某國產(chǎn)轎車制動(dòng)系設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)論文.doc

題目：國產(chǎn)某轎車制動(dòng)系設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解*學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 注 意 事 項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用a4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它摘 要國內(nèi)汽車市場迅速發(fā)展,然而隨著汽車保有量的增加，帶來的安全問題也越來越引起人們的注意，而制動(dòng)系統(tǒng)則是汽車主動(dòng)安全的重要系統(tǒng)之一。汽車制動(dòng)系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，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)系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。本說明書主要介紹了一款國產(chǎn)轎車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先介紹了汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、分類，并通過對(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。最終確定方案采用液壓雙回路前盤后鼓式制動(dòng)器。關(guān)鍵詞：制動(dòng)、盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器、設(shè)計(jì)參數(shù)、制動(dòng)性能39abstract domestic automobile market developing quickly, however, with the increase of the auto possession, bring security is more and more attention, and brake system is the important car active safety system one. the brake is a moving car slow down or stop, make the downhill cars speed stability and make already in place of the car they offend (including in slope) stay fixed institution. with the rapid development of the highway speed and the improvement of traffic density and increases day by day, in order to guarantee safety, car brake system reliability of work appear increasingly important. also only brake performance is good, brake system reliable car and fully play its dynamic performance this manual mainly introduces the design of the car brake system flying across. first this paper reviewed the automobile braking system structure, classification, and through to the drum brake disc brake and the structure and the advantages and disadvantages are analyzed. ultimately determine the scheme adopts hydraulic double circuit with disk and drum brake system.key words: brake、disk brake 、drum brake、 design parameters、 braking performance目 錄第1章 緒論11.1 研究的目的和主要工作內(nèi)容11.2 國內(nèi)外制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)概況及可行性方法1第2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇32.1 制動(dòng)器形式方案分析及工作原理32.1.1 鼓式制動(dòng)器32.2 盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器優(yōu)缺52.2.2 盤式制動(dòng)器也存在一些不足之處：63.1 參考車型制動(dòng)系相關(guān)主要參數(shù)數(shù)值73.2 制動(dòng)力及制動(dòng)力矩分配系數(shù)73.4 制動(dòng)器制動(dòng)力及制動(dòng)力矩的計(jì)算123.5 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率123.6 制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線分析133.7 制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)143.7.1 前輪盤式制動(dòng)效能因數(shù)14第四章 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)154.1 后輪鼓式制動(dòng)器參數(shù)154.1.1 制動(dòng)鼓直徑154.1.2制動(dòng)蹄摩擦襯片包角和寬度b164.1.3摩擦襯片起始角184.1.4 張力f 的作用線到制動(dòng)器中心的距離a184.1.5制動(dòng)蹄支承銷中心位置k 和c184.1.6 后輪鼓式制動(dòng)器效能因數(shù)194.2 制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì)194.2.1 制動(dòng)鼓194.2.2 制動(dòng)蹄204.2.3 制動(dòng)底板204.2.4 制動(dòng)蹄的支承銷204.2.5 制動(dòng)輪缸214.2.6 摩擦材料214.3前輪盤式制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)214.3.1 制動(dòng)盤直徑214.3.2 制動(dòng)盤厚度h224.3.3摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑224.3.4 內(nèi)通軸直徑224.3.5 摩擦襯塊工作面積a224.4 盤式制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)234.4.1 制動(dòng)鉗234.4.2 制動(dòng)塊234.4.3 摩擦材料23第五章 校核255.1 制動(dòng)器磨損特性熱容量及溫升255.1.1 制動(dòng)器磨損特性計(jì)算255.1.2 制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算265.2 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核275.3 制動(dòng)性能分析計(jì)算以及校核295.3.