第八章 制動系設(shè)計

第八章第八章 制動系設(shè)計制動系設(shè)計第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 制動系設(shè)計制動系設(shè)計功用功用 使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車，在下坡行駛時使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)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。定車速，使汽車可靠地停在原地或坡道上。制動系設(shè)計制動系設(shè)計 組成組成 行車制動裝置和駐車制動裝置。行車制動裝置和駐車制動裝置。還設(shè)有應(yīng)急制動和輔助制動裝置。還設(shè)有應(yīng)急制動和輔助制動裝置。應(yīng)急制動裝置應(yīng)急制動裝置利用機械力源利用機械力源(如強力壓縮彈簧如強力壓縮彈簧)進(jìn)行制進(jìn)行制動。在某些采用動力制動或伺服制動的汽車上，一旦發(fā)動。在某些采用動力制動或伺服制動的汽車上，一旦發(fā)生蓄壓裝置壓力過低等故障時，可用應(yīng)急制動裝置實現(xiàn)生蓄壓裝置壓力過低等故障時，可用應(yīng)急制動裝置實現(xiàn)汽車制動。同時，在人力控制下它還能兼作駐車制動用。汽車制動。同時，在人力控制下它還能兼作駐車制動用。輔助制動裝置輔助制動裝置可實現(xiàn)汽車下長坡時持續(xù)地減速或保持可實現(xiàn)汽車下長坡時持續(xù)地減速或保持穩(wěn)定的車速，并減輕或者解除行車制動裝置的負(fù)荷。穩(wěn)定的車速，并減輕或者解除行車制動裝置的負(fù)荷。設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求：設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求：1 1)足夠的制動能力。足夠的制動能力。行車制動能力，用一定制動初速度下行車制動能力，用一定制動初速度下的制動減速度和制動距離兩項指標(biāo)評定，詳見的制動減速度和制動距離兩項指標(biāo)評定，詳見JB3939JB39398585；駐坡能力是指汽車在良好路面上能可靠地停駐的最；駐坡能力是指汽車在良好路面上能可靠地停駐的最大坡度，詳見大坡度，詳見JB4019JB40198585。2)2)工作可靠。工作可靠。行車制動至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器的管行車制動至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器的管路。當(dāng)其中的一套管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保路。當(dāng)其中的一套管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動能力不低于沒有失效時規(guī)定值的證汽車制動能力不低于沒有失效時規(guī)定值的3030。行車。行車和駐車制動裝置可以有共同的制動器，而驅(qū)動機構(gòu)各自和駐車制動裝置可以有共同的制動器，而驅(qū)動機構(gòu)各自獨立。行車制動裝置都用腳操縱，其它制動裝置多為手獨立。行車制動裝置都用腳操縱，其它制動裝置多為手操縱。操縱。3)3)用任何速度制動，汽車都不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定用任何速度制動，汽車都不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。性。有關(guān)方向穩(wěn)定性的評價標(biāo)準(zhǔn)，詳見有關(guān)方向穩(wěn)定性的評價標(biāo)準(zhǔn)，詳見JB3939JB39398585。設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求：設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求：4)4)防止水和污泥進(jìn)入制動器工作表面。防止水和污泥進(jìn)入制動器工作表面。5)5)要求制動能力的熱穩(wěn)定性良好要求制動能力的熱穩(wěn)定性良好。具體要求。具體要求詳見詳見JB3935JB39358585和和JB4200-86JB4200-86。6)6)操縱輕便，并具有良好的隨動性。操縱輕便，并具有良好的隨動性。7)7)制動時制動系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時制動時制動系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。物質(zhì)，以減少公害。設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求：設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求：8)作用滯后性應(yīng)盡可能短。作用滯后性應(yīng)盡可能短。作用滯后性是指制動反應(yīng)作用滯后性是指制動反應(yīng)時間，以制動踏板開始動作至達(dá)到給定的制動效能時間，以制動踏板開始動作至達(dá)到給定的制動效能所需的時間來評價。氣制動車輛反應(yīng)時間較長，要所需的時間來評價。氣制動車輛反應(yīng)時間較長，要求不得超過求不得超過0.6s，對于汽車列車不得超過，對于汽車列車不得超過0.8s。9)摩擦襯片摩擦襯片(塊塊)應(yīng)有足夠的使用壽命。應(yīng)有足夠的使用壽命。10)摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動調(diào)整間最好設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu)。隙機構(gòu)。11)當(dāng)制動驅(qū)動裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本當(dāng)制動驅(qū)動裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本功能遭到破壞時，功能遭到破壞時，汽車制動系應(yīng)裝有音響或光信號汽車制動系應(yīng)裝有音響或光信號等報警裝置。等報警裝置。第八章第八章 制動系設(shè)計制動系設(shè)計第二節(jié)第二節(jié) 制動器的結(jié)構(gòu)方案分析制動器的結(jié)構(gòu)方案分析制動器的結(jié)構(gòu)方案分析制動器的結(jié)構(gòu)方案分析 制動器有制動器有 摩擦式摩擦式：廣泛使用：廣泛使用 液力式液力式：只用作緩速器。：只用作緩速器。電磁式電磁式：雖有作用滯后小、易于：雖有作用滯后小、易于 連接且接頭可靠等優(yōu)點，但因成本高而只在一部連接且接頭可靠等優(yōu)點，但因成本高而只在一部分重型汽車上用來做車輪制動器或緩速器。分重型汽車上用來做車輪制動器或緩速器。摩擦式制動器：摩擦式制動器：鼓式鼓式 盤式盤式 帶式帶式 帶式只用作中央制動器。帶式只用作中央制動器。一一.鼓式制動器鼓式制動器一一.鼓式制動器鼓式制動器z 不同形式鼓式制動器的主要不同形式鼓式制動器的主要區(qū)別區(qū)別有：有：蹄片固定支點的數(shù)量和位置不同蹄片固定支點的數(shù)量和位置不同;張開裝置的形式與數(shù)量不同張開裝置的形式與數(shù)量不同;制動時兩塊蹄片之間有無相互作用。