黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 隨著社會的飛速發(fā)展，科技越來越發(fā)達，世界也變得越來越小了，造成這個現(xiàn)象的基本原因就是交通工具的發(fā)展和普及，尤其是汽車的應(yīng)用，靈活高速的汽車給我們的生活帶來了極大便利。一方面，轎車變的越來越重、動力越來越大；另一方面，人們越來越強調(diào)汽車駕乘的舒適性和安全性。因而，作為能保證汽車安全行駛的組成部分之一 制動系，有必要對它的組成構(gòu)件進行設(shè)計計算。 本文系統(tǒng)詳細的介紹了汽車制動系的結(jié)構(gòu)型式及其主要構(gòu)件的設(shè)計計算，闡述了制動器的兩種結(jié)構(gòu)型式的選擇和各自的工作原理、制動系的主要參數(shù)及其選擇、制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析計算、制動驅(qū)動結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計計算。并且通過以上的比較分析，在經(jīng)濟可靠的基礎(chǔ)上選擇歸納了伊蘭特轎車制動系主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，予以最為合理的配置。其中重點介紹了汽車車制動系的主要構(gòu)件 浮鉗盤式制動器、液壓雙回路制動主缸的分析計算。 關(guān)鍵詞： 汽車；制動系統(tǒng)；盤式制動器；液壓驅(qū)動；駐車制動 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 s is of is of of to On is is On as of it is to on of of of s of of in of of of to of is it of to on of is in to it of of of of of to at of 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 目 錄 摘要 . I . 1 章 緒論 . 3 題背景及目的 . 3 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 3 題研究方法 . 5 設(shè)計的主要內(nèi)容 . 5 第 2 章 總體設(shè)計方案 . 6 動能源的選擇 . 7 車制動系 . 8 動管路的布置及原理 . 8 動原理和工作過程 . 8 動器的結(jié)構(gòu)方案分析 . 8 章小結(jié) . 9 第 3 章 制動系主要參數(shù)確定 . 10 . 10 . 10 動器最大制動力矩確定 . 12 . 12 . 13 h . 14 2和內(nèi)半徑 . 14 . 15 . 16 第 4 章 制動器的設(shè)計與計算 . 17 式制動器制動力矩計算 . 17 . 20 動襯片的耐磨性計算 . 18 章小結(jié) . 20 第 5 章 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 . 21 動驅(qū)動機構(gòu)的形式 . 21 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 路系統(tǒng) . 21 壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 . 22 動輪缸直徑 . 22 動主缸直徑 . 22 動主缸設(shè)計 . 25 1主缸活塞的確定 . 25 2主缸殘余壓力 . 25 3主缸結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 26 4制動力分配調(diào)節(jié)裝置的選取 . 27 . 27 . 30 1制動踏板工作行程 . 29 . 30 擦襯塊 . 32 承 . 30 動輪缸 . 30 動盤 . 33 動鉗 . 33 動塊 . 33 章小結(jié) . 31 結(jié)論 . 32 參考文獻 . 33 致謝 . 34 附錄 A . 35 附錄 B . 38 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 買文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 第 1 章 緒 論 題背景及目的 汽車制動系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車； 在下坡行駛時，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠地停在原地或坡道上。因此，必須充分考慮制動系統(tǒng)的控制機構(gòu)和制動執(zhí)行機構(gòu)的各種性能，然后進行汽車的制動系統(tǒng)的設(shè)計以滿足汽車安全行駛的要求。據(jù)有關(guān)資料的介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的 45%?？梢姡苿酉到y(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個系統(tǒng)。此外，制動系統(tǒng)的好壞直接影響車輛的平均車速和車輛的運輸效率，也就是保證運輸經(jīng)濟效益的重要因素。