轎車盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】【汽車專業(yè)】

哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -I- 摘 要 汽車的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)涉及到許多的領(lǐng)域，其獨(dú)有的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等眾多指標(biāo)，也對(duì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車行駛的一個(gè)重要主動(dòng)安全系統(tǒng)，其性能的好壞對(duì)汽車的行駛安全有著重要影響。隨著汽車的行駛速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能，長壽命的制動(dòng)系統(tǒng)。 鑒于制動(dòng)系統(tǒng)的重要性，本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是運(yùn)輸車輛中的制動(dòng)器，從制動(dòng)系的功用及設(shè)計(jì)的要求出發(fā)，依據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行了方案論證。對(duì)各種形式的制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較后，在前盤后鼓得基礎(chǔ)上改為前后都是盤式制動(dòng)器，保持制動(dòng)力分配系數(shù)的 穩(wěn)定，改善了汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性，簡化了汽車的制動(dòng)裝置，減輕了整車質(zhì)量，從而提高了汽車在行駛過程中的安全性與穩(wěn)定性 。 選擇了簡單液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和雙管路系統(tǒng)，選用了間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，采用比例閥作為制動(dòng)力的調(diào)節(jié)裝置。 關(guān)鍵詞 ： 制動(dòng)鉗 ； 制動(dòng)盤 ； 制動(dòng)輪缸 ；制動(dòng)襯片 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -II- Abstract Automobile design and production are involved in many fields, its unique safety, economy, comfort and so many indicators, also raised taller requirement to the design. Automobile braking system is an important vehicle active safety system, and its performance depends on car has an important influence on road safety. As the vehicle of the speed and pavement situation was complex degree rise, more require high-performance, long life of brake system. In view of the importance of brake system, the design of the main content is a transport vehicles, the brake from brake system function and design, according to the requirement of design parameters, given the scheme comparison. On all forms of brake their advantages and disadvantages are discussed, based on HouGu have in QianPan instead of before and after are disc brakes, maintain braking force distribution coefficient, improves the stability of the braking stability and simplify the automobile braking device, reduce the vehicle quality, thereby improving the car while driving in the process of security and stability. Choose a simple hydraulic driving mechanism and double pipeline system, chose clearance automatic adjusting device, proportional valve as brake force adjusting device Keywords: brake disc； Brake wheel cylinder； Brake caliper； Braking facings formulations 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -III- 目錄 摘 要 . I Abstract .II 第 1 章 緒論 . 1 1.1 汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 . 1 1.2 汽車制動(dòng)系概述 . 2 1.3 設(shè)計(jì)的意義 . 4 小結(jié) . 5 第 2 章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)方案的論證和選擇 . 6 2.1 制動(dòng)器設(shè)計(jì)要求 . 6 2.2 制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則 . 8 2.3 制動(dòng)器方案分析 . 9 2.4 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 . 9 2.5 制動(dòng)管路的選擇 . 10 2.6 鼓式 制動(dòng)器與盤式制動(dòng)器的比較分析 . 12 2.7 制動(dòng)器間隙自動(dòng)調(diào)整裝置 . 16 小結(jié) . 16 第 3 章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 . 17 3.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) . 17 3.2 同步附著系數(shù) . 20 3.3 制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 . 21 3.4 利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率 . 22 小結(jié) . 24 第 4 章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 25 4.1 原始數(shù)據(jù)及主要技術(shù)參數(shù) . 25 4.2 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 . 25 4.3 制動(dòng)力矩與盤的壓力。 . 27 4.4 制動(dòng)輪缸直徑的計(jì)算 . 28 4.5 緊急制動(dòng)時(shí)踏板力的計(jì)算 . 28 4.6 制動(dòng)踏板行程的計(jì)算 . 28 小結(jié) . 29 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -IV- 第五章 制動(dòng)器主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 . 30 5.1 制動(dòng)盤 . 30 5.2 制動(dòng)鉗 . 30 5.3 制動(dòng)塊 . 30 5.4 摩擦材料 . 31 5.5 制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算 . 31 5.6 強(qiáng)度校核 . 32 小結(jié) . 33 結(jié)論 . 34 致謝 . 35 參考文獻(xiàn) . 36 附錄 . 37 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -1- 第 1 章 緒論 1.1 汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 1. 汽車工業(yè)本身對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)及對(duì)相關(guān)工業(yè)的帶動(dòng)度 汽車產(chǎn)品是一個(gè)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、波及效果廣、對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)力大的產(chǎn)品，汽車工業(yè)波及到原材料、能源、建筑、商業(yè)、金融、交通 、 運(yùn)輸?shù)葌€(gè)行業(yè)。 汽車工業(yè)的發(fā)展與原材料工業(yè)有著極為密切的關(guān)系。隨著汽車工 業(yè)的發(fā)展，質(zhì)輕、耐腐蝕、隔音、隔熱、易成型、韌性好的塑料及復(fù)合材料越來越 多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料。汽車用涂料是在所在涂料中綜合性能要求最高的涂料，國外涂料行業(yè)為滿足汽車工業(yè)的發(fā)展及環(huán)保的要求，都把汽車用涂料作為涂料研究 的重點(diǎn)。汽車工業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了石油化學(xué)、化學(xué)工業(yè)、輕工、紡織、建材等相關(guān)部門的發(fā)展 。 發(fā)展 汽車工業(yè)，有利于疏散過度密集的城市人口，促進(jìn)郊區(qū)衛(wèi)星城市的發(fā)展 ， 促進(jìn)房地產(chǎn)行業(yè)、金融、第三產(chǎn)業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 2. “ 富國富民 ” ，增加國家財(cái)政收入的需要 汽車工業(yè)是一個(gè)精度要求高、綜合性強(qiáng)、零部件數(shù)量多、加工深度較高、附加 價(jià)值很大的加工工業(yè)，一般附加值率高達(dá) 20% 40%，是創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富、提高國民收入的重要產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一部轎車的平均使用壽命為 9 年，期間交納的消費(fèi) 稅、購置稅、燃油稅、養(yǎng)路費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)等各種稅費(fèi)差不多等于這一輛車的購置價(jià)格；一輛貨車的各種稅費(fèi)約為購置價(jià)格的 3 倍 ，如果把這輛車在生產(chǎn)和流通中交納的稅費(fèi)加在一起，將是一個(gè)更大的數(shù)目。 3. 