工程机械设计课件

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1、第四章 制动系,前后轮的制动装置往往是是不一样的。 如果四轮都是盘式制动器，前轮多采用通风盘制动，后轮多采用普通盘制动。 如果是盘式与鼓式制动器混用，前轮采用盘式制动，后轮采用鼓式制动。,前轮驱动或后轮驱动本身不会对制动的表现有大的影响，对汽车制动的主要影响是汽车前后轴荷的变化。 在制动过程中，由于惯性力的作用，轴间的载荷会重新分配。在制动过程中，机械受惯性影响向前冲，前轮负荷大幅度增大；后轮载荷大幅度减少。通常前轮的负荷会占机械全部负荷的70%80%.,概述,功用： 使行驶中的工程机械按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的工程机械在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶

2、的工程机械速度保持稳定。 1、行车制动装置 使行驶中的工程机械减速甚至停下 2、驻车制动装置 使停驶的工程机械保持不动 3、辅助制动装置使下坡行驶的工程机械车速保持,制动装置基本结构,制动踏板,制动主缸,制动油管,制动鼓,制动轮缸,摩擦片,制动蹄,支承销,回位弹簧,典型制动系统的组成示意图，,1.前轮盘式制动器 2.制动总泵 3.真空助力器 4.制动踏板机构 5.后轮鼓式制动器 6.制动组合阀 7.制动警示灯,一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而

3、产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。 目前汽车所用的摩擦制动器可分为 鼓式 盘式,二、车轮制动器,制动鼓,制动底板,制动轮缸,调整凸轮,偏心支承销,（一）、鼓式制动器,鼓式制动器常见类型,1、领从蹄式制动器,领蹄（增势蹄）制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同,从蹄（减势蹄）二者旋转方向相反,制动轮缸,制动鼓对两制动蹄分别作用着法向反力N1和N2，以及相应的切向反力T1和T2，领蹄上的切向合力Tl所造成的绕支点3的力矩与促动力FS所造成的绕同一支点的力矩是同向的。所以力T1的作用结果是使领蹄1在制动鼓上压得更紧从而力T1也更大。这表明领蹄具有增势作用。相反，从蹄具有减势作用。,倒车制动

4、时，虽然蹄2变成领蹄，蹄1变成从蹄，但整个制动器的制动效能还是同前进制动时一样。 在领从式制动器中，两制动蹄对制动鼓作用力N1和N2的大小是不相等的。 凡制动鼓所受来自二蹄的法向力不能互相平衡的制动器称为非平衡式制动器。,一般，制动蹄在不工作时的原始位置，摩擦制动蹄片与制动鼓应保留合适的间隙，0.250.5mm。 如果过小，就不易保证彻底解除制动，造成摩擦副拖磨；过大又将使制动踏板行程太长，以致驾驶员操作不便，也会推迟制动器开始起作用的时刻。 但在制动器工作过程中，摩擦片的不断磨损将导致制动器间隙逐渐增大。情况严重时，即使将制动踏板踩到下极限位置，也产生不了足够的制动力矩。目前，大多数轿车都装

5、有制动器间隙自调装置，也有一些载货汽车仍采用手工调节。,制动器间隙调整,带摩擦限位环的轮缸 1.制动蹄 2.摩擦环 3.活塞,限位摩擦环压入轮缸后，与轮缸壁摩擦力可达400500N， 一次完全制动后，轮缸液压将活塞连同摩擦环推出，解除制动后，制动蹄只能回复到活塞处于新位置的限位摩擦环接触为止，因此，摩擦环与缸壁之间的这一不可逆转的轴向位移补偿了制动器的过量间隙，自动调整到间隙设定值。,2、单向双领蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸,领蹄,领蹄,双领蹄式与领从蹄式主要不相同点：1、双领蹄式的两制动蹄各用一个单活塞式轮缸，而领从蹄式的两蹄共用一个双活塞式轮缸；2、双领蹄式布置是中心对称的，而领从蹄式是

6、轴对称布置的。 倒车时变成双从式。单向助势平衡式制动器,3、双向双领蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸,制动蹄,制动蹄,双向双领蹄式制动器既按轴对称、又按中心对称布置。 倒车制动时其制动效能同前进制动时完全一样,4、双从蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸,从蹄,从蹄,代表车型：英国女王牌轿车。 这种制动器与双领蹄式很相似，差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。虽然双从蹄式制动器的前进制动效能低于双领蹄式和领从蹄式制动器，但其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性。,5、单向自增力式制动器,顶杆,F2 F1,单向自增力式制动器的前进制动效能不仅高于领从蹄式制动器，而且高于

