汽車設(shè)計_8制動系設(shè)計（45頁)ppt課件

1、第八章 制動系設(shè)計.第八章 制動系設(shè)計8-1 概述8-2 制動器的構(gòu)造方案分析8-3 制動器主要參數(shù)確實定8-4 制動器的設(shè)計與計算8-5 制動驅(qū)動機構(gòu)8-6 制動力調(diào)理機構(gòu)8-7 制動器的主要構(gòu)造元件.8-1概述 一、制動系的功用: 使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車; 在下坡行駛時使汽車堅持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速; 使汽車可靠地停在原地或坡道上。 行車制動安裝駐車制動安裝應(yīng)急制動安裝輔助制動安裝 汽車制動系統(tǒng)圖組二、制動系的分類:.三、制動系的設(shè)計要求： 1足夠的制動才干； 2任務(wù)可靠 ； 3不該當(dāng)喪失支配性和方向穩(wěn)定性 ； 4防止水和污泥進(jìn)入制動器任務(wù)外表； 5熱穩(wěn)定性良好 ； 6支配輕便，并

2、具有良好的隨動性 ； 7噪聲盡能夠小； 8作用滯后性應(yīng)盡能夠短； 9摩擦襯片塊應(yīng)有足夠的運用壽命； 10調(diào)整間隙任務(wù)容易； 11報警安裝 。.8-2制動器的構(gòu)造方案分析摩擦式液力式 -緩速器 電磁式 摩擦副構(gòu)造 鼓式盤式帶式-中央制動器 分領(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、雙向增力式等幾種 。一、鼓式制動器.不同方式鼓式制動器的主要區(qū)別：蹄片固定支點的數(shù)量和位置不同;張開安裝的方式與數(shù)量不同;制動時兩塊蹄片之間有無相互作用。制動器效能制動器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩。制動器效能因數(shù)在制動鼓或制動盤的作用半徑R上所得到摩擦力M/R與輸入力F0之比。制動器效能

3、的穩(wěn)定性 效能因數(shù)K對摩擦因數(shù)f的敏感性dK/df。 易混概念.1.領(lǐng)從蹄式每塊蹄片都有本人的固定支點，而且兩固定支點位于兩蹄的同一端 。 凸輪或楔塊式張開安裝活塞輪缸液壓驅(qū)動平衡凸塊式楔塊式平衡式非平衡式 特點：制動器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動器中居中游 ; 兩蹄襯片磨損不均勻，壽命不同。 領(lǐng)從蹄演示楔塊式演示凸輪式演示.2.雙領(lǐng)蹄式兩塊蹄片各有本人的固定支點，而且兩固定支點位于兩蹄的不同端。 每塊蹄片有各自獨立的張開安裝，且位于與固定支點相對應(yīng)的一方。 制動器的制動效能相當(dāng)高; 倒車制動時，制動效能明顯下降; 兩蹄片磨損均勻，壽命一樣; 構(gòu)造略顯復(fù)雜。 3.雙向雙領(lǐng)蹄式兩蹄片浮動，一直

4、為領(lǐng)蹄。 制動效能相當(dāng)高，而且不變，磨損均勻，壽命一樣。 4.雙從蹄式兩塊蹄片各有本人的固定支點，而且兩固定支點位于兩蹄的不同端。制動器效能穩(wěn)定性最好，但制動器效能最低。 雙領(lǐng)蹄演示雙向雙領(lǐng)蹄演示雙從蹄演示.5.單向增力式兩蹄片只需一個固定支點，兩蹄下端經(jīng)推桿相互銜接成一體 。制動器效能很高，制動器效能穩(wěn)定性相當(dāng)差。 6.雙向增力式制動器效能很高，制動器效能穩(wěn)定性比較差。 兩蹄片端部各有一個制動時不同時運用的共用支點，支點下方有張開安裝，兩蹄片下方經(jīng)推桿銜接成一體 。單向增力式演示雙向增力式演示.鼓式制動器的效能因數(shù)排序增力式制動器，雙領(lǐng)蹄式制動器，領(lǐng)從蹄式制動器和雙從蹄式制動器。制動器效能穩(wěn)