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)295.3.2制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離計(jì)算29第六章 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算326.1前輪制動(dòng)輪缸直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算326.1.1前輪制動(dòng)輪缸直徑326.1.2前輪制動(dòng)輪缸工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算326.2 后輪制動(dòng)器輪缸直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算336.2.1后輪制動(dòng)輪缸直徑336.2.2 后輪制動(dòng)輪缸工作容積336.3制動(dòng)主缸與工作容積設(shè)計(jì)計(jì)算：346.3.1制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積346.3.2主缸直徑和活塞行程s346.4制動(dòng)踏板力與踏板行程356.4.1制動(dòng)踏板力356.4.2制動(dòng)踏板工作行程35第七章 結(jié) 論37致 謝38參考文獻(xiàn)39第1章 緒論1.1 研究的目的和主要工作內(nèi)容 人的生命和財(cái)產(chǎn)安全與轎車的安全性能息息相關(guān),而轎車安全性的一個(gè)重要衡量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是轎車的制動(dòng)性能。要保證轎車具有較高的制動(dòng)性能前提是對(duì)車的制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠合理的設(shè)計(jì)。本文研究對(duì)象為某國產(chǎn)轎車的制動(dòng)系統(tǒng),對(duì)轎車的制動(dòng)系統(tǒng)建立模型,并在符合國家法規(guī)要求的前提下,計(jì)算和設(shè)計(jì)轎車制動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)。主要工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分: (1)隊(duì)國內(nèi)外目前制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究狀況進(jìn)行介紹, 對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作的具體內(nèi)容以及可行性方法闡述分析。(2)詳細(xì)的說明了制動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分結(jié)構(gòu)型式以及各個(gè)組成部分的基本工作原理。(3)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的功用進(jìn)行了闡述同時(shí)對(duì)制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了說明，闡述和歸納轎車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求并且對(duì)我國法規(guī)在轎車制動(dòng)系方面的規(guī)定進(jìn)行了說明。(4)對(duì)汽車的制動(dòng)曲線，理想制動(dòng)力分配，前、后軸的制動(dòng)力，利用附著系數(shù)和斜坡停車制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)能力分析。(5)選取某一轎車為設(shè)計(jì)對(duì)象，對(duì)其制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并分析研究計(jì)算結(jié)果，然后為了達(dá)到使轎車制動(dòng)力分配、制動(dòng)時(shí)減速度及斜坡駐車能力完全符合我國法規(guī)要求的目的進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整。 1.2 國內(nèi)外制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)概況及可行性方法 國外汽車工業(yè)上世紀(jì)70 年代就已進(jìn)入自動(dòng)化階段，優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真、可靠性設(shè)計(jì)等一系列現(xiàn)代話設(shè)計(jì)方法取代了傳統(tǒng)汽車設(shè)計(jì)方法。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國大力進(jìn)行高級(jí)別公路建設(shè)，因此，轎車的行駛速度在不斷提高，而且汽車保有量持續(xù)增加，所以現(xiàn)在對(duì)汽車特別是轎車制動(dòng)性能的要求日趨嚴(yán)格。中國現(xiàn)行的汽車制動(dòng)性能要求標(biāo)準(zhǔn)以及法規(guī)政策正逐漸與國際接軌。近年在汽車制動(dòng)系統(tǒng)研究成果方面國內(nèi)學(xué)者取得了豐碩的成果。 通常選取兩方面對(duì)轎車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)：首先是設(shè)計(jì)選取結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中包含確定制動(dòng)力分配的過程；其次是預(yù)測分析整車制動(dòng)性能。布置多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多、計(jì)算方法差異大等是轎車制動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要做大量工作。