汽車制動系設(shè)計【液壓雙回路前盤后鼓式制動器】【大眾捷達(dá)轎車】【說明書+CAD】

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This paper mainly introduces the design of braking system of the jetta type of car. Fist of all, braking system’s development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake, analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameter’s choice of main components braking and channel settings. Key words: braking; brake drum; brake disc; hydroid pressure 目錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒 論 1 1.1 制動系統(tǒng)緒論 1 1.2汽車制動系應(yīng)滿足如下要求： 2 第2章 制動系統(tǒng)方案論證分析與選擇 5 2.1制動器形式方案分析 5 2.2鼓式制動器 5 2.3盤式制動器 8 2.4制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇 9 2.4.1簡單制動系 9 2.4.2動力制動系 9 2.4.3伺服制動系 10 2.5液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 11 第3章 制動系統(tǒng)設(shè)計計算 13 3.1 制動系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值 13 3.1.1相關(guān)主要技術(shù)參數(shù) 13 3.2 同步附著系數(shù)的分析 13 3.3制動器有關(guān)計算 14 3.3.1確定前后軸制動力矩分配系數(shù)β 14 3.3.2制動器制動力矩的確定 14 3.4后輪制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取 15 3.5 前輪盤式制動器主要參數(shù)確定 16 3.6制動器制動因數(shù)計算 17 3.7制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 第4章液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 21 4.1后輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 21 4.2前輪盤式制動器液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)計算 22 4.3制動主缸與工作容積設(shè)計計算 23 4.4制動踏板力與踏板行程 23 4.4.1制動踏板力 23 4.4.2制動踏板工作行程 24 第五章制動性能分析 25 5.1 制動性能評價指標(biāo) 25 5.2 制動效能 25 5.3 制動效能的恒定性 25 5.4 制動時汽車的方向穩(wěn)定性 25 5.5制動器制動力分配曲線分析 26 5.6制動減速度 26 5.7 制動距離S 27 5.8摩擦襯片（襯塊）的磨損特性計算 27 5.9駐車制動計算 29 結(jié) 論 30 致 謝 31 參考文獻(xiàn) 32 附 錄1 33 附錄2 37 42 第1章 緒 論 1.1 制動系統(tǒng)緒論 汽車制動系功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠地停在原地或坡道上。汽車制動系直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。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、停車可靠，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性良好、制動系工作可靠性的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。 汽車制動系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置。重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動裝置及輔助制動裝置；牽引汽車還應(yīng)有自動制動裝置。 行車制動裝置用于使行駛的汽車強(qiáng)制減速或停車，并使汽車在下短坡時保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作的可靠。 駐車制動裝置用于汽車可靠而無時間限制地停駐在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽車在斜坡上起步。駐車制動裝置應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動結(jié)構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動，以免其產(chǎn)生故障。 應(yīng)急制動裝置用于當(dāng)行車制動裝置意外發(fā)生故障而失效時，則可利用其機(jī)械力源（如強(qiáng)力壓縮彈簧）實(shí)現(xiàn)汽車制動。應(yīng)急制動裝置不必是獨(dú)立的制動系統(tǒng)，他可利用行車制動裝置或駐車制動裝置的某些制動器件。應(yīng)急制動裝置也不是每車必備的，因為普通的手力駐車制動器也可以起到應(yīng)急制動的作用。 輔助制動裝置用在山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動機(jī)排氣制動或電渦流制動等的輔助制動裝置，可使汽車下坡長時間而持續(xù)地減低或保持穩(wěn)定車速，并減輕或解除行車制動器的負(fù)荷。通常，在總質(zhì)量5t的客車上和總質(zhì)量大于12t的載貨汽車上裝備這種輔助制動-減速裝置。 任何一套制動裝置均由制動器和制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)兩部分組成。制動器有鼓式與盤式之分。行車制動是用腳踩制動踏板操縱車輪制動器來制動全部車輪；而駐車制動則多采用手制動操縱，且利用專設(shè)的中央制動器或利用車輪制動器進(jìn)行制動。利用車輪制動器時，絕大部分駐車制動器用來制動兩個后輪。行車制動和駐車制動這兩套裝置，必須具有獨(dú)立的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，而且每車必備。行車制動分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時還應(yīng)有制動主缸、制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應(yīng)有壓縮機(jī)、氣路管路、儲氣筒、控制閥和制動氣室等。 以前，大多數(shù)汽車的駐車制動和應(yīng)急制動都采用中央制動器，其優(yōu)點(diǎn)是制動位于主減速器之前的變速器的第二軸或傳動軸，所需的制動力矩較小，容易適應(yīng)手操縱力小的特點(diǎn)。但在用作應(yīng)急制動時，則往往會是傳動軸超載?