貨車制動(dòng)系液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前言汽車自上個(gè)世紀(jì)末誕生以來，已經(jīng)走過了風(fēng)風(fēng)雨雨的一百多年。從卡爾.本茨造出的第一輛三輪汽車以每小時(shí)18公里的速度，跑到現(xiàn)在，竟然誕生了從速度為零到加速到100公里/時(shí)只需要三秒鐘多一點(diǎn)的超級(jí)跑車。這一百年，汽車發(fā)展的速度是如此驚人！同時(shí)，汽車工業(yè)也造就了多位巨人，他們一手創(chuàng)建了通用、福特、豐田、本田這樣一些在各國經(jīng)濟(jì)中舉足輕重的著名公司。讓我們一起來回望這段歷史，品味其中的辛酸與喜悅，體會(huì)汽車給我們帶來的種種歡樂與夢(mèng)想 汽車同其它現(xiàn)代高級(jí)復(fù)雜工具如電子計(jì)算機(jī)等一樣，并非是哪一個(gè)人坐在那里發(fā)明了的。發(fā)明之初的汽車也不是現(xiàn)在之個(gè)式樣，如果你能見到當(dāng)時(shí)的汽車，你也可能認(rèn)為這不是汽車呢。汽車的發(fā)展也有一個(gè)漫長的歷程，總的說來，汽車發(fā)展史可能分為蒸汽機(jī)發(fā)明前、蒸汽汽車的問世、大量流水生產(chǎn)汽車開始等三個(gè)階段。 1879年德國工程師卡爾.苯茨(KartBenz)，首次試驗(yàn)成功一臺(tái)二沖程試驗(yàn)性發(fā)動(dòng)機(jī)。1883年10月，他創(chuàng)立了“苯茨公司和萊茵煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)廠”，1885年他在曼海姆制成了第一輛苯茨專利機(jī)動(dòng)車，該車為三輪汽車，采用一臺(tái)兩沖程單缸0.9馬力的汽油機(jī)，此車具備了現(xiàn)代汽車的一些基本特點(diǎn)，如火花點(diǎn)火、水冷循環(huán)、鋼管車架、鋼板彈簧懸架、后輪驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向和制動(dòng)手把等。與此同時(shí)在1893年就與威廉.邁巴特合作制成了第一臺(tái)高速汽油試驗(yàn)性發(fā)動(dòng)機(jī)的德國人戴姆勒(Daimler)又在邁巴特的協(xié)助下，又于1886年在巴特坎施塔特制成了世界上第一輛“無馬之車”。該車是在買來的一輛四輪“美國馬車”上裝用他們制造的功率為1.1馬力，轉(zhuǎn)速為每分鐘650轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)后，該車以每小時(shí)18公里的當(dāng)時(shí)所謂“令人窒息”的速度從斯圖加特駛向康斯塔特，世界上第一輛汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的四輪汽車就此誕生了。實(shí)際使用表明，此車使用良好。第二年苯茨第一次把三輪汽車賣給了一個(gè)法國巴黎人，由于這種三輪汽車設(shè)計(jì)可靠，選材和制造精細(xì)，受到了好評(píng)，銷路日廣。 由于上述原因，人們一般都把1886年作為汽車元年，也有些學(xué)者把卡爾.苯茨制成第一輛三輪汽車之年(1885)，視為汽車誕生年。苯茨和戴姆勒則被尊為汽車工業(yè)的鼻祖。這是汽車發(fā)展史上的第二件大事。中國第一輛自行制造的汽車。1356年7月13日，裝配國產(chǎn)載貨汽車的時(shí)刻的來了！長達(dá)150m的裝配線，正在進(jìn)行對(duì)1292種零件、569種合件、116種總成及全國各地400余種協(xié)作件（共11000多個(gè)零件）的最后組合。圍觀的人擠得水泄不通，當(dāng)?shù)谝惠v“解放”開下總裝配線時(shí)，人群沸騰拉了；這是比節(jié)目還要?dú)g騰的時(shí)刻，歡呼、跳躍和淚水都不能表達(dá)人們的喜悅和興奮。多少人扶摸著汽車，峽谷、像母親第一次抱起新生的嬰兒一樣歡喜；多少人望著汽車，感到光榮、自豪，留下了激動(dòng)的眼淚。14日下午1時(shí)，12輛披紅掛彩向吉林省委、長春市委報(bào)喜的“解放”，向全世界宣告：中國能自己制造汽車了！長春市市民披上節(jié)日盛裝涌上街頭，整個(gè)城市成為紅旗的海洋，五彩紙花鋪天蓋地。當(dāng)時(shí)有些人的手里沒有紙花，就將手里的爆米花往新車拋去。每臺(tái)車子被群眾層層圍住，幾乎開不動(dòng)了，只能以最慢的速度一點(diǎn)點(diǎn)地往前挪！當(dāng)年，成批生產(chǎn)出我國自己的CA10解放牌載貨汽車1654輛，結(jié)束了我國不能制造汽車的歷史。雖然該車由前蘇聯(lián)人設(shè)計(jì)（前蘇聯(lián)的吉斯150型），但從配件生產(chǎn)到整車組裝，全部由國人完成，而且是大批量生產(chǎn)的定型產(chǎn)品到1986年9月28日，最后一輛老“解放”緩緩地駛下總裝配線，共生產(chǎn)這種汽車1281502輛。制動(dòng)系設(shè)計(jì)。汽車制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車、使下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全，汽車制動(dòng)系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)效能良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。汽車制動(dòng)系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置；重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)裝置及輔助制動(dòng)裝置；牽引汽車應(yīng)有自動(dòng)制動(dòng)裝置。行車制動(dòng)裝置用作強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車，并使汽車在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。應(yīng)急制動(dòng)裝置用于當(dāng)行車制動(dòng)裝置意外發(fā)生故障而失效時(shí)，這時(shí)則可利用應(yīng)急制動(dòng)裝置的機(jī)械力源（如強(qiáng)力壓縮彈簧）實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)。應(yīng)急制動(dòng)裝置不必是獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng)，他可利用行車制動(dòng)裝置或駐車制動(dòng)裝置的某些制動(dòng)器件。應(yīng)急制動(dòng)裝置也不是每車必備，因?yàn)槠胀ǖ氖至︸v車制動(dòng)器也可以起應(yīng)急制動(dòng)的作用。任何一套制動(dòng)裝置均由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。制動(dòng)器有鼓式與盤式之分。行車制動(dòng)是用腳踩下制動(dòng)踏板操縱車輪制動(dòng)器來制動(dòng)全部車輪，而駐車制動(dòng)則多采用手制凍桿操縱，且具有專門的中央制動(dòng)器或利用車輪制動(dòng)器來進(jìn)行制動(dòng)。中央制動(dòng)器位于變速器之后的傳動(dòng)系中，用于制動(dòng)變速器第二軸或傳動(dòng)軸。行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)這兩套制動(dòng)裝置必須具有獨(dú)立的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且每車必備。行車制動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時(shí)還應(yīng)有制動(dòng)主缸和制動(dòng)輪缸以及管路；用氣壓操縱時(shí)還應(yīng)有空氣壓縮機(jī)、氣路管道、貯氣筒，控制閥和制動(dòng)氣室等。