毕业设计-奇瑞A3盘式制动器设计

安徽工业大学毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)的主要内容：一、说明书1、盘式制动器概述2、制动器总体结构确立和制动回路设计3、制动器零件的设计和计算4、设计结果及分析5、结论二、图纸内容3张A0图纸,其中手绘A0图纸一张。三、外文资料的译文5000字左右。指导教师签字：填写说明："任务书"封面请用鼠标点中各栏目横线后将信息填入，字体设定为楷体－GB2312、四号字；在填写毕业设计〔论文〕内容时字体设定为楷体－GB2312、小四号字。摘要国内汽车市场迅速开展，而轿车是汽车开展的方向。然而随着汽车保有量的增加，带来的平安问题也越来越引起人们的注意，而制动系统那么是汽车主动平安的重要系统之一。因此，如何开发出高性能的制动系统，为平安行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外，随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短产品开发周期,提高设计效率，降低本钱等，提高产品的市场竞争力，已经成为企业成功的关键。汽车的制动系是汽车行车平安的保证，许多制动法规对制动系提出了许多详细而具体的要求，这是我们设计的出发点。本说明书主要介绍了奇瑞A3轿车制动系统的设计。首先介绍了汽车制动系统的开展、结构、分类，并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。最终确定方案采用液压双回路，前后都为盘式制动器。除此之外，它还介绍了前后制动器、制动主缸的设计计算，主要部件的参数选择及制动管路布置形式等的设计过程。关键词:制动盘;制动轮缸;制动钳;制动衬片AbstractTherapiddevelopmentofthedomesticvehiclemarket,salooncarisanimportanttendencyofvehicle.However,withincreasingofvehicle,securityissuesarearisingfromincreasinglyattractingattention,thebrakingsystemisoneofimportantsystemofactivesafety.Therefore,howtodesignahigh-performancebrakingsystem,toprovideprotectionforsafedrivingisthemainproblemwemustsolve.Inaddition,withincreasingcompetitionofvehiclemarket,howtoshortentheproductdevelopmentcycle,toimprovedesignefficiencyandtolowercosts,toimprovethemarketcompetitivenessofproducts,andhasbecomeakeytosuccessofenterprises.Thebrakesysteminvehicleguarantiedthesafetyofdriving.Manyrulesandregulationshavebeenmadeforthebrakesystemindetail,whichisthestartingofourdesign.ThispapermainlyintroducesthedesignofbrakingsystemoftheCHERYA3typeofcar.Fistofall,brakingsystem’sdevelopment,structureandcategoryareshown,andaccordingtothestructures,virtuesandweaknessofdrumbrakeanddiscbrake,analysisisdone.Atlast,theplanadoptinghydroidtwo-backwaybrakewithfrontdiscandreardisc.Besides,thispaperalsointroducesthedesigningprocessoffrontbrakeandrearbrake,brakingcylinder,parameter’schoiceofmaincomponentsbrakingandchannelsettings.Keywords:braking;brakedrum;brakedisc;hydroidpressure目录TOC\o"1-3"\h\z摘要IAbstractII目录III第一章总论11.1汽车制动系概述11.2制动系统设计的意义31.3制动系统研究状态41.4本次设计制动系统应到达的目标41.5本次制动系统设计要求4第二章制动系统设计方案论证分析和选择52.1制动器形式方案分析52.11鼓式制动器52.12盘式制动器72.2制动器设计的一般原那么92.3制动驱动机构的结构形式选择102.4液压分路系统形式的选择122.5液压制动主缸的设计方案132.6制动器间隙自动调整装置14第三章制动系的主要参数及其选择153.1制动力与制动力分配系数153.2具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数153.3制动器的制动力矩163.4利用附着系数与制动效率17第四章制动器的设计计算204.1原始数据及主要技术参数204.2前轮滑动钳盘式结构确实定204.21盘式制动器主要参数确实定204.22制动器的计算214.23衬块磨损均匀性的计算和验证：244.3制动力矩以及盘的压力254.4制动器轮钢直径的计算264.5紧急制动时踏板力的计算274.6制动踏板行程的计算27第五章制动性能分析285.1制动性能评价指标285.2制动效能285.3制动效能的恒定性285.4制动时汽车的方向稳定性285.5制动器制动力分配曲线分析295.6制动减速度295.7制动距离S295.8驻车制动计算30第六章制动器零件设计及工艺分析326.1制动器零件设计326.2工艺分析336.3对结构工艺性的评价346.4典型零件的加工工艺过程分析356.5总成装配拆卸与检查的技术要求36第七章技术经济、平安性及环保分析397.1技术经济分析397.2环保分析397.3平安性分析39总结40参考文献41致谢42第一章总论1.1汽车制动系概述使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力，上坡阻力，空气阻力都能对汽车起制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些局部施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力，统称为制动力。这样的一系列专门装置即成为制动系。1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；使汽车可靠的停在原地或坡道上。2制动系的组成任何制动系都具有以下四个根本组成局部：〔1〕供能装置——包括供应、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。其中，产生制动能量的部位称为制动能源。〔2〕控制装置——包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。〔3〕传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部件。〔4〕制动器——产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。