8制动系设计(科大).

1、第八章第八章制动系设计S8-1概述82制动器的结构方案分析83制动器主要参数的碓定84制动器的设计与计算85制动驱动机构86制动力调节机构87制动器的主要结构元件一、制动系的功用：使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车; 在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速; 使汽车可靠地停在原地或坡道上。行车制动装置二、制动系的分类：驻车制动装置1应急制动装置J辅助制动装置汽:车制动系统图组1）足够的制动能力；2）工作可靠；3）不应当丧失操纵性和方向稳定性；4）防止水和污泥进入制动器工作表面；5）执稳定性良好6）魂以轻便，并負有良好的随动性；7）噪声尽可能小；8）作用滞后性应尽可能短；9）摩擦衬片（块）应有足

2、够的使用寿命;10）调整间隙工作容易；11）报警装置。一0缓速器一、鼓式制动器2制动器的结构方案分析鼓式盘式 带式中央制动器摩擦副结构分领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增丿j式、双向增力式等几种O不同形式鼓式制动器的主要区别: 蹄片固定支点的数量和位置不同； 张开装置的形式与数量不同； 制动时两块蹄片之间有无相互作用。易混概念制动器效能制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩。制动器效能因数在制动鼓或制动盘的作用半径尺上所得到摩擦力(M/R), 与输入力F。之比。k -叽制动器效能的稳定性FR效能因数K对摩擦因数f的敏感性(dK/df) o1 领从蹄式每块蹄片都有自己的

3、固定支点，而且两固定支点位于两蹄的同一端0张开装置凸轮或楔块式平衡凸块式楔块式非平衡式2双领蹄式I活塞轮缸（液压驱动）特点：制动器的效能和效能稳定性，在各式制动器中居中游； 两蹄衬片磨损不均匀，寿命不同。V . 丄 领从蹄演示 楔块式演示 凸轮式演示/F,两块蹄片各有口己的固定支点.而日两固定支点 位于两蹄的不同端。每块蹄片有各自独立的张开装置，且位于与固定支点 相对应的一方。制动效能相当高，而且不变，磨损均匀，寿命相同。4 双从蹄式双向双领蹄演示两块蹄片各有自己的固定支点，而且两固定支点位于 两蹄的不同端。制动器效能稳定性最好，但制动器效能最低。双从蹄演示制动器的制动效能相当高；倒车制动时，

4、制动效能明显下降; 两蹄片磨损均匀，寿命相同；结构略显复杂。3 双向双领蹄式双领蹄演示两蹄片浮动，始终为领蹄。5 单向增力式nfFx制动器效能很高，制动器效能稳定性比较差。双向增力式演示两蹄片只有-个固定支点，两蹄下端经推杆 相互连接成-体。蹄与鼓仅在蹄的中部接触时，输出制动力矩 就小，而在蹄的端部和根部接触时输出制动 力短就较大。鼓式制动器的效能因数排序增力式制动器，双领蹄式制动器，领从蹄式 制动器和双从蹄式制动器。制动器效能稳定性排序则与上述帖况相反。影响鼓式制动器效能的因素：1）主要取决于根据制动器的结构参数和摩擦因数计算出来的制动器效能因数值；2）受蹄与鼓接触部位的影响，与调整有关。制

5、动器效能很高，制动器效能稳定性相为差。敢向增力式演示6 双向增力式图X- 3 鼓式制动器效能因 数与摩擦囚数的关系I-双向增力式 2収族歸式3颂从蹄式 4a从蹄式制动器的效能因数越高，制动效能受接触情 况的影响也越大。两蹄片端部各有一个制动时不同时使用的共用支， 点，支点下方有张开装置，两蹄片下方经推杆连 * 接成一体。二、盘式制动器钳盘式（点盘式制动器）J固定钳式浮动钳式滑动钳式摆动钳式全盘式（离合器式制动器）定钳式的优点:)除活塞和制动块以外无其它滑动件，易于保证钳 的刚度；结构及制造工艺与一般的制动轮缸相差不多；容易实现从鼓式到盘式的改型；能适应不同回路驱动系统的要求。固怎钳演示S细侖式