過去，大多數(shù)汽車的駐車制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)都使用中央制動(dòng)器，其優(yōu)點(diǎn)是制凍位于主減速器之前的變速器第二軸或傳動(dòng)軸的制動(dòng)力矩較小，容易滿足操縱手力小的要求。但在用作應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，往往使傳動(dòng)軸超載?，F(xiàn)代汽車由于車速提高，對(duì)應(yīng)急制動(dòng)的可靠性要求更嚴(yán)，因此，在中、高級(jí)轎車和部分總質(zhì)量在1.5t以下的載貨汽車上，多在后輪制動(dòng)器上附加手操作的機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使之兼起駐車制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)的作用，從而取消了中央制動(dòng)器。重型載貨汽車由于采用氣壓制動(dòng)，故多對(duì)后輪制動(dòng)器另設(shè)獨(dú)立的由氣壓控制而以強(qiáng)力彈簧作為制動(dòng)力源的應(yīng)急兼駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動(dòng)器。但也有一些重型汽車除了采用上述措施外，還保留了由氣壓驅(qū)動(dòng)的中央制動(dòng)器，以便提高制動(dòng)系的可靠性。1 制動(dòng)系要求能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。各項(xiàng)性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定和國家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)規(guī)定的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對(duì)象國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求。具有足夠的制動(dòng)效能，包括行車制動(dòng)效能和駐車制動(dòng)效能。行車制動(dòng)效能是用在一定的制動(dòng)初速度下或最大踏板力下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)定。歐、美、日等國的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)對(duì)這兩項(xiàng)指標(biāo)的規(guī)定。綜合國外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，可以認(rèn)為：進(jìn)行制動(dòng)效能試驗(yàn)時(shí)的制動(dòng)減速度j，載貨汽車應(yīng)為4.45.5相應(yīng)的最大制動(dòng)距離貨車為0.15+/115,式中第一項(xiàng)為反應(yīng)距離；第二項(xiàng)為制動(dòng)距離，的單位為 m；的單位為km/h.工作可靠，汽車至少應(yīng)有行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)兩套制動(dòng)裝置，且它們的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)是各自獨(dú)立的。行車制動(dòng)裝置的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路，當(dāng)其中一套失效時(shí)另一套應(yīng)保證汽車制動(dòng)效能不底于正常的30%；駐車 制動(dòng)裝置應(yīng)采用工作可靠的機(jī)械式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好。汽車的高速制動(dòng)、短時(shí)間內(nèi)的頻繁重復(fù)制動(dòng)，尤其是下長破時(shí)的連續(xù)制動(dòng)，都會(huì)引起制動(dòng)器的溫升過快，溫度過高特別下長坡時(shí)的頻繁制動(dòng)可使制動(dòng)器摩擦副的溫度達(dá)3000C4000C 有時(shí)甚至高達(dá)7000C.此時(shí)，制動(dòng)摩擦副的摩擦系數(shù)會(huì)急劇減小，使制動(dòng)效能下降而發(fā)生熱衰退現(xiàn)象。制動(dòng)器發(fā)生熱衰退后，經(jīng)過散熱、降溫和一定次數(shù)的和緩使用使摩擦表面得到磨合，其制動(dòng)效能可重復(fù)恢復(fù)，這稱為熱恢復(fù)。提高摩擦材料的高溫摩擦穩(wěn)定性，增大制動(dòng)鼓、盤的熱容量，改善其散熱性或采用強(qiáng)制冷卻裝置，都是提高抗熱衰退的措施。制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好。制動(dòng)器摩擦表面浸水后，會(huì)因水的潤滑作用使摩擦系數(shù)急劇減少而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動(dòng)515次，即應(yīng)恢復(fù)其制動(dòng)效能。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。也應(yīng)防泥沙、污物等進(jìn)入制動(dòng)器工作表面，否則會(huì)使制動(dòng)效能降低并加速磨損。某些越野車為了防止水和泥沙浸入而采用封閉的制動(dòng)器。制動(dòng)時(shí)的操作穩(wěn)定性好。即使任何速度制動(dòng)，汽車都不應(yīng)當(dāng)失去操作性和方向穩(wěn)定性。為此，汽車前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)相同。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時(shí)，將失去操作性；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，會(huì)失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動(dòng)力矩差值超過50%時(shí)，會(huì)發(fā)生制動(dòng)時(shí)汽車跑偏。制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人機(jī)工程學(xué)的要求，即操作方便性好，操作輕便，舒適，能減少疲勞。踏板形成；對(duì)貨車應(yīng)不大于160200mm。各國法規(guī)規(guī)定，制動(dòng)的最大踏板力一般為150N（轎車）700N（貨車）。設(shè)計(jì)時(shí)，緊急制動(dòng)（約占制動(dòng)總次數(shù)的5%10%）踏板力的選取范圍：貨車為350550N，采用伺服制動(dòng)或動(dòng)力制動(dòng)裝置時(shí)取其小值。應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的手柄拉力以不大于400500N為宜。作用滯后的時(shí)間要盡可能地短，包括從制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定制動(dòng)效能水平所需的時(shí)間（制凍滯后時(shí)間）和從放開踏板至完全解除制動(dòng)的時(shí)間（解除制動(dòng)滯后時(shí)間）。制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生震動(dòng)和噪音。與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)。