3制动系的类型⑴按制动系的功用分类①行车制动系——使行使中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。②驻车制动系——是以停止的汽车驻留在原地不动的一套装置。③第二制动系——在行车制动系失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系是汽车必须具备的。④辅助制动系——在汽车长下坡时用以稳定车速的一套装置。⑵按制动系的制动能源分类①人力制动系——以驾驶员的肢体作为唯一的制动能源的制动系。②动力制动系——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系。③伺服制动系——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。按照制动能量的传输方式，制动系又可分为机械式、液压式、气压式和电磁等。同时采用两种以上传能方式的制动系，可称为组合式制动系。4设计制动系时应满足如下主要要求：⑴具有足够的制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两相指标来评定的；驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠的停驻的最大坡度来评定的。详见GB/T7258-2004制动距离：是指机动车在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板〔或手触动制动手柄〕时起至机动车停住时止机动车驶过的距离。制动减速度：是指机动车制动时车速对时间的导数。制动稳定性要求：是指制动过程中机动车的任何部位〔不计入车宽的部位除外〕不允许超出规定宽度的试验通道的边缘线。制动距离和制动稳定性要求机动车类型制动初速度

km/h满载检验制动距离要求m空载检验制动距离要求m试验通道宽度m三轮汽车20≤5.02.5乘用车50≤20.0≤19.02.5总质量不大于3500kg的低速货车30≤9.0≤8.02.5其它总质量不大于3500kg的汽车50≤22.0≤21.02.5其它汽车、汽车列车30≤10.0≤9.03.0两轮摩托车30≤7.0——边三轮摩托车30≤8.02.5正三轮摩托车30≤7.52.3轻便摩托车20≤4.0——轮式拖拉机运输机组20≤6.5≤6.03.0手扶变型运输机20≤6.52.3制动减速度和制动稳定性要求机动车类型制动初速度km/h满载检验充分发出的平均减速度m/s2空载检验充分发出的平均减速度m/s2试验通道宽度m三轮汽车20≥3.82.5乘用车50≥5.9≥6.22.5总质量不大于3500kg的低速货车30≥5.2≥5.62.5其它总质量不大于3500kg的汽车50≥5.4≥5.82.5其它汽车、汽车列车30≥5.0≥5.43.0⑵工作可靠。行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器的管路，当其中一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时规定值的30%。行车和驻车制动装置可以有共同的制动器，而驱动机构那么各自独立。⑶在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性。⑷防止水和泥进入制动器工作外表。⑸制动能力的热稳定性良好。⑹操作轻便，并具有良好的随动性。⑺制动时，制动系产生的噪声应尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。⑻作用滞后性应尽可能好。作用滞后性是指制动反响时间，以制动踏板开始动作至到达给定的制动效能所需的时间来评价。⑼摩擦片应有足够的使用寿命。⑽摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。⑾当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其根本供能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警装置。防止制动时车轮被抱死有利于提高汽车在制动过程中的转向操纵性和方向稳定性，缩短制动距离，所以近年来防抱死制动系统〔ABS〕在汽车上得到了很快的开展和应用。此外，由于含有石棉的摩擦材料在石棉有致癌公害问题已被淘汰，取而代之的各种无石棉型材料相继研制成功。1.2制动系统设计的意义汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置，是汽车上最重要的平安件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶平安性。随着公路业的迅速开展和车流密度的日益增大,人们对平安性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的平安,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。本次毕业设计题目为奇瑞A3轿车制动系统设计。通过查阅相关的资料，运用专业根底理论和专业知识，确定奇瑞A3轿车制动系统的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其到达以下要求：具有足够的制动效能以保证汽车的平安性；本系统采用X型双回路的制动管路以保证制动的可靠性；采用真空助力器使其操纵轻便；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。1.3制动系统研究状态车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作,由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身平安,因此制动性能是车辆非常重要的性能之一,改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。当车辆制动时,由于车辆受到与行驶方向相反的外力,所以才导致汽车的速度逐渐减小至0,对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计,因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的根底,由于这一过程较为复杂,因此一般在实际中只能建立简化模型分析,通常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价:1)制动效能:即制动距离与制动减速度；2)制动效能的恒定性:即抗热衰退性；3)制动时汽车的方向稳定性；目前,对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行,由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量,因此,多数有关传动系,制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶,其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据,在汽车道路试验中,如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化,那么可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。