，F(xiàn)代汽車由于車速的提高，對應(yīng)急制動的可靠性要求更嚴(yán)格，因此，在中、高級轎車和部分總質(zhì)量在l5t以下的載貨汽車上，多在后輪制動器上附加手操縱的機(jī)械式驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使之兼起駐車制動和應(yīng)急制動的作用，從而取消了中央制動器。重型載貨汽車由于采用氣壓制動，故多對后輪制動器另設(shè)獨(dú)立的由氣壓控制而以強(qiáng)力彈簧作為制動力源的應(yīng)急兼駐車制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動器。但也有一些重型汽車除了采用上述措施外，還保留了由氣壓驅(qū)動的中央制動器，以便提高制動系的可靠性。 1.2汽車制動系應(yīng)滿足如下要求： 1應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定 各項性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定和國家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對象所在國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求。 2具有足夠的制動效能，包括行車制動效能和駐車制動效能 行車制動效能是由在一定的制動初速度下及最大踏板力下的制動減速度和制動距離兩項指標(biāo)來評定的。 駐坡制動效能是以汽車在良好的路面上能可靠而無時間限制地停駐的最大坡度(%)來衡量的，一般應(yīng)大于25%。 3工作可靠 為此，汽車至少應(yīng)有行車制動和駐車制動兩套制動系統(tǒng)，且它們的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)應(yīng)是各自獨(dú)立的，而行車制動裝置的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路，當(dāng)其中一套失效時，另一套應(yīng)保證汽車制動效能不低于正常值的30%；駐車制動裝置應(yīng)采用工作可靠的機(jī)械式制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。 4制動效能的熱穩(wěn)定性好 汽車的高速制動、短時間的頻繁重復(fù)制動，尤其是下長坡時的連續(xù)制動，均會引起制動器的溫升過快，溫度過高。特別是下長坡時的頻繁制動，可使制動器摩擦副的溫度升高達(dá)到300℃~400℃，有時甚至溫度高達(dá)700℃。此時，制動摩擦副的摩擦系數(shù)會急劇減小，使制動效能迅速下降而發(fā)生所謂的熱衰退現(xiàn)象。制動器發(fā)生熱衰退后，經(jīng)過散熱、降溫和一定次數(shù)的和緩使用，使摩擦表面得到磨合，其制動效能可重新恢復(fù)，這稱為熱恢復(fù)。提高摩擦材料的高溫摩擦穩(wěn)定性，增大制動鼓、盤的熱容量，改善其散熱性或采用強(qiáng)制冷卻裝置，都是抗熱衰退的措施。 5制動效能的水穩(wěn)定性好 制動器摩擦表面浸水后，會因為水的潤滑作用而使摩擦副的摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定在水后反復(fù)制動5～15次，即應(yīng)恢復(fù)其制動效能。良好的摩擦材料的吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。另外也應(yīng)防止泥沙、污物等進(jìn)入制動器摩擦副工作表面，否則會使制動效能降低并加速磨損。某些越野汽車為了防止水和泥沙進(jìn)人而采用封閉制動器的措施。 6制動時的汽車操縱穩(wěn)定性好 即以任何速度制動，汽車均不應(yīng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。為此，汽車前、后輪制動器的制動力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤詈媚茈S各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一軸上左、右車輪制動器的制動力矩應(yīng)相同。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時，將失去操縱性；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，會失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動力矩差值超過15%時，會發(fā)生制動時汽車跑偏。 7制動踏板和手柄的位置和行程符合人機(jī)工程學(xué)要求 即操作方便性好，操縱輕便、舒適能減少疲勞。踏板行程：對貨車應(yīng)不大于170mm，其中考慮了摩擦襯片的容許磨損量。制動手柄行程應(yīng)不大于160mm～200mm。各國法規(guī)規(guī)定，貨車制動的最大踏板力一般為500N（轎車）---700N（貨車）。 8作用滯后的時間要盡可能短 包括從制動踏板開始動作至達(dá)到給定制動效能水平所需的時間(制動滯后時間)和從放開踏板至完全解除制動的時間(解除制動滯后時問)。 9制動時不應(yīng)產(chǎn)生震動和噪聲 10與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動干涉，在車輪跳動或汽車轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動。 11制動報警裝置制動系中應(yīng)有音響或光信號等警報裝置，以便能及時發(fā)現(xiàn)制動驅(qū)動機(jī)件的故障和功能失效；制動系中也應(yīng)有必要的安全裝置，例如一旦主、掛車之間的連接制動管路損壞，應(yīng)有防止壓縮空氣繼續(xù)漏失的裝置；在行駛過程中掛車一旦脫掛，亦應(yīng)有安全裝置驅(qū)使駐車制動將其停駐。 12能全天候使用氣溫高時液壓制動管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時，氣制動管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。 13制動系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長，制造成本低；對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保的要求，應(yīng)力求減小制動時飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維。 對汽車制動器的性能要求可詳見JB3935—85及JB4200-86標(biāo)準(zhǔn)。 第2章 制動系統(tǒng)方案論證分析與選擇 2.1制動器形式方案分析 汽車制動器幾乎均為機(jī)械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動力矩使汽車減速或停車。一般摩擦式制動器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。 2.2鼓式制動器 鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，當(dāng)盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用于各類汽車上。鼓式制動器又分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器兩種結(jié)構(gòu)形式。