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1、學(xué)號(hào)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)普及型轎車前制動(dòng)器設(shè)計(jì)教 學(xué) 系: 汽車工程系 指導(dǎo)教師: 余晨光 專業(yè)班級(jí): 車輛工程1072班 學(xué)生姓名: 鄧 洋 洋 二一一年六月畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名鄧洋洋專業(yè)班級(jí)車輛1072指導(dǎo)教師余晨光工作單位武漢理工大學(xué)設(shè)計(jì)(論文)題目普及型轎車前制動(dòng)器設(shè)計(jì)(參考車型:波羅1.6)設(shè)計(jì)(論文)主要內(nèi)容:(1)分析各種常用制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、性能及優(yōu)缺點(diǎn)。(2)分析參考車型前制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案和特點(diǎn)。(3)設(shè)計(jì)普及型轎車前制動(dòng)器: 繪制前制動(dòng)器的總裝配圖; 繪制前制動(dòng)器的主要零件圖;要求完成的主要任務(wù)及其時(shí)間安排:(1)圖紙必須包含裝配圖和零件圖,總制圖量折合不少于2張
2、0號(hào)圖紙,其中手繪圖紙量折合不少于0.5張0號(hào)圖紙,機(jī)繪圖紙量折合不少于0.5張0號(hào)圖紙,手繪圖紙不得與機(jī)繪圖重復(fù);(2)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書不少于1.0萬(wàn)字;(3)畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)檢索不少于10篇,其中外文文獻(xiàn)不少于2篇,文獻(xiàn)檢索每篇不少于200字;(4)開題報(bào)告不少于1200字;(6)將畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容(開題報(bào)告、文獻(xiàn)檢索、畢業(yè)說(shuō)明書、機(jī)繪圖紙等)的電子文檔集中刻錄到一張光盤上。周次(時(shí)間)工作內(nèi)容提交內(nèi)容(階段末)第7學(xué)期分組、確定選題、資料收集方案構(gòu)思、完成開題報(bào)告文獻(xiàn)檢索、開題報(bào)告12(由系安排確定時(shí)間)校外實(shí)習(xí)、校外資料收集、完成實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)報(bào)告35()資料整理、完善方案設(shè)計(jì)方案68()設(shè)計(jì)
3、計(jì)算、草圖繪制設(shè)計(jì)計(jì)算草稿、草圖913()圖樣繪制、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書圖樣、說(shuō)明書1415()完善圖紙、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書資料裝袋16()答辯必讀參考資料:汽車構(gòu)造第五版,陳家瑞,人民交通出版社;汽車設(shè)計(jì)第四版,王望予,機(jī)械工業(yè)出版社;汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算,劉惟信編著,清華大學(xué)出版社;汽車制動(dòng)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì),(美) L. 魯?shù)婪蚓帲瑱C(jī)械工業(yè)出版社。指導(dǎo)教師簽名: 余晨光 教研室主任簽名: 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目普及型轎車前制動(dòng)器設(shè)計(jì)(參考車型:波羅1.6)1. 目的及意義(含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析):盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器。它由液壓控制,主要零部件有制動(dòng)盤、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。制動(dòng)盤
4、用合金鋼制造并固定在車輪上,隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用,推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤發(fā)生摩擦制動(dòng),動(dòng)作起來(lái)就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子,迫使它停下來(lái)一樣。盤式制動(dòng)器散熱快,重量輕,構(gòu)造簡(jiǎn)單,調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好,制動(dòng)效果穩(wěn)定,而且不怕泥水侵襲,在冬季和惡劣路況下行車,盤式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。有些盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤上還開了許多小孔,加速通風(fēng)散熱提高制動(dòng)效率。盤式制動(dòng)器廣泛的應(yīng)用于轎車的車輪制動(dòng)器,盤式制動(dòng)器最大的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)盤與制動(dòng)塊之間的間隙是自動(dòng)調(diào)節(jié)的,制動(dòng)盤與制動(dòng)塊之
5、間保持很小的間隙,所以采用盤式制動(dòng)器的汽車剎車時(shí)踏板的自由行駛很小。盤式制動(dòng)器由制動(dòng)盤、制動(dòng)塊(也稱為剎車片)、制動(dòng)鉗、剎車分泵及分泵導(dǎo)向裝置等組成。其中分泵又由泵體、活塞及密封膠圈、放氣螺塞等組成。盤式制動(dòng)器的分泵安裝在支架上,當(dāng)來(lái)自總泵的剎車油進(jìn)入分泵后,推動(dòng)分泵活塞外移,活塞推動(dòng)剎車片與制動(dòng)盤接觸摩擦,同時(shí)在反作用下,分泵泵體右移,帶動(dòng)另一個(gè)剎車片移動(dòng),兩個(gè)剎車片共同將制動(dòng)盤鉗緊,實(shí)施制動(dòng)。當(dāng)松開制動(dòng)踏板時(shí),剎車油回流,分泵活塞在密封膠圈的變形的反力下回位,剎車片解除對(duì)制動(dòng)盤的鉗緊。盤式制動(dòng)器的缺陷主要是對(duì)制動(dòng)器和制動(dòng)管路的制造要求較高,摩擦片的耗損量較大,成本貴,而且由于摩擦片的面積小
6、,相對(duì)摩擦的工作面也較小,需要的制動(dòng)液壓高,必須要有助力裝置的車輛才能使用。所以,汽車設(shè)計(jì)者從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā),一般轎車采用了混合的形式,前輪盤式制動(dòng),后輪鼓式制動(dòng)。四輪轎車在制動(dòng)過(guò)程中,由于慣性的作用,前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%80%,因此前輪制動(dòng)力要比后輪大。轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本,就采用前輪盤式制動(dòng),后輪鼓式制動(dòng)的方式。雖然鼓式制動(dòng)器成本相對(duì)低廉,比較經(jīng)濟(jì)。但是隨著材料科學(xué)的發(fā)展及成本的降低,在汽車領(lǐng)域中,盤式制動(dòng)有逐漸取代鼓式制動(dòng)的趨向。隨著人們生活水平的提高和汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,微型客車也逐漸的采用盤式制動(dòng)器。尤其是前輪制動(dòng),它對(duì)制動(dòng)力有較大的要求,采用盤式制動(dòng)器是大