1.4本次设计制动系统应到达的目标⒈具有良好的制动效能⒉具有良好的制动效能的稳定性⒊制动时汽车操纵稳定性好⒋制动效能的热稳定性好1.5本次制动系统设计要求制定出制动系统的结构方案，确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用计算机辅助设计绘制装配图，布置图和零件图。对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析。第二章制动系统设计方案论证分析和选择2.1制动器形式方案分析汽车制动器几乎均为机械摩擦式，即利用旋转元件与固定元件两工作外表间的摩擦产生的制动力矩使汽车减速或停车。一般摩擦式制动器按其旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类。2.11鼓式制动器鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上。鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种结构型式。内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者那么安装在制动底板上，而制动底板那么紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓。车轮制动器的制动鼓均固定在轮鼓上。制动时，利用制动鼓的圆柱内外表与制动蹄摩擦路片的外外表作为一对摩擦外表在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外因柱外表与制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦外表，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作一些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用。所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构。鼓式制动器按蹄的类型分为：领从蹄式制动器如下图，假设图上方的旋向箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向(制动鼓正向旋转)，那么蹄1为领蹄，蹄2为从蹄。汽车倒车时制动鼓的旋转方向变为反向旋转，那么相应地使领蹄与从蹄也就相互对调了。这种当制动鼓正、反方向旋转时总具有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓式制动器称为领从蹄式制动器。领蹄所受的摩擦力使蹄压得更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故又称为增势蹄；而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减势”作用，故又称为减势蹄。“增势”作用使领蹄所受的法向反力增大，而“减势”作用使从蹄所受的法向反力减小。领从蹄式制动器的效能及稳定性均处于中等水平，但由于其在汽车前进与倒车时的制动性能不变，且结构简单，造价较低，也便于附装驻车制动机构，故这种结构仍广泛用于中、重型载货汽车的前、后轮制动器及轿车的后轮制动器。双领蹄式制动器假设在汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器，那么称为双领蹄式制动器。显然，当汽车倒车时这种制动器的两制动蹄又都变为从蹄故它又可称为单向双领蹄式制动器。如图2—5(c)所示，两制动蹄各用一个单活塞制动轮缸推动，两套制动蹄、制动轮缸等机件在制动底板上是以制动底板中心作对称布置的，因此，两蹄对制动鼓作用的合力恰好相互平衡，故属于平衡式制动器。双领蹄式制动器有高的正向制动效能，但倒车时那么变为双从蹄式，使制动效能大降。这种结构常用于中级轿车的前轮制动器，这是因为这类汽车前进制动时，前轴的动轴荷及附着力大于后轴，而倒车时那么相反。双向双领蹄式制动器当制动鼓正向和反向旋转时，两制动助均为领蹄的制动器那么称为双向双领蹄式制动器。它也属于平衡式制动器。由于双向双领蹄式制动器在汽车前进及倒车时的制动性能不变，因此广泛用于中、轻型载货汽车和局部轿车的前、后车轮，但用作后轮制动器时，那么需另设中央制动器用于驻车制动。单向增力式制动器单向增力式制动器如下图两蹄下端以顶杆相连接，第二制动蹄支承在其上端制动底板上的支承销上。由于制动时两蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一种非平衡式制动器。单向增力式制动器在汽车前进制动时的制动效能很高，且高于前述的各种制动器，但在倒车制动时，其制动效能却是最低的。因此，它仅用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器。双向增力式制动器将单向增力式制动器的单活塞式制动轮缸换用双活塞式制动轮缸，其上端的支承销也作为两蹄共用的，那么成为双向增力式制动器。对双向增力式制动器来说，不管汽车前进制动或倒退制动，该制动器均为增力式制动器。双向增力式制动器在大型高速轿车上用的较多，而且常常将其作为行车制动与驻车制动共用的制动器，但行车制动是由液压经制动轮缸产生制动蹄的张开力进行制动，而驻车制动那么是用制动操纵手柄通过钢索拉绳及杠杆等机械操纵系统进行操纵。双向增力式制动器也广泛用作汽车的中央制动器，因为驻车制动要求制动器正向、反向的制动效能都很高，而且驻车制动假设不用于应急制动时也不会产生高温，故其热衰退问题并不突出。但由于结构问题使它在制动过程中散热和排水性能差，容易导致制动效率下降。因此，在轿车领域上己经逐步退出让位给盘式制动器。但由于本钱比拟低，仍然在一些经济型车中使用，主要用于制动负荷比拟小的后轮和驻车制动。2.12盘式制动器盘式制动器按摩擦副中定位原件的结构不同可分为钳盘式和全盘式两大类。〔1〕钳盘式钳盘式制动器按制动钳的结构型式又可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等。①定钳盘式制动器：这种制动器中的制动钳固定不动，制动盘与车轮相联并在制动钳体开口槽中旋转。具有以下优点：除活塞和制动块外无其他滑动件，易于保证制动钳的刚度；结构及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多，容易实现从鼓式制动器到盘式制动器的改革；能很好地适应多回路制动系的要求。②浮动盘式制动器：这种制动器具有以下优点：仅在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管加之液压缸冷却条件好，所以制动液汽化的可能性小；本钱低；浮动钳的制动块可兼用于驻车制动。固定钳式制动器，如图〔a〕所示，制动盘两侧均有油缸。制动时，仅两侧油缸中的活塞驱使两侧制动块向盘面移动。这种制动器的主要优点是：1除活塞和制动块外无其它滑动件，易于保证钳的刚度；2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；3很能适应分路系统的要求；就目前汽车开展趋势来看，随着汽车性能要求的提高，固定钳结构上的缺点也日益明显。主要有以下几个方面：1固定钳式至少要有两个油缸分置于制动盘两侧，因而必须用跨越制动盘的内部油道或外部油管〔桥管〕来连通，这就使制动器的径向和轴向的尺寸都比拟大，因而在车轮中布置比拟困难；2在严酷的使用条件下，固定钳容易使制动液温度过高而汽化，从而使制动器的制动效能受到影响；3固定前盘式制动器为了要兼充驻车制动器，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，或者采用盘鼓结合式制动器，其中用于驻车制动的鼓式制动器只能是双向增力式的，但这种双向增力式制动器的调整不方便。