制動(dòng)系中應(yīng)有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)件的故障和功能失效；制動(dòng)系中也有必要的安全裝置，例如一旦主、掛車之間的連接制動(dòng)管路損壞，應(yīng)有防止壓縮空氣繼續(xù)漏失的裝置；在行駛過程中掛車一旦脫掛，亦應(yīng)有安全裝置驅(qū)動(dòng)使駐車制動(dòng)將其挺駐。能全天候使用，氣溫高時(shí)液壓制動(dòng)管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時(shí)液壓制動(dòng)管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰。制動(dòng)系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長、制造成本低；對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動(dòng)時(shí)飛散到大氣的有害于人體的石棉纖維 2 制動(dòng)系的選擇貨車的主要參數(shù)為：長寬高（） 489419302085軸 距（） 2800前 輪 距（） 1480后 輪 距（） 1470最小離地間隙（）186整車整備質(zhì)量（）1985最大裝載質(zhì)量（）1500前滿載軸荷分配（）1057后滿載軸荷分配（）2797最 高 車 速不底于90 2.1 汽車總質(zhì)量汽車的總質(zhì)量是指已整備完好、裝備齊全并按規(guī)定載滿客、貨時(shí)的汽車質(zhì)量。除包括汽車的整備質(zhì)量及裝載量外，載貨汽車還應(yīng)計(jì)入駕駛室坐滿人的質(zhì)量，如有附加設(shè)備還應(yīng)考慮附加設(shè)備（非常規(guī)隨車裝備）的質(zhì)量，每人按65計(jì)。 （21） =1985+1500=33852.2 軸荷分配和質(zhì)心位置的計(jì)算為此，需確定個(gè)總成、部件的質(zhì)量和質(zhì)心位置。對(duì)已有產(chǎn)品或樣品的總成、部件可直接度量以獲取數(shù)據(jù)，對(duì)新設(shè)計(jì)、尚無實(shí)物的可按圖紙估算或與類似的實(shí)物的質(zhì)量對(duì)比后估算。將各總成、部件的質(zhì)心和質(zhì)量值標(biāo)在總布置草圖上并量出各質(zhì)心；離前輪中心的水平距離和離地高度，則根據(jù)力矩平衡原理可算得前后軸的靜負(fù)荷和，汽車質(zhì)心離前后軸的位置、及汽車質(zhì)心高度。質(zhì)心離前輪中心線的水平距離取1.8，離地高度取0.2。=21325.5N （22）=11847.5N （23）=11847.5+21325.5=33173N （24）=1.8 （25）= （26）=0.2 （27）=1.8+1=2.8 （28） 式中 汽車滿載時(shí)所受的重力，N； 汽車軸距，； 重力加速度，；2.2.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 汽車制動(dòng)時(shí)，如果忽略路面對(duì)車露的滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度0的車輪，其力矩平衡方程為： （29） =16586.50.47=7795.7 式中 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向反力，Nm ； 地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與車輪之間的摩擦力，又稱為地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向反力，N ； 車輪有效半徑，m ；選為約為0.47令 （210）并稱之為制動(dòng)器制動(dòng)力，他是在車輪周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因?yàn)橛址Q為制動(dòng)周緣力。與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以加大時(shí)，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力即 （211） 或 （212）式中 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z地面對(duì)車輪的法向反力。當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不在增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升。 圖21 制動(dòng)力與蹋板力FP關(guān)系Figure 2-1 Braking force and ta board strength FP relations2.3 同步附著系數(shù)直至20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)道路條件還不是很好，汽車行駛速度也不是很高，后輪抱死側(cè)滑的后果也不是顯得像前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力那樣嚴(yán)重，因此往往將值定的較低，即處于常附著系數(shù)范圍的中間較偏區(qū)段。但當(dāng)今道路條件大為改善，汽車行駛速度也大為提高，因而汽車因制動(dòng)時(shí)后輪先抱死引起的后果十分嚴(yán)重。由于車速高，它不僅會(huì)引起側(cè)滑甩尾甚至?xí){(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性。后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的。因此各類轎車和一般載貨汽車的值有增大的趨勢(shì)滿載時(shí)的同步附著系數(shù)，貨車取。當(dāng) ,利用率最高。汽車減速度為：=0.59.8=4.9， （213） 即, 制動(dòng)強(qiáng)度附著系數(shù)利用率（或附著力利用率）來表達(dá)，可定義為 （214） 式中 汽車總的地面制動(dòng)力； 汽車所受重力； 制動(dòng)強(qiáng)度；圖22載貨汽車的曲線與線Figure 2-2 TruckCurve and beta line根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力，為：= （215）= （216） 式中 汽車所受重力；汽車軸距；汽車質(zhì)心離前軸距離；汽車質(zhì)心離前軸距離；汽車質(zhì)心高度；重力加速度；汽車制動(dòng)減度；汽車總的地面制動(dòng)力為： （217） =33173=16586.35式中 前后軸車輪的地面制動(dòng)力。由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為 （218） = （219） =上式表明：汽車在附著系數(shù)為任一確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度或總制動(dòng)力的函數(shù)。當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過程可能出現(xiàn)的情況有三種，即：1）前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；2）后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；3）前、后輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。