畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)

PAGE21-目錄TOC\o"1-1"\t"標(biāo)題2,1,標(biāo)題3,1"目錄 -1-摘要 -3-Abstract -4-1緒論 -5-1.1研究制動(dòng)系統(tǒng)的背景以及意義 -5-1.2制動(dòng)系統(tǒng)的由來(lái) -5-1.3國(guó)內(nèi)盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展?fàn)顩r -7-1.4國(guó)外盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展?fàn)顩r -8-2制動(dòng)器的作用與種類(lèi)選擇 -10-2.1制動(dòng)系的功能 -10-2.2制動(dòng)系的分類(lèi) -10-2.3鼓式制動(dòng)器與盤(pán)式制動(dòng)器的比較 -11-2.4盤(pán)式制動(dòng)器的比較 -13-2.5浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理 -14-3.制動(dòng)器設(shè)計(jì) -16-3.1整車(chē)參數(shù) -16-3.2盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì) -16-3.2.1盤(pán)式制動(dòng)器參數(shù)設(shè)計(jì) -16-3.2.2制動(dòng)器主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -17-4制動(dòng)系的主要參數(shù)選擇及計(jì)算 -20-4.1制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) -20-4.2同步附著系數(shù) -24-4.3制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 -25-4.4摩擦襯塊磨損特性的計(jì)算 -26-5制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 -28-5.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式 -28-5.2制動(dòng)管路選擇 -29-5.3液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 -30-6制動(dòng)性能分析 -32-6.1制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo) -32-6.1.1制動(dòng)效能 -32-6.1.2制動(dòng)效能的恒定性 -32-6.1.3制動(dòng)時(shí)汽車(chē)方向的穩(wěn)定性 -32-6.2制動(dòng)距離驗(yàn)算 -33-7校核與技術(shù)要求 -35-7.1制動(dòng)器熱容量和溫升的核算 -35-7.2制動(dòng)器技術(shù)要求 -35-7.2.1制動(dòng)盤(pán)的技術(shù)要求 -36-7.2.2制動(dòng)鉗技術(shù)要求 -36-7.2.3前輪輪轂總成技術(shù)要求 -36-83D圖展示 -38-參考文獻(xiàn) -41-致謝 -42-全套圖紙加V信153893706或扣3346389411

摘要使行駛中的車(chē)輛能夠按照司機(jī)的要求執(zhí)行強(qiáng)制減速直到車(chē)輛停下來(lái)；使已經(jīng)停下來(lái)的車(chē)輛無(wú)論在什么條件下的道路都能夠穩(wěn)定停住。同時(shí)讓車(chē)輛在下坡時(shí)候的速度可以保持穩(wěn)定，制動(dòng)系統(tǒng)的作用就表現(xiàn)在此。如果在行駛過(guò)程中，制動(dòng)系統(tǒng)失去控制，輕則車(chē)毀人傷，重則車(chē)毀人亡。論文參考了大量文獻(xiàn)資料，在此基礎(chǔ)上研究了不同制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合了許多的因素選擇了適合本設(shè)計(jì)的制動(dòng)方式，接著確定了整體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)制動(dòng)器所需要的主要參數(shù)以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，利用CATIA建立了三維模型，并繪制了二維圖紙。關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)盤(pán)式制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

AbstractSothatthevehiclecanbedriveninaccordancewiththerequirementsoftheimplementationofthemandatoryslowdownuntilthevehiclestopped;sothatthevehiclehasbeenstoppednomatterwhattheconditionsoftheroadcanbestabletostop.TheWhilethespeedofthevehicleinthedownhilltimecanremainstable,theroleofthebrakingsystemontheperformanceinthis.Iftheprocessofdriving,thebrakesystemoutofcontrol,rangingfromcardamage,whilethecarisdead.Papersconsultedalargenumberofliteraturematerial,Onthisbasisoftheadvantagesanddisadvantagesofdifferentbrakingsystemsarestudied，Combinedwithanumberoffactorsselectedforthedesignofthebrakingmethod,thentodeterminetheoveralldesignscheme,Andthemainparametersrequiredforthebrakeandthedrivemechanismweredesignedandcalculated,thethree-dimensionalmodelwasestablishedbasedonCATIA,anddrawthe2ddrawings.Keywords：Brakesystem,Discbrakes,Drivemechanism

1緒論1.1研究制動(dòng)系統(tǒng)的背景以及意義汽車(chē)是現(xiàn)代交通工具中使用頻率最高的，也是最方便的交通工具。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2011年年底，世界上人們擁有汽車(chē)的總數(shù)量已經(jīng)超過(guò)10億輛，同時(shí)世界車(chē)輛的總數(shù)量正在以極快的速度增長(zhǎng)，年增長(zhǎng)量約30000000輛[1]。汽車(chē)底盤(pán)最重要的系統(tǒng)就包括了制動(dòng)系統(tǒng)，汽車(chē)中的制動(dòng)器是有著使運(yùn)動(dòng)部件（或機(jī)械）減速、停止或者保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置，這是機(jī)械不可缺少的關(guān)鍵部件之一，伴隨著汽車(chē)向高速化，智能化，專(zhuān)業(yè)化等方向的發(fā)展，所以對(duì)制動(dòng)器的工作可靠性方面，操作頻率方面、壽命方面等性能參數(shù)的要求逐日提高，品種規(guī)格也隨之增多。所以為了保證駕乘人員的安全性，必須為汽車(chē)配備一個(gè)安全可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。1.2制動(dòng)系統(tǒng)的由來(lái)汽車(chē)中使用的早期輪胎制動(dòng)器與馬車(chē)輪胎制動(dòng)器相同，輪胎制動(dòng)是通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)桿把一塊具有摩擦力的襯片壓住。在1889年，德國(guó)的戴姆勒（G.Daimler）把制動(dòng)鼓裝在后輪上，然后繞上電纜變成制動(dòng)裝置。。第一個(gè)前輪盤(pán)式制動(dòng)器是于1989年，由美國(guó)的?！ぐ病に古謇铮‥.A.Sperry）的電動(dòng)汽車(chē)采用。它的原理是二個(gè)車(chē)輪的輪轂通過(guò)圓盤(pán)使其分別連成一體而旋轉(zhuǎn)；然后利用電磁鐵的作用，使用兩個(gè)帶有摩擦片的小圓盤(pán)，使其緊貼于轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。1902年，在紐約沿河大道上奧爾茲（RansomEliolds），完成了重要的制動(dòng)試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)用的是抱閘帶式制動(dòng)器?！