哈飛路寶汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【液壓雙回路前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)系統(tǒng)】
哈飛路寶汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【液壓雙回路前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)系統(tǒng)】,液壓雙回路前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)系統(tǒng),哈飛路寶汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【液壓雙回路前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)系統(tǒng)】,哈飛路寶,汽車,制動(dòng),系統(tǒng),設(shè)計(jì),液壓,回路,前盤(pán)后鼓式,制動(dòng)器
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
劉池
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程07-8班
指導(dǎo)教師姓名
臧杰
職稱
教授
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用工程
是否外聘
□是√否
題目名稱
路寶汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
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)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)系統(tǒng)工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能作為制動(dòng)系重要組成部分之一的制動(dòng)器在我國(guó)發(fā)展前景廣闊，目前乘用車主要采用前盤(pán)后鼓式和全盤(pán)式制動(dòng)器，20%的乘用車采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器，商用車主要采用全鼓式制動(dòng)器，只有高檔客車和有特殊需求的車輛才采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器和全盤(pán)式制動(dòng)器。隨著對(duì)汽車制動(dòng)性能的提高，越來(lái)越多的先進(jìn)電子制動(dòng)技術(shù)得到采用。汽車制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的安全性有直接影響。因此，制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)汽車的整車設(shè)計(jì)極其重要。
通過(guò)對(duì)整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熟悉汽車總成和零部件的設(shè)計(jì)掌握汽車制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和方法。培養(yǎng)正確的研究方法、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)、嚴(yán)肅求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。課題綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、汽車設(shè)計(jì)、汽車構(gòu)造、CAD繪圖等知識(shí)。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
1、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
（1）制動(dòng)系統(tǒng)各部分結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇
（2）查閱路寶汽車的整車參數(shù)，并按照參數(shù)確定各項(xiàng)基本參數(shù)
（3）計(jì)算制動(dòng)盤(pán)及制動(dòng)鼓直徑、制動(dòng)蹄片及制動(dòng)襯塊尺寸、液壓缸直徑、制動(dòng)主缸直徑、制動(dòng)力矩、制動(dòng)效能因數(shù)、和有效制動(dòng)半徑等。
（4）校核該制動(dòng)器的制動(dòng)性能
（5）用CAD畫(huà)裝配圖、零件圖。
2、技術(shù)要求（研究方法）
（1）通過(guò)文獻(xiàn)資料收集，熟悉汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)和CAD的有關(guān)理論知識(shí)，國(guó)內(nèi)外制動(dòng)器設(shè)計(jì)方法和汽車計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。
（2）實(shí)地到汽車廠等部門(mén)實(shí)習(xí)調(diào)查，了解汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)方法。
（3）編寫(xiě)課題研究大綱和開(kāi)題報(bào)告。
（4）確定路寶車各項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算確定各總成參數(shù)和尺寸，完成有關(guān)CAD圖紙。
（5）按進(jìn)度要求獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，服從指導(dǎo)教師安排；完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)格式規(guī)范；方案選擇合理，具有可行性、經(jīng)濟(jì)性、適用性，設(shè)計(jì)思路清晰，符合實(shí)際，圖紙正確符合制圖標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容完整。設(shè)計(jì)和汽車計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
0號(hào)圖紙3張；
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.5萬(wàn)字以上。
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
（1） 調(diào)研、資料收集，完成開(kāi)題報(bào)告。 第4周（3月24日～3月30日）
（2） 分析并制動(dòng)系統(tǒng)各部分的具體結(jié)構(gòu)形式，主要零
部件及相互位置關(guān)系。根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，按
照有關(guān)的設(shè)計(jì)要求和順序進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)
計(jì)算及其他有關(guān)參數(shù)的選配，針對(duì)給定的設(shè)計(jì)參
數(shù)優(yōu)選制動(dòng)系統(tǒng)的總體方案。 第5周（3月31日～4月8日）
（4） 進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)各零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。 第6、7周（4月9日～4月22日）
（5） 完成部分設(shè)計(jì)圖紙及說(shuō)明書(shū)初稿。 第8、9周（4月23日～5月8日）
（7） 完成制動(dòng)系統(tǒng)裝配圖、主要零件圖，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第10、14周（5月9日～6月6日）
（8） 設(shè)計(jì)及說(shuō)明書(shū)初稿提交。 第14周（6月7日）
（9） 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)審核、修改。 第15、16周（6月9日～6月22日）
（10）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 第17周（6月23日～6月 29日）
五、主要參考資料
[1]臧杰，閻巖．汽車構(gòu)造．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[2]劉惟信.汽車設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2001
[3]王望予.汽車設(shè)計(jì).第3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000
[4]《汽車工程手冊(cè)》編輯委員會(huì).汽車工程手冊(cè).設(shè)計(jì)篇.北京:人民交通出版社,2001
[5]《汽車工程手冊(cè)》編輯委員會(huì).汽車工程手冊(cè).制造篇.北京:人民交通出版社,2001
[6]余志生.汽車?yán)碚?第3 版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000
[7]張洪欣.汽車底盤(pán)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998
[8] 霍城儒.盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)[N]. 建筑機(jī)械，1996.8.
[9] 羅善瞀?.浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)方法[N].建筑機(jī)械??，?1986.7.??
[10] 沈榮華、鄒寶平.汽車鉗盤(pán)式制動(dòng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]機(jī)械研究與應(yīng)用，1998.
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
路寶汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
系部名稱： 汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)： 車輛工程07-8班
學(xué)生姓名： 劉 池
指導(dǎo)教師： 臧 杰
職 稱： 教 授
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○一一年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
The Design of LUBAO Braking System
Candidate：Liu Chi
Specialty：Vehicle Engineering
Class：07-8
Supervisor：Prof. Zang Jie
Heilongjiang Institute of Technology
2011·HarBin
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
劉池
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程07-8班
指導(dǎo)教師姓名
臧杰
職稱
教授
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用工程
是否外聘
□是否
題目名稱
路寶汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1.課題研究現(xiàn)狀：
從汽車誕生時(shí)起，車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。眾多的汽車工程師在改進(jìn)汽車制動(dòng)性能的研究中傾注了大量的心血。目前關(guān)于汽車制動(dòng)的研究主要集中在制動(dòng)控制方面，包括制動(dòng)控制的理論和方法，以及采用新的技術(shù)。
汽車制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車、使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（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。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)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)系統(tǒng)工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能作為制動(dòng)系重要組成部分之一的制動(dòng)器在我國(guó)發(fā)展前景廣闊，目前乘用車主要采用前盤(pán)后鼓式和全盤(pán)式制動(dòng)器，20%的乘用車采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器，商用車主要采用全鼓式制動(dòng)器，只有高檔客車和有特殊需求的車輛才采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器和全盤(pán)式制動(dòng)器。隨著對(duì)汽車制動(dòng)性能的提高，越來(lái)越多的先進(jìn)電子制動(dòng)技術(shù)得到采用。