手工操作在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中是主要方式，為了使制動(dòng)性能結(jié)果達(dá)到理想的效果，一般調(diào)整修改、試算的工作要進(jìn)行多次，經(jīng)過繁瑣的工作最終才能得出與設(shè)計(jì)初衷相近的設(shè)計(jì)方案，然后還需要進(jìn)行樣車制動(dòng)試驗(yàn)，再分析其主要參數(shù)和性能判別結(jié)果是否滿足要求。然而現(xiàn)在借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，可以在最開始分析汽車制動(dòng)性能、重要相關(guān)參數(shù)，這樣既能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性而且工作簡便迅捷，此外還能建立汽車制動(dòng)過程中力以及穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)模型，模擬實(shí)際制動(dòng)過程。因此對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率、提高工作結(jié)果的可視性、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，特別是在提高整車制動(dòng)性能方面計(jì)算機(jī)工具具有非常重的要意義。第2章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇2.1 制動(dòng)器形式方案分析及工作原理幾乎所有汽車都使用機(jī)械摩擦式制動(dòng)器，這種制動(dòng)器的工作原理是利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面間的相互摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能從而使汽車減速。按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀差異摩擦式制動(dòng)器被分為鼓式和盤式兩種。使行駛中的轎車減速或停車，使轎車下坡時(shí)車速保持穩(wěn)定以及使轎車在原地（包括在上下坡上時(shí)）駐留不動(dòng)是制動(dòng)系統(tǒng)的基本功用。2.1.1 鼓式制動(dòng)器如圖21鼓式制動(dòng)器工作原理圖所示?，F(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行闡釋。由圖 2-1 可以看出，金屬制動(dòng)鼓 8 的內(nèi)圓柱面是其工作表面，它隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)樗还潭ㄔ谲囕喌妮嗇炆?。制?dòng)底板 11與車身相固結(jié)，所以是固定不動(dòng)的。有兩個(gè)支承銷12安裝在制動(dòng)底板上，兩個(gè)弧形制動(dòng)蹄 10 的下端與支承銷連接，由支撐銷支承著。摩擦片 9被安裝在制動(dòng)蹄兩側(cè)外圓柱面上。制動(dòng)輪缸 6 用油管 5 與制動(dòng)主缸 4 連通，制動(dòng)輪缸裝在制動(dòng)底板上，制動(dòng)主缸安裝在車架上，所以兩者之間位置相對(duì)固定。駕駛員通過踩踏制動(dòng)踏板1，制動(dòng)力經(jīng)由主缸活塞 3與推桿 2 相作用到主缸上繼而傳遞到制動(dòng)器上。 圖 2-1 鼓式制動(dòng)器工作原理示意圖1.制動(dòng)力踏板 2.推桿 3.主缸活塞 4.制動(dòng)主缸 5.液壓油管 6.鼓式制動(dòng)器制動(dòng)輪缸 7.輪缸活塞 8.制動(dòng)鼓 9.外側(cè)摩擦片 10.制動(dòng)蹄片 11.制動(dòng)底板 12.支承銷 13.制動(dòng)蹄回位彈簧為了不影響與制動(dòng)鼓固定的車輪的自由旋轉(zhuǎn)，在制動(dòng)系不工作時(shí)，要求制動(dòng)鼓的工作表面與制動(dòng)蹄的外圓柱面間存在一定間隙，。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板 1被駕駛員踩下，推桿 2 推動(dòng)主缸活塞 3，制動(dòng)主缸 4 內(nèi)的制動(dòng)液被強(qiáng)制壓入制動(dòng)輪缸 6內(nèi)，之后制動(dòng)蹄被輪缸活塞推動(dòng)繞支撐銷轉(zhuǎn)動(dòng)，從而制動(dòng)鼓8的內(nèi)表面與摩擦片的工作表面相互接觸。之后，一個(gè)摩擦力矩在制動(dòng)蹄10與相對(duì)其轉(zhuǎn)著的制動(dòng)鼓8之間產(chǎn)生。制動(dòng)鼓與車輪固結(jié)，所以這個(gè)摩擦力矩同樣作用在車輪上，車輪和地面間存在附著作用，地面受到車輪一個(gè)向前的邊緣力，同時(shí)車輪也受到地面對(duì)其產(chǎn)生的一個(gè)向后的反作用力，即制動(dòng)力。通過車輪、車橋等將制動(dòng)力傳給車架和車身，從而汽車產(chǎn)生一定的減速度，即制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮了作用。當(dāng)松開制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)蹄被回位彈簧13拉回原位，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間產(chǎn)生間隙，摩擦力矩消失，同時(shí)地面與車輪之間的制動(dòng)力也不再存在，即制動(dòng)作用終止。2.1.2 盤式制動(dòng)器 盤式可分為全盤式和鉗盤式，分類依據(jù)是制動(dòng)器摩擦片面積的不同。而根據(jù)固定元件的差異，鉗盤式制動(dòng)器又可分為定鉗盤式和浮鉗盤式兩種。盤式制動(dòng)器的各主要部件是制動(dòng)盤、油缸、制動(dòng)鉗、油管等。這種制動(dòng)器的摩擦副是旋轉(zhuǎn)工作的制動(dòng)盤的端面和固定在車架上的制動(dòng)塊構(gòu)成。制動(dòng)塊由摩擦材料與其金屬底板組和而成，制動(dòng)塊及其張緊裝置裝在制動(dòng)鉗中，制動(dòng)鉗橫跨制動(dòng)盤兩側(cè)。固定在車輪上的制動(dòng)盤隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。油缸固定在制動(dòng)器底版上，制動(dòng)鉗上有兩個(gè)摩擦片，它們分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)。油管輸來的液壓作用壓迫油缸的活塞，從而使摩擦片向制動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)，最終相接觸而發(fā)生摩擦制動(dòng)。圖 2-2 鉗盤式制動(dòng)器示意圖1.制動(dòng)盤 2.制動(dòng)鉗 3.活塞 4.油缸 5.油管 6.導(dǎo)向銷7.車橋2.2 盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器優(yōu)缺2.2.1 盤式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)： (1)熱穩(wěn)定性好。