皧W茲莫比而”汽車(chē)的后軸輪轂上包裹了柔性不銹鋼制動(dòng)帶，當(dāng)制動(dòng)踏板被壓下時(shí)，輪鼓被制動(dòng)帶箍緊從而使汽車(chē)停住。到1904年時(shí)，基本上所有的汽車(chē)制造商在他們的新車(chē)后輪都配備了此種帶式抱閘制動(dòng)器。1902年，鼓式制動(dòng)器在法國(guó)被發(fā)明。同年，凸輪式制動(dòng)器被英國(guó)的蘭切斯特發(fā)明；同年，盤(pán)式制動(dòng)器的專(zhuān)利權(quán)也被他取得。制動(dòng)時(shí)銅制襯墊和金屬圓盤(pán)之間有沖擊噪音是這種盤(pán)式制動(dòng)器的最大問(wèn)題。1903年，空氣制動(dòng)器于美國(guó)被廷切爾汽車(chē)首次使用。美國(guó)威斯汀豪斯發(fā)明了空氣制動(dòng)器，原用于火車(chē)上。那是在19世紀(jì)的一個(gè)夏天，紐約鐵路上的一列火車(chē)正開(kāi)往波士頓，一輛馬車(chē)正在穿越鐵路，火車(chē)并沒(méi)有因?yàn)榫o急拉手柄制動(dòng)而立即停止，一場(chǎng)悲劇如期而至：馬車(chē)損壞，傷亡慘重。這場(chǎng)悲劇被威斯汀豪斯看目睹，創(chuàng)造一個(gè)新制動(dòng)器的決心由此誕生，終于空氣制動(dòng)器在1869年被制成，車(chē)輪通過(guò)壓縮空氣配以活塞和杠桿配以壓縮空氣產(chǎn)生的大量推力來(lái)頂住。1907年時(shí)，英國(guó)人赫·弗羅特提出用石棉板做剎車(chē)片的設(shè)想，從而解決了蘭切斯特盤(pán)式制動(dòng)器純?cè)诘闹嫉哪莻€(gè)噪音問(wèn)題，并且比其它摩擦材料耐用得多。1911年法國(guó)的別儒設(shè)計(jì)出首個(gè)四輪制動(dòng)器。20世紀(jì)初，凱迪拉克公司在8型汽車(chē)將漲閘式制動(dòng)器和抱閘帶式制動(dòng)器安裝在制動(dòng)鼓的內(nèi)壁和外圓上，與此同時(shí)，美國(guó)的DusenBaker通過(guò)裝配上內(nèi)鼓輪漲閘式制動(dòng)器在汽車(chē)的前、后輪上來(lái)達(dá)到增加汽車(chē)制動(dòng)力的目的。于是，在當(dāng)年的愛(ài)琴海車(chē)賽（ElginRoadRace）中出盡風(fēng)頭。1918年，液壓制動(dòng)器被英國(guó)被加洛克希德（Lockheed）創(chuàng)造，制動(dòng)蹄壓緊制動(dòng)鼓是通過(guò)壓力油從液壓主缸的油管傳遞到制動(dòng)輪缸來(lái)完成。直至1921年，DusenBaker首先在汽車(chē)四個(gè)輪子都配備了液壓制動(dòng)器，完整的汽車(chē)液壓制動(dòng)系統(tǒng)由此組成。1925年，可爾型汽車(chē)最早使用了能自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)間隙的制動(dòng)器。當(dāng)制動(dòng)摩擦片磨損時(shí)，利用一個(gè)調(diào)整楔塊被拉伸彈簧的作用，頂桿縮回，移動(dòng)支靠在彈簧上的杠桿以及銷(xiāo)子，使調(diào)整楔塊緊靠著制動(dòng)蹄，從而在制動(dòng)鼓和摩擦片之間保持預(yù)定的間隙。1928年，類(lèi)似于今日的真空助力制動(dòng)器在皮爾斯-阿羅汽車(chē)被第一次裝用。駕駛員作用于制動(dòng)器上的操縱力通過(guò)進(jìn)氣歧管的真空來(lái)達(dá)到降低的目的。1955年，日本開(kāi)始采用雙助力制動(dòng)器。其蹄鼓間隙可由制動(dòng)器自動(dòng)調(diào)整。1958年，第一個(gè)實(shí)用的防抱死制動(dòng)裝置在英國(guó)道路研究所實(shí)驗(yàn)室研制成功，并被命名為馬克斯雷（Maxaret）,詹森前輪驅(qū)動(dòng)賽車(chē)第一次應(yīng)用了該裝置。1960年左右時(shí)，排氣制動(dòng)器開(kāi)始在重型汽車(chē)上使用，輕型汽車(chē)于七十年代普及了改裝置。1965年，開(kāi)始廣泛在[2]液壓管路中設(shè)置分開(kāi)式助力器。1.3國(guó)內(nèi)盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展?fàn)顩r目前轎車(chē)工業(yè)在不斷發(fā)展，盒子企業(yè)有不同程度的引進(jìn)，國(guó)外先進(jìn)技術(shù)也不斷進(jìn)入，盤(pán)式制動(dòng)器配置在汽車(chē)的使用上正在形成規(guī)模，盤(pán)式制動(dòng)器配置已經(jīng)被用于大部分轎車(chē)的全部車(chē)輪，少數(shù)轎車(chē)的前輪與后輪的鼓式制動(dòng)器配合，使汽車(chē)在較高的制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性能夠被保證。這一技術(shù)在提高車(chē)輛性能、安全性、舒適性、改善生活環(huán)境等方面起到了很大的作用。在商用車(chē)這一板塊，盤(pán)式制動(dòng)器正在被新車(chē)型及高端車(chē)型逐漸使用。（1）在轎車(chē)方面：降溫快的盤(pán)式制動(dòng)器通常被現(xiàn)代汽車(chē)的前輪采用。因?yàn)榍拜喼苿?dòng)缸的直徑只能小于或者等于后輪制動(dòng)缸的直徑，如果汽車(chē)前輪和后輪均使用該制動(dòng)器則會(huì)違反該原則。因?yàn)楝F(xiàn)代汽車(chē)的前輪制動(dòng)力約占整車(chē)制動(dòng)力的65%-75%。因此，盤(pán)式制動(dòng)器[3]一般被轎車(chē)前輪所改用。直至2000年轎車(chē)的盤(pán)式制動(dòng)器配套需求量為150萬(wàn)輛份。（2）在大型客車(chē)方面：近年，氣壓盤(pán)式制動(dòng)器被越來(lái)越廣泛的使用，該制動(dòng)器本常被運(yùn)用于高檔客車(chē)產(chǎn)品中。原因是國(guó)內(nèi)制造廠商在相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的不斷完善和產(chǎn)品價(jià)格的降低。前后都采用氣壓盤(pán)式或者前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器這一模式在國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)被廣泛使用，例如東風(fēng)汽車(chē)有限公司開(kāi)發(fā)的高檔客車(chē)。經(jīng)過(guò)大量測(cè)試，在可靠性或者性能方面氣壓盤(pán)式制動(dòng)器都體現(xiàn)出很大的優(yōu)勢(shì)。尤其突出的是，國(guó)內(nèi)制造廠商的產(chǎn)品具有良好的可靠性的良好的性能，與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，性?xún)r(jià)比高。國(guó)內(nèi)對(duì)氣壓盤(pán)式制動(dòng)器的研究在2000年初期才開(kāi)始起來(lái)。率先對(duì)該產(chǎn)品開(kāi)始研究的是武漢元豐公司。率先推出了自己的系列產(chǎn)品，并且把自己的產(chǎn)品應(yīng)用于公路旅游客車(chē)以及國(guó)內(nèi)城市公交上。隨后國(guó)內(nèi)武漢萬(wàn)向、浙江亞太等廠家紛紛效仿，但具有規(guī)模的制造商和工業(yè)化產(chǎn)品仍未形成規(guī)模。目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上占據(jù)大部分氣壓盤(pán)式制動(dòng)器的份額的只有武漢萬(wàn)向和武漢元豐的產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)主流制造廠家的產(chǎn)品主要是由WABCO的單推盤(pán)結(jié)構(gòu)引導(dǎo)，由于其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，雙推盤(pán)結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器相比單推盤(pán)結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器制造過(guò)程要復(fù)雜很多，可靠性也差強(qiáng)人意．因此在單推盤(pán)制動(dòng)器方面國(guó)內(nèi)廠家相對(duì)較為成熟[4]。（3）在重型汽車(chē)方面：由于汽車(chē)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，盤(pán)式制動(dòng)器較鼓式制動(dòng)器具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在歐洲等市場(chǎng)盤(pán)式制動(dòng)器已被廣泛使用。直至2012上半年，除了個(gè)別汽車(chē)制造商在前橋上有一些大量使用外，其他主流制造商均未形成有效的批量使用。雖然多年前，國(guó)內(nèi)主要中重卡制造商已經(jīng)開(kāi)始研究盤(pán)式制動(dòng)器的應(yīng)用，做了大量的推廣工作。