汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計說明

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1、 課題名稱：汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 第一章：制動器結(jié)構(gòu)型式即選擇 、汽車已知參數(shù)： 汽車軸距（mm）:3800 車輪滾動半徑（mm） :407.5 汽車空載時的總質(zhì)量（kg）:3330 汽車滿載時的總質(zhì)量（kg） 6330 空載時，前軸負(fù)荷 G=mg=12348.24N 后軸負(fù)荷為 38624.52N 滿載時，前軸負(fù)荷 G=mg=9963.53N 后軸負(fù)荷為 43157.62N 空載時質(zhì)心高度為 750mm 滿載時為930mm 質(zhì)心距離前軸距離空載時為 2.36m滿載時為2.62m汽車設(shè)計課程設(shè)計 質(zhì)心距離后軸距離滿載時為 1.44m 滿載時為1.18m 二、鼓式制動器工作原理 鼓式制動

2、器的工作原理與盤式制動器的工作原理基本相同： 制動蹄壓住旋轉(zhuǎn)表面。 這 個表面被稱作鼓。 許多車的后車輪上裝有鼓式制動器，而前車輪上裝有盤式制動器。 鼓式制動器具有的 元件比盤式制動器的多，而且維修難度更大，但是鼓式制動器的制造成本低， 并且易于與緊 急制動系統(tǒng)結(jié)合。 我們將了解鼓式制動器的工作原理、檢查緊急制動器的安裝情況并找出鼓式制動器所需 的維修類別。 我們將鼓式制動器進行分解，并分別說明各個元件的作用。 鼓式制動器 圖1鼓式制動器的各個元件 與盤式制動器一樣，鼓式制動器也帶有兩個制動蹄和一個活塞。 有一個調(diào)節(jié)器機構(gòu)、一個緊急制動機構(gòu)和大量彈簧。 圖2僅顯示了提供制動力的元件。 圖 2.

3、 運行中的鼓式制動器 當(dāng)您踩下制動踏板時，活塞會推動制動蹄靠緊鼓。 這一點很容易理解，但是為什么需 要這些彈簧呢？ 這就是鼓式制動器比較復(fù)雜的地方。 許多鼓式制動器都是自作用的。 圖 5中顯示， 當(dāng) 制動蹄與鼓發(fā)生接觸時， 會出現(xiàn)某種楔入動作， 其效果是借助更大的制動力將制動蹄壓入鼓 中。 楔入動作提供的額外制動力， 可讓鼓式制動器使用比盤式制動器所用的更小的活塞。 但 是，由于存在楔入動作，在松開制動器時，必須使制動蹄脫離鼓。 這就是需要一些彈簧的 原因。 其他彈簧有助于將制動蹄但是鼓式制動器還帶 制動缸制動缸 .蠱盒制蠱盒制動動 機枸機枸 固定到位，并在調(diào)節(jié)臂驅(qū)動之后使它返回。 為了讓鼓式

4、制動器正常工作， 制動蹄必須與鼓靠近， 但又不能接觸鼓。 如果制動蹄與鼓 相隔太遠（例如，由于制動蹄已磨損） ，那么活塞需要更多的制動液才能完成這段距離的行 程，并且當(dāng)您使用制動器時，制動踏板會下沉得更靠近地板。 這就是大多數(shù)鼓式制動器都 帶有一個自動調(diào)節(jié)器的原因。 當(dāng)襯塊磨損時， 制動蹄和鼓之間將產(chǎn)生更多的空間。 汽車在倒車過程中停止時， 會推動 制動蹄，使它與鼓靠緊。 當(dāng)間隙變得足夠大時，調(diào)節(jié)桿會搖動足夠的幅度，使調(diào)節(jié)器齒輪 前進一個齒。 調(diào)節(jié)器上帶有像螺栓一樣的螺紋，因此它可以在轉(zhuǎn)動時松開一點，并延伸以 填充間隙。 每當(dāng)制動蹄磨損一點時，調(diào)節(jié)器就會再前進一點，因 此它總是使制動蹄與鼓保持