因蹄制動時兩塊蹄片之間有無相互作用。因蹄片的固定支點和張開力位置不同，使不同形片的固定支點和張開力位置不同，使不同形式鼓式制動器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使式鼓式制動器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動效能不同。制動效能不同?；靖拍罨靖拍睿? 1）制動器效能：）制動器效能：制動器在單位輸入壓力或力的作用制動器在單位輸入壓力或力的作用 下所輸出的力或力矩，稱為制動器效能。下所輸出的力或力矩，稱為制動器效能。（2 2）制動器效能因數(shù)：）制動器效能因數(shù)：在制動鼓或制動盤的作用半徑在制動鼓或制動盤的作用半徑 上所得到的摩擦力上所得到的摩擦力(Mp/R)(Mp/R)與輸入力與輸入力FoFo之比，即之比，即 K=M K=M/FoR/FoR（3 3）制動器效能的穩(wěn)定性：）制動器效能的穩(wěn)定性：是指其效能因數(shù)是指其效能因數(shù)K K對摩擦對摩擦 因數(shù)因數(shù) f f 的敏感性的敏感性(dK(dKdf)df)。使用中使用中 f f 隨溫度和水濕程度變化。要求制動器的隨溫度和水濕程度變化。要求制動器的 效能穩(wěn)定性好，即使其效能對效能穩(wěn)定性好，即使其效能對 f f 的變化敏感性較低。的變化敏感性較低。不同形式鼓式制動器不同形式鼓式制動器1.1.領(lǐng)從蹄式領(lǐng)從蹄式2.2.雙領(lǐng)蹄式雙領(lǐng)蹄式3.3.雙向雙領(lǐng)蹄式雙向雙領(lǐng)蹄式4.4.雙從蹄式雙從蹄式5.5.單向增力式單向增力式6.6.雙向增力式雙向增力式 張開裝置張開裝置二、盤式制動器二、盤式制動器二、盤式制動器二、盤式制動器 按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動器分為按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動器分為鉗鉗盤式和全盤式盤式和全盤式兩類。兩類。鉗盤式制動器鉗盤式制動器(圖圖8 84)4)的固定摩擦元件是制動塊，裝的固定摩擦元件是制動塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動襯在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動襯塊與制動盤接觸面很小，在盤上所占的中心角一般僅塊與制動盤接觸面很小，在盤上所占的中心角一般僅30305050，故這種盤式制動器又稱為，故這種盤式制動器又稱為點盤式制動器點盤式制動器。全盤式制動器中摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤全盤式制動器中摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤形，制動時各盤摩擦表面全部接觸，作用原理如同離合器，形，制動時各盤摩擦表面全部接觸，作用原理如同離合器，故又稱故又稱離合器式制動器離合器式制動器。全盤式中用得較多的是多片全盤。全盤式中用得較多的是多片全盤式制動器。多片全盤式制動器既可用作車輪制動器，也可式制動器。多片全盤式制動器既可用作車輪制動器，也可用作緩行器。用作緩行器。盤式制動器盤式制動器1 1固定鉗式固定鉗式 如圖如圖8 84a4a所示，制動鉗固定不動，制所示，制動鉗固定不動，制動盤兩側(cè)均有液壓缸。制動時僅兩側(cè)液壓動盤兩側(cè)均有液壓缸。制動時僅兩側(cè)液壓缸中的制動塊向盤面移動。這種形式也稱缸中的制動塊向盤面移動。這種形式也稱為對置活塞式或浮動活塞式。為對置活塞式或浮動活塞式。盤式制動器盤式制動器2 2浮動鉗式浮動鉗式 （1 1）滑動鉗式滑動鉗式 如圖如圖8 84b4b所示，制動鉗所示，制動鉗可以相對于制動盤做軸向滑動，其中只在制可以相對于制動盤做軸向滑動，其中只在制動盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動塊固裝動盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動塊固裝在鉗體上。制動時活塞在液壓作用下使活動在鉗體上。制動時活塞在液壓作用下使活動制動塊壓靠到制動盤，而反作用力則推動制制動塊壓靠到制動盤，而反作用力則推動制動鉗體連同固定制動塊壓向制動盤的另一側(cè)，動鉗體連同固定制動塊壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩制動塊受力均等為止。直到兩制動塊受力均等為止。盤式制動器盤式制動器2 2浮動鉗式浮動鉗式 (2)(2)擺動鉗式擺動鉗式 如圖如圖8 84c4c所示，它也是單所示，它也是單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)，制動鉗體與固定于車軸上的支側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)，制動鉗體與固定于車軸上的支座鉸接。為實現(xiàn)制動，鉗體不是滑動而是在與座鉸接。為實現(xiàn)制動，鉗體不是滑動而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。顯然，制動塊不可制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。顯然，制動塊不可能全面均勻地磨損。為此，有必要將襯塊預(yù)先能全面均勻地磨損。為此，有必要將襯塊預(yù)先做成楔形做成楔形(摩擦面對背面的傾斜角為摩擦面對背面的傾斜角為6 6左右左右)。在使用過程中，襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度在使用過程中，襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻均勻(一般為一般為1mm1mm左右左右)后即應(yīng)更換。后即應(yīng)更換。固定鉗式固定鉗式固定鉗式的優(yōu)點有：固定鉗式的優(yōu)點有：v 除活塞和制動塊以外無其它滑除活塞和制動塊以外無其它滑動件，易于保證鉗的剛度；動件，易于保證鉗的剛度；v 結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動輪缸相差不多；輪缸相差不多；v 容易實現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；容易實現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；v 很能適應(yīng)不同回路驅(qū)動系統(tǒng)的很能適應(yīng)不同回路驅(qū)動系統(tǒng)的要求要求(可采用三液壓缸或四液可采用三液壓缸或四液壓缸結(jié)構(gòu)壓缸結(jié)構(gòu))。固定鉗式固定鉗式固定鉗式的缺點有：固定鉗式的缺點有：至少有兩個液壓缸分置于制動盤兩側(cè)，因而必至少有兩個液壓缸分置于制動盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動盤的內(nèi)部油道或外部油管來連通，須用跨越制動盤的內(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，增這一方面使制動器的徑向和軸向尺寸增大，增加了在汽車上的布置難度，另一方面增加了受加了在汽車上的布置難度，另一方面增加了受熱機會，使制動液溫度過高而汽化；熱機會，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，必須在主固定鉗式制動器要兼作駐車制動器，必須在主制動鉗上另外附裝一套供駐車制動用的輔助制制動鉗上另外附裝一套供駐車制動用的輔助制動鉗，或是采用如圖動鉗，或是采用如圖8 85 5所示的盤鼓結(jié)合式制所示的盤鼓結(jié)合式制動器。