5、定性排序那么與上述情況相反。影響鼓式制動器效能的要素：1主要取決于根據(jù)制動器的構(gòu)造參數(shù)和摩 擦因數(shù)計算出來的制動器效能因數(shù)值；2受蹄與鼓接觸部位的影響，與調(diào)整有關(guān)。蹄與鼓僅在蹄的中部接觸時，輸出制動力矩就小，而在蹄的端部和根部接觸時輸出制動力矩就較大。制動器的效能因數(shù)越高，制動效能受接觸情況的影響也越大。.二、盤式制動器鉗盤式(點盤式制動器 )全盤式(離合器式制動器 )固定鉗式 滑動鉗式 擺動鉗式 浮動鉗式 .固定鉗式的優(yōu)點：除活塞和制動塊以外無其它滑動件，易于保證鉗的剛度；構(gòu)造及制造工藝與普通的制動輪缸相差不多；容易實現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；能順應(yīng)不同回路驅(qū)動系統(tǒng)的要求。固定鉗演示.固定鉗式的

6、缺陷：至少有兩個液壓缸分置于制動盤兩側(cè)，必需用跨越制動盤的內(nèi)部油道或外部油管來連通；這一方面使制動器的徑向和軸向尺寸增大，添加了在汽車上的布置難度，另一方面添加了受熱時機，使制動液溫度過高而汽化；固定鉗式制動器要兼作駐車制動器，必需在主制動鉗上另外附裝一套供駐車制動用的輔助制動鉗，或是采用盤鼓結(jié)合式制動器。.浮動鉗式制動器的優(yōu)點：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能更進(jìn)一步接近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管，加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化能夠性小；本錢低；浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。浮動鉗演示.盤式制動器的主要缺陷： 1)、難以完全防止塵污和銹蝕(封鎖的多片全盤式制動器除外

7、)。 2)、兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜。 3)、在制動驅(qū)動機構(gòu)中必需裝用助力器。 4)、襯塊任務(wù)面積小，磨損快，運用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。盤式制動器的優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好；水穩(wěn)定性好；制動力矩與汽車運動方向無關(guān)；易于構(gòu)成雙回路制動系；尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好；襯塊磨損均勻；改換襯塊容易；易于實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。.制動鉗的安裝位置：可以在車軸之前或之后。制動鉗位于軸后能使制動時輪轂軸承的合成載荷F減?。恢苿鱼Q位于軸前，那么可防止輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥污。制動鉗的安裝位置對制動性能及軸接受力的影響.8-3制動器主要參數(shù)確實定一、鼓式制動器主要參數(shù)確實定1.制動鼓內(nèi)徑D轎車：D/Dr=0

8、.640.74貨車：D/Dr=0.700.832.摩擦襯片寬度b和包角包角普通不宜大于120。 3.摩擦襯片起始角04.制動器中心到張開力F0作用線的間隔e使間隔e盡能夠大, 初步設(shè)計時可暫定e=0.8R左右。 5.制動蹄支承點位置坐標(biāo)a和c使a盡能夠大而c盡能夠小。初步設(shè)計時，也可暫定a=0.8R左右。 .二、盤式制動器主要參數(shù)確實定1.制動盤直徑D盡能夠取大，降低制動鉗的夾緊力，減少襯塊的單位壓力和任務(wù)溫度。受輪輞直徑的限制，制動盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的7079。2.制動盤厚度h制動盤厚度h對制動盤質(zhì)量和任務(wù)時的溫升有影響。為使質(zhì)量小些，制動盤厚度不宜獲得很大；為了降低溫度，制動盤厚度

9、又不宜獲得過小。實心制動盤厚度可取為1020mm;通風(fēng)式制動盤厚度取為2050mm;3.摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5 ；假設(shè)此比值偏大，任務(wù)時襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，導(dǎo)致制動力矩變化大。.8-4制動器的設(shè)計與計算 一、鼓式制動器的設(shè)計計算 對于緊蹄的徑向變形1和壓力p1為： 1兩個自在度的緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律1.壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律2一個自在度的緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律 外表的徑向變形和壓力為: 新蹄片壓力沿摩擦襯片長度的分布符合正弦曲線規(guī)律。.2. 蹄片上的制動力矩的計算1.圖解法圖a)：將壓力分布

