，氣制動(dòng)管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。
（13）作用滯后的時(shí)間要盡可能短，包括從制動(dòng)踏板開(kāi)始動(dòng)作至達(dá)到給定制動(dòng)效能水平所需的時(shí)間和從放開(kāi)踏板至完全解除制動(dòng)的時(shí)間。
1.4 設(shè)計(jì)目標(biāo)
Santana2000作為乘用車，最重要的就是其制動(dòng)時(shí)的安全性，其次就是其舒適性、穩(wěn)定性。本制動(dòng)器的設(shè)計(jì)的目的就是達(dá)到上述目標(biāo)。讓制動(dòng)距盡量短的情況下不感覺(jué)到顛簸，盡量做到穩(wěn)定。
第2章 制動(dòng)器總體方案的確定
2.1 制動(dòng)器的分類以及其作用
制動(dòng)系統(tǒng)按功用分為行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)。汽車制動(dòng)系至少應(yīng)有前兩套制動(dòng)系統(tǒng)，而重型汽車或者經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)及輔助制動(dòng)系統(tǒng)。
行車制動(dòng)器用于使行駛中的汽車強(qiáng)制減速或停車，并使汽車在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。
駐車制動(dòng)器已停駛的汽車駐留在原地不動(dòng)的一套裝置。應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)，以免其產(chǎn)生故障。
應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)也叫第二制動(dòng)系統(tǒng)，是在用于行車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生意外故障而失效時(shí)，保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。應(yīng)急系統(tǒng)也不是每車必備的，因?yàn)槠胀ǖ氖至︸v車裝置也可起到應(yīng)急制動(dòng)的作用。
輔助制動(dòng)系統(tǒng)通常安裝在常行駛于山區(qū)的汽車上，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或者電渦流制動(dòng)等的輔助制動(dòng)裝置，可使汽車下長(zhǎng)坡時(shí)長(zhǎng)時(shí)間而持續(xù)地減低或保持車速，并減輕或解除行車制動(dòng)器的負(fù)荷。
按制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能源分類
（1） 人力制動(dòng)系統(tǒng)—以駕駛員的肌體作為惟一制動(dòng)能源的制動(dòng)系統(tǒng)。
（2） 動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)—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(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。
（3） 伺服制動(dòng)系統(tǒng)—兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。
人力目前仍是國(guó)內(nèi)中低檔車最為適合的制動(dòng)能源，它符合了降低成本同時(shí)又有可靠的性能保證。所以我選擇人力為我的制動(dòng)系統(tǒng)的能源。
按照能量的傳輸方式，制動(dòng)系統(tǒng)又可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁式。在行車制動(dòng)系統(tǒng)上我選用液壓式，反應(yīng)迅速，性能好。而在駐車制動(dòng)系統(tǒng)上我選用機(jī)械式，性能穩(wěn)定，故障少。
通過(guò)以上的分析，本次設(shè)計(jì)主要圍繞行車制動(dòng)系統(tǒng)和駐車制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)，而應(yīng)急系統(tǒng)為了節(jié)省成本就利用現(xiàn)有的駐車系統(tǒng)來(lái)代替。本次設(shè)計(jì)的汽車使用范圍是在城市內(nèi)行駛，而且只屬于制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，所以不設(shè)計(jì)輔助制動(dòng)系統(tǒng)。
2.2 制動(dòng)器的主要參數(shù)的確定及計(jì)算
經(jīng)過(guò)預(yù)先在網(wǎng)上對(duì)santana2000轎車的查詢，對(duì)轎車的基本數(shù)據(jù)有了大概的了解然后由指導(dǎo)老師的給定和本人的一些意見(jiàn)最終定了以下數(shù)據(jù)；
表2.1 制動(dòng)系統(tǒng)整車參數(shù)
整車質(zhì)量
空載
滿載
1550kg
2000kg
質(zhì)心位置
a
b
1.35m
1.25m
質(zhì)心高度
空載
滿載
軸 距
0.95m
0.85m
2.6m
其 他
最高車速
車輪工作半徑
輪 胎
同步附著系數(shù)
160km/h
370mm
195/60R14 85H
=0.6
而對(duì)汽車制動(dòng)性能有重要影響的制動(dòng)系參數(shù)有：制動(dòng)力及其分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩與制動(dòng)器因數(shù)等。
2.2.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)
根據(jù)公式： （2.1）
得：
2.2.2 同步附著系數(shù)
同步附著系數(shù)是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定的。它是制動(dòng)器動(dòng)力分配系數(shù)為b的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱b線，與汽車?yán)硐氲那?、后制?dòng)器動(dòng)力分配曲線I線的交點(diǎn)。對(duì)于前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上，汽車前、后車輪才會(huì)同時(shí)抱死，當(dāng)汽車在不同w植的路面上制動(dòng)時(shí)，可能出現(xiàn)以下3種情況。
（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，單失去轉(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)前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力 [2]。
現(xiàn)代的道路條件大為改善，汽車行駛速度也大為提高，因此汽車因制動(dòng)時(shí)后輪先抱死的后果十分嚴(yán)重。由于車速高，它不僅會(huì)引起側(cè)滑甩尾甚至?xí)l(fā)生調(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性，因此后輪先抱死的情況十分嚴(yán)重，所以現(xiàn)在各類汽車的值都均有增大趨勢(shì)。轎車0.6；貨車0.5。
（2.2）
故取
2.2.3 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩
應(yīng)合理地確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。
雙軸汽車前后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前后車輪同時(shí)抱死的制動(dòng)力之比。通常上式的比值為轎車1.3 到1.6，貨車為0.5到0.7[5]。因此可知前后制動(dòng)器比值符合要求最大制動(dòng)力矩是在汽車附著質(zhì)量被完全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。 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩。計(jì)算公式如下：