5、靠近。 一些汽車的調(diào)節(jié)器在使用緊急制動器時會啟動。 如果緊急制動器有很長一段時間沒有 使用了，則調(diào)節(jié)器可能無法再進行調(diào)整。 因此，如果您的汽車裝有這類調(diào)節(jié)器，一周應(yīng)至 少使用緊急制動器一次。 汽車上的緊急制動器必須使用主制動系統(tǒng)之外的動力源來啟動。 鼓式制動器的設(shè)計允 許簡單的線纜啟動機構(gòu)。 鼓式制動器最常見的維修是更換制動蹄。 一些鼓式制動器的背面提供了一個檢查孔， 可以通過這個孔查看制動蹄上還剩下多少材料。 當(dāng)摩擦材料已磨損到鉚釘只剩下 0.8 毫米 長時，應(yīng)更換制動蹄。 如果摩擦材料是與后底板粘合在一起的（不是用鉚釘） ，則當(dāng)剩余的 摩擦材料僅為 1.6 毫米厚時，應(yīng)更換制動蹄。 圖3.

6、制動蹄 與盤式制動器中的情況相同，制動鼓中有時會磨損出很深的劃痕。 如果磨損完的制動 蹄使用時間太長，將摩擦材料固定在后部的鉚釘會把鼓磨出凹槽。 出現(xiàn)嚴(yán)重劃痕的鼓有時可 以通過重新打磨來修復(fù)。 盤式制動器具有最小允許厚度， 而鼓式制動器具有最大允許直徑。 由于接觸面位于鼓，因此當(dāng)您從鼓式制動器中去除材料時，直徑會變大。 ：=；!. F U 圖4.制動鼓 第二章：制動系的主要參數(shù)及其選擇 、制動力及制動力分配系數(shù)分析軸車輪的法向反力乙 z 為: clu q = 式中 q（ &力）一制動強度，亦稱比減速度或比制動力: 忌，一前后軸車輪的地面制動力.兔 由以上兩式可求得詢、后軸乍輪附若力為

7、耳 （“）十仇）卩=；山十印 1）爐 心=（G： _耳 w =辛（厶-qh）p 上式人 M：汽車在附耆系數(shù)卩 為任意確定伯 mffik 制動時.各軸附看力即極限制 動力并非為常數(shù)， 而是制動強戊1或總制動力的b孤肖汽車各車輪制動器的制動力足夠 時.根據(jù)汽/|麗、后軸的軸荷分配，詢、后乍輪制動器制動力的分配、道路附希系數(shù)和 坡度情況等,制動過程可能岀現(xiàn)的情況有三種,即 Fp （1） 前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； （2） 后輪先抱死地滑.然后前輪再抱死拖滑； （3） 前、后輪同時抱死抱滑。 在以上三種悄況中,顯然是垠后 種惰況的附著條件利用得帛好。I 汽車軸序: 片 汽不卮心離前軸跖離:

8、汽乍質(zhì)心離后軸跖離: -汽車質(zhì)心高度；叫 g 巫力加速度： dt -汽車制動減速度。 汽車池的地而制動力九 (7) (8) du 、汽車前后車輪同時抱死時的制動力和分配系數(shù) 1、制動力（滿載） 假設(shè)汽車的同步附著系數(shù)為 0 =08 在前后車輪均被抱死時，q= 0=0.8,這時前后軸車輪的制動器制動力 卩們、Ff2即是理 想最大制動力，此時 FB、Ff和F相等，所以有：（FB為汽車總的地面制動力， Ff為汽車 總的制動器制動力， F車輪與路面總的附著力） L1=2.62M L2=1.18M Hg=0.93M FB2 Ff 2 F 0hg ) 0 =24786.628N 2、制動力分配系數(shù)與同步附