動器。固定鉗式固定鉗式固定鉗式的缺點有：固定鉗式的缺點有：輔助制動鉗結(jié)構(gòu)比較簡單、摩擦襯塊面積小。輔助制動鉗結(jié)構(gòu)比較簡單、摩擦襯塊面積小。盤鼓結(jié)合式制動器中，鼓式制動器直徑尺寸較盤鼓結(jié)合式制動器中，鼓式制動器直徑尺寸較小，常采用雙向增力式鼓式制動器。小，常采用雙向增力式鼓式制動器。與輔助制動鉗式比較，它能產(chǎn)生可靠的駐車制與輔助制動鉗式比較，它能產(chǎn)生可靠的駐車制動力矩。動力矩。第八章第八章 制動系設(shè)計制動系設(shè)計 第三節(jié)第三節(jié) 制動器主要參數(shù)的確定制動器主要參數(shù)的確定 一、制動器主要參數(shù)的確定一、制動器主要參數(shù)的確定 1 1制動鼓內(nèi)徑制動鼓內(nèi)徑D D 轎車：轎車：D DD Dr r=0.64=0.640.740.74 貨車：貨車：D DD Dr r=0.70=0.700.830.83 2 2摩擦襯片寬度摩擦襯片寬度b b和包角和包角 摩擦襯片包角摩擦襯片包角 ：9090100100時，磨損最小，制動鼓溫時，磨損最小，制動鼓溫度最低，且制動效能最高。度最低，且制動效能最高。襯片寬度襯片寬度b b較大可以減少磨較大可以減少磨損，但過大將不易保證與制動損，但過大將不易保證與制動鼓全面接觸。制動襯片寬度尺鼓全面接觸。制動襯片寬度尺寸系列見寸系列見ZBT24 005ZBT24 0058989。一、制動器主要參數(shù)的確定一、制動器主要參數(shù)的確定3 3摩擦襯片起始角摩擦襯片起始角oo 0 0=90=90-2 24 4制動器中心到張開制動器中心到張開力力FoFo作用線的距離作用線的距離e e e=0.8R e=0.8R左右左右5 5制動蹄支承點位置制動蹄支承點位置坐標(biāo)坐標(biāo)a a和和c c a=0.8R a=0.8R左右左右二、盤式制動器主要參數(shù)的確定二、盤式制動器主要參數(shù)的確定 1 1制動盤直徑制動盤直徑D D 制動盤直徑制動盤直徑D D應(yīng)盡可能取大些，通常為輪輞直徑應(yīng)盡可能取大些，通常為輪輞直徑的的70707979。2 2制動盤厚度制動盤厚度h h 一般實心制動盤厚度可取為一般實心制動盤厚度可取為101020mm20mm，通風(fēng)式制，通風(fēng)式制動盤厚度取為動盤厚度取為202050mm50mm，采用較多的是，采用較多的是202030mm30mm。二、盤式制動器主要參數(shù)的確定二、盤式制動器主要參數(shù)的確定 3 3摩擦襯塊外半徑摩擦襯塊外半徑R2R2與內(nèi)半徑與內(nèi)半徑R1R1 推薦摩擦襯塊外半徑推薦摩擦襯塊外半徑R R2 2與內(nèi)半徑與內(nèi)半徑R R1 1 (圖圖8 811)11)的的比值不大于比值不大于1.51.5。若此比值偏大，工作時襯塊的外。若此比值偏大，工作時襯塊的外緣與內(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，最終導(dǎo)致制動力矩變化大。積減少，最終導(dǎo)致制動力矩變化大。4 4制動襯塊面積制動襯塊面積A A 對于盤式制動器襯塊工作面積對于盤式制動器襯塊工作面積A A，推薦根據(jù)制動襯，推薦根據(jù)制動襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.61.63.5kg3.5kgcm2cm2范范圍內(nèi)選用。圍內(nèi)選用。第八章第八章 制動系設(shè)計制動系設(shè)計 第四節(jié)第四節(jié) 制動器的設(shè)計與計算制動器的設(shè)計與計算一、鼓式制動器的設(shè)計計算一、鼓式制動器的設(shè)計計算 1 1壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律計算有一個自由度的緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律計算有一個自由度的緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律 蹄片在張開力和摩擦力作用下，繞支承銷蹄片在張開力和摩擦力作用下，繞支承銷A A1 1轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動dd角。摩角。摩擦襯片表面任意點擦襯片表面任意點B Bl l沿蹄片轉(zhuǎn)動的切線方向的變形就是線段沿蹄片轉(zhuǎn)動的切線方向的變形就是線段B B1 1BB1 1，其徑向變形分量是這個線段在半徑，其徑向變形分量是這個線段在半徑OBOB1 1延長線上的投影，延長線上的投影，即為即為B B1 1C C1 1線段。由于線段。由于dd很小，可認(rèn)為很小，可認(rèn)為AA1 1B B1 1BB1 1=90=90，故所求，故所求摩擦襯片的變形應(yīng)為摩擦襯片的變形應(yīng)為 1 1=B=B1 1C C1 1=B=B1 1BB1 1sinsin1 1=A=A1 1B B1 1sinsin1 1d d 考慮到考慮到OAOAl lOBOB1 1=R.=R.那么分析等腰三角形那么分析等腰三角形A Al lOBOB1 1，則有，則有A A1 1B Bl lsin=Rsin=Rsinsin，所以表面的徑向變形和壓力為，所以表面的徑向變形和壓力為 (8(82)2)dRsin1sinmax1pp 計算有一個自由度的緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律計算有一個自由度的緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律 沿摩擦襯片長度方向壓力分布的不均勻程度，可用沿摩擦襯片長度方向壓力分布的不均勻程度，可用不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)評價評價式中式中:p pf f 為在同一制動力矩作用下，假想壓力分布均勻時的為在同一制動力矩作用下，假想壓力分布均勻時的平均壓力；平均壓力；P Pmaxmax為壓力分布不均勻時蹄片上的最大壓力為壓力分布不均勻時蹄片上的最大壓力。fppmax2計算蹄片上的制動力矩計算蹄片上的制動力矩 計算鼓式制動器制動力矩，必須查明蹄壓緊到制功鼓上計算鼓式制動器制動力矩，必須查明蹄壓緊到制功鼓上的力與產(chǎn)生制動力矩之間的關(guān)系。的力與產(chǎn)生制動力矩之間的關(guān)系。o 取一微元取一微元dd，蹄片上面積，蹄片上面積 bRd bRd，其中，其中b b為摩擦襯片寬為摩擦襯片寬度。由鼓作用在微元面積上的法向力為度。由鼓作用在微元面積上的法向力為d dF F1 1 摩擦力摩擦力fdfdF F1 1產(chǎn)生的制動力矩為產(chǎn)生的制動力矩為 d dM Mt t1 1 d dM Mt t1 1=d=dF F1 1 f R=pf R=pmaxmax b RRf sind b RRf sind從從到到區(qū)段積分上式得到區(qū)段積分上式得到 M Mt t1 1=p=pmaxmax b RR b RR f f （cos-cos)cos-cos)不均勻系數(shù)不均勻系數(shù) =(-)/(cos-cos)=(-)/(cos-cos)制動力矩制動力矩Mut與張開力與張開力F。