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1、汽车工程系第八章 制动系设计 第一节 概述 第二节 制动器结构方案分析 第三节 制动器主要参数的确定 第四节 制动器的设计与计算 第五节 制动驱动机构的设计与计算 第六节 制动力调节机构 第七节 制动器的主要结构元件第八章 制动系设计汽车工程系第一节 概述 一、设计要求 1. 足够的制动效能 行车制动能力用某一制动初速度制动时，制动 距离和减速度两项指标评定。 驻坡能力汽车在良好路面上能可靠的停驻的最 大坡度。第八章 制动系设计汽车工程系第一节 概述 一、设计要求 2. 工作可靠 用双管路，当一套实效，另一套行车制动能力不低 于没有失效时的30%。 3. 用任何速度制动，汽车不应当丧失操纵性和
2、 方向稳定性。 1） 前轮抱死，丧失操纵性，所以要求前后轴制动 器的制动力矩有合适的比例，并应能随轴荷转移而 变化。 2) 制动时汽车不跑偏。同一轴上左右轮制动力应 相同，差值最大不超过15%。第八章 制动系设计汽车工程系第一节 概述 一、设计要求 4 . 防止水、污泥进入制动器工作表面，水与污 泥使制动能力下降，工作面磨损变大。 水f下降制动能力下降，称为水衰退。经 515次制动后应能恢复正常。 5. 制动能力的热稳定性良好 下长坡连续和缓制动以及频繁重复制动可使 温度上升， f下降、制动能力下降、称为热 衰退。 热稳定性良好，即不易衰退，衰退后能迅速 恢复。 第八章 制动系设计汽车工程系第
3、一节 概述 一、设计要求 6. 操纵轻便，并且具有良好的随动性第八章 制动系设计汽车工程系第一节 概述 一、设计要求 7 产生制动与解除制动的作用滞后性尽可能短 。 8 公害小包括制动时产生的噪声小，减少石棉 纤维的散发量。 9 寿命长。 10 摩擦副间间隙可调，且调整工作容易进行。 11 驱动机构有故障时，应有报警机构报警。第八章 制动系设计汽车工程系第二节 制动器的结构方案分析第八章 制动系设计汽车工程系第二节 制动器的结构方案分析 一、鼓式制动器的制动方案分析第八章 制动系设计汽车工程系第二节 制动器的结构方案分析 一、鼓式制动器的制动方案分析 制动器效能 定义：制动器在单位输入压力或力
4、的作用下所输出 的力或力矩称为制动器效能。 用制动器效能因数k来评比各式制动器的效能。 制动器效能因数 定义：在制动毂或制动盘的作用半径R上所得到的摩擦力 （M/R）与输入力F0之比,M为制动器输出的制动力矩 第八章 制动系设计汽车工程系第二节 制动器的结构方案分析 一、鼓式制动器的制动方案分析 制动器效能 制动器效能因数领蹄合力作用在E点分解为Ff1和F1。对蹄支点C取矩得：21ttKKK+=张开力第八章 制动系设计汽车工程系 一、鼓式制动器的制动方案分析 制动器效能同理： 结论：当结构尺寸相同时（ 、 ），随f的增加 。 的增加比 迅速；在f相同的条件下， ，表明领蹄制动效果 好于从蹄。
5、第二节 制动器的结构方案分析第八章 制动系设计汽车工程系 一、鼓式制动器的制动方案分析第二节 制动器的结构方案分析 制动器效能稳定性系指效能因数K对f的敏感 性(dk/df）。 制动器效能稳定性好。即是制动器效能对f的变化敏 感性较低。对f的导数： 第八章 制动系设计汽车工程系第二节 制动器的结构方案分析 一、鼓式制动器的制动方案分析 结论：在结构尺寸相同的条件下 （ 、 ）随 f的增加 也增加， 减少；在f相同条件下，说明领蹄对f的变化更为敏感。第八章 制动系设计汽车工程系第二节 制动器的结构方案分析 二 盘式制动器结构方案分析 1、盘式制动器与鼓式制动器比较第八章 制动系设计汽车工程系第二
6、节 制动器的结构方案分析 二 盘式制动器结构方案分析1、盘式制动器与鼓式制动器比较第八章 制动系设计汽车工程系第二节 制动器的结构方案分析 二 盘式制动器结构方案分析 1、盘式制动器与鼓式制动器比较 鼓受热膨胀，呈椭圆状，接触不好，制动效能下降，机械 衰退。盘无轴向膨胀小，无机械衰退。 i. 因为块与盘之间单位压力高，将水挤出，所以后制动效能 降低得不多。ii. 离心力及衬块对盘的摩擦作用，进水后经12次制动可恢复 正常，鼓式需经十多次制动可以恢复。 衬块与制动盘之间的间隙小（0.050.15）mm第八章 制动系设计汽车工程系第二节 制动器的结构方案分析 二 盘式制动器结构方案分析 2 盘式制
7、动器钳不滑动也不摆动，所以刚度大。 固定钳兼作驻车制动，必须附设辅助制动钳或用盘中鼓 。 跨越盘的油管或油道受热机会增多。第八章 制动系设计汽车工程系第三节 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第八章 制动系设计汽车工程系第三节 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初选D： 初选D后，参照ZBT2400589制动鼓直径及制 动蹄片宽度尺寸系列选取。第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 一 鼓式制动器主要参数的确定 2.摩擦衬片宽度bb尺寸应符合ZBT2400589第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参
8、数的确定 一 鼓式制动器主要参数的确定 3 .包角第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 一 鼓式制动器主要参数的确定4.单个制动器总的衬片摩擦面积Ap在D已定条件下，影响的Ap 因素为和b,当Ap 增加 以后，单位压力下降，ma大的汽车要求Ap 提高，如轿 车：第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 一 鼓式制动器主要参数的确定5. 摩擦衬片起始角0单位压力在衬片上的分布规律有两种观点：1) 均匀分布2) 按正弦规律分布为了使衬片磨损均匀和改善制动效能可以将衬片相对最大压力点对称布置。常见的布置方法是给定初始角00=90-/2 如 右 图第八章 制动系设计
