汽车设计课件--8制动系设计.

1、第八章制动系设计§8-2制动器的结构方案分析§8-3制动器主要参数的确定§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§8-7制动器的主要结构元件§8概述一、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; 使汽车可靠地停右加地或坡道上。行车制动装置二、制动系的分类：驻车制动装置应急制动装置 辅助制动装置1）足够的制动能力;2）工作可靠；3）不应为丧失操纵件和方向稳定性；4）防止水和污泥进入制动器I作表面;5）热稳定性良好:6）操纵轻便，并具有良好的随动性：7）噪

2、声尽可能小：8）作用滞后性应尽可能短；9）摩擦衬片（块）应有足够的使用寿命:10）调整间隙工作容易；11）报警装置。§ 82制动器的结构方案分析摩擦式f鼓式彳液力A-纹速器肆擦副结构 < 盘式电磁式L带式中央制动器一、鼓式制动器分领从蹄式、双领蹄式、双向及领蹄式、双从蹄式、甲向增力式、 蹄片固怎支点的数量和位置不同； 张幵装置的形式与数量不同; 制动时两块蹄片Z间有无和4作川o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。易混概念制动器效能因数在制动鼓或制动盘的作用半径/?上所得到摩擦力 与输入力F()之比。k制动器效能的稳定性E°R效能因数K対摩擦因数

3、创敏感性(dK/df) o亠h轴"故砒*1 领从蹄式每块蹄片都冇口己的固定支点.而1L两固定支点位丁两蹄的同端o平衡凸块式楔块式/Fi4fF壬O双从鞠演示张开装置'平衡式凸轮或楔块式非平衡式、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。宀 领从蹄演加 康块宾演示 凸怡式演示 W4T C2 双领蹄式两块蹄片各有IJ的固定支点，而11两固定支点 位于两蹄的不同端。每块蹄片有齐门独必的农开装置，且位j:与同疋支点相对应的-方。制动器的制动效能和当高；倒乍制动时，制动效能明显卜降; 两蹄片糜损均匀，寿命相同；结构略显复杂。

4、3 双向双领蹄式戏领蹄演示两蹄片浮动，始终为领蹄。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佇n己的固定支点，而iL两固定支点位于 两蹄的不同端。制动益效能稳定件最好，但制动器效能最低.5单向增力式两蹄片只冇一个固定支点，两蹄下端经推杆 相互连接成一体。制动器效能很简，制动器效能稳龍件相当羞06 双向增力式两蹄片端部各有-个制动时不同时便用的共用支 点，支点卜方有张开装麗，两畸片卜方经推杆连 接成一体。制动器效能很高，制动器效能危怎性比较& O双向增力式演示车插工"ft故研 ifflK 3 鼓式制功器效能典 救9冷擦囚数的关系I- 口向

5、琳”式 23Ki从咒式 4 仪从蹄比仙工程最研鼓式制动器的效能因数排序壇丿J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。制动器效能稳址性捲序则9上述怙况相反。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利摩 Q擦因数汁算岀來的制动器效能因数值；I2）受蹄与鼓接触部位的影响，9调蔡有关。|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田制动 力矩就较大。制动器的效能内数越禺，制动效能受接触皓 况的影响也越大。:二、盘式制动器滑动钳式钳盘式（点盘式制动器）浮动钳式摆动钳式全盘式（离介器式制动器）定钳式的优点:除活塞和制动块以外无比它滑动件

6、，易于保证钳 的刚度；结构及制适匸艺9般的制动轮缸相差不筝；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。瑕容车插工程叔研室_固怎创演示至少有两个液床缸分置制动盘两侧,必须用跨越制动盘的内部定钳式的缺点:浮动钳式制动器的优点：仅在盘的内侧有液压缸,故轴向尺寸小，制动 器能迥进步朮近轮毂：没冇跨越制动盘的油道或油管.加之液爪缸冷 却条件好，所以制动液汽化町能性小：成本低:.孕O浮动创的制动块町林用j:驻车制动。盘式制动器的优点: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:衬块廊损均匀；史换衬块容易；易于实现间隙口动调整。盘式制动

