毕业设计-制动器设计.doc

本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名： 日期: 年 月 日本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 1、保密，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密。 （请在以上相应方框内打“”）作者签名： 日期: 年 月 日导师签名： 日期: 年 月 日目 录摘 要1ABSTRACT21 绪论31.1 制动系统概述31.2汽车制动系统的国内外现状31.3 制动系统概述42 制动器的结构选择及方案分析82.1 汽车制动器结构的选择82.2 制动管路的布置型式92.3 制动驱动机构的结构型式选择113 制动器主要参数的确定123.1 制动力与制动力分配系数133.2 同步附着系数133.3 制动强度和附着系数利用率153.4 制动器最大制动力矩173.5 制动器因数和制动蹄因数183.6 鼓式制动器的结构参数204 制动器的设计计算224.1 压力分布规律224.2 制动器因数及摩擦力矩分析计算244.3 制动蹄片上的制动力矩265 制动主缸和制动轮缸的设计计算305.1 制动轮缸直径与容积305.2 制动轮缸活塞宽度与缸筒的壁厚315.3 制动主缸直径与容积315.4 制动主缸行程的计算325.5 制动主缸活塞宽度与缸筒的壁厚325.6 制动踏板力与踏板行程336 全文总结34参考文献35摘 要汽车的刹车系统作为汽车的重要部分，在汽车安全性能中作为一个关键的角色，机动车刹车系统的好坏会对其在行驶的时候的安全、稳定的性能造成一定的影响。在发展迅速的汽车行业，提高汽车的制动性能，确保行车的安全可靠性，这些已经是设计人员在汽车开发上的首要任务，在满足了制动系统的安全性前提下，要改善其设计的思想和方法，不断的提高设计效率，从而大大的减小了设计所用的时间，这就可以从时间上去把成本降低，在设计人员方面，要不断提高和完善自己的设计思路，不断的从成熟的平台中开发出新的产品，这是非常有意义的。本文主要是对SY1046轻型货车的制动系统进行设计，使得制动系统满足SY1046轻型货车的需求，在计算中选出合理的参数进行制动器的设计，具体工作如下：首先，对CAD计算机辅助软件的发展历史以及功能做了比较详细的介绍，同时总结了这一款软件在中国各个领域的使用情况以及科学研究的现状。对制动系统的结构组成、工作原理进行了解、学习，本文的主要是针对领从蹄式制动器计算以及管路的选择和布置。对制动器效能因数，制动力、制动力矩、制动鼓以及制动蹄的计算。制动系统的选择、制动踏板，制动力的影响因数和轮缸与制动主缸的选择。本设计从首先分析制动器国内外的现状，制动器的基本构成与分类，制动器的结构选择，制动器的参数计算与确定，制动器的压力分布规律，以及最后的制动主缸与制动轮缸的选择，制动踏板的行程。都会在本设计中非常清晰的体现。关键词：鼓式制动器，制动鼓，制动蹄，管路布置，制动力，制动效能因数SY1046 Truck Brake System DesignABSTRACTBrake system is an important part in an automobile. It act as a key role in the safety of a car as same as the influence on its stability. With the rapid development of automobile industry, improving the braking performance of vehicles and ensuring the safety and reliability of traffic is the the primary task for its designers. At the base of meeting the safety of brake system, improving the methods of design and design efficiency will greatly reduce the