Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,第八章 制动系设计,第八章 制动系设计,1,第八章 制动系设计,8-1,概述,8-2,制动器的结构方案分析,8-3,制动器主要参数的确定,8-4,制动器的设计与计算,8-5,制动驱动机构,8-6,制动力调节机构,8-7,制动器的主要结构元件,第八章 制动系设计8-1 概述,2,8-1,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,汽车制动系统图组,二、制动系的分类,:,8-1概述行车制动装置汽车制动系统图组二、制动系的分类:,3,三、制动系的设计要求：,1,）足够的制动能力；,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，并具有良好的随动性,；,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,。,三、制动系的设计要求：,4,8-2,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,分领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式、双向增力式等几种。,一、鼓式制动器,8-2制动器的结构方案分析摩擦式摩擦副结构 鼓式分领从蹄式,5,不同形式鼓式制动器的主要区别：,蹄片固定支点的数量和位置不同,;,张开装置的形式与数量不同,;,制动时两块蹄片之间有无相互作用。,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（,M,/,R,）,与输入力,F,0,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,不同形式鼓式制动器的主要区别：制动器效能制动器效能的稳定性,6,1.,领从蹄式,每块蹄片都有自己的固定支点，而且两固定支点位于两蹄的同一端。,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,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。,领从蹄演示,楔块式演示,凸轮式演示,1.领从蹄式每块蹄片都有自己的固定支点，而且两固定支点位于两,7,2.,双领蹄式,两块蹄片各有自己的固定支点，而且两固定支点,位于两蹄的不同端。,每块蹄片有各自独立的张开装置，且位于与固定支点,相对应的一方。,制动器的制动效能相当高,;,倒车制动时，制动效能明显下降,;,两蹄片磨损均匀，寿命相同,;,结构略显复杂。,3.,双向双领蹄式,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,两块蹄片各有自己的固定支点，而且两固定支点位于,两蹄的不同端。,制动器效能稳定性最好，但制动器效能最低。,双领蹄演示,双向双领蹄演示,双从蹄演示,2.双领蹄式两块蹄片各有自己的固定支点，而且两固定支点每块蹄,8,5.,单向增力式,两蹄片只有一个固定支点，两蹄下端经推杆,相互连接成一体。,制动器效能很高，制动器效能稳定性相当差。,6,.,双向增力式,制动器效能很高，制动器效能稳定性比较差。,两蹄片端部各有一个制动时不同时使用的共用支点，支点下方有张开装置，两蹄片下方经推杆连接成一体。,单向增力式演示,双向增力式演示,5.单向增力式两蹄片只有一个固定支点，两蹄下端经推杆制动器效,9,鼓式制动器的效能因数排序,增力式制动器，双领蹄式制动器，领从蹄式制动器和双从蹄式制动器。,制动器效能稳定性排序则与上述情况相反。,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和摩,擦因数计算出来的制动器效能因数值；,2,）,受蹄与鼓接触部位的影响，与调整有关。,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出制动力矩就较大。,制动器的效能因数越高，制动效能受接触情况的影响也越大。,鼓式制动器的效能因数排序,10,二、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,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,11,固定钳式的优点,：,除活塞和制动块以外无其它滑动件，易于保证钳的刚度；,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；,能适应不同回路驱动系统的要求。,固定钳演示,固定钳式的优点：固定钳演示,12,固定钳式的缺点,：,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；,这一方面使制动器的径向和轴向尺寸增大，增加了在汽车上的布置难度，另一方面增加了受热机会，使制动液温度过高而汽化；,固定钳式制动器要兼作驻车制动器，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，或是采用盘鼓结合式制动器。,固定钳式的缺点：,13,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。,浮动钳演示,浮动钳式制动器的优点：浮动钳演示,14,盘式制动器的主要缺点：,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)、兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂。,3)、在制动驱动机构中必须装用助力器。