畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）
設(shè)計(jì)(論文)題目： 輕型載貨汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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摘 要 II
Abstract III
第1章 緒 論 1
1.1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的目的及意義 1
1.2 制動(dòng)系工作原理 2
第2章 制動(dòng)系統(tǒng)的整體布置方案設(shè)計(jì) 3
2.1 輕型貨車主要技術(shù)參數(shù) 3
2.2 汽車制動(dòng)器形式的選擇 3
2.3 鼓式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)及其分類 4
2.4 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 6
2.5 制動(dòng)管路的形式選擇 8
2.6 液壓制動(dòng)主缸方案的設(shè)計(jì) 9
第3章 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 10
3.1 同步附著系數(shù)的確定 10
3.2 前、后輪制動(dòng)力分配系數(shù)B的確定 12
3.3 最大制動(dòng)器制動(dòng)力及力矩的確定 13
3.4 制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)計(jì)算 14
3.5 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 15
3.6 鼓式制動(dòng)器零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
第4章液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 21
4.1制動(dòng)輪缸直徑d的確定 21
4.2 制動(dòng)主缸直徑的確定 22
4.3 制動(dòng)踏板力 22
第5章 制動(dòng)性能分析 24
5.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 24
5.2 制動(dòng)效能 24
5.3 制動(dòng)效能的恒定性 25
5.4 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 25
5.5 前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配 26
5.6 制動(dòng)距離S 29
5.7汽車能夠停留在極限上下坡角度計(jì)算 30
第6章 總 結(jié) 31
參考文獻(xiàn) 32
致 謝 33
IV
摘要
摘 要
本文針對(duì)某型輕型載貨汽車設(shè)計(jì)了一套制動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的車型以及整車參數(shù)，首先確定了制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，分析確定了同步附著系數(shù),然后，根據(jù)確定的同步附著系數(shù)，計(jì)算出制動(dòng)力分配因素、最大制動(dòng)力以及制動(dòng)力矩。確定了鼓式制動(dòng)器的一些參數(shù)以及制動(dòng)器零部件結(jié)構(gòu)。同時(shí)還設(shè)計(jì)確定了制動(dòng)主缸和輪缸的參數(shù)。最后是對(duì)汽車制動(dòng)效能進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算制動(dòng)距離來(lái)判斷其制動(dòng)效能的情況，對(duì)制動(dòng)效能進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果符合要求。利用計(jì)算機(jī)軟件繪制零件及裝配圖。
關(guān)鍵詞：輕型貨車；制動(dòng)系統(tǒng)；鼓式制動(dòng)器；制動(dòng)主缸和輪缸；制動(dòng)效能
Abstract
In this paper, a brake system is designed for a light truck.According to the design of the vehicle and the vehicle parameters, first determine the structure of the braking system, analyzed the synchronous adhesion coefficient, and then, according to the synchronous adhesion coefficient, calculate the braking force distribution factor, the maximum braking force and braking torque. Some parameters of drum brake and the structure of brake parts are determined. At the same time, the parameters of the brake master cylinder and cylinder are also designed. Finally, the braking efficiency is analyzed, and the braking efficiency is judged by calculating the braking distance. The braking efficiency is tested and the results meet the requirements.
Key word:Light truc；Braking system；Stock brake；Brake master cylinder and wheel cylinder；Braking efficiency
第1章緒論
1 緒 論
汽車工業(yè)是反應(yīng)一個(gè)國(guó)家工業(yè)能力的標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)，汽車工業(yè)的前進(jìn)發(fā)展可以大大的提高一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平，可以帶動(dòng)其他行業(yè)的發(fā)展，可以提高我們國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)能力。汽車是重要的交通工具，現(xiàn)代交通運(yùn)輸主要依靠汽車。
我國(guó)社會(huì)不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)體越來(lái)越大，各種各樣的汽車品牌涌入我國(guó)對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展即有足夠的促進(jìn)作用又限制了我國(guó)汽車工業(yè)制造水平的發(fā)展。我國(guó)汽車工業(yè)只是最近幾十年才開(kāi)始建立，相關(guān)的技術(shù)還不夠成熟，所以我們要大力提高我國(guó)的技術(shù)水平，提高我國(guó)汽車制造水平，可以與國(guó)外汽車工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。
隨著汽車制造水平的增加，我國(guó)汽車的數(shù)量越來(lái)越多，交通運(yùn)輸也是越來(lái)越發(fā)達(dá)，而隨之帶來(lái)了一系列的問(wèn)題，其中常見(jiàn)的就是交通安全問(wèn)題，我們可能會(huì)經(jīng)常聽(tīng)到交通事故的發(fā)生。在無(wú)法避免人為因素的前提之下，我們應(yīng)該改善汽車的設(shè)計(jì)制造水平，增加汽車的安性.
合理地設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)可以使得汽車可以快速停止，是一個(gè)非常重要的保證汽車安全性的方法。
1.1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的目的及意義
