畢業設計盤式制動器制動系設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 如 圖 22（ b） 所 示 。 在 使 用 過 程 中 ， 摩 擦襯 塊 最 賤 磨 損 到 各 處 殘 存厚 度 均 勻 （ 一 般約 為 1mm） 后 即應 更 換 。 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 6 圖 22 浮動 鉗 式盤式制動 器 工作原理 圖 （ a） 滑動 鉗 式盤式制動 器 （ b）擺 動 鉗式盤式制 動 器 1制動 盤 ； 2制動 鉗 體； 3制動 塊 總成； 4帶磨 損 警報裝置 的 制動 塊 總成： 5活塞 ； 6制動 鉗 支 架 ； 7導向 銷 綜合 以 上各項，參 照 所選定的車 型 ，確定本設 計 中采用滑動 鉗 式盤式制 動 器 的 結構 形 式 。 制 動 盤的 分 類及 選 擇 制 動 盤分 為 實心 盤 式和 通 風盤 式 。 實心盤 式 制動器的制 動 盤尺寸較小， 而 且盤上沒有 通 風孔，長時間 剎 車 容易 產 生熱衰減， 而 且過水后 容 易產生短 暫 的剎車不靈 現 象。相對 來 說造 價 更 便 宜， 但 剎車 能 力比 鼓 式剎 車 強很 多 。 通風盤 式 制動器的制 動 盤尺寸較大， 且 盤上有規則 布 置的通風孔， 長 距 離 剎 車熱 衰 減較 少 ，剎 車 靈敏 ， 但造 價 較貴 ， 工藝 較 復 雜 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 7 本 設 計中 采 用的 是 前通 風 盤后 實 心盤 式 制動 器 的設 計 。 奧 迪 A8 型 轎 車盤 式 制動 器 的結 構 與工 作 原 理 奧 迪 A8 型轎車盤 式 制動器采用單杠浮 動 鉗式結構，制動 器 由制動盤 、 制 動 鉗、 導 向銷 、 制動 塊 液壓 缸 組成 。 圖 23 某轎 車 鉗式盤式制 動 器的結構 圖 當汽車 制 動時在油液 壓 力作用下，活 塞 推動該側活 動 的制動塊總成 壓 靠 到制 動 盤，而反作 用 力則推動 鉗 體連同固 定 在其上的制 動 塊總成壓 向 制動 盤 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 8 的 另 一側 直 到兩 側 的制 動 塊總 成 的壓 力 平均 為 止完 成 抱死 。 本 章 小 結 現階段 的 盤式制動器 中 有鉗盤式和全 盤 式。一般轎 車 普遍使用鉗盤 式 制 動 器 ，而 全 盤式 制 動器 只 有在 貨 車或 特 種車 中 使用 。 鉗盤式 制 動器分為固 定 式和浮動式， 浮 動式又包括 滑 動鉗式和擺動 鉗 式 兩種 。 有的盤式制 動 器上有通 風 孔被稱作 通 風盤式制動 器 ，沒有通 風 孔的 成 為 實 心盤 式 制動 器 。 根 據 本設 計 中所 選 定的 車 型 ， 設 計 中采 用 前通 風 盤式 后 實心 盤 式制 動 器 ， 且 均 采用 滑 動鉗 式 。 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 9 第 3 章 制 動 器的 主 要參 數 及其 選 擇 奧 迪 A8 型 轎 車設 計 參 數 空車 質量 ： 1740kg 滿 載 質量 ：2265kg 軸 距 ： 3074mm 質 心距前 軸 距離 ： 1500mm 質 心距后 軸 距離 ： 1574mm 質 心高度 ： 386mm 車 輪 有效 半徑： 340mm 制 動 力與 制 動力 分 配系 數 汽車制 動 時，若忽略 路 面對車輪的滾 動 阻力距和汽 車 回轉質量的慣 性 力 矩 ， 則對 任 一角 速 度 ?＞ 0 的 車 輪， 其 力矩 平 衡方 程 為 Tf ? FB re ? 0 （ 31） 式 中 ： T f — 制 動 器對 車 輪作 用 的制 動 力矩 ， 即 制 動器 的 摩擦 力 矩 ， 其 方 向 與 車 輪 旋轉 方 向相 反 ， 。 