6、衍絵功定钳式的缺点:固定钳式制动器要兼作驻车制动器，必须在主制动钳上另外附装 一套供驻车制动用的辅助制动钳，或是采用盘鼓结合式制动器。这一方面使制动器的径向和轴向尺寸增人，增加了在汽车上的布 置难度，另一方面增加了受热机会，使制动液温度过高而汽化；至少有两个液压缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动盘的内部 汕道或外部汕管来连通；浮动钳式制动器的优点:浮动钳演示仅在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动 器能更进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管，加之液压缸冷 却条件好，所以制动液汽化可能性小；成本低：浮动钳的制动块可兼用于驻车制动。制动钳的安装位置：可以在车轴Z前或之后。制动钳位于轴前，则可

7、避免轮 胎向钳内甩溅泥污。098-6制动时车轮、JW动盘及轮載紬承的受力a）b創动St位于H盾i2舍 3H法岗反力 Fb-M力 F|. Fi-F9 M F.的令力及帕应的支炭力 F、F； 読忖块对無动盘的厚揺力及相应的文员力F-佗敏输展的合或荷热稳定性好；水稳定性好：制动力矩与汽车运动方向无关；）易于构成双回路制动系；（尺寸小、质量小、散热良好：）衬块磨损均匀；更换衬块容易：易于实现间隙自动调整。/盘式制动器的主要缺点：j1）、难以完全防止尘污和锈蚀（封闭的多片全盘式制动器除外）。j2）、兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂。3）、在制动驱动机构中必须装用助力器。j4）、衬块工作面积

8、小，磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块。制动钳的安装位置对制动性能及轴承受力的影响制动钳位于轴后能使制动时轮 毂轴承的合成载荷F减小； 83制动器主要参数的确定一.鼓式制动器主要参数的确定3燃擦衬片起始角朋1制动鼓内径D轿车：D/Dr=0.640.74货车：D/Dr=0.700.832.摩擦衬片宽度b和包角Q包角一般不宜大于120 o4制动器屮心到张开力F0作用线的距离e使距离e尽可能大，初步设计时可暂定e=0.8R左右。5.制动蹄支承点位置坐标日和c使日尽可能大而c尽可能小。初步设计时，也可暂定日=08R左右。二、盘式制动器主要参数的确定1 制动盘直径D尽可能取大，降低制动钳的夹紧力，减少

9、衬块的单位压力和工作温度。 受:轮辎直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辎直径的70%79%。2制动盘厚度力制动盘厚度h对制动盘质量和工作时的温升有影响。 为使质量小些，制动盘厚度不宜取得很大； 为了降低温度，制动盘厚度又不宜取得过小。实心制动盘厚度可取为1020mm;通风式制动盘厚度取为2050mm;3摩擦衬块外半径月2与内半径R1外半径宠与内半径R1的比值不大于1.5：、彳/若此比值偏人，工作吋衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多， 磨损不均匀，接触而积减少，导致制动力矩变化大。y O 84制动器的设计与计算一、鼓式制动器的设计计算1 压力沿衬片长度方向的分布规律D两个自由度的紧蹄摩擦衬片的礎

10、应变麴I律 岛=?)C, B cos 对于紧蹄的径向变形3和压力0为：5 QS|maxSin(q+e) P Pl max Sin(q+0j2) 一个自由度的紧蹄摩擦衬片的左向变形规律6 = BjCj = B|B sinxi =sin/( J/表面的径向变形和压力为：勺=RsxnadyPl = Pmaxsin新蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律。法向力dFi p bR dapmbRsina口/厶蚣.r2(p- ma(p cusaHsin al厶L上坡停驻时后桥附着力下坡停驻时后桥附着力(L.心.U L汽车可能停驻的极限上坡路倾角根据附着力与制动力相等的条件求取加aS汽车可能停驻的极限下

11、坡路倾角0I0 2030 4U,(fLya = arctanL+ cphg图R 13卩艸/叫乂 卜沖/叫卜2叫R对a的关系_ O q 85制动驱动机构一、制动驱动机构的形式,机械式：简单制动机械效率低，传动比小，润滑点多; 结构简单成本低，工作可靠。液压式:制动力源动力制动k伺服制动作用滞后时间较短（0.1-0.3s）: 工作压力高（可1020MPa）,结构 简单，质量小；机械效率较高。气压制动：操纵轻便、工作可靠、不易出故障、 维修保养方便。结构复朵.时间较长；全液压动力制动开式真空伺服制动空气伺服制动液压伺服制动笨重.成本高；作用滞后 费下质量大：噪声大。（常流式）005007MPa（常圧