design time. The cost of design will also be cut. In terms of design, as designer, for example, improving their own design ideas and make it perfect is very meaningful to developed a new products.In this paper, the braking system of SY1046 light truck is designed to make the system meet the demand of SY1046 light truck. Select the reasonable parameters in the calculation to carry out the design of the brake. Specific work is as follows:Firstly, give more detailed introduction about CAD computer aided software development history, its function, At the same time, this paper summarizes the application of this software in various fields of China and the present situation of scientific research.To understand the structure and working principle of the braking system. This paper is mainly aimed at the calculation of leading shoe and trailing shoe brake and the choice and arrangement of the pipeline.Choice of braking system, brake pedal, the influence factor of braking system and the choice of wheel cylinder and brake master cylinder.This design from the first analysis of domestic and international research and development of the brake. The basic structure and classification of the brake, the structure of the brake. Calculation and determination of the parameters of the brake, pressure distribution of brake, All of these will be obtained clearly in this design.Key words: drum brake,brake drum, brake shoe, piping layout, braking force, braking efficiency factorSY1046载货汽车制动系统设计杨海兴 0615122021 绪论1.1 制动系统概述 在当今经济与科学发展非常迅速的年代，汽车行业的发展也是很快速的，伴随着汽车技术的不断发展更新，汽车的功能不断完善的同时，还要考虑到汽车的整体安全性能也要不断的提高其标准。汽车的出现，就伴随着制动系统的出现，这是汽车行驶安全的可靠保障，制动系统主要是由外界给的一个作用力，然后使得汽车车轮有一个制动的摩擦力。这就能保障汽车行驶的安全性了，汽车受到作用力之后一定程度上产生减速甚至停车的效果，汽车的制动系统主要功能有：在驾驶员的操控下可以使得汽车减速或者停车、让已经停下来的车辆能够牢牢的停在所有状况的路面上、还有下坡过程中能够以稳定的车速下坡。