汽車盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)車輛工程專業(yè)

英文摘要Ⅱ設(shè)計(jì)（論文）題目：汽車盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)摘要對(duì)于任意汽車系統(tǒng)而言，尤為關(guān)鍵的部分即為制動(dòng)系統(tǒng)，此系統(tǒng)決定著汽車的行車安全。而在這之中，尤為核心的元件即為制動(dòng)器。制動(dòng)性的良好以及工作的可靠性才能發(fā)揮其動(dòng)力性能。為了汽車的安全，制動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)際工作過程中，所發(fā)揮的良好可靠性至關(guān)重要。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，旨在針對(duì)盤式制動(dòng)器在設(shè)計(jì)過程中的基本背景及其實(shí)際意義，進(jìn)行相對(duì)深入的細(xì)致論述。與此同時(shí)，針對(duì)全球多樣化車型在當(dāng)前時(shí)期的發(fā)展情況，進(jìn)行更深層次的詳細(xì)闡述。與傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器對(duì)比它有哪些優(yōu)點(diǎn)及不足點(diǎn)。再根據(jù)自己所得到的整車參數(shù)，計(jì)算盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)，例如：分配系數(shù)以及相應(yīng)的制動(dòng)效能因數(shù)等。其次，針對(duì)制動(dòng)器所涉及的多樣化元件，進(jìn)行科學(xué)合理的精確計(jì)算和恰當(dāng)選擇，其中重點(diǎn)涵蓋制動(dòng)盤、制動(dòng)塊以及各種類型的材料等；在此之后，還需選擇恰當(dāng)適宜的制動(dòng)回路；制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇及計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算校核；之后，根據(jù)所選定及計(jì)算出的制動(dòng)器主要參數(shù)數(shù)據(jù)，通過CAD繪出制動(dòng)器的裝配圖和部分零件圖和CATIA三維建模。關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)；盤式制動(dòng)器；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；ABSTRACTAparticularlycriticalpartofanyautomotivesystemisthebrakingsystem,whichdeterminesthesafetyofthecar.Amongthem,themostcriticalcomponentisthebrake.Goodbrakingperformanceandreliabilityofworkcanexertitsdynamicperformance.Forthesafetyofthecar,thegoodreliabilityofthebrakesystemintheactualworkprocessiscrucial.Inthisgraduationproject,thepurposeistomakearelativelyin-depthanddetaileddiscussiononthebasicbackgroundandpracticalsignificanceofthediscbrakeinthedesignprocess.Atthesametime,adeeperdetailedexplanationofthedevelopmentoftheglobaldiversifiedmodelsinthecurrentperiod.Comparedwiththetraditionaldrumbrake,ithasitsadvantagesanddisadvantages.Basedonthevehicleparametersobtainedbythevehicle,themainparametersofthediscbrake,suchasthedistributioncoefficientandthecorrespondingbrakingefficiencyfactor,arecalculated.Secondly,scientificallyandaccuratelycalculateandselectthediversifiedcomponentsinvolvedinthebrakes,includingbrakediscs,brakepadsandvarioustypesofmaterials.Afterthat,itisnecessarytochoosetheappropriateandappropriatesystem.Theselectionandcalculationofthebrakedrivemechanism,andcalculationandverification;afterthat,accordingtotheselectedandcalculatedmainparameterdataofthebrake,theassemblydrawingandpartdrawingofthebrakeandCATIAaredrawnbyCAD.3Dmodeling.KeyWords：Thebrakingsystem；Discbrake；Structure；Design目錄Ⅲ目錄1引言 11.1課題研究目的及意義 11.2制動(dòng)器的發(fā)展現(xiàn)狀 12制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇 32.1鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及介紹 32.2盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及介紹 42.3盤式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn) 52.4設(shè)計(jì)的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的最終選擇 53制動(dòng)器的主要參數(shù)擇定及計(jì)算 63.1制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 63.2同步附著系數(shù) 93.3制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率 113.4制動(dòng)器最大制動(dòng)力 113.5利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率 123.6制動(dòng)器制動(dòng)力矩 133.6制動(dòng)因數(shù) 143.7盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)與摩擦系數(shù)的確定 143.8制動(dòng)器的主要元件選取及設(shè)計(jì) 154制動(dòng)器的性能核算 184.1制動(dòng)襯塊的磨損性能的核算 184.2駐車制動(dòng)計(jì)算 195制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 215.