制动系设计.ppt

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,目录：,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,第六节 制动力调节机构,第七节 制动器主要结构元件,第八章 制动系设计,1,1.,减速停车,使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；,2.,稳速下坡,在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速；,3.,可靠驻车,使汽车可靠地停在原地或坡道上。,第一节 概述,一、制动系功用：,二、对制动系配置的要求：,行车制动装置,驻车制动装置,应急制动装置,辅助制动装置,必须配备的制动装置,有些车辆还需配备,2,三、设计制动系时应满足的主要要求,1.,有足够的制动能力,行车制动能力,驻坡能力,制动减速度,制动距离,指标,JB3939-85,指标,最大坡度,JB4019-85,2.,工作可靠,行车制动至少有两套独立的驱动制动器的管路；,3.,以任何速度制动，不应丧失操纵性和方向稳定性；,JB3939-85,第一节 概述,3,6.,操纵轻便，并具有良好的随动性；,轿车,货车,踏板力（,N,）,500,700,手柄力（,N,）,500,700,踏板行程（,mm,）,100150,150200,手柄行程（,mm,）,160200,4.,防止水和污物进入制动器工作表面；,5.,制动器热稳定性好；,JB3935-85 JB4200-86,行车制动为脚操纵，其他为手操纵。,第一节 概述,制动系的一般要求,4,7.,制动时制动系产生的噪声尽可能小；,8.,制动器协调时间和解除制动时间尽可能短；,第一节 概述,制动系的一般要求,气动制动车辆不超过,0.6,秒，汽车列车不超过,0.8,秒。,9.,摩擦衬片（块）有足够的使用寿命；,有消除摩擦副磨损间隙的,自动调整机构；,11.,制动装置失效时，有报警装置。,5,第二节 制动器的结构方案分析,制动器,制动驱动机构,制动装置一般构成,目前汽车上广泛使用的是摩擦式制动器。,鼓式制动器,盘式制动器,摩擦式,制动器的类型,带式制动器,常用,制动器一部分与固定件相连，另一部分与转动件相连。实施制动时，通过二者之间的接触产生的摩擦力，阻止转动件的转动。解除制动时，两者之间脱离接触，可以自由相对运动。,引言,6,第二节 制动器的结构方案分析,一、鼓式制动器,1,。结构原理,两制动蹄片安装于固定件，制动鼓与转动件相连。通过张开装置使制动蹄片撑开，压紧于制动鼓内表面，利用摩擦力，实现制动。,相关概念,领蹄,从蹄,（一）概述,施加的制动力产生的力矩与制动摩擦力产生的力矩方向相同。,施加的制动力产生的力矩与制动摩擦力产生的力矩方向相反。,7,领从蹄式,双领蹄式,双向双领蹄式,双从蹄式,双向增力式,单向增力式,鼓式制动器示意图,第二节 制动器的结构方案分析,鼓式制动器,2,。主要类型,8,机械式张开装置示,意图,第二节 制动器的结构方案分析,机械式张开装置,鼓式制动器,凸轮式,机械式张开装置的类型,楔块式,非平衡凸轮式,非平衡凸轮,9,（,2,）,不同鼓式制动器的主要区别：,蹄片固定点的数量和位置,张开装置的形式与数量,制动时两块蹄片之间的相互作用,（,1,）,不同鼓式制动器的相同点,蹄片固定于车架，利用张开装置，使蹄片撑开紧贴与制动鼓内壁，蹄片与制动鼓的摩擦力阻止制动轮转动。