浮动钳式制动器可分为滑动钳式〔图b〕和摆动钳式〔图c〕。与固定钳式制动器相比拟，其优点主要有以下几个方面：1钳的外侧没有油缸，可以将制动器进一步移近轮毂。因此，在布置时比拟容易；2浮动钳没有跨越制动盘的油管或油道，减少了受热时机，且单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮遮蔽减少而冷却条件较好等原因，所以其制动液汽化可能性较小；3浮动钳的同一组制动块可兼用于行车和驻车制动；4采用浮动钳可将油缸和活塞等紧密件减去一半，造价大为降低。这一点对大批量生产的汽车工业式十分重要的。〔2〕全盘式在全盘式制动器中，摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆形盘，制动时各盘摩擦外表全部接触，其作用原理与摩擦式离合器相同。由于这种制动器散热条件较差，其应用远没有浮钳盘式制动器广泛。目前各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式，前者的摩擦幅中的旋转元件为制动鼓，其工作外表为圆柱面；后者的旋转元件那么为圆盘转的制动盘，一段面为工作外表。通过对盘式、鼓式制动器的分析比拟可以得出盘式制动器与鼓式制动器比拟有如下均一些突出优点:〔1〕制动稳定性好.它的效能因素与摩擦系数关系的K-p曲线变化平衡，所以对摩擦系数的要求可以放宽，因而对制动时摩擦面间为温度、水的影响敏感度就低。所以在汽车高速行驶时均能保证制动的稳定性和可靠性。〔2〕盘式制动器制动时，汽车减速度与制动管路压力是线性关系，而鼓式制动器却是非线性关系。〔3〕输出力矩平衡.而鼓式那么平衡性差。〔4〕制动盘的通风冷却较好，带通风孔的制动盘的散热效果尤佳，故热稳定性好，制动时所需踏板力也较小。〔5〕车速对踏板力的影响较小。综合以上优缺点最终确定本次设计采用前后都为盘式。前后盘都选用浮动盘式制动器。2.2制动器设计的一般原那么1制动器效能，指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。在评比不同结构形式的制动器效能时，常用一种称为制动效能因数的无因次指标。制动效能因数的定义为：在制动鼓和制动盘的作用半径上所得到的摩擦利于输入力之比。2制动器效能恒定性，即汽车高速行使或下长坡连续制动时汽车制动效能保持的程度。如前所述，影响摩擦因数的因素包括摩擦副材料、摩擦副外表温度和水湿程度。因为制动过程是及时把汽车行驶的动能通过制动器吸收转化为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷状态时的制动效能，已成为设计汽车制动器时要考虑的一个重要问题。由于领蹄的效能因数大于从蹄，稳定性却比从蹄差，因此各种鼓式制动器的效能因数取决于两蹄的效能因数，故就整个鼓式制动器而言，也在不同程度上存在着效能本身与其稳定性的矛盾。而盘式制动器的制动效能最为稳定。要求制动器的热稳定性好，除选择其效能因数对摩擦系数敏感性较低的制动器类型外，还要求摩擦材料有较好的抗热衰退性和恢复性，并且应使制动鼓〔制动盘〕有足够的热容量和散热能力。3制动器间隙调整，是汽车保养作业较为频繁的工程之一。应选择调整装置的结构形式和安装位置必须保证调整操作方便。最好采用间隙自动装置。4制动器的尺寸和质量。随着现代汽车车速的日益提高，处于汽车行驶稳定性的考虑，轮胎尺寸往往选择较小。这样，为了保证所要求的制动力矩而确定的制动鼓〔制动盘〕直径就可能过大而难以在轮毂内安装。因而应选择尺寸小而效能高的制动器形式。对于高速轿车，为提高制动时的稳定性，在前悬架〔独立悬架〕设计中，一般采用较小的主销偏移距。为此，前制动器位置有时不得不外移到更靠近轮毂，导致其布置困难。车轮制动器为非簧载质量，故应尽可能减轻其质量，以改善行驶平顺性。5噪音的减轻。制动噪音的现象很复杂。大致来说，冬冬噪音分为低频好高频良种。在低频噪音中，常遇到的是制动时停车的喀擦声，这主要是由制动鼓或者制动钳的共振造成的。高频噪声一般可通过制动蹄或制动盘共振产生。或者是由于摩擦衬片或衬块弹性震动造成的。影响的噪声的主要因素是摩擦材料的摩擦特性，即动摩擦系数对摩擦速度的变化关系。动摩擦系数随速度的增高而减低的程度愈大，愈易激发震动而产生噪声。此外，制动器输入压力越大，噪声也越大，而压力高大一定程度以后那么不再有噪声。制动温度对噪声也有影响。在制动器的设计中采取某种措施，可以在相当的程度上消除某种噪声，特别是低频噪声。对高频的建交省的消除，目前还比拟困难。应当注意，为消除噪声而采取的某种措施，有可能产生制动力矩的下降和踏板行程损失等副作用。2.3制动驱动机构的结构形式选择根据制动力原的不同，制动驱动机构可分为简单制动、动力制动以及伺服制动三大类型。而力的传递方式又有机械式、液压式、气压式和气压-液压式的区别。简单制动系简单制动系即人力制动系，是靠司机作用于制动塌板上或手柄上的力作为制动力原。而传力方式有、又有机械式和液压式两种。机械式的靠杆系或钢丝绳传力，其结构简单，造价低廉，工作可靠，但机械效率低，因此仅用于中、小型汽车的驻车制动装置中。液压式的简单制动系通常简称为液压制动系，用于行车制动装置。其优点是作用滞后时间短(0.1s—0.3s)，工作压力大(可达10MPa—12MPa)，缸径尺寸小，可布置在制动器内部作为制动蹄的张开机构或制动块的压紧机构，使之结构简单、紧凑，质量小、造价低。但其有限的力传动比限制了它在汽车上的使用范围。另外，液压管路在过度受热时会形成气泡而影响传输，即产生所谓“汽阻”，使制动效能降低甚至失效；而当气温过低时(-25℃动力制动系动力制动系是以发动机动力形成的气压或液压势能作为汽车制动的全部力源进行制动，而司机作用于制动踏板或手柄上的力仅用于对制动回路中控制元件的操纵。在简单制动系中的踏板力与其行程间的反比例关系在动力制动系中便不复存在，因此，此处的踏板力较小且可有适当的踏板行程。动力制动系有气压制动系、气顶液式制动系和全液压动力制动系3种。1〕、气压制动系气压制动系是动力制动系最常见的型式，由于可获得较大的制动驱动力，且主车与被拖的挂车以及汽车列车之间制动驱动系统的连接装置结构简单、连接和断开均很方便，因此被广泛用于总质量为8t以上尤其是15t以上的载货汽车、越野汽车和客车上。但气压制动系必须采用空气压缩机、储气筒、制动阀等装置，使其结构复杂、笨重、轮廓尺寸大、造价高；管路中气压的产生和撤除均较慢，作用滞后时间较长(o．3s—o．9s)，因此，当制动阀到制动气室和储气筒的距离较远时，有必要加设气动的第二级控制元件——继动阀(即加速阀)以及快放阀；管路工作压力较低(一般为o．5MPa—o．7MPa)，因而制动气室的直径大，只能置于制动器之外，再通过杆件及凸轮或楔块驱动制动蹄，使非簧载质量增大；另外，制动气室排气时也有较大噪声。2〕、气顶液式制动系气顶液式制动系是动力制动系的另一种型式，即利用气压系统作为普通的液压制动系统主缸的驱动力源的一种制动驱动机构。它兼有液压制动和气压制动的主要优点。由于其气压系统的管路短，故作用滞后时间也较短。显然，其结构复杂、质量大、造价高，故主要用于重型汽车上，一局部总质量为9t—11t的中型汽车上也有所采用。3〕、全液压动力制动系全液压动力制动系除具有一般液压制动系统的优点外，还具有操纵轻便、制动反响快、制动能力强、受气阻影响较小、易于采用制动力调节装置和防滑移装置，及可与动力转向、液压悬架、举升机构及其他辅助设备共用液压泵和储油罐等优点。但其结构复杂、精密件多，对系统的密封性要求也较高，故并未得到广泛应用，目前仅用于某些高级轿车、大型客车以及极少数的重型矿用自卸汽车上。