7、勢(shì)所趨。所以為了適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,為微型客車設(shè)計(jì)一款盤式前制動(dòng)器是很有必要的。2. 基本內(nèi)容和技術(shù)方案:本文對(duì)微型客車的前制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)?;緝?nèi)容和方案如下:2.1 汽車制動(dòng)器簡(jiǎn)介和盤式制動(dòng)器優(yōu)缺點(diǎn)2.2車型的選擇和基本參數(shù)的確定2.3盤式制動(dòng)器形式的確定2.4設(shè)計(jì)計(jì)算及過(guò)程等我選擇的車型是polo 2008款 1.6L 標(biāo)準(zhǔn)型。基本數(shù)據(jù)有:長(zhǎng)*寬*高(mm) 3916/1650/1520 整備質(zhì)量 1201kg最高車速 182km 最大功率 77kW最大扭矩 155 Nm 最高轉(zhuǎn)速 6200r /min我選用的是點(diǎn)盤式制動(dòng)器。由于摩擦面僅占制動(dòng)盤的一小部分,故稱點(diǎn)盤式。有固定卡鉗式和浮
8、動(dòng)卡鉗式兩種。為了不使制動(dòng)軸受到徑向力和彎矩,點(diǎn)盤式制動(dòng)缸應(yīng)成對(duì)布置。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大時(shí),可采用多對(duì)制動(dòng)缸。必要時(shí)可在中間開通風(fēng)溝,以降低摩擦副溫升,還應(yīng)采取隔熱散熱措施,以防止液壓油溫高變質(zhì)。盤式還分為普通盤式和通風(fēng)盤式,普通盤式我們比較容易理解,就是實(shí)心的。通風(fēng)盤式,顧名思義具有透風(fēng)功效,指的是汽車在行使當(dāng)中產(chǎn)生的離心力能使空氣對(duì)流,達(dá)到散熱的目的,這是由盤式碟片的特殊構(gòu)造決定的。從外表看,它在圓周上有許多通向圓心的洞空,這些洞空是經(jīng)一種特殊工藝制造而成,因此比普通盤式散熱效果要好許多。但是考慮到微型客車成本及需求,采用非通風(fēng)盤式制動(dòng)器更合適。3. 進(jìn)度安排:3.1查閱相關(guān)資料并確定所設(shè)計(jì)車型
9、3.2對(duì)所選車型進(jìn)行前制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3運(yùn)用CAD軟件進(jìn)行制圖4. 指導(dǎo)教師意見:周次(時(shí)間)工作內(nèi)容提交內(nèi)容(階段末)第7學(xué)期分組、確定選題、資料收集方案構(gòu)思、完成開題報(bào)告文獻(xiàn)檢索、開題報(bào)告12(由系安排確定時(shí)間)校外實(shí)習(xí)、校外資料收集、完成實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)報(bào)告35()資料整理、完善方案設(shè)計(jì)方案68()設(shè)計(jì)計(jì)算、草圖繪制設(shè)計(jì)計(jì)算草稿、草圖913()圖樣繪制、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書圖樣、說(shuō)明書1415()完善圖紙、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書資料裝袋16()答辯 必讀參考資料:汽車構(gòu)造第五版,陳家瑞,人民交通出版社;汽車設(shè)計(jì)第四版,王望予,機(jī)械工業(yè)出版社;汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算,劉惟信編著,清華大學(xué)出版
10、社;汽車制動(dòng)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì),(美) L. 魯?shù)婪蚓?,機(jī)械工業(yè)出版社。 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日鄭 重 聲 明本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人簽名: 日期: 目 錄摘 要1Abstract 21 緒論 31.1 研究目的及意義32汽車制動(dòng)系概述 42.1 制動(dòng)系的功用42.2 制動(dòng)系的組成42.3 制動(dòng)系的類型42.4 設(shè)計(jì)制動(dòng)系時(shí)應(yīng)滿足如下主要要求53 制動(dòng)器形式選擇73.1 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)分析與比較73.2 鉗盤式
11、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)83.3 全盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)8全盤式8固定鉗式9浮動(dòng)鉗式9浮動(dòng)盤式制動(dòng)器104 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定114.1 汽車主要參數(shù)114.2 制動(dòng)盤直徑D114.3 制動(dòng)盤厚度 114.4 摩擦襯塊外半徑 R2 、內(nèi)半徑 R1與厚度 b114.5 襯片工作面積A115 鉗盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算125.1 同步附著系數(shù)的確定125.2 制動(dòng)力分配系數(shù)的確定125.3 前,后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定125.4 應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩145.5 盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算155.6 襯塊磨損特性的計(jì)算156 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算176.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式176.2 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)
12、算17制動(dòng)輪缸直徑d的確定17 制動(dòng)主缸直徑do確定17制動(dòng)踏板力FP 18制動(dòng)踏板工作行程SP18結(jié) 論 19參考文獻(xiàn)20致 謝 21摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是polo勁取1.6AT轎車前盤式制動(dòng)器,在設(shè)計(jì)中主要包括三個(gè)重要部分:制動(dòng)系主要參數(shù)選擇、盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)及其優(yōu)化設(shè)計(jì)。它們重點(diǎn)解決了制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)及其優(yōu)化問(wèn)題。 本設(shè)計(jì)首先是對(duì)制動(dòng)系的介紹,并分析比較了各種常見的制動(dòng)器,其中重點(diǎn)介紹了設(shè)計(jì)所采用的鉗盤式制動(dòng)器,另外又對(duì)制動(dòng)系的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)述,接著是設(shè)計(jì)參數(shù)的確定,這包含了設(shè)計(jì)中所用到的所有必要參數(shù),然后是選擇制動(dòng)系的主要參數(shù)。在盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)中,主要是確定其結(jié)構(gòu)參數(shù),重點(diǎn)在制動(dòng)