制動(dòng)系統(tǒng)的用處：首先也就是最常見(jiàn)的也就是：在駕駛員看到障礙物的時(shí)候，制動(dòng)系統(tǒng)可以使得正在向前行駛著的汽車減速直到其停止；還有就是如果已經(jīng)停止的汽車在有坡度的路面上的時(shí)候，制動(dòng)系統(tǒng)可以讓汽車?yán)^續(xù)地保持其靜止不動(dòng)的狀態(tài)；最后就是讓速度過(guò)高的汽車可以以較低的行駛速度行駛。
隨著汽車制造水平的增加，我國(guó)汽車的數(shù)量越來(lái)越多，交通運(yùn)輸也是越來(lái)越發(fā)達(dá)。尤其是道路的建設(shè)使得汽車的速度越來(lái)越快，而隨之帶來(lái)了一系列的問(wèn)題，其中常見(jiàn)的就是交通安全問(wèn)題，我們可能會(huì)經(jīng)常聽(tīng)到交通事故的發(fā)生。 如今，對(duì)于汽車我們要能很好的控制讓其更好制動(dòng)以至停車，以防交通事故的發(fā)生。尤其是一些在交通比較發(fā)達(dá)的道路上行車的時(shí)候，由于車比較多，車輛行駛速度比較快的情況下，汽車的行駛安全越來(lái)越重要。
汽車在向前開(kāi)的時(shí)候，會(huì)受到上坡阻力、滾動(dòng)阻力、加速助力以及空氣阻力這些個(gè)與正在行駛的方向相反的力，這些力都有使汽車減速的作用都對(duì)汽車起到制動(dòng)效果。然而這些外力要隨汽車的速度還有汽車結(jié)構(gòu)而變化，我們無(wú)法控制這些力的大小。為了解決這一問(wèn)題，我們就在汽車上設(shè)置制動(dòng)系統(tǒng)，在駕駛員看到障礙物的時(shí)候，制動(dòng)系統(tǒng)可以使得正在向前行駛著的汽車減速直到其停止。通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)制動(dòng)器給車輪力來(lái)使路面對(duì)車輪施加一定的力，使得汽車受到外力制動(dòng)減速直到停止，這個(gè)力也就是地面制動(dòng)力，產(chǎn)生制動(dòng)力的一系列裝置稱為制動(dòng)系統(tǒng)。
本次設(shè)計(jì)要對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)制動(dòng)主缸、制動(dòng)管路布置、前、后鼓式制動(dòng)器，要達(dá)到降低制動(dòng)、減少制動(dòng)時(shí)間、增大制動(dòng)減速度的目標(biāo)。保證汽車制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)效能比較穩(wěn)定（熱穩(wěn)定性以及水穩(wěn)定性），保證汽車操縱比較方便以及方向比較穩(wěn)定，保證汽車制動(dòng)系統(tǒng)在制動(dòng)的時(shí)候比較可靠。
1.2 制動(dòng)系統(tǒng)工作原理
如圖1-1所示，為了使正在向前行駛得汽車速度降低，首先駕駛員需要踩動(dòng)制動(dòng)踏板1，駕駛員腳上的力通過(guò)推桿2傳遞給了制動(dòng)主缸中的活塞3，在制動(dòng)主缸中將壓力通過(guò)液體壓力的形式傳給油管5，然后接著傳到了制動(dòng)輪缸6之中，在制動(dòng)輪缸之中的活塞7被液體壓力推動(dòng)，活塞7帶動(dòng)制動(dòng)器中制動(dòng)蹄10繞著制動(dòng)器中的支撐銷進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著制動(dòng)蹄轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)蹄上面的摩擦片就會(huì)與制動(dòng)鼓8的內(nèi)圓柱面之間接觸，汽車在行駛得時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使得汽車減速直到停車。在駕駛員的腳離開(kāi)汽車的制動(dòng)踏板的時(shí)候，回位彈簧的被拉伸的彈力作用在制動(dòng)器得制動(dòng)蹄，使得制動(dòng)鼓的內(nèi)表面與制動(dòng)蹄上的摩擦片分開(kāi)，制動(dòng)蹄回到了在制動(dòng)器中的原來(lái)的位置，此時(shí)制動(dòng)結(jié)束。
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第2章制動(dòng)系統(tǒng)的整體布置方案設(shè)計(jì)
圖1-1制動(dòng)系統(tǒng)工作原理
2 制動(dòng)系統(tǒng)的整體布置方案設(shè)計(jì)
汽車制動(dòng)系統(tǒng)是比較復(fù)雜、比較系統(tǒng)、并且整體的。我們不僅要設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的布置方式，同時(shí)還需要設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)中的一些零件，要同時(shí)滿足各個(gè)零件的設(shè)計(jì)要求與整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。比如對(duì)于整體性能有良好的使用性能、較低的故障率等等，對(duì)于設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)部件首先要滿足各自的功能，同時(shí)還要考慮到與其他零件的裝配問(wèn)題以及共同起作用的能力。
2.1 輕型貨車主要技術(shù)參數(shù)
設(shè)計(jì)參數(shù)
整車質(zhì)量:滿載質(zhì)量：4880kg空載質(zhì)量：3390kg
質(zhì)心位置：a=1.39m b=1.4m 重心高度： hg=0.74m(空載)hg=0.82m（滿載）
軸距：L=2.79m 滿載時(shí)前軸載荷：24487N，后軸載荷：24313N
輪距: B=1.50m
輪胎規(guī)格：7.0—16
2.2制動(dòng)器形式的選擇
制動(dòng)器有車輪制動(dòng)器以及中央制動(dòng)器。行車制動(dòng)大多使用車輪制動(dòng)器，但是在駐車制動(dòng)的時(shí)候也會(huì)經(jīng)常的使用車輪制動(dòng)器。中央制動(dòng)器有制動(dòng)力矩要被驅(qū)動(dòng)軸放大之后再傳到車輪的優(yōu)點(diǎn)，駐車制動(dòng)時(shí)使用中央制動(dòng)器，提高了制動(dòng)力。因此，中央制動(dòng)器容易滿足操縱力小的要，即使操縱力小，通過(guò)中央制動(dòng)器放大同樣滿足要求。但在緊急制動(dòng)的時(shí)候容易造成傳動(dòng)軸超載的問(wèn)題?，F(xiàn)在，汽車行駛速速越來(lái)越高，緊急制動(dòng)情況越來(lái)越多，所以對(duì)緊急制動(dòng)的時(shí)候的可靠性要求也越來(lái)越高。
制動(dòng)系統(tǒng)可以分為液壓式制動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)、電磁式制動(dòng)系統(tǒng)以及氣壓式制動(dòng)系統(tǒng)等等類別。本次采用液壓式制動(dòng)系統(tǒng)。
摩擦制動(dòng)器定義為利用固定元件（制動(dòng)盤(pán)或制動(dòng)鼓）與旋轉(zhuǎn)之間的摩擦來(lái)產(chǎn)生制動(dòng)力矩的制動(dòng)器，現(xiàn)在大部分汽車都會(huì)選擇摩擦制動(dòng)器。
本次設(shè)計(jì)輕型貨車制動(dòng)器為雙鼓式液壓輪缸式制動(dòng)器。
2.3 鼓式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)及其分類
鼓式制動(dòng)器有不需要司機(jī)使用不是很大的力就可以得到比較大的制動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)。所以，大部分的質(zhì)量大的汽車還是使用鼓式剎車，除了鼓式制動(dòng)器不是很貴，還有就是大型車慣性大所需要的制動(dòng)力也極大，鼓式制動(dòng)器能夠提供比盤(pán)式制動(dòng)器更多的制動(dòng)力。
鼓式制動(dòng)器可以分成內(nèi)張型以及外束型。內(nèi)張型的制動(dòng)鼓目前使用十分頻繁，其用內(nèi)圓做為其工作表面。外束型的制動(dòng)鼓以外圓柱面作為摩擦的表面，只有很少的汽車使用。