因此制動系統(tǒng)設(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 從汽車誕生時起， 車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就起著決定性作用。汽車的制動系統(tǒng)種類很多，傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機械式、氣動式、液壓式、氣液混合式。 液壓制動技術(shù)是如今最成熟、最經(jīng)濟的制動技術(shù)，并應(yīng)用在當(dāng)前絕大多數(shù)乘用黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 車上。汽車液壓制動系統(tǒng)可以分為行車制動、輔助制動、伺服制動等，主要制動部件包括制動踏板機構(gòu)、真空助力器、制動主缸、制動軟管、比例閥、制動器和制動警示燈等。在制動系統(tǒng)，真空助力器、制動主缸和剎車制動器是最為重要的部分 。 目前，汽車所用都制動器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。鼓式 制動器 的主要優(yōu)點是剎車蹄片 磨損較少 ,成本較低 ,便于維修、由于鼓式 制動器 的絕對制動力遠遠高于 盤 式 制動器 ,所以普遍用于后輪驅(qū)動的卡車上 . 鼓式制動器根據(jù)其結(jié)構(gòu)都不同，又分為：雙向自增力蹄式制動器、雙領(lǐng)蹄式制動器、領(lǐng)從蹄式制動器、雙從蹄式制動器。其制動效能依次降低，最低是盤式制動器；但制動效能穩(wěn)定性卻是依次增高，盤式制動器最高。 與鼓式制動器相比，盤式制動器具有以下突出優(yōu)點 :(l)熱穩(wěn)定性好 ,盤式制動器無自增力作用，因而與有自增力的鼓式制動器相比 (尤其是領(lǐng) 從蹄式 )，制動器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即制動效能穩(wěn)定。鼓式制動器受 熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與制動蹄中部接觸，從而降低了制動效能。而盤式制動器中制動盤的軸向熱膨脹極小，徑向熱膨脹根本與性能無關(guān)，故不會因此而降低制動效能。 (2)水穩(wěn)定性好 ，盤式制動器中摩擦塊對制動盤的單位壓力較高，易于將水?dāng)D出。在車輪涉水后，制動效能變化較小，且由于離心力的作用及襯塊對制動盤的摩擦作用，出水后只需一二次制動，性能即可恢復(fù)。而鼓式制動器則需多次甚至 10 余次制 動，性能方能恢復(fù)。 (3)反應(yīng)靈敏 盤式制動器剎車片與制動盤之間的間隙相對與鼓式制動器來說要小 ;此外， 鼓式制動器制動行程要比盤式制動器的長，制動鼓熱膨 脹也會引起制動踏板行程損失，使得制動反應(yīng)時間變長，而制動盤不存在此現(xiàn)象，故反應(yīng)較之鼓式制動器更加靈敏。 (4)散熱性好 盤式制動器的制動盤采用的是通風(fēng)盤結(jié)構(gòu)，再加上盤式制動器相對開放的結(jié)構(gòu)，散熱性能良好。 (5)在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量較小。 (6)制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會象制動鼓的熱膨脹那樣使制 動器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動踏板行程過大。 (7)容易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便。 除了以上制動性能的優(yōu)勢外，盤式制動器在使用中還有噪音低，符合環(huán)保要求 ;振動小，改善了乘坐舒適性等優(yōu)點。 由于具備穩(wěn)定可靠的制動性能，盤式制動器大大改善了汽車高速制動時的方向穩(wěn)定性，因此取代傳統(tǒng)的鼓式制動器已成為現(xiàn)代制動器發(fā)展的必然趨勢。其中盤式制動器 體積較小，提供的制動力矩也相對較小，一般用于轎車等輕型車輛上，尤其是轎車，盤式制動器幾乎已經(jīng)成為現(xiàn)代轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置之一。而氣壓盤式制動器 體積相對較大，提供的 制動力矩也較大，故大量應(yīng)用于客車等中重型車輛上，發(fā)展前景非常廣闊。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 前輪上，一些高級轎車前后輪均采用了盤式制動器。在一些大客車和重型汽車上也得到了廣泛應(yīng)用。目前，西方發(fā)達國家轎車配置盤式制動器的比例幾乎達到 100%。在一些中重型車輛上面， 2000 年左右， 氣壓盤式制動器 就已經(jīng)成為歐美國家城 市公交車輛的標(biāo)配，載重車輛的后橋安裝率也超過了 50%。目前歐美國家生產(chǎn) 盤式制動器比較著名的有 厄 眾 。 我國汽車工業(yè)起步較晚，故應(yīng)用盤式制動器的時間較晚，上世紀(jì) 80 年代雖 在一些轎車上開始應(yīng)用，但大多數(shù)是引進國外成品或散件。近些年來，由于我國汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，尤其是轎車等乘用車輛通過與外國公司的合作發(fā)展非常之快，也帶動了液壓盤式制動器 的發(fā)展，目前國內(nèi)生產(chǎn) 液壓盤式制動器 的技術(shù)及工藝相對較為 成熟， 也具備了自主研發(fā)能力，規(guī)模相對較大的一些公司有武漢元豐，浙江亞太，浙江萬安等。 