FB — 地 面 作用 于 車輪 上 的制 動 力 ， 即 地 面與 輪 胎之 間 的摩 擦 力 ， 其 方 向 與 汽車 行 駛方 向 相反 ， N。 re — 車 輪 有效 半 徑， m。 T f F f ?? re （ 32） F f 與 地 面 制 動 力 FB 的 方 向 相 反 ， 當 車 輪 角 速 度 ?＞ 0 時 ， 大 小 亦 相 等 ， 且 F f 僅 由 制動 器 參數 所 決定 。 即 F f 取 決 于制 動 器的 結 構形 式 、結 構 尺寸 、 摩 擦副 的 摩 擦系數及 車 輪有效半 徑 等，并與 制 動踏板力即 制 動系的液 壓 與氣 壓 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 10 2 成 正 比 。 當 加 大踏 板 力以 加 大 T f 時 ， F f 和 FB 均 隨 之增大 。 但 地 面制 動 力 FB 受 附 著 條件 的 限制 ， 其值 不 可能 大 于附 著 力 F? ， 即 FB ? F? ? Z?? （ 33） 或 FB max ? F? ? Z????（ 34） 式 中 ： ??車 輪 與地 面 間的 附 著系 數 ； Z — 地 面 與車 輪 的法 向 反力 。 圖 31 制動 力 F f 、地 面 制動 力 FB 與 圖 32 制動 時 的汽車受力 圖 踏板 力 FP 的關 系 圖 32 所 示 為 汽 車 在 水 平 路 面 上制 動 時 的 受 力 情 況 。 圖 中忽 略 了 空 氣 阻 力、 旋 轉質量減速 時 汽車的慣 性 力偶矩以 及 汽車的滾動 阻 力偶距。 另 外， 在 以下 的 分析中還忽 略 了制動時 車 輪邊滾邊 滑 動的情況， 且 附著系數 只 取一 個 定 值 ?。 根據圖 給 出的汽車制 動 時的整車受力 情 況，并對后 軸 車輪的接地點取 力 矩 ， 的平 衡 式 為 Z L ? GL ? m du h 1 dt g 對 前 軸車 輪 的接 地 點取 力 矩， 得 平衡 式 為 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 11 du Z 2L ? GL1 ? m hg dt 式 中 ： Z1 — 汽 車 制動 時 水平 地 面對 前 軸車 輪 的法 向 反力 ， N； Z 2 — 汽 車 制動 時 水平 地 面對 后 軸車 輪 的法 向 反力， N； L — 汽 車 軸距 ， mm； L1 — 汽 車 質心 離 前軸 距 離， mm； L2 — 汽 車 質心 離 后軸 距 離 ， mm； hg — 汽 車 質心 高 度 ， mm； G — 汽 車 所受 重 力， N； m — 汽 車 質量， kg； du — 汽 車 制動 減 速度 ， m/s 2 。 dt 根據上 述 汽車制動時 的 整車受力分析 ， 考慮到汽車 制 動時的軸荷轉 移 及 G ? mg ， 式 中 g 為 重 力 加 速 度 （ m/s 2 ） ， 則 可 求 得 汽車 制 動時 水 平 地 面對 前 、 后 軸 車輪 的 法向 反 力 Z1 ， Z 2 分 別 為 G hg du ??Z1 ?? (L2 ??L g )??dt ????Z ? G (L ? hg du )????（ 35） 2 L 1 g dt ?????令 du ? qg ， q 稱 為 制動 強 度 ， 則 汽 車制 動 時水 平 地面 對 汽車前 、 后 軸 車輪 的 dt 法 向 反 力 Z1 ， Z 2 又 可 表達 為 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 12 ?? G ??Z1 ?? (L2 ? qhg )??L ???（ 36） Z ? G (L ? qh )??2 L 1 g ??????若在 附 著系數 為 ?