由于汽车在运动的过程中会遇到各种各样的紧急情况，从而会导致汽车受到各种各样的不平衡的外力，这时就需要汽车制动系统，它能够提供一个外力，这个外力则是与汽车的行驶方向相反的制动力。机动车的制动系统有：摩擦式，液力式，电磁式。它们的工作原理都是差不多一样的，它们都是通过摩擦的方式把汽车行驶时的动能转化成内能。这就能达到汽车的速度降低和停止的作用。目前，所有的汽车都是利用摩擦力进行制动的。由于摩擦副的不一样，还可以分为：制动鼓，制动盘和带式制动三类。1.2汽车制动系统的国内外现状1.2.1 国外研究现状 目前，液压制动技术在国外已经非常成熟了，也普遍的应用各类汽车上。现代社会，人们对制动性能的要求是越来越高了，所以就会相继的出现防抱死系统、防滑控制系统，稳定性电子控制系统，主动避让功能也都慢慢的添加到制动系统中，从而导致了制动系统的复杂化，还会对液压回路造成负担，有泄露风险。在维修和装配方面难度也提升了。制动系统在结构上也会慢慢变得简单，它的功能，也会更加的安全和可靠。在制动系统的供能、控制、传动。这几个方面的不断发展，都逐渐的实现电子操控，司机为操控者，启动制动系统，发起制动信号，制动时的能量来源于蓄电池等功能装置，采用全新的电子制动器和电子集中控制的电子控制单元。机械连接也会越来月少了，制动踏板和制动器之间动力的传递动力也是逐渐的分离开来，然而取代的则是电线，电子控制，能量和信号的传递，都是通过电线了，这又叫线控制动，这是ABS被推广之前的一个快速式的发展。电子和液压连体的制动系统是建立在传统制动电子制动系统之上的。通过液压制动和电子制动的连体，就产生了电液复合制动系统，它应用了比较成熟的液压制动系统，从而可以保证制动效能和可靠性的提高。还应用了比较新的技术，电机回收能量，电机还可以提供制动力矩，这不但提高了燃料的燃烧效率，还降低了有害物质排放。这两套制动系统一起出现，就会导致结构复杂，成本急剧上升。同时也会对系统的失效性、维护和维修的难度增加。线控制动系统是未来的发展方向。 1.2.2 国内研究现状中国的汽车零部件这一个行业当中，对刹车片的认识也是非常不足的，所以说国内的刹车片行业一直处于不断摸索和探索的状态，这就导致了中国的汽车使用制动器衬片这一个行业与国外的先进水平还是有非常巨大的差距的。就拿生产上的工艺、标准和设备，这些生产资料都是长期沿用非常老的技术，没有任何的创新和改进，也没办法没能力自己单独的去创新和改进产品。这些就导致了管理粗糙，产品的开发技术规范也没办法赶上现在主流国际市场的标准评价体系，这就导致了这一款产品的出口份额非常的低。我国的制动衬片，在原材料，生产工艺 ，设备，测试的方法和标准，做实验用的设备，还有国际的制动衬片发展状况中获得了好的方法并且从中提高，这就造成了生产能力的快速提高和国内的科学研究水平也不断的进步。这就使得我们的现已有的产品不断的打入国际的售后市场，就比如山东金麒麟集团和山东信义汽车配件有限公司就是两个非常典型的代表，形成了2000多万的全套汽车制动摩擦片的能力，这就使得这些企业能向主机厂提供各种型号的摩擦片，摩擦片的出口数量在总产量中占有非常大的比例。国内的制动摩擦片生产企业在打进国际助剂配套市场的时候，从而提高了我们的业绩。在技术工艺和质量管理方面，国外发达国家都是出于领先的地位，供应商的产品开发和主机厂的开发是同步进行的。1.3 制动系统概述汽车制动系统具有减速、是汽车停止的功能，还有当下坡的时候，可以使得汽车拥有一个平均速度。可以使汽车停在各种复杂路况的路面上。制动系统为了更加符合汽车的运行状况，所以要有两套独立的系统，一个是行车制动系统，另一个是驻车制动系统。只有这些是不够的，有些汽车还应该设有应急，辅助和自动制动系统。 应急制动系统是的动力源是机械力源，在有这些应急制动系统的车上，如果出现储压装置的压力过低的时候，则应急制动装置就会采取措施，同时还可以作为驻车制动来使用，不过要在司机的操作下。汽车在下长坡的时候就要涉及到辅助制动装置。它可以让汽车拥有一个平稳的车速，同时可以减轻制动装置的负担。每一套制动装置它都包括制动器和制定驱动机构。制动系统的性能是由制动效能和恒定性还有汽车方向的稳定性构成的。 对制动系统的组成部分进行总结,则所有的制动系统都可以分为下面四个基本部分：(1)供能装置：制动的力源，它由供给和调节制动的部件组成； (2)控制装置：由生产和控制着两个部件组成； (3)传动装置：也就是管路系统； (4)制动器：力的效果展示，对汽车进行减速和停止的装置。