,第二节 制动器的结构方案分析,鼓式制动器,3,。总体评价,10,制动器效能因数,（,3,）制动器效能评价,制动效能,制动效能的稳定性,单位输入压力或力的作用下所输出的力或者力矩。,在制动鼓（制动盘）作用半径,R,上得到的摩擦力与输入力之比。,效能因数,K,对摩擦因数,f,的敏感性（,dK/df,）。,第二节 制动器的结构方案分析,鼓式制动器,11,1,。领从蹄式,第二节 制动器的结构方案分析,结构特点：,每个蹄片都有固定支点,两固定支点位于同一端,性能特点：,制动性能和效能稳定性较好,前进、倒退制动效果不变,便于调整制动间隙,蹄片磨损不均匀,鼓式制动器,（二）分类介绍,12,2,。双领蹄式,第二节 制动器的结构方案分析,结构特点：,每个蹄片都有固定支点,两固定支点位于不同端,性能特点：,前进时，制动性能和效能稳定性好,前进、倒退制动效果不一样,便于调整制动间隙,蹄片磨损均匀,鼓式制动器,13,3,。双向双领蹄式,第二节 制动器的结构方案分析,结构特点：,两蹄片浮动,分别张开蹄片,性能特点：,制动性能和效能稳定性好,结构复杂，调整间隙困难,适于双回路驱动机构,蹄片磨损均匀,鼓式制动器,14,4,。双从蹄式,第二节 制动器的结构方案分析,结构特点：,每个蹄片都有固定支点,两固定支点位于不同端,性能特点：,制动性能和效能稳定性最好,制动效能最低,鼓式制动器,15,5,。单向增力式,第二节 制动器的结构方案分析,结构特点：,两蹄片只有一个固定支点,蹄片下端经推杆相连,性能特点：,前进制动时，皆为领蹄，制动效果好,制动效能稳定性差。,蹄片磨损不均匀,鼓式制动器,倒退时，制动效果差,16,6,。双向增力式,第二节 制动器的结构方案分析,结构特点：,两蹄片有一个支点,两个活塞同时张开蹄片,性能特点：,制动性能好,前进与倒车制动效能不变,制动性能稳定性较差,鼓式制动器,蹄片磨损不均匀,17,双从蹄,领从蹄,双领蹄,双向双领蹄,单增力,双增力,制动效能,1,2,3,3,4,4,前进、倒车的,制动效果,不同,相同,不同,相同,不同,相同,制动效能稳定性,4,3,2,2,1,1,两蹄片单位压力,相等,不等,相等,相等,不等,不等,制动时轮毂受力,不受,受,不受,不受,受,受,结构复杂程度,复杂,简单,复杂,复杂,简单,复杂,间隙调整,容易,容易,容易,困难,困难,困难,是否适用双管路,是,否,是,是,否,否,第二节 制动器的结构方案分析,鼓式制动器,（三）综合比较,18,二、盘式制动器,第二节 制动器的结构方案分析,（一）,结构原理,（二）结构类型,钳盘式,全盘式,按照摩擦副中,固定元件的结构,固定元件安装于固定件，制动盘与转动件相连。制动时，固定元件压紧在制动盘上，利用摩擦力，实现制动。,19,第二节 制动器的结构方案分析,全盘式制动器中摩擦副的旋转元件与固定元件都是圆盘形，制动时，两盘摩擦表面完全接触，作用原理如同摩擦式离合器。,全盘式制动器的结构原理,盘式制动器,20,第二节 制动器的结构方案分析,钳盘式制动器的结构原理,钳盘式制动器固定元件是制动块，装在与车轴连接且不能绕车轴轴线旋转的制动钳中。制动块与制动盘接触面积很小。,固定钳式,浮动钳式,按照制动钳的结构,钳盘式制动器的分类,滑动钳式,摆动钳式,盘式制动器,21,第二节 制动器的结构方案分析,盘式制动器,（三）分类介绍,1,。