制動(dòng)器作為制動(dòng)系中直接作用制約汽車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)健裝置，車輪制動(dòng)器主要用作行車制動(dòng)裝置，有的也兼作駐車制動(dòng)之用，而中央制動(dòng)器則僅用于駐車制動(dòng)，當(dāng)然也可起應(yīng)急制動(dòng)的作用。汽車制動(dòng)器按其在汽車上的位置分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器，前者是安裝在車輪處，后者則安裝在傳動(dòng)系的某軸上。制動(dòng)器是將汽車的動(dòng)能以摩擦方式轉(zhuǎn)化為熱能并加以吸收的機(jī)構(gòu)，不僅要按產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力的條件，還要按能量容量和磨損壽命足夠的條件來(lái)確定制動(dòng)器。為確保制動(dòng)穩(wěn)定性可靠，熱穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)，造價(jià)低，現(xiàn)今的制動(dòng)器產(chǎn)品無(wú)論從性能、結(jié)構(gòu)方面，還是生產(chǎn)制造方式和操縱控制方面，都在發(fā)生著諸多的變化。它們大大地優(yōu)化了制動(dòng)器各方面的性能，從某種程度上看,這些變化也反映了汽車制動(dòng)器的發(fā)展方向。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、易于連接而且街頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車用車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。在國(guó)內(nèi)主要從事鼓式制動(dòng)器總成的企業(yè)有萬(wàn)向錢潮、亞太機(jī)電、重慶紅宇等一些企業(yè)。2004年前八家企業(yè)產(chǎn)量集中度達(dá)到85.4%。隨著近幾年汽車盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展，液壓鼓式制動(dòng)器目前只在一些比較低檔的經(jīng)濟(jì)型轎車上在使用。根據(jù)慧聰汽車市場(chǎng)研究所最新的統(tǒng)計(jì)表明，2008年1～7月，我國(guó)乘用車中剎車制動(dòng)器用鼓式制動(dòng)器只占20%，并且鼓式制動(dòng)器目前已經(jīng)徹底退出前輪制動(dòng)。自2000年以來(lái)，我國(guó)盤(pán)式制動(dòng)器市場(chǎng)需求增長(zhǎng)速度發(fā)展非?？?。從中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的情況來(lái)看，2000年我國(guó)盤(pán)式制動(dòng)器的產(chǎn)量只有57.58萬(wàn)套，到2004年迅速增長(zhǎng)到468.72萬(wàn)套，增長(zhǎng)7倍多，年平均增長(zhǎng)率高達(dá)68.9%，2007年增長(zhǎng)至1000萬(wàn)套。過(guò)去5年里，我國(guó)盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)用的增長(zhǎng)非常迅速。
汽車制動(dòng)器按其在汽車上的位置分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器，前者是安裝在車輪處，后者則安裝在傳動(dòng)系的某軸上，例如變速器第二軸的后端或傳動(dòng)軸的前端。摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀又可分為鼓式和盤(pán)式兩大類。
鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是一對(duì)帶有摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者又安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則又緊固于前梁或后橋殼的突緣上(對(duì)車輪制動(dòng)器)或變速器殼或與其相固定的支架上(對(duì)中央制動(dòng)器)；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為固定在輪轂上或變速器第二軸后端的制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面和制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作某些汽車的中央制動(dòng)器，現(xiàn)代汽車已很少采用。由于外束型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱為帶式制動(dòng)器，而且在汽車上已很少采用，所以內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱為鼓式制動(dòng)器，而通常所說(shuō)的鼓式制動(dòng)器即是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。
盤(pán)式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件是一個(gè)垂向安放且以兩側(cè)面為工作面的制動(dòng)盤(pán)，其固定摩擦元件一般是位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)并帶有摩擦片的制動(dòng)塊。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)被兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊時(shí)，摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動(dòng)盤(pán)上的摩擦力矩。盤(pán)式制動(dòng)器常用作轎車的車輪制動(dòng)器，也可用作各種汽車的中央制動(dòng)器。車輪制動(dòng)器主要用作行車制動(dòng)裝置，有的也兼作駐車制動(dòng)之用；而中央制動(dòng)器則僅用于駐車制動(dòng)，當(dāng)然也可起應(yīng)急制動(dòng)的作用。
隨著我國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,特別是轎車工業(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，汽車上采用盤(pán)式制動(dòng)器配置正逐步在我國(guó)形成規(guī)模。特別是在提高整車性能、保障安全、提高乘車者的舒適性等方面都發(fā)揮了很大的作用, 預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，隨著我國(guó)公路交通條件的改善，高等級(jí)公路的發(fā)展，新法則要求的實(shí)施，車輛性能的不斷提高，盤(pán)式制動(dòng)器作為新型的能提高汽車主動(dòng)安全性的產(chǎn)品將會(huì)得到快速的推廣和應(yīng)用，有著廣闊市場(chǎng)前景。現(xiàn)在汽車盤(pán)式制動(dòng)器的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)注重的問(wèn)題主要是：提高制動(dòng)器的制動(dòng)效能、防止塵污和銹蝕、減輕重量、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本、向電子報(bào)警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展，以及實(shí)用性更強(qiáng)與壽命更長(zhǎng)等。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件日新月異的發(fā)展，使得對(duì)一些系統(tǒng)級(jí)的大規(guī)模計(jì)算成為了可能，從而制動(dòng)器的設(shè)計(jì)及研究有了很多科學(xué)的方法。目前可由于制動(dòng)器設(shè)計(jì)用途的計(jì)算和分析軟件主要用于解決設(shè)計(jì)中的各種數(shù)值和分析。包括：①數(shù)學(xué)計(jì)算軟件，如MATLAB、MATHCAD等。②有限元分析軟件，如I－Deas,SAP-5，ADINA，ANSYS等。目前有限元分析的理論和方法已日趨成熟，這些軟件還包含了較強(qiáng)的前、后處理功能。③優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，如IBM公司的ODL、我國(guó)的OPB－2等。對(duì)制動(dòng)器的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)方法如CAE軟件對(duì)制動(dòng)器殼體進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化的思路和方法，涉及到的軟件包括有HyperWorks(前后處理及優(yōu)化求解)，ABAQUS(非線性求解及后處理)；采用MATLAB優(yōu)化工具箱中的遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解，建立以制動(dòng)溫升最低和制動(dòng)力矩最大為目標(biāo)函數(shù)模型；
2.選題的目的依據(jù)和意義
汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車制動(dòng)系是汽車底盤(pán)上的一個(gè)重要系統(tǒng),它是制約汽車運(yùn)動(dòng)的裝置。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對(duì)安全性、可靠性要求越來(lái)越高，為保證人身和車輛的安全，必須為汽車配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。
雖然近幾年從德國(guó)大眾、法國(guó)雷諾、美國(guó)通用等國(guó)外汽車引進(jìn)了轎車，不少零配件的國(guó)產(chǎn)率也比較高，但引進(jìn)的主要是總成和零配件，沒(méi)有引進(jìn)開(kāi)發(fā)技術(shù)，至于輕型客貨車的開(kāi)發(fā)技術(shù)引進(jìn)就更少了，所以我國(guó)自行開(kāi)發(fā)輕型客貨車及其轎車的能力，跟汽車發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還是很大。近年來(lái)我國(guó)出版過(guò)很多汽車制動(dòng)方面的著作，但是從數(shù)量上還是不能滿足汽車工業(yè)發(fā)展的要求。特別是在汽車制動(dòng)器的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相差很大，許多尖端技術(shù)還不能了解。所以對(duì)于研究設(shè)計(jì)制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，在我國(guó)有著非常重要的影響。
哈飛路寶是哈飛汽車?yán)^哈飛中意之后與意大利Pininfarina公司聯(lián)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款兩廂五門(mén)轎車,其特點(diǎn):車身小巧、內(nèi)飾外觀精美、安全性能高、動(dòng)力強(qiáng)勁、油耗低，排放根據(jù)需求可分別達(dá)到歐洲Ⅱ號(hào)與歐洲Ⅲ號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。路寶汽車制動(dòng)器是前輪盤(pán)式制動(dòng)器，后輪鼓式制動(dòng)器，相比四輪都采用盤(pán)式制動(dòng)器，這種設(shè)計(jì)方式初衷是使其更經(jīng)濟(jì)。因?yàn)閷?duì)路寶汽車的消費(fèi)人群來(lái)說(shuō)，選路寶本身就因?yàn)槠鋬?yōu)秀的性價(jià)比，所以不會(huì)對(duì)車本身的配置級(jí)別產(chǎn)生多高的要求。
整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)汽車安全性有直接影響.因此,制動(dòng)器型式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)汽車的整車設(shè)計(jì)極其重要。通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)熟悉汽車總成和零件設(shè)計(jì)。
通過(guò)路寶汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)掌握制動(dòng)器設(shè)計(jì)的方法，更重要的是培養(yǎng)正確的研究方法與學(xué)習(xí)態(tài)度、提高創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力，提高對(duì)汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計(jì)、工程材料、工程繪圖等。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
（一）基本內(nèi)容：
路寶2008款1.1標(biāo)準(zhǔn)型制動(dòng)器設(shè)計(jì)主要參數(shù)
車重：895kg 最大扭矩：88/3000-3500N.m/rpm 前輪胎：165/65 R13
后輪胎：165/65 R13 最高車速：140.0 車長(zhǎng)：3618mm
（1） 制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)器及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式選擇(本設(shè)計(jì)選用液壓式前輪盤(pán)式制動(dòng)器和液壓式后輪鼓式制動(dòng)器)
（2） 根據(jù)路寶汽車的整車參數(shù)，并按照參數(shù)確定制動(dòng)器的基本參數(shù)
（3） 計(jì)算制動(dòng)盤(pán)及制動(dòng)鼓直徑、制動(dòng)襯塊（襯片）參數(shù)、液壓缸及制動(dòng)主缸參數(shù)等
（4） 并校核該制動(dòng)器的制動(dòng)性能
（5） 用CAD畫(huà)裝配圖、零件圖.
（6） 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).