我國應(yīng)用則更晚，國內(nèi)最大的 應(yīng)商武漢元豐刁 成立于 1998 年。目前 成量產(chǎn)規(guī)模的也只有武漢元豐和浙江萬安兩家。上述幾家 ，公司雖然都有一定規(guī)模，但是與歐美發(fā)達國家公司相比，差距仍然較大。發(fā)達國家盤式制動器的發(fā)展目前己進入雙盤式制動器和機電一體化的階 汽車制動系至少應(yīng)有兩套獨立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置。行車制動裝置用于使行駛中的汽車強制減速或停車，并使汽車在下短坡時保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動機 構(gòu)常采用雙回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。駐車制動裝置用于使汽車可靠而無時間限制地停駐在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽車在坡路上起步。駐車制動裝置應(yīng)采用機械式驅(qū)動機構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動，以免其產(chǎn)生故障。 任何一套制動裝置均由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成。行車制動是用腳踩下制動踏板操縱車輪制動器來制動全部車輪；而駐車制動則多采用手制動桿操縱利用車輪制動器進行制動。利用車輪制動器時，絕大部分駐車制動器用來制動倆個后輪，行車制動和駐車制動這兩套制動裝置，必須具有獨立的制動驅(qū)動機構(gòu)，而且每車必備。行車制動裝置的 驅(qū)動機構(gòu)分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時還應(yīng)有制動主缸、制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應(yīng)有空氣壓縮機、氣路管道、儲氣筒、控制閥和制動氣室等。 現(xiàn)代汽車由于車速的提高，對應(yīng)急制動的可靠性要求更嚴(yán)格，因此在中、高級轎車和部分輕型商用車上，多在后輪制動器上附加手操縱的機械式驅(qū)動機構(gòu)，使之兼起駐車制動和應(yīng)急制動的作用，從而取消了中央制動器。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車防抱死制動系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)成熟，開始在汽車上普及。它是基于汽車輪胎與路面兼得附著特性而開發(fā)的高技術(shù)制動系統(tǒng)。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 它能有效的防止汽車在應(yīng)急制動時 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，并縮短制動距離，從而提高了汽車高速行駛的安全性。 題研究方法 根據(jù)課題內(nèi)容，任務(wù)要求深入了解汽車制動系統(tǒng)的構(gòu)造及工作原理；并收集相關(guān)緊湊型轎車制動系統(tǒng)設(shè)計資料；參考現(xiàn)有研究成果，并進行深入的學(xué)習(xí)和分析，借鑒經(jīng)驗；同時學(xué)習(xí)有關(guān)汽車零部件設(shè)計準(zhǔn)則；充分學(xué)習(xí)和利用畫圖軟件，并再次學(xué)習(xí)機械制圖，畫出符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計圖紙，通過自己的研究分析；發(fā)揮自己的設(shè)計能力并通過試驗最終確定制動系統(tǒng)設(shè)計方案。 設(shè)計主要內(nèi)容 （ 1）確定制動系各參數(shù)，分 析其制動性能 ; （ 2）制動器的設(shè)計計算； （ 3）液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算； （ 4）制動系統(tǒng)圖紙設(shè)計。 第 2 章 總體設(shè)計方案 汽車的制動性是汽車的主要性能之一。制動性直接關(guān)系到行使安全性，是汽車行使的重要保障。隨著高速公路迅速的發(fā)展和車流密度的日益增大，出現(xiàn)了頻繁的交通事故。因此，改善汽車的制動性始終是汽車設(shè)計制造和使用部門的主要任務(wù)。 制動系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行使直至停車；在下坡行使時，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠地停在原地或坡道上。 制動系至少應(yīng)有兩套獨立的制動裝置，即行車制動 裝置和駐車制動裝置。前者用來保證前兩項功能，后者用來保證第三項功能。 設(shè)計汽車制動系應(yīng)滿足如下主要要求 2： （ 1）應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定 ； （ 2）具有足夠的制動效能，包括行車制動效能和駐車制動效能。