的關(guān)系：。的關(guān)系：緊蹄產(chǎn)生的制動力矩：緊蹄產(chǎn)生的制動力矩：MutMut1 1=f F=f F1 1 R R1 1F F1 1-緊蹄的法向合力；緊蹄的法向合力；R R1 1-為摩擦力為摩擦力fFfFl l的作用半徑為計的作用半徑為計算隨張開力算隨張開力FoFo1 1而變的力而變的力F F1 1，列，列出蹄上的力平衡方程式出蹄上的力平衡方程式式中，式中，1 1-l l軸和力軸和力F F1 1的作用線的作用線之間的夾角；之間的夾角；F F-為支承反力在為支承反力在1 1軸上軸上的投影。的投影。制動力矩制動力矩Mut與張開力與張開力F。的關(guān)系：。的關(guān)系：解聯(lián)立方程式解聯(lián)立方程式(8(88)8)得到得到.制動力矩制動力矩Mut與張開力與張開力F。的關(guān)系：。的關(guān)系：對于松蹄也能用類似的方程式表示，即對于松蹄也能用類似的方程式表示，即為計算為計算1 1、2 2、及、及R R1 1、R R2 2值，必須求出法向力值，必須求出法向力F F及其分及其分量，沿著相應(yīng)的軸線作用有量，沿著相應(yīng)的軸線作用有dFdFx x和和dFdFy y力，它們的合力力，它們的合力為為dF(dF(圖圖8 89)9)。根據(jù)式。根據(jù)式(8(84)4)有有制動力矩制動力矩Mut與張開力與張開力F。的關(guān)系：。的關(guān)系：所以所以:=arctan(F:=arctan(Fy y/F/Fx x)=arctan(cos2)=arctan(cos2-cos”)/(2-cos”)/(2-sin2”+sin2sin2”+sin2)根據(jù)式根據(jù)式(8(85)5)和式和式(8(87)7)并考慮到并考慮到 F1=FxF1=Fx2 2+Fy+Fy2 2 如果順著制動鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片和逆著制動鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片的如果順著制動鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片和逆著制動鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片的 和和”角度不同，很顯然兩塊蹄片的角度不同，很顯然兩塊蹄片的和和R R1 1值也不同。制動器值也不同。制動器有兩塊蹄片，鼓上的制動力矩等于它們的摩擦力矩之和，即有兩塊蹄片，鼓上的制動力矩等于它們的摩擦力矩之和，即 M M=M=Mt tl l+M+Mt t2 2=Fo1D1+F0=Fo1D1+F02 2D D2 2 用液力驅(qū)動時，用液力驅(qū)動時，F(xiàn)o1=F02Fo1=F02。所需的張開力為。所需的張開力為 F Fo o=M=M/(D/(D1 1+D+D2 2)制動力矩制動力矩Mut與張開力與張開力F。的關(guān)系：。的關(guān)系：用凸輪張開機構(gòu)的張開力，可由前述作用在蹄上的力矩平用凸輪張開機構(gòu)的張開力，可由前述作用在蹄上的力矩平衡條件得到的方程式求出衡條件得到的方程式求出 FoFo1 1=0.5M=0.5M/D/D1 1 Fo Fo2 2=0.5M=0.5M/D/D2 2 計算鼓式制動器，必須檢查蹄有無自鎖的可能。計算鼓式制動器，必須檢查蹄有無自鎖的可能。由式由式(8(810)10)得出得出自鎖條件自鎖條件。當(dāng)式當(dāng)式(8(810)10)中的分母等于零時，蹄中的分母等于零時，蹄自鎖自鎖，即，即 c c(COS(COS1 1+fsin+fsin1 1)f Rf Rl l=0=0 如果如果 fcfc1 1/(R/(R1 1-c-csinsin1 1)就不會自鎖。就不會自鎖。由方程式由方程式(8(85)5)和式和式(8(810)10)可計算出領(lǐng)蹄表面的可計算出領(lǐng)蹄表面的最大壓力最大壓力為為PmaxPmaxl l=Fo=Fo1 1hRhR1 1/bR/bR2 2(cos-cos”)c(cos-cos”)c(cos(cos1 1+fsin+fsin1 1)-f R)-f R1 1 二、盤式制動器的設(shè)計計算二、盤式制動器的設(shè)計計算 假定襯塊的摩擦表面全部與制動盤接觸，且各處假定襯塊的摩擦表面全部與制動盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動器的制動力矩為單位壓力分布均勻，則制動器的制動力矩為 M=2fFoR 平均半徑為平均半徑為 Rm=(R1+R2)/2式中，式中，Rl和和R2為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。半徑。求求Re=？積分法：微元？積分法：微元d 微元面積微元面積 R dR d設(shè)襯塊與制動盤之間的單位壓力為設(shè)襯塊與制動盤之間的單位壓力為 P1 d M=f p R2 dR d，有效半徑為有效半徑為Re=4/31-1R2/(R1+R2)2(R1+R2)/2=4/31-m/(1+m2)Rm 式中，式中，m=R1/R2因為因為m1，m/(1+m2)Rm，且，且m越小則兩者差值越大。越小則兩者差值越大。三、襯片磨損特性的計算三、襯片磨損特性的計算（1 1）比能量耗散率）比能量耗散率 e e 不大于不大于1 18W8Wmmmm2 2 即每單位襯片即每單位襯片(襯塊襯塊)摩擦面積的每單位時間耗散的能量。摩擦面積的每單位時間耗散的能量。W Wmmmm2 2。比能量耗散率有時也稱為單位功負(fù)荷，或簡稱能量負(fù)荷。比能量耗散率有時也稱為單位功負(fù)荷，或簡稱能量負(fù)荷。雙軸汽車的單個前輪及后輪制動器的比能量耗散率分別為雙軸汽車的單個前輪及后輪制動器的比能量耗散率分別為 e e1 1=ma(v=ma(v1 12 2-v-v2 22 2)/4tA)/4tA1 1 e e2 2=ma(v=ma(v1 12 2-v-v2 22 2)/4tA)/4tA2 2(1-)(1-)t=(v t=(v1 1-v-v2 2)/j)/j 式中，式中，ma-ma-汽車總質(zhì)量汽車總質(zhì)量(t)(t)；-汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；v v1 1,v,v2 2-制動初速度和終速度制動初速度和終速度(m(ms)s)；j-j-制動減速度制動減速度(m(ms s2 2)；t-t-制動時間制動時間(s)(s)；A Al l、A A2 2-前、后制動器襯片前、后制動器襯片(襯塊襯塊)的摩擦面積的摩擦面積(mm(mm2 2)；-制動力分配系數(shù)。制動力分配系數(shù)。三、襯片磨損特性的計算三、襯片磨損特性的計算 在緊急制動到停車的情況下，在緊急制動到停車的情況下，v v2 2=0=0，并可認(rèn)，并可認(rèn)為為=1=1，故，故 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，鼓式制動器的比能量耗據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，鼓式制動器的比能量耗散率以不大于散率以不大于1.8W1.8Wmmmm2 2為宜為宜12114tAvmea)1(42212tAvmea三、襯片磨損特性的計算三、襯片磨損特性的計算2.2.比摩擦力比摩擦力f fo o 不大于不大于0 048N48Nmm2mm2為宜為宜 每單位襯片每單位襯片(襯塊襯塊)摩擦面積的制動器摩擦力，摩擦面積的制動器摩擦力，稱為比摩擦力稱為比摩擦力fofo。比摩擦力越大，則磨損將越嚴(yán)重。比摩擦力越大，則磨損將越嚴(yán)重。