2、技術(shù)要求（研究方法）
（1） 通過(guò)文獻(xiàn)資料收集，熟悉汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和CAD的有關(guān)理論知識(shí)，國(guó)內(nèi)外制動(dòng)器設(shè)計(jì)方法和汽車計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。
（2） 實(shí)地到汽車廠等部門(mén)實(shí)習(xí)調(diào)查，了解汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)方法。
（3） 編寫(xiě)課題研究大綱和開(kāi)題報(bào)告。
（4） 確定路寶車各項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算確定各總成參數(shù)和尺寸，完成有關(guān)CAD圖紙。
（5） 按進(jìn)度要求獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，服從指導(dǎo)教師安排；完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)格式規(guī)范； 方案選擇合理，具有可行性、經(jīng)濟(jì)性、適用性，設(shè)計(jì)思路清晰，符合實(shí)際，圖紙正確符合制圖標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容完整。設(shè)計(jì)和汽車計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。
（二）擬解決的主要問(wèn)題
利用已具備的初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，工程制圖與AutoCAD，機(jī)械制造工藝學(xué)，工程材料及熱處理等知識(shí)，與查閱圖書(shū)館豐富的設(shè)計(jì)資料及其他相關(guān)資料書(shū)籍，認(rèn)真完成所做課題。
（1） 制動(dòng)器力矩的分析計(jì)算。
（2） 制動(dòng)鼓直徑及制動(dòng)蹄片的部分參數(shù)的計(jì)算。
（3） 制動(dòng)蹄上的張開(kāi)力計(jì)算。
（4） 制動(dòng)盤(pán)直徑及制動(dòng)襯塊部分參數(shù)的計(jì)算。
（5） 制動(dòng)效能因數(shù)的分析計(jì)算。
（6） 摩擦襯片（襯塊）得磨損特性的計(jì)算。
（7） 液壓缸及液壓主缸直徑計(jì)算。
三、技術(shù)路線（研究方法）
研究方法主要有：對(duì)比法（對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)零部件各種性質(zhì)進(jìn)行擇優(yōu)選取）；查閱法（對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)查閱）
查閱文獻(xiàn)，路寶汽車相關(guān)資料
初步選擇設(shè)計(jì)方案
盤(pán)式制動(dòng)器（前）
液壓
鼓式制動(dòng)器（后）
液壓
盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的選擇和確定
盤(pán)式制動(dòng)器主要幾何尺寸的計(jì)算
強(qiáng)度校核
鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的選擇和確定
鼓式制動(dòng)器主要幾何尺寸的計(jì)算
強(qiáng)度校核
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和說(shuō)明書(shū)，利用AUTOCAD進(jìn)行繪圖
四、進(jìn)度安排
（1） 調(diào)研、資料收集，完成開(kāi)題報(bào)告。 第4周（3月24日～3月30日）
（2） 分析并制動(dòng)系統(tǒng)各部分的具體結(jié)構(gòu)形式，主要零
部件及相互位置關(guān)系。根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，按
照有關(guān)的設(shè)計(jì)要求和順序進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)
計(jì)算及其他有關(guān)參數(shù)的選配，針對(duì)給定的設(shè)計(jì)參
數(shù)優(yōu)選制動(dòng)系統(tǒng)的總體方案。 第5周（3月31日～4月8日）
（4） 進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)各零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。 第6、7周（4月9日～4月22日）
（5） 完成部分設(shè)計(jì)圖紙及說(shuō)明書(shū)初稿。 第8、9周（4月23日～5月8日）
（7） 完成制動(dòng)系統(tǒng)裝配圖、主要零件圖，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第10、14周（5月9日～6月6日）
（8） 設(shè)計(jì)及說(shuō)明書(shū)初稿提交。 第14周（6月7日）
（9） 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)審核、修改。 第15、16周（6月9日～6月22日）
（10）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 第17周（6月23日～6月 29日）
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)迅速發(fā)展，隨著汽車保有量的增加，帶來(lái)的安全問(wèn)題也越來(lái)越引起人們的注意，而制動(dòng)系統(tǒng)則是汽車主動(dòng)安全的重要系統(tǒng)之一。因此，如何開(kāi)發(fā)出高性能的制動(dòng)系統(tǒng)，為安全行駛提供保障是我們要解決的主要問(wèn)題。另外，隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，如何縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、提高設(shè)計(jì)效率，降低成本等，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，已經(jīng)成為企業(yè)成功的關(guān)鍵。
本說(shuō)明書(shū)主要根據(jù)已有的路寶汽車的數(shù)據(jù)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。最終確定方案采用液壓雙回路前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)系統(tǒng)。除此之外，它還介紹了前后制動(dòng)器、制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要部件的參數(shù)選擇及制動(dòng)管路布置形式等的設(shè)計(jì)過(guò)程。
關(guān)鍵字：制動(dòng)；鼓式制動(dòng)器；盤(pán)式制動(dòng)器；液壓；制動(dòng)管路
I
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
ABSTRACT
The rapid development of the domestic vehicle market, However, with increasing of vehicle, security issues are arising from increasingly attracting attention, the braking system is one of important system of active safety. Therefore, how to design a high-performance braking system, to provide protection for safe driving is the main problem we must solve. In addition, with increasing competition of vehicle market, how to shorten the product development cycle, to improve design efficiency and to lower costs, to improve the market competitiveness of products, and has become a key to success of enterprises.
This paper mainly introduces the design of braking system ,which based on the data of brake system used in LUBAO. Fist of all, braking system’s development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake, analysis is done. At last, the plan adopting the braking system with hydroid two-backway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameter’s choice of main components braking and channel settings.
Key words: braking; brake drum; brake disc; hydroid pressure; Brake pipe
II
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 緒論 1
1.1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 3
1.2 制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 3
1.3 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容 4
第2章 制動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 5
2.1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式的選擇 5
2.2 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式的方案比較選擇 7
2.3 制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng) 9
2.4 本章小結(jié) 10
第3章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 11
3.1 路寶汽車的主要技術(shù)參數(shù) 11
3.2 制動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)及其選擇 11
3.2.1 同步附著系數(shù) 11
3.2.2 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率 12
3.2.3 制動(dòng)器最大的制動(dòng)力矩 13
3.3 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 14
3.3.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 14
3.3.2 盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 16
3.4 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 17
3.4.1 鼓式制動(dòng)器摩擦片上的制動(dòng)力矩 17
3.4.2 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)塊上的制動(dòng)力矩 21
3.4.3 制動(dòng)器的效能因數(shù) 22
3.5 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 26
3.6 制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算 26
3.7 駐車制動(dòng)計(jì)算 27
3.8 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28
3.8.1 制動(dòng)鼓 28
3.8.2 制動(dòng)蹄 29
3.8.3 制動(dòng)底板 29
3.8.4 制動(dòng)蹄的支承 29
3.8.5 制動(dòng)輪缸 29
3.8.6 制動(dòng)盤(pán) 30
3.8.7 制動(dòng)鉗 30
3.8.8 制動(dòng)塊 30
3.8.9 摩擦材料 30
3.8.10 制動(dòng)摩擦襯片 31
3.8.11 制動(dòng)器間隙 31
3.9 制動(dòng)蹄支承銷剪切應(yīng)力計(jì)算 32
3.10 本章小結(jié) 34
第4章 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 35