7、双领蹄式制动器。倒车时整个制动器的制动效能比双从蹄式制动器的效能还低。,6、双向自增力式制动器,本田-王冠后轮制动器；多用于 后轮，兼充当驻车制动器。 缺点：自增力制动器的效能对摩擦系数的依赖性大，效能的热稳定性差。制动力矩的增长在某些情况下过于急速。,7、凸轮式制动器,目前气压制动系中，采用凸轮促动式车轮制动器，大都是领从式。,8、楔式制动器,可以是领从式，双向双领式，促动装置为机械式、液压式和气压式。 代表车型：美国WABCO的120C型重型自卸车的双向双领蹄楔式制动器。,鼓式制动器由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降。一般用于后轮（前轮用盘式制动器）。

8、鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。,（二）、盘式制动器,1、定钳盘式制动器,活塞,制动钳体,制动块,车桥,进油口,制动盘,制动时，制动油液由制动总泵(制动主缸)经进油口进入钳体中两个相通的液压腔中，将两侧的制动块压向与车轮固定连接的制动盘，从而产生制动。 这种制动器存在着以下缺点：油缸较多，使制动钳结构复杂；油缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动盘的钳内油道或外部油管来连通，这使得制动钳的尺寸过大；热负荷大时，油缸和跨越制动盘的油管或油道中的制动液容易受热汽化,2、浮钳盘式制动器,与定钳

9、盘式制动器相反，浮钳盘式制动器轴向和径向尺寸较小，而且制动液受热汽化的机会较少。,盘式与鼓式制动器相比的优缺点 优点： 1、一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数影响较小，效能稳定； 2、浸水后效能降低少，一般经一两次制动即可恢复正常； 3、在输出制动力矩相同的情况下，尺寸质量一般较小； 4、制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，鼓式的热膨胀明显，引起制动踏板行程过大； 5、较易实现间隙自动调整，其他保养作业简单。 缺点是效能较低，故用于液压制动系所需的促动管路压力较高，一般要伺服装置；,前轮制动器,制动盘,制动钳,（三）、驻车制动装置,进行驻车制动时，将驾驶室中的手动驻车制动操纵杆拉到制动位

10、置，经一些列杠杆和拉绳传动，将驻车制动杠杆的下端向前拉，使之绕平头销转动，其中间支点推动制动推杆左移，将前制动蹄推向制动鼓。待前制动蹄压靠到制动鼓上之后，推杆停止移动，此时制动杠杆绕中间支点继续转动。于是制动杠杆的上端向右移动，使后制动蹄压靠到制动鼓上，施以驻车制动。,驻车传动机构组成示意图 1.操纵杆 2.平衡杠杆 3.拉绳 4.拉绳调整接头 5.拉绳支架 6.拉绳固定夹 7.制动器,施行驻车制动时，将操纵杆1向上扳起，通过平衡杠杆2将驻车制动操纵缆绳3拉紧，促动两后轮制动器。由于棘爪的单向作用，棘爪与棘爪齿板啮合后，操纵杆不能反转，驻车制动杆系能可靠地被锁定在制动位置。 欲解除制动，须先将

11、操纵杆扳起少许，再压下操纵杆端头的压杆按钮，通过棘爪压杆使棘爪离开棘爪齿板。然后将操纵杆向下推到解除制动位置。使棘爪得以将整个驻车机械制动杆系锁止在解除制动位置。驻车制动系统必须可靠地保证汽车在原地停驻,制动系驱动装置是将作用力传到制动器上，来控制制动器的工作，,动力制动系,三、制动系驱动装置,液压制动系 气压制动系,人力制动系,液压制动传动装置,1.前轮制动器 2.制动钳 3.制动管路 4.制动踏板机构 5.制动主缸 6.制动轮缸 7.后轮制动器,管路液压和制动器的力矩是与踏板力呈线性关系，在轮胎和路面间的附着力足够的情况下，汽车所受到的制动力与踏板力应成线性关系，制动系的这项性能叫制动踏扳