13、盤和摩擦襯塊的尺寸問(wèn)題,其次就是盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算,主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:普及型橋車 制動(dòng)器 滑動(dòng)鉗盤ABSTRACTThis graduate design is about polo 1.6AT car front disc brakes, in the design includes three major parts: the main parameters braking system, disc brake design and its optimization. They focused on solving the brake structure parameters,
14、 performance parameters and their optimization problem.The first is the brake system design description, and compare a variety of common brake, which focuses on the design used by caliper disc brakes, the brake lines and other trends outlined, followed by design Parameters, which includes the design
15、 of all the necessary parameters are used, then select the main parameters of the brake system. In the disc brake design, primarily to determine its structural parameters, focusing on the brake disc and friction pads the size of the problem, followed by disc brake design calculations, the main compo
16、nents of the structural design.Keywords: Car universal bridge Brakes Sliding clamp plate1 緒論1.1 研究目的及意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)生活的總結(jié),也是對(duì)自己的一次檢驗(yàn)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我可以很好地將這四年所學(xué)的知識(shí)串聯(lián)起來(lái),使自己在畢業(yè)實(shí)際中能最大程度地發(fā)揮自己的能力,做出一份優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然在理論上,我很難有所突破,但在實(shí)踐中,我可以對(duì)現(xiàn)有的POLO勁取 1.6 AT 轎車前盤式制動(dòng)器進(jìn)行合理地改進(jìn),它讓我有機(jī)會(huì)將汽車?yán)碚撝R(shí)與實(shí)際的設(shè)計(jì)工作緊密地聯(lián)系到一起,不僅提高了自己汽
17、車設(shè)計(jì)方面的知識(shí)水平,還培養(yǎng)了自己創(chuàng)造性思維能力。另外,通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),我不僅僅要學(xué)習(xí)轎車前盤式制動(dòng)器是如何設(shè)計(jì)的,更要掌握的是整個(gè)設(shè)計(jì)是如何展開的,過(guò)程是怎樣的。只有這樣,你才能對(duì)其他從未進(jìn)行過(guò)的設(shè)計(jì)工作知道如何下手。最后,通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),不僅使我在汽車專業(yè)知識(shí)上得到提高,而且還充分鍛煉了自己資料收集能力以及語(yǔ)言組織水平,為此后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器。它由液壓控制,主要零部件有制動(dòng)盤、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在車輪上,隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用,推動(dòng)
18、摩擦片壓向制動(dòng)盤發(fā)生摩擦制動(dòng),動(dòng)作起來(lái)就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子,迫使它停下來(lái)一樣。盤式制動(dòng)器散熱快,重量輕,構(gòu)造簡(jiǎn)單,調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好,制動(dòng)效果穩(wěn)定,而且不怕泥水侵襲,在冬季和惡劣路況下行車,盤式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。有些盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤上還開了許多小孔,加速通風(fēng)散熱提高制動(dòng)效率。盤式制動(dòng)器廣泛的應(yīng)用于轎車的車輪制動(dòng)器,盤式制動(dòng)器最大的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)盤與制動(dòng)塊之間的間隙是自動(dòng)調(diào)節(jié)的,制動(dòng)盤與制動(dòng)塊之間保持很小的間隙,所以采用盤式制動(dòng)器的汽車剎車時(shí)踏板的自由行駛很小。盤式制動(dòng)器由制動(dòng)盤、制動(dòng)塊(也稱為剎車片)、制動(dòng)鉗、剎車分泵及分泵導(dǎo)向裝置等組成。其中
19、分泵又由泵體、活塞及密封膠圈、放氣螺塞等組成。盤式制動(dòng)器的分泵安裝在支架上,當(dāng)來(lái)自總泵的剎車油進(jìn)入分泵后,推動(dòng)分泵活塞外移,活塞推動(dòng)剎車片與制動(dòng)盤接觸摩擦,同時(shí)在反作用下,分泵泵體右移,帶動(dòng)另一個(gè)剎車片移動(dòng),兩個(gè)剎車片共同將制動(dòng)盤鉗緊,實(shí)施制動(dòng)。當(dāng)松開制動(dòng)踏板時(shí),剎車油回流,分泵活塞在密封膠圈的變形的反力下回位,剎車片解除對(duì)制動(dòng)盤的鉗緊。盤式制動(dòng)器的缺陷主要是對(duì)制動(dòng)器和制動(dòng)管路的制造要求較高,摩擦片的耗損量較大,成本貴,而且由于摩擦片的面積小,相對(duì)摩擦的工作面也較小,需要的制動(dòng)液壓高,必須要有助力裝置的車輛才能使用。所以,汽車設(shè)計(jì)者從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā),一般轎車采用了混合的形式,前輪盤式制動(dòng)
20、,后輪鼓式制動(dòng)。四輪轎車在制動(dòng)過(guò)程中,由于慣性的作用,前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%80%,因此前輪制動(dòng)力要比后輪大。轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本,就采用前輪盤式制動(dòng),后輪鼓式制動(dòng)的方式。雖然鼓式制動(dòng)器成本相對(duì)低廉,比較經(jīng)濟(jì)。但是隨著材料科學(xué)的發(fā)展及成本的降低,在汽車領(lǐng)域中,盤式制動(dòng)有逐漸取代鼓式制動(dòng)的趨向。隨著人們生活水平的提高和汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,微型客車也逐漸的采用盤式制動(dòng)器。尤其是前輪制動(dòng),它對(duì)制動(dòng)力有較大的要求,采用盤式制動(dòng)器是大勢(shì)所趨。所以為了適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,為微型客車設(shè)計(jì)一款盤式前制動(dòng)器是很有必要的2 汽車制動(dòng)系概述2.1 制動(dòng)系的功用使行駛中的汽車減速甚至停車,使下坡