4.1 輪缸直徑與工作容積 35
4.1.1 盤(pán)式制動(dòng)器直徑與工作容積 35
4.1.2 鼓式制動(dòng)器直徑與工作容積 36
4.2 制動(dòng)主缸直徑與工作容積 36
4.3 制動(dòng)輪缸活塞寬度與缸筒的壁厚 37
4.3.1 盤(pán)式制動(dòng)輪缸活塞寬度與缸筒壁厚 37
4.3.2 盤(pán)式制動(dòng)器活塞寬度與缸筒壁厚 38
4.4 制動(dòng)主缸行程的計(jì)算 38
4.5 制動(dòng)主缸活塞寬度與缸筒的壁厚 39
4.5.1 制動(dòng)主缸活塞寬度 39
4.5.2 制動(dòng)主缸筒的壁厚 39
4.6 制動(dòng)踏板力與踏板行程 39
4.7 真空助力器 41
4.8 制動(dòng)液的選擇與使用 42
4.9 制動(dòng)力分配的調(diào)節(jié)裝置 43
4.9.1 感載比例閥 43
4.10 本章小結(jié) 44
結(jié)論 45
參考文獻(xiàn) 46
致謝 47
附錄 48
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義
汽車制動(dòng)器是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分,是汽車行駛安全的重要部件之一.作為一種新型的制動(dòng)部件,盤(pán)式制動(dòng)器與傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器比較，具有散熱快、重量輕 、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、制動(dòng)效果穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好、耐高溫性能好等優(yōu)勢(shì)，隨著高速公路發(fā)展和車流密度增大，出現(xiàn)了頻繁的交通事故。而盤(pán)式制動(dòng)器，尤其是浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器以其優(yōu)越的制動(dòng)性能已得到了汽車制造廠家及用戶的極大關(guān)注，有著非常好的發(fā)展前景。從汽車誕生時(shí)起，車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。眾多的汽車工程師在改進(jìn)汽車制動(dòng)性能的研究中傾注了大量的心血。目前關(guān)于汽車制動(dòng)的研究主要集中在制動(dòng)控制方面，包括制動(dòng)控制的理論和方法，以及采用新的技術(shù)。
汽車制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車、使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（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。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)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)系統(tǒng)工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能作為制動(dòng)系重要組成部分之一的制動(dòng)器在我國(guó)發(fā)展前景廣闊，目前乘用車主要采用前盤(pán)后鼓式和全盤(pán)式制動(dòng)器，20%的乘用車采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器，商用車主要采用全鼓式制動(dòng)器，只有高檔客車和有特殊需求的車輛才采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器和全盤(pán)式制動(dòng)器。隨著對(duì)汽車制動(dòng)性能的提高，越來(lái)越多的先進(jìn)電子制動(dòng)技術(shù)得到采用。
制動(dòng)器作為制動(dòng)系中直接作用制約汽車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)健裝置，車輪制動(dòng)器主要用作行車制動(dòng)裝置，有的也兼作駐車制動(dòng)之用，而中央制動(dòng)器則僅用于駐車制動(dòng)，當(dāng)然也可起應(yīng)急制動(dòng)的作用。汽車制動(dòng)器按其在汽車上的位置分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器，前者是安裝在車輪處，后者則安裝在傳動(dòng)系的某軸上。制動(dòng)器是將汽車的動(dòng)能以摩擦方式轉(zhuǎn)化為熱能并加以吸收的機(jī)構(gòu)，不僅要按產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力的條件，還要按能量容量和磨損壽命足夠的條件來(lái)確定制動(dòng)器。為確保制動(dòng)穩(wěn)定性可靠，熱穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)，造價(jià)低，現(xiàn)今的制動(dòng)器產(chǎn)品無(wú)論從性能、結(jié)構(gòu)方面，還是生產(chǎn)制造方式和操縱控制方面，都在發(fā)生著諸多的變化。它們大大地優(yōu)化了制動(dòng)器各方面的性能，從某種程度上看,這些變化也反映了汽車制動(dòng)器的發(fā)展方向。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、易于連接而且街頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車用車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。在國(guó)內(nèi)主要從事鼓式制動(dòng)器總成的企業(yè)有萬(wàn)向錢潮、亞太機(jī)電、重慶紅宇等一些企業(yè)。2004年前八家企業(yè)產(chǎn)量集中度達(dá)到85.4%。隨著近幾年汽車盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展，液壓鼓式制動(dòng)器目前只在一些比較低檔的經(jīng)濟(jì)型轎車上在使用。根據(jù)慧聰汽車市場(chǎng)研究所最新的統(tǒng)計(jì)表明，2008年1～7月，我國(guó)乘用車中剎車制動(dòng)器用鼓式制動(dòng)器只占20%，并且鼓式制動(dòng)器目前已經(jīng)徹底退出前輪制動(dòng)。自2000年以來(lái)，我國(guó)盤(pán)式制動(dòng)器市場(chǎng)需求增長(zhǎng)速度發(fā)展非?？?。從中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的情況來(lái)看，2000年我國(guó)盤(pán)式制動(dòng)器的產(chǎn)量只有57.58萬(wàn)套，到2004年迅速增長(zhǎng)到468.72萬(wàn)套，增長(zhǎng)7倍多，年平均增長(zhǎng)率高達(dá)68.9%，2007年增長(zhǎng)至1000萬(wàn)套。過(guò)去5年里，我國(guó)盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)用的增長(zhǎng)非常迅速。
汽車制動(dòng)器按其在汽車上的位置分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器，前者是安裝在車輪處，后者則安裝在傳動(dòng)系的某軸上，例如變速器第二軸的后端或傳動(dòng)軸的前端。摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀又可分為鼓式和盤(pán)式兩大類。
鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是一對(duì)帶有摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者又安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則又緊固于前梁或后橋殼的突緣上(對(duì)車輪制動(dòng)器)或變速器殼或與其相固定的支架上(對(duì)中央制動(dòng)器)；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為固定在輪轂上或變速器第二軸后端的制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面和制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作某些汽車的中央制動(dòng)器，現(xiàn)代汽車已很少采用。由于外束型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱為帶式制動(dòng)器，而且在汽車上已很少采用，所以內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱為鼓式制動(dòng)器，而通常所說(shuō)的鼓式制動(dòng)器即是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。
盤(pán)式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件是一個(gè)垂向安放且以兩側(cè)面為工作面的制動(dòng)盤(pán)，其固定摩擦元件一般是位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)并帶有摩擦片的制動(dòng)塊。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)被兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊時(shí)，摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動(dòng)盤(pán)上的摩擦力矩。盤(pán)式制動(dòng)器常用作轎車的車輪制動(dòng)器，也可用作各種汽車的中央制動(dòng)器。車輪制動(dòng)器主要用作行車制動(dòng)裝置，有的也兼作駐車制動(dòng)之用；而中央制動(dòng)器則僅用于駐車制動(dòng)，當(dāng)然也可起應(yīng)急制動(dòng)的作用。
隨著我國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,特別是轎車工業(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，汽車上采用盤(pán)式制動(dòng)器配置正逐步在我國(guó)形成規(guī)模。特別是在提高整車性能、保障安全、提高乘車者的舒適性等方面都發(fā)揮了很大的作用, 預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，隨著我國(guó)公路交通條件的改善，高等級(jí)公路的發(fā)展，新法則要求的實(shí)施，車輛性能的不斷提高，盤(pán)式制動(dòng)器作為新型的能提高汽車主動(dòng)安全性的產(chǎn)品將會(huì)得到快速的推廣和應(yīng)用，有著廣闊市場(chǎng)前景?，F(xiàn)在汽車盤(pán)式制動(dòng)器的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)注重的問(wèn)題主要是：提高制動(dòng)器的制動(dòng)效能、防止塵污和銹蝕、減輕重量、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本、向電子報(bào)警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展，以及實(shí)用性更強(qiáng)與壽命更長(zhǎng)等。
1.2制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車制動(dòng)系是汽車底盤(pán)上的一個(gè)重要系統(tǒng),它是制約汽車運(yùn)動(dòng)的裝置。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對(duì)安全性、可靠性要求越來(lái)越高，為保證人身和車輛的安全，必須為汽車配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。
雖然近幾年從德國(guó)大眾、法國(guó)雷諾、美國(guó)通用等國(guó)外汽車引進(jìn)了轎車，不少零配件的國(guó)產(chǎn)率也比較高，但引進(jìn)的主要是總成和零配件，沒(méi)有引進(jìn)開(kāi)發(fā)技術(shù)，至于輕型客貨車的開(kāi)發(fā)技術(shù)引進(jìn)就更少了，所以我國(guó)自行開(kāi)發(fā)輕型客貨車及其轎車的能力，跟汽車發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還是很大。近年來(lái)我國(guó)出版過(guò)很多汽車制動(dòng)方面的著作，但是從數(shù)量上還是不能滿足汽車工業(yè)發(fā)展的要求。特別是在汽車制動(dòng)器的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相差很大，許多尖端技術(shù)還不能了解。所以對(duì)于研究設(shè)計(jì)制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，在我國(guó)有著非常重要的影響。