從市場(chǎng)和技術(shù)的角度來(lái)看，歐洲卡車(chē)發(fā)展的歷程已經(jīng)證明了制動(dòng)器的必然趨勢(shì)是盤(pán)式制動(dòng)器取代鼓式制動(dòng)器。工信部于2011年底下發(fā)了第632號(hào)文，由于考慮到在制動(dòng)安全性方面盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)較為明顯，明確只有前橋安裝了盤(pán)式制動(dòng)器的運(yùn)輸車(chē)才能運(yùn)輸危險(xiǎn)的化學(xué)品。在國(guó)家強(qiáng)制要求情況下汽車(chē)企業(yè)開(kāi)始有了一定規(guī)模的應(yīng)用，但是與國(guó)內(nèi)龐大的卡車(chē)市場(chǎng)相比，占比較小。中國(guó)重卡制動(dòng)器占比：鼓式制動(dòng)器約為97%，盤(pán)式制動(dòng)器約為3%[5]。1.4國(guó)外盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展?fàn)顩r在所有的主要性能方面，氣壓盤(pán)式制動(dòng)器都優(yōu)于傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器，這是由國(guó)外汽車(chē)研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器經(jīng)過(guò)多年的測(cè)試和研究得來(lái)，因此氣壓盤(pán)式制動(dòng)器在新型的載重汽車(chē)上廣泛使用?，F(xiàn)在氣壓盤(pán)式制動(dòng)器總成（這種氣壓盤(pán)式車(chē)輪制動(dòng)器裝配組裝在汽車(chē)的前后車(chē)橋總成上）[6]被大量用于一些歐洲汽車(chē)公司制造的汽車(chē)上。在制動(dòng)性能等方面氣壓盤(pán)式制動(dòng)器有顯著的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:經(jīng)過(guò)這幾年的不斷改進(jìn)、開(kāi)發(fā)，盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展非常迅猛。大公司更注重氣壓盤(pán)式制動(dòng)器在中、重汽車(chē)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)。同時(shí)也兼并著將液壓盤(pán)式制動(dòng)器運(yùn)用在原有轎車(chē)中。①博世（Bosch）公司制造出了盤(pán)式制動(dòng)器系列產(chǎn)品有16"、17.5"、19.5"、22.5"。②19.5"盤(pán)式制動(dòng)器PAN19-1被（Wabco）制動(dòng)器制造公司開(kāi)發(fā)問(wèn)世.③17.5"、19.5"和22.5"三種規(guī)格的盤(pán)式制動(dòng)器于瑞典被哈蒂克斯（Haldex）公司現(xiàn)開(kāi)發(fā)出，Haldex公司的制動(dòng)鉗已被奔馳公司的轎車(chē)使用。④19.5"、22.5"盤(pán)式制動(dòng)器被柯?tīng)枠?lè)（Knorr）公司研制出。同時(shí)一種有齒的盤(pán)式制動(dòng)器也被開(kāi)發(fā)，該制動(dòng)器的工作原理是通過(guò)另一個(gè)有齒的裝置與輪轂連接，于2001年初已批量生產(chǎn)，DAF已取得使用權(quán)，裝在新開(kāi)發(fā)的CF系列汽車(chē)上。⑤新的19.5"、22.5"盤(pán)式制動(dòng)器在德國(guó)BPW還與Knorr公司合作中被研制出。重量減輕8~10kg。它的固定制動(dòng)鉗螺栓采用全長(zhǎng)螺紋。制動(dòng)鉗是從側(cè)面用螺栓連接，并未使用軸向用螺栓連接的方式。⑥阿文美馳公司制造出了16"、17.5"、19.5"、22.5"盤(pán)式制動(dòng)器。⑦盧卡斯（Lucoss）制動(dòng)器有限公司制造出了15.5"、16"、17.5"盤(pán)式制動(dòng)器（該公司現(xiàn)已被Wabco制動(dòng)器制造公司購(gòu)買(mǎi)）[7]。液（氣）壓盤(pán)式制動(dòng)器在經(jīng)過(guò)了十多年的發(fā)展和改變，現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)更加成熟，形成了系列產(chǎn)品。例如：羅伯特·博世有限公司公司、威伯科制動(dòng)器制造公司、ArvinMeritor汽車(chē)工業(yè)公司等每年生產(chǎn)的制動(dòng)器都在20-50萬(wàn)臺(tái)以上：在歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，已把盤(pán)式制動(dòng)器作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在多級(jí)別的轎車(chē)、客車(chē)、中型、重型汽車(chē)上[8]。我國(guó)在液壓盤(pán)式制動(dòng)器的生產(chǎn)技術(shù)上起步較晚，在大部分輕型車(chē)、面包車(chē)上使用液壓盤(pán)式制動(dòng)器都是因?yàn)橐M(jìn)了德國(guó)，日本等轎車(chē)，從他們的技術(shù)中借鑒而來(lái)，而且中國(guó)的制動(dòng)器制造商生產(chǎn)出來(lái)的制動(dòng)器產(chǎn)品種類(lèi)少，配套市場(chǎng)狹窄。在1999-2002年中國(guó)的才逐漸開(kāi)始生產(chǎn)氣壓盤(pán)式制動(dòng)器，國(guó)內(nèi)目前真正形成規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)寥寥無(wú)幾，如武漢元豐、浙江萬(wàn)向、一汽四環(huán)等[9]。但開(kāi)發(fā)氣壓盤(pán)式制動(dòng)器的熱火朝天的局面大有愈演愈烈的趨勢(shì)。

2制動(dòng)器的作用與種類(lèi)選擇2.1制動(dòng)系的功能汽車(chē)需要行駛，而且還需要能夠讓行進(jìn)中的汽車(chē)減速甚至停下來(lái)，有時(shí)更重要的是能夠可靠地停車(chē)。如果要讓行駛中的汽車(chē)快速停車(chē)或者減速，就必須要產(chǎn)生一個(gè)力，而且這個(gè)力的方向要與汽車(chē)行駛的方向相反，在行駛的汽車(chē)上有很多與之相反的力作用在它行駛相反的方向上，但是這些里很難被控制，而且作用的力的大小也不一樣：比如說(shuō)滾動(dòng)阻力、坡道阻力、空氣阻力、減速阻力等，因此，汽車(chē)上必須要設(shè)置一些專(zhuān)用的裝置，能夠方便駕駛員能夠?qū)Φ缆泛徒煌ǖ惹闆r，借助以外界（主要是道路）在汽車(chē)自身部分（主要是車(chē)輪）施加一定的力，對(duì)行駛中的車(chē)輛進(jìn)行強(qiáng)制制動(dòng)，使車(chē)輛立即停止住或者馬上讓速度降下來(lái)，這就是制動(dòng)系統(tǒng)的功能，這一系列的專(zhuān)用裝置是制動(dòng)系統(tǒng)。另外，當(dāng)行駛中的車(chē)輛停下來(lái)后需要可靠地停車(chē)，這也包括在上下坡上的可靠停放。是汽車(chē)能夠可靠地停車(chē)也是制動(dòng)系的功能之一。2.2制動(dòng)系的分類(lèi)制動(dòng)器按照其主要功用可分為3大類(lèi)。①行車(chē)制動(dòng)器行車(chē)制動(dòng)裝置是汽車(chē)行駛時(shí)司機(jī)通常使用的制動(dòng)裝置，一般是司機(jī)用腿操縱，能產(chǎn)生較大的制動(dòng)力。駐車(chē)制動(dòng)器駐車(chē)制動(dòng)器是司機(jī)在停車(chē)時(shí)使用的制動(dòng)裝置，一般是司機(jī)用手操縱。主要用于汽車(chē)停住后防止汽車(chē)發(fā)生溜車(chē)。駐車(chē)制動(dòng)器的制動(dòng)器可安裝在變速器后面的傳動(dòng)軸上，叫做中央制動(dòng)器，也可以使駐車(chē)制動(dòng)器讓后橋車(chē)輪制動(dòng)器來(lái)充當(dāng)，叫做復(fù)合式制動(dòng)器。行車(chē)制動(dòng)器和駐車(chē)制動(dòng)器這兩個(gè)是每一輛車(chē)都應(yīng)該擁有的最基本的裝置。③應(yīng)急制動(dòng)、安全制動(dòng)和輔助制動(dòng)裝置應(yīng)急制動(dòng)是用一個(gè)單獨(dú)的管道控制車(chē)輪制動(dòng)器作為備用裝置。安全制動(dòng)是制動(dòng)氣壓未達(dá)到起步額定氣壓而讓汽車(chē)起步或在行車(chē)時(shí)當(dāng)制動(dòng)管路漏氣等造成制動(dòng)氣壓不足時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生制動(dòng)，使車(chē)輛無(wú)法行駛，保證汽車(chē)行駛安全。輔助制動(dòng)是為了下長(zhǎng)坡是減輕行車(chē)制動(dòng)器的磨損而設(shè)，其中利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)應(yīng)用最廣[10]。