根據(jù)下圖鼓式制動(dòng)器效能因素與摩擦因素關(guān)系所式：使用增力式時(shí)制動(dòng)器得減速效果最好，接下來(lái)從前到后就行排序分別是雙領(lǐng)蹄、領(lǐng)從蹄以及雙從蹄。如果根據(jù)效能因數(shù)進(jìn)行排序的話，他們倒過(guò)來(lái)了。鼓式制動(dòng)器效能不僅取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦因數(shù)同時(shí)還與制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓接觸部位有關(guān)。各種類型與各種的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。
圖2-1制動(dòng)效能因素曲線
與其他類型相比較領(lǐng)從蹄式（如圖2-2a）的制動(dòng)力和其穩(wěn)定性比較地一般，不管是汽車前進(jìn)還是后退都不影響到制動(dòng)效能，制動(dòng)器結(jié)構(gòu)比較的簡(jiǎn)單，制作成本比較低，制動(dòng)間隙方便與調(diào)整。同時(shí)，這一對(duì)制動(dòng)蹄片受到的壓力不平均，制動(dòng)片摩擦不均勻，制動(dòng)器使用壽命各有不同。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器目前使用比較廣泛，尤其是質(zhì)量小一點(diǎn)的汽車后輪。
單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器（如圖2-2b）在前進(jìn)時(shí)可以獲得很大的制動(dòng)力,但在反向行駛時(shí)制動(dòng)效能大降。這一對(duì)制動(dòng)蹄片所受壓力相差不是很大，壽命相同。制動(dòng)效能容易受其他因素影響，不夠穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。只有在特殊情況下使用。
雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器（如圖2-2c）不管是向前行駛和倒退都不會(huì)影響到制動(dòng)效能，制動(dòng)效能比較高,結(jié)構(gòu)對(duì)稱導(dǎo)致領(lǐng)蹄對(duì)鼓合力為零。其他型式制動(dòng)器達(dá)不到這種平衡。
單向增力式（如圖2-2e）在汽車反向行駛的時(shí)候，汽車的制動(dòng)效能相比較向前行駛時(shí)要降低,兩個(gè)蹄片只有一個(gè)支點(diǎn)，制動(dòng)間隙改動(dòng)比較麻煩。左右一些質(zhì)量小的汽車在前輪使用這種單向增力式。
雙向增力式（如圖2-2f）的一對(duì)蹄片在制動(dòng)的時(shí)候使用的不是一個(gè)支點(diǎn),兩蹄都是領(lǐng)蹄，次領(lǐng)蹄輪缸張開(kāi)后作用效果很小。因?yàn)槠湫懿环€(wěn)定，兩個(gè)蹄片受力不均勻易引發(fā)制動(dòng)時(shí)得自我反饋,所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇效能因數(shù)，并且選用的摩擦片要好一點(diǎn)。
圖2-2鼓式制動(dòng)器種類
a：領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器b：?jiǎn)蜗螂p領(lǐng)蹄式c：雙向雙領(lǐng)蹄式d：雙從蹄式e：?jiǎn)蜗蛟隽κ絝：雙向增力式
本次設(shè)計(jì)的輕型載貨汽車在制動(dòng)時(shí)前輪載荷增加，在理想的情況下前面制動(dòng)力要比后輪的制動(dòng)力大一點(diǎn),但是若后輪的制動(dòng)力反而比前輪大，則容易發(fā)生后輪先抱死的情況，這時(shí)汽車將發(fā)生急轉(zhuǎn)現(xiàn)象。而前輪先抱死的話，汽車僅僅就是直線行駛，不是非常危險(xiǎn)。為了使得前輪在制動(dòng)的時(shí)候其制動(dòng)力能夠足夠的大，在設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)候，前后輪都用鼓式，并且前輪得制動(dòng)器選擇雙增力式；后輪的制動(dòng)器選擇領(lǐng)從蹄式。
盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)：
1.制動(dòng)效能較低。
2.易受塵污和銹蝕的影響。
3.駐車制動(dòng)時(shí)如果使用盤(pán)式制動(dòng)器，還要求使用較復(fù)雜的傳動(dòng)裝置。
4.制動(dòng)效能受到溫度和水等因素的影響要比較小
5.摩擦成片更換方便
雖然盤(pán)式制動(dòng)器有一些優(yōu)點(diǎn)，但是，盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)起來(lái)復(fù)雜、摩擦片磨損比較快所以使用壽命比較短等缺點(diǎn)。本次輕型載貨汽車設(shè)計(jì)，前后制動(dòng)器都是選擇鼓式制動(dòng)器。選擇鼓式制動(dòng)器的原因是可以得到足夠大的制動(dòng)效能，本次設(shè)計(jì)的輕型貨車質(zhì)量要比一般轎車大，所以其行駛得時(shí)候慣性比較大，需要足夠大的制動(dòng)力來(lái)使其減速。還有就是鼓式制動(dòng)器制造成本比較低。
2.4 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式
制動(dòng)系統(tǒng)工作的靠性主要與制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及性能有關(guān)。有如下幾個(gè)要求：
1.制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在力傳遞過(guò)程中要注意其可靠性。
2.制動(dòng)力的產(chǎn)生和撤除應(yīng)該能夠及時(shí)地在制動(dòng)器上及時(shí)地反應(yīng)，充分地發(fā)揮 汽車制動(dòng)性能。
3.制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在操做的時(shí)候能夠方便一點(diǎn)。
4.司機(jī)踩在踏板上的力要與制動(dòng)器中產(chǎn)生的制動(dòng)力矩成一定的比例。
制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)、伺服制動(dòng)這些形式。
2.4.1簡(jiǎn)單制動(dòng)系
簡(jiǎn)單制動(dòng)系就是人力制動(dòng)系，其制動(dòng)力源是人的肌肉，以前汽車都是使用機(jī)械式，目前液壓式使用比較普遍。
機(jī)械式的制動(dòng)力是依靠桿系來(lái)傳動(dòng)的，這種形式結(jié)構(gòu)會(huì)比較得簡(jiǎn)單，工作時(shí)比較穩(wěn)定，成本的話也不高。但是它的效率比較的低、傳動(dòng)會(huì)比鉸的小，所以目前的話使用比較少。但是機(jī)械式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性比較好，工作時(shí)比較穩(wěn)定，所以質(zhì)量不大的汽車的駐車制動(dòng)器普遍使用機(jī)械式制動(dòng)系。
液壓制動(dòng)主要用于行車制動(dòng)裝置。制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間短、制動(dòng)的時(shí)候液體的壓力比較大、輪缸的直徑比較小，效率高、可以將其放在制動(dòng)器里面。減少了整體質(zhì)量。液壓制動(dòng)缺點(diǎn)是在高溫之下制動(dòng)液會(huì)蒸發(fā)、容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致傳遞失效，影響液壓傳輸，使制動(dòng)系效能降低甚至失效。目前主要是質(zhì)量不是很大的汽車會(huì)使用液壓制動(dòng)系統(tǒng)。
2.4.2動(dòng)力制動(dòng)系
1.氣壓制動(dòng)系