行車制動能力是用一定制動初速度下的制動減速度和制動距離兩項指標(biāo)來評定的；駐坡能力是以汽車在良好路面上能可靠地停駐的最大坡度來評定的。詳見 239 （ 3）工作可靠。行車制動裝置至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器的管路，當(dāng)其中一套黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動能力不低于沒有失效時規(guī)定值 的 30%。行車和駐車制動裝置可以有共同的制動器，而驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)各自獨立。行車制動裝置都用腳操縱，其他制動裝置多為手操縱 ； （ 4）制動效能的熱穩(wěn)定性好。具體要求詳見 582 （ 5）制動效能的水穩(wěn)定性好 ； （ 6）在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)喪失操縱穩(wěn)定性和方向穩(wěn)定性。有關(guān)方向穩(wěn)定性的評價標(biāo)準(zhǔn)，詳見 239 （ 7）制動踏板和手柄的位置和行程符合人 操作方便性好，操縱輕便、舒適、能減少疲勞 ； （ 8）作用滯后的時間要盡可能短，包括從制動踏板開始動作至達到給定制動效能水平所需的時間和從放開踏板至完全解除制動的時間 ； （ 9）制動時不產(chǎn)生振動和噪聲 ； （ 10）轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運動干涉，在車輪跳動或轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動 ； （ 11）應(yīng)有音響或光信號等警報裝置，以便及時發(fā)現(xiàn)制動驅(qū)動機件的故障和功能失效 ； （ 12）用壽命長，制造成本低；對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán) 保要求，應(yīng)力求減少制動時飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維 ； （ 13） 磨 損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu) 。 防止制動時車輪被抱死有利于提高汽車在制動過程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向 穩(wěn)定性，縮短制動距離，所以近年來防抱死制動系統(tǒng)（ 汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用。此外，由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有公害問題，已被逐漸淘汰，取而代之的各種無石棉材料相繼研制成功 。 本 次設(shè)計前后輪均 采用 盤式制動器 ,液壓制動 , 對角交叉式雙管路液壓制動系統(tǒng) 。盤式制動器采用浮動鉗盤式 。 動能源的選擇 經(jīng)過同多種類型的車輛比較，如下制動能源： 表 動能源比較 供能裝置 傳能裝置 型式 制動能源 工作介質(zhì) 型式 工作介質(zhì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 氣壓伺服制動系 駕駛員體力 與發(fā)動機 動 力 空氣 液壓制動 系 制動液 真空伺服制動系是由發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機提供壓縮空氣作為動力源，伺服氣壓一般可達 真空伺服制動系多用于總質(zhì)量在 型載貨汽車上；氣壓伺服制動系則廣泛用于裝載質(zhì)量為 6 12型貨車以及極少數(shù)高級轎車上。 液壓制動用于行車制動裝置。液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間短，（ ;工作壓力高（可達 10 20因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制 動蹄的張開機構(gòu)（或制動塊的壓緊機構(gòu)），而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量??；機械效率較高（液壓系統(tǒng)有自潤滑作用）。液壓制動的主要缺點是：過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動系統(tǒng)的效能降低，甚至完全失效。液壓制動廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的商用車上 。 車制動系 制動系統(tǒng)用作強制行使中的汽車減速或停車，并使汽車在下短坡時保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動機構(gòu)多采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。 目前，盤式制動器已廣泛應(yīng)用于轎車，一些高性能轎車上用于全部車輪 。 四輪盤式制動的中高級轎車，采用前輪通風(fēng)盤式制動是為了更好地散熱，至于后輪采用非通風(fēng)盤式同樣也是成本的原因。