2.3鼓式制動(dòng)器與盤(pán)式制動(dòng)器的比較（1）鼓式制動(dòng)器鼓式制動(dòng)器的組成部分包括：制動(dòng)部分和控制部分。通過(guò)完成車(chē)輪與制動(dòng)器之間的固定，可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器隨著車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的工作狀態(tài)。制動(dòng)時(shí)，通過(guò)總泵、分泵等裝置的運(yùn)行使制動(dòng)鼓與摩擦片之間相互擠壓產(chǎn)生制動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。制動(dòng)器在很長(zhǎng)一段時(shí)間運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多的熱量，對(duì)于封閉結(jié)構(gòu)的鼓式制動(dòng)器，這些熱量很難得到及時(shí)的散發(fā)。當(dāng)汽車(chē)走長(zhǎng)下坡時(shí)制動(dòng)器一直處在工作狀態(tài)，大量地散熱會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)性能衰減，造成安全隱患。大量的熱還會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)器的尺寸變大，工作性能變得不可靠。然而鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)成本低，密封的結(jié)構(gòu)也能有效減少雜質(zhì)的入侵。1、8-銷(xiāo)軸；2、7-制動(dòng)蹄；3-摩擦片；4-油缸；5-彈簧；6-制動(dòng)輪（2）盤(pán)式制動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器有以下幾個(gè)裝置組成：制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)鉗、摩擦片及控制部件。盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)原理：通過(guò)總泵、分泵等裝置的運(yùn)行使得制動(dòng)鉗上的摩擦片與制動(dòng)盤(pán)之間相互運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力讓汽車(chē)制動(dòng)。外露的制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)鉗及小型結(jié)構(gòu)的制動(dòng)塊使得盤(pán)式制動(dòng)器較鼓式制動(dòng)器相比具有更好的散熱性。盤(pán)式制動(dòng)器上的通風(fēng)孔有利于散熱的同時(shí)也減輕了其相對(duì)質(zhì)量。因此，在高負(fù)載條件下，環(huán)境因素對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的影響較小，能夠保證制動(dòng)效果的穩(wěn)定性。相對(duì)的，盤(pán)式制動(dòng)器成本高，耐用性不如鼓式，摩擦片壽面較低，在不良路面行駛時(shí)由于泥沙落到制動(dòng)盤(pán)上也會(huì)影響其制動(dòng)效能。日本豐田皇冠牌轎車(chē)前輪制動(dòng)器表2.1鼓式制動(dòng)和盤(pán)式制動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)比較優(yōu)缺點(diǎn)/形式盤(pán)式制動(dòng)鼓式制動(dòng)優(yōu)點(diǎn)熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和制動(dòng)穩(wěn)定性較好，摩擦襯片在磨損后容易更換，傳動(dòng)比大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，不易進(jìn)雜質(zhì)物質(zhì)影響制動(dòng)缺點(diǎn)制動(dòng)效能較低，成本高易沾染灰塵影響制動(dòng)散熱性能差，高負(fù)載時(shí)易產(chǎn)生制動(dòng)效能衰退，穩(wěn)定性較差，密封結(jié)構(gòu)導(dǎo)致維修更難綜合考慮，為保證制動(dòng)可靠性，本設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)采用盤(pán)式制動(dòng)器。2.4盤(pán)式制動(dòng)器的比較鉗盤(pán)式制動(dòng)器和全盤(pán)式制動(dòng)器是盤(pán)式制動(dòng)按結(jié)構(gòu)分類(lèi)的兩種形式，在目前應(yīng)用當(dāng)中，全盤(pán)式制動(dòng)器只用在少數(shù)重型汽車(chē)上，其應(yīng)用程度遠(yuǎn)小于鉗盤(pán)式制動(dòng)器，在性能方面也是鉗盤(pán)式制動(dòng)器要好的多，因此本設(shè)計(jì)中采用鉗盤(pán)式制動(dòng)器。固定鉗式和浮動(dòng)鉗式是鉗盤(pán)式制動(dòng)器的兩種不同結(jié)構(gòu)形式，在此基礎(chǔ)之上浮動(dòng)鉗式還可細(xì)分為滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗式。（1）固定鉗式制動(dòng)器固定鉗式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)如圖2.1所示[11]，其制動(dòng)鉗體固定在轉(zhuǎn)向節(jié)（或橋完）上，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝有一個(gè)活塞。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個(gè)油缸活塞外版時(shí)，推動(dòng)兩個(gè)活塞向內(nèi)將位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的制動(dòng)塊總成壓緊到制動(dòng)盤(pán)上，從而將車(chē)輪制列。會(huì)放松制動(dòng)踏板使油液壓力減小時(shí)，回位彈簧則將兩制動(dòng)塊總成及活塞推離制動(dòng)盤(pán)。這種結(jié)構(gòu)型式又稱(chēng)為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。(2)浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)如圖2.2所示[11]。浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)的制動(dòng)鉗可以在制動(dòng)盤(pán)軸向移動(dòng)，制動(dòng)時(shí)油泵將單側(cè)活塞壓向制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生制動(dòng)力。圖2.2a圖2.2b定鉗盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較難，整體尺寸比較大，當(dāng)制動(dòng)器長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)產(chǎn)生的大量的熱，這會(huì)使一些油管中的制動(dòng)液汽化。相對(duì)而言由于浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器在保證工作可靠性的同時(shí)無(wú)跨越制動(dòng)盤(pán)的油道，因此其尺寸較小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)綜合比較本設(shè)計(jì)決定采用浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器。2.5浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理產(chǎn)見(jiàn)圖2.3，制動(dòng)時(shí)，活塞5在液壓力的作用下，將帶磨損報(bào)警裝置的制動(dòng)塊總成4推向制動(dòng)盤(pán)1。與此同時(shí)，作用在制動(dòng)鉗2上的反作用力推動(dòng)制動(dòng)鉗沿導(dǎo)向銷(xiāo)7向右移動(dòng)，使固定在制動(dòng)鉗上的制動(dòng)快總成3壓靠到制動(dòng)盤(pán)上。于是，制動(dòng)盤(pán)在和兩個(gè)力的作用下被帶磨損報(bào)警裝置的制動(dòng)塊總成4和制動(dòng)快總成3所夾緊，使之在制動(dòng)盤(pán)上產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩，促使汽車(chē)制動(dòng)。1—制動(dòng)盤(pán)2—鉗體3—制動(dòng)快總成4—帶磨損報(bào)警裝置的制動(dòng)塊總成5—活塞6—制動(dòng)鉗支架7—導(dǎo)向銷(xiāo)