內(nèi)張型鼓式制動器的摩擦元件是一對帶有圓弧形摩擦蹄片的制動蹄，后者則安裝在制動底板上，而制動底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半袖套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動鼓。車輪制動器的制動鼓均固定在輪鼓上。制動時，利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。外束型鼓式制動器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓的外圓柱表面與制動帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動鼓，故又稱為帶式制動器。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作一些汽車的中央制動器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。所以內(nèi)張型鼓式制動器通常簡稱為鼓式制動器，通常所說的鼓式制動器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。鼓式制動器按蹄的類型分為： 1、領(lǐng)從蹄式制動器 如圖2-1(a)所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動鼓正向旋轉(zhuǎn))，則蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對調(diào)了。這種當(dāng)制動鼓正、反方向旋轉(zhuǎn)時總具有一個領(lǐng)蹄和一個從蹄的內(nèi)張型鼓式制動器稱為領(lǐng)從蹄式制動器。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢”作用，故又稱為增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢，即摩擦力矩具有“減勢”作用，故又稱為減勢蹄?！霸鰟荨弊饔檬诡I(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢”作用使從蹄所受的法向反力減小。 領(lǐng)從蹄式制動器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)與倒車時的制動性能不變，且結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，也便于附裝駐車制動機(jī)構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中、重型載貨汽車的前、后輪制動器及轎車的后輪制動器。 2、領(lǐng)蹄式制動器 若在汽車前進(jìn)時兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器，則稱為雙領(lǐng)蹄式制動器。顯然，當(dāng)汽車倒車時這種制動器的兩制動蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為單向雙領(lǐng)蹄式制動器。如圖2-1(b)所示，兩制動蹄各用一個單活塞制動輪缸推動，兩套制動蹄、制動輪缸等機(jī)件在制動底板上是以制動底板中心作對稱布置的，因此，兩蹄對制動鼓作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動器。 雙領(lǐng)蹄式制動器有高的正向制動效能，但倒車時則變?yōu)殡p從蹄式，使制動效能大降。這種結(jié)構(gòu)常用于中級轎車的前輪制動器，這是因為這類汽車前進(jìn)制動時，前軸的動軸荷及附著力大于后軸，而倒車時則相反。 3、雙向雙領(lǐng)蹄式制動器 如圖2-1(c)當(dāng)制動鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時，兩制動助均為領(lǐng)蹄的制動器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器。它也屬于平衡式制動器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在汽車前進(jìn)及倒車時的制動性能不變，因此廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后車輪，但用作后輪制動器時，則需另設(shè)中央制動器用于駐車制動。 4、單向增力式制動器 如圖2-1（d）單向增力式制動器如圖所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動蹄支承在其上端制動底板上的支承銷上。由于制動時兩蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式制動器。單向增力式制動器在汽車前進(jìn)制動時的制動效能很高，且高于前述的各種制動器，但在倒車制動時，其制動效能卻是最低的。因此，它僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動器。 5、雙向增力式制動器 如圖2-1（e）將單向增力式制動器的單活塞式制動輪缸換用雙活塞式制動輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則成為雙向增力式制動器。對雙向增力式制動器來說，不論汽車前進(jìn)制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。雙向增力式制動器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動與駐車制動共用的制動器，但行車制動是由液壓經(jīng)制動輪缸產(chǎn)生制動蹄的張開力進(jìn)行制動，而駐車制動則是用制動操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。雙向增力式制動器也廣泛用作汽車的中央制動器，因為駐車制動要求制動器正向、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應(yīng)急制動時也不會產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出。 但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動過程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動效率下降。因此，在轎車領(lǐng)域上己經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)型車中使用，主要用于制動負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動。本次設(shè)計最終采用的是領(lǐng)從蹄式制動器。 (a) (b) (c) (d) (e) 圖2-1 2.3盤式制動器 盤式制動器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。 （1）鉗盤式 鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動器、浮鉗盤式制動器等。 ①定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪相聯(lián)并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動器到盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。 ②浮動盤式制動器：這種制動器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性?。怀杀镜?；浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。 （2）全盤式 在全盤式制動器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒有浮鉗盤式制動器廣泛。 通過對盤式、鼓式制動器的分析比較可以得出盤式制動器與鼓式制動器比較有如下均一些突出優(yōu)點(diǎn): （1）制動穩(wěn)定性好.它的效能因素與摩擦系數(shù)關(guān)系的K-p曲線變化平衡，所以對摩擦系數(shù)的要求可以放寬，因而對制動時摩擦面間為溫度、水的影響敏感度就低。所以在汽車高速行駛時均能保證制動的穩(wěn)定性和可靠性。 （2）盤式制動器制動時，汽車減速度與制動管路壓力是線性關(guān)系，而鼓式制動器卻是非線性關(guān)系。 （3）輸出力矩平衡.而鼓式則平衡性差。 （4）制動盤的通風(fēng)冷卻較好，帶通風(fēng)孔的制動盤的散熱效果尤佳，故熱穩(wěn)定性好，制動時所需踏板力也較小。 （5）車速對踏板力的影響較小。 綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)最終確定本次設(shè)計采用前盤后鼓式。前盤選用浮動盤式制動器，后鼓采用領(lǐng)從蹄式制動器。 2.4制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇 根據(jù)制動力原的不同，制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)可分為簡單制動、動力制動以及伺服制動三大類型。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。 2.4.1簡單制動系 簡單制動系即人力制動系，是靠司機(jī)作用于制動塌板上或手柄上的力作為制動力原。而傳力方式有、又有機(jī)械式和液壓式兩種。 機(jī)械式的靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低，因此僅用于中、小型汽車的駐車制動裝置中。 液壓式的簡單制動系通常簡稱為液壓制動系，用于行車制動裝置。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時間短(0.1s—0.3s)，工作壓力大(可達(dá)10MPa—12MPa)，缸徑尺寸小，可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄的張開機(jī)構(gòu)或制動塊的壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，質(zhì)量小、造價低。但其有限的力傳動比限制了它在汽車上的使用范圍。另外，液壓管路在過度受熱時會形成氣泡而影響傳輸，即產(chǎn)生所謂“汽阻”，使制動效能降低甚至失效；而當(dāng)氣溫過低時(-25℃和更低時)，由于制動液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及當(dāng)有局部損壞時，使整個系統(tǒng)都不能繼續(xù)工作。液壓式簡單制動系曾廣泛用于轎車、輕型及以下的貨車和部分中型貨車上。但由于其操縱較沉重，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車提高操縱輕便性的要求，故當(dāng)前僅多用于微型汽車上，在轎車和輕型汽車亡已極少采用。 2.4.2動力制動系 動力制動系是以發(fā)動機(jī)動力形成的氣壓或液壓勢能作為汽車制動的全部力源進(jìn)行制動，而司機(jī)作用于制動踏板或手柄上的力僅用于對制動回路中控制元件的操縱。在簡單制動系中的踏板力與其行程間的反比例關(guān)系在動力制動系中便不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭? 動力制動系有氣壓制動系、氣頂液式制動系和全液壓動力制動系3種。 (1)氣壓制動系 氣壓制動系是動力制動系最常見的型式，由于可獲得較大的制動驅(qū)動力，且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單、連接和斷開均很方便，因此被廣泛用于總質(zhì)量為8t以上尤其是15t以上的載貨汽車、越野汽車和客車上。但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機(jī)、儲氣筒、制動閥等裝置，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、輪廓尺寸大、造價高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢，作用滯后時間較長(0.3s—0.9s)，因此，當(dāng)制動閥到制動氣室和儲氣筒的距離較遠(yuǎn)時，有必要加設(shè)氣動的第二級控制元件——繼動閥(即加速閥)以及快放閥；管路工作壓力較低(一般為0.5MPa—0.7MPa)，因而制動氣室的直徑大，只能置于制動器之外，再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，使非簧載質(zhì)量增大；另外，制動氣室排氣時也有較大噪聲。 (2)氣頂液式制動系 氣頂液式制動系是動力制動系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源的一種制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點(diǎn)。由于其氣壓系統(tǒng)的管路短，故作用滯后時間也較短。顯然，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價高，故主要用于重型汽車上，一部分總質(zhì)量為9t—11t的中型汽車上也有所采用。 (3）全液壓動力制動系 全液壓動力制動系除具有一般液壓制動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有操縱輕便、制動反應(yīng)快、制動能力強(qiáng)、受氣阻影響較小、易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動力轉(zhuǎn)向、液壓懸架、舉升機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備共用液壓泵和儲油罐等優(yōu)點(diǎn)。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用，目前僅用于某些高級轎車、大型客車以及極少數(shù)的重型礦用自卸汽車上。 2.4.3伺服制動系 伺服制動系是在人力液壓制動系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套出其他能源提供的助力裝置．使人力與動力可兼用，即兼用人力和發(fā)動機(jī)動力作為制功能源的制動系。在正常情況下，其輸出工作壓力主要出動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在動力伺服系統(tǒng)失效時，仍可全由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動力。因此，在中級以上的轎車及輕、中型客、貨汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。 