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇 215.2制動(dòng)管路的形式選擇 215.3制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 225.3.1制動(dòng)輪缸直徑與工作容積 225.3.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積 235.3.3制動(dòng)踏板里與踏板行程 23結(jié)論 25致謝 26參考文獻(xiàn) 27附錄 281引言PAGE11引言1.1課題研究目的及意義汽車制動(dòng)器時(shí)汽車制動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)不可或缺的部件，在行駛過程中抑制著汽車運(yùn)動(dòng)的裝置，是汽車行駛時(shí)的重要安全機(jī)構(gòu)，性能的好壞對(duì)行駛的車輛有著重要的意義，汽車的安全也是取決于它的工作的可靠性。在高速行駛時(shí)，人們往往總是希望通過控制汽車的速度按照自己的意愿來行駛，如下坡中能以某一車速勻速行駛、在某一地安穩(wěn)停車或者可靠的停住在坡道上，想要到這樣的要求，是需要性能良好的、工作可靠的制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)的。如今，隨著高速公路的快速發(fā)展，車流量日益增大，交通運(yùn)輸更加的暢通，提高車速也是時(shí)運(yùn)輸效率提高的一種方式，同時(shí)車速也是汽車的一個(gè)重要性能參數(shù)，因此人們對(duì)于汽車的車速的要求也愈來愈高，路面的狀況卻也更加復(fù)雜。若汽車行駛在不平整的路面上、轉(zhuǎn)向或者遇見行人障礙物時(shí)，都需要汽車在短時(shí)內(nèi)將車速迅速降低下來或者停止，若果汽車不具備這樣的條件，那么高速行駛是不可能的。正常情況下汽車在行駛時(shí)需要多次制動(dòng)，這使得制動(dòng)器因過度的使用磨損使失去制動(dòng)力，即熱衰退現(xiàn)象。也因此容易發(fā)生交通事故，因?yàn)槠嚨闹苿?dòng)距離長(zhǎng)，或者緊急制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)后輪側(cè)滑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生甩尾，影響到行駛中其他汽車及行人的安全。為保證人民安全，汽車需要配置高性能、壽命足夠長(zhǎng)的制動(dòng)來工作。本次設(shè)計(jì)主要是介紹了制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，制動(dòng)器的主要參數(shù)的擇定計(jì)算及零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，通過這次設(shè)計(jì)也能讓我更好的了解了制動(dòng)器，將理論知識(shí)和實(shí)際結(jié)合，進(jìn)一步加深了所學(xué)的知識(shí)。1.2制動(dòng)器的發(fā)展現(xiàn)狀汽車發(fā)明初期，車輛的制動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只是簡(jiǎn)單的機(jī)械制動(dòng)。然而，由于現(xiàn)今全球汽車產(chǎn)業(yè)逐步獲得相對(duì)穩(wěn)定的蓬勃發(fā)展，故而人們對(duì)于制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求也與日俱增，在當(dāng)前的大多數(shù)制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，均涵蓋供能裝置以及相應(yīng)的傳動(dòng)裝置等。在此之中，尤為關(guān)鍵的部分即為制動(dòng)器，其所具備的性能質(zhì)量，將直接影響到汽車的行車安全。制動(dòng)器的作用主要是通過將汽車行駛時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，從而阻礙汽車的運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過多年的研究和改進(jìn)使制動(dòng)系統(tǒng)由原來的簡(jiǎn)單逐漸地趨向成熟、穩(wěn)定、可靠。如今液壓盤式制動(dòng)器的技術(shù)十分成熟，慢慢的已經(jīng)不能滿足人們的需求，而如今電子技術(shù)快速的發(fā)展，電子技術(shù)對(duì)制動(dòng)器發(fā)展有著諸多的好處，可使制動(dòng)時(shí)縮短了制動(dòng)時(shí)間從而縮短了制動(dòng)距離，可以減少了一些不必要的機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單維修方便。如ABS防抱系統(tǒng)、主動(dòng)避撞技術(shù)等的進(jìn)入制動(dòng)系統(tǒng)中，也使得制動(dòng)器更加全面、更加可靠。電液混合制動(dòng)已經(jīng)成為了走向電子制動(dòng)的一個(gè)過渡過程，逐漸淘汰傳統(tǒng)制動(dòng)器，雖然電、液制動(dòng)器改善了和提高制動(dòng)器的性能，同時(shí)電子制動(dòng)的進(jìn)入?yún)s也需要附加裝置，使得制動(dòng)系統(tǒng)較為復(fù)雜、維修困難、裝配難度高、成本高，但電子技術(shù)的融入也是大勢(shì)所趨。國(guó)外：如日本、德國(guó)、美國(guó)等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，實(shí)驗(yàn)技術(shù)相當(dāng)成熟，對(duì)于制動(dòng)器的研究也比較早，經(jīng)過研究、改良?xì)鈮罕P式制動(dòng)的制動(dòng)性能各個(gè)方面都超越傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器，有些歐洲汽車公司都普遍的應(yīng)用了氣壓盤式制動(dòng)器。在間斷的制動(dòng)系下，或許看不出盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器有任何區(qū)別，但在連續(xù)制動(dòng)時(shí)，兩者的制動(dòng)能力相差較大。且盤式制動(dòng)器在固定作用力下，沒有失去初始性能。而且在維修方面盤式制動(dòng)器不怎么需要維修，只需更換磨損元件，大大的縮短了維修時(shí)間。國(guó)內(nèi)：相對(duì)于國(guó)外汽車工業(yè)起步的比較晚，車工業(yè)沒有那么發(fā)達(dá)，實(shí)驗(yàn)技術(shù)較為落后，但隨著近年來隨著汽車的發(fā)展、中外合作、引進(jìn)和吸收外國(guó)先進(jìn)技術(shù)、自主創(chuàng)新。也讓我國(guó)的汽車行業(yè)有了和國(guó)外較量的資本，在汽車性能方面慢慢的也滿足了人們的需求。在轎車、SUV、皮卡等汽車多是前盤、后鼓式制動(dòng)器的配合，因?yàn)槠囋谥苿?dòng)過程中，汽車在慣性的作用下，重心往前，軸荷前移，使得前軸承受的負(fù)荷要遠(yuǎn)大于后軸，前軸占總負(fù)荷的70%-80%，因此大多廠家主要是從汽車的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性的角度出發(fā)，才采用的這種混合制動(dòng)。