伺服制动系伺服制动系是在人力液压制动系的根底上加设一套出其他能源提供的助力装置．使人力与动力可兼用，即兼用人力和发动机动力作为制功能源的制动系。在正常情况下，其输出工作压力主要出动力伺服系统产生，而在动力伺服系统失效时，仍可全由人力驱动液压系统产生一定程度的制动力。因此，在中级以上的轿车及轻、中型客、货汽车上得到了广泛的应用。按伺服系统能源的不同，又有真空伺服制动系、气压伺服制动系和液压伺服制动系之分。其伺服能源分别为真空能(负气压能)、气压能和液压能。2.4液压分路系统形式的选择为了提高制动驱动机构的工作可靠性，保证行车平安，制动驱动机构至少应有两套独立的系统，即应是双回路系统，也就是说应将汽车的全部行车制动器的液压或气压管路分成两个或更多个相互独立的回路，以便当一个回路发生故障失效时，其他完好的回路仍能可靠地工作。II型回路前、后轮制动管路各成独立的回路系统，即一轴对一轴的分路型式，简称II型。其特点是管路布置最为简单，可与传统的单轮缸(或单制动气室)鼓式制动器相配合，本钱较低。这种分路布置方案在各类汽车上均有采用，但在货车上用得最广泛。这一分路方案总后轮制动管路失效，那么一旦前轮制动抱死就会失去转弯制动能力。对于前轮驱动的轿车，当前轮管路失效而仅由后轮制动时，制动效能将明显降低并小于正常情况下的一半，另外，由于后桥负荷小于前轴，那么过大的踏板力会使后轮抱死而导致汽车甩尾。X型回路后轮制功管路呈对角连接的两个独立的回路系统，即前轴的一侧车轮制动器与后桥的对侧车轮制动器同属于一个回路，称交叉型，简称X型。其特点是结构也很简单，一回路失效时仍能保持50％的制动效能，并且制动力的分配系数和同步附着系数没有变化，保证了制动时与整车负荷的适应性。此时前、后各有一侧车轮有制动作用，使制动力不对称，导致前轮将朝制动起作用车轮的一侧绕主销转动，使汽车失去方向稳定性。因此，采用这种分路力案的汽车，其主销偏移距应取负值(至20mm)，这样，不平衡的制动力使车轮反向转动，改善了汽车的方向稳定性。其他类型回路左、右前轮制动器的半数轮缸与全部后轮制动器轮缸构成一个独立的回路，而两前轮制动器的另半数轮缸构成另一回路，可看成是一轴半对半个轴的分路型式，简称KI型。两个独立的问路分别为两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器所组成，即半个轴与一轮对另半个轴与另一轮的瑚式，简称LL型。两个独立的回路均由每个前、后制动器的半数缸所组成，即前、后半个轴对前、后半个轴的分路型式，简称HH型。这种型式的双回路系统的制成效能最好。HI、LL、HH型的织构均较复杂。LL型与HH型在任一回路失效时，前、后制动力的比值均与正常情况下相同，且剩余的总制动力可到达正常值的50％左占。HL型单用回路，即一轴半时剩余制动力较大，但此时与LL型一样，在紧急制动时后轮极易先抱死。综合以上各个管路的优缺点最终选择X型管路。2.5液压制动主缸的设计方案为了提高汽车的行驶平安性，根据交通法规的要求，一些轿车的行车制动装置均采用了双回路制动系统。双回路制动系统的制动主缸为串列双腔制动主缸，单腔制动主缸已被淘汰。轿车制动主缸采用串列双腔制动主缸。如图2—3所示，该主缸相当于两个单腔制动主缸串联在一起而构成。储蓄罐中的油经每一腔的进油螺栓和各自旁通孔、补偿孔流入主缸的前、后腔。在主缸前、后工作腔内产生的油压，分别经各自得出油阀和各自的管路传到前、后制动器的轮缸。主缸不制动时，前、后两工作腔内的活塞头部与皮碗正好位于前、后腔内各自得旁通孔和补偿孔之间。当踩下制动踏板时，踏板传动机构通过制动推杆推动后腔活塞前移，到皮碗掩盖住旁通孔后，此腔油压升高。在液压和后腔弹簧力的作用下，推动前腔活塞前移，前腔压力也随之升高。当继续踩下制动踏板时，前、后腔的液压继续提高，使前、后制动器制动。图2—3制动主缸工作原理图撤出踏板力后，制动踏板机构、主缸前、后腔活塞和轮缸活塞在各自的回位弹簧作用下回位，管路中的制动液在压力作用下推开回油阀流回主缸，于是解除制动。假设与前腔连接的制动管路损坏漏油时，那么踩下制动踏板时，只有后腔中能建立液压，前腔中无压力。此时在液压差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端顶到主缸缸体上。此后，后缸工作腔中的液压方能升高到制动所需的值。假设与后腔连接的制动管路损坏漏油时，那么踩下制动踏板时，起先只有后缸活塞前移，而不能推动前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液压。但在后腔活塞直接顶触前缸活塞时，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液压而制动。由此可见，采用这种主缸的双回路液压制动系，当制动系统中任一回路失效时，串联双腔制动主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，导致汽车制动距离增长，制动力减小。大大提高了工作的可靠性。2.6制动器间隙自动调整装置图2-4盘式制动器的活塞密封圈a)制动状态b)不制动状态1-活塞2-制动钳3-密封圈最简单的间隙自调方式是利用制动钳中橡胶密封圈的极限弹性变形量来保持制动时为消除设定间隙所需设定活塞行程△，当衬块磨损而导致所需的活塞行程大于△时，活塞可在液压作用下克服密封圈的摩擦力继续前移实现完全制动为止。活塞与密封圈之间这一不可恢复的相对位移便衬尝了过量间隙。第三章制动系的主要参数及其选择3.1制动力与制动力分配系数前、后制动器制动力分配关系将影响汽车的制动方向稳定性和附着条件的利用，是汽车制动系设计时必须考虑的问题。一般根据前、后轴制动器制动力的分配、装载情况、道路附着条件和坡度等因素，当制动器制动力足够时，汽车制动过程可能出现三种情况：前后轮同时抱死拖滑；前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑；后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。如前所述，前后轮同时抱死工况可防止后轴侧滑，并保证前轮只有在最大制动强度下，才使汽车失去转向能力，这种工况道路附着条件利用较好。前轮较后轮先抱死，虽然不会发生侧滑，但是汽车丧失转向能力。在一定速度下，后轮较前轮先抱死一定时间，会造成汽车后轴侧滑。3.2具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数两轴汽车的前、后制动器制动力的比值一般为固定的常数。前、后轮的地面法向反作用力为〔3－1〕前后制动器制动力的理想分配关系式为〔3－2〕通常用前制动器制动力对汽车总制动器制动力之比来说明分配比例，即制动器制动力分配系数，它可表示为〔3－3〕因为，所以〔3－4〕整理式〔3－4〕得〔3－5〕或表示为，即〔3－6〕式〔3－5〕为一线性方程。它是实际前、后制动器制动力实际分配线，简称为线。线通过坐标原点，其斜率为〔3－7〕具有固定的线与I线的交点处的附着系数,被称为同步附着系数。它表示具有固定线的汽车只能在一种路面上实现前、后轮同时抱死。同步附着系数时由汽车结构参数决定的，它是反响汽车制动性能的一个参数。同步附着系数说明，前后制动器制动力为固定比值的汽车，只能在一种路面上，即在同步附着系数的路面上才能保证前后轮同时抱死。同步附着系数也可用解析方法求出。设汽车在同步附着系数的路面上制动，此时汽车前、后轮同时抱死，将式〔3－2〕代入式〔3－5〕，得〔3－8〕整理后，得出〔3－9〕3.3制动器的制动力矩假定衬块的摩擦外表全部与制动盘接触，且各处单位压力分布均匀，那么制动器的制动力矩为：〔3－10〕式中，f为摩擦因数；Fo为单侧制动块对制动盘的压紧力；R为作用半径。