21、行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定,以及使已經(jīng)停駛的汽車保持不動(dòng),這些作用統(tǒng)稱為汽車制動(dòng)。對(duì)汽車起到制動(dòng)作用的是作用在汽車上,其方向與汽車行駛方向相反的外力。作用在行駛汽車上的滾動(dòng)阻力,上坡阻力,空氣阻力都能對(duì)汽車起制動(dòng)作用,但這外力的大小是隨機(jī)的,不可控制的。因此,汽車上必須設(shè)一系列專門裝置,以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況,借以使外界在汽車上某些部分施加一定的力,對(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)。這種可控制的對(duì)汽車進(jìn)行制動(dòng)的外力,統(tǒng)稱為制動(dòng)力。這樣的一系列專門裝置即成為制動(dòng)系。使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車;在下坡行駛時(shí),使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速;使汽車可靠的停在原地或-=-坡道上。2.2 制動(dòng)系
22、的組成任何制動(dòng)系都具有以下四個(gè)基本組成部分:(1)供能裝置包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中,產(chǎn)生制動(dòng)能量的部位稱為制動(dòng)能源。(2)控制裝置包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的各種部件。(3)傳動(dòng)裝置包括將制動(dòng)能量傳輸?shù)街苿?dòng)器的各個(gè)部件。(4)制動(dòng)器產(chǎn)生阻礙車輛的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件,其中也包括輔助制動(dòng)系中的緩速裝置。 較為完善的制動(dòng)系還具有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置以及報(bào)警裝置、壓力保護(hù)裝置等附加裝置。2.3 制動(dòng)系的類型1按制動(dòng)系的功用分類1)行車制動(dòng)系使行使中的汽車減低速度甚至停車的一套專門裝置。2)駐車制動(dòng)系是以停止的汽車駐留在原地不動(dòng)的一套裝置。3)第二制動(dòng)系在行車制
23、動(dòng)系失效的情況下,保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國(guó)家的制動(dòng)法規(guī)中規(guī)定,第二制動(dòng)系是汽車必須具備的。4)輔助制動(dòng)系在汽車長(zhǎng)下坡時(shí)用以穩(wěn)定車速的一套裝置。2按制動(dòng)系的制動(dòng)能源分類1)人力制動(dòng)系以駕駛員的肢體作為唯一的制動(dòng)能源的制動(dòng)系。2)動(dòng)力制動(dòng)系完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系。3)伺服制動(dòng)系兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系。按照制動(dòng)能量的傳輸方式,制動(dòng)系又可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁等。同時(shí)采用兩種以上傳能方式的制動(dòng)系,可稱為組合式制動(dòng)系。2.4 設(shè)計(jì)制動(dòng)系時(shí)應(yīng)滿足如下主要要求:1) 具有足夠的制動(dòng)效能。行車制動(dòng)能力是用一定制動(dòng)初速度下
24、的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩相指標(biāo)來(lái)評(píng)定的;駐坡能力是以汽車在良好路面上能可靠的停駐的最大坡度來(lái)評(píng)定的。詳見GB/T7258-2004制動(dòng)距離:是指機(jī)動(dòng)車在規(guī)定的初速度下急踩制動(dòng)時(shí),從腳接觸制動(dòng)踏板(或手觸動(dòng)制動(dòng)手柄)時(shí)起至機(jī)動(dòng)車停住時(shí)止機(jī)動(dòng)車駛過(guò)的距離。制動(dòng)減速度:是指機(jī)動(dòng)車制動(dòng)時(shí)車速對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。制動(dòng)穩(wěn)定性要求:是指制動(dòng)過(guò)程中機(jī)動(dòng)車的任何部位(不計(jì)入車寬的部位除外)不允許超出規(guī)定寬度的試驗(yàn)通道的邊緣線。 表2-1 制動(dòng)距離和制動(dòng)穩(wěn)定性要求機(jī)動(dòng)車類型制動(dòng)初速度km/h滿載檢驗(yàn)制動(dòng)距離要求m空載檢驗(yàn)制動(dòng)距離要求m試驗(yàn)通道寬度 m三輪汽車205.02.5乘用車5020.019.02.5總質(zhì)量不大于
25、3500kg 的低速貨車309.08.02.5其它總質(zhì)量不大于 3500kg 的汽車5022.021.02.5其它汽車、汽車列車3010.09.03.0兩輪摩托車307.0邊三輪摩托車308.02.5正三輪摩托車307.52.3輕便摩托車204.0輪式拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組206.56.03.0手扶變型運(yùn)輸機(jī)206.52.3表2-2 制動(dòng)減速度和制動(dòng)穩(wěn)定性要求 機(jī)動(dòng)車類型制動(dòng)初速度km/h滿載檢驗(yàn)充分發(fā)出的平均減速度m/s2空載檢驗(yàn)充分發(fā)出的平均減速度m/s2試驗(yàn)通道寬度m三輪汽車203.82.5乘用車505.96.22.5總質(zhì)量不大于 3500kg 的低速貨車305.25.62.5其它總質(zhì)量不大于
26、3500kg 的汽車505.45.82.5其它汽車、汽車列車305.05.43.02) 工作可靠。行車制動(dòng)裝置至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路,當(dāng)其中一套管路失效時(shí),另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動(dòng)能力不低于沒(méi)有失效時(shí)規(guī)定值的30%。行車和駐車制動(dòng)裝置可以有共同的制動(dòng)器,而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)則各自獨(dú)立。3) 在任何速度下制動(dòng)時(shí),汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。4) 防止水和泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。5) 制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好。6) 操作輕便,并具有良好的隨動(dòng)性。7) 制動(dòng)時(shí),制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲應(yīng)盡可能小,同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)人體有害的石棉纖維等物質(zhì),以減少公害。8) 作用滯后性應(yīng)盡可能好。作用滯后性是指制動(dòng)