3.制動(dòng)器設(shè)計(jì)3.1整車(chē)參數(shù)某MPV設(shè)計(jì)參數(shù)空載質(zhì)量1460kg滿(mǎn)載質(zhì)量1950kg軸距2760mm質(zhì)心距前軸距離（空載/滿(mǎn)載）1565mm/1600質(zhì)心距后軸距離（空載/滿(mǎn)載）1510mm/1350質(zhì)心高度（空載/滿(mǎn)載）570/550輪胎參數(shù)205/55R16車(chē)輪滾動(dòng)半徑315mm前后重量分配40%、60%最高車(chē)速180km/h3.2盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)3.2.1盤(pán)式制動(dòng)器參數(shù)設(shè)計(jì)（1）制動(dòng)盤(pán)直徑D制動(dòng)盤(pán)的直徑D在可能的情況下可以選擇較大的尺寸通過(guò)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)這里取70%～79%。由輪胎規(guī)格得到輪輞尺寸為16×25.4=406.4mm，故制動(dòng)盤(pán)直徑為：D=406.4×0.70～0.79mm=284.48mm～321.06mm，這里取300mm。（2）制動(dòng)盤(pán)的厚度h制動(dòng)盤(pán)工作的環(huán)境下溫度較高，如果其厚度h過(guò)大的話(huà)將會(huì)直接導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)溫度升高不是那么塊，但這樣會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)的質(zhì)量過(guò)大。由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這里我們選取盤(pán)的厚度為20mm。（3）摩擦襯塊和摩擦襯塊內(nèi)外半徑之比需要小于1.5。如果內(nèi)外半徑之比過(guò)大會(huì)使得摩擦襯塊的磨損不均勻，這樣會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)過(guò)程中力矩的變化范圍加大，不利于穩(wěn)定工作。這里根據(jù)上述原因?。?1.42，有D/2=300/2=150mm，摩擦襯塊比制動(dòng)盤(pán)半徑要小一些，取為=145mm，所以=／1.42=138／1.42=102mm，所以=102mm。（4）摩擦襯塊工作面積A制動(dòng)摩擦襯塊單位面積在汽車(chē)質(zhì)量中的占比應(yīng)該在～范圍內(nèi)選取。摩擦襯塊的工作面積：根據(jù)所需面積，取60°故符合要求。（5）摩擦片摩擦系數(shù)f由于摩擦片工作時(shí)溫度比較高，為了讓摩擦片受壓力的影響不大，熱穩(wěn)定性好，所以摩擦片應(yīng)該選取摩擦系數(shù)比較高的。本制動(dòng)盤(pán)選用現(xiàn)在汽車(chē)上廣泛使用的粉末冶金材料，其抗熱衰退性能和抗水衰退性能較好，其摩擦系數(shù)約為0.3～0.5[12]。這里我們?nèi)。篺=0.3。（6）摩擦襯塊的設(shè)計(jì)計(jì)算平均半徑為：（3-1）有效半徑Re如下式所示：(3-2)3.2.2制動(dòng)器主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)盤(pán)一般由珠光體灰鑄鐵制成，其結(jié)構(gòu)形狀有兩種，其中一種是平板型，另外一種是禮帽型，鉗盤(pán)式制動(dòng)器采用后一種，其圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)工作環(huán)境溫度較高，考慮到制動(dòng)盤(pán)高強(qiáng)度制動(dòng)工況下溫升速度不能太高，故采用通風(fēng)盤(pán)式，通風(fēng)肋數(shù)目為24。（2）制動(dòng)鉗制動(dòng)鉗由可用鍛鑄鐵KTH370-12制造，有的制動(dòng)鉗也可用球墨鑄鐵QT400-18制造，還有的可以用輕合金制造，例如用鋁合金壓鑄。可做成整體的，也可以用螺栓來(lái)連接，這種制動(dòng)鉗就不是整體的。它的最外邊有開(kāi)口，這樣就使得制動(dòng)鉗在不拆下來(lái)的情況下就可以檢查或更換制動(dòng)塊，非常方便。制動(dòng)鉗體的剛度和強(qiáng)度應(yīng)該比較高。大多數(shù)制動(dòng)油缸是在鉗體中加工出來(lái)的，也有小部分的油缸是單獨(dú)制造的，然后再嵌入鉗體中的。鼓式制動(dòng)器中的油缸較小，鉗盤(pán)式制動(dòng)器的油缸直徑較大，鉗盤(pán)式制動(dòng)器油缸的直徑在日本轎車(chē)中雙缸最大可達(dá)45.4mm、單缸最大可達(dá)68.1mm，在日本客車(chē)和貨車(chē)可達(dá)雙缸最大可達(dá)79.4mm、單缸最大可達(dá)82.5mm。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，活塞開(kāi)口的切成杯狀，并由制動(dòng)塊背板支撐。一些活塞開(kāi)口端切成梯子狀，在同一平面上形成相對(duì)的兩個(gè)小的半圓環(huán)形端面。（3）制動(dòng)塊制動(dòng)塊由兩個(gè)部件分組成一個(gè)是摩擦部分，另一個(gè)是為了安裝設(shè)計(jì)的背板部分，他們通過(guò)擠壓直接合成一體。襯塊設(shè)計(jì)為扇形的結(jié)構(gòu)，活塞與制動(dòng)塊背板間加裝消音片，并且活塞應(yīng)盡量多地壓在消音片上，這樣更能減少噪聲。制動(dòng)塊背板由鋼板制成，制動(dòng)塊應(yīng)該加裝制動(dòng)報(bào)警器，在襯塊磨損到一定量時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警，保證制動(dòng)安全性[13]。（4）摩擦材料制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能要好，材料應(yīng)有好的耐磨性，低的吸水（油、制動(dòng)液)率，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)生噪聲、不產(chǎn)生不良?xì)馕?。各種摩擦材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.3～0.5，少數(shù)可達(dá)0.7。設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)器時(shí)一般取f=0.3～0.35。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。

表5-2列出了各種摩擦材料主要性能指標(biāo)的對(duì)比，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。表5-2摩擦材料性能對(duì)比摩擦材料性能有機(jī)類(lèi)無(wú)機(jī)類(lèi)制法編織物石棉模壓半金屬模壓金屬燒結(jié)金屬陶瓷燒結(jié)硬度軟硬硬極硬極硬密度小小中大大承受負(fù)荷輕中中～重中～重重摩擦系數(shù)中～高低～高低～高低～中低～高摩擦系數(shù)穩(wěn)定性差良良良～優(yōu)優(yōu)常溫下的耐磨性良良良中中高溫下的耐磨性差良良良～優(yōu)優(yōu)機(jī)械強(qiáng)度中～高低～中低～中高高熱傳導(dǎo)率低～中低中高高抗振鳴優(yōu)良中～良差差抗顫振-中～良中--對(duì)偶性?xún)?yōu)良中～良差差價(jià)格中～高低～中中～高高高摩擦襯塊選用粉末冶金材料[14]。（5）制動(dòng)器間隙為保證制動(dòng)盤(pán)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一般，盤(pán)式制動(dòng)器的為0.1～0.3mm。初選制動(dòng)器間隙為0.2mm。