在目前氣壓制動(dòng)系統(tǒng)使用的會(huì)比較頻繁，有制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的大小比較大和主車與被拉的車間連接裝置的結(jié)構(gòu)會(huì)比較的簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在一些質(zhì)量在9噸左右的汽車中經(jīng)常使用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。為了提供氣壓，儲(chǔ)存壓縮氣體，氣壓制動(dòng)系就要安裝儲(chǔ)氣筒、制動(dòng)閥、空氣壓縮機(jī)等裝置，這些設(shè)備使得制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高、輪廓大。使用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的話氣體的增加與減少比較慢，如果氣壓制動(dòng)系統(tǒng)各個(gè)部件之間比較遠(yuǎn)的話，就要安裝繼動(dòng)閥和快放閥，工作的時(shí)候管路中的壓力會(huì)比較的低，所以將制動(dòng)氣安放在制動(dòng)器的外面。制動(dòng)氣室工作的時(shí)候噪聲會(huì)比較大。質(zhì)量比較大的汽車會(huì)經(jīng)常的使用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。
2.氣頂液式制動(dòng)系
其是將氣壓系統(tǒng)當(dāng)做一般的主缸驅(qū)動(dòng)力所產(chǎn)生的部位的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所以，氣頂液式制動(dòng)系同時(shí)具有液壓制動(dòng)的特點(diǎn)也有氣壓制動(dòng)的特點(diǎn)。但是，氣頂液式制動(dòng)系統(tǒng)的氣壓系統(tǒng)部分的管路比較短,所以滯后也短。但是,其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、價(jià)格比較高、質(zhì)量比較大,主要是質(zhì)量比較大的汽車會(huì)經(jīng)常使用氣頂液式制動(dòng)系統(tǒng)。
3.全液壓動(dòng)力制動(dòng)系
全液壓動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)有操縱起來(lái)比較放便、其受氣阻的影響會(huì)比較的小、制動(dòng)的時(shí)候反應(yīng)比較快、制動(dòng)力足夠的大并且可以與其他的一些設(shè)備共同使用液壓泵以及儲(chǔ)油罐的長(zhǎng)處。但是，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，還要求很高的密封性，所以使用的比較少，只有一些客車、高級(jí)一點(diǎn)的轎車還有很少的的重型貨車會(huì)使用全液壓動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。
2.4.3伺服制動(dòng)系統(tǒng)
伺服制動(dòng)系統(tǒng)是即使用人力作為動(dòng)力源又將動(dòng)力作為動(dòng)力源的制動(dòng)系統(tǒng)。很多時(shí)候，伺服制動(dòng)系統(tǒng)是以動(dòng)力作為其能量的來(lái)源，但在制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)，動(dòng)力源主要就是人的力量，在某種程度上防止了意外的發(fā)生，制動(dòng)系統(tǒng)更加的安全。因此，很多的汽車大部分都是使用的伺服制動(dòng)系統(tǒng)。
本次設(shè)計(jì)選擇的是液壓伺服制動(dòng)系統(tǒng)，伺服制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)使用人力與發(fā)動(dòng)機(jī)作為制動(dòng)能源，在動(dòng)力伺服制動(dòng)系統(tǒng)失效的時(shí)候，還可以有人力提供制動(dòng)力的來(lái)源，所以伺服制動(dòng)系統(tǒng)提高汽車主動(dòng)安全性能，本次設(shè)計(jì)就選擇液壓伺服制動(dòng)系統(tǒng)。
2.5 制動(dòng)管路的形式選擇
制動(dòng)管路使用分路系統(tǒng)的話就會(huì)增加汽車在制動(dòng)時(shí)得可靠性，如果一個(gè)回路發(fā)生了什么故障不能起作用的話，另一個(gè)制動(dòng)回路也還是會(huì)發(fā)揮其作用，使得車制動(dòng)，盡管制動(dòng)力會(huì)有一些下降，但是大大加大了汽車的安全性能。故一般情況下將制動(dòng)系統(tǒng)的管路選擇雙回路的形式。
如圖2-3所示有五種雙回路系統(tǒng)的分路形式，這里我們可以根據(jù)制動(dòng)力是否左右對(duì)稱、管路布置是否復(fù)雜以及制動(dòng)力傳遞的情況來(lái)對(duì)這幾種分路形式進(jìn)行選擇。
圖2-3制動(dòng)管路分路系統(tǒng)
1：制動(dòng)主缸2、3：兩個(gè)制動(dòng)管路
如圖（a）的形式為一軸對(duì)一軸II型，前軸的兩個(gè)制動(dòng)器單獨(dú)的使用一個(gè)回路，后軸的兩個(gè)制動(dòng)器也單獨(dú)使用一各回路。
上圖可以直接看出這種形式的管路布置特別地簡(jiǎn)單，制造的價(jià)格比較低，很多汽車都有使用。如果汽車制動(dòng)系統(tǒng)選擇這種分路形式的話，汽車后輪的制動(dòng)回路發(fā)生故障無(wú)法起作用的時(shí)候，在制動(dòng)的時(shí)候如果前輪抱死了的話汽車就不可以轉(zhuǎn)彎，汽車只能沿直線行駛；汽車前輪的制動(dòng)回路發(fā)生故障無(wú)法起作用的時(shí)候，只有后輪的制動(dòng)回路起作用，由于制動(dòng)的時(shí)候，汽車的質(zhì)量向前軸轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致所能達(dá)到總的制動(dòng)力太小，在制動(dòng)時(shí)如果后輪抱死了，在有側(cè)向力的時(shí)候則汽車容易發(fā)生后軸側(cè)滑的現(xiàn)象。
圖（b）為X型，前軸的左側(cè)車輪的制動(dòng)器與后軸的右側(cè)車輪的制動(dòng)器單獨(dú)使用一個(gè)回路；后軸的左側(cè)車輪的制動(dòng)器與前軸的右側(cè)車輪的制動(dòng)器單獨(dú)使用一個(gè)回路。
交叉X型的結(jié)構(gòu)也比較地簡(jiǎn)單，如果一個(gè)回路發(fā)生了什么故障不能起作用的話，另一個(gè)制動(dòng)回路也還是會(huì)發(fā)揮其作用。如果其中的一個(gè)管路出現(xiàn)問(wèn)題了的話，也就會(huì)使得左右兩邊的制動(dòng)力產(chǎn)生差異，汽車容易發(fā)生跑偏。只有主銷偏移距是負(fù)數(shù)的汽車會(huì)使用交叉X型分路形式，只有可以防止跑偏。
圖（c）為一軸版對(duì)半軸HI型。
圖（d）為半軸一輪對(duì)半軸一輪LL型。
圖（e）為雙半軸對(duì)雙半軸HH型
HI、LL以及HH型的雙回路系統(tǒng)的分路形式結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜。
本次輕型載貨汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇如圖雙回路X型制動(dòng)系統(tǒng)，相比較其他類型制動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)槭请p回路，所以即使其中一管路損壞另一管路也能傳遞一半的制動(dòng)力，所以提高了汽車主動(dòng)安全性。
2.6 液壓制動(dòng)主缸方案的設(shè)計(jì)
第3章制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)的確定
如今的汽車行駛得時(shí)候用的制動(dòng)系統(tǒng)大部分都用的是雙回路制動(dòng)系統(tǒng) ，其制動(dòng)主缸使用的是串列雙腔制動(dòng)主缸。制動(dòng) 主缸的材料可以選擇灰鑄鐵、中碳鋼、低碳鋼、鋁合金、灰鑄鐵。這種雙回路制動(dòng)系統(tǒng)使用的串列雙腔制動(dòng)主缸相比較單回路制動(dòng)系使用的單腔制動(dòng)主缸大大提高了汽車制動(dòng)的安全性。使用串列雙腔制動(dòng)主缸的雙回路液壓制動(dòng)系統(tǒng),在制動(dòng)的時(shí)候即使其中的一個(gè)腔發(fā)生故障,串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的別的一個(gè)腔依然可以使用，只不過(guò)制動(dòng)力完全靠著一腔來(lái)產(chǎn)生，所以產(chǎn)生的制動(dòng)力不夠大。但是安全性就要比單腔制動(dòng)主缸安全的多。