摩擦助勢作用在制動(dòng)盤與摩擦襯塊間不存在，因而摩擦因數(shù)對(duì)制動(dòng)器效能穩(wěn)定性的影響幾乎可以忽略；此外，摩擦襯塊的尺寸不大，產(chǎn)生的熱量可以迅速排出。(2)水穩(wěn)定性好。制動(dòng)襯塊作用在制動(dòng)盤兩側(cè)較大的壓力，能夠使上面的水很快排出，同時(shí)制動(dòng)盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力可以將水甩出，另外襯塊可以經(jīng)過一兩次制動(dòng)即可將制動(dòng)盤上的水擦拭干凈。(3) 相同結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量的制動(dòng)器，盤式比鼓式的可以輸出更大的制動(dòng)力矩。(4) 制動(dòng)盤在液壓缸作用力方向上的熱膨脹量很小，制動(dòng)器間隙沒有明顯變化，制動(dòng)穩(wěn)定性好。(5) 間隙自動(dòng)調(diào)整裝置設(shè)計(jì)簡便，易于修理更換。(6) 制動(dòng)穩(wěn)定性好：制動(dòng)過程中制動(dòng)力矩的增長較緩，無增力作用，能保證較高的制動(dòng)穩(wěn)定性。(7) 汽車前進(jìn)或者倒退對(duì)制動(dòng)力矩沒有影響。(8) 可以提高制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與安全性，因?yàn)楸P式制動(dòng)器可以組成多回路制動(dòng)系統(tǒng)，因而車輪制動(dòng)平穩(wěn)。(9) 磨損報(bào)警器檢測量可以較直觀準(zhǔn)確的測得，故磨損過度時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。2.2.2 盤式制動(dòng)器也存在一些不足之處：(1) 塵污和銹蝕問題是大部分盤式制動(dòng)器難以解決的問題。(2) 若后輪采用盤式制動(dòng)器，駐車制動(dòng)器要增加相當(dāng)復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)才可使用。(3) 需要安裝液壓伺服系統(tǒng)來提供額外的壓力，來彌補(bǔ)盤式制動(dòng)器無自增力，制動(dòng)效能低的缺陷。 現(xiàn)在的轎車，多數(shù)采用四輪全盤式制動(dòng)器，但是駐車制動(dòng)若不是采用中央制動(dòng)系統(tǒng)，在后輪的盤式制動(dòng)器中要加裝一個(gè)小的鼓式制動(dòng)器（dih,韓國車和日本車采用較多），用來提供駐車制動(dòng)力。此外貨車和一部分低端轎車仍然采用鼓式制動(dòng)器，故鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)仍然具有研究價(jià)值。 第三章 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)及其設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 參考車型制動(dòng)系相關(guān)主要參數(shù)數(shù)值 本設(shè)計(jì)選取的某國產(chǎn)轎車其前后軸采用的分別是浮鉗盤式制動(dòng)器和領(lǐng)從蹄鼓式制動(dòng)器。整車質(zhì)量： 空載： 1210kg 滿載： 1660 kg質(zhì)心位置： 滿載 =1.356 m空載=1.4m質(zhì)心高度： 空載：=0.9m 滿載：=0.8m 軸 距： l=2.656m 輪 距: 輪 距 1.414/1.422 m（前/后）車輪工作半徑：390mm 輪轂尺寸： 6j x 14輪 胎： 195/60 r143.2 制動(dòng)力及制動(dòng)力矩分配系數(shù)由汽車?yán)碚摽芍浩囍苿?dòng)時(shí)，若忽略路面對(duì)車輪滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則對(duì)任一角度0的車輪，其力矩平衡方程為-=0 式中： 制動(dòng)器的摩擦力矩，是作用在車輪上的由制動(dòng)器施加的制動(dòng)力矩，與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， 輪胎之間與地面的摩擦力，地面施加給車輪的制動(dòng)力，又稱地面制動(dòng)力，與汽車行駛方向相反，n； 車輪有效半徑，m。 = 為制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力，它是動(dòng)器摩擦力矩作用在輪胎周緣所產(chǎn)生的力，因此又稱為制動(dòng)周緣力。方向與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度0時(shí)，與相等，且的大小與其他因素?zé)o關(guān)，僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定。即制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，尺寸，摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪半徑等決定著，并與制動(dòng)系的液壓壓力成正比。當(dāng)踏板力增加是也增大，和同樣隨之增大。但路面附著條件限制著地面制動(dòng)力不能一直增加，不可能大于附著力，即 =z 或 = z 其中 地面與輪胎之間的附著系數(shù)； z 地面對(duì)車輪的法向反力。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力直線增加，當(dāng)它們的值等于附著力值時(shí)，車輪會(huì)抱死拖滑，不再滾動(dòng)。抱死之后制動(dòng)力矩即不再變化，表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而=/與相平衡，作為周緣力的極限值阻止車輪再旋轉(zhuǎn)。當(dāng)制動(dòng)到車輪角速度=0以后，地面制動(dòng)力就不再增大，而由于踏板力增大使得制動(dòng)器制動(dòng)力繼續(xù)上升（如圖圖3.1所示）。圖 3.1 制動(dòng)器制動(dòng)力，地面制動(dòng)力與踏板力的關(guān)系在汽車制動(dòng)過程中，對(duì)整車進(jìn)行受力分析，考慮到在制動(dòng)時(shí)的軸荷略有轉(zhuǎn)移，求得地面對(duì)前、后軸輪的法向反力,為： z1= z2= 式中：g 汽車所受重力，n； l 汽車軸距，mm； 汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； 汽車質(zhì)心離后軸距離，mm； 汽車質(zhì)心高度，mm； 附著系數(shù)。