汽車行業(yè)是重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)業(yè) 汽車是全球性產(chǎn)品，汽車工業(yè)是國際貿(mào)易型產(chǎn)業(yè)。 大批量出口，增加外匯收入。目前，全世界汽車年出口量已達(dá) 1600 萬輛，汽車市場(chǎng)突破國家界限，由國家內(nèi)部的壟斷與競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向全球生產(chǎn)，銷售的競(jìng)爭(zhēng)，成為一個(gè)國家外匯收入的主要來源 4. 發(fā)展汽車工業(yè)有利于促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步 汽車工業(yè)是技術(shù)密集產(chǎn)業(yè)，既可以自身的需要促進(jìn)科技發(fā)展，又可將科技成果 大規(guī)模的應(yīng)用于生產(chǎn)。本世紀(jì)先后出現(xiàn)的幾次重大的新技術(shù)浪潮， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -2- 汽車及其制造業(yè)不但沒有受到?jīng)_擊，相反從中受益匪淺。 20 世紀(jì)年代以來，電子技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車產(chǎn)品，出現(xiàn)了汽車電子化的趨勢(shì)。目前世界的機(jī)器人應(yīng)用于汽車工業(yè)，而且由于用戶的需求和資源、環(huán)保對(duì)汽車的要求日益提高，大量新材料、新技術(shù)在汽車工業(yè)率先應(yīng)用，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。 5. 發(fā)展汽車工業(yè)可創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì) 汽車工業(yè)又是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，其本身從生產(chǎn)到銷售服務(wù)可以創(chuàng)造較高的就業(yè)率，而且其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展連同汽車產(chǎn)品的使用、維修可以創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)。 6. 是提高人民生活水平的必 然要求 汽車具有快速、舒適、機(jī)動(dòng)、靈活和隨意等優(yōu)點(diǎn)，在全世界得到廣泛的應(yīng)用和普及，成為現(xiàn)代生活的象征。在發(fā)達(dá)國家，轎車已成為千家萬戶的生活必需品。在美國，幾乎平均每人一輛轎車。事實(shí)上，通過對(duì)世界發(fā)達(dá)工業(yè)國家和較為先進(jìn)的發(fā)展中國家的汽車工業(yè)的發(fā)展歷史研究，我們發(fā)現(xiàn)以下三點(diǎn)：一是各國轎車迅速普及均發(fā)生在各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的歷史時(shí)期；二是國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展是促進(jìn)汽車尤其是轎車工業(yè)發(fā)展的充要條件，轎車工業(yè)的發(fā)展反過來對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有巨大的促進(jìn)作用；三是轎車擁有率與人均之間有著密切的聯(lián)系，隨著人民收入水 平的提高逐漸進(jìn)入家庭，轎車的發(fā)展將不以人的意志為轉(zhuǎn)移。 1.2 汽車制動(dòng)系概述 使 行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已經(jīng)停駛的汽車保持不動(dòng)，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動(dòng)。 對(duì)汽車起到制動(dòng)作用的是作用在汽車上，其方向與汽車行駛方向相反的外力。作用在行駛汽車上的滾動(dòng)阻力，上坡阻力，空氣阻力都能對(duì)汽車起制動(dòng)作用，但這外力的大小是隨機(jī)的，不可控制的。因此，汽車上必須設(shè)一系列專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，借以使外界在汽車上某些部分施加一定的力，對(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)。這 種可控制的對(duì)汽車進(jìn)行制動(dòng)的外力，統(tǒng)稱為制動(dòng)力。這樣的一系列專門裝置即成為制動(dòng)系。 1. 制動(dòng)系的功用：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(shí)，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠的停在原地或 -=-坡道上。 2. 制動(dòng)系的組成 任何制動(dòng)系都具有以下四個(gè)基本組成部分： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -3- （ 1） 供能裝置 包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中，產(chǎn)生制動(dòng)能量的部位稱為制動(dòng)能源。 （ 2） 控制裝置 包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的各種部件。 （ 3） 傳動(dòng)裝置 包括將制動(dòng)能量傳輸?shù)街苿?dòng)器的各個(gè)部件 。 （ 4） 制動(dòng)器 產(chǎn)生阻礙車輛的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件，其中也包括輔助制動(dòng)系中的緩速裝置。 較為完善的制動(dòng)系還具有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置以及報(bào)警裝置、壓力保護(hù)裝置等附加裝置。 3. 制動(dòng)系的類型 （ 1）按制動(dòng)系的功用分類 1）行車制動(dòng)系 使行使中的汽車減低速度甚至停車的一套專門裝置。 2）駐車制動(dòng)系 是以停止的汽車駐留在原地不動(dòng)的一套裝置。 3）第二制動(dòng)系 在行車制動(dòng)系失效的情況下，保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國家的制動(dòng)法規(guī)中規(guī)定，第二制動(dòng)系是汽車必須具備的。 4）輔助制動(dòng)系 在汽 車長下坡時(shí)用以穩(wěn)定車速的一套裝置。 （ 2）按制動(dòng)系的制動(dòng)能源分類 1）人力制動(dòng)系 以駕駛員的肢體作為唯一的制動(dòng)能源的制動(dòng)系。 2）動(dòng)力制動(dòng)系 完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系。 3）伺服制動(dòng)系 兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系。 按照制動(dòng)能量的傳輸方式，制動(dòng)系又可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁等。同時(shí)采用兩種以上傳能方式的制動(dòng)系，可稱為組合式制動(dòng)系。 汽車制動(dòng)系統(tǒng)是一套用來使四個(gè)車輪減速或停止的零件。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)動(dòng)作開始。踏板 裝在頂端帶銷軸的桿件 上。踏板的運(yùn)動(dòng)促使推桿移動(dòng)，移向主缸或離開主缸。 主缸安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)室的隔板上，主缸是一個(gè)由駕駛員通過踏板操作的液壓泵。當(dāng)踏板被踩下，主缸迫使有壓力的制動(dòng)液通過液壓管路到四個(gè)車輪的每個(gè)制動(dòng)器。液壓管路由鋼管和軟管組成。它們將壓力液從主缸傳遞到車輪制動(dòng)器。 盤式制動(dòng)器多用于汽車的前輪，有不少車輛四個(gè)車輪都用盤式制動(dòng)器。制動(dòng)盤裝在輪級(jí)上、與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，主缸的 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -4- 液體壓力傳遞到盤式制動(dòng)器。該壓力推動(dòng)摩擦襯片靠到制動(dòng)盤上，阻止制動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖 1-1 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的基本部件 1.液壓助力制 動(dòng)器 2.主缸和防抱死裝置 3.前盤式制動(dòng)器 4.制動(dòng)踏板 5.駐車制動(dòng)桿 6.防抱死計(jì)算機(jī) 7.后盤式制動(dòng)器 防止制動(dòng)時(shí)車輪被抱死有利于提高汽車在制動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性，縮短制動(dòng)距離，所以近年來防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ ABS）在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在石棉有致癌公害問題已被淘汰，取而代之的各種無石棉型材料相繼研制成功。 1.3 設(shè)計(jì)的意義 一個(gè)國家汽車工業(yè)的發(fā)展水平反映出該國家的整體工業(yè)水平。要發(fā)展一個(gè)國家 的汽車工業(yè)，就汽車行業(yè)來說，汽車設(shè)計(jì)應(yīng)處于一個(gè)舉足輕重的位置。制動(dòng)器的設(shè)計(jì)作為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)也是非常重要的，尤其是隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展，道路條件的日益改善，車速越來越高，安全問題也愈受重視，制動(dòng)器恰是影響汽車安全性的一個(gè)重要部件。因此，能夠設(shè)計(jì)，制造 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -5- 出具有高制動(dòng)性、可靠性的制動(dòng)器是改善汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 本次設(shè)計(jì)遵循以下原則：首先滿足制動(dòng)器效能，再考慮降低生產(chǎn)成本，減少體積和質(zhì)量，在選擇材料和機(jī)械加工方法中還要考慮環(huán)保問題。 本制動(dòng)系采用 X 型雙回路系統(tǒng)以提高制動(dòng)系的可靠性，在一個(gè)回路失效時(shí)， 其制動(dòng)效能仍可保持原制動(dòng)效能的 50%。采用真空助力器，使操縱更輕便，減少駕駛員的疲勞。在前、后輪的制動(dòng)力分配計(jì)算中采用了最新計(jì)算公式，使制動(dòng)力分配更合理，提高了汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性。 總之，通過本次設(shè)計(jì)，使制動(dòng)器性能得到改善、成本降低，與此同時(shí)，還減少了制動(dòng)器生產(chǎn)及使用過程中對(duì)周圍環(huán)境的污染。 