27、反應(yīng)時(shí)間,以制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定的制動(dòng)效能所需的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。9) 摩擦片應(yīng)有足夠的使用壽命。10)摩擦副磨損后,應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu),且調(diào)整間隙工作容易,最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)。11)當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本供能遭到破壞時(shí),汽車制動(dòng)系應(yīng)有音響或光信號(hào)等報(bào)警裝置。防止制動(dòng)時(shí)車輪被抱死有利于提高汽車在制動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性,縮短制動(dòng)距離,所以近年來(lái)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)在汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用。此外,由于含有石棉的摩擦材料在石棉有致癌公害問(wèn)題已被淘汰,取而代之的各種無(wú)石棉型材料相繼研3 制動(dòng)器形式的選擇3.1制動(dòng)器結(jié)構(gòu)分析與比較制動(dòng)器主要有
28、摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn),但因成本高,只在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動(dòng)器或緩速器;液力式制動(dòng)器一般只作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同,可分為鼓式,盤式和帶式三種。帶式制動(dòng)器只用作中央制動(dòng)器;鼓式和盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式有多種,(如圖3-1)所示:圖3-1 制動(dòng)器的分類盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤有兩個(gè)主要部分:輪轂和制動(dòng)表面。輪轂是安裝車輪的部位,內(nèi)裝有軸承。制動(dòng)表面是制動(dòng)盤兩側(cè)的加工表面。它被加工得很仔細(xì),為制動(dòng)摩擦塊提供摩擦接觸面。整個(gè)制動(dòng)盤一般由鑄鐵鑄成。鑄鐵能提供優(yōu)良的摩擦面。制動(dòng)
29、盤裝車輪的一側(cè)稱為外側(cè),另一側(cè)朝向車輪中心,稱為內(nèi)側(cè)。制動(dòng)盤制動(dòng)表面的大小由盤的直徑?jīng)Q定。大型車需要較多制動(dòng)功能,它的制動(dòng)直徑達(dá)12in或者更大些。較小較輕的車車用較小的制動(dòng)盤。通常,制造商在保持有效的制動(dòng)性能的情況下,盡可能將零件做的小些,輕些。按輪轂結(jié)構(gòu)分類,制動(dòng)盤有兩種常用型式。帶轂的制動(dòng)盤有個(gè)整體式轂。在這種結(jié)構(gòu)中,輪轂與制動(dòng)盤的其余部分鑄成單體件。另一種型式輪轂與盤側(cè)制成兩個(gè)獨(dú)立件。輪轂用軸承裝到車軸上。車論凸耳螺栓通過(guò)輪轂,再通過(guò)制動(dòng)盤轂法蘭配裝。這種型式制動(dòng)盤稱為無(wú)轂制動(dòng)盤。這種型式的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)盤便宜些。制動(dòng)面磨損超過(guò)加工極限時(shí)能很容易更換。制動(dòng)盤可能是整體式的或者通風(fēng)的。通風(fēng)的
30、制動(dòng)盤在兩個(gè)制動(dòng)表面之間鑄有冷卻葉片。這種結(jié)構(gòu)使制動(dòng)盤鑄件顯著的增加了冷卻面積。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),盤內(nèi)扇形葉片的旋轉(zhuǎn)增加了空氣循環(huán),有效的冷卻制動(dòng)。盤式制動(dòng)器具有散熱快,重量輕,構(gòu)造簡(jiǎn)單,調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好,制動(dòng)效果穩(wěn)定,而且不怕泥水侵襲,在冬季和惡劣路況下行車,盤式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。雖然盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤與空氣接觸的面積很大,但很多時(shí)候其散熱效果還是不能讓人滿意,于是有的制動(dòng)盤上又被開了許多小孔,加速通風(fēng)散熱以提高制動(dòng)效率,這就是通風(fēng)盤式制動(dòng)器。一般來(lái)說(shuō),尺寸大的制動(dòng)盤要比尺寸小的制動(dòng)盤散熱效率高,而通風(fēng)盤則要比實(shí)體盤的散熱效率高。四輪轎車在制動(dòng)過(guò)
31、程中,一般前輪的制動(dòng)力要比后輪大,后輪起輔助制動(dòng)作用。因此,一般情況下,汽車前輪制動(dòng)盤的尺寸要比后輪大,且前輪多采用通風(fēng)盤,后輪多采用實(shí)體盤或通風(fēng)盤。根據(jù)制動(dòng)盤固定元件的結(jié)構(gòu)形式,盤式制動(dòng)器可分為鉗盤式制動(dòng)器和全盤式制動(dòng)器兩類。3.2 鉗盤式制動(dòng)器鉗盤式制動(dòng)器的固定摩擦元件是制動(dòng)塊,(如圖3-2)裝在與車軸連接且不能繞車軸線旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗中。制動(dòng)襯塊與制動(dòng)盤接觸面積很小,在盤上所占的中心角一般僅30o50o,故盤式制動(dòng)器又被稱為點(diǎn)盤式制動(dòng)器。圖3-2 鉗盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖3.3 全盤式制動(dòng)器全盤式全盤式制動(dòng)器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)都是圓盤形的,分別稱為固定盤和旋轉(zhuǎn)盤。其結(jié)構(gòu)原理和摩擦離合器相似。多
32、片全盤式制動(dòng)器的各盤都封閉在殼體中,散熱條件較差。因此,有些國(guó)家正在研制一種強(qiáng)制液冷多片全盤式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器完全封閉,內(nèi)腔充滿冷卻油液。冷卻在制動(dòng)器內(nèi)受熱升溫后,被液壓泵吸出,而后被壓送入發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系中的熱交換器,在此受發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的冷卻后再流回制動(dòng)器。鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)不同,分為以下幾種。 固定鉗式制動(dòng)鉗固定安裝在車橋上,既不能旋轉(zhuǎn),也不能沿制動(dòng)盤軸線方向移動(dòng),因而其中必須在制動(dòng)盤兩側(cè)裝設(shè)制動(dòng)塊促動(dòng)裝置,以便分別將兩側(cè)的制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤。這種形式也成為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式。固定鉗式制動(dòng)器存在著以下缺點(diǎn):1)液壓缸較多,使制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2)液壓缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè),必須用跨越制動(dòng)