1.3.1 汽车制动系性能要求(1) 应能适应有关标准和法规的规定设计师要思考到本国的标准，考虑到国家和地区的法规和用户，要满足它们的要求。(2) 具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能(3)工作可靠为了保证汽车的安全行驶，所以它至少要包含行车和驻车这两大制动系统，同时，两个制动系统工作不会互相干扰。但是，行车制动系统它的驱动机构要有两套以上的独立管路，这是为了避免一套失效的时候就无法产生制动力了。下表1.1当踏板力达到最大的时候，利用此时的制动减速度来评定制动效能。表1.1 国外有关标准法规对制动效能的规定标准名称适用车型制动初速度最大踏板力制动距离制动减速度美联邦汽车安全标准FMVSS 121气压制动汽车32969.873美联邦汽车安全标准FMVSS 105-75液压制动汽车489616.4662.18欧洲经济委员会（ECE）和欧洲经济共同体（EEC）法规货车：总质量总质量t总质量7050407007007004.44.44.4轿车与客车：座位数（包括司机）8座位数8和总质量5t80605007005.85.0瑞典制动法规总质量t总质量t80605007005.85.0表1.1中给出了外国的和标准相关的一些规则还有指标，中国采用它们的指标进行参考，形成自己国内的标准和规则。其中试验时的减速度为，对轿车应为。(制动初速度)；轻型载货商用车为：轿车为；载货汽车为。(4)制动效能的热稳定性好制动器的温度升高在所有的制动系统中都是很常见的。比如汽车在高速下坡的时候，需要采取短时间的连续制动，这就导致制动频率的增加从而温度也随之升高，最高的时候，制动器的摩擦副可高达300到400。最高的可高达700。此时，制动器受温度影响，摩擦系数减小，使得制动效能也随着减小。这就是所说的热衰退。只有不断的经过散热降温，才能使得摩擦表面得到磨合，制动性能才可以得到慢慢的复原。这就是热恢复。我们可以提高摩擦材料的高温稳定性，增大制动鼓，这几个措施可以促进温度的冷却，从而改善制动器的制动效能。(5)制动效能的水稳定性好影响制动器的还有就是水，当制动器摩擦表面进水之后，摩擦系数会被水的影响，从而快速的减小。制动效能也会随着减小，这就是水衰退现象。当汽车在雨天行驶的时候，遭遇水衰退现象的时候，反复轻踏刹车踏板5至10次，水分被热量带走后，制动就恢复正常了，材料好的话，它吸水率很低，恢复能力很快。(6)制动时的汽车操纵稳定性好不管汽车以什么速度进行制动，汽车都还要有可靠的操纵性和稳定性，所以，汽车制动器的前后制动力距需要有适当的比例，汽车的前部分，制动器对前轮的制动力矩，必须要一致。否则就有抱死，失去方向的操纵性，后轮，如果抱死则会侧滑，就会导致方向的稳定性丢失，如果后轮制动力距有个差值，就会导致制动的时候汽车会跑偏.(7)制动踏板和手柄的位置和行程符合人机工程学要求货车的制动最大踏板力一般为500N到700N，同时为了方便操作性，操控性，还有舒适性，踏板的形成在货车中小于或者等于700mm，还要考虑摩擦衬片的容许磨损量，制动手柄形成不大于200mm。1.3.2 CAD技术的发展概况与趋势从人类发明机械到现在机械的广泛应用，设计和研究机械的方法也同时随着时代的进步而不断的进步，就如汽车，在汽车刚诞生的时候，设计师是不断积累经验来把汽车的各个部件给设计出来，同时也要在计算机计算不断的进步的基础上，采用计算机的功能，对汽车的设计、测试和试验都得以实现，计算机的不断进步，使得汽车设计的测试技术和测试设备的功能也越来越强大了，这就更有利于零件的结构、强度和性能等各个方面也会越来越容易的实现，各个方面的精度也会不断的提高。在汽车设计的各项工作中，汽车结构设计和强度的计算，工程师都可以通过计算机来完成这些工作，汽车平台参数的匹配选择，各个部件的性能和使用寿命的模拟分析。所有的这些东西都是在计算机辅助下来完成产品的设计和开发的。汽车设计工程师可以通过CAD软件来进行自己对汽车的构思和模拟，然后进行图纸的绘制，汽车的设计工程师通过这个技能，就可以把相对复杂的零件图形以及巨大的计算量都交给计算机来完成，大大的缩短了项目的完成时间。