畢竟通風(fēng)盤式的制造工藝要復(fù)雜得多，價格也就相對貴了。隨著材料科學(xué)的發(fā)展及成本的降低，在轎車領(lǐng)域中，盤式制動有逐漸取代鼓式制動的趨向。 動管路的布置及原理 交叉式 (X 型 ): 前、后輪制動管路各成獨立的回路系統(tǒng)，前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對 側(cè)車輪制動器同屬一個回路。其特點是管路布置較為簡單，直行制動時任一回路失效，剩余的總制動力都能總制動力都能保持正常值的 50%。這種法案適用于主銷偏移距為負值（ 達 20汽車上。這時，不平衡的制動力使車輪反向轉(zhuǎn)動，改善汽車穩(wěn)定性。 動原理 要使行使中的汽車減速，駕駛員應(yīng)踩下制動踏板，通過推桿和主缸活塞，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流入輪缸，并通過兩個輪缸活塞推動兩制動蹄繞支撐銷轉(zhuǎn)動，上端向兩邊分開而其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動蹄就對旋黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 轉(zhuǎn)的制動鼓作用一個摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。制動鼓將該力矩傳到車輪后，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對路面作用一個向前的周緣力，同時路面也對車輪作用一個向后的反作用力，即制動力。制動力由 車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架和車身，迫使整個汽車產(chǎn)生一定的減速度。制動力越大，制動減速度越大。當(dāng)放開制動踏板時，復(fù)位彈簧即將制動蹄拉回復(fù)位，摩擦力矩和制動力消失，制動作用即行終止。 動器的結(jié)構(gòu)方案分析 制動器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。目前廣泛使用的是摩擦式制動器。 摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式，盤式和帶式三種。帶式制動器只用作中央制動器，本文不做介紹。 按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動器可分為鉗盤式和全盤式兩類。鉗盤式根據(jù)制動鉗結(jié)構(gòu)的不同，分 固定鉗 式和浮動鉗式。 對兩中類型進行比較，浮動鉗盤式具有如下優(yōu)點： 在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管，家之液壓缸；冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性??；成本低。所以，本設(shè)計采用浮動鉗式盤式制動器。 經(jīng)過對不同制動器優(yōu)、缺點的比較，參考同類 車 型，本設(shè)計 前后輪均采用 鉗 盤 式制動器 。 章小結(jié) 本章確定了制動系統(tǒng)方案為行車制動系統(tǒng)采用液壓制動控制機構(gòu)，前后輪制動器均為鉗盤式制動器。回路系統(tǒng)采用對角交叉式雙管路液壓制動系統(tǒng)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 第 3 章 制動系主要參數(shù)確定 本參數(shù) 表 動系主要參數(shù) 空載 滿載 汽車質(zhì)量 1250750荷分配 前軸 68504軸 56546心高度 70mm 30距 2610 m 前制動器 通風(fēng)盤式 后制動器 盤式 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 前輪胎規(guī)格 185/65輪胎規(guī)格 185/65步附著系數(shù)的確定 汽車制動時，若忽略路面對車輪的滾動阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則對任意角速度 0的車輪，其力矩平衡方程為 2 0 （ 式中：制動器對車輪作用的制動力矩，即制動器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， Nm； 面作用于車輪上的制動力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱為地面制動力，其方向與汽車行駛方向相反， N； 輪有效半徑， m。 （ 稱之為制動器制動力，它是在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力。 一般汽車根據(jù)前、后輪制動力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)和坡度等因素，當(dāng)制動力足夠時，制動過程出現(xiàn)前后輪同時抱死拖滑時附著條件利用最好 2。 任何附著系數(shù) 路面上前后同時抱死的條件為（ = 21 （ hL 1221（ 式中： 1前制動器制動力 ， N； 2后制動器制動力 ， N； 1L 質(zhì)心到前軸的距離 ， 1580 2L 質(zhì)心到后軸的距離 ， 1030 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 得： 1282N 2546N 一般常用制動器制動力分配系數(shù) 來表示分配比例 、后制動器制動力分配的比例影響到汽車制動時方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。