現(xiàn)在高速公路的快速發(fā)展，路況頁越來越復(fù)雜，為了汽車行駛的安全，現(xiàn)在很多汽車多采用前后均為盤式制動(dòng)器。2制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇2制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇2.1鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及介紹鼓式制動(dòng)器為最初批量制造并應(yīng)用至實(shí)車的汽車制動(dòng)器形式，遠(yuǎn)早于盤式制動(dòng)器，在汽車工業(yè)發(fā)展初期普遍應(yīng)用于各種車型。由于鼓式制動(dòng)器成本低，現(xiàn)在仍在部分經(jīng)濟(jì)車型上使用。此類制動(dòng)器實(shí)則涉及到兩類結(jié)構(gòu)形式，其中包含內(nèi)張型，此外還涵蓋外束型。前者的外觀即為制動(dòng)鼓，而后者的外觀則為外圓柱面。現(xiàn)如今，依然存在少量汽車沿用第二種方式，而絕大多數(shù)汽車均全部選擇內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器。在此類制動(dòng)器當(dāng)中，主要涵蓋制動(dòng)蹄調(diào)整器、制動(dòng)活塞、制動(dòng)底板以及相應(yīng)的制動(dòng)襯片等基本元件。鼓式制動(dòng)器工作原理是：通過操縱人員用腳施加力給踏板，踏板通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制制動(dòng)主缸，使主缸的液壓向輪缸中施加液壓，液壓壓力上升推動(dòng)活塞向制動(dòng)蹄，摩擦襯片在制動(dòng)蹄上趨向輪轂上的制動(dòng)鼓，兩者接觸摩擦，產(chǎn)生摩擦力矩，摩擦力矩與車輪運(yùn)動(dòng)方向相反，從而可以使汽車的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙，汽車有了一定的減速度，使其減速甚至停下。領(lǐng)從蹄式對(duì)于此類制動(dòng)器而言，其所表現(xiàn)出的各項(xiàng)性能及其穩(wěn)定性均相對(duì)良好，無論前進(jìn)亦或?yàn)楹笸耍憩F(xiàn)出恒定的制動(dòng)效果。當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)的過程中，兩蹄片均受到壓力，但是所受到的單位壓力不相等，磨損不均勻，兩蹄片的壽命也不相等；并且共用一個(gè)輪缸，只能在同一個(gè)回路中工作。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于間隙調(diào)整等特點(diǎn)在各類車上的都裝置有，尤其為乘用車以及相應(yīng)的小型商用車，頻繁將其應(yīng)用于自身的后輪當(dāng)中。單向雙領(lǐng)蹄式對(duì)于此類制動(dòng)器來說，其表現(xiàn)出尤為顯著的制動(dòng)效能，但是其所含有的穩(wěn)定性卻極為普通。值得一提的是，其中蹄片與制動(dòng)鼓彼此之間所存在的間隙，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，并且兩蹄片當(dāng)所承載的單位壓力基本一致。磨損相對(duì)也就相對(duì)均勻，也使得兩蹄片的壽命相同。不同于領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器該制動(dòng)器有兩個(gè)輪缸，因此兩蹄片都有自己的單獨(dú)回路驅(qū)動(dòng)。在倒車時(shí)，兩蹄片都變成了從蹄，導(dǎo)致制動(dòng)效能降低。該制動(dòng)器主要用于前輪，由于制動(dòng)器在前進(jìn)制動(dòng)的過程中，前輪所需承載的負(fù)荷相對(duì)較高，故而很難配備相應(yīng)的駐車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器此種類型的制動(dòng)器，實(shí)則表現(xiàn)出尤為顯著的制動(dòng)效能，并且穩(wěn)定性也相當(dāng)好不易發(fā)生改變，由于其同時(shí)具備兩個(gè)制動(dòng)輪缸，故而將能借助于雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用，來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)其中一回路發(fā)生故障失去作用后，此類制動(dòng)器即相當(dāng)于從領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。與此同時(shí)，兩蹄片當(dāng)所承載的單位壓力基本一致，故而含有壽命相同等優(yōu)點(diǎn)。在汽車前進(jìn)或后退時(shí)制動(dòng)性能不變，但也因比其他制動(dòng)器多了輪缸式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、間隙不易調(diào)整。目前，該制動(dòng)器運(yùn)用的比較廣泛，大多用于輕、中型載貨汽車，也有一些用于轎車制動(dòng)器上，用于后輪的話，有必要安裝性能優(yōu)良的中央制動(dòng)器，才能實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)。雙從蹄式制動(dòng)器雖然此類制動(dòng)器表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，然而制動(dòng)效能過于低下，故而至今尚未獲得相對(duì)廣泛的實(shí)際應(yīng)用。單向增力式制動(dòng)器對(duì)于此類制動(dòng)器而言，其實(shí)則為現(xiàn)今一眾制動(dòng)器當(dāng)中，表現(xiàn)出效能最為顯著的制動(dòng)器。然而，由于其中的兩個(gè)蹄片均為領(lǐng)蹄，故而無法切實(shí)保障良好的穩(wěn)定性。在進(jìn)行倒車的過程中，其表現(xiàn)出的制動(dòng)效能特別低。并且在汽車制動(dòng)的過程中，兩蹄片受到的力不同，因此受到的磨損也不相等，壽命不相同，間隙調(diào)整也比較困難。目前，此類制動(dòng)器僅僅適用于某些中型載貨汽車當(dāng)中。雙向增力式制動(dòng)器對(duì)于此類制動(dòng)器來說，其無論在汽車前進(jìn)的過程中，亦或?yàn)榈雇说倪^程中，均表現(xiàn)出尤為顯著的制動(dòng)效能，因此廣泛用于汽車的中央制動(dòng)，并且在駐車制動(dòng)時(shí)，不用緊急制動(dòng)的情況下，也不會(huì)產(chǎn)生高溫，所以熱衰退性能好。2.2盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及介紹通常情況下，如果某盤式制動(dòng)器所涉及的固定元件，表現(xiàn)為制動(dòng)塊式，則該制動(dòng)器將被稱之為鉗盤式制動(dòng)器；與此同時(shí)，如果某盤式制動(dòng)器所涉及的固定元件，表現(xiàn)為圓盤式，則該制動(dòng)器將被稱之為全盤式制動(dòng)器。1）其中，前者還可基于制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入細(xì)分，其中包含定鉗盤式，除此之外，還涉及到浮鉗盤式。