除此之外，计算机还能够对不同的设计结果进行快速的处理和分析，从而从中选出更好的方案；它还可以将绘制的二维或者三维草图转换成其他类型或者其他格式的图；有的时候手绘图纸修改及其不方便，就正如某些形状和尺寸的修改，但是在在计算机上就可以很方便的对零件图纸信息进行更好的调整和修改，从而得出最优的设计方案。2 制动器的结构选择及方案分析摩擦式制动器是由一个转动元件以及两个固定元件的表面所构成的，相互接触产生摩擦力进行制动使汽车减速或者是停止。当汽车在山路上行驶的时候，由于路况的多变，就要用到一些辅助系统。2.1 汽车制动器结构的选择 车轮的制动器，主要是作为行车制动系统使用，某种情况下，也会转换成制动系统，现在最为广泛使用的是摩擦式制动器。2.1.1 摩擦式制动器1）根据摩擦副的不同可以分为：鼓式、盘式、带式、三大类制动器。然而目前运用最为广泛的是鼓式制动器以及盘式制动器。同时，在商用车，轻型和重型载货汽车上，鼓式制动用的最多。安装在制动器底板上的，底板又和前梁或者后梁桥壳凸缘的支架上。制动鼓式随着车轮转动的，制动蹄是固定不动的，当给制动蹄施加力的时候，两者就会发生摩擦，产生摩擦力矩。这个还叫做蹄式制动器。对于外束型制动器，摩擦力矩是作用于制动鼓的，这就称为带式制动器。大都是采用内张型鼓式制动器。 本课题研究设计的是SY1046轻型载货汽车的制动器。这是一款轻型载货汽车，从制造成本和维修成本方面进行考虑、还有就是结构的简单性，所以我就选择内张型鼓式制动器。鼓式制动器的不同，导致领从蹄的蹄片数量也是不一样的。这是因为蹄片的支撑点和张开力的位置不同产生的。单位时间内对制动器输入压力，在这个压力的作用下所产生的力矩，就叫做制动效能。在对不相同的制动效能因数，是通过制动鼓的作用半径上，摩擦力和输入力的比值来进行定义的。摩擦因数对效能因数造成的影响、以及温度，水滴。都会干涉到制动效能的稳定性，效能因数抵抗外界环境的能力可以反应出制动效能的可靠性。受力情况的不一样，制动器可以分为以下几类(见2.1图)图2.1 鼓式制动器简图（a） 领从蹄式 （b）领从蹄式 （c）双领蹄式 （d）双向双领蹄式 （e）单向增力式 （f）双向增力式在上述图中的制动器中，领从蹄式制动器的工作可靠性以及安全性都是出于中间地位。领从蹄的互相交换使得汽车在前进以及后退的时候产生的制动性能都是一致的。以及非常方便安装驻车制动驱动机构，对于蹄片之间的间隙也是很容易进行调整，在乘用车和商用车上得到广泛的应用。SY1046轻型载货汽车，参考成熟的轻型载货汽车的制动系统，则采用领从蹄式鼓式制动系统如图2.2所示。图2.2 领从蹄式制动器2.2 制动管路的布置型式在管路系统的选择中也是非常关键的，管路系统可以提高制动驱动机构的工作可靠性，可以保证汽车在行驶过程中的安全性。制动管路的布置，至少要有两套能单独工作的管路系统。双管路是一个比较典型的设计。不管传动介质是气压还是液压，都需要有多个管路系统，这是为了行驶过程中的安全性重要的保障。下方图2.3所示为常用的管路布置图。图2.3 双回路的5种方案a型；b-X型；c-HI型；d-LL型；e-HH型如图2.3（a）前后制动器工作时是不会相互干扰的，简称为型。该回路结构布置简单，造价低，广泛运用在货车上。从这个管路的布置中可以看出，后轮制动失效，前轮抱死就会导致转弯的能力，对于前驱的机动车，该管路失效时，制动效能会快速降低。这就导致后桥的负荷比前轴要小很多，后轮抱死还会造成甩尾。这就非常容易产生相碰的事故。图2.3（b）这个是交叉型回路系统，又称为X型，这是通过交叉，把前后制动器连在一起，形成独立的系统。对角两个轮是属于同一个回路的。这种回路的特点是：结构和成本都是挺低的，在回路性能上，只有一个回路工作的时候就拥有百分之五十的制动力，制动力和分配系数都没有改变。这就保证了制动的时候与整车的负荷相适应。图2.3（c）从图中可以看出，前后轮制动器的轮缸构成的一个独立系统，它们都是利用其中轮缸的一半接着另一个轮缸，这就构成了一种新型分路型式称为HI型。图2.3（d）从d图中看出，这是两个回路，而且是相互独立的。分为：前轮制动器回路和后轮制动器回路，这就是半个轴和一个轮缸的型式即为LL型。图2.3（e）这个图为HH型布置，这也是由前、后制动器的半数缸组成的两个独立的回路。