本次輕型載貨汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸。與前面類似，相比較單腔制動(dòng)主缸，其一腔損壞并不影響另一缸正常工作，提高行駛安全性。
第3章制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)的確定
3 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)的確定
3.1 同步附著系數(shù)的確定
為了使汽車制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力和制動(dòng)減速度比較大,應(yīng)該是前、后輪同步抱死拖滑，在任何附著系數(shù)的路面上，為了使前后，車輪同時(shí)抱死要滿足的條件是：
（3-1）
（3-2）
（3-3）
（3-4）
計(jì)算得（消除）： （3-5）
代入?yún)?shù)：
=0.5
（上式除了Fu1、Fu2未知外，其他參數(shù)都已經(jīng)給了出來(lái)，所以此式反應(yīng)的就是Fu1與Fu2的函數(shù)關(guān)系，其可以做出曲線關(guān)系。）
式中： :前輪法向反作用力
:后輪法向反作用力
Fu1:前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力
Fu2:后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力
G:汽車重力
a:汽車質(zhì)心至前軸中心線的距離
b:汽車質(zhì)心至后軸中心線的距離
hg:汽車質(zhì)心高度
：附著系數(shù)
根據(jù)公式（3-1）畫(huà)曲線，橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)分別為前后輪制動(dòng)力。該公式反應(yīng)的是前后車輪同時(shí)抱死的時(shí)候，表示前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力之間的關(guān)系曲線。
圖2-3理想制動(dòng)力分配曲線
由上圖可知,前后輪同時(shí)抱死時(shí)，曲線i反應(yīng)的就是前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力關(guān)系,如果汽車前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的大小關(guān)系完全按I曲線上面所反應(yīng)的來(lái)進(jìn)行分配,就可以保證在任何的附著系數(shù)路面上，汽車制動(dòng)的時(shí)候前、后輪同時(shí)抱死。
目前在實(shí)際使用中，無(wú)法完全保證前后制動(dòng)力完全按I曲線分配，汽車的前后制動(dòng)器制動(dòng)力之間的關(guān)系是成一定比例。經(jīng)常使用前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)力之比來(lái)表示制動(dòng)力分配的比例,叫做制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù),以符號(hào)來(lái)表示,即
圖2-4不同同步附著系數(shù)路面上汽車制動(dòng)過(guò)程分析
如圖汽車在不同附著系數(shù)的路面上行駛時(shí)：
1.<時(shí)，制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，前后制動(dòng)力沿線上升,到與&線焦點(diǎn)后前輪先抱死，前后制動(dòng)力再沿f線向上，直到與i線相交達(dá)到前后輪同時(shí)抱死。在這種情況制動(dòng)時(shí)汽車就會(huì)筆直地向前行駛，無(wú)法轉(zhuǎn)彎。
2.>時(shí)，制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，前后制動(dòng)力沿線上升,到與&線焦點(diǎn)后后輪先抱死，前后制動(dòng)力再沿r線向下，直到與i線相交達(dá)到前后輪同時(shí)抱死。因后軸先抱死就容易發(fā)生后軸側(cè)滑的現(xiàn)象，汽車就會(huì)發(fā)生急速轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。
3.=時(shí)，在制動(dòng)的時(shí)候前、后輪同時(shí)抱死,可以得到最大的制動(dòng)力汽車僅僅是失去轉(zhuǎn)向能力。
制動(dòng)力分配系數(shù)不僅關(guān)系到汽車在制動(dòng)時(shí)行駛方向是否穩(wěn)定還關(guān)系到附著條件是否充分利用。所以要先確定分配系數(shù)，而要確定值大小首先就得選取出同步附著系數(shù)。
由汽車知識(shí)手冊(cè)得一般貨車取=0.65-0.7，本次輕型貨車設(shè)計(jì)取取=0.7.
3.2 前、后輪制動(dòng)力分配系數(shù)的確定
根據(jù)公式:制動(dòng)力分配系數(shù) （3-6）
故：根據(jù)式3-4得：
也就是：
=(1400+0.7820)/2790
≈0.7
式中 :同步附著系數(shù)
b:汽車重心至后軸中心線的距離
L:軸距
hg:汽車質(zhì)心高度
3.3 最大制動(dòng)器制動(dòng)力及力矩的確定
為了汽車能夠有足夠大的制動(dòng)效能和良好的方向穩(wěn)定性，要求前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的大小要比較的合理一點(diǎn)，在汽車制動(dòng)的時(shí)候，為了防止汽車的后輪先抱死，這個(gè)時(shí)候汽車發(fā)生急轉(zhuǎn)現(xiàn)象，汽車的行駛情況非常的危險(xiǎn)。應(yīng)該選取較大同步附著系數(shù)的汽車，這樣的話，前輪先抱死，既防止了后輪先抱死又保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。汽車在良好路面下制動(dòng)時(shí)：
前輪最大制動(dòng)力為：
=4880（1.4+0.70.82）0.7/2.79
2416.9N
（3-7）
（3-8）
式中： ,:前后輪最大制動(dòng)力矩，：滾動(dòng)半徑
輪胎規(guī)格：7.0-16 =203.1mm
將參數(shù)代入： （3-9）
=488010（1.4+0.7×0.82)×0.7×0.2031/2.79
≈4908.7Nm
單個(gè)前輪的最大制動(dòng)力矩2454.4 Nm （3-10）
后輪最大制動(dòng)力：
=1035.8N
后軸制動(dòng)力矩 （3-11）
=（1-0.7）×4908.7/0.7≈2103.7 Nm
單個(gè)后輪的最大制動(dòng)力矩 1051.9 Nm
3.4 制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)計(jì)算
1.后輪領(lǐng)從蹄效能因數(shù) ：
（1）領(lǐng)蹄的效能因數(shù)
（3-12）
=1.6/(0.8×cos2.53°/1.1cos5.83°sin16.7°-1)
=1.03
制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a=130.048mm
（3-13）
帶入數(shù)值：=(130.048+130.048)/162.56=1. 6
制動(dòng)器中心到張開(kāi)力P作用線的距離e=130.048mm
制動(dòng)鼓半徑 R=162.56mm
摩擦襯片包角 =90°
=178.91/162.56=1.10
=178.91mm
摩擦片摩擦系數(shù)=0.3~0.5 取0.3
=arctan=arctan0.3=16.7°
=90°-θ/2=90°-90°/2 =45°
（2）從蹄的效能因數(shù)
=16.7°-5.83°+20°=30.87°
=1.6/(0.8×cos30.87°/1.1×cos5.83×sin16.7+1)
=0.5
后輪總的效能因數(shù) =1.03+0.5=1.53
2.前輪雙向自增力效能因數(shù)：
摩擦襯片包角=102°=123°
摩擦襯片起始角=48° =30°