33、的鉗內(nèi)油道或外部油管來(lái)連通。這必然使得制動(dòng)鉗的尺寸過(guò)大,難以安裝現(xiàn)代化轎車的輪轂內(nèi)。3)熱負(fù)荷大時(shí),液壓缸和跨越制動(dòng)盤的油管或油道中的制動(dòng)液容易受熱汽化。4)若要兼用于駐車制動(dòng),則必須加裝一個(gè)機(jī)械促動(dòng)的駐車制動(dòng)鉗。這些缺點(diǎn)使得固定鉗式制動(dòng)器難以適應(yīng)現(xiàn)代汽車的使用要求,故70年代以來(lái),逐漸讓位于浮鉗盤式制動(dòng)器。圖3-3 各類型制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意a)固定鉗式 b)滑動(dòng)鉗 c)擺動(dòng)鉗式3.3.3 浮動(dòng)鉗式(1)滑動(dòng)鉗式 制動(dòng)鉗可以相對(duì)于制動(dòng)盤作軸向滑動(dòng)(如圖3-3),其中只有在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸,外側(cè)的制動(dòng)塊固定安裝在鉗體上。制動(dòng)時(shí)活塞在液壓作用下使活動(dòng)制動(dòng)壓靠到制動(dòng)盤上,而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連
34、同固定制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤的另一側(cè),直到兩制動(dòng)塊受力均等為止。(2)擺動(dòng)鉗式 它也是單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu),制動(dòng)鉗體與固定在車軸上的支座鉸接。為實(shí)現(xiàn)制動(dòng),鉗體不是滑動(dòng)而是在與制動(dòng)盤垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。顯然,制動(dòng)塊不可能全面而均勻的磨損。為此,有必要經(jīng)襯塊預(yù)先作成楔形。在使用過(guò)程中,襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻后即應(yīng)更換。3.3.4 浮鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗一般設(shè)計(jì)得可以相對(duì)制動(dòng)盤轉(zhuǎn)向滑動(dòng)。其中,只在組、制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置液壓缸,而外側(cè)的制動(dòng)塊則附加裝在鉗體上。浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)有:1)僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸,故軸向尺寸小,制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪轂;2)沒(méi)有跨越制動(dòng)噢案的油道或油管,加之液壓缸冷卻條件好,所以制動(dòng)
35、液汽化的可能性??;3)成本低4)浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼用于駐車制動(dòng)。與鼓式制動(dòng)器相比,盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn):熱穩(wěn)定性好。原因是一般無(wú)自行增力作用。襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。此外,制動(dòng)鼓在受熱膨脹后,工作半徑增大,使其只能與蹄中部接觸,從而降低了制動(dòng)效能,這稱為機(jī)械衰退。制動(dòng)盤的軸向膨脹極小,徑向膨脹根本與性能無(wú)關(guān),故無(wú)機(jī)械衰退問(wèn)題。因此,前輪采用盤式制動(dòng)器,汽車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。水穩(wěn)定性好。制動(dòng)塊對(duì)盤的單位壓力高,易將水?dāng)D出,因而浸水后效能降低不多;又由于離心力作用及襯塊對(duì)盤的擦拭作用,出水后只需經(jīng)一,二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)。制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向
36、無(wú)關(guān)。易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系,使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。尺寸小,質(zhì)量小,散熱良好。壓力在制動(dòng)襯塊上分布比較均勻,故襯塊上磨損也均勻。更換制動(dòng)塊簡(jiǎn)單容易。襯塊與制動(dòng)盤之間的間隙(0.050.15mm),從而縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是:難以實(shí)現(xiàn)完全防塵和銹蝕(封閉的多片式全盤式制動(dòng)器除外)。兼作駐車制動(dòng)器時(shí),所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須裝用助力器。因?yàn)橐r塊工作面積小,所以磨損快,壽命低,需用高材質(zhì)的襯塊。因此,從結(jié)構(gòu),散熱,技術(shù),成本等多方面考慮,決定采用浮鉗盤式制動(dòng)器(滑動(dòng)鉗式-前輪)。4 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定4.1汽車主要參數(shù):P
37、OLO 勁取 1.6 AT主要整車參數(shù)如下:外形尺寸:長(zhǎng)/寬/高=4200/1650/1465 (mm)最高車速:182Km/h軸距:2460mm整備質(zhì)量:1201kg 滿載質(zhì)量:1784kg質(zhì)心高度(空載):520mm 滿載:500mm額定載客(包括駕駛員):5人發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力:最大功率 77KW/5500rpm; 最大轉(zhuǎn)矩:155NM/3800rpm制動(dòng)形式:前制動(dòng)器為通風(fēng)碟,后制動(dòng)器為實(shí)心碟前后輪胎尺寸: 195/55 R154.2 制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤直徑 D 應(yīng)盡可能取大些,這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得到增加,可以減小制動(dòng)鉗的夾緊力,降低襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制制動(dòng)盤的直徑通常
38、選擇為輪輞直徑的 70%79%,整備質(zhì)量1201kg取 75%。由于輪胎規(guī)格為195/55R15,所以輪輞直徑為 15英寸,即 381mm,故制動(dòng)盤直徑 D=381*75%mm=285.75mm,取 280mm。4.3 制動(dòng)盤的厚度h制動(dòng)盤厚度 h 對(duì)制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響,為使質(zhì)量小些,制動(dòng)盤不宜取得很大,為了減少溫升,制動(dòng)盤厚度又不宜取得過(guò)小,制動(dòng)盤可以作成實(shí)心的,或者為了散熱通風(fēng)需要在制動(dòng)盤中間鑄出通風(fēng)孔道,而我設(shè)計(jì)的POLO 1.6 轎車前盤式制動(dòng)器采用的便是通風(fēng)盤式,而通風(fēng)式制動(dòng)盤厚度取為 2050mm,采用較多的是 2030mm,取 20mm。4.4 摩擦襯塊外半徑 R2