4制動(dòng)系的主要參數(shù)選擇及計(jì)算4.1制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)（1）制動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，如果將汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩以及車(chē)輪的滾動(dòng)阻力矩忽略掉，則任一角速度＞0的車(chē)輪，其力矩平衡方程為：(4-1)令（4-2）并稱(chēng)之為制動(dòng)器制動(dòng)力，是制動(dòng)器摩擦力矩在輪胎周邊處被克服所需的力，因此又被稱(chēng)為制動(dòng)器周緣力。與的方向相反，當(dāng)車(chē)輪角速度時(shí)，大小相同，且由制動(dòng)器參數(shù)決定的。即取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車(chē)輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓、或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以增大時(shí)，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力受著條件的限制，其值不可能大于附著力，即或（4-3）式中——輪胎與地面間的附著系數(shù)，在此取=0.7；——地面對(duì)車(chē)輪的法向反力。制動(dòng)力和制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車(chē)輪就會(huì)抱死并在地面上進(jìn)行滑行。而后靜摩擦力矩就是制動(dòng)力矩，而就成了與保持平衡從而防止車(chē)輪再轉(zhuǎn)動(dòng)的周緣力極限值。當(dāng)制動(dòng)達(dá)到后，制動(dòng)力逐漸接近附著力值后就不會(huì)再向上變大，而制動(dòng)力由于踏板力的變大使摩擦力矩變大而繼續(xù)上升。（圖4-1所示）對(duì)汽車(chē)制動(dòng)的時(shí)候整個(gè)汽車(chē)進(jìn)行受力分析，在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的軸上承受的載荷轉(zhuǎn)移及，便可得到地面對(duì)前、后軸車(chē)輪的法向反力為：（4-4）（4-5）式中：——汽車(chē)所受重力；——汽車(chē)軸距；——汽車(chē)質(zhì)心離前軸距離；——汽車(chē)質(zhì)心離后軸距離；——汽車(chē)質(zhì)心高度；——重力加速度；——汽車(chē)制動(dòng)減速度。令，稱(chēng)為制動(dòng)強(qiáng)度，則汽車(chē)制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)汽車(chē)前、后軸車(chē)輪的法向反力又可表達(dá)為：（4-6）（4-7）汽車(chē)總的地面制動(dòng)力為：（4-8）式中:——制動(dòng)強(qiáng)度，也稱(chēng)為比制動(dòng)力或者比減速度；——前、后軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力。由（4-3,4,5,6,7,8）可求得前、后軸車(chē)輪附著力為：（4-10）上式說(shuō)明：汽車(chē)在附著系數(shù)為任何一個(gè)固定數(shù)值的道路上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力也稱(chēng)之為極限制動(dòng)力并不是常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度或總制動(dòng)力的函數(shù)。當(dāng)汽車(chē)的四個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，汽車(chē)分配的前軸與后軸的軸承載荷，分配的前輪制動(dòng)器和后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力、上下坡的情況以及路面附著系數(shù)等，汽車(chē)制動(dòng)的過(guò)程有可能會(huì)出現(xiàn)的以下三種情況，即：一、前輪先抱死滑移，之后后輪再抱死滑移；二、后輪先抱死滑移，之后前輪再抱死滑移；三、前、后輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是第三個(gè)情況的附著條件利用最好。從上面的公式就能得到在任何路面上的附著系數(shù)，前、后軸車(chē)輪附著力都被充分利用，也就是前輪和后輪一起抱死，他們的條件是：(4-11)式中：（2）制動(dòng)力分配系數(shù)前輪制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車(chē)總制動(dòng)器制動(dòng)力的比值稱(chēng)為汽車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，如圖4-2所示，用符號(hào)表示，。于是后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力與汽車(chē)總制動(dòng)器制動(dòng)力的比值為。圖4-2某汽車(chē)的曲線(xiàn)與曲線(xiàn)則聯(lián)和式（4-9），可得（4-12）即可得：（4-13）并且在所定的范圍內(nèi)附著條件是符合的，制動(dòng)周緣力的數(shù)值和地面制動(dòng)力的數(shù)值一樣，所以又可被叫做制動(dòng)力分配系數(shù)。4.2同步附著系數(shù)為了不讓車(chē)輛后輪產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)以及前輪失去轉(zhuǎn)向能力，在車(chē)輛制動(dòng)的過(guò)程中，在對(duì)馬上出現(xiàn)汽車(chē)輪胎抱死但無(wú)任何汽車(chē)輪胎抱死的現(xiàn)象時(shí)的制動(dòng)減速度，對(duì)于車(chē)輛可能會(huì)產(chǎn)生的最大減速度。分析表明，車(chē)輛在同步系數(shù)的道路上制動(dòng)（前輪和后輪同時(shí)抱死）的時(shí)候，它的制動(dòng)減速度為，即，為制動(dòng)強(qiáng)度。然而附著系數(shù)為其他值的路面上剎車(chē)時(shí)，達(dá)到前輪或者后輪馬上就要抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度，這表明只有在的道路上，道路的附著條件才會(huì)被足夠的利用。國(guó)內(nèi)有推薦轎車(chē)滿(mǎn)載時(shí)候的同步附著系數(shù)取≥0.6；貨車(chē)滿(mǎn)載的時(shí)候取≥0.5為宜[14]。因?yàn)椋?-14）則得（4-15）即則由式（4-11，14）可得制動(dòng)器制動(dòng)力為：4.3制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定為了讓汽車(chē)的制動(dòng)效能足夠好，前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩需要合理的確定。若襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤(pán)有很好的接觸，且各個(gè)地方的單位分布的壓力都很平均，則盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩就是：式中：——摩擦系數(shù)；——平均半徑（由式3-1可知=123.5mm）式中：——為活塞輪缸端面積——有汽車(chē)設(shè)計(jì)手冊(cè)[14]查得轎車(chē)壓力管壓力一般不超過(guò)～，盤(pán)式制動(dòng)器可以高一些，取=12式中：——輪缸直徑，由汽車(chē)設(shè)計(jì)手冊(cè)得=58mm則：4.4摩擦襯塊磨損特性的計(jì)算摩擦襯片（襯塊）的磨損程度通常與襯塊表面的加工條件、摩擦副的材料、工作時(shí)候的溫度、壓力和相對(duì)滑磨速度等很多其他條件有關(guān)，如果要非常準(zhǔn)確的計(jì)算摩擦襯塊的磨損特性按道理來(lái)說(shuō)是很困難的。但試驗(yàn)表明，摩擦襯塊表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)等許多因素是會(huì)影響磨損的程度的。汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程，是將它的機(jī)械能（動(dòng)能、勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^(guò)程。在很大的制動(dòng)力度的緊急剎車(chē)過(guò)程中，汽車(chē)的全部動(dòng)力的消除幾乎都是由制動(dòng)器承擔(dān)的。這個(gè)時(shí)候由于制動(dòng)摩擦在不是很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量來(lái)不及散發(fā)到大氣中，導(dǎo)致制動(dòng)器自身溫度提高。這就是所謂的制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損就越嚴(yán)重。制動(dòng)器的能量負(fù)荷一般都是用比能量耗散率來(lái)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。比能量耗散率又叫做能量負(fù)荷或者單位功負(fù)荷或，它表示單位時(shí)間內(nèi)單位摩擦面積所耗散的能量，其單位為W/mm2。前輪制動(dòng)器的比能量耗散率為：式中：——汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)——汽車(chē)總質(zhì)量——汽車(chē)制動(dòng)初速度與終速度，m/s；計(jì)算時(shí)轎車(chē)取=100km/h（27.8m/s）?！苿?dòng)時(shí)間，s；按下式計(jì)算=46.3s——制動(dòng)減速度，m/s2，計(jì)算時(shí)取=0.6g；——摩擦面積；——制動(dòng)力分配系數(shù)在緊急制動(dòng)到=0時(shí)，并可近似地認(rèn)為=1，則有：轎車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于，故符合要求。