單個車輪制動器的比摩擦力為單個車輪制動器的比摩擦力為 式中，式中，M M-單個制動器的制動力矩；單個制動器的制動力矩；R-R-制動鼓半徑制動鼓半徑(襯塊平均半徑襯塊平均半徑RmRm或有效半徑或有效半徑Re)Re)；A-A-單個制動的襯片單個制動的襯片(襯塊襯塊)摩擦面積。摩擦面積。RAMf0三、襯片磨損特性的計算三、襯片磨損特性的計算2.2.比摩擦力比摩擦力f fo o 在在j=0.6gj=0.6g時，時，f fo o以不大于以不大于0.48N0.48Nmmmm2 2為宜。為宜。與之相應(yīng)的襯片與制動鼓之間的平均單位壓力與之相應(yīng)的襯片與制動鼓之間的平均單位壓力 p pm m=f=fo of=1.37f=1.371.60N1.60Nmmmm2 2 設(shè)摩擦因數(shù)設(shè)摩擦因數(shù)f f：0.30.30.350.35。這比過去一些文獻(xiàn)中所推薦的這比過去一些文獻(xiàn)中所推薦的pmpm許用值許用值2 22 25N5Nmmmm2 2要小，要小，因為磨損問題現(xiàn)在已較過去受到更大程度的重視。因為磨損問題現(xiàn)在已較過去受到更大程度的重視。RAMf0四、前、后輪制動器制動力矩的確定四、前、后輪制動器制動力矩的確定為了保證汽車有良好的制動效能，要求合理地確定前、后輪為了保證汽車有良好的制動效能，要求合理地確定前、后輪制動器的制動力矩。制動器的制動力矩。1.1.首先選定同步附著系數(shù)首先選定同步附著系數(shù)o o，2.2.計算前、后輪制動力矩的比值計算前、后輪制動力矩的比值式中，式中，MM1 1,M,M2 2為前、后輪制動器的制動力矩；為前、后輪制動器的制動力矩；L L1 1、L L2 2為汽為汽車質(zhì)心至前軸和后橋的距離；車質(zhì)心至前軸和后橋的距離；hghg為汽車質(zhì)心高度。為汽車質(zhì)心高度。hgLhgLMM010221四、前、后輪制動器制動力矩的確定四、前、后輪制動器制動力矩的確定3.3.根據(jù)汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動到前根據(jù)汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動到前輪抱死拖滑，計算出前輪制動器的最大制動力矩輪抱死拖滑，計算出前輪制動器的最大制動力矩MM1 1maxmax；4.4.再根據(jù)前面已確定的前、后輪制動力矩的比值計算出再根據(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后輪制動器的最大制動力矩MM2 2maxmax。eeZrhgLLGarFM)(2max1五、應(yīng)急制動和駐車制動所需的制動力矩五、應(yīng)急制動和駐車制動所需的制動力矩 1 1應(yīng)急制動應(yīng)急制動 應(yīng)急制動時，后輪一般都將抱死滑移，故后橋制動力為應(yīng)急制動時，后輪一般都將抱死滑移，故后橋制動力為 此時所需的后橋制動力矩為此時所需的后橋制動力矩為 如用后輪制動器作為應(yīng)急制動器，則單個后輪制動器的如用后輪制動器作為應(yīng)急制動器，則單個后輪制動器的應(yīng)急制動力矩為應(yīng)急制動力矩為B B2 2re/2.re/2.若用中央制動器進(jìn)行應(yīng)急制動，則其應(yīng)有的制動力矩為若用中央制動器進(jìn)行應(yīng)急制動，則其應(yīng)有的制動力矩為FBFB2 2re/io,iore/io,io為主傳動比。為主傳動比。egaBrhLgLmF12)/(122gZBhLgLmFF2駐車制動駐車制動 圖圖8 81212表示汽車在上坡路上停駐時的受力情表示汽車在上坡路上停駐時的受力情況。由此不難得出停駐時的況。由此不難得出停駐時的后橋附著力后橋附著力為為 F F2 2=mag(L=mag(L1 1/Lcos+hg/Lsin)/Lcos+hg/Lsin)汽車在下坡路上停住駐時的汽車在下坡路上停住駐時的后橋附著力后橋附著力為為 F F2 2=mag(L=mag(L1 1/Lcos-hg/Lsin)/Lcos-hg/Lsin)汽車可能停駐的極限上坡路傾角汽車可能停駐的極限上坡路傾角1 1可根據(jù)后可根據(jù)后橋上的橋上的附著力與制動力相等的條件附著力與制動力相等的條件求得，求得，即由即由 mag(Lmag(L1 1/Lcos/Lcos1 1+hg/Lsin1)=magsin+hg/Lsin1)=magsin1 1得到得到 1 1=arctanL=arctanL1 1/(L-hg)/(L-hg)式中，式中，1 1是保證汽車上坡行駛時的縱向穩(wěn)定性是保證汽車上坡行駛時的縱向穩(wěn)定性的極限坡路角，圖的極限坡路角，圖8 81313所示例車的所示例車的1=321=325050，(=0.7(=0.7時時)。同理可推導(dǎo)出同理可推導(dǎo)出汽車可能停駐的極限下坡路傾汽車可能停駐的極限下坡路傾角角為為 1 1=arctanL=arctanL1 1/(L+hg)/(L+hg)2駐車制動駐車制動 在駐車制動器的設(shè)計中，在安裝制動器的空間、制在駐車制動器的設(shè)計中，在安裝制動器的空間、制動驅(qū)動力源等條件允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上的動驅(qū)動力源等條件允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上的駐車制動力矩接近于由駐車制動力矩接近于由1 1所確定的極限值所確定的極限值magresinamagresinal l(因因1 11 1)，并保證下坡路上能停駐，并保證下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。o 單個后輪駐車制動器的制動力矩上限為單個后輪駐車制動器的制動力矩上限為 1/2magresin1/2magresinl l，o 中央駐車制動器的制動力矩上限為中央駐車制動器的制動力矩上限為magresinamagresina1 1i io o。第八章第八章 制動系設(shè)計制動系設(shè)計 第五節(jié)第五節(jié) 制動驅(qū)動機構(gòu)制動驅(qū)動機構(gòu)制動驅(qū)動機構(gòu)制動驅(qū)動機構(gòu) 功用：功用：將來自駕駛員或其它力源的力傳給制動將來自駕駛員或其它力源的力傳給制動 器，使之產(chǎn)生制動力矩。器，使之產(chǎn)生制動力矩。分類：分類：簡單制動、動力制動和伺服制動簡單制動、動力制動和伺服制動1.簡單制動：簡單制動：單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動力源，故單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動力源，故亦稱人力制動。亦稱人力制動。其中，又分為其中，又分為機械式和液壓式機械式和液壓式兩種。兩種。機械式機械式完全靠桿系傳力，由于其機械效率低，傳動比小，完全靠桿系傳力，由于其機械效率低，傳動比小，潤滑點多，且難以保證前、后軸制動力的正確比例和左、潤滑點多，且難以保證前、后軸制動力的正確比例和左、右輪制動力的均衡，所以在汽車的行車制動裝置中已被右輪制動力的均衡，所以在汽車的行車制動裝置中已被淘汰。但因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠淘汰。但因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠(故障少故障少)，還廣泛地應(yīng)用于還廣泛地應(yīng)用于中、小型汽車的駐車制動裝置中中、小型汽車的駐車制動裝置中。