取一定值附著系數(shù)=0.6；所以在空，滿載時(shí)可得前后制動(dòng)反力z為以下數(shù)值 滿載時(shí)：前輪 =11245.5n 后輪 =5022.5n 空載時(shí)：前輪 =8464.9n 后輪 =3393.1n以上求得的法向反力結(jié)果如表3.1所示 表3.1 汽車前后軸法向反力車輛工況前軸法向反力，n后軸法向反力,n汽車空載8464.93393.1汽車滿載11245.55022.5 汽車總的地面制動(dòng)力為 = 式中q= 制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力；考慮到制動(dòng)強(qiáng)度q=0.35以下的制動(dòng)次數(shù)占總制動(dòng)次數(shù)的90%以上，為安全考慮此處取制動(dòng)強(qiáng)度q=0.5 前后軸車輪所受的地面制動(dòng)力。 故可推到出前后車輪附著力即地面最大制動(dòng)力為 由已知條件可得得前、后軸車輪附著力為故 滿載時(shí)：前輪 =6453.3n 后輪 =3307.5n 空載時(shí)：前輪 =4955.7n 后輪 =1891n 以上求得的前、后軸車輪附著力結(jié)果如表3.2所示 3.2 前、后軸車輪附著力車輛工況前軸車輪附著力，n后軸車輪附著力,n汽車空載4955.71891汽車滿載6453.33307.5表 可得分配系數(shù)= 滿載時(shí)： 滿載時(shí)： =0.69 空載時(shí)： =0.73在沒有超出地面附著條件的前提下，地面制動(dòng)力大小等于制動(dòng)周緣力的大小，因此又稱為制動(dòng)力分配系數(shù)。又由于滿載和空載時(shí)的理想分配曲線非常接近，故應(yīng)采用結(jié)構(gòu)簡單的非感載式比例閥，同時(shí)整個(gè)制動(dòng)系應(yīng)加裝abs防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。 3.3 同步附著系數(shù)分析(1)當(dāng)時(shí)：制動(dòng)過程中只有前輪抱死或前輪先抱死，汽車基本上沿直線減速停車，這是一種穩(wěn)定工況，但轉(zhuǎn)向能力喪失了；(2)當(dāng)時(shí)：制動(dòng)過程中總是后輪比前輪先抱死，這時(shí)后軸容易發(fā)生側(cè)滑而導(dǎo)致汽車失去方向穩(wěn)定性；(3)當(dāng)時(shí)：汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但同樣喪失了轉(zhuǎn)向能力。研究表明，當(dāng)汽車在同步附著系數(shù)為的路面上進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)生的制動(dòng)減速度為，為制動(dòng)強(qiáng)度。前后制動(dòng)器制動(dòng)力分別等于各自的附著力，且它們的和等于附著力。而在路面附著系數(shù)不是的路面上制動(dòng)時(shí)，在前輪或后輪快要抱死時(shí)，制動(dòng)強(qiáng)度，這說明了只有在的路面上，才可充分利用地面的附著條件。取一附著系數(shù)值=0.63.4 制動(dòng)器制動(dòng)力及制動(dòng)力矩的計(jì)算在忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩的條件下汽車達(dá)到最佳制動(dòng)效果是所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為： 前軸最大制動(dòng)力矩： 輪胎有效滾動(dòng)半徑： re=19560%+(1425.4)/2=0.3m 后軸最大制動(dòng)力矩： 即： 前輪雙輪制動(dòng)力 后輪雙輪制動(dòng)力 =0.3m -車輪有效半徑 -該設(shè)計(jì)車輛所能遇到的最大附著系數(shù) = 0.758 -汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) 3.5 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率 一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)斜率為的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)的汽車的實(shí)際前，后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡稱線。線與i曲線交于一點(diǎn)，同步附著系數(shù)為線與i線交線處的附著系數(shù)。它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù),是由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是： 0= 滿載時(shí)： 0=(2.6560.69-1.356)/0.8=0.6 空載時(shí)： 0=(2.6560.73-1.356)/0.9=0.65則制動(dòng)強(qiáng)度 滿載時(shí)： 空載時(shí)： 附著系數(shù)利用率 滿載時(shí) 空載時(shí)3.6 制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線分析對(duì)于一般汽車而言，根據(jù)其前、后軸制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、載荷情況及路面附著系數(shù)和坡度等因素，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力足夠時(shí)，制動(dòng)過程可能出現(xiàn)如下三種情況：1）前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑。2）后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。3）前、后輪同時(shí)抱死拖滑。所以，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配將影響汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)系必須妥善處理的問題。 圖5.1 轎車制動(dòng)力分配曲線根據(jù)所給參數(shù)及制動(dòng)力分配系數(shù)，應(yīng)用matlab編制出制動(dòng)力分配曲線如下：當(dāng)i線與線相交時(shí)，前、后輪同時(shí)抱死。當(dāng)i線在線下方時(shí)，前輪先抱死。當(dāng)i線在線上方時(shí)，后輪先抱死。通過該圖可以看出相關(guān)參數(shù)和制動(dòng)力分配系數(shù)的合理性。3.7 制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)3.7.1 前輪盤式制動(dòng)效能因數(shù) 根據(jù)公式bf=2f f取0.5 前輪盤式制動(dòng)器 bf=20.5=1.0制動(dòng)器大多使用摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.30.5的摩擦材料，少數(shù)會(huì)使用達(dá)到0.7的。一般說來材料的耐磨性與材料的摩擦系數(shù)成反比。