对于常见的具有扇形摩擦外表的衬块，假设其径向宽度不很大，取R等于平均半径Rm，或有效半径Re，在实际上已经足够精确。如图3—1，平均半径为Rm=(R1+R2)/2〔3－11〕式中，R1和R2为摩擦衬块扇形外表的内半径和外半径。设衬块与制动盘之间的单位压力为户，那么在任意微元面积上的摩擦力对制动盘中心的力矩为，而单侧制动块加于制动盘的制动力矩应为单侧衬块加于制动盘的总摩擦力。故有效半径为Re=Mμ/2fFo=2(R23-R13)/3(R22-R12)〔3－12〕可见，有效半径Re即是扇形外表的面积中心至制动盘中心的距离。上式也可写成Re=4/3[1-R1R2/(R1+R2)2](R1+R2)/2=4/3[1-m/(1+m)2]Rm〔3－13〕式中，m=R1/R2因为m<1，m/(1+m)2<1/4，故Re>Rm，且m越小那么两者差值越大。应当指出，假设m过小，即扇形的径向宽度过大，衬块摩擦面上各不同半径处的滑磨速度相差太远，磨损将不均匀，因而单位压力分布均匀这一假设条件不能成立，那么上述计算方法也就不适用。m值一般不应小于0．65。制动盘工作面的加工精度应到达下述要求：平面度允差为0．012mm，外表粗糙度为Ra0.7—1.3μm，两摩擦外表的平行度不应大于0．05mm，制动盘的端面圆跳动不应大于0．03mm。通常制动盘采用摩擦性能良好的珠光体灰铸铁制造。为保证有足够的强度和耐磨性能，其牌号不应低于HT250。3.4利用附着系数与制动效率汽车制动减速度，其中被称为制动强度。由前述可知，假设汽车在具有同步附着系数的路面上制动，汽车的前、后轮将同时到达抱死的工况，此时的制动强度。在其他路面上制动时，既不出现前轮抱死也不发生后轮抱死的制动强度必然小于地面附着系数，即。就是说，只有在的路面上，地面的附着条件才能被充分地利用。而在的路面上，因出现前轮或后轮先抱死的现象，地面附着条件未被很好地被利用。为了定量说明地面附着条件的利用程度，定义利用附着系数为,〔3－14〕设汽车前轮刚要抱死或前、后轮同时刚要抱死时，汽车产生的减速度〔或表示为〕，那么由式〔3－1〕得前轮地面法向反作用力为：〔3－15〕前轮制动器制动力和地面制动力为：〔3－16〕将式〔3－11〕和式(3－12)代入式〔3－8〕，那么〔3－17〕同理可推导出后轮利用附着系数。后轮刚要抱死时，后轮地面制动力和地面法向反作用力〔3－18〕〔3－19〕将式〔3－14〕和式(3－15)代入，那么〔3－20〕对于汽车总质量m、轴距L、质心位置、、等结构参数，那么可绘制出利用附着系数与制动强度的关系曲线图。附着效率是制动强度和利用附着系数之比。它是也用于描述地面附着条件的利用程度，并说明实际制动力分配的合理性。根据附着效率的定义，有〔3－21〕〔3－22〕式中；和分别时前轴和后轴的附着效率。第四章制动器的设计计算4.1原始数据及主要技术参数装备质量1420kg满载质量1795kg轴荷分配空载时前轴872后轴548满载时前轴962后轴833质心至前后轴的距离空载时至前轴984mm至后轴1566mm满载时至前轴1183mm至后轴1367mm质心高度空载时550mm满载时586mm轴距2轮胎半径2前后轮胎规格205/55/R16制动力分配系数0.74.2前轮滑动钳盘式结构确实定4.21盘式制动器主要参数确实定1制动盘直径D轮辋直径为16×25.4=406.4mm取406mm制动盘直径为70%～79%轮辋直径即：284.5mm～321.1mm。根据轮辋提供应制动器的可利用空间，并本着制动盘直径尽可能大的原那么及运动时不发生干预。初选制动盘的直径d＝302mm2制动盘厚度h制动盘的厚度直接影响着制动盘质量和工作时的温度。为使质量不致太大，制动盘厚度应取的适当小些；为了降低制开工作时的温升，制动盘厚度又不宜过小。制动盘可以制成实心的，而为了通风散热，又可在制动盘的两工作面之间铸出通风孔道。通常，实心制动盘厚度可取为10mm~20mm;具有通风孔道的制动盘的两工作面之间的尺寸，即制动盘的厚度取为20mm~50mm，但多采用20mm~30mm。本次设计选择通风式制动盘h=20㎜3摩擦衬块内半径与外半径推荐摩擦衬块外半径与内半径的比值不大于1.5。假设此比值偏大，工作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，那么其磨损就会不均匀，接触面积将减小，最终导致制动力矩变化大。根据制动盘直径可确定外径考虑到，可选取4摩擦衬块工作面积推荐根据摩擦衬块单位面积占有的汽车质量在1.6kg/c㎡~305kg/c㎡范围内选取。满载时，前轴载荷为963kg，故，，取=80。后轴载荷为833kg，故，，取=70。4.22制动器的计算1制动器制动力矩计算：图10.13盘式制动器制动力矩的计算盘式制动器制动力矩的计算简图如图10.13所示，假定衬块的摩擦外表全部与制动盘接触，并且各处单位压力分布均匀，那么一个制动衬块施加给制动盘的制动力矩为〔4－1〕盘式制动器的制动力矩可以定义为〔4－2〕式中，f为摩擦因数，正常制动时，摩擦副的温度在200°C左右，摩擦副的摩擦因数约为0.3~0.4，取f=0.4；为单侧制动衬块对制动盘的压紧力；为有效作用半径。〔4－3〕平均半径因为=1mm,和之间相差不大，所以可以得出摩擦衬块和制动盘之间的单位压力分布均匀，摩擦块的磨损较为均匀。〔4－4〕由摩擦衬块工作面积=可得=0.72==0.63==811.11Nm以上计算结果见下表：车轮制动器制动力矩计算结果P(MPa)123456811.111622.222433.333244.444055.554866.662同步附着系数〔4－5〕式中，L为轴距，L=2550mm，为制动器分配系数，=0.7；为质心高度，空载时550mm，满载时586mm，为质心至后轴距离，空载时1566mm，满载时1367mm。3)汽车附着力矩计算(1)满载。前轮：后轮：(2)空载。前轮：后轮：因为在枯燥的混凝土或沥青路面上为0.7～0.8，而且当=时，当汽车制动时，汽车前后轮同时抱死，这样对地面附着效果利用较好。因此选取==0.71〔满载时〕。所以，汽车附着力矩计算(1)满载。前轮：=1314N·m后轮：=565.7N·m(2)空载。前轮：=1141N·m后轮：=346N·m4.23衬块磨损均匀性的计算和验证：衬块磨损特性的计算摩擦衬块的磨损受温度，摩擦力，滑磨速度，制动盘的材质及加工景况，以及衬块本身材质等许多因素的影响，因此在理论上计算磨损特性极为困难。但试验说明，影响磨损的最重要因素还是摩擦外表的温度和摩擦力。从能量的观点来说，汽车制动过程即是将汽车的机械能的一局部转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承当了汽车全部动能耗散的任务。此时，由于制动时间很短，实际上热量还来不及逸散到大气中就被制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是所谓制动器的能量负荷。能量负荷越大，那么衬片〔衬块〕的磨损越严重。对于盘式制动器的衬块，其单位面积上的能量负荷比鼓式制动器衬片大许多，所以制动盘外表温度比制动鼓的高。各种汽车的总质量及其制动衬片〔衬块〕的摩擦面积各不相同，因而有必要用一种相对的量作为评价能量负荷的指标。目前，各国常用的指标是比能量耗散率，即单位时间内衬片〔衬块〕单位面积耗散的能量，通常所用的计算单位为W/mm2。比能量耗散率有时也称为单位功负荷，或简称能量负荷。双轴汽车的单个前轮及后轮制动器的比能量耗散率分别为〔4－6〕〔4－7〕〔4－8〕式中，为汽车总质量；为汽车回转质量系数；为制动初速度和终速度〔m/s〕；j为制动减速度(m/s2)；t为制动时间〔s〕；为前，后制动器衬片〔衬块〕的摩擦面积〔mm2〕;为制动力分配系数。