7、器的主要缺点：1）、难以完全防止尘污和锈蚀（封闭的多片全盘式制动器除外）。2）、兼作驻乍制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂。3）、在制动骡动机构中必须装用助力器。S制动钳的安装位置对制动性能及轴承受力的影响制动钳的安装位置：町以在车轴Z询或Z后。制动钳位于轴后能使制动时轮毂轴用的合成载荷F减小：制动钳位于轴前,则可避免轮胎向钳内甩溅泥污。B 8-6 制功时午伦、制或金及魁箱承的受力示豪團 >葡 b）于4）、衬块匚作面积小,磨损快,使用寿命低,需用高材质的衬块。§ 83制动器主要参数的确定一、鼓式制动器主要参数的确定1.制动鼓内径D轿车：D/Dr=0.640.74货车：D/D

8、r=0.70-0.832 摩擦衬片宽度Q和包角0包角一般不宜大于120° .3. 摩擦衬片起始角）304. 制动器中心到张开力R）作用线的距离e使距离&尽可能大.初步设计时可暂定e=08R左右。5. 制动蹄支承点位置他标日和c使&尽可能大而c尽14能小。初步设计时，也口J暂定a=0.8月左右。二、盘式制动器主要参数的确定MlV 彳插工程菽研室 1 制动盘立径D尽町能取人.降低制动钳的夹紧力减少衬块的单位丿E力和I.作温度。 受轮網直径的限制.制动盘的直能通常选抒为轮ffilf能的70%79%。2制动盘甲度Z?制动盘厚度h对制刈雄质量和匚作时的温升有形响. 为使质呈小些

9、，制动盘厚度不宣収得很人 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10-20mm; 通风式制动盘丿7度取为2050mm;3用擦衬块外半径沧与内半径用外半径甩与内半径用的比值不大于1.5 ； 若此比值偏人.工作时时块的外缘与内侧関周速度* 磨损不均匀,接触面枳减少,导致制动力矩变化大。§ 84制动器的设计与计算ASAl1) 图解法图a)：将压力分布线AB弧分成若小单元， 并假设厲 单元压力均匀分布11等J该讥元 中点上约压力。图b):求作用在蹄片小单尤上的的独向力P.=SiFi (中点分布压力乘面积图d)：力多边形求摩擦力的合力F.力F应号力P唾直。任选点H,以日点

10、为屮心，作线ab,* 从力们的延长线任取a'aG.作a平行Ja 交f2的延长线丁J点 一白到5仃0的延长冲 线交FK点.过K点作线厂平行Jy过G点 作线X平行于X.两线交TZ«N. N点即为力 F的作用位胃。Pi * PzSing+e),2) 一个自由度的紧蹄摩擦衬片的左/句变彩规律Ji = BG = $曲 sinxi = sin/jt/yo一、鼓式制动器的设计计算1 压力沿村片长度方向的分布规律1)两个自由度的紧蹄凍擦衬片的径向变彩规律 Z>! = R、C « 耳垢 ccap 对于紧蹄的径向变形6和压力0为：6 "zsin(®+0)表mi

11、的徨向变形和丿k力为：自+sin“"Pi = Pm« sin.2.蹄片上的制动力矩的计算图C)：力多边形求径向力的A力P.图d,e)：用索女边形求力F的作用点位置。古令 蚀工砂室徴阻門°新蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律。 珂与h车插工程放研宣o制动力矩的求取J用上述方法求出力P与F的作用线后， 通过加在蹄片上的作用力W,对蹄的回 转轴销取力矩,可求出P与F,制动力 矩的大小及销轴受力。¥L Px (QS) 卩尸七/? 一 OS)=P.W sin0 - H (b/? - Mcos®)= * MsinO - /Vcosj)"