9、著系數(shù) 假設(shè)汽車的同步附著系數(shù)為 0 =0.8. 3、制動強度和附著系數(shù)利用率 FB1 Ff1 F GL(L2 ohg) Bi 0=24891.2N L=3.8M 則制動力分配系數(shù) 心=0.5 L 取該車所能遇到的最大附著系數(shù)為 max=1，從保證汽車制動時的穩(wěn)定性出發(fā)來確定各 軸的最大制動力矩。 =1時，后軸先抱死，當(dāng)后軸剛要抱死時，可推出得: FB L1 GL1 =66.8039KN (0 )hg =0.9342 0)hg L1 ( 1.87 0)hg =1.87 (1 0.8)*0.886 =0.9342 4、最大制動力矩 對于選取較大 值的汽車，這類車輛經(jīng)常行駛在良好道路上，車速較高，

10、后輪制動抱 死失去穩(wěn)定而出現(xiàn)甩尾的危險性較前一類汽車大得多。 因此應(yīng)從保證汽車制動時的穩(wěn)定性出 發(fā)，來確定各軸的最大制動力矩。 =10100.5NM 5、制動器因數(shù) 領(lǐng)蹄的制動蹄因數(shù) 從蹄的制動蹄因數(shù)為 6、鼓式制動器主要結(jié)構(gòu)參數(shù) CD、車輪的滾動半徑為 r=407.5mm,通過國標(biāo)，載重汽車標(biāo)準(zhǔn) ，輪輞直徑為 d=16i n=406.4mm 制動鼓直徑D,通過查表得D/Dr=0.787 D=d*78.7%=406.4*0.787=320mm 取 D=300mm 制動間隙取0.3mm. 2 D、制動蹄摩擦片包角 B寬度b和單個制動器摩擦襯片總面積， 取 滬90 A=400 Cm （前 2 軸制

11、動器）A=400 cm （后軸制動器） A b= =16.98cm （前輪制動器摩擦片寬度） 、摩擦襯塊起始角 3 B。= 3/2=45 D、制動器中心開到開力 F。作用線的距離e e=0.8R=0.8*15=12cm 、制動器距支撐點位置坐標(biāo) a與cTf 2max G L(LI qhg) re 2800*9.81 28 *(1.87 0.9134*0.886)*1*0.35 f 1max Tf 2max 1 0.585 1 0.585 *5403.08 =10143.2NM BF1 Nf P 2.6 BF1 Nf P 2.6 b= =16.98cm （后輪制動器摩擦片寬度） a=0.8R=0

12、.8*15=12cm 兩支承銷之間距離 k=1.5cm 第三章：鼓式制動器設(shè)計計算 、制動蹄片上的制動力矩 . . Tf TTf 1 Trf 2 P1B1 P2B2 . :對于液壓驅(qū)動的制動器，由于 P1 P2 ,故所需要的開力為 P Tf / B1 B2 . . 由上圖可得參數(shù)數(shù)據(jù)： R=159.65mm , c =131.4686 =31.81 , =121.81, f=0.35 Tf 7955.64NM 將參數(shù)帶入01計算得： 1 0.115 , 2 0.5 1 0.22025, 2 0.22025 Tf Tf 1 max/ 2 5071NM 單個蹄片上的制動力矩 TTf 1 P1 fh

13、 1 c cos 1 f sin TTf 1 P2fh 2 c cos 2 f sin arcta n NX NY arcta n cos2 1 f 1 P1B1 . 2 f 2 P2B2 . . cos2 / 2 sin 2 sin 2 1 4R cos cos cos2 2 cos2 2 sin 2 2 sin 2 0=13.19 , 3=90 , 前軸單個制動器應(yīng)能產(chǎn)生的最大制動力矩 B1 0.0009268, B2 0.002693 帶入.O式得P=2197.8KN 同理可得后輪單個制動器 另外，在計算蹄式制動器時，必須檢查蹄有無自鎖的可能。由式子O 1得出自鎖條件，當(dāng)該式 得分母等于