液壓式簡單制動液壓式簡單制動(通常簡稱為液壓制動通常簡稱為液壓制動)用于用于行車制動裝置。行車制動裝置。1.簡單制動：簡單制動：液壓制動的優(yōu)點是液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間較短：作用滯后時間較短(0.1(0.10.3s)0.3s)；工作壓力高工作壓力高(可達(dá)可達(dá)101020MPa)20MPa)，因而輪缸尺寸小，可以，因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機構(gòu)安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機構(gòu)(或制或制動塊的壓緊機構(gòu)動塊的壓緊機構(gòu))，而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)，而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量??；機械效率較高構(gòu)簡單，質(zhì)量小；機械效率較高(液壓系統(tǒng)有自潤滑作液壓系統(tǒng)有自潤滑作用用)。液壓制動的主要缺點是液壓制動的主要缺點是：過度受熱后，部分制動液汽化，：過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動系效能，使制動系效能降低，甚至完全失效。液壓制動曾廣泛應(yīng)用降低，甚至完全失效。液壓制動曾廣泛應(yīng)用在轎車、輕在轎車、輕型貨車及一部分中型貨車上型貨車及一部分中型貨車上。2.動力制動動力制動 動力制動動力制動:即利用發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢能作為汽車制動的全部力源。駕駛員施加于踏板或手柄上的力，僅用于回路中控制元件的操縱。因此，簡單制動中的踏板力和踏板行程之間的反比例關(guān)系，在動力制動中便不復(fù)存在，從而可使踏板力較小，同時又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭＃? 1）氣壓制動氣壓制動是應(yīng)用最多的動力制動之一。是應(yīng)用最多的動力制動之一。(0.30.9s)，0.50.7MPa,總質(zhì)量8t以上的貨車和客車上得到廣泛應(yīng)用 氣壓制動：氣壓制動：其主要優(yōu)點：其主要優(yōu)點：p 操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維修保操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維修保養(yǎng)方便；養(yǎng)方便；p 此外，其氣源除供制動用外，還可以供其它此外，其氣源除供制動用外，還可以供其它裝置使用。裝置使用。氣壓制動：氣壓制動：其主要缺點：其主要缺點：p必須有空氣壓縮機、貯氣筒、制動閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、必須有空氣壓縮機、貯氣筒、制動閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本高；成本高；p管路中壓力的建立和撤除都較慢，即作用滯后時間較長管路中壓力的建立和撤除都較慢，即作用滯后時間較長(0(03 30 09s)9s)，因而增加了空駛距離和停車距離，為此在制動閥到制動，因而增加了空駛距離和停車距離，為此在制動閥到制動氣室和貯氣筒的距離過遠(yuǎn)的情況下，有必要加設(shè)氣動的第二級元氣室和貯氣筒的距離過遠(yuǎn)的情況下，有必要加設(shè)氣動的第二級元件件繼動閥繼動閥(亦稱加速閥亦稱加速閥)以及快放閥；以及快放閥；p管路工作壓力低，一般為管路工作壓力低，一般為0 05 50 07MPa7MPa，因而制動氣室的直徑，因而制動氣室的直徑必須設(shè)計得大些，且只能置于制動器外部，再通過桿件和凸輪或必須設(shè)計得大些，且只能置于制動器外部，再通過桿件和凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，這就增加了簧下質(zhì)量；楔塊驅(qū)動制動蹄，這就增加了簧下質(zhì)量；p制動氣室排氣有很大噪聲。制動氣室排氣有很大噪聲。氣壓制動在總質(zhì)量氣壓制動在總質(zhì)量8t8t以上的以上的貨車和客車上貨車和客車上得到廣泛應(yīng)用。由得到廣泛應(yīng)用。由于主、掛車的摘和掛都很方便，所以汽車列車也多用氣壓制動。于主、掛車的摘和掛都很方便，所以汽車列車也多用氣壓制動。2.動力制動動力制動（2 2）氣頂液制動氣頂液制動:（重型汽車）（重型汽車）用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源而構(gòu)成的氣頂液制動，也主缸的驅(qū)動力源而構(gòu)成的氣頂液制動，也是動力制動。它兼有液壓制動和氣壓制動是動力制動。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點，因氣壓系統(tǒng)管路短，作用滯的主要優(yōu)點，因氣壓系統(tǒng)管路短，作用滯后時間也較短。但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、后時間也較短。但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、成本高，所以主要用在重型汽車上。成本高，所以主要用在重型汽車上。2.動力制動動力制動（3 3）全液壓動力制動）全液壓動力制動 目前應(yīng)用并不廣泛目前應(yīng)用并不廣泛 用發(fā)動機驅(qū)動液壓泵產(chǎn)生的液壓作為制動力用發(fā)動機驅(qū)動液壓泵產(chǎn)生的液壓作為制動力源，有源，有閉式閉式(常壓式常壓式)與開式與開式(常流式常流式)兩種。兩種。z 開式開式(常流式常流式)系統(tǒng)系統(tǒng)在不制動時，制動液在無負(fù)在不制動時，制動液在無負(fù)荷情況下由液壓泵經(jīng)制動閥到貯液罐不斷循環(huán)荷情況下由液壓泵經(jīng)制動閥到貯液罐不斷循環(huán)流動；而在制動時，則借閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需流動；而在制動時，則借閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓并傳人輪缸。的液壓并傳人輪缸。2.動力制動動力制動（3 3）全液壓動力制動）全液壓動力制動 目前應(yīng)用并不廣泛目前應(yīng)用并不廣泛z 閉式回路閉式回路因平時總保持著高液壓，對密封的要求較高，因平時總保持著高液壓，對密封的要求較高，但對制動操縱的反應(yīng)比開式的快。在液壓泵出故障時，但對制動操縱的反應(yīng)比開式的快。在液壓泵出故障時，開式的即不起制動作用，而閉式的還有可能利用蓄能器開式的即不起制動作用，而閉式的還有可能利用蓄能器的壓力繼續(xù)進(jìn)行若干次制動。的壓力繼續(xù)進(jìn)行若干次制動。z 全液壓動力制動全液壓動力制動除了有一般液壓制動系的優(yōu)點以外，還除了有一般液壓制動系的優(yōu)點以外，還有制動能力強、易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，有制動能力強、易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，即使產(chǎn)生汽化現(xiàn)象也沒有什么影響等好處。