按伺服系統(tǒng)能源的不同，又有真空伺服制動系、氣壓伺服制動系和液壓伺服制動系之分。其伺服能源分別為真空能(負(fù)氣壓能)、氣壓能和液壓能。 2.5液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 圖2-2液壓分路系統(tǒng)形式 為了提高制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，即應(yīng)是雙回路系統(tǒng)，也就是說應(yīng)將汽車的全部行車制動器的液壓或氣壓管路分成兩個或更多個相互獨(dú)立的回路，以便當(dāng)一個回路發(fā)生故障失效時，其他完好的回路仍能可靠地工作。 1.II型回路 前、后輪制動管路各成獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即一軸對一軸的分路型式，簡稱II型。其特點(diǎn)是管路布置最為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動氣室)鼓式制動器相配合，成本較低。這種分路布置方案在各類汽車上均有采用，但在貨車上用得最廣泛。這一分路方案總后輪制動管路失效，則一旦前輪制動抱死就會失去轉(zhuǎn)彎制動能力。對于前輪驅(qū)動的轎車，當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動時，制動效能將明顯降低并小于正常情況下的一半，另外，由于后橋負(fù)荷小于前軸，則過大的踏板力會使后輪抱死而導(dǎo)致汽車甩尾。 2. X型回路 后輪制功管路呈對角連接的兩個獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬于一個回路，稱交叉型，簡稱X型。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡單，一回路失效時仍能保持50％的制動效能，并且制動力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動時與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。此時前、后各有一側(cè)車輪有制動作用，使制動力不對稱，導(dǎo)致前輪將朝制動起作用車輪的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車失去方向穩(wěn)定性。因此，采用這種分路力案的汽車，其主銷偏移距應(yīng)取負(fù)值(至20 mm)，這樣，不平衡的制動力使車輪反向轉(zhuǎn)動，改善了汽車的方向穩(wěn)定性 3.其他類型回路 左、右前輪制動器的半數(shù)輪缸與全部后輪制動器輪缸構(gòu)成一個獨(dú)立的回路，而兩前輪制動器的另半數(shù)輪缸構(gòu)成另一回路，可看成是一軸半對半個軸的分路型式，簡稱KI型。 兩個獨(dú)立的問路分別為兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器所組成，即半個軸與一輪對另半個軸與另一輪的瑚式，簡稱LL型。 兩個獨(dú)立的回路均由每個前、后制動器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個軸對前、后半個軸的分路型式，簡稱HH型。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制功效能最好。HI、LL、HH型的織構(gòu)均較復(fù)雜。LL型與HH型在任一回路失效時，前、后制動力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動力可達(dá)到正常值的50％左占。HL型單用回路，即一軸半時剩余制動力較大，但此時與LL型一樣，在緊急制動時后輪極易先抱死。 綜合以上各個管路的優(yōu)缺點(diǎn)最終選擇X型管路。 第3章 制動系統(tǒng)設(shè)計計算 3.1 制動系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值 3.1.1相關(guān)主要技術(shù)參數(shù) 表3-1 大眾捷達(dá)轎車參數(shù)配置 基本參數(shù) 數(shù)值 空載汽車質(zhì)量 1550kg 滿載汽車質(zhì)量 2000kg 質(zhì)心位置 1.35m 空載質(zhì)心高度 0,95m 滿載質(zhì)心高度 0.85m 軸距 2.6 前輪距 1.8m 后輪距 1.8m 最高車速 160km/h 輪胎 195/60R14 85H 同步附著系數(shù) 0.6 3.2 同步附著系數(shù)的分析 (1)當(dāng)＜時：制動時總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力； (2)當(dāng)＞時：制動時總是后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性； (3)當(dāng)＝時：制動時汽車前、后輪同時抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。 分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(前、后車輪同時抱死)時，其制動減速度為，即，為制動強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動時，達(dá)到前輪或后輪即將抱死的制動強(qiáng)度＜這表明只有在＝的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 根據(jù)相關(guān)資料查出轎車0.6，故取=0.6 3.3制動器有關(guān)計算 3.3.1確定前后軸制動力矩分配系數(shù)β 根據(jù)公式： (3-1) 得： 3.3.2制動器制動力矩的確定 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩： (3-2) 式中：Φ——該車所能遇到的最大附著系數(shù)； q——制動強(qiáng)度； ——車輪有效半徑； ——后軸最大制動力矩； G——汽車滿載質(zhì)量； L——汽車軸距； 其中q===0.66 故后軸==1.57Nmm 后輪的制動力矩為=0.785Nmm 前軸= T==0.67/(1-0.67)1.57=3.2Nmm 前輪的制動力矩為3.2/2=1.6Nmm 3.4后輪制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取 1、制動鼓直徑D 輪胎規(guī)格為195/60R14 85H 輪輞為14in 表3-2 轎車與貨車制動鼓內(nèi)徑最大值 輪輞直徑/in 12 13 14 15 16 制動鼓內(nèi)徑/mm 轎車 180 200 240 260 ---- 貨車 220 240 260 300 320 查表得制動鼓內(nèi)徑D=240mm D=14 根據(jù)轎車D/在0.64～0.74之間選取 取D/=0.7 D=249mm， 2、制動蹄摩擦襯片的包角β和寬度b 制動蹄摩擦襯片的包角β在β=～范圍內(nèi)選取。 