12、路感。 自踏板到轮缸活塞的制动系传动比=踏板机构杠杆比 x 轮缸与主缸直径之比。,要求： 1、高温下不易汽化，否则在管路中产生汽阻现象，使制动系失效； 2、低温下有良好的流动性； 3、不会使与之经常接触的金属件腐蚀，橡胶件发生膨胀变硬和损坏； 4、对液压系统有良好的润滑作用； 5、吸水性差而溶水性好，即使渗入其中的水汽也能均匀混合，否则在制动液中形成大水泡大大降低汽化温度。,制动液,大部分是植物制动液，50%左右的蓖麻油和50%左右的溶剂（丁醇、酒精、甘油）配成。 由于植物制动液的汽化温度不够高，（且在70的低温下易凝结），蓖麻油又是贵重的化工原料，植物制动液逐渐被合成制动液和矿物制动液所取代

13、。 合成制动液：汽化温度190，-35的低温流动性好，对金属无腐蚀，对橡胶无伤害，溶水性好，但成本高； 矿物制动液：溶水性差，使普通橡胶膨胀。,不工作时，活塞头部与皮碗应正好在补偿孔和旁通孔之间。主要 是当因泄露或气温变化引起活塞包围的腔和主缸腔的制动液的收缩和膨胀，通过这两个孔维持平衡。（与离合器主缸同） 制动时，推动推杆而后推动活塞和皮碗，掩盖旁通孔后，主缸内的液压开始建立，克服弹簧力后，推开油阀后将制动液送到轮缸，解除制动后，踏板机构、主活塞、轮缸活塞在各自的回位弹簧作用下回位。,制动主缸,若液压系统中有空气，以及开始制动时产生不了预定的压力，应快速踩下和放开制动踏板，重复几次，会使制动

14、管路中油压升高产生制动。 但停车后要用轮缸或主缸上的放气阀放气 如何放气？,放气时，连续踩几下制动踏板，对缸内空气加压，然后踩住踏板不放，将放气阀旋出少许，空气即随制动液一起排出，若排出的制动液有泡沫，旋紧放气阀，续踩几下制动踏板继续上述操作，直到排出的制动液没有泡沫，旋紧放气阀。,制动踏板自由行程： 在不制动时，制动主缸的推杆球头与活塞之间应保持一定间隙，以保证活塞能够在回位弹簧作用下退到极限位置时皮碗不致堵住旁通孔。制动时，为了消除这一间隙所需的踏板行程叫制动踏板自由行程。一般为520mm。 自由行程的测量方法如下:关闭发动机，踩几次踏板，使真空助力器无真空作用后，用手压下踏板，当感到有阻

15、力时的压下距离即为自由行程。当自由行程达不到要求时，先要消除真空助力器推杆与总泵第一活塞的间隙，再进行放气程序，直到制动液中无气泡为止。,双腔制动主缸：,活塞2,活塞1,出油阀,出油阀,与前腔连接的制动管路漏油时，则只能后腔中建立液压。此时前缸活塞迅速前移，后缸工作腔中液压升高到制动所需的值。,与后腔连接的制动管路漏油时, 先是后缸活塞前移,不能推动前缸活塞，在后缸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。,制动轮缸： 主要分为双活塞式和单活塞式两类。p308图13-32,液压式双管路传动装置的布置形式,1、前、后轴布置 当一套管路失效时，另一套管路仍能保持一定的

16、制动效能。制动效能低于正常时的50。,前后轴车轮各有一套传动管路，常用于前置后驱的车,制动主缸,2、对角布置,一般用于前置前驱的车，此类车前轮偏重，前轮应有更大的制动力，用前、后轴布置时，如果前轮制动失灵，后轮制动力会不足,制动主缸,3、双回路,制动主缸,当一套管路失效时，另一套管路仍能使前、后制动器保持一定的制动效能。制动效能为正常时的50。,一、定义 以空气压缩机造成的气压能或由油泵造成的液压能作为制动的能源，而空压机和油泵由发动机驱动，其中人体的肌体作为控制能源，这样的制动系为动力制动系。,四、动力制动系,1、气压制动系统 一般用在装载质量在8000kg以上的载货汽车和工程汽车,1.空气压缩机 2.前制动气室（前轮） 3.双腔制动阀 4.储气罐单向阀 5.放水阀 6.湿储气罐 7.安全阀 8.梭阀 9.挂车制动阀 10.后制动气室（后轮） 11.挂车分离开关 12.接头 13.快放阀 14.主储气罐（供前制动器） 15.低压报警器 16.取气阀 17.主储气罐（供后制动器） 18.双针气压表 19.调压器 20.气