制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a=118mm
制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)c=132mm
制動(dòng)器中心到張開(kāi)力P作用線的距離e=90mm
制動(dòng)鼓半徑 R=162.56mm
摩擦襯片包角 =90°
摩擦片摩擦系數(shù)=0.3~0.5 本次設(shè)計(jì)選取0.3
=arctan0.3=16.7°
=90°-θ/2=90°-90°/2=45°
=7.7°
=0.92
次領(lǐng)蹄制動(dòng)效能因數(shù)
=2.5
雙增力總的效能因數(shù)=3.42
3.5 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定
1.制動(dòng)鼓直徑D
在輸入力已經(jīng)知道的情況下時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大制動(dòng)力矩越大，制動(dòng)器的散熱能力也就越強(qiáng)。同時(shí)D也受輪轂影響，所以不可以取太大。
制動(dòng)鼓直徑與輪轂直徑之間的比值（D/Dr）應(yīng)該有一定的范圍，其范圍為：
乘用車D/Dr=0.64~0.74 商用車D/Dr=0.70~0.83
根據(jù)本次的輕型載貨汽車選取D/Dr=0.8；Dr=406.4mm
故D=0.8=0.8×406.4=325mm
參照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),前后輪制動(dòng)鼓直徑D選取330mm
2.摩擦襯片寬度b和 包角β
摩擦襯片使用時(shí)間的長(zhǎng)短與摩擦襯片寬度大小的選取有很大關(guān)系。摩擦成片磨損速度太快的原因是襯片寬度尺寸選取的太小，但若是襯片寬度尺寸比較寬，則其質(zhì)量也會(huì)比較大，且加工起來(lái)比較麻煩，并且需要更高的價(jià)格，這里選取85mm。在制動(dòng)鼓半徑R確定好了之后,可以根據(jù)襯片的寬度b和包角β來(lái)確定摩擦襯片的摩擦面積Ap=Rbβ。制動(dòng)時(shí)所受到的單位面積正壓力大小和能量負(fù)荷與Ap的取值密切相關(guān),摩擦面積同時(shí)影響這磨損特性。
表3-1襯片摩擦面積與汽車質(zhì)量關(guān)系
汽車類型
汽車總重量
單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積
乘用車
0.9- 1.5
1.5 - 2.5
100-200
200-300
商用車
1.0-1.5
1.5-2.5
2.5-3.5
3.5-7.0
7.0-12.0
12.0-17.0
120-200
150-250
多為150-200
250-400
300-650
550-1000
600-1500
根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析，Ap隨著汽車的質(zhì)量增加而增加,給定的輕型貨車總重量Ga=4880Kg，由上表3-1中摩擦襯片的面積和汽車總重量的關(guān)系得：Ap=300-650 ()
所以選取Ap=400
由Ap=Rb得
= =
摩擦襯片起始角
3．制動(dòng)器中心到張開(kāi)力F0作用線的距離e
要滿足使得輪缸或制動(dòng)凸輪能安裝到制動(dòng)鼓內(nèi)，作用線的距離e要取得大一點(diǎn)，用這種方法來(lái)提高制動(dòng)器的制動(dòng)效能。我們這里暫時(shí)取e=0.8R=130mm
4.制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c
在汽車兩個(gè)制動(dòng)蹄支撐端毛面不互相干涉條件下，使得取到的a的值盡可能大些c的值盡可能小一點(diǎn)，暫定a=0.8 R=130mm；c=30mm
3.6 鼓式制動(dòng)器零部件設(shè)計(jì)
1.摩擦襯片
無(wú)機(jī)質(zhì)金屬材料得話比較耐高溫，耐摩擦，但是其加工起來(lái)比較的復(fù)雜、價(jià)格也是什么高、相互摩擦的時(shí)候噪聲過(guò)大，故現(xiàn)在用的較少。
選擇襯片的材料要滿足這些條件：
1.磨損的速度不能太快要經(jīng)得起使用，摩擦因數(shù)受溫度、壓力等因素影響較小。
2.其所占體積不能受溫度影響。
3.制動(dòng)的時(shí)候噪音不能太大，要考慮到對(duì)對(duì)環(huán)境的影響。
4.選擇的摩擦材料應(yīng)該對(duì)人體沒(méi)有什么影響。
5.在被擠壓要有足夠的強(qiáng)度，不容易受外力損壞。
6.摩擦襯塊利于發(fā)放熱量，防止密封圈、防塵罩老化。
7.耐磨性要好。
之前，汽車制動(dòng)的摩擦襯片大部分都是選擇的石棉磨阻材料，這種材料雖然制作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格也是比較的低。但是這種材料一旦處于高溫的環(huán)境下，其摩擦因數(shù)就會(huì)急速的下降，導(dǎo)致制動(dòng)力下降。輕型貨車一般行駛的路況不是很好，如果制動(dòng)器一直工作，如果選擇這種材料就得不到所要求的制動(dòng)力，在所以我們不選擇這種材料
如今，許多汽車都是選擇半金屬磨阻材料，其屬于無(wú)石棉材料，對(duì)人體并沒(méi)有什么危害。這種材料也比較耐磨，可以使用很長(zhǎng)的時(shí)間，這也就降低了成本。高溫的情況下，這種材料制成的襯片在制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力也不會(huì)有太大的變化。終上，這種材料制成的摩擦襯片具有足夠的制動(dòng)力，同時(shí)可以滿足輕型載貨汽車在各種環(huán)境的路況下工作，成本也不高。所以，這次設(shè)計(jì)的摩擦襯片材料我選擇半金屬磨阻材料。
2.制動(dòng)底板
制動(dòng)器的大部分零件都是要安裝在制動(dòng)底板的上面，制動(dòng)底板要保證安裝在其上面的零件處于正確的位置，在制動(dòng)的時(shí)候，制動(dòng)底板受到與制動(dòng)力矩相反的力矩。所以制動(dòng)踏板需要要足夠的強(qiáng)度。而表面凹凸起伏的鋼板沖壓成型的制動(dòng)底板具有足夠的強(qiáng)度，可以滿足輕型載貨汽車制動(dòng)器的制動(dòng)底板的要求，所以本次設(shè)計(jì)就選擇這種制動(dòng)底板。
3.制動(dòng)蹄
使用T形鋼輾壓或鋼板焊接很多都是輕型載貨汽車的制動(dòng)蹄，質(zhì)量比較大的汽車大多采用了鑄鐵或者鑄鋼。剛度主要通過(guò)控制制動(dòng)蹄斷面形狀與其尺寸來(lái)滿足。制動(dòng)蹄腹板和翼緣厚度大部分都是6mm，襯片厚度大部分為6mm。設(shè)置有滾輪或裝有支持張開(kāi)凸輪墊片有利于：提高效率，減輕磨損等。所以，這次設(shè)計(jì)的制動(dòng)蹄選擇T形鋼輾壓或鋼板沖壓制成。
4.制動(dòng)鼓材料和厚度的確定
制動(dòng)鼓要受到與制動(dòng)力矩相反的力矩，所以要有足夠大的強(qiáng)度。制動(dòng)鼓內(nèi)壁要與摩擦襯片接觸，所以其摩擦摩擦因素要高。制動(dòng)鼓在工作的時(shí)候，因?yàn)槭艿酵饬?，特別容易變形，使得制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的壓力不均勻，會(huì)使得踏板行程變大，不利于汽車及時(shí)制動(dòng)，制動(dòng)鼓變形后它的形狀不夠圓會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)時(shí)自鎖。為了提高制動(dòng)鼓剛度預(yù)防制動(dòng)鼓形狀發(fā)生變化，大部分情況下會(huì)沿鼓口外圓邊安裝周向加強(qiáng)肋條，可以增加散熱性能和提高剛度（如圖a）。轎車通常取7到2mm壁厚的制動(dòng)鼓，質(zhì)量偏大的貨車應(yīng)該取13~18mm壁厚的制動(dòng)鼓。為了得到較大的制動(dòng)器熱容量，所以應(yīng)該增加制動(dòng)鼓的壁厚。本次制動(dòng)器的壁厚選擇13mm。
制動(dòng)鼓內(nèi)壁要與摩擦襯片接觸，所以其摩擦摩擦因素要高，還要足夠耐磨，許多貨車和大客車制動(dòng)鼓的材料大部分都用了灰鑄鐵材料。首先是因?yàn)闀?huì)鑄鐵比較耐磨并且加工比較容易，其次就是因?yàn)榛诣T鐵單位體積熱容量比較大。有些制動(dòng)鼓也使用合金鑄鐵。所以，在本次制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，制動(dòng)鼓的材料選擇灰鑄鐵材料，其具有足夠的強(qiáng)度，使用壽命也比較長(zhǎng)，摩擦因素也符合本次輕型載貨汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。