9、汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 一 鼓式制动器主要参数的确定 6 .制动器中心到张开力F0作用线的距离e初选时：e=0.4D第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 一 鼓式制动器主要参数的确定 7.制动蹄支撑点位置坐标a和c初选时：a=0.4D第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 二 . 盘式制动器主要参数的确定 1. 制动盘直径D初选 D=（70%79%）Dr 第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 二 . 盘式制动器主要参数的确定 2. 制动盘厚度h初选 ：实心制动盘 取1020mm通风式制动盘 取2050mm(多用2030m
10、m ）第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 二 . 盘式制动器主要参数的确定 3 .摩擦衬块外半径R2 与内半径R1推荐 R2 /R11.5R2 /R1 1.5时，内外侧圆周速度相差过多， 磨损不均匀接触面积降低制动力距降低、寿命降 低。第八章 制动系设计汽车工程系第三节 制动器主要参数的确定 二 、盘式制动器主要参数的确定 4 .制动衬块面积A推荐制动衬块单位面积占有汽车质量在1.63.5kg/cm2第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 1 .制动蹄的分类第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动
11、器的设计与计算 2. 压力沿衬片长度方向的分布规律假设：衬片在径向方向有变形，鼓、蹄、支撑的变形 忽略不计 。 1) 两自由度紧蹄的压力沿衬片长度方向的分布规律坐标原点取在鼓心O点，Y1坐标取在OA1方向，其中A1为蹄片瞬时转动中心。X1坐标如图：第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 2. 压力沿衬片长度方向的分布规律 1) 两自由度紧蹄的压力沿衬片长度方向的分布规律制动瞬间蹄片移动特点：在张开力作用下，蹄片绕A1转动，蹄压到鼓上，衬片受压变形，结果蹄还要顺着摩擦力作用方向沿支撑面移动。蹄片中心移至O1点，所以未变形时的衬片表面轮廓线E1E1线，
12、沿OO1 方向进入制动鼓。并且，衬片表面上所有点在OO1方向上的变形是相同的 。如B1点在OO1方向的变形为B1 B1. B1点径向变形1：第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算一 、鼓式制动器的设计与计算 2. 压力沿衬片长度方向的分布规律 1) 两自由度紧蹄的压力沿衬片长度方向的分布规律OB1与Y1轴夹角 OB1与最大压力线OO1之间的夹角X1轴与最大压力线之间的夹角结论：两自由度紧蹄压力沿衬片长度方向分布规律符合正弦分布规律。第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 2. 压力沿衬片长度方向的分布规律 2) 一个自由度紧蹄的压力
13、沿衬片长度方向的分布规律坐标原点取在O点，Y1坐标在OA1方向。衬片表面任意点B1，在张开力与摩擦力作用下，蹄片绕支承销A1转动 d角后，B1点沿蹄片转动的切线方向的变形为线段B1 B1，其径向变形分量是这个线段在半径OB1方向上的投影B1C1线段。因为d很小，所以认为 则： 考虑到 第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 2. 压力沿衬片长度方向的分布规律 2) 一个自由度紧蹄的压力沿衬片长度方向的分布规律 那么分析等腰三角形 ，则有所以衬片表面的径向变形和压力为：结论：一个自由度紧蹄压力沿衬片长度方向分布规律符合正弦分布 规律。 第八章 制动系
14、设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 3 .压力分布不均匀系数沿衬片长度方向，压力分布的不均匀程度用不均匀系数 来评价：pf 在同一制动力矩作用下，假想压力分布均匀时的平均压力；pmax压力分布不均匀时蹄片上的最大压力。 第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 4. 计算蹄片上的制动力矩第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 4. 计算蹄片上的制动力矩首先应查明蹄压紧到鼓上的力与产生的制动力矩之间的 关系。计算一个自由度蹄片上的力矩： 1) 在衬片表面取微元面积bRd 2) 鼓作用在bRd上的法向力为： 3) 摩擦力: fdF1 4) 制动力矩： 5) 从到区段积分上式得到： 第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 4. 计算蹄片上的制动力矩 6) 压力均匀分布时则不均匀系数： 5.制动力矩与张开力F0的关系紧蹄的：F1紧蹄的法向合力；R1摩擦力fF1的作用半径。第八章 制动系设计汽车工程系第四节 制动器的设计与计算 一 、鼓式制动器的设计与计算 5.制动力矩与张开力F0的关系 当已知h、a、c及法向压力值时，如上图列出力的平衡方程式x1轴和力F1的作用线之间的夹角；支承反力