當(dāng)使用溫度低于250時(shí)，國產(chǎn)的制動(dòng)摩擦片材料可以保持摩擦系數(shù)f=0.350.40。此處的盤式制動(dòng)器摩擦材料摩擦系數(shù)選0.5，在接下來的鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)中其摩擦材料的摩擦系數(shù)取0.3。第四章 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)4.1 后輪鼓式制動(dòng)器參數(shù)4.1.1 制動(dòng)鼓直徑 若輸入力f保持不變，則制動(dòng)力矩和制動(dòng)器的散熱性能隨制動(dòng)鼓的直徑變大而增大和變好。但輪輞內(nèi)徑限制了制動(dòng)鼓的直徑的尺寸，且制動(dòng)鼓直徑的增大意味著制動(dòng)鼓的質(zhì)量也會(huì)隨之變大，制動(dòng)鼓固結(jié)在車軸上，如果質(zhì)量增加則汽車非懸掛質(zhì)量會(huì)變的很大，這將會(huì)使汽車的行駛平順性變差。同時(shí)為了便于散熱，輪輞與制動(dòng)鼓外表面之間的間隙應(yīng)不小于20mm30mm，這樣輪胎因?yàn)檩嗇y過熱而損壞的情況即可避免。制動(dòng)鼓的壁厚應(yīng)該足夠，這樣可以保證制動(dòng)鼓的剛度和熱容量比較大，制動(dòng)時(shí)的溫升不會(huì)太大。另外，為了保證加工精度，其直徑越小越好，因?yàn)橹苿?dòng)鼓剛度隨其直徑增大而減小。故設(shè)計(jì)時(shí)通常規(guī)定制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑的比值范圍如下： 轎車 =0.640.74 貨車 =0.700.83專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) qc/t3091999制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列規(guī)定的制動(dòng)鼓直徑系列，如表3.3所示 3.3 制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列輪輞直徑/in1213141516制動(dòng)鼓內(nèi)徑/mm轎車180200240260-貨車220240260300320該車輪輞直徑=14*25.4=355.6mm所以=227.584263.144，故可取d=240mm 4.1.2制動(dòng)蹄摩擦襯片包角和寬度b 摩擦襯片的使用壽命受摩擦襯片的寬度尺寸b 的影響。選取襯片寬度b較小的缺點(diǎn)是磨損速度快，則襯片壽命短；若選取的襯片寬度b 較大，缺點(diǎn)是質(zhì)量大，不易加工，并且成本增加了。 襯片的摩擦面積為=b,其中為制動(dòng)鼓半徑。制動(dòng)時(shí)所受單位面積的正壓力和能量負(fù)荷隨制動(dòng)器所有蹄片的摩擦總面積的增大而越小，從而磨損特性越好。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析，如表3.4所示，汽車總質(zhì)量越大單個(gè)車輪鼓式制動(dòng)器的襯片面積越小。表 3.4 制動(dòng)器襯片摩擦面積 制動(dòng)蹄摩擦襯片包角一般在=90120范圍內(nèi)選取。另外有試驗(yàn)研究表明，若摩擦襯片包角取在 90100之間時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫升最小，且產(chǎn)生的制動(dòng)效果最好。然而若包角90，則散熱性變好，但由于接觸面變小致使壓強(qiáng)過高，磨損加??；若包角過大，則會(huì)制動(dòng)蹄摩擦襯片中間壓強(qiáng)大，兩端小，不僅導(dǎo)致單位壓力效果減小，而且導(dǎo)致制動(dòng)不平順，故包角不可取的大于 120。該設(shè)計(jì)取為100。本文研究車型總質(zhì)量為m =1660kg=1.66t。由上表可以分析得到，該車單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積為=200300。由公式=b可以得出，襯片寬度b=47.7695.51cm。專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) qc/t3091999制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列規(guī)定了制動(dòng)器摩擦襯片的寬度系列如表3.5所示。 表3.5 制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列 故摩擦襯片寬度可取 b =75cm。4.1.3摩擦襯片起始角圖 3.3 鼓式制動(dòng)器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖 如圖3.3所示，一般情況下，在制動(dòng)蹄外周的中央裝上摩擦襯片，所以摩擦襯片的起始角可由公式求得。但是有時(shí)，在最大壓力點(diǎn)兩側(cè)裝置摩擦襯片，這樣可以適應(yīng)壓強(qiáng)分布變化的情況，從而改善制動(dòng)效能和磨損均勻性。 故該設(shè)計(jì)的摩擦襯片起始角=4.1.4 張力f 的作用線到制動(dòng)器中心的距離a 最大程度的增大張力f 的作用線到制動(dòng)器中心的距離a，可以把制動(dòng)效能提高。為了達(dá)到這個(gè)目的，要把制動(dòng)輪缸布置在制動(dòng)鼓內(nèi)。初步設(shè)計(jì)時(shí)常取距離a=0.8,故初步取a=0.8120=96mm。4.1.5制動(dòng)蹄支承銷中心位置k 和c在兩蹄支承端面不互相干涉的前提下，使c盡可能大而k盡可能小。初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可取c=0.8。故 c = 96mm。這里取 k = 20mm。4.1.6 后輪鼓式制動(dòng)器效能因數(shù) 1） 領(lǐng)蹄制動(dòng)蹄因數(shù)：圖 3.2 鼓式制動(dòng)器受力簡化圖根據(jù)公式 h/b=2;c/b=0.8得2） 從蹄制動(dòng)蹄因數(shù)：根據(jù)公式 得=0.48所以這個(gè)領(lǐng)從蹄制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)=1.274.2 制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì)4.2.1 制動(dòng)鼓選取熱容量較大的材料制作制動(dòng)鼓，防止溫升超過材料極限，還要保證制動(dòng)鼓的剛度，減少制動(dòng)鼓變形對(duì)制動(dòng)效果的影響。同時(shí)為了確保高的摩擦系數(shù)，制動(dòng)鼓材料應(yīng)與摩擦襯片材料相匹配，這樣工作表面磨損比較均勻使用壽命較長。輪轂的圓柱表面與制動(dòng)鼓配合定位，為了使這兩者的軸線重合，要在兩者裝配緊固后對(duì)制動(dòng)鼓內(nèi)工作表面進(jìn)行精加工。兩者裝配后還需進(jìn)行動(dòng)平衡。貨車許用不平衡度為30 ncm40 ncm；轎車許用不平衡度為15ncm20 ncm；。