固定钳式,结构特点：,制动钳不动,制动盘两侧有液压缸,性能特点：,除活塞和制动块外无滑动件，刚度好,制造容易，能适应不同回路驱动要求,尺寸大，布置困难，产生热量多,22,第二节 制动器的结构方案分析,盘式制动器,结构特点：,制动钳可以做轴向滑动,制动盘内侧有液压缸,2,。滑动钳式,结构特点：,制动钳与固定座铰接,制动盘内侧有液压缸,3,。摆动钳式,23,第二节 制动器的结构方案分析,盘式制动器,浮动钳式制动器性能特点：,轴向尺寸小,油路便于布置,成本低,24,（,1,）热稳定性好，而鼓式制动器有机械衰退；,（,2,）水稳定性好，泥水易被甩离制动盘；,第二节 制动器的结构方案分析,盘式制动器,（三）性能特点,（,3,）制动力矩与汽车运动方向无关；,（,4,）易构成双回路系统，可靠、安全；,1,。优点：,25,（,5,）尺寸小、质量小、散热良好；,（,6,）压力分布均匀，衬块磨损均匀；,（,7,）更换衬块简单容易；,（,8,）制动协调时间短；,（,9,）易于实现间隙自动调整,。,第二节 制动器的结构方案分析,盘式制动器,26,2,。缺点：,（,1,）难于避免杂物沾到工作表面；,（,2,）兼作驻车制动器时，驱动机构复杂；,（,3,）在制动驱动机构中需装助力器；,（,4,）衬块工作面积小，磨损快，寿命低。,第二节 制动器的结构方案分析,盘式制动器,27,第三节 制动器主要参数确定,一、鼓式制动器主要参数确定,1.,制动鼓内径,D,（,半径,R,）,主要考虑：,能产生足够的制动力矩,便于散热,由,M=F,f,R,可知，,R,大，则,制动力矩大,便于散热,摩擦面积大,制约因素,轮辋内径,制动鼓厚度,制动鼓刚度,28,D/D,r,轿车,0.640.74,货车,0.700.83,第三节 制动器主要参数确定,鼓式制动器主要参数的确定,鼓式制动器主要几何参数,29,衬片宽度,b,按照摩擦片规格选取；包角,不宜大于,120,。,第三节 制动器主要参数确定,鼓式制动器主要参数的确定,2.,衬片宽度,b,和包角,衬片宽度影响摩擦衬片寿命。,衬片宽度大，磨损小，但质量大，不易加工；,衬片宽度小，磨损快，寿命短。,30,3.,摩擦片起始角，,0,=90,/2,。,4.,制动器中心到张开力作用线距离尺寸，,e0.8R,。,5.,制动蹄支承点坐标,a,和,c,在保证强度的情况下，尺寸,e,、,a,尽可能大,，,c,尽可能小。,第三节 制动器主要参数确定,鼓式制动器主要参数的确定,31,二、盘式制动器主要参数的确定,1.,制动盘直径,D,第三节 制动器主要参数确定,2.,制动盘厚度,h,实心式盘：,10,20mm,通风式盘：,20,50mm,一般,20,30mm,尽量取大，通常为轮辋直径的,70,79,。,32,3.,摩擦衬块外半径,R,2,和内半径,R,1,比值不大于,1.5,。,4.,制动衬块面积：,单位衬块面积占整车质量,1.63.5kg/cm2,。,第三节 制动器主要参数确定,盘式制动器主要参数的确定,33,小结,小结,制动器的功用,主要内容：,制动器的类型,制动器的设计要求,制动器的主要设计参数,34,8-4,制动器的设计与计算,一、鼓式制动器的设计计算,1.,压力沿衬片长度方向上的分布规律为正弦分布,2.,蹄片制动力矩,35,8-4,制动器的设计与计算,二、盘式制动器的设计计算,盘式制动器制动力矩计算,36,8-4,制动器的设计与计算,三、衬片摩擦特性计算,1.,比能量消耗率,e,：,每单位衬片摩擦面积在单位时间内消耗的能量。