哈飛路寶是哈飛汽車?yán)^哈飛中意之后與意大利Pininfarina公司聯(lián)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款兩廂五門(mén)轎車,其特點(diǎn):車身小巧、內(nèi)飾外觀精美、安全性能高、動(dòng)力強(qiáng)勁、油耗低，排放根據(jù)需求可分別達(dá)到歐洲Ⅱ號(hào)與歐洲Ⅲ號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。路寶汽車制動(dòng)器是前輪盤(pán)式制動(dòng)器，后輪鼓式制動(dòng)器，相比四輪都采用盤(pán)式制動(dòng)器，這種設(shè)計(jì)方式初衷是使其更經(jīng)濟(jì)。因?yàn)閷?duì)路寶汽車的消費(fèi)人群來(lái)說(shuō)，選路寶本身就因?yàn)槠鋬?yōu)秀的性價(jià)比，所以需要為其設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的制動(dòng)器。
通過(guò)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)汽車安全性有直接影響.因此,制動(dòng)器型式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)汽車的整車設(shè)計(jì)極其重要。通過(guò)制動(dòng)器設(shè)計(jì)熟悉汽車總成和零件設(shè)計(jì)。
1.3制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1）研究、確定制動(dòng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)形式。
（2）研究、確定制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成
1）設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)示意圖。
2）駐車制動(dòng)采用的形式。
3）是否需要有輔助制動(dòng)。
（3）汽車必需制動(dòng)力及其前后分配的確定 。
（4） 確定制動(dòng)器制動(dòng)力、摩擦片壽命及構(gòu)造、參數(shù)。
（5） 制動(dòng)器零件設(shè)計(jì)及作圖。
（6） 制動(dòng)操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
（7） 管路設(shè)計(jì)及布置
第2章 制動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
汽車制動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，主要涉及制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式選擇，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇，制動(dòng)管路布置結(jié)構(gòu)型式的選擇等三個(gè)方面。本章將就這三個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行分析論證。
2.1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式的選擇
車輪制動(dòng)器主要用于行車制動(dòng)系統(tǒng)，有時(shí)也兼作駐車制動(dòng)之用。制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式、和電磁式等三種形式。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)，但因成本太高，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)器一般只用緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器[2]。
摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)不同，可以分為鼓式、盤(pán)式和帶式三種。帶式只用于中央制動(dòng)器；鼓式和盤(pán)式應(yīng)用最為廣泛。鼓式制動(dòng)器廣泛應(yīng)用于商用車，同時(shí)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低。
鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是一對(duì)帶有摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者又安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則又緊固于前梁或后橋殼的凸緣上(對(duì)車輪制動(dòng)器)或變速器殼或與其相固定的支架上(對(duì)中央制動(dòng)器)；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為固定在輪轂上或變速器第二軸后端的制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面和制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器?，F(xiàn)外束型鼓式制動(dòng)器主要用于中央制動(dòng)器的設(shè)計(jì)[1]。
相對(duì)于鼓式制動(dòng)器盤(pán)式制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）熱穩(wěn)定性好；
（2）水穩(wěn)定性好；
（3）制動(dòng)穩(wěn)定性好；
（4）制動(dòng)力矩與汽車前進(jìn)和后退等行駛狀態(tài)無(wú)關(guān)；
（5）在輸出同樣大小的制動(dòng)力矩的條件下，盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量比鼓式制動(dòng)器的要??；
（6）盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦襯塊比鼓式制動(dòng)器的摩擦襯片在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，維修、保養(yǎng)容易；
（7）制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊間的間隙小，一次縮短了油缸活塞的操作時(shí)間，并使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳動(dòng)比有增大的可能；
（8）制動(dòng)盤(pán)的熱膨脹量不會(huì)像制動(dòng)鼓熱膨脹那樣引起制動(dòng)踏板行程損失，這也使得間隙自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化；
（9）易于構(gòu)成多回路制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性與安全性，以保證汽車在任何車速下各車輪都能均勻一致地平穩(wěn)制動(dòng)；
（10）能方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器磨損報(bào)警，能及時(shí)地更換摩擦襯片。
作為一款微型車，出于制造維修成本以及制動(dòng)效能等方面考慮，采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器。
鼓式制動(dòng)器可按其制動(dòng)蹄的受力情況分類(見(jiàn)圖2.1)，它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀況以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同[2]。
（a） （b） （c）
（d） （e） （f）
圖2.1鼓式制動(dòng)器簡(jiǎn)圖
（a）領(lǐng)從蹄式（凸輪張開(kāi)）；（b）領(lǐng)從蹄式（制動(dòng)輪缸張開(kāi)）；（c）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）；
（d）雙向雙領(lǐng)蹄式；（e）單向增力式；（f）雙向增力式
制動(dòng)蹄按其張開(kāi)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向是否一致，有領(lǐng)蹄和從蹄之分。制動(dòng)蹄張開(kāi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動(dòng)蹄，稱為領(lǐng)蹄；反之，則稱為從蹄。
領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；便于附裝駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片之間的間隙。因此得到廣泛的應(yīng)用，特別是用于乘用車和總質(zhì)量較小的商用車的后輪制動(dòng)器[2]。路寶總質(zhì)量較小，因此采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器。
按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)來(lái)分，盤(pán)式制動(dòng)器分為鉗盤(pán)制動(dòng)器和全盤(pán)制動(dòng)器兩大類。全盤(pán)制動(dòng)器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均為圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦便面全部接觸。這種制動(dòng)器的散熱性差，為此，多采用油冷式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
前盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式可分為固定鉗盤(pán)和浮動(dòng)鉗盤(pán)兩種。其中浮動(dòng)前盤(pán)式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤(pán)的一側(cè)裝油缸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂。因此作為路寶車前制動(dòng)器采用浮動(dòng)前盤(pán)式制動(dòng)器。
2.2 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式的方案比較選擇
根據(jù)制動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)以及伺服制動(dòng)三大類型。而力的傳遞方式又有機(jī)械式、液壓式、氣壓式和氣壓-液壓式的區(qū)別，如表2.1所示。
表2.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式
制動(dòng)力源
力的傳遞方式
用途
型式
制動(dòng)力源
工作介質(zhì)
型式
工作介質(zhì)
簡(jiǎn)單制動(dòng)系
（人力制動(dòng)系）
司機(jī)體力
機(jī)械式
桿系或鋼絲繩
僅限于駐車制動(dòng)
液壓式
制動(dòng)液
部分微型汽車的行車制動(dòng)
動(dòng)力制動(dòng)系
氣壓動(dòng)力
制動(dòng)系
發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力
空氣
氣壓式
空氣
中、重型汽車的行車制動(dòng)
氣壓-液壓式
空氣、制動(dòng)液
液壓動(dòng)力
制動(dòng)系
制動(dòng)液
液壓式
制動(dòng)液
伺服制動(dòng)系
真空伺服
制動(dòng)系
司機(jī)體力與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力
空氣
液壓式
制動(dòng)液
轎車，微、輕、中型汽車的行車制動(dòng)
氣壓
制動(dòng)系
空氣
液壓伺服
制動(dòng)系
制動(dòng)液
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[2]。
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：作用滯后時(shí)間較短(0.1～0.3s)；工作壓力高(可達(dá)10～20MPa)，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(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)量小；機(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[２]。
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)力制動(dòng)中便不復(fù)存在，從而可使踏板力較小，同時(shí)又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭?