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00 5mm，靜不平衡度15n.cm。剛度和強(qiáng)度要求影響著制動(dòng)鼓壁厚的選取。熱容量隨壁厚增加而增大，但試驗(yàn)表明，摩擦表面的最高溫度在壁厚由11mm增至20 mm時(shí)變很小。一般制動(dòng)鼓的壁厚：轎車為7mm12mm；中、重型載貨汽車為13mm18mm。為了便于檢查制動(dòng)器間隙，通常會(huì)在制動(dòng)鼓的閉口一側(cè)外緣開個(gè)小孔。4.2.2 制動(dòng)蹄碾壓t形鋼的方法多用于轎車的和輕型載貨汽車制動(dòng)蹄的制作，或者通過沖壓焊接鋼板來制成。制動(dòng)蹄結(jié)構(gòu)尺寸和斷面形狀的設(shè)計(jì)應(yīng)保證其具有高的剛度，但為了使制動(dòng)蹄摩擦襯片與制動(dòng)鼓之間具有均勻的壓力，有時(shí)在制動(dòng)蹄腹板上開一兩條徑向槽，目的是使蹄的彎曲剛度小一些，這樣制動(dòng)時(shí)噪聲較小且磨損較為均勻。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，貨車的約為5mm8mm，轎車的約為3mm5mm。摩擦襯片的厚度，貨車多為8mm以上，轎車多為45mm5mm。鉚接或粘貼是襯片與制動(dòng)蹄連接的常用方法，粘貼的優(yōu)點(diǎn)是允許的磨損厚度較大，使用壽命增長，缺點(diǎn)是不易更換襯片；鉚接具有的噪聲較小的特點(diǎn)。本次制動(dòng)蹄采用的材料為ht200。4.2.3 制動(dòng)底板除制動(dòng)鼓外的各個(gè)制動(dòng)器零件都會(huì)安裝在制動(dòng)底板上，要保證個(gè)零件之間相互配合位置的精確。足夠的剛度才能保證制功底板能夠承受制動(dòng)反力矩。為此，除了凹凸起伏的形狀由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板不準(zhǔn)有別的形狀。剛度不足會(huì)產(chǎn)生一系列的不良后果，如制動(dòng)力矩減小，襯片磨損不均勻及踏板行程加大等。本次設(shè)計(jì)采用45號(hào)鋼。 4.2.4 制動(dòng)蹄的支承銷結(jié)構(gòu)簡單是二自由度制動(dòng)蹄的支承銷的特點(diǎn)，制動(dòng)蹄相對(duì)制動(dòng)鼓可以進(jìn)行自行定位。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，支承位置應(yīng)設(shè)計(jì)成可調(diào)，這樣才能達(dá)到通過調(diào)節(jié)使制動(dòng)蹄工作表面與制動(dòng)鼓工作表面同軸心的目的。例如，采用偏心支承銷或偏心輪就可以使位置可調(diào)。支承銷由高頻淬火的45號(hào)鋼制成。其支座為可鍛鑄鐵(kth37012)或球墨鑄鐵(qt40018)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。長支承銷能保證制動(dòng)蹄的正確安裝，避免側(cè)向偏擺的問題發(fā)生。在制動(dòng)底板上的壓緊裝置，能把制動(dòng)蹄中部壓向制動(dòng)底板；制動(dòng)蹄腹板張開端可從在輪缸活塞頂塊上或在張開機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開的槽插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。4.2.5 制動(dòng)輪缸活塞式制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，可以很方便的布置在車輪制動(dòng)器中。選取鑄鐵ht250作為輪缸的缸體的制作材料。它的缸筒是需要鏜磨的通孔?；钊射X合金制造。鋼制的開槽頂塊壓在活塞外端，被用來作為插人槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭的支撐。裝在活塞上的橡膠密封圈將輪缸的工作腔密封。制動(dòng)輪缸多數(shù)有兩個(gè)等直徑活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞。本次設(shè)計(jì)采用的是ht250。4.2.6 摩擦材料 選擇摩擦片時(shí)，不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，而且還要求其熱穩(wěn)定行好，受溫度和壓力的影響小。不宜單純地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。在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，取f=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)人體無害的材料。 由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有公害問題，已被淘汰，取而代之的無石棉材料。無石棉摩擦材料是以多種金屬、有機(jī)、無機(jī)材料的纖維或粉末代替石棉作為增強(qiáng)材料，其成分和制造方法與石棉模壓材料大致相同。若金屬纖維（多為鋼纖維）和粉末的含量在40%以上，則成為半金屬摩擦材料，這種材料在歐美各國廣泛用于轎車的盤式制動(dòng)器上，已成為摩擦材料的主流。4.3前輪盤式制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)4.3.1 制動(dòng)盤直徑如果把制動(dòng)盤直徑做的大些，制動(dòng)盤的有效半徑就會(huì)變大，這樣就可在保證同樣制動(dòng)力的前提下，降低制動(dòng)鉗的夾緊力，從而摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度也會(huì)降低。但輪毅直徑限制了制動(dòng)盤直徑的大小，一般選擇為輪轂直徑的70%90%為制動(dòng)盤的直徑，汽車總質(zhì)量大于2t的車取90%。通常，制造商在保持有效的制動(dòng)性能的情況下，盡可能將零件做的小些，輕些。輪輞直徑為14英寸，又因?yàn)閙=1660kg。 在本設(shè)計(jì)中,取=256mm4.3.2 制動(dòng)盤厚度h制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升受到制動(dòng)盤厚度h的直接影響。為了減輕制動(dòng)盤質(zhì)量，其厚度值不可取得過大;但同時(shí)為了使制動(dòng)工作時(shí)的溫升不會(huì)過大，其厚度值又不可過小。通常，實(shí)心制動(dòng)盤厚度為l0mm 20mm。在本設(shè)計(jì)中所選用實(shí)心制動(dòng)盤，其厚度h取14mm。4.3.3摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑根據(jù)汽車設(shè)計(jì)要求摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值應(yīng)該小于等于1.5。