浮動(dòng)鉗式：首先，在制動(dòng)盤當(dāng)中安裝液壓缸，并且將外側(cè)制動(dòng)塊徑直安裝于鉗體當(dāng)中，以此來保持軸向滑動(dòng)，當(dāng)人腳踩踏板時(shí)。基于液壓條件下，活塞位置將會(huì)逐步靠攏制動(dòng)盤，并將鉗體推向反方向。在此期間，制動(dòng)塊將會(huì)向制動(dòng)盤靠攏，從而使得兩者之間不斷摩擦，產(chǎn)生摩擦力矩實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。2）固定鉗式：此類形式一般保持恒定。在制動(dòng)盤的左右兩端，均安裝相應(yīng)的液壓缸，并且在制動(dòng)鉗當(dāng)中，還徑直安裝兩個(gè)制動(dòng)輪缸活塞，制動(dòng)塊便位于其上。當(dāng)操作者按下制動(dòng)踏板的情況下，借助于制動(dòng)主缸的作用，將可使得液體受到壓力，直接流入相應(yīng)的制動(dòng)輪缸當(dāng)中，從而使得制動(dòng)輪缸內(nèi)部的液壓持續(xù)遞增。在此期間，左右兩側(cè)活塞將會(huì)逐步趨向于制動(dòng)盤，并且和制動(dòng)塊相互作用，以此來達(dá)到制動(dòng)效果，并生成摩擦力矩，使得汽車運(yùn)動(dòng)停止。2后者通常又被人們稱之為離合器盤式制動(dòng)器對(duì)于此類制動(dòng)器而言，其所涉及的固定元件一般選用固定盤，并且其所選擇的旋轉(zhuǎn)元件通常為旋轉(zhuǎn)盤。當(dāng)其運(yùn)用于某些重型載貨汽車的情況下，應(yīng)當(dāng)保證充分的制動(dòng)力矩，而全盤式制動(dòng)器可以滿足這個(gè)要求，其制動(dòng)時(shí)摩擦元件作用在制動(dòng)盤上的方式和摩擦離合器的工作方式相似。但全盤式制動(dòng)器的散熱性能較差，多采用有冷卻方式、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制動(dòng)效能低，沒有得到普及處于淘汰邊緣。2.3盤式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)盤式相較于其它制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)：（1）熱穩(wěn)定性好。在制動(dòng)時(shí)摩擦產(chǎn)生的熱量能快速的散發(fā)出去，對(duì)制動(dòng)性能的影響降到最低（2）水穩(wěn)定性好。兩個(gè)摩擦塊夾緊制動(dòng)盤，作用力大，較易將水排出性能降低小。（3）制動(dòng)力矩方向與汽車行進(jìn)或者倒退反向無關(guān)。（4）在相同的制動(dòng)性能要求下，盤式制動(dòng)器的重量和體型小。（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于襯塊磨損報(bào)警的裝置，磨損后更換也方便。（6）易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。（7）對(duì)制動(dòng)盤的壓力力作用均勻，磨損勻稱。缺點(diǎn)：（1）效能較低。要另加添加伺服裝置。（2）同時(shí)作為駐車制動(dòng)器時(shí)，附加的輔助裝置相較于鼓式更多。2.4對(duì)制動(dòng)器的要求各項(xiàng)性能均可滿足國(guó)家出臺(tái)的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，還需針對(duì)多樣化地域的實(shí)際要求，進(jìn)行綜合考量；必須切實(shí)保障尤為顯著的制動(dòng)效能；當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)的過程中，需要滿足良好的可靠性；當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)的過程中，需要含有顯著的穩(wěn)定性。當(dāng)處于多樣化速度的條件下進(jìn)行制動(dòng)，還應(yīng)保持良好的方向穩(wěn)定性。制動(dòng)踏板行程和位置和手柄行程和位置要操作方便、舒適，并且制動(dòng)踏板力和手柄力要根據(jù)設(shè)計(jì)要求的范圍取值。作用滯后時(shí)間要短；制動(dòng)噪音要小或者不產(chǎn)生與其他裝置的運(yùn)動(dòng)不發(fā)生干涉，不自行制動(dòng)；能適應(yīng)各種天氣，全天候使用。壽命長(zhǎng)，成本低，材料的選擇要環(huán)保；2.5設(shè)計(jì)的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的最終選擇現(xiàn)如今，人群對(duì)汽車安全性能的重視，為了在各種路況、工況等行駛條件下，制動(dòng)性能的穩(wěn)定，以及盤式制動(dòng)器有諸多優(yōu)勢(shì)，從本質(zhì)上而言，雖然鼓式制動(dòng)器自身含有諸多優(yōu)勢(shì)，然而相比之下，盤式制動(dòng)器所表現(xiàn)出的性能尤為顯著，并且發(fā)展空間比較大，還有很多進(jìn)步空間，鼓式制動(dòng)器已經(jīng)逐漸地被淘汰，發(fā)展空間比較小。盤式制動(dòng)器已經(jīng)取代了鼓式制動(dòng)器。綜上所述，本次設(shè)計(jì)對(duì)象選擇的是浮鉗盤式制動(dòng)器，汽車前輪選擇盤式制動(dòng)器，并配備通風(fēng)盤；與此同時(shí)，汽車后輪也選擇盤式制動(dòng)器，并配備實(shí)心盤。3盤式制動(dòng)器3制動(dòng)器的主要參數(shù)擇定及計(jì)算在本章節(jié)中，旨在針對(duì)盤式制動(dòng)器，進(jìn)行相對(duì)深入的細(xì)致設(shè)計(jì)，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)主要的設(shè)計(jì)流程如下：根據(jù)相關(guān)要求，所找到相關(guān)整車參數(shù)數(shù)據(jù)，并確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，隨后選擇恰當(dāng)適宜的關(guān)鍵參數(shù)，據(jù)此來進(jìn)行針對(duì)性的結(jié)構(gòu)計(jì)算。其次，針對(duì)制動(dòng)力矩以及相應(yīng)的磨損性能，進(jìn)行科學(xué)合理的綜合驗(yàn)算，需要時(shí)對(duì)初選參數(shù)進(jìn)行修改，直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。布置形式：發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)整車質(zhì)量：滿載質(zhì)量：ma=2160,空載質(zhì)量：軸距：L=2751mm前軸距l(xiāng)后軸距l(xiāng)輪胎規(guī)格254/45R17車輪有效半徑r汽車滿載狀態(tài)下，所表現(xiàn)出的質(zhì)心高度為h汽車空載狀態(tài)下，所表現(xiàn)出的質(zhì)心高度為hg質(zhì)心和前軸彼此之間的真實(shí)距離為L(zhǎng)質(zhì)心和后軸彼此之間的真實(shí)距離為L(zhǎng)制動(dòng)基本形式：前后均為輪盤式最高車速238km/h3.1制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)如果某特定汽車，位于路況良好的平坦路面行駛，則當(dāng)其緊急剎車的情況下，由于來自慣性力等的影響很低，故而一般不作考慮。