5制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算5.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式根據(jù)制動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類(lèi)型。而力的傳遞方式又有機(jī)械式、液壓式、氣壓式和氣壓-液壓式的區(qū)別。（1）簡(jiǎn)單制動(dòng)系就是司機(jī)將力施加在制動(dòng)踏板上或手柄上作為動(dòng)力源。力的傳遞方式又有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式靠桿系和鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低，故僅用于中小型汽車(chē)的制動(dòng)裝置中。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系通常簡(jiǎn)稱(chēng)為液壓制動(dòng)系，用于行車(chē)制動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短（0.1～0.3s），工作壓力高（可達(dá)10～12mpa），輪缸尺寸小，可布置在制動(dòng)蹄內(nèi)部作為制動(dòng)蹄張開(kāi)機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低。它在汽車(chē)上的使用范圍較少的原因就是力的傳動(dòng)比很有限。曾經(jīng)轎車(chē)、輕型及輕型以下的貨車(chē)及部分中型貨車(chē)上液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系還是應(yīng)用的比較廣泛。（2）動(dòng)力制動(dòng)系以汽車(chē)方劑為唯一制動(dòng)能源，進(jìn)行制動(dòng)的能量來(lái)自空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的氣壓能或油泵產(chǎn)生的液壓能，而空氣壓縮機(jī)或油泵由汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力制動(dòng)系。在簡(jiǎn)單制動(dòng)系中的踏板力其行程間的反比例關(guān)系在制動(dòng)系中便不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。?dòng)力制動(dòng)系有氣壓制動(dòng)系、氣頂液式制動(dòng)系和全液壓動(dòng)力制動(dòng)系。動(dòng)力制動(dòng)器最普遍的型式是氣壓制動(dòng)系，由于氣壓制動(dòng)系可以獲得很大的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，并且主車(chē)與拖車(chē)之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的連接裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于連接和斷開(kāi)，被廣泛用在載貨汽車(chē)（總質(zhì)量為8t以上）上。氣頂液式制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)系的另一種形式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動(dòng)系主缸的驅(qū)動(dòng)力源的一種制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。它兼有液壓制動(dòng)和氣壓制動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)。由于氣壓系統(tǒng)的管路短，作用滯后時(shí)間也較短。顯然，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價(jià)高，故主要用于重型汽車(chē)上。全液壓動(dòng)力制動(dòng)系是用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵產(chǎn)生的液壓作為制動(dòng)力源。其制動(dòng)系的液壓系統(tǒng)與動(dòng)力轉(zhuǎn)向的液壓系統(tǒng)相同，也有開(kāi)式和閉式兩種。目前僅用于某些高級(jí)轎車(chē)、大型客車(chē)以及極少數(shù)的重型礦用自卸汽車(chē)上。（3）伺服制動(dòng)系伺服制動(dòng)系是在人力液壓制動(dòng)系中增加由其它能源提供的助力裝置，使人力與動(dòng)力并用。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在伺服系統(tǒng)失效時(shí)，仍可全由人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力。因此，在中級(jí)以上的轎車(chē)及輕、中型客車(chē)、貨車(chē)上得到廣泛的應(yīng)用。綜上所述，故選用液壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。5.2制動(dòng)管路選擇為了提高制動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證汽車(chē)在道路上行駛的安全性，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，防止一個(gè)回路發(fā)生故障時(shí)，其他完好的回路仍能可靠地工作。圖5-1所示為雙軸汽車(chē)的液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的雙回路系統(tǒng)的5種分路方案圖：5—1雙軸汽車(chē)液壓雙回路系統(tǒng)的物種分路方案[15]制動(dòng)管路的布置形式中Ⅱ型的管路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)用較廣。X型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單安全性能較好。

HI、HH、LL型的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，本次設(shè)計(jì)的汽車(chē)尺寸較小，綜合考慮，本次設(shè)計(jì)選用X型管路分布。5.3液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸將壓力傳遞給制動(dòng)襯塊實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。本設(shè)計(jì)采用鉗盤(pán)式制動(dòng)器，是單活塞結(jié)構(gòu)。制動(dòng)管路在制動(dòng)時(shí)其壓力一般不超過(guò)120MPa。輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)中選取這里油壓選?。?2MPa所以=58mm[16]。（2）制動(dòng)主缸工作容積制動(dòng)主缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取如表5—2所示，選取制動(dòng)主缸直徑為19mm，主缸活塞直徑為19mm。組別/內(nèi)徑第一組第二組D2（mm）14.5,16,17.5,19，20.5，(20.64),22，(22.22),(23.81),24，(25.4),26，(26.99),28，(28.58)30.32，35，38，42，46注：括號(hào)中的尺寸盡量不采用表5—2內(nèi)徑尺寸系列[17]制動(dòng)主缸工作容積為：一般的：=(0.8～1.2),取=，則:（3）踏板力制動(dòng)踏板力用下式計(jì)算式中：為踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，=4～7，取=5.制動(dòng)主缸活塞直徑d=19mm總管路中油壓=10MPa制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率=0.85～0.95，取=0.90則=629.74N踏板力一般不超過(guò)500N～700N，故符合標(biāo)準(zhǔn)。（4）制動(dòng)踏板工作行程制動(dòng)踏板工作行程為：=（sm+m1+m2）式中：——踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。=4～7，取=5——主缸中推桿與活塞的間隙。一般取1.5mm～2mm；——主缸活塞空行程。即主缸活塞由不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過(guò)的行程?！鞲谆钊谐獭?(0.8～1.2),取=主缸推桿與活塞間隙=2mm，主缸活塞空行程=2mm。則：=5×(19+2+2)=115mm不大于150～200mm，符合標(biāo)準(zhǔn)。6制動(dòng)性能分析汽車(chē)行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車(chē)且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車(chē)速的能力，成為汽車(chē)的制動(dòng)性。