取β= 根據(jù)單個制動器總的襯片米廠面積取200～300 取A=300 b/D=0.18 b=0.18mm 3、摩擦襯片初始角的選取 根據(jù)=-（/2）= 4、 張開力P作用線至制動器中心的距離a 根據(jù)a=0.8R 得：a=0.8×124.5=99.6mm 制動蹄支撐銷中心的坐標(biāo)位置k與c 根據(jù)c=0.8R 得：c=0.8×124.5=99.6mm 5、摩擦片摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時，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)提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動器對摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求。在假設(shè)的理想條件下計算制動器的制動力矩，取f=0.3可使計算結(jié)果接近實(shí)際值。另外，在選擇摩擦材料時，應(yīng)盡量采用減少污染和對人體無害的材料。 所以選擇摩擦系數(shù)f=0.3 3.5 前輪盤式制動器主要參數(shù)確定 1、 制動盤直徑D 制動盤的直徑D希望盡量大些，這時制動盤的有效半徑得以增大，但制動盤受輪輞直徑的限制。通常為輪輞直徑的70%～79%。 2、 制動盤厚度選擇 制動盤厚度直接影響制動盤質(zhì)量和工作時的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動盤厚度應(yīng)取小些；為了降低制動時的溫升，制動盤厚度不宜過小。通常，實(shí)心制動盤厚度可取為10 mm～20 mm；只有通風(fēng)孔道的制動盤的兩丁作面之間的尺寸，即制動盤的厚度取為20 mm～50 mm，但多采用20 mm～30 mm。 3、摩擦襯塊內(nèi)半徑R1與外半徑R2 摩擦襯塊的外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作時摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會不均勻，接觸面積將減小，最終會導(dǎo)致制動力矩變化大。 4、摩擦襯塊工作面積A 推薦根據(jù)制動摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.6kg/～3.5 kg/內(nèi)選取。 3.6制動器制動因數(shù)計算 前輪盤式制動效能因數(shù) 根據(jù)公式BF=2f f——取0.5 得BF=2×0.5=1 后輪鼓式制動器效能因數(shù) 1、領(lǐng)蹄制動蹄因數(shù)： 圖3-1 根據(jù)公式 (3-3) h/b=2;c/b=0.8 得=0.79 2、從蹄制動蹄因數(shù)： 根據(jù)公式 (3-4) 得=0.48 3.7制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、制動盤 制動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。制動盤在工作時不僅承受著制動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，鉗盤式制動器的制動盤有的鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤這樣可大大地增加散熱面積，降低溫升約20％一30％，但盤的整體厚度較厚。而一般不帶通風(fēng)槽的轎車制動盤，其厚度約在l0mm—13mm之間。本次設(shè)計采用的材料為HT250。 制動鉗 制動鉗由可鍛鑄鐵KTH370一12或球墨鑄鐵QT400一18制造，也有用輕合金制造的，例如用鋁合金壓鑄。 3、制動塊 制動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粘接在一起。 4、摩擦材料 制動摩擦材料應(yīng)有穩(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)有好的耐磨性，低的吸水(油、制動液)率，低的壓縮率、低的熱傳導(dǎo)率(要求摩擦襯塊在300℃的加熱板上作用30min后，背板的溫度不越過190℃)和低的熱膨脹率，高的抗壓、抗打、抗剪切、抗彎購性能和耐沖擊性能；制動時應(yīng)不產(chǎn)生噪聲、不產(chǎn)生不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用減少污染和對人體無害的材料。 當(dāng)前，在制動器中廣泛采用模壓材料，它是以石棉纖維為主并添加樹脂粘站劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑(無機(jī)粉粒及橡膠、聚合樹脂等配成)以及噪聲消除劑(主要成分為石墨)等混合后，在高溫廠模壓成型的。模壓材料的撓性較差．故應(yīng)佐以襯片或襯塊規(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。本次設(shè)計采用的是模壓材料。 5、制動鼓 制動鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動時溫升不應(yīng)超過極限值。制動鼓材料應(yīng)與摩擦襯片相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。 制動鼓相對于輪轂的對中是圓柱表面的配合來定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動鼓內(nèi)工作表面，以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后還需進(jìn)行動平衡。其許用不平衡度對轎車為15N·cm～20 N·cm；對貨車為30 N·cm～40 N·cm。微型轎車要求其制動鼓工作表面的圓度和同軸度公差＜0.03mm，徑向跳動量≤0.0 5mm，靜不平衡度≤1.5N.cm。 制動鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其熱容量，但試驗表明，壁厚由11 mm增至20 mm時，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動鼓的壁厚：轎車為7mm～12mm；中、重型載貨汽車為13mm～18mm。制動鼓在閉口一側(cè)外緣可開小孔，用于檢查制動器間隙。本次設(shè)計采用的材料是HT20-40。 6、制動蹄 制動蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為3mm～5mm；貨車的約為5mm～8mm。摩擦襯片的厚度，轎車多為4.5mm～5mm；貨車多為8mm以上。襯片可鉚接或粘貼在制動蹄上，粘貼的允許其磨損厚度較大，使用壽命增長，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。本次制動蹄采用的材料為HT200。 7、制動底板 制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制功底板承受著制動器工作時的制動反力矩，因此它應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動底板均只有凹凸起伏的形狀。重型汽車則采用可聯(lián)鑄鐵KTH370—12的制動底板。剛度不足會使制動力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。本次設(shè)計采用45號鋼。 8、制動蹄的支承 二自由度制動篩的支承，結(jié)構(gòu)簡單，并能使制動蹄相對制動鼓自行定位。為了使具有支承銷的一個自由度的制動蹄的工作表面與制動鼓的工作表面 同軸心，應(yīng)使支承位置可調(diào)。例如采用偏心支承銷或偏心輪。支承銷由45號鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵(KTH370—12)或球墨鑄鐵(QT400—18)件。