这种布置型式能让系统的制动效能可以以最高的效率输出。基于以上分析，本次设计SY1046轻型货车制动系统采用图2.3(b)所示前后轮制动管路呈对角连接的两个独立的回路系统。2.3 制动驱动机构的结构型式选择由于制动力的方式不同，制动力和力的传递方式不同可以分为下面几种型式如下图2.1所示。1) 简单制动系所谓的简单制动系，也就是靠人力来制动的制动系统，也就是司机在采取制动措施的时候，作用在脚踏板上的力即为制动力源，力的传递方式有好几种，在下表2.2中列出了。同时还分为机械式和液压式两种方式。机械式主要是靠钢丝绳或者是杆，来传递力。不管是结构还是造价方面，可以保证工作的可靠性和稳定性，但是它的机械效率非常低，所以，这个方式仅仅用在一些中小型汽车的驻车制动装置中。液压制动系，主要是当汽车在行驶过程中，液压制动系可以对汽车进行速度的减慢，或者是停车的功能。它具有反应时间迅速，只需要0.1s0.3s可靠稳定的优点。表2.2 制动驱动机构的结构型式制动力源力的传递方式用途型式制动力源工作介质型式工作介质简单制动系（人力制动系）司机体力机械式杆系或钢丝绳仅限于驻车制动液压式制动液部分微型汽车的行车制动动力制动系气压动力制动系发动机动力空气气压式空气中、重型汽车的行车制动气压-液压式空气、制动液液压动力制动系制动液液压式制动液伺服制动系真空伺服制动系司机体力与发动机动力空气液压式制动液轿车，微、轻、中型汽车的行车制动气压制动系空气2) 动力制动系动力制动时利用发动机的动力性进行制动，发动机的动力带动液压和气压的势能。它可以全部转化成为制动的力源，这个过程中，驾驶员操作控制元件-脚踏板，此时，踏板力和其他的行程存在一个反比例的关系。踏板力比较小，可以存在比较好的踏板行程这是很重要的，这就考虑到驾驶员操作的舒适性。 3) 全液压动力制动系发动机动力带动液压泵，使得液压泵成为了提供压力的动力源。当制动系统不工作的时候，制动液在油泵和油箱之间的流动是没有任何负荷的。当制动的时候，阀门有着节流的作用，同时产生轮缸所需要的压力。在闭式回路中，时刻保持着非常高的压力。这就成为了常压式。在操作反应时间这一块，它是反应最快的。缺点就是对管路的性能要求非常高，涉及到气密性。两种回路当油泵不工作时，开式的就直接没任何效果了，闭式的还储存相应的压力，它还会对汽车进行多次制动效果。就目前来说，为了汽车的安全性着想，大都是采用常压式的。全液压动力制动的优点：在操纵方面非常的轻便、还有在作用时间上，反应非常迅速，可以产生较强的制动力，对于空气阻力的影响非常小。对于制动力调节装置和防滑移装置的采用也是非常简单的。它还可以和动力转向、液压、举升机构等设备用同一个液压泵和一个油罐。当制动系统中的气压或者液压达不到正常压力的时候，不管什么类型的制动系统，它的制动作用效果全部消失。4) 伺服制动系伺服系统是一套助力装置，它输出的压力是由这个系统产生的。但是在动力伺服系统不工作的时候，制动力可以完全由司机进行提供，这个伺服系统在中级别以上的轿车广泛使用，还有客车和货车。 真空伺服制动，发动机在进气的时候会在节气门处产生真空，这就作为动力源。柴油车，它是需要一个独立的真空泵来进行能量的储存，真空泵的最终动力来源于发动机。综合上述所述SY1046选用了真空助力式伺服制动系。使得该轻型货车的制动系统操作起来更加的简单轻松。3 制动器主要参数的确定SY1046的主要技术参数：汽车轴距；汽车空载、满载时总质量，；空载、满载时的轴荷分配，包括前轴负荷，；空载、满载时的轴荷分配，包括后轴负荷，；满载、空载时的质心位置，包括质心高度，；质心距前轴距离；质心到后轴距离；最大车速：120Km/h 轮距：B=1.45m；轮胎型号：6.50-16。3.1 制动力与制动力分配系数 汽车制动时，不计滚动阻力，对某个大于0角度的车轮，力矩平衡方程为： （3.1） 式中：制动力矩；路面产生的制动力N；这轮有效半径m。令 （3.2） 与地面制动力的方向相反，当车轮角速度时，大小也会一样，制动力只和制动器有关。制动力取决于它的结构形式、尺寸、摩擦副的系数还有车轮的有效半径。同时和制动系的液压成正比，如果通过增加踏板力来增加制动力，那Ff和FB也会随着增大的，但是又因为地面受限于附着系数，所以不可能大过附着力F，即 （3.3） 或 （3.4） 3.2 同步附着系数（3.5） 前制动力；后制动力；制动力分配系数。 