12、制动鼓烦时什旋转制动力矩TPhR =M/Lfi RM sin 0 - -V cos 0)销轴受力X - FsinQ + jxPcosq 一 WY = rPsLnO 一 Pcos4)帝车插工仪最研宣(2)制动鼓逆时针旋转时 使鼓向相反的方向转动，唯 变化的是摩擦力UP的方向。0 ,3/sinC +一 cost)Msiri + (hR - A.fcosy)T/rlx»至无wxf 严tl?SM制动鼓逆时针旋转 仙"放研室2)解析法法向力200dFi=pbKda=p沐 bKsinada制动力矩崂舍矗车插工程故研室hFg刃/川=叭只=pmKbR2fsinada Mg = Ptnax朋

13、'/(COSH - COS巧F _c"(cos S + f sm S)-用 JQ 0.1 * 0.3 Q.4 上 4.1 0.7 03 t.l制动鼓逆时针旋转时的制动力矩曲线制动蹄上 的摩擦力 有减小作 用在鼓上 的压力的 趋势，这 类蹄为“松蹄” 卜6=/PRFcl cosa0 +F： 一片(cos巧 + /sinc) =0Fga-FfJJRH"对于加对于松蹄液力驱动_0叫+P)01门锁条件：当/爲时不会门锁。崂舍矗车插工程放研宅41R足4荻3_ (鸟+心订 23(1 + w)2B心询-般不应小于0.65崂舍矗车插工程放研宣；"如 A(cos 爲 +.f

14、；n5J-风F°lf)1f = c3sS2?%2kP阻广见 2Qy0.5Af “ 心二 上OOM / =A7> a 十A/” tihFoQi 十/%2°2领蹄表而的最大压力二naxl b/?'(cos”-coso")c/(cos$i + /sin <)7?,J二.盘式制动器的设计计算 心=2卩店心_&严单侧制动块加于制动盘的制动力矩¥ = E的滋如=|血用）& 单侧衬块加丁制动盘的总燃擦力 用=f r fpRdRd（p=炉疋-R：）& J-0 J 斤 有效半径 "3,射“ _则-用） 2兀"

15、；-&）三、衬片磨损特性的两个指标影响麻损的最取要的因素是咋擦衣tfn的温度和炸擦力。r 双轴汽车的单个前轮及后轮制动器的比能量耗散率m位时间内衬片单位厅擦而枳兀散的能呈。nje农示。“一忑;一p“mi(+双轴汽车的甲个前轮和两來制动轟的比能虽杆散率鼓式制动器的比能看耗散率以不人亍1.8W/mm2为辽 计貝时収减速度j=06g。2.比摩擦力每单位衬片(衬块)摩擦而积的制动器摩擦力 M“ fo = RA在j=0.6g时，扱式制动器的比燃擦力心以不人J 0.48N/mm2为辽。四、前、后轮制动器制动力矩的确定首先选定同步附着系数5),计算前、后轮制动力矩的比值 八/川_乙2 +A/如 LA

16、 (phg根据汽乍满载在柏汕、混凝十.路面卜.紧急制动到询轮抱死拖滑， 汁算出前妇' H就;的丿小側力河根据前面12确定的询.启轮制动力矩的比值计算出后轮制动器 的最大制动力矩/VfM2max.dgh车鋼工程最研室五、应急制动和驻车制动所需的制动力矩1 应急制动应急制动时.肩轮般都将抱死滑移 肓桥制动力 甩齐=需严 后桥制动力距 “讥-阴-己舗2.驻车制动I：坡停列时后桥附若力卜许=叫 g©cosa+ sin a、LL下坡停驻时后桥附着力 .cosa-2-sintjL车鋼工程故研室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kcosal+.slnfllLL(X