氣壓制動(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；管路中壓力的建立和撤除都較慢，即作用滯后時(shí)間較長(zhǎng)(0.3s～0.9s)，因而增加了空駛距離和停車距離，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——繼動(dòng)閥(亦稱加速閥)以及快放閥；管路工作壓力低，一般為0.5MPa～0.7MPa，因而制動(dòng)氣室的直徑必須設(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)[３]。
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)生所需的液壓并傳入輪缸。
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。真空伺服制動(dòng)的伺服用真空度(負(fù)壓)一般可達(dá)0.05MPa～0.07MPa；空氣伺服制動(dòng)的伺服氣壓一般能達(dá)到0.6MPa～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服氣室的小得多。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)多用于總質(zhì)量在1.1t～1.35t以上的轎車和裝載質(zhì)量在6t以下的輕、中型貨車，空氣伺服制動(dòng)則廣泛用于裝載質(zhì)量為6t～12t的中、重型貨車，以及少數(shù)幾種高級(jí)轎車上。本次設(shè)計(jì)采用真空助力式伺服制動(dòng)系統(tǒng)。
2.3 制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng)
為了提高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，即應(yīng)是雙管路的。應(yīng)將汽車的全部行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分成兩個(gè)或更多個(gè)相互獨(dú)立的回路，以便當(dāng)一個(gè)回路失效后，其他完好的回路仍能可靠地工作。根據(jù)GB 7258—2004規(guī)定制動(dòng)系統(tǒng)部分管路失效的情況下，應(yīng)能有一定的制動(dòng)力。
（a） （b） （c） （d） （e）
1—雙腔制動(dòng)主缸；2—雙回路系統(tǒng)的一個(gè)分路；3—雙回路的另一分路
圖2.2雙軸汽車液壓雙回路系統(tǒng)的5種分路方案
圖2.2為雙軸汽車的液壓式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的雙回路系統(tǒng)的五種分路方案圖。選擇分路方案時(shí)主要是考慮其制動(dòng)效能的損失程度、制動(dòng)力的不對(duì)稱情況和回路系統(tǒng)的復(fù)雜程度等。
圖2.2(a)為前、后輪制動(dòng)管路各成獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即一軸對(duì)一軸的分路型式，簡(jiǎn)稱Ⅱ型。其特點(diǎn)是管路布置最為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動(dòng)氣室)鼓式制動(dòng)器相配合，成本較低。在各類汽車上都有采用，但在貨車上用得最廣泛。這一分路方案若后輪制動(dòng)管路失效，則一旦前輪抱死就會(huì)失去轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。對(duì)于前驅(qū)動(dòng)的轎車，當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)效能將顯著降低并小于正常情況下的一半，另外由于后橋負(fù)荷小于前軸，則過(guò)大的踏板力會(huì)使后輪抱死導(dǎo)致汽車甩尾。
圖2.2(b)為前、后輪制動(dòng)管路呈對(duì)角連接的兩個(gè)獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路，稱交叉型，簡(jiǎn)稱X型。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，一回路失效時(shí)仍能保持50%的制動(dòng)效能，并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒(méi)有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。此時(shí)前、后各有一側(cè)車輪有制動(dòng)作用使制動(dòng)力不對(duì)稱，導(dǎo)致前輪將朝制動(dòng)起作用車輪的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車失去方向穩(wěn)定性。所以具有這種分路方案的汽車，其主銷偏移距應(yīng)取負(fù)值(至20mm)，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，所以多用于中、小型轎車。
圖2.2(c)的每側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸與全部后制動(dòng)器輪缸構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的回路；而兩前制動(dòng)器的另半數(shù)輪缸構(gòu)成另一回路?？煽闯墒且惠S半對(duì)半個(gè)軸的分路型式，簡(jiǎn)稱HI型。
圖2.2(e)的兩個(gè)獨(dú)立的回路均由每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個(gè)軸對(duì)前、后半個(gè)軸的分路型式。簡(jiǎn)稱HH型。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制動(dòng)效能最好。
HI，LL，HH型的結(jié)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)力比值均與正常情況下相同，剩余總制動(dòng)力LL型可達(dá)正常值的80%而HH型約為50%左右。HI型單用回路3(見(jiàn)圖2.2(c)，即一軸半)時(shí)剩余制動(dòng)力較大，但此時(shí)與LL型一樣，在緊急制動(dòng)時(shí)后輪極易先抱死。
本次設(shè)計(jì)采用圖2.2(a)所示前、后輪制動(dòng)管路各成獨(dú)立的的Ⅱ回路系統(tǒng)符合了GB 7258—2004對(duì)制動(dòng)管路布置的要求。
2.4 本章小結(jié)
本章主要對(duì)路寶汽車制動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較和論證選擇，通過(guò)對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式，制動(dòng)管路布置的結(jié)構(gòu)型式三個(gè)方面對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了整體上的選擇。
第3章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算
車輪制動(dòng)器是行車制動(dòng)系的重要部件。按GB7258-2004的規(guī)定，行車制動(dòng)必須作用在車輛的所有的車輪上。
3.1 路寶汽車的主要技術(shù)參數(shù)
在制動(dòng)器設(shè)計(jì)中需預(yù)先給定的整車參數(shù)如表3.1所示
表3.1 路寶整車參數(shù)
已知參數(shù)
路寶
軸距L（mm）
2335
整車整備質(zhì)量（Kg）
895
滿載質(zhì)量（Kg）
1270
滿載時(shí)質(zhì)心距前軸中心線的距離（mm）
1320
滿載時(shí)質(zhì)心距后軸中心線的距離（mm）
1010
空載時(shí)質(zhì)心高度（mm）
470
滿載時(shí)質(zhì)心高度（mm）
370
車輪工作半徑（m）
0.272
輪 胎
165/65 R13
3.2 制動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)及其選擇
3.2.1 同步附著系數(shù)
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，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死，當(dāng)汽車在不同值的路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下三種情況[4]。
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，這時(shí)也是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。為了防止汽車制動(dòng)時(shí)前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過(guò)程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無(wú)任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)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。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。
現(xiàn)代的道路條件大為改善，汽車行駛速度也大為提高，因而汽車因制動(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)滑甚至甩尾會(huì)發(fā)生掉頭而喪失操縱穩(wěn)定性，因此后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的，所以各類轎車和一般載貨汽車的值均有增大趨勢(shì)。國(guó)外有關(guān)文獻(xiàn)推薦滿載時(shí)的同步附著系數(shù)：轎車??；貨車取為宜。參考與同類車型的值，取。
3.2.2 制動(dòng)力矩分配系數(shù)及制動(dòng)強(qiáng)度
根據(jù)選定的同步附著系數(shù)，已知：
（3.2）
式中：——汽車軸距，mm；
——制動(dòng)力分配系數(shù)；
——滿載時(shí)汽車質(zhì)心距前軸中心的距離；
——滿載時(shí)汽車質(zhì)心距后軸中心的距離；
——滿載時(shí)汽車質(zhì)心高度。
求得：
進(jìn)而求得：q==0.68???
3.2.3 制動(dòng)器最大的制動(dòng)力矩
為保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性，應(yīng)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。所以，雙軸汽車前、后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前、后輪同時(shí)抱死的制動(dòng)力之比為：
（3.3）
式中：——汽車質(zhì)心離前、后軸的距離；
——同步附著系數(shù)；
——汽車質(zhì)心高度。
制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車輪的計(jì)算力矩所制約，即
（3.4）
式中：——前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，；
——后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，；
——作用于前軸車輪上的地面法向反力；
——作用于后軸車輪上的地面法向反力；
——車輪的有效半徑。
對(duì)于選取較大值的各類汽車，應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來(lái)確定各軸的最大制動(dòng)力矩。當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度，故所需的后軸和前軸制動(dòng)力矩為
（3.5）
（3.6）
式中：——該車所能遇到的最大附著系數(shù)；
——制動(dòng)強(qiáng)度；
——車輪有效半徑。
N?m
N?m
單個(gè)車輪制動(dòng)器應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩為 、的一半，為611.36N?m 和542.14N?m。
3.3 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.3.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)
1、制動(dòng)鼓直徑
輪胎規(guī)格為165/65 R13???
輪輞為13in??
表3.2 制動(dòng)鼓內(nèi)徑
輪輞直徑 英寸
12
13
14
15
16
制動(dòng)鼓內(nèi)徑
轎車
180
200
240
260
----
貨車
220
240
260
300
320
查表3.2得制動(dòng)鼓內(nèi)徑D=200mm
D==330mm
根據(jù)轎車在0.64～0.74之間選取
取=0.64
D=211.2mm，
2、制動(dòng)蹄摩擦片寬度、制動(dòng)蹄摩擦片的包角和單個(gè)制動(dòng)器摩擦面積
由《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》的規(guī)定，選取制動(dòng)蹄摩擦片寬度mm；摩擦片厚度mm。
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(guò)高將加速磨損。包角也不宜大于，因?yàn)檫^(guò)大不僅不利于散熱，而且易使制動(dòng)作用不平順，甚至可能發(fā)生自鎖。