小結(jié) 汽車在人們的日常生活中的重要性，與其能帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響力。 闡 述了制動(dòng)系的作用，制動(dòng)系的組成有駐車制動(dòng)、行車制動(dòng)、應(yīng)急制動(dòng)、制動(dòng)裝置的基本結(jié)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)在于改善汽車的制動(dòng)系統(tǒng)，提高整車的制動(dòng)性能，保證人 乘的安全性。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -6- 第 2 章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)方案的論證和選擇 2.1 制動(dòng)器設(shè)計(jì)要求 1 具有足夠的制動(dòng)效能。行車制動(dòng)能力是用一定制動(dòng)初速度下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩相指標(biāo)來評(píng)定的；駐坡能力是以汽車在良好路面上能可靠的停駐的最大坡度來評(píng)定的。詳見 GB/T7258-2004 制動(dòng)距離：是指機(jī)動(dòng)車在規(guī)定的初速度下急踩制動(dòng)時(shí)，從腳接觸制動(dòng)踏板（或手觸動(dòng)制動(dòng)手柄）時(shí)起至機(jī)動(dòng)車停住時(shí)止機(jī)動(dòng)車駛過的距離。 制動(dòng)減速度：是指機(jī)動(dòng)車制動(dòng)時(shí)車速對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。 制動(dòng)穩(wěn)定性要求：是指制動(dòng)過程中機(jī)動(dòng)車的任何部位（不 計(jì)入車寬的部位除外）不允許超出規(guī)定寬度的試驗(yàn)通道的邊緣線。 制動(dòng)距離和制動(dòng)穩(wěn)定性要求 機(jī)動(dòng)車類型 制動(dòng)初速度 km/h 滿載檢驗(yàn)制動(dòng)距離要求 m 空載檢驗(yàn)制動(dòng)距離要求m 試驗(yàn)通道寬度 m 三輪汽車 20 5.0 2.5 乘用車 50 20.0 19.0 2.5 總質(zhì)量不大于 3500kg 的低速貨車 30 9.0 8.0 2.5 其它總質(zhì)量不大于 3500kg 的汽車 50 22.0 21.0 2.5 其它汽車、汽車列車 30 10.0 9.0 3.0 兩輪摩托車 30 7.0 邊三輪摩托車 30 8.0 2.5 正三輪摩托車 30 7.5 2.3 輕便摩托車 20 4.0 輪式拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組 20 6.5 6.0 3.0 手扶變型運(yùn)輸機(jī) 20 6.5 2.3 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -7- 制動(dòng)減速度和制動(dòng)穩(wěn)定性要求 機(jī)動(dòng)車類型 制動(dòng)初速度km/h 滿載檢驗(yàn)充分發(fā)出的平均減速度 m/s2 空載檢驗(yàn)充分發(fā)出的平均減速度m/s2 試驗(yàn)通道寬度 m 三輪汽車 20 3.8 2.5 乘用車 50 5.9 6.2 2.5 總質(zhì)量不大于 3500kg 的低速貨車 30 5.2 5.6 2.5 其它總質(zhì)量不大于 3500kg 的汽車 50 5.4 5.8 2.5 其它汽車、汽車列車 30 5.0 5.4 3.0 2. 工作可靠。行車制動(dòng)裝置至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路，當(dāng)其中一套管路失效時(shí)，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動(dòng)能力不低于沒有失效時(shí)規(guī)定值的 30%。行車和駐車制動(dòng)裝置可以有共同的制動(dòng)器，而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)則各自獨(dú)立。 3. 在任何速度下制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。 4. 防止水和泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。 5. 制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好。 6. 操 作輕便，并具有良好的隨動(dòng)性。 7. 制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲應(yīng)盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。 8. 作用滯后性應(yīng)盡可能好。作用滯后性是指制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，以制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定的制動(dòng)效能所需的時(shí)間來評(píng)價(jià)。 9. 摩擦片應(yīng)有足夠的使用壽命。 10. 摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)。 11. 當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本供能遭到破壞時(shí)，汽車制動(dòng)系應(yīng)有音響或光信號(hào)等報(bào)警裝置。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -8- 2.2 制動(dòng)器設(shè)計(jì) 的一般原則 1. 制動(dòng)器效能，指在良好路面上，汽車以一定初速度制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度。在評(píng)比不同結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)器效能時(shí)，常用一種稱為制動(dòng)效能因數(shù)的無因次指標(biāo)。制動(dòng)效能因數(shù)的定義為：在制動(dòng)鼓和制動(dòng)盤的作用半徑上所得到的摩擦利于輸入力之比。 2. 制動(dòng)器效能恒定性，即汽車高速行使或下長坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)汽車制動(dòng)效能保持的程度。如前所述，影響摩擦因數(shù)的因素包括摩擦副材料、摩擦副表面溫度和水濕程度。因?yàn)橹苿?dòng)過程是及時(shí)把汽車行駛的動(dòng)能通過制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)化為熱能，所以制動(dòng)器溫度升高后能否保持在冷狀態(tài)時(shí)的制動(dòng) 效能，已成為設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)器時(shí)要考慮的一個(gè)重要問題。由于領(lǐng)蹄的效能因數(shù)大于從蹄，穩(wěn)定性卻比從蹄差，因此各種鼓式制動(dòng)器的效能因數(shù)取決于兩蹄的效能因數(shù)，故就整個(gè)鼓式制動(dòng)器而言，也在不同程度上存在著效能本身與其穩(wěn)定性的矛盾。而盤式制動(dòng)器的制動(dòng)效能最為穩(wěn)定。 要求制動(dòng)器的熱穩(wěn)定性好，除選擇其效能因數(shù)對(duì)摩擦系數(shù)敏感性較低的制動(dòng)器類型外，還要求摩擦材料有較好的抗熱衰退性和恢復(fù)性，并且應(yīng)使制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤）有足夠的熱容量和散熱能力。 3. 制動(dòng)器間隙調(diào)整，是汽車保養(yǎng)作業(yè)較為頻繁的項(xiàng)目之一。故選擇調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置必 須保證調(diào)整操作方便。最好采用間隙自動(dòng)裝置。 4. 制動(dòng)器的尺寸和質(zhì)量。隨著現(xiàn)代汽車車速的日益提高，處于汽車行駛穩(wěn)定性的考慮，輪胎尺寸往往選擇較小。這樣，為了保證所要求的制動(dòng)力矩而確定的制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤）直徑就可能過大而難以在輪轂內(nèi)安裝。因而應(yīng)選擇尺寸小而效能高的制動(dòng)器形式。對(duì)于高速轎車，為提高制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，在前懸架（獨(dú)立懸架）設(shè)計(jì)中，一般采用較小的主銷偏移距。為此，前制動(dòng)器位置有時(shí)不得不外移到更靠近輪轂，導(dǎo)致其布置困難。車輪制動(dòng)器為非簧載質(zhì)量，故應(yīng)盡可能減輕其質(zhì)量，以改善行駛平順性。 5. 噪音的減輕。制動(dòng) 噪音的現(xiàn)象很復(fù)雜。大致來說，冬冬噪音分為低頻好高頻良種。在低頻噪音中，常遇到的是制動(dòng)時(shí)停車的喀擦聲，這主要是由制動(dòng)鼓或者制動(dòng)鉗的共振造成的。高頻噪聲一般可通過制動(dòng)蹄或制動(dòng)盤共振產(chǎn)生?；蛘呤怯捎谀Σ烈r片或襯塊彈性震動(dòng)造成的。 影響的噪聲的主要因素是摩擦材料的摩擦特性，即動(dòng)摩擦系數(shù)對(duì)摩擦速度的變化關(guān)系。動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度的增高而減低的程度愈大，愈易激發(fā)震動(dòng) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -9- 而產(chǎn)生噪聲。此外，制動(dòng)器輸入壓力越大，噪聲也越大，而壓力高大一定程度以后則不再有噪聲。制動(dòng)溫度對(duì)噪聲也有影響。在制動(dòng)器的設(shè)計(jì)中采取某種措施，可以在相當(dāng)?shù)某潭壬舷?除某種噪聲，特別是低頻噪聲。對(duì)高頻的建交省的消除，目前還比較困難。應(yīng)當(dāng)注意，為消除噪聲而采取的某種措施，有可能產(chǎn)生制動(dòng)力矩的下降和踏板行程損失等副作用。 2.3 制動(dòng)器方案分析 1. 制動(dòng)器分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器兩種，后者制動(dòng)通過傳動(dòng)軸或變速器輸出軸。所有汽車都通過車輪制動(dòng)器來進(jìn)行行車制動(dòng)?，F(xiàn)在。由于車速提高，對(duì)應(yīng)急制動(dòng)的可靠性要求也更嚴(yán)。目前，在中、高級(jí)轎車及部分輕型貨車上已取消了中央制動(dòng)器。只有在少數(shù)重型車上還保留了氣壓驅(qū)動(dòng)中央制動(dòng)器，借以提高制動(dòng)系的可靠性。 因此，在輕型客車上亦取消了中央制動(dòng) 器，僅使用車輪制動(dòng)器。 2. 耗散汽車能量方式的選擇 就其耗散汽車能量的方式可分為：摩擦式、液力式和電磁式幾種。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后小、易于連接且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高而只在一部分重型汽車上用來做車輪制動(dòng)器或緩速器。液力式制動(dòng)器只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。 摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，分為鼓式、盤式和帶式三種。 2.4 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 液壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 優(yōu)點(diǎn)： a.制動(dòng)時(shí)可以得到必要安全性，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)壓力相等，左右輪制動(dòng)同時(shí)進(jìn)行； b.易保證制動(dòng)力正確分配到前、 后輪，因?yàn)榍?、后輪分泵可以做出不同直徑?c.車振或懸架變形不發(fā)生自行制動(dòng)； d.不須潤滑和時(shí)常調(diào)整； 缺點(diǎn)： a 當(dāng)管路一處泄漏，則系統(tǒng)失效； b 低溫油液變濃，高溫則汽化； c 不可長時(shí)間制動(dòng)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -10- 但綜合來看，油壓制動(dòng)還是可取的，且得到了廣泛的應(yīng)用。 2.5 制動(dòng)管路的選擇 出于取安全上的考慮，汽車制動(dòng)應(yīng)至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路。汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見的五種分路型式： 1. 一軸對(duì)一軸（）型，（圖 a），前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路； 2. 交叉（ X）型，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； 3. 一軸半對(duì)半軸（ HI）型（圖 c），每側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一個(gè)回路； 4. 半軸一輪對(duì)半軸一輪（ LL）型（圖 d），兩個(gè)回路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器作用； 5. 雙半軸對(duì)雙半軸（ HH）型（圖 e），每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -11- 圖 2-1 不同的雙管路系統(tǒng)布置 其中型的管路布置最為簡單，成本較低，目前在各種汽車特別是在貨車上用的最廣泛。但這種型式后制動(dòng) 回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎能力。 X 型的結(jié)構(gòu)也很簡單。直行制動(dòng)時(shí)任何一回路失效，剩余總制動(dòng)力都能保持正常值的 50。但一旦某一管路損壞則造成制動(dòng)力不對(duì)稱，使汽車喪生穩(wěn)定性。因此該方案適用于主銷偏移距為負(fù)值的汽車上，以改善汽車穩(wěn)定性。 HI、 HH、 LL 型的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，本次設(shè)計(jì)不予考慮。 X 型的布置方案可適于本次設(shè)計(jì)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -12- 2.6 鼓式制動(dòng)器與盤式制動(dòng)器的比較分析 a.鼓式制動(dòng)器可分為：領(lǐng)從蹄式（ a 圖）；雙領(lǐng)蹄式（ b 圖）；雙向雙領(lǐng)蹄式（ c 圖）；雙從蹄式（ d 圖）；單向增力式（ e 圖）；雙向增力式（ f 圖）： 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的缺點(diǎn)是由于制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)向方向的改變，使制動(dòng)效能下降很多； 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在前進(jìn)、倒車制動(dòng)時(shí)效能不變，故廣泛用于中、輕型貨車及部分轎車的前、后輪。但用作后輪制動(dòng)器時(shí)需另設(shè)中央制動(dòng)器； 雙領(lǐng)蹄式和雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器中有兩個(gè)輪缸，適于雙回路制動(dòng)系，但輪缸、管接頭增多即造價(jià)高，且易發(fā)生泄漏及振動(dòng)引起的破壞等現(xiàn)象。 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的阿效能及穩(wěn)定性適中。前進(jìn)，倒車時(shí)制動(dòng)效能不變，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，普遍用于中、重型貨車上前、后輪制動(dòng)器； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -13- 增力式制動(dòng)器，制動(dòng)力矩較大。但其效能太不穩(wěn)定，且需選用 摩擦性能較穩(wěn)定的摩擦襯片。單項(xiàng)增力式制動(dòng)器在倒車時(shí)效能大為降低，只有少數(shù)輕、中型貨車，轎車上用于前輪制動(dòng)器。 b.盤式制動(dòng)器依據(jù)其固定元件的結(jié)構(gòu)型式大體上可以分為兩大類。 一類是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動(dòng)塊，每個(gè)制動(dòng)器有 2 4 個(gè)。這個(gè)制動(dòng)塊及其促東裝置都裝在橫跨制動(dòng)盤兩側(cè)的夾鉗形支架上，總稱為制動(dòng)鉗。這種由制動(dòng)盤和制動(dòng)鉗組成的制動(dòng)器稱為鉗盤是制動(dòng)器。 另一類固定元件的金屬背板和摩擦片也呈圓盤形。使用這種固定元件，因其制動(dòng)盤的全部工作面可同時(shí)與摩擦襯片接觸的制動(dòng)器稱為全盤式制動(dòng)器。 目前。鉗 盤式制動(dòng)器已愈來愈多的被各級(jí)轎車和貨車用作車輪制動(dòng)器。全盤式制動(dòng)器主要用在重型汽車上用作車輪制動(dòng)器。故輕型客車的前盤式制動(dòng)器選用前盤式制動(dòng)器。 鉗盤式制動(dòng)器主要有以下幾種結(jié)構(gòu)型式： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -14- 固定鉗式制動(dòng)器，如圖（ a）所示，制動(dòng)盤兩側(cè)均有油缸。制動(dòng)時(shí)，僅兩側(cè)油缸中的活塞驅(qū)使兩側(cè)制動(dòng)塊向盤面移動(dòng)。這種制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1. 除活塞和制動(dòng)塊外無其它滑動(dòng)件，易于保證鉗的剛度； 2. 結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動(dòng)輪缸相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的改型； 3. 很能適應(yīng)分路系統(tǒng)的要求； 就目前汽車發(fā)展趨勢(shì)來看，隨著汽車 性能要求的提高，固定鉗結(jié)構(gòu)上的缺點(diǎn)也日益明顯。主要有以下幾個(gè)方面： 1. 固定鉗式至少要有兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管（橋管）來連通，這就使制動(dòng)器的徑向和軸向的 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -15- 尺寸都比較大，因而在車輪中布置比較困難； 2. 在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動(dòng)液溫度過高而汽化，從而使制動(dòng)器的制動(dòng)效能受到影響； 3. 固定前盤式制動(dòng)器為了要兼充駐車制動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗，或者采用盤鼓結(jié)合式制動(dòng)器，其中用于駐車制動(dòng)的鼓式制動(dòng)器只能是雙向增力式的，但這種 雙向增力式制動(dòng)器的調(diào)整不方便。 浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器可分為滑動(dòng)鉗式（圖 b）和擺動(dòng)鉗式（圖 c）。與固定鉗式制動(dòng)器相比較，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面： 1. 鉗的外側(cè)沒有油缸，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂。因此，在布置時(shí)比較容易； 2. 浮動(dòng)鉗沒有跨越制動(dòng)盤的油管或油道，減少了受熱機(jī)會(huì)，且單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽減少而冷卻條件較好等原因，所以其制動(dòng)液汽化可能性較??； 3. 浮動(dòng)鉗的同一組制動(dòng)塊可兼用于行車和駐車制動(dòng)； 4. 采用浮動(dòng)鉗可將油缸和活塞等緊密件減去一半，造價(jià)大為降低。這一點(diǎn)對(duì)大批量生產(chǎn)的汽車工業(yè)式十 分重要的。 目前各類汽車所用的摩擦制動(dòng)器可分為鼓式和盤式，前者的摩擦幅中的旋轉(zhuǎn)元件為制動(dòng)鼓，其工作表面為圓柱面；后者的旋轉(zhuǎn)元件則為圓盤轉(zhuǎn)的制動(dòng)盤，一段面為工作表面。 與鼓式制動(dòng)器相比較，盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)： 1. 一般無摩擦助勢(shì)作用，因而制動(dòng)器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定。 2. 浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動(dòng)即可恢復(fù)正常。 3. 在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小。 4. 制動(dòng)盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會(huì)像制動(dòng)鼓的熱膨脹那樣使制動(dòng)器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏扳行程過大。 5. 較易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便。 與鼓式制動(dòng)器比較，盤式制動(dòng)器有如下缺點(diǎn)： 1. 效能較低，故用于液壓制動(dòng)系時(shí)所需制動(dòng)促動(dòng)管路壓力較高，一班要用伺服裝置。 2. 兼用于駐車制動(dòng)時(shí)，需要加裝的駐車制動(dòng)傳動(dòng)裝置較鼓式制動(dòng)器復(fù)雜，因而在后輪的應(yīng)用受到限制。