則對(duì)任意角速度ω>0Tf在上述公式中:Tf-旨在代表制動(dòng)力矩，單位為N.mFB-旨在代表地面制動(dòng)力，單位為re-旨在代表車輪所含有的Fr在上述公式中，F(xiàn)f旨在代表制動(dòng)器所表現(xiàn)出的制動(dòng)力，其一般和踏板力，呈現(xiàn)出正比例關(guān)系。當(dāng)操縱人員施加壓力給踏板時(shí)，汽車行駛制動(dòng)，制動(dòng)踏板力增加，同時(shí)Tf增大，隨之Ff和FB增大，當(dāng)FB增大到一定值時(shí)不變，主要是受到地面附著系數(shù)的影響，其FB或地面最大值動(dòng)力FBmax式中：φ-地面與車輪間的附著系數(shù)；Z-地面作用于車路的法向反作用力圖3-1圖3-2詳見圖3-2，即為某特定汽車，位于路況良好的平坦路面，進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)的狀態(tài)示意圖。在這之中，φ主要代表附著系數(shù)?；诋?dāng)前的受力狀態(tài)，將可針對(duì)后輪接地點(diǎn)，計(jì)算出下述力矩：Z在上述公式中：Z1-旨在代表地面相對(duì)于前輪而表現(xiàn)出的法向反作用力，單位為NG-旨在代表汽車重力，單位為N；L2-旨在代表質(zhì)心和后軸之間的真實(shí)距離，單位為mmM-旨在代表汽車質(zhì)量，單位為kg；hg-旨在代表質(zhì)心高度，單位為mmdudt-旨在代表制動(dòng)減速度，單位為針對(duì)前軸接地點(diǎn)，所計(jì)算出的力矩如下：Z在上述公式中：Z2-旨在代表地面相對(duì)于后輪而表現(xiàn)出的法向反作用力，單位為NF1旨在代表質(zhì)心和前軸之間的真實(shí)距離，單位為mm若使得dudt=qg，并將q設(shè)定為制動(dòng)強(qiáng)度，則兩輪所表現(xiàn)出的Z1Z2若處于多樣化附著系數(shù)的路面當(dāng)中，汽車所表現(xiàn)出的地面制動(dòng)力，將相當(dāng)于附著力，即為FB=Fφ=Gφ、Z1Z2由此可得，汽車所表現(xiàn)出的地面制動(dòng)力如下：FB在上述公式中：q-旨在代表制動(dòng)強(qiáng)度；FB1-旨在代表前輪所表現(xiàn)出的地面制動(dòng)力，單位為NFB2-旨在代表后輪所表現(xiàn)出的地面制動(dòng)力，單位為N有以上幾個(gè)式子，我們可以求出汽車前后輪的附著系數(shù)為Fφ1Fφ2由上可知，當(dāng)已經(jīng)知曉某特定路面的附著系數(shù)，并確定制動(dòng)器含有良好的制動(dòng)力的前提下，則制動(dòng)時(shí)可能會(huì)發(fā)生下述情況：前輪首先抱死，并持續(xù)拖滑；其次，后輪發(fā)生抱死，并持續(xù)拖滑。后輪首先抱死，并持續(xù)拖滑；其次，前輪發(fā)生抱死，并持續(xù)拖滑。兩輪在同一時(shí)間發(fā)生抱死現(xiàn)象，并持續(xù)拖滑。經(jīng)由綜合考量得知，第三類情況將能有效規(guī)避側(cè)滑現(xiàn)象，并可保留良好的轉(zhuǎn)向能力。在任何附著系數(shù)φ路面上，前、后車輪同時(shí)抱死的條件如下：FFFf2或FFf1式中：Ff1——Ff2——后輪制動(dòng)器制動(dòng)力將（3-9）中先去φ先去可得Ff2圖3-3某貨車的β線和I曲線根據(jù)公式（3-11）可以繪畫出一條曲線，這條曲線是以Ff1為橫坐標(biāo)，F(xiàn)f2為縱坐標(biāo)，該曲線較為理想，通常又被人們稱之為然而，絕大部分汽車兩輪的制動(dòng)力均為恒定，并秉持良好的分配比例，即為β：β=由此得知，兩輪所表現(xiàn)出的法向反作用力依次如下：ZZ其中，汽車所表現(xiàn)出的總地面制動(dòng)力大致如下：FB=兩輪和地面彼此之間的附著力如下：FF當(dāng)兩輪在同一時(shí)間發(fā)生抱死的情況下，通過式（3-9），將能求解得出相應(yīng)制動(dòng)器所表現(xiàn)出的制動(dòng)力分配系數(shù)，詳細(xì)如下：β3.2同步附著系數(shù)通過上述公式，將能得知：Ff1在上述公式中，如圖3-3中一條通過原點(diǎn)的直線，與I曲線于一點(diǎn)，該點(diǎn)所表現(xiàn)出的附著系數(shù)，即為汽車自身所含有的同步附著系數(shù)。通過解析法將能進(jìn)行求解：β歸納可知：φ求解得知：φ當(dāng)某特定車輛，在附著系數(shù)φ趨于多樣化的路面當(dāng)中，采取緊急制動(dòng)，并且兩輪所表現(xiàn)出的制動(dòng)力比值為恒定。則在此情況下，唯有兩輪均遵循同步附著系數(shù)φ0，才會(huì)在同一時(shí)間出現(xiàn)抱死。在此制動(dòng)過程當(dāng)中，一般發(fā)生下述(1)在φ<φ0的情況下：首先前輪出現(xiàn)(2)在φ>φ0的情況下：首先后輪出現(xiàn)(3)在φ=φ0的情況下：由上可知對(duì)于φ0的取值，需要綜合多方面，為了使汽車在路面上在制動(dòng)時(shí)，可以很好的利用附著系數(shù)，那么車輛在地面相對(duì)平坦、良好道路上行駛時(shí)，φ0的值要取高些，而在其它路面上，如山區(qū)中容易打滑，φ0適量取小一點(diǎn)，φ0的取值海涉及到其他條件，是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的問題，所以不可能取得一個(gè)比較完美的值，需要根據(jù)不同情況，不同側(cè)重點(diǎn)。在某一φ路面上，為了避免汽車側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向性，可在汽車制動(dòng)時(shí)，汽車還沒有抱死，但快要抱死的情況下，需要保持最高制動(dòng)減速度。然而，當(dāng)且僅當(dāng)僅在同步附著系數(shù)的前提下，才會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)減速度duε=在的情況下，q=φ，ε=1，這意味著利用率滿足極大值。當(dāng)前時(shí)期，路面的條件越來也好，車速也普遍較高，制動(dòng)時(shí)會(huì)引起后輪抱死側(cè)滑甚至甩尾出現(xiàn)事故。因此現(xiàn)在各類汽車都有增大同步附著系數(shù)趨勢(shì)。各類汽車φ0值主要取值范圍：轎車0.65～0.8；輕型貨車0.55～0.70；大型客車和重型貨車0.45～3.3制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率基于上述φ0，在下述內(nèi)容中，著重針對(duì)φ=φ0，φ<φ0、φ可求得β=L2+φ1-β=L2+φ式中：L—為汽車軸距，L=LFF當(dāng)φ=φ0時(shí)，F(xiàn)f1=Fφ1；當(dāng)φ<φFB=GLq=L2φLε=L2L2當(dāng)φ>φ0FBq=Lε=L若在某路面的附著系數(shù)φ=0.7，φFBq=ε=3.4制動(dòng)器最大制動(dòng)力通常情況下，汽車制動(dòng)力一般和法向反力Z1以及Z2，呈現(xiàn)出正比例的關(guān)系。由此得知，汽車前后輪在同一時(shí)間出現(xiàn)抱死的情況下，所表現(xiàn)出的ff1制動(dòng)器形成的制動(dòng)力矩，往往取決于車輪所表現(xiàn)出的計(jì)算力矩，詳細(xì)如下：TT在上述公式中：ff1—旨在代表前軸制動(dòng)器所表現(xiàn)出的制動(dòng)力；公式為f—旨在代表后軸制動(dòng)器所表現(xiàn)出的制動(dòng)力；公式為ff2=φ在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，取φ=0.7，已知φ0=0.71，φ=TfTf2max如果在φ>φ0的情況下，極限制動(dòng)強(qiáng)度將會(huì)出現(xiàn)qTT將上述結(jié)果乘以2，即為汽車制動(dòng)器所表現(xiàn)出制動(dòng)力矩的極大值。