10、線AB弧分成假設(shè)干小單元，并假設(shè)每一單元壓力均勻分布且等于該單元中點上約壓力。圖b)：求作用在蹄片小單元上的的徑向力PiSiFi 中點分布壓力乘面積。圖c)：力多邊形求徑向力的合力P。圖d)：力多邊形求摩擦力的合力F。力F應(yīng)與力P垂直。圖d,e)：用索多邊形求力F的作用點位置。任選一點H，以H點為中心，作線,a,b,y，從力f1的延伸線任取一點G，作a 平行于a，交f2的延伸線于J 點，不斷到與f10的延伸線交于K點。過K點作線y 平行于y，過G點作線x 平行于x，兩線交于點N，N點即為力F的作用位置。Rf為摩擦力有效半徑。Rf=kR，k1。. 用上述方法求出力P與F的作用線后，經(jīng)過加在蹄片上

11、的作用力W，對蹄的回轉(zhuǎn)軸銷取力矩，可求出P與F，制動力矩的大小及銷軸受力。銷軸受力制動力矩制動力矩的求取制動鼓順時針旋轉(zhuǎn).制動力矩隨著摩擦要素u值的增大而急劇增大。車輪抱死的條件：緊蹄與松蹄制動力矩曲線1制動鼓順時針旋轉(zhuǎn)時.制動鼓逆時針旋轉(zhuǎn)使鼓向相反的方向轉(zhuǎn)動，獨一變化的是摩擦力P 的方向。2制動鼓逆時針旋轉(zhuǎn)時制動鼓逆時針旋轉(zhuǎn)時的制動力矩曲線制動蹄上的摩擦力有減小作用在鼓上的壓力的趨勢，這類蹄為“松蹄。.2解析法法向力 制動力矩 .對于緊蹄 對于松蹄 液力驅(qū)動 自鎖條件：當(dāng) 領(lǐng)蹄外表的最大壓力 時不會自鎖。 .二、盤式制動器的設(shè)計計算單側(cè)制動塊加于制動盤的制動力矩 單側(cè)襯塊加于制動盤的總摩擦力

12、 有效半徑 m值普通不應(yīng)小于0.65。 .三、襯片磨損特性的兩個目的影響磨損的最重要的要素是摩擦外表的溫度和摩擦力。1、雙軸汽車的單個前輪及后輪制動器的比能量耗散率 單位時間內(nèi)襯片單位摩擦面積耗散的能量。用e表示。鼓式制動器的比能量耗散率以不大于1.8W/mm2為宜，計算時取減速度j = 0.6g。雙軸汽車的單個前輪和后來制動器的比能量耗散率.2、比摩擦力f0 每單位襯片襯塊摩擦面積的制動器摩擦力 在j = 0.6g時，鼓式制動器的比摩擦力f0以不大于0.48N/mm2為宜。四、前、后輪制動器制動力矩確實定首先選定同步附著系數(shù)0，計算前、后輪制動力矩的比值 根據(jù)汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急

13、制動到前輪抱死拖滑，計算出前輪制動器的最大制動力矩M1max； 再根據(jù)前面已確定的前、后輪制動力矩的比值計算出后輪制動器的最大制動力矩M2max。 .五、應(yīng)急制動和駐車制動所需的制動力矩1.應(yīng)急制動應(yīng)急制動時，后輪普通都將抱死滑移 后橋制動力距 后橋制動力 2.駐車制動上坡停駐時后橋附著力 下坡停駐時后橋附著力.汽車能夠停駐的極限上坡路傾角根據(jù)附著力與制動力相等的條件求取汽車能夠停駐的極限下坡路傾角 .8-5制動驅(qū)動機構(gòu)一、制動驅(qū)動機構(gòu)的方式簡單制動動力制動伺服制動制動力源 機械式：液壓式：機械效率低，傳動比小，光滑點多； 構(gòu)造簡單，本錢低，任務(wù)可靠。作用滯后時間較短0.10.3s；任務(wù)壓力高