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -16- 2.7 制動(dòng)器間隙自動(dòng)調(diào)整裝置 圖 2-4 盤式制動(dòng)器的活塞密封圈 a) 制動(dòng)狀態(tài) b) 不制動(dòng)狀態(tài) 1-活塞 2-制動(dòng)鉗 3-密封圈 最簡單的間隙自調(diào)方式是利用制動(dòng)鉗中橡膠 密封圈的極限彈性變形量來保持制動(dòng)時(shí)為消除設(shè)定間隙所需設(shè)定活塞行程，當(dāng)襯塊磨損而導(dǎo)致所需的活塞行程大于時(shí)，活塞可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力繼續(xù)前移實(shí)現(xiàn)完全制動(dòng)為止?；钊c密封圈之間這一不可恢復(fù)的相對(duì)位移便襯嘗了過量間隙。 小結(jié) 本章闡述了制動(dòng)器設(shè)計(jì)的基本要求及一般原則要求。液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，制動(dòng)管路有五種分路形式。 鼓式制動(dòng)器可分為： 領(lǐng)從蹄式；雙領(lǐng)蹄式；雙向雙領(lǐng)蹄式；雙從蹄式；單向增力式；雙向增力式。 鉗盤式制動(dòng)器可分為：固定鉗式；滑動(dòng)鉗式；擺動(dòng)鉗式，并介紹了各自的優(yōu)點(diǎn)。制動(dòng)器間隙是通過橡膠密封圈的 變形來調(diào)整。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -17- 第 3 章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 3.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力 分配系數(shù) 汽車制動(dòng)時(shí) ，若忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則對(duì)任一角速度 0 的車輪，其力矩平衡方程為 0eB rFTf （ 3-1） 式中：fT 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方 向相反， m BF 地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱為地面制動(dòng)力。其方向與汽車行駛方向相反， N； er 車輪有效半徑， m。 令 eff rTF （ 3-2） 并稱之為制動(dòng)器制動(dòng)力，它是輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因此 又稱為制動(dòng)周緣力。fF與地面制動(dòng)力 BF 的方向相反，當(dāng)車輪角速度 0 時(shí)， 大小亦相等，且 Ff 取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸、摩擦副的摩擦系 數(shù)與車輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力成正比。當(dāng)加大踏板力以加大fT時(shí) Bf FF 和均隨之增大。但地面制動(dòng)力 BF 受附著條件的限制，其值不可能大于 附著力，即 FFB （ 3-3） 式中： 輪胎與地面間的附著系數(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)力達(dá)到附著力 的值時(shí)，車輪即被抱死并在地 面上滑移。 此后制動(dòng)力矩表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而eff rTF 即成為與地面制 動(dòng)力相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到車輪角速度為 0 以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力力后就不在增大， 而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力 的增大使摩擦 力矩增大而繼續(xù)上升。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -18- 如上圖所示 汽車在水平路面上 制動(dòng)時(shí)的受力情況。對(duì)后軸車輪的接地點(diǎn) 取力 矩，得平衡式為 gtu hddmGLL 21 (3-4) 對(duì)前軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 gtu hddmGLLZ 12 (3-5) 式中： 1Z 汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前軸車輪的法向反力， N； 2Z 汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)后軸車輪的法向反力， N； L 汽車軸距， mm； 1L 汽車 質(zhì)心 離前軸的距離， mm； 2L 汽車質(zhì)心離后軸的距離， mm； gh 汽車質(zhì)心高度， mm； M 汽車質(zhì)量， kg； G 汽車所受重力， N； tudd 汽車制動(dòng)減速度， sm ； 根據(jù)上述汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到汽車制 動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移及G=mg，則可求得汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力 Z1， Z2 分別為 tug ddghLLGZ 21 （ 3-6） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -19- tug ddghLLGZ 12 （ 3-7） 令 qgddtu ， q 稱為制動(dòng)強(qiáng)度，則汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)汽車前 、 后 軸車輪的法向反力 Z1， Z2 又可表達(dá)為 ggqhLLGZqhLLGZ1221 （ 3-8） 若在附著系數(shù)為 的路面上制動(dòng)，前、后軸車輪均抱死，此時(shí)汽車總的地面制動(dòng)力 21 BBB FFF 等于汽車前、后軸車輪的總的附著力 21 FFF ,亦等于作用于質(zhì)心的制動(dòng)慣性力，即有 GFF B （ 3-9） 汽車總的地面制動(dòng)力為 GFFF BBB 21 =10815N 汽車在附著系數(shù) 為任一確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸車輪附著力即極限制動(dòng)力并非常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度 q 或總制動(dòng)力的函數(shù)。當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，以及前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過程可能出現(xiàn)的情況 有 3種，即 （ 1）前輪先抱死拖滑，然后后輪 再抱死拖滑； （ 2）后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； （ 3）前、后輪同時(shí)抱死。 在上述 3種情況中，顯然是第（ 3） 種情況的附著條件利用的最好。 由式（ 3-7），式（ 3-8）不難求得在任何附著系數(shù) 的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件為 gFFFFBBff 2121 （ 3-10） 式中：1fF 前軸車輪的制動(dòng)力； 2fF 后軸車輪的制動(dòng)力； 1BF 前軸車輪地面制動(dòng)力； 2BF 后軸車輪地面制動(dòng)力； 前后制動(dòng)器制動(dòng)力的理想分配關(guān)系式為 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -20- 121222 2421fgfggf FhGLFGLhLhGF （ 3 11） 通常用前制動(dòng)器制動(dòng)力對(duì)汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比來表明分配比例，即制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) ，它可表 示為 211ffff FFFF （ 3 12） 因?yàn)?1 fff FFF ，所以 ff ff FF FF 121 （ 3-13） 整理式（ 3 4）得 121ffFF （ 3 14） 3.2 同步附著系數(shù) 具有固定的 線與 I線的交點(diǎn)處的附著系數(shù) 0 ,被稱為同步附著系數(shù)。它表示具有固定 線的汽車只能在一種路面上實(shí)現(xiàn)前、后輪同時(shí)抱死。同步附著系數(shù)時(shí)由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的，它是反應(yīng)汽車制動(dòng)性能的一個(gè)參數(shù)。 同步附著系數(shù)說明，前后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只能在一種路面上，即在同步附著系數(shù)的路面上才能保證前后輪同時(shí)抱死。 同步附著系數(shù)也可用解析方法求出。設(shè)汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)，此時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -21- 11221 ggff hLhLFF （ 3-15） 整理得： ghLL 20 （ 3-16） LhL g02 (3-17) 初選 7.00 則 0.69 3.3 制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 假定襯塊的摩擦表面全部與制動(dòng)盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 RFfMu 02 （ 3-18） 式中， f為摩擦因數(shù)； Fo為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力； R為作用半徑。對(duì)于常見的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔?很大， 取 R等于平均半徑 Rm， 或有效半徑 Re，在實(shí)際上 已經(jīng)足夠精確。 如圖 3 1，平均半徑為 Rm=( R1+ R2)/2 （ 3-19） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -22- 式中， R1和 R2為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。 設(shè)襯塊與制動(dòng)盤之間的單位壓 力為戶，則在任意微元面積 RdRd上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤中心的力矩為 fpR2dRd，而單側(cè)制動(dòng)塊加于制動(dòng)盤的制動(dòng)力矩應(yīng)為 單側(cè)襯塊加于制動(dòng)盤的總摩擦力為 故有效半徑為 Re=M /2fFo=2(R23-R13)/3(R22-R12) （ 3-20） 可見，有效半徑 Re即是扇形表面的面積中心至制動(dòng)盤中心的距離。上式也可寫成 Re=4/31- R1 R2/( R1+ R2)2( R1+ R2)/2=4/31-m/(1+m)2 Rm 式中， m= R1/ R2 因?yàn)?m1， m/(1+m)2 Rm，且 m越小則兩者差值越大。 應(yīng)當(dāng)指出，若 m過小，即扇形的徑向?qū)挾冗^大，襯塊摩擦面上各不同半徑處的滑磨速度相差太遠(yuǎn)，磨損將不均勻，因而單位壓力分布均勻這一假設(shè)條件不能成立，則上述計(jì)算方法也就不適用。 