5.制動(dòng)器間隙調(diào)節(jié)裝置
制動(dòng)鼓與制動(dòng)蹄片之間要留有一些的間隙，保證了制動(dòng)鼓在不制動(dòng)的時(shí)候也可以隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，間隙即不能太小同時(shí)又不能太大，太大太小都會(huì)帶來(lái)壞的結(jié)果。過(guò)大的話將會(huì)使得制動(dòng)踏板的行程太大，會(huì)使駕駛員不易操作，制動(dòng)器起作用的時(shí)間也會(huì)向后推遲。正常情況下的制動(dòng)間隙取0.25～0.5mm中的一個(gè)值,本次設(shè)計(jì)選取0.3mm；如果使用間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的話，將不需要人工調(diào)整制動(dòng)間隙就可以自動(dòng)調(diào)整間距，只要制動(dòng)過(guò)一次后就自動(dòng)將制動(dòng)間隙調(diào)整到合適范圍，并在汽車行駛得時(shí)候能隨時(shí)控制過(guò)多制動(dòng)間隙。
（1）自動(dòng)調(diào)整裝置
制動(dòng)器的制動(dòng)間隙首先要受到摩擦襯片磨損的影響，還有會(huì)受到制動(dòng)器元件的變形所影響?，F(xiàn)在汽車制動(dòng)器大部分都裝有制動(dòng)器間隙自調(diào)裝置，其使得制動(dòng)器間隙一直都處于合適的大小，只要一次完全制動(dòng)就可以調(diào)整好制動(dòng)間隙，就不需要人工經(jīng)常地調(diào)整，并且可以在汽車行駛時(shí)自動(dòng)調(diào)整制動(dòng)間隙。
（2）摩擦限位式間隙自調(diào)裝置
其可以使汽車沒(méi)有在制動(dòng)的時(shí)候制動(dòng)蹄內(nèi)限位摩擦環(huán)一直處于制動(dòng)輪缸活塞的里面，將限位摩擦環(huán)壓裝入輪缸后，其與缸壁之間的摩擦力可以大概有400到550N。若制動(dòng)器間隙太大的話，活塞在向外移動(dòng)時(shí)即使其靠在了限位摩擦環(huán)上，制動(dòng)器依然不能很好地制動(dòng)，活塞將克服摩擦力向外移動(dòng)，摩擦環(huán)也會(huì)跟著向外移動(dòng)。同時(shí)在停止制動(dòng)的時(shí)候，制動(dòng)器復(fù)位彈簧不會(huì)帶著摩擦環(huán)一起回到原來(lái)的位置，也就是說(shuō)活塞并不能完全回位，制動(dòng)器的間隙就會(huì)變小。
本次設(shè)計(jì)輕型載貨汽車的制動(dòng)系統(tǒng)的前后鼓式制動(dòng)器都采用制動(dòng)間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。首先是因?yàn)樽詣?dòng)調(diào)節(jié)裝置比較地方便，只需要在開(kāi)車的時(shí)候司機(jī)踩一下制動(dòng)踏板就可以調(diào)整好制動(dòng)間隙，沒(méi)有人工調(diào)整那么麻煩，最重要的一點(diǎn)就是其可以在汽車行駛得時(shí)候就可以調(diào)整制動(dòng)間隙，大大加大了行駛得安全性。
6.制動(dòng)液
制動(dòng)液最重要的是保證液壓系統(tǒng)工作環(huán)境的穩(wěn)定性與良好性。對(duì)它有這些要求：首先，高溫下不容易蒸發(fā)，在管路中產(chǎn)生氣體增加壓強(qiáng)汽阻現(xiàn)象，會(huì)使制動(dòng)系失效。其次，在溫度比較低的情況下也能夠很好地流動(dòng)，失去流動(dòng)性會(huì)使得無(wú)法制動(dòng)。還有，要有很好地潤(rùn)滑效果減少摩擦力的喪失。同時(shí)，不會(huì)與金屬和橡膠發(fā)生腐蝕、化學(xué)反應(yīng)。最后，要求制動(dòng)液能夠很好地溶入水中，所以制動(dòng)液選用50%作用的溶劑（由丁醇，酒精和甘油等配成）。
7.制動(dòng)輪缸
制動(dòng)輪缸可以分為雙活塞式、單活塞式。上文前輪制動(dòng)器使用雙向自增力式鼓式制動(dòng)器，所以選擇雙活塞式。后輪領(lǐng)從蹄式也選擇單活塞式制動(dòng)輪缸。
第5章制動(dòng)性能分析
3.7小結(jié)
這里主要有同步附著系數(shù)的確定，以及前后輪制動(dòng)力分配系數(shù)、制動(dòng)力、制動(dòng)力矩、制動(dòng)器制動(dòng)因素的計(jì)算，還有鼓式制動(dòng)器參數(shù)的計(jì)算以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 4 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1制動(dòng)輪缸直徑d的確定
制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄施加的張力F與輪缸直徑d和制動(dòng)管路p的關(guān)系為：
d =
制動(dòng)管路壓力不能取太大，最大不能大于12mm。如果制動(dòng)管路壓力過(guò)高的話，制動(dòng)管路的密封性就要越好，這就需要將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊一點(diǎn)。輪缸的直徑d在選擇的時(shí)候要有一定的標(biāo)準(zhǔn)，大概在19mm到55mm之間，其有明確的規(guī)定。
后輪鼓式制動(dòng)器制動(dòng)輪缸直徑為：
制動(dòng)力矩為 （4-1）
=3009Nm
d=26.4mm ，故按標(biāo)準(zhǔn)選取d為28mm。
單個(gè)輪缸工作容積為：
d---一個(gè)輪缸活塞的直徑
n---輪缸中活塞的數(shù)目
--一個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程，對(duì)鼓式制動(dòng)器可取2mm
后軸所有輪缸工作容積為：
前輪鼓式制動(dòng)器制動(dòng)輪缸直徑為：
制動(dòng)力矩 （4-2）
=4589Nm
d=21.86mm 故按標(biāo)準(zhǔn)選取25mm
單個(gè)輪缸工作容積為：
d---一個(gè)輪缸活塞的直徑
n---輪缸中活塞的數(shù)目
--一個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程，對(duì)鼓式制動(dòng)器可取2mm
后軸所有輪缸工作容積為：
4.2 制動(dòng)主缸直徑的確定
第i個(gè)輪缸活塞的工作容積；
制動(dòng)主缸應(yīng)有工作容積為V0=V+V1，
考慮到制動(dòng)軟管容積變形，,制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積為=1.3 V(等于乘用車1.1V）
=1.3 V
=1.38848=11503
主缸活塞行程S0和活塞直徑d0為
其中：=24.5mm 故取28mm ，一般取(0.8~1.2)，故選取=
4.3 制動(dòng)踏板力
制動(dòng)踏板力為： （4-3）
式中：——制動(dòng)主缸活塞的直徑
P——制動(dòng)管路液壓，p=8MPa～12MPa。取p=10MPa
——制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比；取=6；
——機(jī)械效率，大概取值范圍為=0.85～0.95。
由上式得： （4-4）
=924N>(500-700)N
制動(dòng)踏板力應(yīng)滿足要求：最大踏板力一般為500N（乘用車）或700N（商用車），安裝助力裝置
4.4 制動(dòng)踏板工作行程Sp
制動(dòng)踏板工作行程Sp為： （4-8）
式中：——主缸中推桿與活塞之間的間隙，一般情況下為1.5～2mm；我們這里取1.5mm。
——主缸活塞的空回行程，也就是主缸活塞由不工作的極限位置到主缸上的旁通孔這之間的距離；我們這里取1.5mm
根據(jù)上面的式子講數(shù)據(jù)代入計(jì)算：Sp =6(24.5+1.5+1.5)=165mm＜（150-200）mm 所以符合設(shè)計(jì)要求。
4.5小結(jié)