的路 面 上制動 ， 前、后 輪 均抱死 （ 同時抱死 或 先后 抱 死均 可 ） ，此 時 汽車總 的 地面制動 力 FB (? FB1 ? FB 2 ) 等于 汽 車前、 后 軸車輪 的 總 的 附著 力 F (? F ? F ) ,亦 等 于作 用 于質 心 的制 動 慣性 力 m du （ 如 圖 ） ， 即 ? ?1 ?2 dt 有 FB ? F???或 ? G?? m du dt du ? g??dt 代 入 式（ 35） ， 則 得水 平 地面 作 用域 前 、 后 軸車 輪 的法 向 反作 用 力的 另 一 種 形 式 ： G ??Z1 ?? (L2 ? ?hg ) L ???（ 37） Z ? G (L ??h )????汽 車 總的 地 面制 動 力 為 2 L 1 g ?????F ? F ? F ? G du ? Gq （ 38） B B1 B 2 g dt 式 中 ： q — 制 動 強度 ， 亦稱 比 減速 度 或比 制 動力 ： FB1 , FB 2 — 前 后 軸車 輪 的地 面 制動 力 。 由 式 （ 34） ~式（ 36） 及 式（ 38） 可 求出 前 、后 軸 車輪 的 附著 力 為 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 13 ?? F?1 ??(G DL2 L ? FB hg )???L G (L ??L 2 ??qhg )??????（ 39） F ? (G L1 ? F hg G )?? (L ? qh )????2 L B L L 2 g ???當汽車 的 制動 力足夠 時 ，根據汽車前 、 后軸的軸荷 分 配，以及前、 后 車 輪制 動 器制動力的 分 配、道路 附 著系數和 坡 度情況等， 制 動過程可 能 出現 的 情 況 有 3 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 時抱 死 拖滑 。 在 上 述 3 種 情 況中 ， 顯然 是 第（ 3） 種 情況 的 附著 條 件利 用 得最 好 。 由 式（ 38） ， 式 （ 39） 求 得在 任 何附 著 系 數 ?的 路 面上 ， 前、 后 車輪 同 時 抱 死即 前 、后 軸 車輪 附 著力 同 時被 充 分利 用 的條 件 為 F f 1 ? F f 2 ? FB1 ? FB 2 ? ?G ????????（ 310） F f 1 / F f 2 ? FB1 / FB 2 ? (L2 ? ?hg ) /(L1 ??hg )????式 中 。 F f 1 — 前 軸 車輪 的 制動 器 制動 力 ， F f 1 ? FB1 ? ?Z1 ； F f 2 — 后 軸 車輪 的 制動 器 制動 力 ， F f 2 ? FB 2 ? ?Z 2 ； FB1 — 前 軸 車輪 的 地面 制 動力 ； FB 2 — 后 軸 車輪 的 地面 制 動力 ； Z1 , Z 2 — 地 面 對前 、 后軸 車 輪的 法 向反 力 ； G — 汽 車 重力 ； L1 , L2 — 汽 車 質心 離 前、 后 軸的 距 離 ； hg — 汽 車 質心 高 度 。 由 式 （ 310） 中 消 去 ?得 哈 爾 濱工業 大 學華 德 應用 技 術學院 畢 業設 計 （論文） 14 2 2 ??G h 1 ?? 1 ? G 4hg L ? GL ???F f 2 ? ?? L2 ?? F f ? ? ? ? 2F f 1 ??? （ 311） 2 ?? hg ? g ????式 中 ： L — 汽 車 的軸 距 。 將 上 式繪 成 以 F f 1 , F f 2 為 坐 標的 曲 線 ， 即 為 理想 的前 、 后 輪 制動 器 制動 力 分配曲線，簡 稱 I 曲線，如 圖 33 所示。如果汽車前、后 輪 制動 力 F f 1 , F f 2 能 按 I 曲 線 的規律 分 配， 則 可保證 汽 車在 任 一附著 系 數 ?的 路 面上制 動 時， 均 可使 前 、后車輪同 時 抱死。然 而 ，目前大 多 數兩軸汽車 尤 其是貨車 的 前、 后 制 動 器制 動 力之