3.5利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率汽車在行駛時(shí)，若制動(dòng)過程中在前后輪或者任何一輪即將發(fā)生抱死時(shí)，這時(shí)的產(chǎn)生的減速的可以作為汽車制動(dòng)時(shí)的最大減速度。這可以很好的防止汽車后輪側(cè)滑及前輪沒有轉(zhuǎn)向能力。由前面分析可知，當(dāng)q=φ0，制動(dòng)時(shí)，前后輪可同時(shí)抱死，而在φ<φ0亦或?yàn)棣?gt;φ0的情況下，將無法充分抱死，且q必小于φ。當(dāng)兩輪在同一時(shí)間剛剛抱死的情況下，將會(huì)形成下述減速度：dudt=GqF通過上述公式可知：Z由此得知，前軸車輪所表現(xiàn)出的利用附著系數(shù)φ1φ1=FB1同樣，如下可求出后軸車輪的利用附著系數(shù)。F又由式Z可得軸車輪的利用附著系數(shù)φ2φ（3-26）制動(dòng)效率E的基本含義為：車輪在即將抱死的情況下，所表現(xiàn)出的制動(dòng)強(qiáng)度，和相應(yīng)的利用附著系數(shù)的真實(shí)比值。其一般可由下述公式求得：E=qφ（即可求出兩輪的真實(shí)制動(dòng)效率。其中，前輪所表現(xiàn)出的制動(dòng)效率詳細(xì)如下：E1此外，后輪所表現(xiàn)出的制動(dòng)效率詳細(xì)如下：

E2=qφ3.6制動(dòng)器制動(dòng)力矩如果制動(dòng)盤左右兩側(cè)所承受的壓力均完全一致，則在此情況下，制動(dòng)力矩表現(xiàn)為：Tf在上述公式中：f—旨在代表摩擦系數(shù)R——作用半徑P—旨在代表制動(dòng)盤所承受的單側(cè)壓力平均半徑：Rm式中：R1——R2-旨在代表其中，有效半徑Re的計(jì)算公式如下Re在上述公式中：m由此可知，制動(dòng)力矩的計(jì)算需要在受到壓力均勻的作用下可以計(jì)算，因此m的值不宜過小，當(dāng)m的值過小時(shí)，徑向?qū)挾冗^大，磨損不均勻，假設(shè)條件不成立，上述的方式計(jì)算不能用。一般地m的值不宜超過0.65。3.6制動(dòng)因數(shù)實(shí)際上，制動(dòng)器因數(shù)的基本含義為：當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)的過程中，由于受到制動(dòng)盤當(dāng)中存在的單位制動(dòng)輪缸推力作用，而形成的力矩。一般情況下，鉗盤式制動(dòng)器可以用下式表述：BF=TfPR在上述公式中：Tf—旨在代表制動(dòng)器所含有的制動(dòng)力矩R—旨在代表制動(dòng)盤所表現(xiàn)出的作用半徑；—旨在代表輸入力。如果單個(gè)制動(dòng)塊所表現(xiàn)出的作用力為P，則其制動(dòng)因數(shù)詳細(xì)如下：BF=TfPR=2f在上述公式中：f—旨在代表摩擦系數(shù)。故而求出制動(dòng)器因數(shù)：BF=2×0.32=0.64摩擦系數(shù)的值是和材料本身相關(guān)的，但它又容易產(chǎn)生變化也和它的工作環(huán)境有關(guān)，比如溫度、濕度、壓力等。這樣的變化可能會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)效能的改變，而盤式制動(dòng)器的dBF3.7盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)與摩擦系數(shù)的確定3.7.1制動(dòng)盤直徑當(dāng)選擇恰當(dāng)適宜制動(dòng)盤直徑的過程中，需要考慮到其他元件，最好將其設(shè)定為輪輞直徑的70％-79％之間。值得一提的是，當(dāng)應(yīng)用對(duì)象為質(zhì)量超過2t的重型汽車，則需要越大越好。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，旨在將兩側(cè)通風(fēng)盤直徑均設(shè)定為300mm。3.7.2制動(dòng)盤的厚度當(dāng)針對(duì)制動(dòng)盤的實(shí)際厚度，進(jìn)行恰當(dāng)適宜的選擇過程中，應(yīng)當(dāng)從質(zhì)量以及溫度等方面著手，盡可能選小一點(diǎn)；為工作室溫升的降低，厚度也不宜過小。實(shí)心盤取值范圍10～20mm，而通風(fēng)盤取值范圍為20～50mm，一般主要是采用20～30mm。在此次設(shè)計(jì)過程中，旨在將前端通風(fēng)盤的真實(shí)厚度，設(shè)定成25mm；與此同時(shí)，將后端實(shí)心盤的真實(shí)厚度，設(shè)定成15mm。3.7.3摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑對(duì)于摩擦襯塊而言，本文將其外半徑設(shè)定為，并且將其內(nèi)半徑設(shè)定為，R2R1<1.5。假設(shè)高于該數(shù)值，則將無法保證制動(dòng)磨損過程的均勻性。本文旨在將其內(nèi)徑選定為R1=103mm；此外還將其外徑R2R1=1.44.摩擦襯塊工作面積對(duì)于摩擦襯塊而言，其所涉及的工作面積，應(yīng)當(dāng)以汽車質(zhì)量為基準(zhǔn)，位于～kg/cm的區(qū)間當(dāng)中進(jìn)行選擇，詳細(xì)如下：AA本文將其選定為A=81.773.8制動(dòng)器的主要元件選取及設(shè)計(jì)3.81制動(dòng)盤現(xiàn)在常見的盤有通風(fēng)盤和實(shí)心盤兩種，分別也稱為雙片盤和單片盤。實(shí)心盤就是制動(dòng)器上表面和下表面之間沒有通道。通風(fēng)盤上表面和下表面之間由通道，主要是讓空氣通過盤中的通道，為此散熱性能要好得多。從外觀看，通風(fēng)盤圓周上有許多水平方向貫通的通道，稱為風(fēng)道。制動(dòng)盤通常由珠光體灰鑄鐵制成，并且含有不同形態(tài)的石墨、碳化物和共晶團(tuán)。盤在工作時(shí)要承擔(dān)制動(dòng)塊的切向力和法向力，此外還有因?yàn)槟Σ了a(chǎn)生的高溫環(huán)境。為了降低高溫對(duì)制動(dòng)效能的影響，我們盡可能的讓熱量快速散發(fā)出去，因此使用帶有通風(fēng)道的雙層盤，降低溫升達(dá)20%~30%，但是盤體的厚度相對(duì)較大。制動(dòng)盤是鑄鐵件，為了確保表面跳動(dòng)精度，不能進(jìn)行任何的表面處理，否則將會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)抖動(dòng)的情況。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)規(guī)定，盤兩工作面平行度必須小于0.2，盤面的擺差不得大于0.1。本次設(shè)計(jì)采用前輪通風(fēng)盤，后輪實(shí)心盤，并且材料選定為灰鑄鐵HT250；3.82制動(dòng)鉗制動(dòng)鉗通常又被人們稱之為卡鉗，材料主要選擇為鍛鑄鐵KTH370-12等，該元件表現(xiàn)出尤為顯著的強(qiáng)度以及剛度，可加工制動(dòng)輪缸。通常情況下，活塞形狀表現(xiàn)為杯形，材料主要選擇鑄鋁合金亦或?yàn)殇?，表現(xiàn)出良好的耐磨性。