只有附着系数等于同步附着系数的路上，汽车前后轮制动器可能同时抱死，但是汽车在不同值的路面上制动时，可能有以下三种情况:(1)当时线在线下面时，制动时前轮先被锁死，在正常的情况下，它没有了转向能力；(2)当时线位于线上面时，当刹车时，后面车轮先被锁死，会发生轮胎侧向滑移，从而汽车就失去了稳定性；(3)当时为了避免在制动的时候，前轮没有转向的功能，后轮还侧滑的情形。所以在制动的时候，当车轮即将抱死的时候产生的最大制动减速度。理论说明，汽车在相同道路上采取制动时，它的减速度为：，即，为制动强度。只有在的路面上，可以利用附着系数利用率来来进行表示的可定义为：（3.6） 式中：汽车地面制动力；汽车所受重力；。当时，达到最高的利用率。后轮抱死所产生的严重性比前轮抱死产生的严重性要低很多，所以，通常会把值定的较低，也就是说在附着系数最低区间的中间区域。而当今社会的道路状况也是提高了很多。机动车的最高时速也上调了很多，当出现故障时，如果后轮锁死，则会产生大幅度的侧滑，非常容易的产生甩尾以及调头的情况。所以，轻型载货汽车的值的取值会不断的增大，根据外国的一些相关规定得出，满载时同步系数为：货车取为宜。目前的汽车都是通过比例阀来调节制动力的。比例阀是可以根据各种因素比如制动强度和载荷等，来对前后轮制动力的比值进行改变，调整到一定的状态。提高附着系数的利用率，从而保证汽车的方向稳定性。国外的制动法中有规定，在任何情况下：都会在当中的时候，前轮都是先抱死。后轮不会抱死，在当中的时候，必须满足。参考与SY1046同类车型的值，从中得出： 图3.1 车辆的制动强度与附着系数要求3.3 制动强度和附着系数利用率根据上述所选的，带入下列公式求得： （3.7）式中：汽车轴距（）为：2.6；制动力分配系数为0.786； 质心高度为0.76。代入公式（3.7）得出制动力分配系数。已知： （3.8） （3.9）式中：制动强度；前轮制动力；后轮制动力。 当，故，；。此时，符合GB126761999的要求，如下表3.1及表3.2。当时，当前轮刚抱死的时候，则会得到最大的总制动力，即。此时求得： （3.10）（3.11） （3.12）表3.1 取不同值时对比GB 12676-1999的结果0.10.20.30.40.50.60.73050.45238.08344.611862.315878.622716.337000.80.0620.13150.20950.29780.39870.51490.55740.66930.70320.74070.78240.82910.88180.9416GB126761999符合国家标准符合国家标准符合国家标准符合国家标准符合国家标准符合国家标准符合国家标准当时，当后轮刚抱死的时候，则会得到最大的总制动力，即。此时求得： （3.13）（3.14）（3.15）表3.2 取不同值时对比GB 12676-1999的结果0.832069.80.80601.0075GB126761999符合国家标准3.4 制动器最大制动力矩确定好前后轮的制动力矩，是汽车具有高效率的制动效能和稳定性的前提。当附着力力被完全利用的时候，汽车获得最大的制动力。这时制动力正比于 所以，当汽车的附着力被充分利用的时候，前后轮同时抱死的制动力之比为：（3.16）前后轴轴距分别为：1.35m；1.25m；同步附着系数为0.786， 汽车质心高度为0.76。代入（3.16）得出比值为：2.45。车轮的计算力矩会对制动器的制动力相互制约，即 （3.17） （3.18） 式中：前轮制动器制动力，；后轮制动器制动力；作用于前车轮上的地面法向反力；作用于后车轮上的地面法向反力；采取相对低的同步附着系数来避免条件较差和车速低的道路条件。取值的汽车，为了保证的时候,在良好的路面上前后轮同时抱死滑移，这时，前后轮的最大制动力矩为：（3.19） （3.20） 对于选取较大值的各类汽车，确保轴有最大制动力矩，要首先考虑汽车的稳定性。当时，相应的极限制动强度，下列为后轴和前轴的制动力矩： （3.21） （3.22）式中：最大附着系数为0.786；制动强度为0.786；车轮有效半径。 代入公式（3.21）得出后轮最大制动力矩为：。