第八章 制動系設(shè)計

第八章制動系設(shè)計第一節(jié)概述第二節(jié)制動器結(jié)構(gòu)方案分析(重點)第三節(jié)制動器主要參數(shù)的確定（重點）第四節(jié)制動器的設(shè)計與計算（重點、難點）第五節(jié)制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計與計算(自學(xué))第六節(jié)制動力調(diào)節(jié)機構(gòu)(自學(xué))第七節(jié)制動器的主要結(jié)構(gòu)元件(自學(xué))1、從發(fā)動機到驅(qū)動橋到懸架支承，汽車可以運動；在轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向橋的支持下汽車可以控制方向。2、在運動中還得隨心所欲的減速和停車，汽車還得設(shè)置制動系。

運行中的汽車還需要減速和停車

汽車制動系制動系性能的優(yōu)劣關(guān)系到汽車的安全，是安全行駛的保證制動系的種類一般汽車都裝有兩套獨立的制動裝置：行車制動（減速和停車）駐車制動（停車后的穩(wěn)定）俗稱：腳剎車或手剎車應(yīng)急制動系統(tǒng)：在行車制動失效時，使汽車減速、停車的系

統(tǒng)。輔助制動系統(tǒng)：汽車下長坡時穩(wěn)定車速的制動系統(tǒng)。

控制傳動軸（駐車制動）手制動器行車制動器1.2汽車制動系統(tǒng)的工作原理a.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)制動踏板推桿制動主缸活塞制動主缸制動油管制動輪缸輪缸活塞制動鼓制動蹄片制動蹄制動底板支承銷制動蹄回位彈簧制動器：帶制動蹄片的制動蹄和制動鼓及其它零部件構(gòu)成。第一節(jié)概述一、設(shè)計要求1.足夠的制動效能行車制動能力——用某一制動初速度制動時，制動距離和減速度兩項指標評定。駐坡能力——汽車在良好路面上能可靠的停駐的最大坡度。QC/T582-1999第一節(jié)概述一、設(shè)計要求2.

工作可靠用雙管路，當(dāng)一套實效，另一套行車制動能力不低于沒有失效時的30%。3.

用任何速度制動，汽車不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。1）前輪抱死，喪失操縱性，所以要求前后軸制動器的制動力矩有合適的比例，并應(yīng)能隨軸荷轉(zhuǎn)移而變化。2)

制動時汽車不跑偏。同一軸上左右輪制動力應(yīng)相同，差值最大不超過15%。第一節(jié)概述一、設(shè)計要求4.

防止水、污泥進入制動器工作表面，水與污泥使制動能力下降，工作面磨損變大。水（潤滑作用）→f下降→制動能力下降，稱為水衰退。經(jīng)5~15次制動后（熱量蒸發(fā)水）應(yīng)能恢復(fù)正常。5.

制動能力的熱穩(wěn)定性良好下長坡連續(xù)和緩制動以及頻繁重復(fù)制動可使溫度上升，f下降、制動能力下降、稱為熱衰退。熱穩(wěn)定性良好，即不易衰退，衰退后能迅速恢復(fù)。

第一節(jié)概述一、設(shè)計要求6.

操縱輕便，并且具有良好的隨動性轎車貨車踏板力（N）500700手柄力（N）≤500≤700踏板行程（mm）100～150150～200手柄行程

（mm）160～200行車制動為腳操縱，其他為手操縱。第一節(jié)概述一、設(shè)計要求7

產(chǎn)生制動與解除制動的作用滯后性盡可能短。8

公害小包括制動時產(chǎn)生的噪聲小，減少石棉纖維的散發(fā)量。9

壽命長。10

摩擦副間間隙可調(diào)，且調(diào)整工作容易進行。11

驅(qū)動機構(gòu)有故障時，應(yīng)有報警機構(gòu)報警。第二節(jié)制動器的結(jié)構(gòu)方案分析制動器制動驅(qū)動機構(gòu)制動裝置一般構(gòu)成目前汽車上廣泛使用的是摩擦式制動器。鼓式制動器盤式制動器摩擦式制動器的類型帶式制動器中央常用車輪

制動器一部分與固定件相連，另一部分與轉(zhuǎn)動件相連。實施制動時，通過二者之間的接觸產(chǎn)生的摩擦力，阻止轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)動。解除制動時，兩者之間脫離接觸，可以自由相對運動。引言將汽車的動能變?yōu)闊崮苁芰Ψ治鲱I(lǐng)蹄的受力情況