39、、內(nèi)半徑 R1與厚度 b推薦摩擦襯塊外半徑 R2 與內(nèi)半徑 R1的比值不大于 1.5。若此比值偏大,工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多,磨損不均勻,接觸面積減少,最終將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。選R2/R1=1.4,由于摩擦襯塊外半徑R2略小于制動(dòng)盤半徑D/2=280/2=140mm 取100mm所以R1=R2/1.4=100 取100mm,參考其它類似車型,選定厚度b=14mm。4.5 制動(dòng)襯塊工作面積A由于制動(dòng)襯塊為扇形,選定其到圓心的夾角為 55 ,故工作面積5 鉗盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算質(zhì)心高度 hg=500mm 軸距L=2460mm軸荷分配:空載(前后):697/504kg 滿載:885
40、/899kg質(zhì)心到前/后軸距 汽車總質(zhì)量M=1201kg 滿載總質(zhì)量M=1784kg 輪胎有效半徑R=297.95mm5.1 同步附著系數(shù)的確定隨著道路條件的改善和汽車速度的提高,由于制動(dòng)時(shí)后輪先抱死引起的汽車甩尾甚至掉頭所造成的車禍日益增多。值宜取大些。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),取=0.605.2 制動(dòng)力分配系數(shù)的確定此客車前后制動(dòng)器制動(dòng)力為定比值。常用前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)力之比來(lái)表明分配的比例,稱為制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù),用表示,即:式中,為前制動(dòng)器制動(dòng)力;為后制動(dòng)器制動(dòng)力,為后制動(dòng)器總制動(dòng)力。由于已經(jīng)確定同步附著系數(shù),則分配系數(shù)可由下式得到:5.3 前,后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定假定襯塊的摩擦表面
41、全部與制動(dòng)盤接觸,且各處單位壓力分布均勻,則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為式中,f為摩擦因數(shù);F0為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力;R為作用半徑。對(duì)于常見的具有扇形摩擦表面的襯塊,若其徑向?qū)挾炔缓艽螅等于平均半徑Rm或有效半徑Re,在實(shí)際中已經(jīng)足夠精確。平均半徑Rm為式中,R1和R2為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。所以Rm為108.5mm。有效半徑Re是扇形表面的面積中心至制動(dòng)盤中心的距離,如下式所示式中,m=R1/R2。因?yàn)閙小于1,小于,故Re大于Rm,且m越小,則兩者差值越大。應(yīng)當(dāng)指出,若m過(guò)小,即扇形的徑向?qū)挾冗^(guò)大,襯塊摩擦面上各不同半徑處的滑磨速度相差太遠(yuǎn),磨損將不均勻,因而單位壓力分布均勻
42、這一假設(shè)條件不能成立,則上述計(jì)算方法也就不適用。m值一般不應(yīng)小于0.65。因?yàn)閙=R1/R2=100/140=0.714所以制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為式中f取0.22,F(xiàn)0是根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有3.5kg/cm2求得。制動(dòng)盤工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求:平面度公差為0.012mm,表面粗糙度Ra值為0.71.3m,兩摩擦表面的平行度公差不應(yīng)大于0.05mm,制動(dòng)盤的端面圓跳動(dòng)公差不應(yīng)大于0.03。通常制動(dòng)盤采用摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制造。為保證足夠的強(qiáng)度和耐磨性能,其牌號(hào)不應(yīng)低于HT250。為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能,要求合理地確定前,后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。先計(jì)算出前,后制動(dòng)力矩的比值:根
43、據(jù)汽車滿載在瀝青,混凝土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死拖滑,計(jì)算出后輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩:其中q為制動(dòng)強(qiáng)度,re為車輪有效半徑。在這里, ,所以5.4 應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩1).應(yīng)急制動(dòng)應(yīng)急制動(dòng)時(shí),后輪一般將抱死滑移,故后橋制動(dòng)力為:此時(shí)所需的后橋制動(dòng)力矩為:現(xiàn)用后輪制動(dòng)器作為應(yīng)急制動(dòng)器,則單個(gè)后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為2).駐車制動(dòng)汽車上坡停駐時(shí),后橋附著力為:汽車在下坡停駐時(shí),后橋附著力為:某商用車的、三者對(duì)坡路傾角的關(guān)系,如圖5-1所示圖5-1 汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力情況汽車可能停駐的極限上坡路傾角,可根據(jù)后橋上的附著力與制動(dòng)力矩相等的條件求得,由得是保證汽車上坡行駛的縱向穩(wěn)定性
44、的極限坡路傾角。同理可推出汽車可能停駐的極限下坡路傾角為在安裝制動(dòng)器的空間,制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力源等條件允許的范圍內(nèi),應(yīng)力求后橋上坡駐車制動(dòng)力矩接近由所確定的極限值:并保證下坡路上停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。5.5襯塊尺寸計(jì)算 假定襯塊的摩擦系數(shù)全部與制動(dòng)盤接觸,且各處單位壓力分布均勻,則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為式中f0為摩擦系數(shù);F0為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力;R為作用半徑。由于所設(shè)計(jì)的polo轎車前盤式制動(dòng)器的制動(dòng)襯塊采用扇形摩擦表面,其徑向?qū)挾炔皇呛艽?,?R 等于平均半徑 Rm或有效半徑Re,在實(shí)際中已經(jīng)足夠精確平均半徑:5.6 襯塊磨損特性的計(jì)算摩擦襯塊的磨損受溫度,摩擦力,滑磨速度,制動(dòng)盤的材
45、質(zhì)及加工景況,以及襯塊本身材質(zhì)等許多因素的影響,因此在理論上計(jì)算磨損特性極為困難。但試驗(yàn)表明,影響磨損的最重要因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。從能量的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō),汽車制動(dòng)過(guò)程即是將汽車的機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中,制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了汽車全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。此時(shí),由于制動(dòng)時(shí)間很短,實(shí)際上熱量還來(lái)不及逸散到大氣中就被制動(dòng)器所吸收,致使制動(dòng)器溫度升高。這就是所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大,則襯片(襯塊)的磨損越嚴(yán)重。對(duì)于盤式制動(dòng)器的襯塊,其單位面積上的能量負(fù)荷比鼓式制動(dòng)器襯片大許多,所以制動(dòng)盤表面溫度比制動(dòng)鼓的高。 各種汽車的總質(zhì)量及其制動(dòng)襯片(襯塊)的摩擦