由上式中不難求得在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是： （220） （221）=0.513032.25=6516.13 （222）=0.520140.75=10070.38 （223）式中前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力；后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力；前軸車輪的地面制動(dòng)力；后軸車輪的地面制動(dòng)力； ，地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力； 汽車所受重力； ，汽車質(zhì)心離前、后軸距離； 汽車質(zhì)心高度。由上式可知，前后輪同時(shí)抱死時(shí)，前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力，是的函數(shù)。將上式繪成以，為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡稱I曲線，如圖，如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力，能按I曲線的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，都能是前、后車輪同時(shí)抱死。然而，目前大多數(shù)兩軸汽車尤其是貨車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比為一定值，并以前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比來表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)：=0.39 （224） 又由于在附著條件所限定的范圍內(nèi)，地面制動(dòng)力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動(dòng)周緣力，故又可通稱為制動(dòng)力分配系數(shù)。2.4 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率上面已給出了制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率的定義式，根據(jù)所選定的同步附著系數(shù)，求得： （225） （226） 進(jìn)而求得 （227） （228）當(dāng)時(shí)： ， ，故 ，；。當(dāng)時(shí)： 當(dāng)時(shí)可能得到的最大總制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先先抱死的條件，即。由上式得=13009.02 （229） =0.39 （230） =0.98 （231） 當(dāng)時(shí)：=0.6可能得到的最大總制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，即。由上式得=19685.08 （232）=0.59 （233） =0.99 （234） 對(duì)于值恒定的汽車，為使其在常遇到附著系數(shù)范圍內(nèi)不致過低，其值總是選得小于可能遇到的最大附著系數(shù)。所以在的良好路面上緊急制動(dòng)時(shí)，總是后輪先抱死。2.4.1 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩應(yīng)合理地確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。最大制動(dòng)力是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車輪的法向力，成正比，雙軸汽車前、后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前、后輪同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)力之比為 =0.65 （235）式中 ，汽車質(zhì)心離前、后軸距離； 同步附著系數(shù)； 汽車質(zhì)心高度。通常，上式的比值：貨車約為0.50.7。制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車輪的計(jì)算力矩所制約，即 =6516.130.47=3062.58 =10070.380.47=4733.08式中 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，；作用于前軸車輪上的地面法向反力；作用于后軸車輪上的地面法向反力； 車輪有效半徑。對(duì)于常遇的道路條件較差、車速較低因而選取了較小的同步附著系數(shù)值的汽車，為了保證在的良好的路面上（例如）能夠制動(dòng)到后軸和前軸先后抱死滑移（此時(shí)制動(dòng)強(qiáng)度），前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩為 =13032.250.47=3062.58 （236） （237） =對(duì)選取較大值的各類汽車，則應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動(dòng)力矩。當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度，故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為 （238） = =4733.0 （240） = =3026式中 該車所能遇到的最大附著系數(shù)； 制動(dòng)強(qiáng)度由式車輪有效半徑。一個(gè)車輪制動(dòng)器應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩為上列公式計(jì)算結(jié)果的半值。2.4.2 制動(dòng)器因數(shù)制動(dòng)器因數(shù)BF的表達(dá)式表示制動(dòng)器的效能，因此又稱為制動(dòng)器效能因數(shù)。其實(shí)質(zhì)是制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩，用于評(píng)比不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器的效能。制動(dòng)器因數(shù)可定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比。即： （241） =式中制動(dòng)器摩擦力矩； 制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑； 輸入力，一般取加于兩制動(dòng)蹄的張開力（或加于兩制動(dòng)塊的壓緊力）的平均值為輸入力。對(duì)于鼓式制動(dòng)器，設(shè)作用于兩蹄的張開力分別為，制動(dòng)鼓內(nèi)圓柱面半徑即制動(dòng)鼓工作半徑為，兩蹄給予制動(dòng)鼓的摩擦力矩分別為和，則兩蹄的效能因數(shù)即制動(dòng)蹄因數(shù)分別為： （242） （243）2.4.3 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)1）制動(dòng)鼓直徑D或半徑R當(dāng)輸入力P一定時(shí)，制動(dòng)鼓的直徑愈大，則制動(dòng)力矩亦愈大，散熱性能愈好。但直徑D的尺寸受到輪輞內(nèi)徑的限制，而且D的增大也使制動(dòng)鼓的質(zhì)量增大，使汽車的非懸架質(zhì)量增大，而不利于汽車的行駛平順性。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)有相當(dāng)?shù)拈g隙，此間隙一般要求不應(yīng)小于2030mm，以利于散熱通風(fēng)，也可避免由于輪輞過熱而損壞輪胎。由此間隙要求及輪輞的尺寸即可求得制動(dòng)鼓直徑D的尺寸。另外，制動(dòng)鼓直徑D與輪輞直徑之比的范圍為：貨車 =0.640.74。