17、. = arctan L叽汽车可能停驻的极限下坡路倾角f <aLOC BTCtdllW 813宀“叫&心#/叽禅甩/加伙§ 85制动驱动机构、制动驱动机构的形式机械效率低，传动比小，润滑点多: 结构简单，成本低，工作町靠。液压式:制动力源动力制动4真空伺服制动 伺服制动空气伺服制动、液圧伺服制动 祁® 车插工程菽研室作用滞后时间较短0.1-0.3s）: I】作压力高（可10-20MPa）,结构 简单，质量小；机械效率较高。气压制动操纵轻便、匸作可靠、不易出故障、 维修保养方便。结构复杂、 时间较长：全液丿E动力制动丿I式闭式笨重、成本高;作用滞后 费卜顶昼人：

18、噪声人。（常流式）0.05-0.07MPa（常用式）0.6-0.7MPa分路系统全乍的所仃行车制动器的液丿上或气压管路分为两个或梦的互相 独立的回路，其中个回路失效后，仍町利用梵它完好的回路起 制动作用。AUII型管路布置特点：结构简单，川与传统的单轮缸鼓式制动器配合使用，成本较低；LL型和HH型在任冋路失效时，询、后制动力叱值均与正常怙 况下相同：LL型和HH型的剩余总制动力吋达正常值的50：HI型单用轴半回路时，剩余制动力较大，但此时与LL型相比，紧怎制动情况下后轮很容易先抱死。若后制动冋路失效，则一口询轮抱死即极易丧失转弯制动能力。lit!制动时任回路失效剩余总制动力都能保持1E阳值的5

19、0%：这种方案适用J：主销偏移距为负值（达20mm）的汽车上.对于采用前轮骡动因而前制动器强于启制动器的轿年,当前制动冋路 失效而单用肩桥制动吋，制动力将严巫不足，并且若厉桥负荷小丁前 轴，则踏板力过人时易便后桥车轮抱死而汽车侧滑。X型管路布置特点：结构简单：I.某管路损坏造成制动力不对称，此时询轮将朝制动力人的边 绕主销转动，使汽车丧失稳定件.崂生矗车插工程放研堂HI、HH、LL型管路布置特点：结构都比较复杂；0冷oza>b)屮 W M'亠 B ! y 0 F-0IIGc)oABS演不（轿车） （岱车）§ 86制动力调节机构一、限压阀'-I二、制动防抱死机构f

20、i1元 三.液压制动驱动机构的设计计算t制动轮缸直径內确定H =曲凡蚀）2. 制动工缸直径do的确定，第/个轮缸的匚作容积X气£也 所有轮缸的总工作容积r = ±V）I初步设计时弘=117V3V主缸活幕行稈SO和活塞门径dO一般 2（1.81.2）知3. 制动踏板力巾%牡唱要求：最大踏板力一般500N （轿乍）或700N （货车）。4. 制动踏板匸作行稗 Sp=/p （&十几十几Q踏板行程（计入衬片或衬块的允许M损量）対轿车故人2人 100150mm,对货午:不大于180mm。厂M工程故研宇、亠f yr限压阀适用于轴 巨短且质心岛,从而制动时轴荷 转移较多的轻型 汽

21、车,特别是轻 型和微型轿年。8-7制动器的主要结构元件制动鼓应X仃足够的强度、刚度 和热容啟.与厚擦衬片材料相配介， 又应辻I仃较高的摩擦因数。 铸造式：务选用灰铸造铁.貝冇机械加匸容勿、耐彷热 容虽人等优点轿乍壁灯取为772mm.货乍 取为组介式：质量小，丁作而耐烧，并仃较高的摩擦闪数二.制动蹄轿牟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：屯住货4的制动蹄则女用亿 铁或铸钢铸成.断面冇工字形、山字形和II字形 几种制动蹄腹板和翼缘的庁度,轿车为 35mm货车约为58mm°制动蹄利摩擦片町以钏接.也町以粘接.奈车插工程叔研 t摩擦衬片（衬块）1）貝有定的稳定的摩擦因数2）具有良好的耐瘠性。3）娈何尽町能小的压缩半和膨胀净。4）制动时不易产生噪声.对坏境无污染。5）应采用对人体无害的摩擦材料。6）仃较岛的耐挤压强度和冲击强度，以及足够的抗旳切能力