46、面積各不相同,因而有必要用一種相對(duì)的量作為評(píng)價(jià)能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前,各國(guó)常用的指標(biāo)是比能量耗散率,即單位時(shí)間內(nèi)襯片(襯塊)單位面積耗散的能量,通常所用的計(jì)算單位為W/mm2。比能量耗散率有時(shí)也稱為單位功負(fù)荷,或簡(jiǎn)稱能量負(fù)荷。雙軸汽車的單個(gè)前輪及后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為式中,為汽車總質(zhì)量;為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù); 為制動(dòng)初速度和終速度(m/s);j為制動(dòng)減速度(m/s2);t為制動(dòng)時(shí)間(s);為前,后制動(dòng)器襯片(襯塊)的摩擦面積(mm2);為制動(dòng)力分配系數(shù)。在緊急制動(dòng)到停車的情況下,v2=0,并可認(rèn)為=1,故乘用車的盤式制動(dòng)器在和的條件下,比能量耗散率應(yīng)不大于。所計(jì)算前輪襯塊的摩擦特性。另一個(gè)
47、磨損特性指標(biāo)是襯片(襯塊)單位摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力,稱為比摩擦力。比摩擦力越大,則磨損越嚴(yán)重。單個(gè)車輪制動(dòng)器的比摩擦力為式中,為單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩;為制動(dòng)鼓半徑(襯塊平均半徑或有效半徑);為單個(gè)制動(dòng)器的襯片(襯塊)摩擦面積。所以6 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算6.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將來(lái)自駕駛員或其他方面的力傳給制動(dòng)器,使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩。根據(jù)制動(dòng)力源的不同,制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般可分為簡(jiǎn)單制動(dòng),動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類。 簡(jiǎn)單制動(dòng)但靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動(dòng)力源,亦稱人力制動(dòng)。其中,又有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式完全靠桿系傳力,由于其機(jī)械效率低,傳動(dòng)比小,潤(rùn)滑點(diǎn)多,且難以保證
48、前,后制動(dòng)力的正確比例和左,右輪制動(dòng)力的平衡,所以在汽車的行車制動(dòng)裝置中已被淘汰。但因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,工作可靠,還廣泛應(yīng)用于中,小型汽車的駐車制動(dòng)裝置中。 液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)用于行車制動(dòng)裝置。液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是:作用滯后時(shí)間較短();工作壓力高(可達(dá)10-20MPa),因而輪缸尺寸小,可以安裝在制動(dòng)器內(nèi)部,直接作為制動(dòng)蹄的張開機(jī)構(gòu)(或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu)),而不需要制動(dòng)臂等傳動(dòng)件,使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,質(zhì)量??;機(jī)械效率高(液壓系統(tǒng)有自潤(rùn)滑作用)。液壓制動(dòng)的主要缺點(diǎn)是:受熱過(guò)度后,部分制動(dòng)液汽化,在管路中形成氣泡,嚴(yán)重影響液壓傳輸,使制動(dòng)系統(tǒng)的效能降低,甚至完全失效。液壓制動(dòng)廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的尚用
49、車上。 力制動(dòng)即利用由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成,并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部力量。駕駛員施加于踏板或手柄上的力,僅用于回路中控制元件的操縱。因此,簡(jiǎn)單制動(dòng)中的踏板力和踏板行程之間的反比例關(guān)系,在動(dòng)力制動(dòng)中便不復(fù)存在,從而使踏板力較小,同時(shí)又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭?.2 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 制動(dòng)輪缸直徑d的確定制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)塊施加的張力Fo與輪缸直徑d和制動(dòng)管路壓力P的關(guān)系為制動(dòng)管路壓力一般不超過(guò)10-12MPa,對(duì)盤式制動(dòng)器可更高。壓力越高,對(duì)管路的密封性要求越嚴(yán)格,但驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)越緊湊。輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取,在這里,輪缸直徑取50mm。 制動(dòng)主缸直徑do的確定
50、第i個(gè)輪缸的工作容積為式中,di為第i個(gè)輪缸活塞的直徑;n為輪缸中活塞的數(shù)目;為第i個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程。 所有輪缸的總工作容積為,式中,m為輪缸數(shù)目。制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積為,式中,為制動(dòng)軟管的變形容積。在初步設(shè)計(jì)時(shí),制動(dòng)主缸的工作溶劑可取為:對(duì)于乘用車;對(duì)于商用車。 主缸活塞行程S0=(081.2)d0。 主缸直徑d0應(yīng)符合QC/T311-1999中規(guī)定的尺寸系列,取40mm。 制動(dòng)踏板力FP制動(dòng)踏板力FP為式中,為踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比;為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率,可取=0.820.86。制動(dòng)踏板力應(yīng)滿足以下要求:最大踏板力一般為500N(乘用車)或700N(商用車)。設(shè)計(jì)時(shí),制動(dòng)踏板力可在200350N的范圍內(nèi)選取。 制動(dòng)踏板工作行程SP式中,為主缸中推桿與活塞間的間隙,一般取=1.52.0mm;為主缸活塞的空行程,即主缸活塞從不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過(guò)的行程。制動(dòng)器調(diào)整正常時(shí)的踏板工作行程SP,只應(yīng)占計(jì)及制動(dòng)襯塊的容許磨損量在內(nèi)的踏板行程的40%60%。氣侵入制動(dòng)管路,在計(jì)算制動(dòng)主缸活塞回位彈簧時(shí)應(yīng)保證制動(dòng)踏板松開后,制動(dòng)管路中仍保持0.050.14MPa的殘余
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