2）制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角和寬度b摩擦襯片的包角在范圍內(nèi)選擇，試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角時(shí)，磨損最小 ，制動(dòng)谷溫度也最低，且制動(dòng)效能最高。再減小雖有利于散熱，但由于單位壓力過高將加速磨損。一般也不大于，因過大不僅不利于散熱，而且易使制動(dòng)作用不平順，甚至可能發(fā)生自鎖。摩擦襯片寬度b較大可以降低單位壓力、減少磨損，但過大則不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。通常是根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使其單位壓力不超過2.5MPa的條件來選擇襯片寬度b的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可量按摩擦片的產(chǎn)品規(guī)格選擇 b值根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)資料可知，單個(gè)鼓式車輪制動(dòng)器總的襯片摩擦面積隨汽車質(zhì)量的增大而增大，單個(gè)摩擦襯片的摩擦面積A又決定于制動(dòng)鼓半徑R、襯片寬度b及包角，即 式中是以弧度（rad）為單位，當(dāng)A，R，確定后，由上式也可初選襯片寬b的尺寸。制動(dòng)器各蹄摩擦襯片總摩擦面積愈大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力愈小，從而磨損亦愈小。3）摩擦襯片起始角如圖12.1所示。一般好是將襯片布置在制動(dòng)蹄外緣的中央，并令。有時(shí)為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對(duì)于最大壓力點(diǎn)對(duì)稱布置，以改善制動(dòng)效能和磨損的均勻性。4）張開力P的作用線至制動(dòng)器中心的距離a在保證制動(dòng)輪缸或凸輪能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離a盡可能地大，以提高其制動(dòng)效能。初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫定a = 0.8R左右。5）制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)位置k和c如圖12.1所示，制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)尺寸k應(yīng)盡可能地小，以使尺寸c盡可能地大，初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫定c = 0.8R左右。6）摩擦片摩擦系數(shù)選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對(duì)摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動(dòng)器對(duì)摩擦系數(shù)偏離正常的敏感性的要求，后者對(duì)蹄式制動(dòng)器是非常重要的。各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為1.30.5，少數(shù) 可達(dá)0.7。一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐用性愈差。所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)并非一定追求高摩擦系數(shù)的材料。當(dāng)前國產(chǎn)的制動(dòng)摩擦片材料在溫度低于時(shí)，保持摩擦系數(shù)=0.350.40已無大問題。因此，在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，取=0.3可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際。另外，在選擇摩擦系數(shù)材料應(yīng)盡量采用減少污染和對(duì)人體無害的材料2.4.4 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制動(dòng)鼓應(yīng)具有高的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不應(yīng)超過極限值。制動(dòng)鼓的材料與摩擦襯片的材料相匹配，應(yīng)能保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。中型、重型貨車和中型、大型客車多采用由灰鑄鐵HT200或合金鑄鐵制造的制動(dòng)鼓；輕型貨車和一些轎車則采用由鋼板沖壓成形的輻板與鑄鐵鼓筒部分鑄成一體的組合式制動(dòng)鼓；帶有灰鑄鐵內(nèi)鼓筒的鑄鋁合金制動(dòng)鼓在轎車上得到了日益廣泛的應(yīng)用。鑄鐵內(nèi)鼓筒與鋁合金制動(dòng)鼓本體也是鑄到一起的，這種內(nèi)鑲一層珠光體組織的灰鑄鐵作為工作表面，其耐熱性都很好，而且減小了質(zhì)量。制動(dòng)鼓在工作載荷作用下會(huì)變形，致使蹄鼓間單位壓力不均勻，而且損失少許踏板行程。鼓筒變形后的不圓柱度過大容易引起自鎖或踏板震動(dòng)。為防止 這些現(xiàn)象需提高制動(dòng)扶的剛度。為此，沿鼓口的外緣鑄有整圈的加強(qiáng)肋條，也有的加鑄若干軸向肋條以提高其散熱性能。制動(dòng)鼓相對(duì)于輪轂的對(duì)是以直徑為的圓柱表面的配合來定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動(dòng)鼓內(nèi)工作表面，以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后需進(jìn)行動(dòng)平衡。許用不平衡度對(duì)貨車為3040.制動(dòng)足壁后的選取主要是從剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有助于增大熱容量，但試驗(yàn)表明，壁后從11mm增至20mm，摩擦表面平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動(dòng)鼓的壁后：重型貨車為1318mm。制動(dòng)鼓在閉口一側(cè)可開小孔，用于檢查制動(dòng)器間隙。 轎車和輕型、微型貨車的餓制動(dòng)蹄廣泛采用T行型鋼輾壓或鋼板沖壓焊接制成；大噸位貨車的制動(dòng)蹄則多用鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁合金制成。制動(dòng)蹄的斷面形狀和尺寸應(yīng)保證其鋼度好，但小型車鋼板制的制動(dòng)蹄腹板-上有時(shí)開有一、兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些，以便使制動(dòng)蹄摩擦襯片與鼓之間的接觸壓力均勻，因而使襯片磨損較為均勻，并減少制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。重型汽車制動(dòng)蹄的斷面有工字形、山字形和字形幾種。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，貨車的約為58mm。摩擦襯片的厚度，貨車多在8mm以上。襯片可以鉚接或黏結(jié)在制動(dòng)蹄上，黏結(jié)的允許其磨損厚度較大，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制動(dòng)底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，故應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板都具有凹凸起伏的形狀。