但結(jié)構(gòu)相當(dāng)即使產(chǎn)生汽化現(xiàn)象也沒有什么影響等好處。但結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，目前應(yīng)復(fù)雜，精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，目前應(yīng)用并不廣泛。用并不廣泛。各種形式的動力制動在動力系統(tǒng)失效時，制動作用即全各種形式的動力制動在動力系統(tǒng)失效時，制動作用即全部喪失。部喪失。3.伺服制動伺服制動 伺服制動伺服制動的制動能源是人力和發(fā)動機并用。的制動能源是人力和發(fā)動機并用。正常情況下其輸出工作壓力主要由動力伺服正常情況下其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，在伺服系統(tǒng)失效時，還可以全靠系統(tǒng)產(chǎn)生，在伺服系統(tǒng)失效時，還可以全靠人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)以產(chǎn)生一定程度的制動力。人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)以產(chǎn)生一定程度的制動力。因而從因而從中級以上的轎車到重型貨車，都廣中級以上的轎車到重型貨車，都廣泛采用伺服制動。泛采用伺服制動。3.伺服制動伺服制動 按伺服力源不同，伺服制動有真空伺服制動、空氣伺服制動和按伺服力源不同，伺服制動有真空伺服制動、空氣伺服制動和液壓伺服制動三類。液壓伺服制動三類。真空伺服制動與空氣伺服制動的工作原理基本一致，但伺服真空伺服制動與空氣伺服制動的工作原理基本一致，但伺服動力源的相對壓力不同。真空伺服制動的伺服用真空度動力源的相對壓力不同。真空伺服制動的伺服用真空度(負(fù)壓負(fù)壓)一般可達(dá)一般可達(dá)0.050.050.07MPa0.07MPa；空氣伺服制動的伺服氣壓一般能達(dá)到；空氣伺服制動的伺服氣壓一般能達(dá)到0.60.60.7MPa0.7MPa，故在輸出力相同的條件下，空氣伺服氣室直徑比，故在輸出力相同的條件下，空氣伺服氣室直徑比真空伺服氣室的小得多。但是，空氣伺服系統(tǒng)其它組成部分卻真空伺服氣室的小得多。但是，空氣伺服系統(tǒng)其它組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。真空伺服制動真空伺服制動多用于總質(zhì)量在多用于總質(zhì)量在1.11.11.35t1.35t以上的轎車和裝以上的轎車和裝載質(zhì)量在載質(zhì)量在6t6t以下的輕、中型貨車以下的輕、中型貨車 空氣伺服制動空氣伺服制動則廣泛用于裝載質(zhì)量為則廣泛用于裝載質(zhì)量為6 612t12t的中、重型貨車，的中、重型貨車，以及少數(shù)幾種高級轎車上。以及少數(shù)幾種高級轎車上。二、分路系統(tǒng)二、分路系統(tǒng)1)1)一軸對一軸一軸對一軸()()型，前軸制動器與型，前軸制動器與后橋制動器各用一個回路后橋制動器各用一個回路(“(“型型”是其形象的簡稱，下同是其形象的簡稱，下同)。2)2)交叉交叉(X)(X)型，前軸的一側(cè)車輪制動器型，前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬一個與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬一個回路?；芈?。3)3)一軸半對半軸一軸半對半軸(H1)(H1)型，兩側(cè)前制動型，兩側(cè)前制動器的半數(shù)輪缸和全部后制動器輪缸器的半數(shù)輪缸和全部后制動器輪缸屬于一個回路，其余的前輪缸則屬屬于一個回路，其余的前輪缸則屬于另一回路。于另一回路。4)4)半軸一輪對半軸一輪半軸一輪對半軸一輪(LL)(LL)型，兩個型，兩個回路分別對兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)回路分別對兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器起作用。輪缸和一個后輪制動器起作用。5)5)雙半軸對雙半軸雙半軸對雙半軸(HH)(HH)型，型，每個回路每個回路均只對每個前、后制動器的半數(shù)輪均只對每個前、后制動器的半數(shù)輪缸起作用。缸起作用。三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算1 1制動輪缸直徑制動輪缸直徑d d的確定的確定2 2制動主缸直徑制動主缸直徑dodo的確定。的確定。第第i i個輪缸的工作容積為個輪缸的工作容積為 式中，式中，di-di-第第i i個輪缸活塞的直徑；個輪缸活塞的直徑；n-n-輪缸中活塞的數(shù)目；輪缸中活塞的數(shù)目；i-i-第第i i個輪缸活塞在完全制動時的行程。個輪缸活塞在完全制動時的行程。在初步設(shè)計時，對鼓式制動器可取在初步設(shè)計時，對鼓式制動器可取i=2.0i=2.02.5mm2.5mm。所有輪缸的總工作容積為所有輪缸的總工作容積為 pFd04niiidV124 三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算制動主缸應(yīng)有的工作容積為制動主缸應(yīng)有的工作容積為 式中式中,V-,V-制動軟管的容積變形。制動軟管的容積變形。在初步設(shè)計時，制動主缸的工作容積可取為在初步設(shè)計時，制動主缸的工作容積可取為 Vo=1.1V (Vo=1.1V (轎車轎車)Vo=1.3V (Vo=1.3V (貨車貨車)主缸活塞行程主缸活塞行程SoSo和活塞直徑和活塞直徑dodo可用下式確定可用下式確定 一般一般So=(0.8So=(0.81.2)do1.2)do。主缸的直徑主缸的直徑dodo應(yīng)符合應(yīng)符合ZBZBTT24008TT240089090中規(guī)定的尺寸系列。中規(guī)定的尺寸系列。miVV1VVVOooOsdV24 三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算3 3制動踏板力制動踏板力F F 制動踏板力制動踏板力F Fp p用下式計算用下式計算 式中，式中，i ip p-為踏板機構(gòu)傳動比；為踏板機構(gòu)傳動比；為踏板機構(gòu)及液壓為踏板機構(gòu)及液壓主缸的機械效率，可取主缸的機械效率，可取 =0.82=0.820.860.86。制動踏板力應(yīng)滿足以下要求：最大踏板力一般為制動踏板力應(yīng)滿足以下要求：最大踏板力一般為500N(500N(轎車轎車)或或700N(700N(貨車貨車)。設(shè)計時，制動踏板力可。設(shè)計時，制動踏板力可在在200200350N350N的范圍內(nèi)選取。的范圍內(nèi)選取。1142popipdF 三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算4 4制動踏板工作行程制動踏板工作行程S Sp p 0l0l-主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取 0101=1.5=1.52.0mm2.0mm 0202-主缸活塞空行程主缸活塞空行程 )(21oooppsis 三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算三、液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 制動器調(diào)整正常時的踏板工作行程制動器調(diào)整正常時的踏板工作行程SpSp，只應(yīng)占計及制，只應(yīng)占計及制動襯片動襯片(襯塊襯塊)的容許磨損量在內(nèi)的踏板行程的的容許磨損量在內(nèi)的踏板行程的4040一一6060。