綜上所述選取領(lǐng)蹄，從蹄
單個(gè)制動(dòng)器摩擦面積：
（3.7）
式中：——單個(gè)制動(dòng)器摩擦面積，mm2
——制動(dòng)鼓內(nèi)徑，mm；
——制動(dòng)蹄摩擦片寬度，mm；
——分別為兩蹄的摩擦襯片包角，（）。
cm2
表3.3 制動(dòng)器襯片摩擦面積
汽車類別
汽車總質(zhì)量t
單個(gè)制動(dòng)器摩擦面積cm2
轎車
客車與貨車
（多為）
（多為）
由表3.3數(shù)據(jù)可知設(shè)計(jì)符合要求。
圖3.1鼓式制動(dòng)器的主要幾何參數(shù)
3、摩擦襯片起始角
摩擦襯片起始角如圖3.1所示。通常是將摩擦襯片布置在制動(dòng)蹄外緣的中央，并令。
領(lǐng)蹄包角
從蹄包角
4、張開(kāi)力的作用線至制動(dòng)器中心的距離
在滿足制動(dòng)輪缸布置在制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離（見(jiàn)圖3.4）盡可能地大，以提高其制動(dòng)效能。初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫取，根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的實(shí)際情況取mm
5、制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)位置與
如圖3.4所示，制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)尺寸盡可能地小設(shè)計(jì)時(shí)常取mm，以使盡可能地大，初步設(shè)計(jì)可暫取，根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況取mm。
6、摩擦片摩擦系數(shù)
選擇摩擦片時(shí)，不僅希望起摩擦系數(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。不宜單純的追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對(duì)摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動(dòng)器對(duì)摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求。后者對(duì)蹄式制動(dòng)器是非常重要的各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為，少數(shù)可達(dá)0.7。一般說(shuō)來(lái)，摩擦系數(shù)越高的材料，其耐磨性能越差。所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)，并非一定要追求最高摩擦系數(shù)的材料。當(dāng)前國(guó)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)=0.35~0.4已不成問(wèn)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=0.3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(duì)人體無(wú)害的材料。
3.3.2 盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)
1、制動(dòng)盤(pán)直徑D
制動(dòng)盤(pán)直徑D希望盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得以增大，就可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。但制動(dòng)盤(pán)的直徑D受輪輞直徑的限制，通常，制動(dòng)盤(pán)的直徑D選擇輪輞直徑的70％～79％，而總質(zhì)量大于2t的汽車應(yīng)取上限
D=0.33074%=0.24m
取制動(dòng)盤(pán)直徑mm
2、制動(dòng)盤(pán)厚度h
制動(dòng)盤(pán)厚度h直接影響著制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動(dòng)盤(pán)厚度應(yīng)取得適當(dāng)小些；為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫升，制動(dòng)盤(pán)厚度又不宜過(guò)小。實(shí)心盤(pán)的厚度選擇10mm～20mm，選擇制動(dòng)盤(pán)厚度為h=10mm。
3、摩擦襯塊工作面積A
推薦根據(jù)制動(dòng)器摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在范圍內(nèi)選取且工作表面的面積僅為制動(dòng)盤(pán)面積的12％～6％，同類車型比較選取面積為60。
4、摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑
推薦摩擦襯塊的外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作時(shí)摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會(huì)不均勻，接觸面積將減小，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。取摩擦襯塊外半徑，內(nèi)半徑
則摩擦襯塊半徑選取符合要求。
3.4 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.4.1鼓式制動(dòng)器摩擦片上的制動(dòng)力矩
在計(jì)算鼓式制動(dòng)器時(shí)，必須建立制動(dòng)蹄對(duì)制動(dòng)鼓的壓緊力與所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩之間的關(guān)系。
為計(jì)算有一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄片上的力矩，在摩擦襯片表面上取一橫向單元面積，并使其位于與軸的交角為處，單元面積為。，其中b為摩擦襯片寬度，R為制動(dòng)鼓半徑，為單元面積的包角，如圖3.2所示。
圖3.2 支承銷式制動(dòng)蹄
由制動(dòng)鼓作用在摩擦襯片單元面積的法向力為：
(3.8)
而摩擦力產(chǎn)生的制動(dòng)力矩為
在由至區(qū)段上積分上式，得
(3.9)
當(dāng)法向壓力均勻分布時(shí)，
(3.10)
圖3.3 張開(kāi)力計(jì)算用圖
增勢(shì)蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩可表達(dá)如下：
(3.11)
式中:——單元法向力的合力；
——摩擦力的作用半徑(見(jiàn)圖3.3)。
如果已知制動(dòng)蹄的幾何參數(shù)和法向壓力的大小，便可算出蹄的制動(dòng)力矩。
為了求得力與張開(kāi)力的關(guān)系式，寫(xiě)出制動(dòng)蹄上力的平衡方程式：
(3.12)
式中：——軸與力的作用線之間的夾角；
——支承反力在工：軸上的投影。
解式(3.8)，得
(3.13)
對(duì)于增勢(shì)蹄可用下式表示為
(3.14)
對(duì)于減勢(shì)蹄可類似地表示為
(3.15)
圖3.4 制動(dòng)力矩計(jì)算用圖
為了確定，及，，必須求出法向力N及其分量。如果將(見(jiàn)圖3.4)看作是它投影在軸和軸上分量和的合力，則有：
(3.16)
因此對(duì)于領(lǐng)蹄：
(3.17)
式中：。
考慮到
(3.18)
則有
(3.19)
由于設(shè)計(jì)和相同，因此和值也近似取相同的。對(duì)具有兩蹄的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，其制動(dòng)鼓上的制動(dòng)力矩等于兩蹄摩擦力矩之和，即
（3.20）
由式（3.14）和式（3.15）知
對(duì)于液壓驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，，所需的張開(kāi)力為
N?m (3.21)
計(jì)算蹄式制動(dòng)器時(shí)，必須檢查蹄有無(wú)自鎖的可能，由式(3.14)得出自鎖條件。當(dāng)該式的分母等于零時(shí)，蹄自鎖：
(3.22)
(3.23)
成立，不會(huì)自鎖。
由式(3.24)和式(3.29)可求出領(lǐng)蹄表面的最大壓力為：
(3.24)
=
=2.10pa
式中：，，，，，——見(jiàn)圖3.3；
，——見(jiàn)圖3.4；
——摩擦襯片寬度；
——摩擦系數(shù)。
因此鼓式制動(dòng)器參數(shù)選取符合設(shè)計(jì)要求。
3.4.2 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)塊上的制動(dòng)力矩
盤(pán)式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖如圖3.5所示，今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤(pán)接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為
（3.25）
式中： ——摩擦系數(shù)；
N——單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力(見(jiàn)圖3.8)；
R——作用半徑。
圖3.5 盤(pán)式制動(dòng)器計(jì)算用圖 圖3.6 鉗盤(pán)式制動(dòng)器作用半徑計(jì)算用圖
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。如圖3.6所示，平均半徑為
式中 ，——扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。
根據(jù)圖3.6，在任一單元面積只上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤(pán)中心的力矩為，式中q為襯塊與制動(dòng)盤(pán)之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤(pán)上的制動(dòng)力矩為
單側(cè)襯塊給予制動(dòng)盤(pán)的總摩擦力為
得有效半徑為
令，則有
（3.26）
因，，故。當(dāng)，，。但當(dāng)m過(guò)小，即扇形的徑向?qū)挾冗^(guò)大，襯塊摩擦表面在不同半徑處的滑磨速度相差太大，磨損將不均勻，因而單位壓力分布將不均勻，則上述計(jì)算方法失效。
由求得：
N
3.4.3 制動(dòng)器效能因數(shù)
制動(dòng)器因數(shù)又稱為制動(dòng)器效能因數(shù)。其實(shí)質(zhì)是制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩，用于評(píng)比不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器的效能。制動(dòng)器因數(shù)可定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即
（3.27）
式中：——制動(dòng)器效能因數(shù)
——制動(dòng)器的摩擦力矩；
——制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑；
——輸入力，一般取加于兩制動(dòng)蹄的張開(kāi)力(或加于兩制動(dòng)塊的壓緊力)的平均值為輸入力。
對(duì)于鼓式制動(dòng)器，設(shè)作用于兩蹄的張開(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，兩蹄給予制動(dòng)鼓的摩擦力矩分別為和，則兩蹄的效能因
數(shù)即制動(dòng)蹄因數(shù)分別為：
（3.28）
（3.29）
整個(gè)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)則為
（3.30）
當(dāng)時(shí)，則
（3.31）
蹄與鼓間作用力的分布，其合力的大小、方向及作用點(diǎn)，需要較精確地分析、計(jì)算才能確定。今假設(shè)在張力P的作用下制動(dòng)蹄摩擦襯片與鼓之間作用力的合力N如圖3.7所示作用于襯片的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 及為結(jié)構(gòu)尺寸，如圖3.7所示。
圖3.7 鼓式制動(dòng)器的簡(jiǎn)化受力圖
對(duì)領(lǐng)蹄取繞支點(diǎn)A的力矩平衡方程，即
（3.32）
由上式得領(lǐng)蹄的制動(dòng)蹄因數(shù)為
（3.33）
當(dāng)制動(dòng)鼓逆轉(zhuǎn)時(shí)，上述制動(dòng)蹄便又成為從蹄，這時(shí)摩擦力的方向與圖3.7所
示相反，用上述分析方法，同樣可得到從蹄繞支點(diǎn)A的力矩平衡方程，即
（3.34）
（3.35）
由式(3-33)可知：當(dāng)趨近于占時(shí)，對(duì)于某一有限張開(kāi)力，制動(dòng)鼓摩擦力
趨于無(wú)窮大。這時(shí)制動(dòng)器將自鎖。自鎖效應(yīng)只是制動(dòng)蹄襯片摩擦系數(shù)和制動(dòng)器幾何尺
寸的函數(shù)。
通過(guò)上述對(duì)領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器制動(dòng)蹄因數(shù)的分析與計(jì)算可以看出，領(lǐng)蹄由于摩擦力