重型汽車則采用可鍛鑄鐵KTH37012的制動(dòng)底座以代替鋼板沖壓的制動(dòng)底板。剛度不足會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。二自由度制動(dòng)蹄的支承，結(jié)構(gòu)簡單，并能使制動(dòng)蹄相對(duì)制動(dòng)鼓自行定位。為了使具有支承銷的一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄的工作表面與制動(dòng)股的工作表面同軸心，應(yīng)使支承位置可調(diào)。例如采用偏心支承銷或偏心輪。支承銷由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵（KTH37012）或球墨鑄鐵（QT40018）件。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。具有長支承銷的支承能可靠地保持制動(dòng)蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。有時(shí)在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開槽供制動(dòng)蹄腹板張開端插入，以保持制動(dòng)蹄是液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒為通孔，需搪磨?；钊射X合金制造?；钊舛藟河袖撝频拈_槽頂塊，以支承插入槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞；雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩蹄則各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)。制動(dòng)時(shí)，主缸中的高壓油從進(jìn)油孔進(jìn)入輪缸，油壓克服制動(dòng)蹄回位彈簧的彈力，使兩活塞外移，推動(dòng)制動(dòng)蹄壓在制動(dòng)鼓上，產(chǎn)生制動(dòng)。放松制動(dòng)時(shí)，輪缸中的活塞在制動(dòng)蹄回位彈簧的作用下，向內(nèi)移動(dòng)，并使油液流回主缸，制動(dòng)解除。3 制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇簡單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是靠司機(jī)作用于制動(dòng)踏板上或手柄上的力作為制動(dòng)力源。力的傳遞方式又有機(jī)械式靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低故僅用于中、小型的駐車制動(dòng)中。液壓式簡單制動(dòng)系通常簡稱為液壓制動(dòng)系，用于行車制動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短（0.10.3s），工作壓力高（可達(dá)1012MPa），輪缸尺寸小，可布置在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低。但其有限的力傳動(dòng)比限制了它在汽車上的使用范圍。另外，液壓管路在過度受熱時(shí)會(huì)形成氣泡而影響傳輸，使制動(dòng)效能降低甚至失效。液壓式簡單制動(dòng)系曾廣泛用于轎車、輕型及以下的貨車及部分中型貨車上。3.1.1 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算為了確定制動(dòng)主缸和輪缸直徑、制動(dòng)踏板上的力、踏板行程、踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比以及采用增壓或助力裝置的必要性，必須進(jìn)行如下的設(shè)計(jì)計(jì)算。1）制動(dòng)輪缸直徑與工作容積制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄或制動(dòng)塊的作用力P與輪缸直徑及制動(dòng)輪缸中的液壓有如下關(guān)系： 輪缸直徑的尺寸選取25mm，p選取為9 （31） （32） 求 P=4415.6N式中考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，。制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過1012，對(duì)盤式制動(dòng)器可再高些。壓力愈高鋼輪缸直徑愈小，但對(duì)管路特別是制動(dòng)軟管及管接頭則提出了更高的要求，對(duì)軟管的耐壓性、強(qiáng)度及接頭的密封性的要求就更加嚴(yán)格。輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸系列為：19，22，24，25，28，30，32，38，40，45，50，55mm.一個(gè)輪缸的工作容積： 制動(dòng)鼓選取2mm （33） 式中一個(gè)輪缸活塞的直徑；輪缸的活塞數(shù)目；n為2一個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程；在初設(shè)計(jì)時(shí)，.對(duì)鼓式制動(dòng)其可取。消除制動(dòng)蹄（制動(dòng)塊）與制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤）間的間隙所需的輪缸活塞行程，對(duì)鼓式制動(dòng)器約等于相應(yīng)制動(dòng)蹄中部與制動(dòng)鼓之間的間隙的2倍；因摩擦襯片（襯塊）變形而引起的輪缸活塞行程，可根據(jù)襯片（襯塊）的厚度、材料彈性摸量及單位壓力計(jì)算；，鼓式制動(dòng)器的蹄與鼓之變形而引起的輪缸活塞行程，試驗(yàn)確定。全部輪缸的總工作容積 =1962.54=-7850 （34） 式中 輪缸數(shù)目。2）制動(dòng)主缸直徑與工作容積 制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積式中制動(dòng)軟管在液壓下變形而引起的容積增量。 在初步設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到軟管變形，貨車取，式中為全部輪缸的總工作容積。 （35）主缸活塞直徑和活塞行程可由下確定：選取 （36） 10205=23.5在表中選取直徑為26mm一般 =26mm 主缸的直徑應(yīng)符合系列尺寸，主缸直徑的系列尺寸為：19，22，26，28，32，35，38，40，45。根據(jù)主缸的行程公式得主缸的液體流量計(jì)算公式如下 （37）由上式可求得主缸的流量Q為：= （38） 3） 制動(dòng)踏板力與踏板行程 制動(dòng)踏板力可用下式驗(yàn)算 = （39） 式中 主缸活塞直徑； 制動(dòng)管路的液壓； 踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比，； 。Figure 17-57 hydraulic brake driving mechanism computation uses the diagram通常，汽車液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)輪缸缸徑與制動(dòng)主缸缸徑之比=0.91.2，當(dāng)較小時(shí)，其活塞行程及相應(yīng)的踏板行程便要加大。制動(dòng)踏板的工作行程為 （310） =8(26+1.5+2) =236mm式中 主缸中推桿與活塞間的間隙,一般取=1.52mm；主缸活塞空行程，即主缸活塞由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)過的行程。