要確定 值首先就要選取同步附著系數(shù)0。一般來說，我們總是希望前輪先抱死（0）。根據(jù)有關(guān)文獻推薦以及我國道路條件，車速不高，所以本車型0取 由 得 為保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率， 制動法規(guī)規(guī)定，在各種載荷條件下，轎車在 q 他汽車在 q 范圍內(nèi)，前輪應(yīng)先抱死；在車輪尚未抱死的情況下，在 范圍內(nèi)，必須滿足q ) 。 動器最大制動力矩確定 應(yīng)合理地確定前、后輪制動器的制動力矩，以保證汽車有良好的制動效能和穩(wěn)定性。 雙軸汽車前后車輪附著力同時被充分利用或前后車輪同時抱死的制動力之比為 通常上式的比值為轎車 車為 此可知前后制動器比值符合要求 最大制動力矩是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的 條件下獲得的，這時制動力與地面作用于車輪的法向力成正比。計算公式如下 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 )( 2m a （ m a xm a 1 T （ 式中 ： 該車所能遇到的最大附著系數(shù) 車輪有效 半徑 為 311 7 5 0)( 2m a 0 7 m a a 式制動器的主要參數(shù)選擇 盤式制動器工作原理 圖 3鉗盤式制動器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 浮前鉗盤式制動器的制動鉗可以相對制動盤軸向滑動。制動鉗支架 12固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，制動鉗體 6 與支架 12 可沿導(dǎo)向銷 13 軸向滑動。制動時，駕駛員應(yīng)踩下制動踏板 1，通過推桿 2和主缸活塞 3，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流入輪缸，活塞 8在液壓力 作用下，將制動塊 9 推向制動盤 11。與此同時，作用在制動鉗體 6 上的反作用力 動制動鉗體 6 沿導(dǎo)向銷向 13 左移動，使固定在制動鉗體上的固定制動塊壓 10 靠到制動盤 11 上。于是，制動盤兩側(cè)的摩擦塊 9、 10 在 作用下夾緊制動盤 11 動盤直徑 D 制動盤直徑 D 應(yīng)盡量取大些，這樣，制動盤的有效半徑增大，可以減小制動鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。 綜合考慮盤式制動器定、浮鉗盤式制動器的優(yōu)劣。前輪盤式制動器的制動盤我們設(shè)計成浮鉗盤式制動器。制動盤在工作時不僅受到制動塊作用的很大的法向力和切向力，而且還承受比制 動鼓大的過的熱負荷，其表面最高溫度可達 800，在高溫作用下可能翹曲，從而導(dǎo)致產(chǎn)生摩擦噪聲和刮傷。 為了使制動盤有適當(dāng)?shù)臒崛萘亢土己玫纳嵝阅?，必須對其結(jié)構(gòu)和厚度給予充分的考慮。制動盤的結(jié)構(gòu)分為實心型和通風(fēng)型兩種，通風(fēng)型可以降低溫升 20% 30%。奧迪、切諾基、桑塔納 200、富康（ 車均通風(fēng)型制動盤，其厚度在 20 25他引進轎車采用厚度為 1013的實心型制動盤。 考慮到制動過程中前輪制動器產(chǎn)生的制動力約占總制動力的 70%以上，結(jié)合溫升對制動穩(wěn)定性能的影響，前輪盤式制動器我們設(shè)計成通 風(fēng)盤。 通常 D=車總質(zhì)量 不 大于 2 噸，即 38 1m 415 輪轂直徑 本設(shè)計前后輪輪轂相同為 381 因此 2841 D 考初選后輪盤式制動器 D 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 圖 3鉗盤式制動器通風(fēng)盤簡圖 動盤厚度 h 制動盤厚度對制動盤的 質(zhì)量和溫升有影響。為使質(zhì)量小些，厚度不宜太大，為了減少溫升，厚度又不宜過小。因此，參考同類型車， 前制動盤厚度 取為 24風(fēng) 盤式，增大散熱。 后輪為實心盤式制動器取半徑為 10 擦襯塊外半徑 內(nèi)半徑 考同類車型，選取摩擦襯 塊 的內(nèi)外半徑分別為： 001 ， 402 平均半徑為 2 21 m =120 有效半徑為 )(3)(22 21223132 )2()(134 2121212)2 100140()100140( 100140134 2 =龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 后輪制動器摩擦襯塊初選為 051 ， 402 擦襯塊工 作面積 A 在確定盤式制動器制動襯塊的工作面積時， 根據(jù)制動襯快單位面積占有的汽車質(zhì)量， 推薦在 2 A =45 24500 021541001400結(jié)構(gòu)如圖 4 圖 3擦襯塊結(jié)構(gòu)簡圖 后輪盤式制動器摩擦襯塊尺寸參數(shù)為： A =32 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 02154100140章小結(jié) 本章確定了制動器的基本參數(shù)，首先計算出制動力分配系數(shù)及同步附著系數(shù)，然后進一步確定制動器的最大制動力矩、摩擦片的摩擦系數(shù)，盤式制動器主要參數(shù)包括 制動盤直徑、制動盤厚度、摩擦襯塊內(nèi)外半徑、摩擦塊工作面積。 