12、式）0.6-0.7MPa全车的所有行车制动器的液压或气压管路分为两个或多的互相 独立的回路，其中一个回路失效后，仍可利用其它完好的回路起 制动作用。4 O厂ATr结构简单，可与传统的单轮缸鼓式制动器配合使用，成本较低;若肩制动回路失效，则一旦前轮抱死即极易丧失转弯制动能力。对于采用前轮驱动因而前制动器强于后制动器的轿车，当前制动回路 / 失效而单用后桥制动时，制动力将严重不足，并且若后桥负荷小于前轴，则踏板力过大时易使后桥车轮抱死而汽车侧滑。（X型管路布置特点：结构简单；I直行制动时任一冋路失效，剩余总制动力都能保持正常值的50%；）一旦某-管路损坏造成制动力不对称，此时前轮将朝制动力大的一边

13、 绕主销转动，使汽车丧失稳定性。（这种方案适用于主销偏移距为负值（达20mm）的汽车上。ILL型和HH型在任一回路失效时，前、后制动力比值均与正常情况下相同；LL型和HH型的剩余总制动力可达正常值的50；HI型单用一轴半回路时，剩余制动力较大，但此时与LL型相比，紧急制动情况下后轮很容易先抱死。三、液压制动驱动机构的设计计算1 制动轮缸直径d的确Nd = yl4F0 /（初2 制动主缸直径oO的确定“第/个轮缸的工作容积 X =三 打所有轮缸的总工作容积r = y；r1（轿车）（岱车）4初步设计时=L10V3V主缸活塞行程SO和活塞直径00般 &= （1.8- 1.2）乩。3 制动踏板力Fp坨

14、吋和X要求：最大踏板力一般为500N （轿车）或700N （货车）。ABS演加V OABS演加V O4制动踏板工作行程 Sp=jp （So十為十九）踏板行程（汁入衬片或衬块的允许磨损量：对轿车最大应大于一、限压阀限压阀适用于轴 距短且质心高，从而制动时轴荷 转移较多的轻型 汽车，特别是轻 型和微型轿车。二.制动防抱死机构ABS演加V O 8-7制动器的主要结构元件一、制动鼓制动鼓应活有足够的强度.刚度 和热容疑，与摩擦衬片材料相配合， 又应为有较高的摩擦肉数。铸造式：多选用灰铸造铁，具有机械加工容易、耐磨热 容量大等优点轿乍壁厚取为712mm,货车取为 13-18mmok-组合式：质M:小，工

15、作面耐磨，并有较高的摩擦因数二.制动蹄轿车和轻型货车的制动蹄广泛采用T形钢辗压 或用钢板焊接制成：重型货车的制动蹄则多用铸 铁或铸钢铸成，断面有工字形.山字形和II字形 几种。制动蹄腹板和翼缘的厚度，轿车为 35mm,货乍约为58mm。制动蹄和摩擦片可以钾接，也可以粘接。、摩擦衬片(衬块)1)2)3)4)5)6)7)具有一定的稳泄的摩擦因数。貝有良好的耐磨性。要有尽可能小的压缩率和膨胀率。制动时不易产生噪声，对环境无污染。应采用对人体无害的摩擦材料。有较高的耐挤压强度和冲击强度，以及足够的抗剪切能力。摩擦衬块的热传导率应控制在一定范围。石棉摩阻材料：由增强材料(仃棉及貝它纤维)、粘结剂.摩擦性能较高的耐热性和耐磨性，没有石棉粉尘公害调节剂组成制造容易、成本低.不易刮伤对偶； 耐热性能差，随着温度升高而摩擦因数降低. 磨耗增高和对环境污染半金属摩阻材料：由金属纤维、粘结剂和摩擦性能调节剂组成金属摩阻材料：粉末冶金无机质耐热性好、摩擦性能稳定制造工艺复杂.成木高.容易产生噪声和刮伤对偶四.制动鼓（盘）与衬片（块）之间的间隙自动调整装置/产生制动作用的时间增长：间隙过大 同步制动性能变坏；增加了压缩空气或制动液的消耗量，并使制动踏板或手柄行程增大盘式制动器利用制动钳的橡胶密封圈的极限弹性变形量，來保持制动时为消除设疋 隙所需的活塞设怎行程&犬柳胡為的淇* v盘XiW