領(lǐng)蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之間的正壓力較大，制動作用較強

受力分析從蹄的受力情況

從蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之間的正壓力較小，制動作用較弱。第二節(jié)制動器的結(jié)構(gòu)方案分析一、鼓式制動器的制動方案分析①制動器效能定義：制動器在單位輸入壓力或力矩的作用下所輸出的力或力矩稱為制動器效能。用制動器效能因數(shù)k來評比各式制動器的效能。制動器效能因數(shù)定義：在制動鼓或制動盤的作用半徑R上所得到的摩擦力（Mμ/R）與輸入力F0之比,Mμ為制動器輸出的制動力矩第二節(jié)制動器的結(jié)構(gòu)方案分析一、鼓式制動器的制動方案分析①制動器效能制動器效能因數(shù)領(lǐng)蹄合力作用在E點分解為Ff1和F1。對蹄支點C取矩得：21ttKKK+=張開力一、鼓式制動器的制動方案分析①制動器效能同理：

結(jié)論：

當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸相同時（、），隨f的增加。的增加比迅速；在f相同的條件下，>，表明領(lǐng)蹄制動效果好于從蹄。

第二節(jié)制動器的結(jié)構(gòu)方案分析一、鼓式制動器的制動方案分析

②制動器效能穩(wěn)定性系指效能因數(shù)K對f的敏感性(dk/df）。制動器效能穩(wěn)定性好。即是制動器效能對f的變化敏感性較低。對f的導(dǎo)數(shù)：

/courses/qcdp/jxzy/1-4.htm活塞制動鉗體制動塊車橋進油口制動盤缺點：油缸多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制動鉗尺寸大油路中的制動液受制動盤加熱易汽化。a、定鉗盤式制動器1、盤式制動器沒有回位彈簧。2、活塞的自動回位是由活塞的密封圈作用。3、當(dāng)摩擦塊磨損，活塞自動從密封圈滑移一定距離，所以制動間隙為定值。

利用密封圈的變形實現(xiàn)回位①鉗不滑動也不擺動，所以剛度大。②固定鉗兼作駐車制動，必須附設(shè)輔助制動鉗或用盤中鼓。③跨越盤的油管或油道受熱機會增多。盤式制動器與鼓式制動器比較第二節(jié)制動器的結(jié)構(gòu)方案分析二

盤式制動器結(jié)構(gòu)方案分析1、盤式制動器與鼓式制動器比較①鼓受熱膨脹，呈橢圓狀，接觸不好，制動效能下降，機械衰退。盤無軸向膨脹小，無機械衰退。

②i.因為塊與盤之間單位壓力高，將水?dāng)D出，所以后制動效能降低得不多。ii.

離心力及襯塊對盤的摩擦作用，進水后經(jīng)1~2次制動可恢復(fù)正常，鼓式需經(jīng)十多次制動可以恢復(fù)。③襯塊與制動盤之間的間隙?。?.05~0.15）mm第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動器主要參數(shù)的確定1.制動鼓內(nèi)徑D第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動器主要參數(shù)的確定2.摩擦襯片寬度bb尺寸應(yīng)符合ZBT24005——89襯片寬度b按照摩擦片規(guī)格選?。话铅虏灰舜笥?20°襯片寬度影響摩擦襯片壽命。襯片寬度大，磨損小，但質(zhì)量大，不易加工；襯片寬度小，磨損快，壽命短。第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動器主要參數(shù)的確定3.包角β第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動器主要參數(shù)的確定4.單個制動器總的襯片摩擦面積Ap

在D已定條件下，影響的Ap因素為β和b,當(dāng)Ap增加以后，單位壓力下降，ma大的汽車要求Ap提高，如轎車：第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動器主要參數(shù)的確定5.

摩擦襯片起始角β0單位壓力在襯片上的分布規(guī)律有兩種觀點：1)

均勻分布2)

按正弦規(guī)律分布為了使襯片磨損均勻和改善制動效能可以將襯片相對最大壓力點對稱布置。常見的布置方法是給定初始角β0β0=90o-β/2

如右圖第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動器主要參數(shù)的確定6

.制動器中心到張開力F0作用線的距離e初選時：e=0.4D第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定一

鼓式制動器主要參數(shù)的確定7.制動蹄支撐點位置坐標a和c

初選時：a=0.4D第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定二

.盤式制動器主要參數(shù)的確定1.

制動盤直徑D初選D=（70%~79%）Dr

Ma>2t的取上限第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定二

.盤式制動器主要參數(shù)的確定2.

制動盤厚度h初選：實心制動盤取10~20mm通風(fēng)式制動盤取20~50mm(多用20~30mm）第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定二

.盤式制動器主要參數(shù)的確定3

.摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1

推薦R2/R1≤1.5R2/R1>1.5時，內(nèi)外側(cè)圓周速度相差過多，磨損不均勻→接觸面積降低→制動力距降低、壽命降低。第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定二

、盤式制動器主要參數(shù)的確定4

.制動襯塊面積A推薦制動襯塊單位面積占有汽車質(zhì)量在1.6~3.5kg/cm2第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算1.制動蹄的分類第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算2.

壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律假設(shè)：襯片在徑向方向有變形，鼓、蹄、支撐的變形忽略不計。1)

兩自由度緊蹄的壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律坐標原點取在鼓心O點，Y1坐標取在OA1方向，其中A1為蹄片瞬時轉(zhuǎn)動中心。X1坐標如圖：

兩自由度：蹄片在促動力的作用的轉(zhuǎn)動和摩擦力的移動第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算2.

壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律1)

兩自由度緊蹄的壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律制動瞬間蹄片移動特點：

在張開力作用下，蹄片繞A1轉(zhuǎn)動，蹄壓到鼓上，襯片受壓變形，結(jié)果蹄還要順著摩擦力作用方向沿支撐面移動蹄片中心移至O1點，所以未變形時的襯片表面輪廓線E1E1線，沿OO1方向進入制動鼓。并且，襯片表面上所有點在OO1方向上的變形是相同的。如B1點在OO1方向的變形為B1B1’.B1點徑向變形δ1：一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算2.

壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律1)

兩自由度緊蹄的壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律

——OB1與Y1軸夾角——OB1與最大壓力線OO1之間的夾角 ——X1軸與最大壓力線之間的夾角結(jié)論：

兩自由度緊蹄壓力沿襯片長度方向分布規(guī)律符合正弦分布規(guī)律。第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算2.

壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律2)

一個自由度緊蹄的壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律

坐標原點取在O點，Y1坐標在OA1方向。襯片表面任意點B1，在張開力與摩擦力作用下，蹄片繞支承銷A1轉(zhuǎn)動（自由度）dγ角后，B1點沿蹄片轉(zhuǎn)動的切線方向的變形為線段B1B1’，其徑向變形分量是這個線段在半徑OB1方向上的投影B1C1線段。因為dγ很小，所以認為則：

考慮到

第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算2.

壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律2)

一個自由度緊蹄的壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律那么分析等腰三角形，則有所以襯片表面的徑向變形和壓力為：

結(jié)論：

一個自由度緊蹄壓力沿襯片長度方向分布規(guī)律符合正弦分布規(guī)律。

第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算3.壓力分布不均勻系數(shù)Δ沿襯片長度方向，壓力分布的不均勻程度用不均勻系數(shù)Δ來評價：

pf——在同一制動力矩作用下，假想壓力分布均勻時的平均壓力；pmax——壓力分布不均勻時蹄片上的最大壓力。

一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算4.計算蹄片上的制動力矩首先應(yīng)查明蹄壓緊到鼓上的力與產(chǎn)生的制動力矩之間的關(guān)系。計算一個自由度蹄片上的力矩：第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算4.計算蹄片上的制動力矩6)

壓力均勻分布時

則不均勻系數(shù)：

5.制動力矩與張開力F0的關(guān)系

緊蹄的：

F1——緊蹄的法向合力；R1——摩擦力fF1的作用半徑。第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算5.制動力矩與張開力F0的關(guān)系當(dāng)已知h、a、c及法向壓力值時，如上圖列出力的平衡方程式——x1軸和力F1的作用線之間的夾角；——支承反力在x1軸上的投影。聯(lián)立上述兩方程求解得到：

第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算5.制動力矩與張開力F0的關(guān)系對于緊蹄：

對于松蹄：結(jié)論：

第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算一

、鼓式制動器的設(shè)計與計算6.

制動器上的制動力矩對液壓驅(qū)動Fo1=Fo2。則張開力F0為：由（1）與（2）式可計算得領(lǐng)蹄表面最大壓力為：結(jié)論：第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算二、盤式制動器的設(shè)計與計算第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算二、盤式制動器的設(shè)計與計算單側(cè)襯塊加于制動盤的總摩擦力為：Re也可寫成：第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算二、盤式制動器的設(shè)計與計算且m越小，兩者差值越大，且扇形徑向?qū)挾冗^大（R2與R1相差得多），滑磨速度相差大，磨損不均勻，造成單位壓力分布不均勻，上述計算方法與實際相差多，所以要求m≥0.65。第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算三

襯片磨損特性計算摩擦襯片（襯塊）的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動鼓（制動盤）的材質(zhì)及加工情況，以及襯片（襯塊）本身材質(zhì)等許多因素的影響，試驗表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。第四節(jié)

制動器的設(shè)計與計算三、襯片磨損特性計算1.比能量耗散率e雙軸汽車單個前、后輪制動器的比能量耗散率e1、e2的計算：

V1——制動初速度；t——制動時間；A1、A2——前、后制動器襯片（襯塊）的摩