14、零時，蹄自鎖，即蹄式制動器的自鎖條件為 c cos i f sin i f i 0 代入數(shù)據(jù)得 0.35 0.637 ，所以成立！ 因為親后輪取的輪胎一樣，只有摩擦襯片不一樣，而且前輪的制動力矩比較大，所以只需驗 證前輪即可，后輪也應(yīng)該滿足條件。 二、摩擦襯片的磨損特性計算 1、比能量耗散率e （取極限工況） 雙軸汽車單個前輪制動器和單個后輪制動器的比能量消耗率分別是 為汽車回旋質(zhì)量換算系數(shù)取 1這里， V1 =i8m/s， V1 V2 V2 0，t ； ，j為制動減速度這里取0.6g； A1, A2 分別為前、后制動 器襯片的摩擦面積，B 為制動力分配系數(shù)這里為 0.501. 2 因為對于鼓

15、式制動器的比能量耗散率小于等于 1.8W / mm 故滿足要求! 2、單個車輪的磨損特性指標(biāo)可用襯片比摩擦力 Fw表示 當(dāng)汽車產(chǎn)生最大制動力時，前輪單個制動器的制動力矩 如果式子 c cos 1 i c sin 一成立，則不會自鎖 i 1* ma 2 2 V1 V2 ei 2 2tA1 2 2 1 m V1 V2 e* 1 2 2tA2 其中ma為汽車總質(zhì)量6330kg, Tf=5018 , R=150mm , A1 400 cm2 Ffo=Tf/RA=0.4210.48N/mm2 所以符合要求！ 3. 比滑磨功Lf 由動初速度至停車所完成的單位襯片面積的比滑磨功 Lf 衡量，最大車速為 10

16、0 公里每小時 車輪制動器個制動襯片的總摩擦面積為 1600cm2 得 Lf85)巨鑿座農(nóng)戾 仝壹詣糾低箱 44k 忡杞 式中：p=8MPa12MPa，將 P=1051.9KN，取 p 為 10MPa，帶入得 dw=40.7，根據(jù)輪崗 直徑GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列， 這里選38mm。詳細(xì)DWG圖紙請加：三二1 如下關(guān)系式: 型式 制動力源 工作介質(zhì) 力傳遞方式 工作介質(zhì) 液壓動力 發(fā)動機 2、全液壓動力制動系 制動液 液壓式 制動液 3、 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 二 a 、-A tij i 爸爸五四0六 3231S8540 舅 19 啟二 7 目 L 汨(公巨蟹座屬虜 丄 層J

17、 L石甘伐 冏也回 S (B O 0磔gl響密夠 邯于抉 1 七聲 CSJ 空同 全套資料低價拾元起 對前輪，初選管路壓力 10MPa 則 dw 38mm， 所以可取 前輪輪缸 直徑38，管路壓力在小于10MPa n 一個輪缸的工作容積 Vm ： dw 4 i 前輪輪缸活塞的行程 1 =2.0mm 2 3 14 2 3 汙21 丁*38%。2267-08mm3 后輪輪缸活塞的行程 2 =2.0mm 后輪的工作容積等于前輪 輪缸總的工作容積為 4536.46立方毫米 4、制動主缸的設(shè)計； 、直徑的選擇 選取d0 38mm 、制動主缸應(yīng)有的工作容積 V O=1.3V=5897.4 、主缸活塞行程的確定 Sm=20.8，符合要求。 一個輪缸的工作容積 Vm n dw2 i 前輪的工作容積 Vi 5、制動踏板力Fp與踏板行程 按公式計算得 Fp=416.954N 制動踏板工作行程 Xp=Ip ( Sm+&m1+&m2 )=8* ( 20.8+2.0+2.0 )=198.4mm