對(duì)蹄支點(diǎn)形成的力矩與張開(kāi)力對(duì)蹄支點(diǎn)的力矩同向而使其制動(dòng)蹄因數(shù)值大，而從蹄則
由于這兩種力矩反向而使其制動(dòng)蹄因數(shù)值小。兩者在=0.3～0.35范圍內(nèi)，當(dāng)張開(kāi)力時(shí)，相差達(dá)3倍之多。就整個(gè)鼓式制動(dòng)器而言，也在不同程度上存在以為表征的效能本身與其穩(wěn)定性之間的矛盾。由于盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)對(duì)摩擦系數(shù)的導(dǎo)數(shù)為常數(shù)，因此其效能穩(wěn)定性最好。下面對(duì)支承銷式領(lǐng)—從蹄制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。
單個(gè)領(lǐng)蹄的制動(dòng)蹄因數(shù)BFTl
(3.36)
單個(gè)從蹄的制動(dòng)蹄因數(shù)BFT2
(3.37)
以上兩式中：
以上各式中有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)見(jiàn)圖3.2。
整個(gè)制動(dòng)器因數(shù)為
故符合要求。
3.5 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算
摩擦襯片的磨損，與摩擦副的材質(zhì)、表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。
汽車的制動(dòng)過(guò)程是將其機(jī)械能(動(dòng)能、勢(shì)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)了耗散汽車全部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)熱量來(lái)不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則襯片的磨損愈嚴(yán)重。
制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。比能量耗散率又稱為單位功負(fù)荷或能量負(fù)荷，它表示單位摩擦面積在單位時(shí)間內(nèi)耗散的能量，其單位為W/mm2。
雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器和單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為
(3.38)
式中：——汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；
——汽車總質(zhì)量；
，——汽車制動(dòng)初速度與終速度，m/s；計(jì)算時(shí)總質(zhì)量3.5t以上的貨車取=18m/s；
——制動(dòng)減速度，m/s2，計(jì)算時(shí)取=0.6；
——制動(dòng)時(shí)間，s；
Al，A2——前、后制動(dòng)器襯片的摩擦面積；
——制動(dòng)力分配系數(shù)。
在緊急制動(dòng)到時(shí)，并可近似地認(rèn)為，則有
(3.39)
鼓式制動(dòng)器的比能量耗損率以不大于1.8W/mm2為宜，但當(dāng)制動(dòng)初速度低于式(3.40)下面所規(guī)定的值時(shí)，則允許略大于1.8W/mm2，盤(pán)式制動(dòng)器比能量耗損率以不大于6.0W/mm2為宜。比能量耗散率過(guò)高，不僅會(huì)加速制動(dòng)襯片的磨損，而且可能引起制動(dòng)鼓或盤(pán)的龜裂。
W/mm2 W/mm2
因此，符合磨損和熱的性能指標(biāo)要求。
3.6 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足如下條件
(3.40)
式中：——各制動(dòng)鼓的總質(zhì)量；
——與各制動(dòng)鼓相連的受熱金屬件(如輪轂、輪輻、輪輞等)的總質(zhì)量；
——制動(dòng)鼓材料的比熱容，對(duì)鑄鐵c=482 J/（kg?K），對(duì)鋁合金c=880 J/（kg?K）；
——與制動(dòng)鼓(盤(pán))相連的受熱金屬件的比熱容；
——制動(dòng)鼓(盤(pán))的溫升(一次由=30km/h到完全停車的強(qiáng)烈制溫升不應(yīng)超過(guò)15℃)；
L——滿載汽車制動(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、后軸制動(dòng)力的分配比率分配給前、后制動(dòng)器，即
(3.41)
式中 ——滿載汽車總質(zhì)量；
——汽車制動(dòng)時(shí)的初速度；
——汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)。
盤(pán)式制動(dòng)器：
鼓式制動(dòng)器：
由以上計(jì)算校核可知符合熱容量和溫升的要求。
3.7 駐車制動(dòng)計(jì)算
圖3.8為汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力情況，由此可得出汽車上坡停駐時(shí)的后軸車輪的附著力為：
(3.42)
同樣可求出汽車下坡停駐時(shí)的后軸車輪的附著力為：
(3.43)
圖3.8 汽車在坡路上停駐時(shí)的受力簡(jiǎn)圖
根據(jù)后軸車輪附著力與制動(dòng)力相等的條件可求得汽車在上坡路和下坡路上停駐時(shí)的坡度極限傾角，，即由
(3.44)
求得汽車在上坡時(shí)可能停駐的極限上坡路傾角為
(3.45)
汽車在下坡時(shí)可能停駐的極限下坡路傾角為
(3.46)
一般對(duì)輕型貨車要求不應(yīng)小于16%~20%，汽車列車的最大停駐坡度約為12％左右。
為了使汽車能在接近于由上式確定的坡度為的坡路上停駐，則應(yīng)使后軸上的駐車制動(dòng)力矩接近于由所確定的極限值 (因)，并保證在下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)規(guī)定值。
單個(gè)后輪駐車制動(dòng)器的制動(dòng)上限為
N?m
3.8 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.8.1 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)溫升不應(yīng)超過(guò)極限值。制動(dòng)鼓材料應(yīng)與摩擦襯片相匹配，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)鼓相對(duì)于輪轂的對(duì)中是圓柱表面的配合來(lái)定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動(dòng)鼓內(nèi)工作表面，以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后還需進(jìn)行動(dòng)平衡。其許用不平衡度對(duì)轎車為15N?cm～20 N?cm；對(duì)貨車為30 N?cm～40 N?cm。微型轎車要求其制動(dòng)鼓工作表面的圓度和同軸度公差＜0.03mm，徑向跳動(dòng)量≤0.05mm，靜不平衡度≤1.5N.cm。
制動(dòng)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，但試驗(yàn)表明，壁厚由ll mm增至20 mm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：轎車為7mm～12mm；中、重型載貨汽車為13mm～18mm。制動(dòng)鼓在閉口一側(cè)外緣可開(kāi)小孔，用于檢查制動(dòng)器間隙。本次設(shè)計(jì)采用的材料是灰鑄鐵HT200厚為8mm。
3.8.2 制動(dòng)蹄
轎車和輕型、微型貨車的制動(dòng)蹄廣泛采用T型鋼輾壓或鋼板沖壓—焊接制成；大噸位貨車的制動(dòng)蹄則多用鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁合金制成。制動(dòng)蹄的斷面形狀和尺寸應(yīng)保證其剛度好，但小型車鋼板制的制動(dòng)蹄腹板上有時(shí)開(kāi)有一、兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些，以便使制動(dòng)蹄摩擦襯片與鼓之間的接觸壓力均勻，因而使襯片磨損較為均勻，并減少制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。重型汽車制動(dòng)蹄的斷面有工字形、山字形和Ⅱ字形幾種。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為3—5mm；貨車的約為5～8mm。摩擦襯片的厚度，轎車多用4.5～5mm；貨車多在8mm以上。襯片可以鉚接或粘接在制動(dòng)蹄上，粘接的允許其磨損厚度較大，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。
因此，本設(shè)計(jì)制動(dòng)蹄采用熱軋45號(hào)鋼鋼板沖壓—焊接制成，制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度分別取5mm和4mm。
3.8.3 制動(dòng)底板
制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制動(dòng)底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，故應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板都具有凹凸起伏的形狀。剛度不足會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。
因此，本設(shè)計(jì)制動(dòng)底板采用熱軋45號(hào)鋼鋼板沖壓成形，制動(dòng)底板的厚度取3mm。
3.8.4 制動(dòng)蹄的支承
二自由度制動(dòng)蹄的支承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能使制動(dòng)蹄相對(duì)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)。例如采用偏心支承銷或偏心輪。支承銷由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵(KTH 370—12)或球墨鑄鐵(QT 400—18)件。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(zhǎng)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。有時(shí)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(kāi)機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開(kāi)槽供制動(dòng)蹄腹板張開(kāi)端插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。
本設(shè)計(jì)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，采用支承銷。
3.8.5 制動(dòng)輪缸
是液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開(kāi)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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?；钊舛藟河袖撝频拈_(kāi)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)。由于采用的是領(lǐng)從蹄式的制動(dòng)器，缸體材料采用HT250的鑄鐵，兩個(gè)活塞推動(dòng)。
3.8.6 制動(dòng)盤(pán)
制動(dòng)盤(pán)一般由珠光體灰鑄鐵制成，其結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮帽形兩種。后一種的圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。為了改善冷卻，有的鉗盤(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)，可大大增加散熱面積，但盤(pán)的整體厚度較大。制動(dòng)盤(pán)的工作表面應(yīng)光滑平整。兩側(cè)表面不平行度不應(yīng)大于 0.008mm，并且盤(pán)面擺差不應(yīng)大于 0.1mm。本設(shè)計(jì)制動(dòng)盤(pán)厚度10mm且考慮為經(jīng)濟(jì)車型選用實(shí)心盤(pán)。
3.8.7 制動(dòng)鉗
制動(dòng)鉗由可鍛鑄鐵 K TH370—12 或球墨鑄鐵 QT400—18 制造， 也有用輕合金制造的，可做成整體的，也可做成兩個(gè)由螺栓連接。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。活塞由鑄鋁合金或鋼制造。為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。
3.8.8 制動(dòng)塊
制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌在一起。襯塊多為扇面形，也有矩
形、正方形或長(zhǎng)圓形的?；钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免
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