14、可1020MPa，構(gòu)造簡單，質(zhì)量??；機械效率較高。 氣壓制動： 全液壓動力制動 閉式常壓式開式常流式 支配輕便、任務(wù)可靠、不易出缺點、維修保養(yǎng)方便 。構(gòu)造復(fù)雜、笨重、本錢高；作用滯后時間較長；簧下質(zhì)量大；噪聲大。 真空伺服制動空氣伺服制動液壓伺服制動0.050.07MPa 0.60.7MPa .二、分路系統(tǒng) 全車的一切行車制動器的液壓或氣壓管路分為兩個或多的相互獨立的回路，其中一個回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動作用。.型管路布置特點：構(gòu)造簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸鼓式制動器配合運用，本錢較低；假設(shè)后制動回路失效，那么一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動才干。對于采用前輪驅(qū)動因此前制動器強于后制

15、動器的轎車，當(dāng)前制動回路失效而單用后橋制動時，制動力將嚴(yán)重缺乏，并且假設(shè)后橋負(fù)荷小于前軸，那么踏板力過大時易使后橋車輪抱死而汽車側(cè)滑。X型管路布置特點：構(gòu)造簡單；直行制動時任一回路失效，剩余總制動力都能堅持正常值的50；一旦某一管路損壞呵斥制動力不對稱，此時前輪將朝制動力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車喪失穩(wěn)定性。這種方案適用于主銷偏移距為負(fù)值(達(dá)20mm)的汽車上。 .HI、HH、LL型管路布置特點：構(gòu)造都比較復(fù)雜；LL型和HH型在任一回路失效時，前、后制動力比值均與正常情況下一樣；LL型和HH型的剩余總制動力可達(dá)正常值的50；HI型單用一軸半回路時，剩余制動力較大，但此時與LL型相比，緊急制動情

16、況下后輪很容易先抱死。.三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算1.制動輪缸直徑d確實定2.制動主缸直徑d0確實定3.制動踏板力Fp第i個輪缸的任務(wù)容積 一切輪缸的總?cè)蝿?wù)容積 初步設(shè)計時 主缸活塞行程S0和活塞直徑d0 普通 要求：最大踏板力普通為500N轎車或700N貨車。 4.制動踏板任務(wù)行程 踏板行程計入襯片或襯塊的允許磨損量對轎車最大應(yīng)大于100150mm，對貨車不大于180mm。 .8-6制動力調(diào)理機構(gòu) 一、限壓閥限壓閥適用于軸距短且質(zhì)心高，從而制動時軸荷轉(zhuǎn)移較多的輕型汽車，特別是輕型和微型轎車。 二、制動防抱死機構(gòu)ABS演示.8-7 制動器的主要構(gòu)造元件一、制動鼓二、制動蹄 制動鼓該當(dāng)有足夠

17、的強度、剛度和熱容量，與摩擦襯片資料相配合，又該當(dāng)有較高的摩擦因數(shù)。 轎車和輕型貨車的制動蹄廣泛采用T形鋼輾壓或用鋼板焊接制成；重型貨車的制動蹄那么多用鑄鐵或鑄鋼鑄成，斷面有工字形、山字形和字形幾種 。制動蹄腹板和翼緣的厚度，轎車為35mm，貨車約為58mm。 制動蹄和摩擦片可以鉚接，也可以粘接。 鑄造式： 組合式：質(zhì)量小，任務(wù)面耐磨，并有較高的摩擦因數(shù) 多項選擇用灰鑄造鐵，具有機械加工容易、耐磨熱容量大等優(yōu)點 轎車壁厚取為712mm，貨車取為1318mm。 .三、摩擦襯片襯塊1具有一定的穩(wěn)定的摩擦因數(shù)。2具有良好的耐磨性。3要有盡能夠小的緊縮率和膨脹率。4制動時不易產(chǎn)生噪聲，對環(huán)境無污染。5應(yīng)采用對人體無害的摩擦資料。6有較高的耐擠壓強度和沖擊強度，以及足夠的抗剪切才干。7摩擦襯塊的熱傳導(dǎo)率應(yīng)控制在一定范圍。石棉摩阻資料： 半金屬摩阻資料： 金屬摩阻資料： 制造容易、本錢低、不易刮傷對偶；耐熱性能差，隨著溫度升高而摩擦因數(shù)降低、磨耗增高和對環(huán)境污染 較高的耐熱性和耐磨