為了避免空氣侵入制動管路，在計算制動主缸活塞回為了避免空氣侵入制動管路，在計算制動主缸活塞回位彈簧位彈簧(同時也是回油閥彈簧同時也是回油閥彈簧)時，應(yīng)保證踏板放開后，時，應(yīng)保證踏板放開后，制動管路中仍保持制動管路中仍保持0.050.050.14MPa0.14MPa的殘余壓力。的殘余壓力。踏板行程踏板行程(計人襯片或襯塊的允許磨損量計人襯片或襯塊的允許磨損量)對轎車最大對轎車最大應(yīng)不大于應(yīng)不大于100100150mm150mm，對貨車不大于，對貨車不大于180mm180mm。此外，作用。此外，作用在制動手柄上的力對轎車最大不大于在制動手柄上的力對轎車最大不大于400N400N，對貨車不大，對貨車不大于于600N600N；制動手柄行程對轎車最大不；制動手柄行程對轎車最大不第八章第八章 制動系設(shè)計制動系設(shè)計 第六節(jié)第六節(jié) 制動力調(diào)節(jié)機構(gòu)制動力調(diào)節(jié)機構(gòu)一、限壓閥一、限壓閥平時：在彈簧力的作用下保持開平時：在彈簧力的作用下保持開啟。由主缸來的制動液啟。由主缸來的制動液(其壓其壓力等于前制動管路壓力力等于前制動管路壓力p p1 1)輸輸入限壓閥，通過開啟著的閥入限壓閥，通過開啟著的閥門輸出至后制動輪缸。設(shè)輸門輸出至后制動輪缸。設(shè)輸出壓力為出壓力為p p2 2，則此時，則此時p p1 1=p=p2 2。p p1 1升高升高p ps s時：其對活塞的作時：其對活塞的作用力克服閥門彈簧的預(yù)緊力，用力克服閥門彈簧的預(yù)緊力，閥門即關(guān)閉，切斷了主缸至閥門即關(guān)閉，切斷了主缸至后輪的通路。此后，前制動后輪的通路。此后，前制動管路壓力管路壓力p p1 1即使繼續(xù)增大，即使繼續(xù)增大，后制動管路壓力后制動管路壓力p p2 2仍保持上仍保持上述定值述定值p ps s不變。不變。一、限壓閥一、限壓閥 適用：適用：限壓閥適用于軸距短且質(zhì)心高，從而制動時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。軸荷轉(zhuǎn)移較多的輕型汽車，特別是輕型和微型轎車。缺點：缺點：由于這種限壓閥的彈簧預(yù)緊力為定值，所由于這種限壓閥的彈簧預(yù)緊力為定值，所以特性轉(zhuǎn)折點以特性轉(zhuǎn)折點限壓作用起始點的壓力限壓作用起始點的壓力p po o也是恒也是恒定的。這對滿載和空載理想特性曲線定的。這對滿載和空載理想特性曲線1 1和和2 2距離很大距離很大的貨車是不利的。的貨車是不利的。措施：措施：為了克服限壓閥的缺點，又派生出比例閥、為了克服限壓閥的缺點，又派生出比例閥、慣性閥和輻射式比例閥等，以滿足不同類型汽車的慣性閥和輻射式比例閥等，以滿足不同類型汽車的需要。需要。二、制動防抱死機構(gòu)二、制動防抱死機構(gòu)(ABS)基本功能：基本功能：感知制動輪每一瞬時的運動狀態(tài)，相應(yīng)地調(diào)節(jié)制感知制動輪每一瞬時的運動狀態(tài)，相應(yīng)地調(diào)節(jié)制動器制動力矩的大小，避免出現(xiàn)車輪的抱死現(xiàn)象，是一動器制動力矩的大小，避免出現(xiàn)車輪的抱死現(xiàn)象，是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。它可使汽車在制動時維持方向穩(wěn)定性個閉環(huán)控制系統(tǒng)。它可使汽車在制動時維持方向穩(wěn)定性和縮短制動距離，有效地提高行車安全性。和縮短制動距離，有效地提高行車安全性。車輪滑動率車輪滑動率S S=(v-rd)/vS S=(v-rd)/v S=0 S=0時，車輪處于純滾動狀態(tài)；時，車輪處于純滾動狀態(tài)；S=1S=1時，車輪處于純滑動狀態(tài)，即車輪為抱死狀態(tài)。時，車輪處于純滑動狀態(tài)，即車輪為抱死狀態(tài)。ABSABS通過控制制動管路中的壓力，使車輪滑動率保持在一定范通過控制制動管路中的壓力，使車輪滑動率保持在一定范圍內(nèi)，通常為圍內(nèi)，通常為2020左右。此時，輪胎縱向附著系數(shù)達(dá)到左右。此時，輪胎縱向附著系數(shù)達(dá)到最大，制動效能也最好。最大，制動效能也最好。ABS原理：原理：轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器7 7可測出與車輪可測出與車輪6 6旋轉(zhuǎn)速度成正比的交流信號，旋轉(zhuǎn)速度成正比的交流信號，然后根據(jù)傳感器回轉(zhuǎn)齒圈然后根據(jù)傳感器回轉(zhuǎn)齒圈8 8的齒的齒數(shù)，計算出車輪的轉(zhuǎn)速；電子數(shù)，計算出車輪的轉(zhuǎn)速；電子控制器控制器(ECU)9(ECU)9具有運算功能，具有運算功能，接收輪速傳感器的交流信號，接收輪速傳感器的交流信號，計算出車輪速度、滑動率和車計算出車輪速度、滑動率和車輪的加、減速度，把這些信號輪的加、減速度，把這些信號加以分析，對壓力調(diào)節(jié)器加以分析，對壓力調(diào)節(jié)器3 3發(fā)出發(fā)出控制指令；壓力調(diào)節(jié)器安裝在控制指令；壓力調(diào)節(jié)器安裝在主缸主缸(總泵總泵)2)2和輪缸和輪缸(分泵分泵)4)4之之間，它接受電子控制器的指令，間，它接受電子控制器的指令，由調(diào)節(jié)器內(nèi)的電磁閥、液壓泵、由調(diào)節(jié)器內(nèi)的電磁閥、液壓泵、驅(qū)動電動機直接或間接地控制驅(qū)動電動機直接或間接地控制制動壓力的增減。制動壓力的增減。思思 考考 題題1.1.設(shè)計制動系時，應(yīng)考慮設(shè)置哪些制動裝置？設(shè)計制動系時，應(yīng)考慮設(shè)置哪些制動裝置？2.2.什么是制動器效能因數(shù)？制動效能的穩(wěn)定性？什么是制動器效能因數(shù)？制動效能的穩(wěn)定性？3.3.圖圖8 83 3所示為雙向增力式制動器，雙領(lǐng)蹄式制動器，領(lǐng)所示為雙向增力式制動器，雙領(lǐng)蹄式制動器，領(lǐng)從蹄式制動器和雙從蹄式制動器的制動器效能因數(shù)與摩從蹄式制動器和雙從蹄式制動器的制動器效能因數(shù)與摩擦因數(shù)的關(guān)系曲線，請標(biāo)示出擦因數(shù)的關(guān)系曲線，請標(biāo)示出1 1，2 2，3 3，4 4各為哪種制動各為哪種制動器？器？如果是一輛售價如果是一輛售價4 4萬元的小面包車，你將會選哪萬元的小面包車，你將會選哪一種制動器為前制動器？簡述理由？一種制動器為前制動器？簡述理由？4.4.領(lǐng)從蹄式制動器較多地用于轎車和輕型貨車、貨車的后領(lǐng)從蹄式制動器較多地用于轎車和輕型貨車、貨車的后輪，為什么？雙領(lǐng)蹄式為什么不用于后輪？輪，為什么？雙領(lǐng)蹄式為什么不用于后輪？思思 考考 題題5.5.一個自由度緊蹄的制動力矩與什么因素有關(guān)？一個自由度緊蹄的制動力矩與什么因素有關(guān)？6.6.用液力驅(qū)動鼓式制動器時，所需的張開力如何計用液力驅(qū)動鼓式制動器時，所需的張開力如何計算？算？7.7.盤式制動器的制動力矩如何計算？盤式制動器的制動力矩如何計算？8.8.評價能量負(fù)荷的指標(biāo)有哪些？評價能量負(fù)荷的指標(biāo)有哪些？9.9.前、