（2.3）
式中：Φ——該車所能遇到的最大附著系數(shù)；
q——制動(dòng)強(qiáng)度；
——車輪有效半徑；
——后軸最大制動(dòng)力矩；
G——汽車滿載質(zhì)量；
L——汽車軸距；
=
故后軸 =
后輪的制動(dòng)力矩為
前軸
前輪的制動(dòng)力矩為
2.2.4 制動(dòng)器因數(shù)
制動(dòng)器因數(shù)定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即
（2.4）
式中：—制動(dòng)器的摩擦力矩；
—制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓的作用半徑；
—輸入力，一般取加于兩制動(dòng)蹄的張開(kāi)力的平均值輸入力。
對(duì)于鉗盤式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力均為P，即制動(dòng)盤在其兩側(cè)的作用半徑上所受的摩擦力為2,此處為盤與制動(dòng)襯塊餓摩擦系數(shù)，于鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為
（2.5）
對(duì)于全盤式制動(dòng)器，則為
式中：——摩擦系數(shù)；
——旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤數(shù)目。
——取
得
對(duì)于鼓式制動(dòng)器，若作用兩蹄的張開(kāi)力分別為，制動(dòng)鼓內(nèi)圓柱面半徑即制動(dòng)鼓工作半徑為R，兩蹄給予制動(dòng)鼓的摩擦力矩TTf1和T Tf2，則兩蹄的效能因素即制動(dòng)蹄因素分別為
整個(gè)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)則為
當(dāng)時(shí)，則有
蹄與鼓間作用力的分布，其合力的大小、方向及作用點(diǎn)，需要較精確的分析、計(jì)算才能確定。假設(shè)在張力P的作用下，制動(dòng)蹄的摩擦襯片與鼓之間作用力的合力N的B點(diǎn)上。這一法向力引起作用于制動(dòng)蹄襯片上的摩擦力為，為摩擦系數(shù)。a,b,c,h,R及a為結(jié)構(gòu)尺寸。
圖2.1鼓式制動(dòng)器受力簡(jiǎn)圖
對(duì)領(lǐng)題繞支點(diǎn)A的力矩平衡方程，即
（2.6）
由上式得到領(lǐng)蹄的制動(dòng)蹄因數(shù)為
（2.7）
代入?yún)?shù)得：=0.79
當(dāng)制動(dòng)鼓逆轉(zhuǎn)時(shí)，上述制動(dòng)蹄則又成為從蹄，這時(shí)摩擦力的方向相反，用上述分析方法，同樣可得出從蹄繞支點(diǎn)A的力矩平衡方程，即
（2.8）
由上式得從蹄的制動(dòng)蹄因數(shù)為
（2.9）
代入?yún)?shù)得：=0.48
2.3本章小結(jié)
本章先選定了要設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)的類型。然后確定了本設(shè)計(jì)的汽車的技術(shù)參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)，計(jì)算出了要設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力、制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩、制動(dòng)器因數(shù)等重要參數(shù)。這些參數(shù)是保證該制動(dòng)系統(tǒng)正常工作的前提。
第3章 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇
3.1鼓式制動(dòng)器的分類
鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式有多種，其主要結(jié)構(gòu)型式如圖3-1[5]所示，并分述如下。
圖3.1制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖
鼓式制動(dòng)器的簡(jiǎn)圖如圖3.2所示。
不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：①蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。②張開(kāi)裝置的形式與數(shù)量不同。③制動(dòng)時(shí)兩塊蹄片之間有無(wú)相互作用。
因蹄片的固定支點(diǎn)和張開(kāi)力位置不同，使不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不一樣
3.1.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器
如圖（a），（b）所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)），則蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對(duì)調(diào)了。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。由圖（a），（b）可見(jiàn)：領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故又稱為增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開(kāi)制動(dòng)鼓的趨勢(shì)，即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用，故又稱為減勢(shì)蹄。“增勢(shì)”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢(shì)”作用。
圖3.2領(lǐng)從蹄結(jié)構(gòu)圖 圖3.3領(lǐng)從蹄結(jié)構(gòu)圖
對(duì)于兩蹄的張開(kāi)力P1=P2=P的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，如圖（b）所示，兩蹄壓緊制動(dòng)鼓的法向力應(yīng)相等。但當(dāng)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)，領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢(shì)”作用，使其進(jìn)一步壓緊制動(dòng)鼓而使其所受的法向反力加大；從蹄由于摩擦力矩的“減勢(shì)”作用而使其所受的法向反力減小。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不相等，不能相互平衡，其差值要由車輪輪轂軸承承受。制動(dòng)時(shí)這種兩蹄法向反力不能相互平衡的制動(dòng)器又稱為非平衡式制動(dòng)器。非平衡式制動(dòng)器將對(duì)輪轂軸承產(chǎn)生附加的徑向載荷，而且領(lǐng)蹄的摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的，故磨損較從蹄的嚴(yán)重。
對(duì)于如圖（a）所示具有定心凸輪張開(kāi)裝置的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，在制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄的位移相等。因此，作用與兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力矩應(yīng)分別相等；而作用于兩蹄的張開(kāi)力P1與P2則不相等；且必然有P1/P2<1或P1
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