,4)、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；,衬块磨损均匀；,更换衬块容易；易于实现间隙自动调整。,盘式制动器的主要缺点：盘式制动器的优点：,15,制动钳的安装位置：,可以在车轴之前或之后。,制动钳位于轴后能使制动时轮毂轴承的合成载荷,F,减小；,制动钳位于轴前，则可避免轮胎向钳内甩溅泥污。,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：制动钳的安装位置对制动性能及轴承受力的影响,16,8-3,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,轿车：,D,/,D,r=0.640.74,货车：,D,/,D,r=0.700.83,2.,摩擦衬片宽度,b,和包角,包角一般不宜大于,120,。,3.,摩擦衬片起始角,0,4.,制动器中心到张开力,F,0,作用线的距离,e,使距离,e,尽可能大,初步设计时可暂定,e,=0.8,R,左右。,5.,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，也可暂定,a,=0.8,R,左右。,8-3制动器主要参数的确定一、鼓式制动器主要参数的确定1.,17,二、盘式制动器主要参数的确定,1.,制动盘直径,D,尽可能取大，降低制动钳的夹紧力，减少衬块的单位压力和工作温度。,受轮辋直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辋直径的7079。,2.,制动盘厚度,h,制动盘厚度,h,对制动盘质量和工作时的温升有影响。,为使质量小些，制动盘厚度不宜取得很大；,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,1020mm;,通风式制动盘厚度取为,2050mm;,3.,摩擦衬块外半径,R,2,与内半径,R,1,外半径,R,2,与内半径,R,1,的比值不大于,1.5,；,若此比值偏大，工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多，,磨损不均匀，接触面积减少，导致制动力矩变化大。,二、盘式制动器主要参数的确定1.制动盘直径D,18,8-4,制动器的设计与计算,一、鼓式制动器的设计计算,对于紧蹄的径向变形,1,和压力,p,1,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,2,）一个自由度的紧蹄摩擦衬片的,径向变形,规律,表面的径向变形和压力为,:,新蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律。,8-4制动器的设计与计算 一、鼓式制动器的设计计算 对,19,2.,蹄片上的制动力矩的计算,1）.图解法,图,a),：将压力分布线,AB,弧分成若干小单元，并假设每一单元压力均匀分布且等于该单元中点上约压力。,图,b)：,求作用在蹄片小单元上的的径向力,P,i,S,i,F,i,（,中点分布压力乘面积）。,图,c)：,力多边形求径向力的合力,P。,图,d)：,力多边形求摩擦力的合力,F。,力,F,应与力,P,垂直。,图,d,e)：,用索多边形求力,F,的作用点位置。,任选一点,H，,以,H,点为中心，作线,a,b,y，,从力,f1,的延长线任取一点,G，,作,a,平行于,a，,交,f2,的延长线于,J,点，一直到与,f10,的延长线交于,K,点。过,K,点作线,y,平行于,y，,过,G,点作线,x,平行于,x，,两线交于点,N，N,点即为力,F,的作用位置。,Rf,为摩擦力有效半径。,Rf=kR，k1。,2.蹄片上的制动力矩的计算1）.图解法图a)：将压力分布线,20,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。,销轴受力,制动力矩,制动力矩的求取,制动鼓顺时针旋转,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,21,制动力矩随着摩擦因素,u,值的增大而急剧增大。,车轮抱死的条件：,紧蹄与松蹄制动力矩曲线,（1）制动鼓顺时针旋转时,制动力矩随着摩擦因素u值的增大而急剧增大。紧蹄与松蹄制动,22,制动鼓逆时针旋转,使鼓向相反的方向转动，唯一,变化的是摩擦力,P,的方向。,（2）制动鼓逆时针旋转时,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”。,制动鼓逆时针旋转使鼓向相反的方向转动，唯一（2）制动鼓逆时针,23,2）,解析法,法向力,制动力矩,2）解析法法向力 制动力矩,24,对于紧蹄,对于松蹄,液力驱动,自锁条件：当,领蹄表面的最大压力,时不会自锁。,对于紧蹄 对于松蹄 液力驱动 自锁条件：当 领蹄表面的最大压,25,二、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,。,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,26,三、衬片磨损特性的两个指标,影响磨损的最重要的因素是摩擦表面的温度和摩擦力。,1,、双轴汽车的单个前轮及后轮制动器的比能量耗散率,单位时间内衬片单位摩擦面积耗散的能量。用,e,表示。,鼓式制动器的比能量耗散率以不大于,1.8W/mm2,为宜，,计算时取减速度,j,=0.6g,。,双轴汽车的单个前轮和后来制动器的比能量耗散率,三、衬片磨损特性的两个指标影响磨损的最重要的因素是摩擦表面的,27,2,、比摩擦力,f,0,每单位衬片（衬块）摩擦面积的制动器摩擦力,在,j,=0.6g,时，鼓式制动器的比摩擦力,f,0,以不大于,0.48N/mm,2,为宜。,四、前、后轮制动器制动力矩的确定,首先选定同步附着系数,0,，,计算前、后轮制动力矩的比值,