第 4 章 制動器的設(shè)計與計算 式制動器制動力矩計算 現(xiàn)假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動器的制動力矩計算公式為 2 （ 中：單個制動器的制動力矩 2/1 =1385.5 f 摩擦系數(shù) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 0F 單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力 R 作用半徑 （ 摩擦襯塊的作用半徑 R=2 21 =120 盤式制動器單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力為 車制動的制動力矩計算 通過受力分析，可以得出汽車在上、下坡停駐時的后橋附著力分別為 ： 上坡 )s o s( 12 （ 下坡 )s o s( 12 （ 汽車停駐的最大坡度 可根據(jù)后軸上的附著力與制動力相等求得： 上坡 r c ta n 11 下坡 rc ta n 12 動襯片的耐磨性計算 摩擦襯片（塊）的磨損，與摩擦副的材質(zhì)、表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此，在理論上要精確計算磨損性能是困難的。但試驗表明，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。 汽車的制動過程是將其機械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎纳⒌倪^程。在制動強度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動能的任務(wù)。此時由于 在短時間黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 內(nèi)熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器的溫度升高，此即所謂的制動器的能量負荷。能量負荷越大，摩擦襯片（塊）的磨損越嚴(yán)重。 制動器的能量負荷以其比能量耗散率作為評價指標(biāo)。它表示單位摩擦面積在單位時間內(nèi)耗散的能連。單位為 2 雙軸汽車的制動器的比能量耗散率分別為 前輪 222111()4 （ 后輪 222212 4 )1)( a （ 式中：汽車總質(zhì)量， 汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)； 1 、 2 制動初速度和減速度， m/s； t 制動時間， s； 1A 、 2A 前后制動襯片（塊）的摩擦面積 , 制動力分 配系數(shù) 雙軸汽車的制動器的比能量耗散率分別為： 前輪 222111()4 （ 輪 222122( ) ( 1 )4 （ 在緊急制動到停車的情況下， 2 =0，并可認(rèn)為 =1，對于乘用車，制動速度)01 ， 故 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 221211 0 034 a 221212 1( a 據(jù)有關(guān)文獻推薦，鼓式制動器的比能量耗散率以不大于 2宜，盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于 , 計算時取減速度 j= 磨損特性指標(biāo)也可用襯片（塊）的比摩擦力即單位摩擦面積的摩擦力來衡量。0磨損越嚴(yán)重。 前 輪 11101 （ 后輪 22202 （ 式中：M 單個制動器的制動力矩， Nm； R 制動鼓半徑（或襯塊平均半徑 R ）， A 單個制動器的襯片（塊）摩擦面積 輪 211101 046.0 后輪 222202 032.0 章小結(jié) 本章對制動器的設(shè)計進行了計算，計算了盤式制動器的制動力矩，同時計算了駐車制動時所需的制動力矩，然后對摩擦襯片的耐磨性進行了計算，以確保其符合相關(guān)法規(guī)的要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 第 5 章 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 制動驅(qū)動機構(gòu)用于將駕駛員或其他動力源的制動作用力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。 動驅(qū)動機構(gòu)的形式 制動驅(qū)動驅(qū)動機構(gòu)將來自駕駛員或其他力源的力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。根據(jù)制動力源的不同，制動驅(qū)動機構(gòu)一般可分為簡單制動、動力 制動和伺服制動三大類 1。通過對各種驅(qū)動機構(gòu)不同形式優(yōu)缺點的比較，本設(shè)計采用真空助力的伺服驅(qū)動黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 機構(gòu)。 伺服制動系是在人力液壓制動系中增加由其他能源提供的助力裝置，使人力