青銅偏心輪可保持制動蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。 具有長支承銷的支承能可靠地保持制動蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。有時在制動底板上附加一壓緊裝置，使制動蹄中部靠向制動底板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開槽供制動蹄腹板張開端插入，以保持制動蹄的正確位置。 9、制動輪缸 制功輪缸為液壓制動系采用的活塞式制動蹄張開機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，在車輪制動器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸簡為通孔，需鏜磨?；钊射X合金制造?；钊舛藟河袖撝频拈_槽頂塊，以支承插人槽中的制動蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動輪缸有兩個等直徑活塞；少數(shù)有四個等直徑活塞；雙領(lǐng)路式制動器的兩蹄則各用一個單活塞制動輪缸推動。本次設(shè)計采用的是HT250。 第4章液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 4.1后輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 根據(jù)公式 (4-1) 式中：p——考慮到制動力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，p=8Mp～12Mp. 取p=10Mp 查捷達(dá)轎車使用與維護(hù)手冊得 P=7065N =30mm 根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此輪缸直徑為30mm。 一個輪缸的工作容積 根據(jù)公式 (4-2) 式中：——一個輪缸活塞的直徑； n ——輪缸活塞的數(shù)目； δ——一個輪缸完全制動時的行程： 初步設(shè)計時δ可取2mm-2.5mm δ=2mm ——消除制動蹄與制動鼓間的間隙所需的輪缸活塞行程。 ——由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞。 ，——分別為鼓式制動器的變形與制動鼓的變形而引起的輪缸活塞行程。 得一個輪缸的工作容積=2826mm 4.2前輪盤式制動器液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)計算 1、前輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 根據(jù)公式 (4-3) 式中：p——考慮到制動力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，p=8Mp～12Mp.取p=10Mp 查捷達(dá)轎車使用與維護(hù)手冊得 P=19625N 得=50mm 根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此輪缸直徑為50mm。 一個輪缸的工作容積 根據(jù)公式 (4-4) 式中：——一個輪缸活塞的直徑； n ——輪缸活塞的數(shù)目； δ——一個輪缸完全制動時的行程： 取δ=2mm ——消除制動蹄與制動鼓間的間隙所需的輪缸活塞行程。 ——由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞。 ，——分別為鼓式制動器的變形與制動鼓的變形而引起的輪缸活塞行程。 得一個輪缸的工作容積=3925mm 全部輪缸的工作容積 根據(jù)公式 (4-5) 式中：m——輪缸的數(shù)目； V=2V+2V=22826+23925=13502mm 4.3制動主缸與工作容積設(shè)計計算 制動主缸應(yīng)有的工作容積 式中：V——全部輪缸的總的工作容積； ——制動軟管在掖壓下變形而引起的容積增量； V=13502mm 轎車的制動主缸的工作容積可取為=1.1V=1.1×13502=14852.2 mm 主缸直徑和活塞行程S 根據(jù)公式： (4-6) 一般S=(0.8-1.2)d 取S= d 得===26.65mm 根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此主缸直徑為28mm。 ==28mm 4.4制動踏板力與踏板行程 4.4.1制動踏板力 根據(jù)公式： (4-7) 式中：——制動主缸活塞直徑； P——制動管路的液壓； ——制動踏板機(jī)構(gòu)傳動比；取=4 ——制動踏板機(jī)構(gòu)及制動主缸的機(jī)械效率，可取=0.85～0.95。 取=0.9 根據(jù)上式得：=1710N500N-700N 所以需要加裝真空助力器。 式中： ：真空助力比，取4。 =1710/4=427.5N500N-700N 所以符合要求 4.4.2制動踏板工作行程 (4-8) 式中：——主缸推桿與活塞的間隙，一般取1.5～2mm；取=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)過的行程； 根據(jù)上式得：=128mm＜150mm 符合設(shè)計要求。 第五章制動性能分析 任何一套制動裝置都是由制動器和制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)兩部分組成。 汽車的制動性是指汽車在行駛中能利用外力強(qiáng)制地降低車速至停車或下長坡時能維持一定車速的能力。 5.1 制動性能評價指標(biāo) 汽車制動性能主要由以下三個方面來評價： 1）制動效能，即制動距離和制動減速度； 2）制動效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能； 3）制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。 5.2 制動效能 制動效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。制動效能是制動性能中最基本的評價指標(biāo)。制動距離越小，制動減速度越大，汽車的制動效能就越好。 5.3 制動效能的恒定性 制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度。因為制動過程實(shí)際上是把汽車行駛的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時的制動效能，已成為設(shè)計制動器時要考慮的一個重要問題。 5.4 制動時汽車的方向穩(wěn)定性 制動時汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動時汽車給定路徑行駛的能力來評價。若制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車將偏離原來的路徑。 制動過程中汽車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的包括制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，汽車將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力來評價汽車制動時的方向穩(wěn)定性，對制動距離和制動減速度兩指標(biāo)測試時都要求了其試驗通道的寬度。 方向穩(wěn)定性是從制動跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗。 