6.1制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車(chē)的制動(dòng)性主要由下列三方面來(lái)評(píng)價(jià)：制動(dòng)效能。制動(dòng)效能的恒定性。制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性。6.1.1制動(dòng)效能制動(dòng)效能是指汽車(chē)在平整路面上行駛時(shí)，突然踩剎車(chē)，汽車(chē)以固定的初始速度將汽車(chē)從行駛到停止的制動(dòng)距離或者汽車(chē)在剎車(chē)時(shí)的減速度。這個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)是汽車(chē)制動(dòng)性能最基本的。制動(dòng)距離越小，制動(dòng)減速度越大，汽車(chē)的制動(dòng)效能就越好。6.1.2制動(dòng)效能的恒定性制動(dòng)效能的恒定性就是指抗熱衰退性能，在汽車(chē)行駛速度很快或者在下一個(gè)很長(zhǎng)的坡道需要不斷踩剎車(chē)時(shí)制動(dòng)效能能保持的程度稱(chēng)為抗熱衰退性能。因?yàn)椴葎x車(chē)這個(gè)過(guò)程其實(shí)是把車(chē)輛行駛的動(dòng)能通過(guò)制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以剎車(chē)溫度是不是可以保持在溫度較低狀態(tài)時(shí)的制動(dòng)效能，這個(gè)已經(jīng)是人們?cè)谠O(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。6.1.3制動(dòng)時(shí)汽車(chē)方向的穩(wěn)定性制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性是指在司機(jī)在踩剎車(chē)過(guò)程中汽車(chē)按司機(jī)預(yù)定道路行駛的能力,也就是使汽車(chē)保持直線(xiàn)行駛或者按預(yù)定道路行駛的能力。標(biāo)準(zhǔn)是:指定測(cè)試通道的寬度（如車(chē)寬1.5倍或3.5米）,在汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)中，車(chē)輛離開(kāi)通道沒(méi)有不可控制的影響,那么這輛汽車(chē)就是制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性合格的。如果剎車(chē)時(shí)汽車(chē)發(fā)生偏離道路、側(cè)滑或者失去轉(zhuǎn)彎能力，則汽車(chē)將偏離原本行駛的道路。制動(dòng)跑偏是指剎車(chē)時(shí)汽車(chē)自動(dòng)向左或向右行駛的狀況，制動(dòng)側(cè)滑是指剎車(chē)時(shí)汽車(chē)的其中一軸或兩軸發(fā)生水平方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。最危險(xiǎn)的情況是在汽車(chē)速度很快的時(shí)候踩剎車(chē)發(fā)生后軸側(cè)滑，這個(gè)時(shí)候車(chē)輛會(huì)發(fā)生沒(méi)有規(guī)律的快速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而失去控制。跑偏與側(cè)滑是有聯(lián)系的，有些時(shí)候跑偏嚴(yán)重就會(huì)造成后輪側(cè)滑，容易出現(xiàn)滑車(chē)的情況更有甚會(huì)使汽車(chē)翻車(chē)。制動(dòng)時(shí)汽車(chē)跑偏的原因有兩個(gè)：1）車(chē)輛由方向盤(pán)控制的左邊車(chē)輪和右邊車(chē)輪的制動(dòng)器的制動(dòng)力不一致。2）剎車(chē)時(shí)懸架導(dǎo)桿系與轉(zhuǎn)向桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的不協(xié)調(diào)（相互干涉）。其中，第一個(gè)原因是制造、調(diào)整誤差造成的，汽車(chē)究竟向左或向右跑偏，要根據(jù)具體情況而定；而第二個(gè)原因是設(shè)計(jì)造成的，制動(dòng)時(shí)汽車(chē)總是向右跑偏或者總是向左跑偏。6.2制動(dòng)距離驗(yàn)算根據(jù)文獻(xiàn)[16]，汽車(chē)的實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)符合表6.2.1表6.2V80%Vmax≤160km/hS≤0.1v+0.0067v2dm≥5.76m/s2F65~500N注1：V為規(guī)定的試驗(yàn)車(chē)速。注2：S位制動(dòng)距離。注3：dm為充分發(fā)出的平均減速度注4：F為腳制動(dòng)力注5：Vmax為最高車(chē)速制動(dòng)距離S：式中為克服制動(dòng)間隙所需的時(shí)間，一般情況取，為制動(dòng)力增長(zhǎng)過(guò)程所需的時(shí)間，取=0.3s，試驗(yàn)車(chē)速V=80%180=144km/h=40m/s，的取值與汽車(chē)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)有關(guān)，如果汽車(chē)的前輪和后輪一起抱死，，為同步附著系數(shù)，=0.692，因此可以求。即：0.1v+0.0067v2=0.1×40+0.0067×402=14.72m，因此制動(dòng)距離符合要求

7校核與技術(shù)要求7.1制動(dòng)器熱容量和溫升的核算要計(jì)算制動(dòng)器的熱容量還有溫升是不是滿(mǎn)足以下條件：（6-1）（6-2）（6-3）式中：——滿(mǎn)載汽車(chē)總質(zhì)量——汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的初速度，可取——汽車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，見(jiàn)（4-13）。因274740≥269100符合要求，故制動(dòng)器的熱容量與升溫符合要求。7.2制動(dòng)器技術(shù)要求7.2.1制動(dòng)盤(pán)的技術(shù)要求1、制動(dòng)盤(pán)表面不得粘有油脂及其它污物，表面應(yīng)清潔、無(wú)銹蝕、毛刺碰傷、裂紋及其它有害缺陷。2、制動(dòng)盤(pán)500次循環(huán)后無(wú)穿透裂紋，制動(dòng)盤(pán)工作面加工痕跡非連續(xù)粗糙度Ra≤1.6μ，輪轂安裝面的粗糙度Ra≤3.2μ。3、制動(dòng)盤(pán)耐腐蝕性：涂層厚度大于20μm，涂層附著力≤1級(jí)，鹽霧試驗(yàn)后滿(mǎn)足：漆層不脫落、不起泡，中性鹽霧試驗(yàn)144h后，劃線(xiàn)處單邊銹蝕蔓延不超過(guò)2mm。4、在裝配時(shí)，零部件齊全，位置正確，無(wú)錯(cuò)漏裝，放氣螺釘與減震臂在同側(cè)。轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)盤(pán)，無(wú)卡滯、異響。5、制動(dòng)盤(pán)材料：HT250。7.2.2制動(dòng)鉗技術(shù)要求1、制動(dòng)鉗密封性：①新品時(shí)，在不小于300Pa真空保壓15s條件下，5s真空度下降≤60Pa；②低壓密封性：新品時(shí)，在穩(wěn)定的0.01MPa液壓下，經(jīng)歷24小時(shí)后，各部位不得泄露；③高壓密封性：在13.72MPa液壓保持2min后測(cè)5s內(nèi)的壓降，壓力降≤0.2MPa。2、制動(dòng)鉗填充性：制動(dòng)鉗總成安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)總成上，應(yīng)符合下列要求①真空保持性：在50Pa真空時(shí)保持40s，真空度下降≤50Pa，功能應(yīng)正常；②填充性：在100Pa真空下，以0.5MPa液壓加注制動(dòng)液后，功能應(yīng)正常；③殘留液量：油管接頭部位向下保持5分鐘后，無(wú)殘留制動(dòng)液滴下。3、制動(dòng)鉗所需液量：前卡鉗應(yīng)滿(mǎn)足1MPa時(shí)不大于0.7ml，3MPa時(shí)不大于1.1ml，5MPa時(shí)不大于1.4ml，7MPa時(shí)不大于1.7ml。4、解除制動(dòng)方向的滑動(dòng)阻力應(yīng)小于58.8N，每一個(gè)制動(dòng)塊總成的滑動(dòng)阻力應(yīng)小于39.2N，制動(dòng)鉗耐破壞強(qiáng)度不小于35MPa。5、制動(dòng)鉗耐腐蝕性：三價(jià)鉻鍍鋅工藝，12個(gè)循環(huán)后啟動(dòng)液壓：1MPaMAX，其功能正常，同時(shí)，中性鹽霧試驗(yàn)120h無(wú)白銹，240h后無(wú)紅繡，鍍層厚度≥10μm，附著力：鍍層不脫落、不起泡。6、制動(dòng)鉗毛坯材料：QT550-6。7.2.3前輪輪轂總成技術(shù)要求1、前輪輪轂材料：鑄鋁