单个车轮制动器应有的最大制动力矩为的一半，为1692.4Nm。3.5 制动器因数和制动蹄因数制动器在一定压力下，能输出的力和力矩就是制动因数。它反映制动器性能的好坏。作为制动器的一种评判。它还等于制动力与输入力的比值。所以下列式子： （3.23） 式中：制动鼓的作用半径；两制动蹄的张开力。鼓式制动器，两蹄的张开力分别为、,制动鼓半径为，制动鼓获得制动蹄的摩擦力矩为和，则两蹄的效能因数即制动蹄因数分别为： （3.24） （3.25） 整个鼓式制动器的制动因数则为（3.26） 当时，则 （3.27）对于制动器的力的分布，作用点和方向，假设张开力F0的作用下制动蹄和制动鼓的相互作用力合力N如下图3.2所示,施加在衬片的B点上。作用力作用点在B点处，从这个作用点引起的摩擦系数。 及为结构尺寸，图3.2所示。图3.2 鼓式制动器的受力图对领蹄取绕支点A的的方程，即（3.28）由上式得领蹄的制动蹄因数为 （3.29）当制动鼓反转时，领蹄就取代变成了从蹄，这时摩擦力的方向与图3.3所示相反，分析得到从蹄绕支点A的力矩平衡方程，即（3.30） （3.31）当张开力时，要多3倍左右。图3.3是制动蹄因数对摩擦系数的关系图，由图中信息可得到，当增大时，领蹄就趋向无限大，这就说明，只要一个很小的踏板力，制动力矩就会迅速回升，直到合适为止，此时放开踏板，领蹄没有变化，一直在制动状态，这就是自锁现象。当发生这种现象的时候，只要反转制动鼓，这种现象就会消失。在做高温实验的时候得出结果，多次紧急制动，制动器的因数会下降百分之五十。在下长坡的时候，连续缓慢制动，也是会降为百分之三十的。1领蹄；2从蹄图3.3 制动蹄因数及其导数与摩擦系数的关系3.6 鼓式制动器的结构参数3.6.1 制动鼓直径D或半径R 当输入力一定时，制动鼓直径的增大也会导致它的质量增加。这就会使汽车的悬架质量增加，对汽车行驶的平稳性有一定的影响。制动鼓和轮辋需要空出合适的间隔，这个间隔不能小于，这个是为了通风性，降温的作用。制动鼓的直径就可以根据这个间隙范围选出来。制动鼓直径和轮辋直径比值为：轿车 货车SY1046为轻型载货汽车，采用16的轮辋所以取， 载货汽车，制动鼓内径比轮辋外径要小。对于深槽轮辋，由于其中间深陷部分的尺寸比轮辋名义直径小得多。见表3.3。表3.3 制动鼓最大内径轮辋直径/in121314151620，22.5制动鼓最大内径/mm轿车180200240260货车客车2202402603003204203.6.2 制动蹄摩擦村片的包角及宽度b则鼓的温度也会是最低的，这就可以提供一个非常高的制动效能。包角越小单位压力就越大，散热更好，但是会加快磨损。包角也要小于等于120度，包角过大对散热非常不好，还有就是制动的时候会产生不平稳的效果，同时还会发生自锁。综合上述所述本设计SY1046选为99度。由表3.4中参数，选取宽度b=85mm的制动蹄片。表3.4 QC/T309-1999制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列制动鼓工作直径D制动蹄片宽度b2203035404550602404050607590110260405060759011028040506075901103004560758510012032050657585（95）1003406580100120140160上表中的两个参数： 制动器的摩擦面积由制动鼓决定，有以下关系： （3.32） 式中：D制动鼓内径为320mm；b摩擦衬片宽度为85mm；摩擦衬片包角为99；单个制动器摩擦面积。 代入公式（3.32）得出=469.7mm2。参考下表3.5进行验算汽车质量与制动器与摩擦面积关系是否合理。表3.5 制动器衬片摩擦面积汽车类别汽车总质量单个制动器摩擦面积 货车（）由上表数据可知设计符合要求。1） 摩擦衬片起始角图3.4表示的是摩擦衬片的起始角。令。为了改良制动效能和磨损程度，通常会运用单位压力的分布状况，也就是在最大压力点采取对称分布。2） 张开力的作用线至制动器中心的距离。为了使制动轮缸安装可靠、方便。还有工作的稳定，应使距离尽可能的大，可以增加制动效能，刚开始可以选择。3） 制动蹄支销中心的坐标位置与如图3.4所示，销钉中心的位置优先从小参数