這里對(duì)制動(dòng)輪缸制動(dòng)主缸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：比如直徑、容積。對(duì)制動(dòng)踏板力以及制動(dòng)踏板工作行程。
5 制動(dòng)性能分析
汽車的制動(dòng)性就是汽車在高速行駛的時(shí)候能在比較短的距離內(nèi)降低車速至停車并且在制動(dòng)的時(shí)候可以維持行駛方向的穩(wěn)定性和在下長(zhǎng)坡時(shí)或者很長(zhǎng)時(shí)間了內(nèi)對(duì)汽車制動(dòng)的時(shí)候能維持一定行駛車速的能力。
5.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
汽車制動(dòng)性能有以下三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)：
1.制動(dòng)效能：制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度；制動(dòng)距離就是汽車從一定速度開(kāi)始制動(dòng)直到停止的距離。制動(dòng)減速度就是制動(dòng)時(shí)制動(dòng)器使得汽車行駛得減速度。他們都可以反應(yīng)汽車制動(dòng)效能。
2.制動(dòng)效能的穩(wěn)定性：抗衰退性能與水衰退性能；汽車如果一直制動(dòng)的話，摩擦使得制動(dòng)器溫度升高，汽車制動(dòng)效能隨溫度提高制動(dòng)效能變小。抗熱衰退能力就是即使溫度升高汽車制動(dòng)效能衰退比較小。
3.制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。
5.2 制動(dòng)效能
制動(dòng)效能是在路面良好情況下，一定初速度的汽車從制動(dòng)開(kāi)始直到汽車停止的制動(dòng)距離或汽車在制動(dòng)的時(shí)候汽車的減速度。汽車制動(dòng)有四個(gè)階段駕駛員反應(yīng)階段、制動(dòng)器起作用階段、持續(xù)制動(dòng)階段和制動(dòng)終止階段。其中持續(xù)制動(dòng)階段對(duì)制動(dòng)距離影響比較大。汽車制動(dòng)效能要求較小的制動(dòng)距離，較大的制動(dòng)減速度。根據(jù)以上所提供的數(shù)據(jù)已經(jīng)之前的計(jì)算結(jié)果，經(jīng)過(guò)計(jì)算所得的制動(dòng)距離達(dá)到了輕型貨車所要求的值（具體計(jì)算在5.6制動(dòng)距離計(jì)算）。
5.3 制動(dòng)效能的恒定性
制動(dòng)效能恒定性主要指抗熱衰性能。汽車如果一直制動(dòng)的話，摩擦使得制動(dòng)器溫度升高，制動(dòng)時(shí)汽車行駛得動(dòng)能轉(zhuǎn)化為制動(dòng)器的熱能，汽車制動(dòng)效能隨溫度提高制動(dòng)效能變小?？篃崴ネ四芰褪羌词箿囟壬咂囍苿?dòng)效能衰退比較小。制動(dòng)器在溫度升高后能否保持制動(dòng)效能不變或者變化很小的話，已經(jīng)成為了設(shè)計(jì)制動(dòng)器所要考慮的問(wèn)題，抗熱衰退能力與制動(dòng)器材料的選擇已經(jīng)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。
分析表明，不管什么制動(dòng)器在其溫度上升后，制動(dòng)器摩擦力矩都有所下降。所以，在制動(dòng)的時(shí)候要控制溫度變化的大小。規(guī)定速度30Km/h緊急制動(dòng)制動(dòng)鼓溫升不超過(guò)15°。同時(shí)，本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)使用珠光體灰鑄鐵材料，摩擦片使用無(wú)石棉材料，制動(dòng)時(shí)摩擦副溫度在200℃左右，本次選取的材料滿足規(guī)定。
5.4 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性
制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，根據(jù)汽車在制動(dòng)時(shí)能否按規(guī)定的路徑行駛的能力來(lái)評(píng)價(jià)其方向穩(wěn)定性。汽車制動(dòng)時(shí)容易發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力這些狀況，這些都會(huì)使汽車偏離給定的行駛路徑。所以，經(jīng)常使用制動(dòng)時(shí)汽車能否按給定路徑行駛能力評(píng)價(jià)方向穩(wěn)定性。
制動(dòng)跑偏的原因有兩個(gè)
1.制動(dòng)時(shí)左右車輪受到的制動(dòng)力大小不相同，尤其是轉(zhuǎn)向軸左右車輪受到的制動(dòng)力不相等。
圖5-1制動(dòng)跑偏時(shí)的受力圖
上圖反映了汽車制動(dòng)跑偏是由于左右輪制動(dòng)的大小不相等引起的，圖中，左輪制動(dòng)力要大于右邊車輪制動(dòng)力，在汽車受到了側(cè)向力的話，左右輪產(chǎn)生了可以使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，并且左邊的車輪力矩要打，也就是這邊車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度大，這樣的話，就容易跑偏。
2.汽車在制動(dòng)的時(shí)候懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上相互干擾。
側(cè)滑是指汽車制動(dòng)時(shí)某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動(dòng)的現(xiàn)象。如果前輪先抱死，在有側(cè)向力的情況下前軸發(fā)生側(cè)滑，汽車失去轉(zhuǎn)向能力，直線行駛。汽車在制動(dòng)的時(shí)候如果后輪先抱死，在有側(cè)向力的情況下后軸發(fā)生側(cè)滑，汽車發(fā)生急轉(zhuǎn)現(xiàn)象，汽車失去控制，這是最危險(xiǎn)的情況。防止后軸發(fā)生側(cè)滑就要合理分配前后軸制動(dòng)力使前后軸同時(shí)抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死。
5.5 前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配
當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力足夠時(shí)，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)：前輪先抱死拖滑、后輪先抱死拖滑、前、后輪同時(shí)抱死拖滑三種情況。根據(jù)上面知道為了防止汽車后輪先發(fā)生抱死導(dǎo)致后輪側(cè)滑，在有側(cè)向力的情況下后軸發(fā)生側(cè)滑。所以，要合理分配前后軸制動(dòng)力使前后軸同時(shí)抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死。
最理性的情況就是前后輪同時(shí)抱死這樣的話制動(dòng)力達(dá)到最大，充分利用了汽車制動(dòng)力。同時(shí)也可以防止汽車發(fā)生側(cè)滑。但在實(shí)際使用過(guò)程在經(jīng)常是前軸制動(dòng)力的比值是一個(gè)定值。這樣的話要保證同步附著系數(shù)比較大一點(diǎn)，這樣在很多路面上會(huì)使得前輪先抱死，防止后輪側(cè)滑。所有，要合理地對(duì)前后輪制動(dòng)力進(jìn)行分配。
5.5.1 地面對(duì)前、后車輪的法向反作用力
在要計(jì)算前后輪制動(dòng)力大小的時(shí)候，要先計(jì)算前后輪的地面反向反作用力得大小
圖5-2汽車在制動(dòng)時(shí)受力圖
如圖，進(jìn)行受力分析對(duì)后輪靠地點(diǎn)分析： （5-1）
對(duì)前輪分析： （5-2）
公式中：、分別代表地面對(duì)前后輪制動(dòng)法向反力
a、b為質(zhì)心到前、后輪距離
為質(zhì)心高度
計(jì)算得：當(dāng)=0.7時(shí)地面對(duì)前輪法向反作用力為
= （5-3）
=48800（1.4+0.70.82）/2.79
34527N
地面對(duì)后輪的法向反作用力