m值一般不應(yīng)小于 0 65。 制 動(dòng) 盤 工 作 面 的 加 工 精 度 應(yīng) 達(dá) 到 下 述 要 求 ： 平 面 度 允 差 為0 012mm，表面粗糙度為 Ra0.7 1.3 m，兩摩擦表面的平行度不應(yīng)大于 0 05mm，制動(dòng)盤的端面圓跳動(dòng)不應(yīng)大于 0 03mm。通常制動(dòng)盤采用摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制造。為保證有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，其牌號(hào)不應(yīng)低于 HT250。 3.4 利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率 汽車制動(dòng)減速度 zgddtu ，其中 z 被稱為制動(dòng)強(qiáng)度。由前述可知，若汽車在具有同步附著系數(shù) 0 的路面上制動(dòng)，汽車的前、后輪將同時(shí)達(dá)到抱死的工況，此時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度 0z 。在其他路面上制動(dòng)時(shí)，既不出現(xiàn)前輪抱死也不發(fā)生后輪抱死的制動(dòng)強(qiáng)度必然小于地面附著系數(shù)，即 0z 。就是說，只有在 0 的路面上，地面的附著條件才能被充分地利用。而在 0 的路面上，因出現(xiàn)前輪或后輪先抱死的現(xiàn)象，地面附著條件未被很好地被利用。為了定量說明地面附著條件的利用程 度，定義利用附著系數(shù)為 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -23- FziFxbii , 2,1i （ 3 21） 設(shè)汽車前輪剛要抱死或前、后輪同時(shí)剛要抱死時(shí)，汽車產(chǎn)生的減速度zgdtdu （或表示為 zdtdug 1 ），則由式（ 3 1）得前輪地面法向反作用力為 )( 21 gz zhLLmgF （ 3 22） 前輪制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力為 m g zdtdumFF xb 11 （ 3 23） 將式（ 3 11）和式 (3 12)代入式（ 3 8），則 )(1 2111gzxbzhLLzFF （ 3 24） 同理可推導(dǎo)出后輪利用附著系數(shù)。 后輪剛要抱死時(shí)，后輪地面制動(dòng)力和地面法向反作用力 m g zdtdumFF bx )1()1(22 （ 3 25） )( 12 gz zhLLmgF （ 3 26） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -24- 將式（ 3 14）和式 (3 15)代入，則 )(1)1(1222gzxbzhLLzFF （ 3 27） 對(duì)于已知汽車總質(zhì)量 m 、軸距 L 、質(zhì)心位置 1L 、 2L 、 gh 等結(jié)構(gòu)參數(shù)，則可繪制出利用附著系數(shù) i 與制動(dòng)強(qiáng)度 z 的關(guān)系曲線圖。 附著效率 iE 是制動(dòng)強(qiáng)度 z 和利用附著系數(shù) i 之比。 它是也用于描述地面附著條件的利用程度，并說明實(shí)際制動(dòng)力分配的合理性 。根據(jù)附著效率的定義，有 ghLLzE1121 （ 3 28） ghLLzE2222 )1( （ 3 29） 式中； 1E 和 2E 分別時(shí)前軸和后軸的附著效率。 小結(jié) 本章主要分析了制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)，同步附著系數(shù)，利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率。對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩及平均有效半徑進(jìn)行了初步的計(jì)算。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -25- 第 4 章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 原始數(shù)據(jù) 及主要技術(shù)參數(shù) 裝備質(zhì)量 1091kg 滿載質(zhì)量 1545kg 軸荷分配 滿載時(shí) 前軸 818kg 后軸 727kg 質(zhì)心高度 空載時(shí) 550mm 滿載時(shí) 580mm 軸距 2471mm 前輪距 1429mm 后輪距 1422mm 總長 4415mm 總高 1415mm 質(zhì)心距前軸距離 1112mm 質(zhì)心距后軸距離 1359mm 4.2 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 1 制動(dòng)盤直徑 D 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -26- 制動(dòng)盤直徑 D 希望盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤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)盤直徑 D 受輪輞直徑的限制。通常，制動(dòng)盤的直徑 D 選擇為輪輞直徑的70%90%。 初 取 318mm。 制動(dòng)盤直徑為 70% 79%輪輞直徑 ， 根據(jù)輪輞提供給制動(dòng)器的可利用空間，并本著制動(dòng)盤直徑盡可能大的原則及運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉。初選制動(dòng)盤的直徑 d 240mm。 2 制動(dòng)盤厚度 h 制動(dòng)盤的厚度直接影響著制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫度。為使質(zhì)量不致太大，制動(dòng)盤厚度應(yīng)取的適當(dāng)小些；為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫升，制動(dòng)盤厚度又不宜過小。制動(dòng)盤可以制成實(shí)心的，而為了通風(fēng)散熱，又可在制動(dòng) 盤的兩工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。通常，實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取為 10mm20mm；具有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤的兩工作面之間的尺寸，即制動(dòng)盤的厚度取為 20 mm50mm，但多采用 20 mm30mm。 本次設(shè)計(jì)選擇通風(fēng)式制動(dòng)盤 h=20 3 摩擦襯塊內(nèi)半徑 R1 與外半徑 R2 推薦摩擦襯塊外半徑與內(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，最終導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。 根據(jù)制動(dòng)盤直徑可確定外徑 R2=112 考慮到 R2/ R1 1.5，可選取 R1=76mm，則 R2/ R1=1.47 1.5 4 摩擦襯塊工作面積 推薦根據(jù)摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在 1.6kg/c 3.5kg/c 范圍內(nèi)選取。 汽車滿載質(zhì)量為 1545kg。 86.1154585.31545 2 Acm 所以 A 選 78cm 2 。 初選摩擦系數(shù) f =0.3,制動(dòng)器間隙為 0.2mm. 5 摩擦塊磨損均勻性驗(yàn)證 假設(shè)襯塊的摩擦表面全部于制動(dòng)盤接觸，而且各處單位壓力均勻，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 RfFM 2 （ 4-1） f 為摩擦因素 ,F0為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力， R 作用半徑 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -27- 在實(shí)際的計(jì)算過程中， R 值我們?nèi)∑骄?Rm 就可以了，設(shè)襯塊的與制動(dòng)盤之間的單位壓力為 p,則在任意微元面積 RdRd 上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤的中心的力矩為 fpR2dRd ,而單側(cè)制動(dòng)塊加于制動(dòng)盤的制動(dòng)力矩應(yīng)為： d R dfp RRR221M （ 4-2） 單側(cè)襯塊加于制動(dòng)盤的總 摩擦力為： 21RR fpR dR dfF （ 4-3） 所以有效半徑： mmRRRRfFM 95)(3)(22/R21223132e 平均半徑為： mmRRR m 942 21 因?yàn)?Re -Rm =1mm, Rm 和 Re 之間相差不大，所以可以得出摩擦襯塊和制動(dòng)盤之間的單位壓力分布均勻，摩擦塊的磨損較為均勻 4.3 制動(dòng)力矩與盤的壓力 。 假設(shè)摩擦盤完全接觸，而且各處的壓力分布均勻。那 么盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩為： eRFfM 021 單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)盤的壓力： 1677233532 2fFF 后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩： mmNFfRM m 8.945821677943.022 02 同理前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 210428.4 mmN 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -28- 4.4 制動(dòng)輪缸 直徑 的計(jì)算 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄 (塊 )施加的張開力 Fo與輪缸直徑 d和制動(dòng)管路壓力 p的關(guān)系為 )/(4 0 pFd （ 4-4） 制動(dòng)智路壓力一般不超過 10 12MPa，對(duì)盤式制動(dòng)器可更高。壓力越高，對(duì)管路 (首先是制動(dòng)軟管及管接頭 )的密封性要求越嚴(yán)格，但驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)越緊湊。輪缸直徑 d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，詳見GB7524 87附錄 B表 B2。油壓選?。?12MPa 所以 d=42mm 4.5 緊急制動(dòng)時(shí)踏板力的計(jì)算 踏板力： 1p21k1pd4 20p F （ 4-5） 其中：操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 74ip ，取 5ip 制動(dòng)主缸直徑 mmd 280 mm， 總管路中油壓 paPM 82.10 真空助力器的增力倍數(shù) k 4 6，取 k 5。 效率 0.82 0.86，取 0.84 則 NFP 82.39472.22684.0 174 1511082.10)028.0(4 62 可見踏板力符合法律要求（ 350 550 范圍）。符合法律的要求。而且操縱較為輕便。 