,37,三、衬片摩擦特性计算,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,38,计算前轮抱死拖滑时的制动力矩,：,四、前后轮制动器制动力矩的确定,首先确定同步附着系数,0,：,一般，轿车取,0.55,0.8,，货车取,0.65,0.7,39,五、应急制动和驻车制动所需的制动力矩,1.,应急制动：,40,五、应急制动和驻车制动所需的制动力矩,2.,驻车制动：,极限上坡角,1,极限下坡角,1,41,8-5,制动驱动机构,一、制动驱动机构的形式,人力制动,动力制动,伺服制动,1.,人力制动,机械式：已淘汰,液压式,42,一、制动驱动机构的形式,1.,人力制动,优点：,（,1,）滞后时间短,（,2,）工作压力高,（,3,）效率高,缺点：过热后，油汽化，使效能降低,应用：轿车、轻型货车、部分中型货车,43,一、制动驱动机构的形式,2.,动力制动,利用发动机的动力转化，表现为气压或液压势能,气压式：,优点：,操纵轻便,工作可靠,维修方便,气源用途多,44,一、制动驱动机构的形式,2.,动力制动,气压式：,缺点：,带压缩机，贮气筒、制动阀，结构复杂；,滞后时间长；管路压力小，体积质量大；,噪声大。,应用：,8,吨以上货车、客车，拖挂车、汽车列车,45,一、制动驱动机构的形式,2.,动力制动,全液压式：,优点：制动能力强，滞后时间短，易于采用制动力调节装置和滑移装置,缺点：结构复杂，精密度高，密封性要求高,应用：应用不广泛,46,一、制动驱动机构的形式,2.,动力制动,气液联合式：,兼有气压式和全液压式的优缺点,应用：重型货车,47,一、制动驱动机构的形式,3.,伺服制动：,特点：人力与发动机并用,真空伺服制动：,应用：总质量,1.1,1.35t,以上轿车，载重量,6t,以下轻、中型货车,48,一、制动驱动机构的形式,3.,伺服制动：,空气伺服制动：,应用：载重量,6,12t,中、重型货车，少数高级轿车,液压伺服制动：,应用：各种车型广泛应用,49,二、分路系统,II型,X型,HI,型,LL,型,HH,型,分路说明,前后轴各用一个回路,前轴一侧制动器与后轴对侧制动器同属一个回路,每侧前制动器半数轮缸和全部后制动器轮缸一个回路,两侧前轮制动器半数轮缸和一个后轴制动器各一个回路,两侧前后制动器半数轮缸各一个回路,前后制动器制动力比值,变,不变,变,不变,不变,管路结构复杂程度,简单,简单,复杂,复杂,复杂,成本,低,低,高,高,高,50,二、分路系统,II型,X型,HI,型,LL,型,HH,型,制动力变化,前置前驱前回路失效，,50,50,前轴回路失效损失小；后轴回路失效损失,50,50,对过多、不足转向的影响,产生过多、不足转向,产生过多、不足转向,前后轮抱死的情况,前回路失效后轴抱死甩尾；后回路失效前轴先抱死,前回路失效，后轴抱死甩尾,51,8-6,制动力调节机构,一、限压阀,二、制动防抱死系统,52,8-7,制动器主要结构元件,一、制动鼓,要求,:,足够的强度、刚度、热容量；,较高的摩擦系数,类型：,铸造式：易加工、耐磨、热容大,组合式：质量小、耐磨、摩擦系数高,53,8-7,制动器主要结构元件,二、制动蹄,要求：刚度、强度、耐磨、低噪声,类型：,T,型钢碾压或铸造用于轿车和轻型货车,铸铁或铸钢用于重型货车,与摩擦片连接方式：,铆接式,粘结式,54,8-7,制动器主要结构元件,三、摩擦衬片,要求：,高且稳定的摩擦系数；,良好的耐磨性；,尽可能小的压缩率和膨胀率；,低噪声，低污染；,高的耐挤压强度和冲击强度、抗剪切能力；,热传导率合适；,55,