在確定主缸容積時(shí)應(yīng)考慮到制動(dòng)器零件的彈性變形和熱變形以及用于制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)信號(hào)指示的制動(dòng)液體積，因此，制動(dòng)踏板的全行程（至與地板相碰的行程）應(yīng)大于正常工作行程的40%60%，以便保證在制動(dòng)管路中獲得給定的壓力。踏板力和踏板全行程分別不應(yīng)超過500700N和150170（小值用于轎車）。為了避免空氣進(jìn)入制動(dòng)管路，在主缸活塞回位彈簧（亦為回油閥彈簧）的計(jì)算中，應(yīng)保證在踏板放開后，制動(dòng)管路中仍能保持0.050.14MPa的殘余液壓。4） 制動(dòng)主缸在設(shè)計(jì)制動(dòng)主缸時(shí)應(yīng)考慮要否補(bǔ)償孔和在放開制動(dòng)踏板說主缸活塞原始位置的定位方法以及在制動(dòng)管路中是否必須有或不準(zhǔn)的殘余壓力。3.2 制動(dòng)力分配的調(diào)節(jié)裝置為了使汽車在不同的負(fù)載情況下，前、后車輪制動(dòng)力的分配總能合乎或接近理想要求，即前后軸附著力同時(shí)被充分利用，以獲得盡可能好的制動(dòng)性能，特別是防止后輪制動(dòng)抱死側(cè)滑，在一些汽車的制動(dòng)系中采用了各種各樣的壓力調(diào)節(jié)閥，來調(diào)整前、后輪制動(dòng)器的輸入壓力或氣壓，以改變前后車輪的制動(dòng)力分配。前面已經(jīng)討論了制動(dòng)力與制動(dòng)力分配以及前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件，這里為了研究制動(dòng)力分配調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)原理，再將制動(dòng)力分配及理想的分配條件與前、后車輪制動(dòng)器的輸入液壓或氣壓直接聯(lián)系起來。如果對(duì)汽車的空氣阻力與滾動(dòng)阻力忽略不計(jì)，則汽車在表面狀態(tài)平衡、均勻的良好路面上直線行駛時(shí)，地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力,.地面對(duì)前、后軸車輪作用的制動(dòng)力。4 液壓系統(tǒng)計(jì)算及工作原理4.1汽車制動(dòng)裝置的工作原理汽車制動(dòng)是由外界對(duì)汽車施加與其行駛方向相反的一個(gè)阻力，以消耗汽車所蓄有的動(dòng)能，降低其行駛速度直至停車。該阻力稱為制動(dòng)力。實(shí)質(zhì)上，制動(dòng)就是將汽車的動(dòng)能強(qiáng)制地轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，通常是轉(zhuǎn)化為熱能，散發(fā)到大氣中去。當(dāng)制動(dòng)器不工作時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)表面和制動(dòng)蹄之間保持一個(gè)很小的間隙，制動(dòng)鼓可隨車掄一起自由旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板，推桿便推動(dòng)主缸活塞右移，迫使制動(dòng)油液壓力升高并經(jīng)油管流入制動(dòng)輪缸，輪缸活塞在高壓油作用下克服回位彈簧拉力，使兩制動(dòng)蹄張開。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄在消除與旋轉(zhuǎn)著的制動(dòng)鼓的間隙后，在制動(dòng)鼓上作用一個(gè)摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反，大小決定于輪缸的張開力、摩擦片與制動(dòng)鼓的摩擦系數(shù)和制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓的尺寸等。當(dāng)力矩傳給車輪后，由于車輪與路面的附著作用，車輪對(duì)路面產(chǎn)生一個(gè)向前的切向力。同時(shí)，路面會(huì)給車輪一個(gè)向后的大小相等的反作用力。這個(gè)力就是阻礙汽車前進(jìn)的外界阻力，即制動(dòng)力。汽車的總制動(dòng)力是各車輪上制動(dòng)力的總和。當(dāng)放開制動(dòng)踏板時(shí)，輪缸油壓降低，回位彈簧使制動(dòng)制動(dòng)蹄回位，磨擦力矩消失，制動(dòng)即行解除。4.2 制動(dòng)缸液壓傳動(dòng)裝置的工作原理當(dāng)制動(dòng)時(shí)，推桿推動(dòng)活塞和皮碗向前運(yùn)動(dòng)，活塞上的單向閥和回油閥關(guān)閉，回位彈簧被壓縮，主缸內(nèi)油壓升高，出油閥打開，高壓制動(dòng)液便經(jīng)管路到各個(gè)分泵，與此同時(shí)，制動(dòng)燈開關(guān)由于油壓作用而使電路接通，制動(dòng)燈開亮。當(dāng)放松制動(dòng)踏板時(shí)，活塞在回位彈簧作用下向后移，主缸油壓下降，輪缸中的高壓油推開回油閥而流回主缸。在此過程中，出油閥和活塞上的單向閥均關(guān)閉。當(dāng)油管內(nèi)壓力消失后，制動(dòng)燈開關(guān)便斷開，制動(dòng)燈熄滅。當(dāng)迅速放松制動(dòng)時(shí)，主缸活塞在回位彈簧作用下迅速后移，主缸工作腔內(nèi)的容積突然增大，輪缸內(nèi)的油來比及迅速返回，在回油孔未被打開前，工作缸內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，使工作腔同樣與活塞后端環(huán)形油腔間形成壓力差。在此壓力差作用下，環(huán)形油腔內(nèi)的油便打開活塞頂上的單向閥，經(jīng)活塞上六個(gè)小孔以及打開的皮碗和缸筒之間的密封環(huán)帶流入工作腔，貯油缸中的油液經(jīng)補(bǔ)償孔進(jìn)入環(huán)形油室。在此狀態(tài)下，若再踏下踏板，將會(huì)有更多的油液流入各輪缸，使制動(dòng)效能提高。4.3 液壓優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)4.3.1 液壓優(yōu)點(diǎn)1）制動(dòng)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的壓力相等，左右各車輪的制動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的，減少了汽車跑偏的可能性。2）前后輪的制動(dòng)力可以得到一定的比例，這只要將前后分泵活塞設(shè)計(jì)成合適的直徑即可。3）當(dāng)汽車震跳、懸掛的變化以及轉(zhuǎn)向時(shí)，不會(huì)發(fā)生自行制動(dòng)現(xiàn)象。4）不需要潤滑和經(jīng)濟(jì)調(diào)整。4.3.2 液壓的缺點(diǎn)1）一處漏油就會(huì)使制動(dòng)系統(tǒng)失靈。2）低溫時(shí)制動(dòng)液可能變濃，高溫時(shí)可能汽化，產(chǎn)生氣阻。針對(duì)以上的缺點(diǎn)，人們采取了一些措施；為了補(bǔ)救因漏油而失靈，目前有采用雙管路制動(dòng)系。為克服第二缺點(diǎn)，可根據(jù)不同的使用條件選用適當(dāng)配方的制動(dòng)液來解決。4.4 輪缸的計(jì)算4.4.1 前輪輪缸的活塞作用面積 已知 前輪制動(dòng)力矩=3062.58 = （41） 后輪制動(dòng)力矩=4733.08 = （42）前、后輪的壓力 為= （43） = （44） 缸體中的液體的平均流速相應(yīng)的過流截面面積成反比，即 （45） =0.023前輪輪缸活塞在壓力的作用下，產(chǎn)生的推力為： N； （46） 后輪輪缸活塞在壓力的作用下，產(chǎn)生的推力為：N； （47） 前缸活塞輸出的機(jī)械能功率為： （48）后缸活塞輸出的機(jī)械能功率為； （49） 由活塞的伸出速度可得流量： （410）可得式 （411） 活塞式液壓缸產(chǎn)生的推力F公式可算出液壓缸進(jìn)油壓力： （412） （413） 活塞伸出的速度v為： =0.022 （4-14）主缸活塞上的機(jī)械能功率為：=573.80.022=12.6W （415）4.2 方向控制換向閥換向控制閥是在液壓回路中用來轉(zhuǎn)換液流方向，選擇回路，或用于限定液流向某一方向流動(dòng)，控制液壓缸和馬達(dá)等執(zhí)行元件的動(dòng)作方向，進(jìn)行起動(dòng)、停止、加速、減速以及保持位置的閥。