本文旨在選用QT450-10球墨鑄鐵。3.83制動(dòng)塊制動(dòng)塊一般由剛背和耐磨材料構(gòu)成，一起被壓嵌、或鉚接在一塊，形狀多為扇形。為了避免摩擦襯塊因?yàn)榫斫嵌l(fā)生異響，活塞與制動(dòng)塊的接觸面積應(yīng)該盡可能的大。背板的材料為鋼，作用是減小制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪音，吸收制動(dòng)產(chǎn)生的熱量，避免制動(dòng)液氣化。如今的盤式制動(dòng)器的內(nèi)摩擦塊一般會(huì)附帶一個(gè)報(bào)警裝置，當(dāng)摩擦塊磨損很大時(shí)，制動(dòng)會(huì)產(chǎn)生異響，向駕駛員傳遞報(bào)警信息。此外，為了滿足摩擦面積不會(huì)太大，或保證摩擦片可以通過NVH測(cè)試，往往會(huì)對(duì)摩擦材料進(jìn)行倒角或者切槽等處理；乘用車的襯塊厚度h一般在7.5~16mm之間，本次設(shè)計(jì)取制動(dòng)塊h=15mm,背板6.5mm。3.84摩擦材料制動(dòng)摩擦材料的特點(diǎn)：摩擦系數(shù)高而平穩(wěn)，熱減弱緩慢平穩(wěn)。耐磨性好熱傳導(dǎo)率、熱膨脹率、壓縮率、吸水率和吸油率低抗壓、拉、剪切、彎曲、擠壓和耐沖擊性能好制動(dòng)時(shí)無噪音和有害氣體，材料環(huán)保，無害。當(dāng)前制動(dòng)器普遍采用的材料有模壓、編織、無石棉摩擦和粉末冶金材料。模壓可以采用不同類型的聚合樹脂配料，制動(dòng)塊擁有的性能。編織材料一般在鼓式中使用。在國(guó)外，乘用車盤式制動(dòng)器普遍采用無石棉摩擦材料，是摩擦材料的使用最多材料。粉末冶金摩擦材料造價(jià)高，一般在價(jià)格較高的轎車，或者貨車等負(fù)荷較大的汽車中出現(xiàn)。設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)器一般取摩擦材料系數(shù)，本次設(shè)計(jì)取0.32，摩擦材料為無石棉有機(jī)物型剎車片NAO。NAO較以往的低金屬摩擦材料，具有更耐磨，噪音低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是價(jià)格相對(duì)昂貴3.85制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸的材料根據(jù)工藝要求，可以選用HT250，通孔，并且需要進(jìn)行鏜磨處理。3.86制動(dòng)間隙為了減小制動(dòng)時(shí)，剎車板的行程損失，制動(dòng)間隙應(yīng)在理論上去最小值。一般情況下，盤式制動(dòng)器的制動(dòng)間隙為0.1~0.3mm，本次設(shè)計(jì)取制動(dòng)間隙為0.2mm。因?yàn)橹苿?dòng)器的長(zhǎng)期工作，故而處于制動(dòng)塊當(dāng)中的多樣化摩擦材料，均會(huì)或多或少受到磨損。在此情況下，制動(dòng)器往往會(huì)配備相應(yīng)的間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)如今，盤式制動(dòng)器當(dāng)中所涉及的間隙調(diào)整，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。一旦制動(dòng)，則活塞密封圈將會(huì)表現(xiàn)出顯著的回彈力，促進(jìn)活塞向缸內(nèi)移動(dòng)，恢復(fù)原位。除此之外，一旦摩擦塊出現(xiàn)磨損，則活塞將能于液壓環(huán)境下，對(duì)抗密封圈所產(chǎn)生的極限摩擦力，自動(dòng)補(bǔ)償制動(dòng)間隙向摩擦片移動(dòng)，同樣實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。釋放制動(dòng)踏板后，活塞如上運(yùn)動(dòng)，直到密封圈形變消失，使得襯塊和盤保持正常狀態(tài)。4制動(dòng)器性能核算4制動(dòng)器的性能核算4.1制動(dòng)襯塊的磨損性能的核算汽車一旦制動(dòng)，必將造成制動(dòng)襯片一定程度的磨損，并且磨損因素趨于多樣化，例如：表面的加工處理情況、摩擦力以及溫度等等。所以要計(jì)算磨損性能顯得復(fù)雜無比，計(jì)算困難無比。但從研究中發(fā)現(xiàn)溫度和摩擦力才是影響襯片磨損的最重要的因數(shù)。汽車制動(dòng)過程其實(shí)就是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程，而制動(dòng)襯片在這一過程中，起很大作用，襯片幾乎承擔(dān)了這個(gè)過程中汽車將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的吸收，在汽車制動(dòng)時(shí)往往時(shí)間比較短，產(chǎn)熱的速度卻比散熱速率快得多，無法把大量的熱量消散到空氣中，因此制動(dòng)器往往溫度很高，再加上制動(dòng)器所承載的能量負(fù)荷過高，故而很容易造成制動(dòng)襯片的磨損現(xiàn)象。通常情況下，比能量耗散率可針對(duì)某特定制動(dòng)器所承載的能量負(fù)荷，進(jìn)行相對(duì)精準(zhǔn)的衡量，其單位為W/mm2。在本文當(dāng)中，兩輪制動(dòng)器所表現(xiàn)的比能量耗散率，依次如下：e1=1e2t=v1-在上述公式中：δ—旨在代表汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)；ma—旨在代表汽車整體v1—旨在代表汽車制動(dòng)時(shí)的初速度v2—旨在代表汽車制動(dòng)時(shí)的j—旨在代表汽車制動(dòng)時(shí)的減速度；t—旨在代表制動(dòng)時(shí)間，單位為s；A1—旨在代表前制動(dòng)襯片所表現(xiàn)出的A2—旨在代表后制動(dòng)襯片所表現(xiàn)出的β—旨在代表制動(dòng)力分配系數(shù)；表4-1制動(dòng)襯片摩擦面積汽車類別汽車總質(zhì)量t單個(gè)制動(dòng)器摩擦面積cm2轎車客車與貨車（多為）（多為）根據(jù)上表選取前后制動(dòng)襯片摩擦面積分別為A1=290在緊急制動(dòng)到v2=0時(shí)，可以近似的t=ee根據(jù)規(guī)定，乘用車盤式制動(dòng)器的比能量耗散率不宜比6w/mm2大，當(dāng)e很大時(shí)，會(huì)引起制動(dòng)盤的龜裂。熱和磨損的另一個(gè)性能指標(biāo)是比滑磨功，其定義是在剎車過程中汽車初速度直至駐車所做的單位襯塊的滑磨功。Lf式中：LfLv0mxA∈代入數(shù)據(jù)得：L符合要求；4.2駐車制動(dòng)計(jì)算假設(shè)汽車停駐在傾角為α的坡上時(shí)，以此將能計(jì)算后輪所含有的附著力，詳細(xì)如下：Z1下坡時(shí)，同上Z1在此條件下可以得：mgφ得到α=arc同理α極限停駐坡高度應(yīng)不小于16%~20%，所以滿足要求：4.3制動(dòng)器制動(dòng)效能的核算根據(jù)GB7528—1977，將汽車所表現(xiàn)出的初速度設(shè)定為v0=50Km/h，則當(dāng)汽車處于滿載狀態(tài)下，其所表現(xiàn)出的制動(dòng)距離S=V在上述公式中：ta—旨在代表制動(dòng)系統(tǒng)所應(yīng)滿足的協(xié)調(diào)時(shí)間，范圍為：ts—旨在代表減速度所應(yīng)達(dá)到的增長(zhǎng)時(shí)間，范圍為：amax—旨在代表制動(dòng)器所含有的的a故而滿載制動(dòng)距離詳細(xì)如下：S=16.69完全滿足實(shí)際要求。