在紧急制动到停车的情况下，v2=0,并可认为=1，故乘用车的盘式制动器在和的条件下，比能量耗散率应不大于6.0W/mm2。t=27.8/6=4.63(s)=<6.0W/mm2.=<6.0W/mm2.另一个磨损特性指标是衬片〔衬块〕单位摩擦面积的制动器摩擦力，称为比摩擦力f0。比摩擦力越大，那么磨损越严重。单个车轮制动器的比摩擦力为〔4－9〕式中，为单个制动器的制动力矩；R为制动鼓半径〔衬块平均半径或有效半径〕；A为单个制动器的衬片〔衬块〕摩擦面积。所以〔N/mm2〕4.3制动力矩以及盘的压力假设摩擦盘完全接触，而且各处的压力分布均匀。那么盘式制动器制动力矩为：〔4－10〕为了保证汽车有良好的制动稳定性，汽车前后轮同时抱死时〔满载时候〕，汽车的前后轮制动器的产生的制动力矩等于前后轮的附着力矩。即：N·m单侧制动块对盘的压力：后轮制动器的制动力矩：=565.7N·m4.4制动器轮钢直径的计算制动轮缸对制动蹄(块)施加的张开力Fo与轮缸直径d和制动管路压力p的关系为〔4－11〕制动智路压力一般不超过10—12MPa，对盘式制动器可更高。压力越高，对管路(首先是制动软管及管接头)的密封性要求越严格，但驱动机构越紧凑。轮缸直径d应在标准规定的尺寸系列中选取，详见GB7524—87附录B表B2。油压选取：12MPa。=37.1mm，根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取,因此前制动轮缸直径取为=38mm。后轮制动轮缸取为=24.3mm，取为=26mm一个轮缸的工作容积根据公式〔4-12〕式中：——一个轮缸活塞的直径；n——轮缸活塞的数目；δ——一个轮缸完全制动时的行程：〔4－13〕初步设计时δ可取2mm-2.5mmδ=——消除制动蹄与制动鼓间的间隙所需的轮缸活塞行程。——由于摩擦衬片变形而引起的轮缸活塞。，——分别为鼓式制动器的变形与制动鼓的变形而引起的轮缸活塞行程。得一个前轮缸的工作容积=2267mm得一个后轮缸的工作容积=1061mm全部轮缸的总容积V=22267+21061=6656mm制动主缸直径与工作容积为=V+为制动软管在液压变性下引起的容积增量，取=1.1V=7322mm主缸活塞直径和活塞行程=〔4－14〕一般=〔0.81.2〕，依据《机械设计手册》第四版。第六章，液压缸。取=22mm=20mm。4.5紧急制动时踏板力的计算踏板力：〔4－15〕其中：操纵机构传动比制动主缸直径，总管路中油压p＝12MPa真空助力器的增力倍数k＝4－6，取k＝5。效率η＝0.82－0.86，取η＝0.84那么可见踏板力符合法律要求〔350－550范围〕。符合法律的要求。而且操纵较为轻便。4.6制动踏板行程的计算制动踏板工作行程:〔4－16〕主缸推杆与活塞间隙：=1.52mm，=1.6mm主缸活塞空行程：=0.2mm；那么：mm.法规要求不大于150－200mm，故符合法规。第五章制动性能分析任何一套制动装置都是由制动器和制动驱动机构两局部组成。汽车的制动性是指汽车在行驶中能利用外力强制地降低车速至停车或下长坡时能维持一定车速的能力。5.1制动性能评价指标汽车制动性能主要由以下三个方面来评价：1〕制动效能，即制动距离和制动减速度；2〕制动效能的稳定性，即抗衰退性能；3〕制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力的性能。5.2制动效能制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。制动效能是制动性能中最根本的评价指标。制动距离越小，制动减速度越大，汽车的制动效能就越好。5.3制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要指的是抗热衰性能。汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷态时的制动效能，已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。5.4制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性，常用制动时汽车给定路径行驶的能力来评价。假设制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力。那么汽车将偏离原来的路径。制动过程中汽车维持直线行驶，或按预定弯道行驶的能力称为方向稳定性。影响方向稳定性的包括制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力三种情况。制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，汽车将偏离给定的行驶路径。因此，常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价汽车制动时的方向稳定性，对制动距离和制动减速度两指标测试时都要求了其试验通道的宽度。方向稳定性是从制动跑偏、侧滑以及失去转向能力等方面考验。制动跑偏的原因有两个1〕汽车左右车轮，特别是转向轴左右车轮制动器制动力不相等。2〕制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调〔互相干预〕前者是由于制动调整误差造成的，是非系统的。而后者是属于系统性误差。侧滑是指汽车制动时某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象。最危险的情况是在高速制动时后轴发生侧滑。防止后轴发生侧滑应使前后轴同时抱死或前轴先抱死后轴始终不抱死。5.5制动器制动力分配曲线分析对于一般汽车而言，根据其前、后轴制动器制动力的分配、载荷情况及路面附着系数和坡度等因素，当制动器制动力足够时，制动过程可能出现如下三种情况：1〕前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。2〕后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。3〕前、后轮同时抱死拖滑。所以，前、后制动器制动力分配将影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度，是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。根据所给参数及制动力分配系数，应用MATLAB编制出制动力分配曲线如下：当I线与β线相交时，前、后轮同时抱死。当I线在β线下方时，前轮先抱死。当I线在β线上方时，后轮先抱死通过该图可以看出相关参数和制动力分配系数的合理性。5.6制动减速度制动系的作用效果，可以用最大制动减速度及最小制动距离来评价。当前后轮同时抱死时F+F=G=G=ma,所以a=0.71g=6.96m/s轿车制动减速度应在5.8—7m/s,所以符合要求。5.7制动距离S在匀减速度制动时，制动距离S为S=1/3.6〔t+t/2〕Va+Va/2a〔5－1〕式中，t:消除蹄与制动鼓间隙时间，取0.1st：制动力增长过程所需时间取0.2s故S=1/3.6〔0.1+0.2/2〕30+(30/3.6)/2/6.96=6.7m轿车的最大制动距离为：S=0.1V+V/150〔5－2〕V取30km/h。S=0.1+30/150=9mS<S所以符合要求5.8驻车制动计算1)汽车可能停驻的极限上坡路倾斜角==21.5式中：：车轮与轮面摩擦系数，取0.71；：汽车质心至前轴间距离；：轴距;：汽车质心高度。最大停驻坡高度应不小于16%～20%，故符合要求。2〕汽车可能停驻的极限下坡路倾斜角==16最大停驻坡高度应不小于16%～20%，故符合要求。