4.2.1 對(duì)換向閥的性能要求主要是1）對(duì)各閥口之間的連通關(guān)系控制可靠，工作準(zhǔn)確無誤。2）閥芯運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、迅速，無震動(dòng)和噪聲。3）工作液體通過各閥口時(shí)的壓力損失要盡可能小。4）閥運(yùn)動(dòng)副的間隙密封性要好，泄露量要盡可能小。4.2.2 換向閥用于以下目的1）變換執(zhí)行元件的動(dòng)作方向。2）使執(zhí)行元件在任意位置停止或起動(dòng)。3）裝在液壓回路中，進(jìn)行回路選擇。4）使數(shù)個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作。5）使液壓回路卸荷6）作為控制閥，操縱其他閥。4.4.3 手動(dòng)換向滑閥的結(jié)構(gòu)和工作原理手動(dòng)換向閥是由人直接操縱手柄，實(shí)現(xiàn)閥芯的轉(zhuǎn)換動(dòng)作的閥。這種閥結(jié)構(gòu)簡單，故障少，動(dòng)作可靠。此外，有可能實(shí)現(xiàn)與手柄傾角成比例的流量控制，因此可根據(jù)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)情況操作。如圖所示為三位四通手動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)和職能符號(hào)圖。其中圖（a）為彈簧復(fù)位式，閥芯在中間位置時(shí)，供液口p，回液口T以及連接執(zhí)行元件的閥口A，B均互不相通。閥芯向右拉時(shí)，p與B,A與T相通；向左推時(shí)，則p與B,A與T相通。從而可以變換執(zhí)行元件的進(jìn)、回液口，達(dá)到換向目的。手柄放松時(shí)，閥芯便在彈簧力的作用下，自動(dòng)恢復(fù)到中間位置。圖（b）為鋼球定位式，這種結(jié)構(gòu)操作輕便，閥可以停留在任一工作位置，而不要手把持。 （a） (b)圖41 手動(dòng)換向閥的符號(hào)圖Figure Manual cross valve mark chart4.3 壓力控制閥在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中用來控制和調(diào)節(jié)工作液體壓力的液壓元件，總稱為壓力控制閥。溢流閥的基本功能有兩個(gè)，一個(gè)限制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的最高工作壓力，起安全保護(hù)作用，通常又稱為安全閥；另一個(gè)是保持系統(tǒng)壓力（主要是液壓泵的輸出壓力）基本穩(wěn)定不變，起穩(wěn)壓作用，一般稱為穩(wěn)壓閥或就稱其為溢流閥。4.3.1 對(duì)安全閥的性能要求主要是1）當(dāng)系統(tǒng)工作壓力小于閥的開啟壓力即閥關(guān)閉時(shí)，其閥口的密封型要好；2）當(dāng)系統(tǒng)壓力大于開啟壓力時(shí)，其閥口要及時(shí)開啟，反應(yīng)靈敏，以可靠地保護(hù)系統(tǒng)和元件的安全。 4.3.2 對(duì)穩(wěn)壓閥的性能要求主要是1）控制壓力的變化范圍應(yīng)盡量小；2）當(dāng)系統(tǒng)的流量發(fā)生變化時(shí)，閥芯在運(yùn)動(dòng)過程中不應(yīng)發(fā)生沖擊和震蕩，運(yùn)動(dòng)要盡量平穩(wěn)。5 結(jié)論制動(dòng)系統(tǒng)是汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的安全性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大，交通事故也不斷增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%。可見，制動(dòng)系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個(gè)系統(tǒng)。此外，制動(dòng)系統(tǒng)的好壞還直接影響車輛的平均車速和車輛的運(yùn)輸效率，也就是保證運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。制動(dòng)器是保障汽車安全運(yùn)行、取得預(yù)期運(yùn)行效益的最基本的部件，因此汽車制造廠、使用者、汽車維修和管理人員都很重視車輛的制動(dòng)器。汽車制動(dòng)器在制動(dòng)系結(jié)構(gòu)定型生產(chǎn)后即已確定，在使用過程中隨著汽車運(yùn)行里程延緩，制動(dòng)系的零件、部件不可避免地會(huì)磨損、老化、變形和腐蝕，制動(dòng)系技術(shù)狀況因而逐漸惡化、變差，并顯示為制動(dòng)性逐漸衰退，制動(dòng)能力逐步下降，汽車固有的制動(dòng)性就在使用過程中逐漸降低，直至喪失。總體上，在用車輛的制動(dòng)性水平低于新車，具體車輛之間由于車輛固有制動(dòng)性水平、行駛里程、使用水平及使用條件的差異，其制動(dòng)效能就有明顯差異，即使同型號(hào)車輛也是各不相同，但其制動(dòng)性隨行駛里程的延續(xù)不斷衰退卻是一致的，只是衰退的進(jìn)程有快有慢而已。因此，了解、掌握汽車制動(dòng)性衰退程度，就成為保障車輛安全運(yùn)行的重要技術(shù)措施。本設(shè)計(jì)還存在不足之處，這些都需要進(jìn)一步研究和進(jìn)一步實(shí)踐來解決。致謝經(jīng)過幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有李維慷導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。感謝導(dǎo)師段鵬文老師，段鵬文平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是段鵬文仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩段鵬文的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，在他的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，無不凝聚著段鵬文導(dǎo)師的心血和汗水，他的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。這片論文的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開你的細(xì)心指導(dǎo)。而你開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我的這個(gè)課題中。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向?qū)煴硎旧钌畹母兄x和崇高的敬意。參考文獻(xiàn)1.李惟信.汽車設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，20002.吳際璋.汽車構(gòu)造.北京：人民交通出版社，20033.路甬祥.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19814.任恒山.現(xiàn)代汽車概論M.第1版.北京：人民交通出版社，2005.5.張義民.汽車零部件可靠性設(shè)計(jì)M 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