5制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 5制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇如果基于制動(dòng)力源進(jìn)行細(xì)致分類，則對(duì)于多樣化制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而言，其重點(diǎn)可細(xì)分為動(dòng)力制動(dòng)以及相應(yīng)的伺服制動(dòng)等基本類別，詳細(xì)如下。簡(jiǎn)單制動(dòng)系該方式旨在依賴于人力作用進(jìn)行制動(dòng)，依靠機(jī)械式或液壓式進(jìn)行傳遞力，這種簡(jiǎn)單制動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、重量小，但是制動(dòng)管路中的制動(dòng)液經(jīng)常會(huì)過度受熱而氣化，對(duì)制動(dòng)效能影響非常大。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系在過于曾在轎車、小貨車等汽車上普遍使用。如今，由于其種種缺點(diǎn)，制動(dòng)效率低，簡(jiǎn)單制動(dòng)系幾乎被淘汰了，只在少數(shù)的非常低端的車型上還有使用。動(dòng)力制動(dòng)系此類當(dāng)時(shí)旨在基于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，所形成的液壓來進(jìn)行制動(dòng)。因此人對(duì)制動(dòng)裝置只起到操縱或啟動(dòng)的作用。伺服制動(dòng)系真空伺服制動(dòng)系一般在總重為1.1~1.35t以上的轎車上使用；而氣壓伺服制動(dòng)系在6~12噸的重型貨車或一些高級(jí)轎車上廣泛使用。相同輸出力的情況下，氣壓伺服制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)和體積比真空要更加簡(jiǎn)單和小。本文旨在選擇真空助力式伺服制動(dòng)系，詳見圖4.1。在此方法中，駕駛員通過作用與制動(dòng)踏板的力來影響伺服制動(dòng)力的助力大小，再推動(dòng)主缸活塞，產(chǎn)生足夠高的液壓后再在液壓管路中導(dǎo)到制動(dòng)輪缸。5.2制動(dòng)管路的形式選擇為了確保汽車制動(dòng)的安全性，當(dāng)一個(gè)制動(dòng)回路發(fā)生故障失效時(shí)，另一個(gè)制動(dòng)管路作用不受其影響，汽車的液壓或者氣壓制動(dòng)管路應(yīng)該有兩個(gè)或兩個(gè)以上的回路，這樣既可以保證駕駛安全，又提高了車輛可靠性。圖4-1分路系統(tǒng)如圖4.1所示，a、b、c、d分別是Ⅱ型、X型、HI型、LL型和HH型五種雙回路系統(tǒng)分路方案。：這種方案，前輪制動(dòng)器和后輪制動(dòng)器分別在不同的回路中，即一軸對(duì)一軸的形式。這種布置形式是最簡(jiǎn)單的，在低端車型中較為常見。弊端是當(dāng)其中前輪制動(dòng)管路無法工作時(shí)，后輪工作，這樣性能將會(huì)低于正常制動(dòng)性能的二分之一；若后輪制動(dòng)管路無法工作時(shí)，前輪將會(huì)抱死，汽車無法制動(dòng)轉(zhuǎn)彎。：X型回路方案，顧名思義，其制動(dòng)管路布置形式類似與對(duì)角線，左前輪與后右輪連接形成一個(gè)獨(dú)立的制動(dòng)回路，余下的兩輪共用一個(gè)制動(dòng)回路。其結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單，并且不會(huì)出現(xiàn)Ⅱ型回路系統(tǒng)的情況，當(dāng)一個(gè)回路不工作時(shí)，仍然有一半的制動(dòng)效能，同時(shí)制動(dòng)非常穩(wěn)定。、（d）、（e）的結(jié)構(gòu)型式比較復(fù)雜，其中HH型回路系統(tǒng)制動(dòng)效能最好，在賽車和部分高級(jí)轎車中廣泛應(yīng)用。基于成本和維修方便性考慮，目前多數(shù)乘用車，故而本文選擇X型回路系統(tǒng)。5.3制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算在下述一系列計(jì)算過程中，旨在確定輪缸直徑、制動(dòng)踏板力以及踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比等一系列參數(shù)。5.3.1制動(dòng)輪缸直徑與工作容積其中：dw=2Pπp在上述公式中:dw—旨在代表制動(dòng)輪缸的實(shí)際P—旨在代表活塞相對(duì)于制動(dòng)塊而產(chǎn)生的推力；p—活塞缸中的液壓（一般取p=8~12MPa），本次設(shè)計(jì)取p=12MPa；通過公式Tf=2fPR，將可求得P，得P=TfRe已知汽車前、后軸制動(dòng)力矩，代入式，求得前軸dw查詢相關(guān)文獻(xiàn)得應(yīng)在GB7524-1987規(guī)定的如下尺寸中取用：14.5、16、17.5、19、20.5、22、24、26、28、30、32、35、38、40、42、46、50、54、56，單位mm。因此結(jié)合計(jì)算結(jié)果，取dw1為35，并且將后軸dw2設(shè)定為其中，某特定輪缸所表現(xiàn)出的工作容積如下：Vw在上述公式中：Vw—旨在代表某特定輪缸活塞的實(shí)際n—旨在代表輪缸活塞的實(shí)際數(shù)量；δ—旨在代表某特定活塞缸的具體行程；,將能得知：V輪缸所表現(xiàn)出的整體工作容積，詳細(xì)如下：V=5.3.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積GB7524-1987中規(guī)定制動(dòng)主缸的直徑系列尺寸：14.5、16、17.5、19、20.5、22、24、26、28、30、32、35、38、42、46、50、56，單位是mm。制動(dòng)主缸理應(yīng)滿足的工作容積具體如下：Vm=V+V在上述公式中，V旨在代表輪缸所表現(xiàn)出的整體工作容積；與此同時(shí)，V'旨在代表油管基于液壓條件下因擠壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的制動(dòng)液體積的增量。考慮以上原因，本文將Vm=1.1V；由此可得，制動(dòng)主缸所含有的活塞行程Sm，以及相應(yīng)的活塞直徑dV（4-4）當(dāng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的過程中，Sm=(0.8-1.2)dm，將Sm=0.8dm，即可得知：d5.3.3制動(dòng)踏板里與踏板行程其中：F在上述公式中：dm—旨在代表制動(dòng)主缸所表現(xiàn)出的p—旨在代表制動(dòng)管路的實(shí)際油壓；ip—旨在代表制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)所表現(xiàn)出的傳動(dòng)比，公式為ip=Rη—旨在代表制動(dòng)主缸的實(shí)際機(jī)械效率，本文選擇η=0.9；由上可知：

FP=故而應(yīng)當(dāng)配備真空助力器：Fp在上述公式中，I主要代表真空助力器所含有的真空助力比，本文選擇I=4，由此得知：Fp'=F完全滿足合格要求。其中，制動(dòng)踏板