制動跑偏的原因有兩個 1）汽車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動器制動力不相等。 2）制動時懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉） 前者是由于制動調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。 側(cè)滑是指汽車制動時某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動的現(xiàn)象。最危險的情況是在高速制動時后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死。 5.5制動器制動力分配曲線分析 對于一般汽車而言，根據(jù)其前、后軸制動器制動力的分配、載荷情況及路面附著系數(shù)和坡度等因素，當(dāng)制動器制動力足夠時，制動過程可能出現(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、后輪同時抱死拖滑。 所以，前、后制動器制動力分配將影響汽車制動時的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計汽車制動系必須妥善處理的問題。 5.6制動減速度 制動系的作用效果，可以用最大制動減速度及最小制動距離來評價。 假設(shè)汽車是在水平的，堅硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制動力是由制動器產(chǎn)生。此時= 式中 ：汽車前、后輪制動力矩的總合。 = M+ M=785+1600=2385Nm r--滾動半徑 r=370mm Ga—汽車總重 Ga=2000kg 代入數(shù)據(jù)得=(785+1600)/0.377×2000=6.16m/s 轎車制動減速度應(yīng)在5.8—7m/s,所以符合要求。 5.7 制動距離S 在勻減速度制動時，制動距離S為 S=1/3.6（t+ t/2）Va+ Va/254 式中，t:消除蹄與制動鼓間隙時間，取0.1s t：制動力增長過程所需時間取0.2s 故S=1/3.6（0.1+ 0.2/2）30+ 30/254×0.7=7.2m 轎車的最大制動距離為：S=0.1V+V/150 V取30km/小時。 S=0.1+30/150=9m S S 所以符合要求 5.8摩擦襯片（襯塊）的磨損特性計算 摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計算磨損性能是困難的。但試驗表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。 汽車的制動過程，是將其機(jī)械能（動能、勢能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強(qiáng)度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動力的任務(wù)。此時由于在短時間內(nèi)制動摩擦產(chǎn)生的熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器溫度升高。此即所謂制動器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴(yán)重。 （1）比能量耗散率 雙軸汽車的單個盤式制動器和單個鼓式制動器的比能量耗散率分別為 (5-1) (5-2) 式中：：汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動時，； ：汽車總質(zhì)量； ，：汽車制動初速度與終速度，/；計算時轎車取27.8/； ：制動時間，；按下式計算 t==27.8/6=4.6 ：制動減速度，， 0.6×106； ，：制動器襯片的摩擦面積； =7600mm,質(zhì)量在1.5—2.5/t的轎車摩擦襯片面積在200-300cm, 故取=30000mm ：制動力分配系數(shù)。 則 ==5.7 轎車盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于6，故符合要求。 ==0.4 轎車鼓式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于1.8，故符合要求。 （2）比滑磨功 磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動過程中由最高制動初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功來衡量： 式中：：汽車總質(zhì)量 ：車輪制動器各制動襯片的總摩擦面積， ==752cm； : []：許用比滑磨功，轎車取1000J/～1500J/。 L ==1268J/≤1000J/～1500J/ 故符合要求。 5.9駐車制動計算 1)汽車可能停駐的極限上坡路傾斜角 = =25 式中：：車輪與輪面摩擦系數(shù)，取0.7； ：汽車質(zhì)心至前軸間距離； ：軸距; ：汽車質(zhì)心高度。 最大停駐坡高度應(yīng)不小于16%～20%，故符合要求。 2）汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角 = =16 最大停駐坡高度應(yīng)不小于16%～20%，故符合要求。 結(jié) 論 汽車制動系統(tǒng)是汽車重要的組成部分，它直接影響到汽車的安全性。在本次設(shè)計中我主要做了以下工作，根據(jù)設(shè)計的要求，對汽車的制動力分配系數(shù)、制動強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率、制動器最大制動力矩制動力矩進(jìn)行了計算分析。根據(jù)現(xiàn)有資料對制動器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計并進(jìn)行了相關(guān)的校核。 對液壓管路的布置進(jìn)行了設(shè)計，采用了符合國家標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計要求。對制動液壓元件，制動輪缸和制動主缸的主要結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行了設(shè)計計算，并進(jìn)行了相關(guān)的校核。 本設(shè)計對制動系統(tǒng)的組成以及各部件的組成進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計說明，對工程設(shè)計的方法進(jìn)行了摸索與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計任務(wù)的要求。 致 謝 當(dāng)畢業(yè)論文寫作結(jié)束時，我的四年本科生活也即將畫上句號。回首在論文的寫作過程中，得到了許多人的幫助，給予我在知識和精神上的鼓勵。讓我這篇論文能夠從醞釀然后付諸實(shí)踐調(diào)查最后形成文章，借此機(jī)會，向他們表示我由衷的感激之情！ 畢業(yè)論文能夠順利進(jìn)行，首先要感謝的便是我的指導(dǎo)教師——王猛老師，感謝您對我的教誨、幫助和鼓勵。指導(dǎo)老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、博學(xué)多識，在論文修改方面給我的細(xì)心幫助和指導(dǎo)，正是在王猛老師的悉心指導(dǎo)和耐心修改下，我的論文才得以完稿。 其次，要感謝的是幫助過我的同學(xué)們，沒有你們的關(guān)心，我的論文不可