若比值過大，制動(dòng)過程中襯塊的外緣與內(nèi)緣速度相差較多，導(dǎo)致材料磨損不均勻，導(dǎo)致接觸面積越來越小，最終將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變的比原設(shè)計(jì)小很多。在本設(shè)計(jì)中取外半徑為r2=129mm,內(nèi)半徑r1=105mm。符合設(shè)計(jì)要求4.3.4 內(nèi)通軸直徑 初選為68mm 4.3.5 摩擦襯塊工作面積a單位面積的摩擦襯塊占有的汽車質(zhì)量在范圍內(nèi)選取，為60.89a110.7。在本設(shè)計(jì)中取襯塊的夾角為50。摩擦襯塊的工作面積a：，a取98。4.4 盤式制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.1 制動(dòng)鉗 鍛鑄鐵kth370一12或球墨鑄鐵qt400一18可以作為制動(dòng)鉗的制造材料。鉗體的整體構(gòu)造可以做兩半然后由螺栓連接也可以做成整體。為了方便檢查或更換制動(dòng)塊而不需要拆下制動(dòng)鉗，通常其外緣留有開口。制動(dòng)鉗需要承受較高的剪切力所以應(yīng)有高的強(qiáng)度，此外鉗體的變形對(duì)制動(dòng)穩(wěn)定性的影響很大所以應(yīng)該有較高的剛度。制動(dòng)油缸一般多在鉗體中加工出，也可在鉗體中嵌入單獨(dú)制造的油缸。鼓式制動(dòng)器中的輪缸一般比鉗盤式制動(dòng)器油缸直徑比小得多，日本轎車鉗盤式制動(dòng)器油缸的直徑最大可68.1mm（單缸）或45.4mm，客車和貨車可達(dá)82.5mm或79.4mm。杯形活塞的開口端一般會(huì)頂靠制動(dòng)塊的背板，這樣可以減少傳給制動(dòng)液的熱量，減少熱量對(duì)制動(dòng)液壓的影響。一般選鑄鋁合金或鋼作為活塞的制造材料。鍍鉻處理的活塞的工作表面，具有較高的耐磨性。當(dāng)制動(dòng)鉗體由鋁合金制造時(shí)，減小活塞與制動(dòng)背板的接觸面積，可以解決傳給制動(dòng)液的熱量較多的問題，也可以采用非金屬活塞從而避免這個(gè)問題。制動(dòng)鉗在汽車上的安裝位置可在車軸的前方或車軸的后方。位于車軸前可避免輪胎甩出來的泥、水進(jìn)入制動(dòng)鉗，位于車軸后則可減少制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷。 4.4.2 制動(dòng)塊 背板和摩擦襯塊直接牢固地壓嵌或鉚接或粘接而構(gòu)成了摩擦襯塊。襯塊的形狀多為扇形，但也有使用矩形或正方形的制動(dòng)器。如果活塞壓住的制動(dòng)塊面積較小，襯塊可能會(huì)發(fā)生卷角而引起刺耳的尖銳聲音，這種情況要避免。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。在襯塊與背板之間噴涂一層隔熱減震膠，可以減少制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量傳給制動(dòng)鉗，從而避免制動(dòng)液氣話和減小制動(dòng)噪聲。摩擦襯塊的工作環(huán)境較為惡劣，經(jīng)常會(huì)有較高的溫度和較大的壓力，所以摩擦襯塊的磨損較快，因此設(shè)計(jì)時(shí)要保證它的厚度較大。根據(jù)資料顯示，日本轎車和輕型汽車摩擦襯塊的厚度在7.5mm16mm 之間，中、重型汽車的摩擦襯塊在14mm22mm之間。盤式制動(dòng)器大都裝有警報(bào)裝置，在摩擦襯塊磨損達(dá)到極限時(shí)報(bào)警，可以及時(shí)更換摩擦襯塊，避免事故發(fā)生。 4.4.3 摩擦材料要選用具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好的材料作為摩擦材料，材料的摩擦系數(shù)不能在溫度升高到某一數(shù)值后而急劇下降，同時(shí)材料還應(yīng)具有好的耐磨性，低的吸水性，低壓縮率、膨脹特性和良好的隔熱性，具有抗壓、抗拉、抗剪切、抗彎曲性能和耐沖擊性能較高的特性；材料與制動(dòng)盤之間摩擦?xí)r噪聲較小且不產(chǎn)生有害氣體。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和國家法規(guī)，制動(dòng)器摩擦材料不應(yīng)含有石棉材料。第五章 校核5.1 制動(dòng)器磨損特性熱容量及溫升摩擦副的材質(zhì)、表面加工情況、溫度以及壓力等多種因素都對(duì)襯片的磨損有影響。所以要定量的計(jì)算磨損性能是不太可能的。機(jī)械能在汽車制動(dòng)過程中轉(zhuǎn)變成熱量而耗散。在緊急制動(dòng)時(shí)，由于在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了大量的熱量，制動(dòng)器溫度會(huì)迅速升高。此即所謂的制動(dòng)器的能量負(fù)荷。摩擦襯片的磨損隨能量負(fù)荷的增大而加劇。能量耗散作為制動(dòng)器的能量負(fù)荷評(píng)價(jià)指標(biāo)。單位功負(fù)荷或能量負(fù)荷稱為比能量耗散率，表示單位時(shí)間內(nèi)在單位摩擦面積上所耗散的能量，其單位為w/mm2。 5.1.1 制動(dòng)器磨損特性計(jì)算 汽車的單個(gè)前輪和單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為 式中，為汽車總質(zhì)量；為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)；為制動(dòng)初速度和終速度（m/s）；為制動(dòng)減速度()；為制動(dòng)時(shí)間（s）；、是前、后制動(dòng)器襯片的摩擦面積（）；為制動(dòng)力分配系數(shù)。 在緊急制動(dòng)直到到停車的過程中，,可認(rèn)為，故 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，乘用車的盤式制動(dòng)器在v1=100km/h(27.8m/s)，在制動(dòng)減速度j=0.6g的條件下，比能量耗散率應(yīng)小于等于6.0w/mm2。比能量過高不僅引起襯塊的磨損加速，且龜裂這一現(xiàn)象有可能更早的出現(xiàn)在制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓上。本設(shè)計(jì)采用的是前盤后鼓，再給說明書中僅計(jì)算前輪襯塊的摩擦特性。 t=(v1-v2)/j= (27.8-0)/6=4.63s e1=mav1/4ta1 =（166027.820.69）/（44.639802） =4.886.0w/mm25.1.2 制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算判斷制動(dòng)器的熱容量和溫升是否符合要求的判別條件如下： 式中： 各制動(dòng)鼓(盤)的總質(zhì)量；跟各制動(dòng)鼓(盤)接觸的受熱金屬件(如制動(dòng)鉗體、輪轂、輪輻、輪輞等)的總質(zhì)量；制動(dòng)鼓(盤)材料為鑄鐵，其比熱容為c=482j(kgk)，對(duì)鋁合金c=880j(kgk)；與制動(dòng)鼓(盤