第9章制动系统设计

第九章制动系统设计§9-1概述§9-2制动器的结构方案分析§9-3制动器主要参数的确定§9-4制动器的设计与计算§9-5制动驱动机构§9-6制动力调节机构§9-7

制动器的主要结构元件1§9-1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；使汽车可靠地停在原地或坡道上。

行车制动装置驻车制动装置应急制动装置辅助制动装置

二、制动系的分类:2三、制动系的设计要求：

1）足够的制动效能；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）热稳定性良好；6）操纵轻便；7）噪声尽可能小；8）作用滞后性应尽可能短；9）摩擦衬片（块）应有足够的使用寿命；10）调整间隙工作容易；11）报警装置。轿车货车踏板力（N）500700手柄力（N）≤500≤700踏板行程（mm）100～150150～200手柄行程（mm）160～2003§9-2制动器的结构方案分析摩擦式液力式-----缓速器电磁式摩擦副结构

鼓式盘式带式-----中央制动器

一、鼓式制动器领从蹄式双领蹄式双向双领蹄式双从蹄式双向增力式单向增力式4不同形式鼓式制动器的主要区别：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R上所得到摩擦力（Mμ/R）与输入力F0之比制动器效能的稳定性

效能因数K对摩擦因数f的敏感性（dK/df）易混概念①蹄片固定支点的数量和位置不同;②张开装置的形式与数量不同;③制动时两块蹄片之间有无相互作用。51.领从蹄式凸轮或楔块式张开装置活塞轮缸（液压驱动）平衡凸块式楔块式平衡式非平衡式6结构特点：每个蹄片都有固定支点两固定支点位于同一端性能特点：制动性能和效能稳定性较好前进、倒退制动效果不变便于调整制动间隙蹄片磨损不均匀7结构特点：每个蹄片都有固定支点两固定支点位于不同端性能特点：前进时制动性能和效能稳定性好前进、倒退制动效果不一样便于调整制动间隙蹄片磨损均匀2.双领蹄式83.双向双领蹄式结构特点：两蹄片浮动分别张开蹄片性能特点：制动性能和效能稳定性好结构复杂，调整间隙困难适于双回路驱动机构蹄片磨损均匀94.双从蹄式结构特点：每个蹄片都有固定支点两固定支点位于不同端性能特点：制动效能稳定性最好制动效能最低105.单向增力式结构特点：两蹄片只有一个固定支点蹄片下端经推杆相连性能特点：前进制动时，皆为领蹄，制动效果好制动效能稳定性差蹄片磨损不均匀倒退时，制动效果差116.双向增力式结构特点：两蹄片有一个支点两个活塞同时张开蹄片性能特点：制动性能好前进与倒车制动效能不变制动性能稳定性较差蹄片磨损不均匀12效能因数与效能稳定性比较13二、盘式制动器钳盘式(点盘式制动器)全盘式(离合器式制动器)固定钳式滑动钳式

摆动钳式

浮动钳式14活塞制动钳体制动块车桥进油口制动盘1、定钳盘式制动器易于保证钳的刚度；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。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油道或外部油管来连通；径向和轴向尺寸大，增加了在汽车上的布置难度；受热机会增加，使制动液温度过高而汽化；要兼作驻车制动器时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。152、浮钳盘式制动器轴向尺寸小，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。16制动时车轮、制动盘受力示意图合成载荷F小可避免轮胎向钳内甩溅泥污17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难以完全防止尘污和锈蚀(封闭的多片全盘式制动器除外)兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂必须装用助力器衬块工作面积小，磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块盘式制动器的优缺点18§9-3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乘用车：D/Dr=0.64~0.74商用车：D/Dr=0.70~0.83主要考虑：能产生足够的制动力矩便于散热M=Ff•R，R大，则制动力矩大便于散热制约因素轮辋内径制动鼓厚度制动鼓刚度192.摩擦衬片宽度b和包角βb影响的因素：b大，磨损小，但质量大，不易加工、不易保证与制动鼓全面接触；b小，磨损快，寿命短。此外还影响摩擦衬片的摩擦面积：衬片的摩擦面积Ap=Rβb，∑Ap大，则单位面积正压力和能量负荷小，磨损特性好β影响的因素：β大，摩擦面积大、单位压力小、衬片寿命长；β过大，散热差一般β=90°~100°203.摩擦衬片起始角β04.制动器中心到张开力F0作用线的距离ee尽可能大→↑制动效能初步设计，e=0.8R5.制动蹄支承点位置坐标a和c使a尽可能大而c尽可能小初步设计时，取a=0.8R

一般将衬片布置在制动蹄中央，即β0=90º-β/2

21二、盘式制动器主要参数的确定1.制动盘直径DD↑→↓制动钳的夹紧力，↓衬块的单位压力，↓工作温度受轮辋直径的限制，D=（70％～79％）Dr2.制动盘厚度h影响：制动盘质量和工作时的温升实心：h=10~20mm;通风式:h=20~50mm，多采用20~30mm223.摩擦衬块内半径R1、外半径R2R2/R1≤1.5，比值过大，内外侧圆周速度相差过多，磨损不均匀→接触面积降低→制动力距降低、寿命降低4.制动衬块工作面积A

A↑→单位压力↓，但散热↓按制动衬块单位面积占有汽车质量取一般A=1.6~3.5kg/cm223§9-4制动器的设计与计算

一、鼓式制动器的设计计算径向变形δ1和压力p1为：

1）两个自由度的紧蹄摩擦衬片的径向变形规律1.压力沿衬片长度方向的分布规律结论：压力沿摩擦衬片长度方向的 分布符合正弦分布规律242）一个自由度的紧蹄摩擦衬片的径向变形规律

结论：压力沿摩擦衬片长度的 分布符合正弦曲线规律25法向力

制动力矩

2.蹄片上的制动力矩的计算26制动力矩与张开力的关系

27对于紧蹄

对于松蹄

当领蹄表面的最大压力

时不会自锁自锁条件：28二、盘式制动器的设计计算单侧制动块加于制动盘的制动力矩

单侧衬块加于制动盘的总摩擦力

有效半径

m值一般不应小于0.65

29三、前、后轮制动器制动力矩的确定首先选定同步附着系数计算前、后轮制动力矩的比值按好路、满载，紧急制动到前轮抱死拖滑算出Mμ1max根据前后轮制动力矩比值算出Mμ2max30四、应急制动和驻车制动所需的制动力矩1.应急制动后轮抱死滑移后桥制动力矩312.驻车制动上坡停驻时后桥附着力

下坡停驻时后桥附着力32汽车上坡停驻时，根据后桥上的附着力与制动力相等，即同理，可得到汽车可能停驻的极限下坡路倾角于是，得到汽车可能停驻的极限上坡路倾角33§9-5制动驱动机构一、制动驱动机构的形式简单制动动力制动伺服制动制动力源

机械式：液压式：机械效率低，传动比小，润滑点多；

结构简单，成本低，工作可靠作用滞后时间较短；工作压力高，结构简单，质量小；机械效率较高气压制动：

全液压动力制动

闭式（常压式）开式（常流式）

操纵轻便、