4.6 制動(dòng) 踏板行程的計(jì)算 制動(dòng)踏板工作行程 02010 pp iS （ 4-6） 其中： pi （操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比）取 4 7；主缸活塞行程： aS （ 0.8 1.2） 0d ，依機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（五）。第七章，液壓缸。表 37.7 3.取 aS 25mm； 主缸推桿與活塞間隙： 01 0.2mm； 主缸活塞空行程： 022mm； 則： 7.1 8 98.1 0 7)22.025()74( PS mm. 法規(guī)要求不大于 150 200mm，故符合法規(guī)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -29- 作用在制動(dòng)手柄上最大的力，對(duì)于乘用車應(yīng)不大于 400N，對(duì)商用車不大于 600N。制動(dòng)手柄最大行程，對(duì)乘用車不大于 160mm，對(duì)商用車不大于 220mm。在這里，因?yàn)槭浅擞密?，所以最大踏板形成取?120mm，作用在制動(dòng)手柄上最大的力取 300N，制動(dòng)手柄最 大行程取 150mm。 小結(jié) 本章主要是對(duì)制動(dòng)器 的主要零部件的尺寸進(jìn)行了計(jì)算 ，同時(shí)又計(jì)算出前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，又對(duì)緊急制動(dòng)時(shí)的踏板力進(jìn)行了審核，制動(dòng)踏板的行程也進(jìn)行了估算。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -30- 第五 章 制動(dòng)器主要零部件 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì) 算 5.1 制動(dòng)盤 制動(dòng)盤一般用珠光體灰鑄鐵制成，或用添加 Cr， Ni 等的合金鑄鐵制成。其結(jié)構(gòu)形狀有平板形（用于全盤式制動(dòng)器）和禮帽形（用于鉗盤式制動(dòng)器）兩種。后一種的圓柱部分長度取決于布置尺寸。 制動(dòng)盤在工作時(shí)不僅承受著制動(dòng)塊作用的法向力和切向力，而且承受著熱負(fù)荷。為了改善冷卻效果，鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤有的鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層 盤，這樣可以大大地增加散熱面積，降低溫升約 20% 30%，但盤的整體較厚，一般在 20 mm 30 mm 之間 。而不帶通風(fēng)槽的轎車制動(dòng)盤，其厚度約在 10 mm 20 mm 之間。 制動(dòng)盤的工作表面應(yīng)光潔平整，制造時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制表面的跳動(dòng)量、兩側(cè)表面的平行度（厚度差）即制動(dòng)盤的不平衡量。 5.2 制動(dòng)鉗 制動(dòng)鉗由可鍛鑄鐵 KTH-370 或 QT400-18 制造，也有用輕合金制造的，例如用鋁合金壓鑄?？勺龀烧w的，也可做成兩部分并由螺栓連接。其外緣留有開口，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)度的剛 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，多將杯形活塞的開口端頂靠在制動(dòng)塊的背板。有的將活塞開口端部切成階梯狀，形成兩個(gè)相對(duì)且在同一平面內(nèi)的小半圓環(huán)形端面?；钊射X合金制造或由剛制造。為了提高其耐磨性能，活塞的工作面進(jìn)行鍍鉻處理。當(dāng)制動(dòng)鉗體由鋁合金制造時(shí)，減少傳給制動(dòng)液的熱量則成為必須解決的問題。為此，應(yīng)減小活塞與制動(dòng)塊背板的接觸面積，有時(shí)也可采用非金屬活塞。 制動(dòng)鉗在汽車上的安裝位置可在車軸的前方或后方。制動(dòng)鉗位于車軸前可避免輪胎甩出來的泥、水進(jìn)入制動(dòng)鉗 ，位于車軸后則可減小制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷。 5.3 制動(dòng)塊 制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌或鉚接或連接在一 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -31- 起。襯塊多為扇形，也有矩形、正方形或長圓形的?；钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。為了避免制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量傳給制動(dòng)鉗而引起制動(dòng)液氣化和減小制動(dòng)噪聲，可在摩擦襯塊與背板之間或在背板后粘（或噴涂）一層隔熱減震墊（膠）。由于單位壓力大和工作溫度高等特點(diǎn)，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。一般情況下，輕型汽車的摩擦塊厚度在 7.5 mm 16 mm 之間，中、重型汽車的摩擦襯塊的厚度在 14 mm 22 mm 之間。許多盤式制動(dòng)器裝有摩擦襯塊達(dá)到磨損極限時(shí)的報(bào)警裝置，以便能及時(shí)更換摩擦襯塊。 5.4 摩擦材料 制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能要好，不應(yīng)在溫升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降，材料應(yīng)該有好的耐磨性，低的吸水（油、制動(dòng)液）性，低的壓縮率、低的熱傳導(dǎo)率和低的熱膨脹率，高的抗壓、抗拉、抗剪切、抗彎曲性能和耐沖擊性能；制動(dòng)時(shí)應(yīng)不產(chǎn)生噪音、不產(chǎn)生不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用污染小和對(duì)人體無害的材料。 當(dāng)前在制動(dòng)器中廣泛采用模壓材料，它 是以石棉纖維為主并與樹脂粘合劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑與噪音消除劑等混合后，在高溫下模壓而成。模壓材料的撓性較差，故應(yīng)按襯片或襯塊的規(guī)格模壓，其優(yōu)點(diǎn)是可以選用各種不同的聚合樹脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能及其他性能。 另一種為編織材料，其撓性好，剪切后可直接鉚到任何半徑的制動(dòng)蹄或制動(dòng)塊上。它有較高的摩擦系數(shù)，沖擊強(qiáng)度比模壓材料高 4 5 倍，但其耐熱性差。 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，其他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，則稱為半金屬材料，這種材料在美、歐各國廣泛用于轎車的盤式制動(dòng)器上，已成為制動(dòng)摩擦材料的主流。 選用摩擦材料時(shí)應(yīng)考慮到：通常，摩擦系數(shù)愈高的材料其耐磨性愈差。因此，通過比較，選擇半金屬材料作為本設(shè)計(jì)的摩擦材料。 5.5 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下列條件： Qth C hd C d )( (5-1) 式中： dm 各制動(dòng)盤的總質(zhì)量，取 dm =12kg； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -32- mh 與各制動(dòng)盤相連的受熱金屬件（如輪轂、輪輻、輪輞、制動(dòng)鉗體等）的總質(zhì)量，取 mh =24kg； dc 制動(dòng)盤材料的比熱容，對(duì)鑄鐵 c=482J（ kgKg ）； hc 與制動(dòng) 盤相連的受熱金屬件的比熱容，取 hc =482J（ kgKg ）； t 制動(dòng)盤的溫升（一次由 av =30 km h 到完全停車的強(qiáng)烈制動(dòng)，溫升不應(yīng)超過 15 co ），取 t =14co ； 24292814)2448212482()( th C hd C d Q滿載汽車制動(dòng)時(shí)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變的熱能，由于制動(dòng)過程迅速，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、后制動(dòng)力的分配比率分配給前、后制動(dòng)器，即 212VaaQ (5-2) )1(222 VaaQ (5-3) 式中： am 滿載汽車總質(zhì)量； Ma=1545 av 汽車制動(dòng)時(shí)的初速度，可取 av =20m/s 汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)。 69.0 那么 2 1 3 2 1 02 4 2 9 2 82 1 3 2 1 02 69.0)20(154521 22 而VaaQ 符合要求。 5.6 強(qiáng)度校核 在計(jì)算制動(dòng)塊的摩擦力后，可求得連接支架與轉(zhuǎn)向橋的螺栓的剪切應(yīng) 力 22F 2 f N 4 5 9 8 3 . 5 4= = = = 7 6 . 2 2 M P a 1 6 0 M P a3 . 1 4 1 0 0d n d42 式中： f支架所受的力； n螺栓的數(shù)量，此處 n=2； d螺栓的直徑。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -33- 因?yàn)?，所以螺栓的強(qiáng)度符合要求。 小結(jié) 制動(dòng)盤的材料為珠光體灰鑄鐵，制動(dòng)鉗的材料為可鍛鑄鐵，制動(dòng)塊由背板和摩擦成塊組成，現(xiàn)在的摩擦材料主要以石棉纖維為主 并與樹脂粘合劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑與噪音消除劑等混合。對(duì)制動(dòng)器的熱容量和溫升進(jìn)行了核算其強(qiáng)度也符合標(biāo)準(zhǔn)要求。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -34- 結(jié)論 本文是將捷達(dá)轎車的制動(dòng)器在前盤后鼓得基礎(chǔ)上改為前 后雙盤的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于制動(dòng)盤，制動(dòng)塊以及制動(dòng)鉗體進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和研究。通過對(duì)制動(dòng)力及力矩的重新計(jì)算分配，達(dá)到對(duì)制動(dòng)器總體設(shè)計(jì)過程的全面了解， 為進(jìn)一步提高制動(dòng)器工作效能的穩(wěn)定性，縮短制動(dòng)器工作時(shí)間做出努力，已達(dá)到本設(shè)計(jì)的目的。所做工作及所得結(jié)論如下 ： 1、 通過對(duì)制動(dòng)盤，制動(dòng)塊，以及制動(dòng)輪缸進(jìn)行重新的計(jì)算選擇達(dá)到對(duì)設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及部件的全面了解，分析了相關(guān)力及力矩的分配問題。 