第六章制动器零件设计及工艺分析6.1制动器零件设计滑动钳体滑动钳体是包括轮缸在内的精密件，并且传递压力22.6KN时，钳体要具有足够的刚度和强度，还要具有防震的性能。因此采用高强度、高韧度的可锻造铁组成，并使悬臂局部的厚度大于15mm，背部留有开口，以便在不拆下制动钳的情况下能够检查或更换制动块。滑动钳是靠两导销实现径向定位和轴向滑动的。为减少滑动时的摩擦力，防止对导销产生附加力矩，必须严格保证轮缸中心线与两导销轴线的平行度。固定支架固定支架承受和传递全部制动力矩，因此必须具有足够的强度和刚度。所以选用高强度的可锻铸铁KTZ550－04〔GB9440-88铸成，并保证其壁厚不小于10mm，必要时使用加强筋。与浮动钳一样必须保证两导销螺孔轴线的平行度及相对于轮缸轴线的对称度公差，及导轨平面度公差及适宜的粗糙度，以保证滑动钳能顺利运动而不发生任何干预现象。制动盘制动盘的大小受轮辋提供空间的限制，其凸缘大小还要受轮毂的影响，其尺寸见设计图纸。根据其受力情况可知其对强度要求不高，选用珠光体灰铸铁HT200。制动盘选用通风散热。制动盘工作外表应光滑平整，两侧外表不平度不应大于13μm，摆差不大于0.1mm，否那么将发生制动块顶撞活塞，导致制动踏板振动，踏板的行程亦会随之增加。制动块制动块是制动衬块和背板采用粘合剂粘合在一起而成的，摩擦衬块直接影响制动器性能，因此对其有严格要求。1具有高而稳定的摩擦系数，热衰退缓和，不能温度开到某一数值后，摩擦系数突降；2耐磨性好；3有较高的耐挤压强度和冲击强度；4对水、油的亲合性差；5制动时无噪音声和臭气，减少污染。根据以上要求，选用粉末冶金材料FM-202G活塞活塞做成杯形，其开口端顶靠制动背板，减少传给制动液的热量。开口端部切成阶梯状，形成两个相对且平行的半园形端面，防止噪声。活塞材料选用45钢。制动系中的密封问题制动系管路连接方式是采用喇叭口接头和锥螺纹外包扎“聚囚氟乙烯”胶带来实现的。在管路接口的各螺纹处涂抹厌氧螺纹锁固胶，能有效防止螺纹松落，在锥面及螺母支承面涂以密封胶，加强密封效果。在轮缸与活塞之间采用密封防尘圈实现密封和防尘，其材料为橡胶I－16.2工艺分析零件的工艺性在很大程度上决定其加工的难易程度。生产本钱的上下，因此有必要对主要零件的工艺性进行分析。主要零件的材料，工艺要成及其它浮动钳浮动钳是制动器中的主要零件，且形状不规那么，铸造性差，因此选用可铸性好，且具有足够强度和刚度的可锻铸铁KTZ550-04，经过喷砂处理后，镀锌，人工时效处理。该零件的关键是油缸，必须严格控制内壁的外表粗糙度〔Ra在1.6－0.8范围内〕及形位公差，主要是密封环道与缸孔的同轴度，否那么密封环受力不均匀，将引起制动液泄漏，缸孔轴线与孔端面压舌面的垂直度，父子将使衬块磨损不均匀，活塞与衬块背板贴合不均匀。加工精基准是刚刚孔端面。另外，导销孔也是重要加工部位，要保证两孔的对称度，否那么与固定支架装配时可能发生干预。加工〔精铰〕保证孔的粗糙度及形位公差。固定支架固定支架的形状也就较复杂，且承受全部的制动力，因此也采用可铸性好，强度、刚度高的可锻铸铁KTZ550-04，喷砂人工时效处理后镀锌。该零件的主要加工局部是：衬块导轨面和导销孔。导轨面之间的对称度、平面度等形位公差及外表粗糙度必须得以保证，以使衬块能在上面顺利滑动；导销孔的对称度及中心距要严格控制。导销与导销孔采用螺纹连接。制动盘制动盘对抗拉，弯强度得要求不高，但应有一定得抗磨性和稳定得摩擦系数，为此采用HT200铸造。该零件得主要加工局部是：与轮毂贴合面，两摩擦端面。6个螺栓孔。定位粗基准是一个摩擦环面，定位精基准是轮毂贴合面。制动盘工作外表要求光滑平整，粗糙度不应大于Ra3.2两侧外表不平行度不大于8μm,盘面摆差不大于0.1mm，否那么将发生与衬块反撞，顶推活塞，导致制动时踏板振动，踏板行程增加。由于制动盘是旋转体，因此当它加工完毕后要和轮毂安装到一起进行静不平衡度实验，将不平衡度控制在一个范围。活塞活塞主要受压力作用，为减少传热，做成杯形，故材料用45钢，模锻而成，以内腔为定基准，车削外圆和底部端面，再以外圆和底部作定位基准，车削密封环槽，〔档尘环槽〕及倒角。然后淬火，用无心磨削外圆，使其粗糙度达Ra1.6—Ra0.8。活塞得尺寸和形位公差〔主要为圆柱度〕应得以保证，否那么成品制动器再使用过程中会卡住或出现漏油现象。制动衬块由于制动衬块背板是5mm钢板冲压而成，必须保证平面度，外表粗糙度不能控制得太高，能使粘结摩擦材料牢固。由于其主要受剪切作用，故粘结技术就尤为重要。摩擦材料采用以铁粉作为母材【占质量得〔60——80〕％】加上大量得石墨、陶瓷粉末作摩擦材料系数调整剂，用粉末冶金方法制成〔FM-202G〕。之所以选用铁粉为母材，是从本钱及环保两方面考虑的。摩擦衬片与背板的粘接工艺以粘接工艺代替铆接工艺，可以增大制动摩擦片有效利用面积，和可利用厚度，提高底板与摩擦片的连接强度，降低生产本钱。具体的粘接过程：1粘接前底板处理：将钢板磨去氧化层后，对其该两面进行磷化处理；再用弱的热碱溶液去掉防锈油污，然后经酸洗中和，漂洗及枯燥其外表，再进行喷丸处理；再次用水、石灰、磨料和洗剂，清洗外表、枯燥。假设底板不及时使用，应放在不透气的聚乙烯袋中保存，免受灰尘污染。2粘接通常的粘接是在摩擦衬片的反面涂一层树脂〔粘接剂〕，再在火炉中枯燥，以除去粘接剂中的溶剂，便于粘接，然后将带有粘接剂的摩擦片的背板在夹具中加以固定，随同夹具通过流水线送入连续式加热炉进行固化处理。粘接剂中的主要成分：丁晴酚醛，其特性如下表所示：表5—1丁晴酚醛后机械特性涂布粘接方法：喷雾。3粘接后的检查从外观上看，贴合紧密，无缺陷，无裂缝，抽检试样进行满剪切负荷冲击试验。6.3对结构工艺性的评价工艺性包括机械加工工艺性和装配工艺性两大方面，具体说来优毛坯制造，热处理，机加工，装配，修理等的结构工艺性问题。结构工艺性问题随生产类型和生产条件不同，以及机械加工技术水平的不同而不一样。因此该车的工艺结构受到其大批量生产的生产类型而制约的。1零件的结构标准化。本设计中所以螺刎，中心孔，倒角，磨削加工的砂轮越程槽；退刀槽的结构，根本尺寸，公差都符合最新国家标准。2标准件，通用件的选用。除车结构的特殊零件自行设计外，连接件，密封件等都从国标中的标准件中选取，同时非标准件也尽量选用与同类车的通用件，保证设计的互换性。从而简化了设计和制造，减少了产品零件种类。使汽车工业零部件批量增大，降低了生产成品，为采用高效设备，工艺装备创造了有利条件。3材料的切削加工性。在满足使用条件下，尽量选用切削性好的材料，提供刀具耐用度，减少零件外表粗糙度。4尺寸标准的工艺性。在设计中的尺寸标准，考虑到加工过程中便于测量，检测等，各道工序的尺寸标注应尽量反映工艺顺序，减少了加工时工艺尺寸链的换算的工作量。力求尺寸的标准化和尺寸的统一，尺寸的标注符合基准同一原那么和基准重合原那么。在粗糙度的选择，在满足使用功能要求前提下，选用经济的公差等级和外表粗糙度。6.4典型零件的加工工艺过程分析制动盘是盘式制动器的重要零件，要求制动盘的两端有严格的平行度，相对轴线有跳动〔垂直度〕形位公差控制，与轮毂配合的内圆外表及贴合端面。各尺寸及形位公差详见图纸。粗糙度在保证性能〔主要式保证贴合面紧密配合的情况及与衬块磨损均匀〕的前提下，尽可能采用较宽的等级。形位公差尽量采用基准重合原那么，主要是以轴线为标注基准。公差数值采用优先数列，空刀槽选用通用值。总之，该制动盘的结构符合加工工艺性的要求。有良好的经济性和可行性。该制动盘的加工工艺过程如下表所示：6.5总成装配拆卸与检查的技术要求制动器总成的装配程序简图。轮毂制动盘轮毂制动盘螺栓螺栓制动盘组件制动盘组件前盘制动器总成前盘制动器总成转向节转向节螺钉制动钳部件螺钉制动钳部件防尘罩防尘罩导向螺钉放气塞防尘胶套摩擦衬块固定钳浮动钳部件导向螺钉放气塞防尘胶套摩擦衬块固定钳浮动钳部件防尘醛浮动钳密封环活塞浮动钳组件防尘醛浮动钳密封环活