2、 應(yīng)用盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)汽車的相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變， 提高了汽車在行駛過程中的安全性與穩(wěn)定性。 本文因?yàn)闀r(shí)間有限及作者時(shí)間有限 ，還有一些設(shè)計(jì)不足及遺留地方。對(duì)于 駐 車制動(dòng) 沒有對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還有一些其他方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離實(shí)際運(yùn)用還有一定差距。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -35- 致謝 衷心感謝我的導(dǎo)師 閆春利老師 ，本論文是在 閆春利老師 的精心指 導(dǎo)下完成的。從本論文的選題、展開到開始撰寫，自始至終都得到了 閆春利 老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷。 閆 老師為人師表、平易近人、 學(xué)識(shí)淵博 、 治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。她 的珍貴品質(zhì)和高尚人格使我受益匪淺。這些在我以后的學(xué)習(xí)和工作中必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響 ，是我深受裨益。謹(jǐn)向我的老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。 對(duì)于父母和 家人 的恩情 ， 我難以用言語 來表達(dá)，只有以勤奮 為本 ，努力工作，用豐碩的果實(shí)來回報(bào)他們并 感謝他們對(duì)我無私的關(guān)愛和支持。 最后向所有 支持和幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝，并向 給予了我指導(dǎo)、關(guān)懷和幫助的人致以誠摯的謝意！ 向在百忙中評(píng)審本論文的專家 老師 表示感謝。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -36- 參考文獻(xiàn) 1 王琴霄 捷達(dá)王構(gòu)造維修手冊(cè) 北京： 中國物資 出版社， 1990： 239 256 2 王望予汽車設(shè)計(jì)（第 4 版） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004： 64 69 3 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maintenance parking brake, the car must have one of the braking device. Iveco second-generation products in vehicle brakes, parking brake is a mechanical control mechanism and the rear drum brake combination. Such a structure, so that not only after the brake drum brake and parking brake also played a role. With the use of rear disc brake, Turin-V vehicle parking brake with the rear brakes will be fixed in the form and change. If the rear wheels with drum brakes, while maintaining the basic structure of the original second-generation products； the use of a disc brake, rear wheel will have to configure a dedicated parking brake. On the disc brake is concerned, there is the structure with the parking brake disc brake, the parking braking force acts on the brake discs on both sides of the work surface, such a brake complex structure, relatively somewhat less reliable. Turin-V cars equipped with dual-piston sliding front disc brakes have specifically set up after the parking brake. The role of the parking brake force to the brake drum inner disk on the work surface, so that the brake disc has two separate friction surface, life can be improved, brake caliper is also simplified the structure. Turin-V car rear parking brake device manipulated by a mechanical parking brake and special climate of two parts (brake disc for the traffic, shared parking brake parts.) 1, mechanical control mechanism to maintain the basic structure of the original second-generation products, mainly composed of pieces with a handle, the first wire cable, ratchet plate, adjust the threaded sleeve, locking nut, after the wire cable and the guide disc and so on. 2, the special structure and principle of the parking brake disc brake 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -38- after the match with a special parking brake, parking brake after the special bottom bracket through eight holes, and the rear axle relative to the fixed axle shaft flange bolts. Before and after the friction shoe upper and lower ends are pulled tight against the return spring on the role of regulation under the pull pin and arm in the middle and the bottom through the active support underwriting phase. Slide the gear on the pin on the regulator can adjust the elongation or shortening the length of sales to adjust the friction inside the shoe and drum brake disc space. Role in pulling arm, it is subject to manipulation after the wire cable, when the pull the handbrake lever, the role will be the central axis of the pin pulling arm as a fulcrum, the friction shoe before and after distraction, so that the drum with an effective brake disc friction torque, and thus play a role in the private parking brake parking brake in the brake plate bracket, and another two holes for the installation of rear brake clamp assembly. After the band drum and wheel brake disc will be Yi, after the special parking brake, brake caliper assembly, and so orderly together. 3, special parking brake after the decomposition and synthesis in vehicle rear wheels when the removal of the Yi, a number of components such as rear brake disc, you can special parking brake on the decomposition and synthesis, the basic process steps are as follows: From the front Bu friction shoe, remove the return spring, spin off the short length adjustment, remove the friction between the support shoe underwriting folder, you can remove the friction shoe. Remove the branch underwriting, Hou Lasuo loose parking brake pull arm connected with the role, remove the effect of the second arm pull the wheel speed sensor mounting bracket removed, you can remove the sensor. Remove the axle casing under the flange and the eight mounting bolts, then remove the parking brake bottom bracket. according to the requirements of the drum brakes on the parts removed for cleaning checks, abandoned exceeded the difference of wear parts. synthesis by decomposition of the reverse steps. After synthesis, 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） -39- measured with a vernier caliper before the hind piece diameter, while toggle adjustment pin 1, the diameter value than 1720 , a small 0.4 1 mm. After the adjustment of parking brake parking brake because the brake after the non-autom