1、课题名称：汽车制动系统的结构设计与计算指导老师： 设 计 人： 提交时间： 2011 年 7 月 7 日 汽车设计课程设计第一章：制动器结构型式即选择一、汽车已知参数：汽车轴距(mm):3800 车轮滚动半径（mm）:493汽车空载时的总质量（kg）:4440汽车满载时的总质量（kg）10440空、满载时的轴荷分配（kg）前轴负荷空载：2309 前轴负荷满载：3319后轴负荷空载：2131 后轴负荷满载：7121空、满载时的质心位置（mm）质心高度：空载：1027 满载：1250质心距后轴的距离(mm）空载：1824 满载：1208质心距前轴的距离(mm）空载：1976 满载：2592分析得：
2、 属于质量中等的中卡 主要用于载货 满载后后轴质量比前轴大许多 1 2 3由以上三点可以确定采用前后制动器均为领从蹄结构制器二、鼓式制动器工作原理鼓式制动器的工作原理与盘式制动器的工作原理基本相同： 制动蹄压住旋转表面。 这个表面被称作鼓。 图 1. 鼓式制动器的位置许多车的后车轮上装有鼓式制动器，而前车轮上装有盘式制动器。 鼓式制动器具有的元件比盘式制动器的多，而且维修难度更大，但是鼓式制动器的制造成本低，并且易于与紧急制动系统结合。 我们将了解鼓式制动器的工作原理、检查紧急制动器的安装情况并找出鼓式制动器所需的维修类别。 图 2. 已将鼓安装到位的鼓式制动器图 3. 未将鼓安装到位的鼓式制
3、动器我们将鼓式制动器进行分解，并分别说明各个元件的作用。 图 4. 鼓式制动器的各个元件与盘式制动器一样，鼓式制动器也带有两个制动蹄和一个活塞。 但是鼓式制动器还带有一个调节器机构、一个紧急制动机构和大量弹簧。 图 5 仅显示了提供制动力的元件。 图 5. 运行中的鼓式制动器 当您踩下制动踏板时，活塞会推动制动蹄靠紧鼓。 这一点很容易理解，但是为什么需要这些弹簧呢？ 这就是鼓式制动器比较复杂的地方。 许多鼓式制动器都是自作用的。 图 5 中显示，当制动蹄与鼓发生接触时，会出现某种楔入动作，其效果是借助更大的制动力将制动蹄压入鼓中。 楔入动作提供的额外制动力，可让鼓式制动器使用比盘式制动器所用的
4、更小的活塞。 但是，由于存在楔入动作，在松开制动器时，必须使制动蹄脱离鼓。 这就是需要一些弹簧的原因。 其他弹簧有助于将制动蹄固定到位，并在调节臂驱动之后使它返回。 为了让鼓式制动器正常工作，制动蹄必须与鼓靠近，但又不能接触鼓。如果制动蹄与鼓相隔太远（例如，由于制动蹄已磨损） ，那么活塞需要更多的制动液才能完成这段距离的行程，并且当您使用制动器时，制动踏板会下沉得更靠近地板。 这就是大多数鼓式制动器都带有一个自动调节器的原因。 图 6. 调节器机构图 7. 运行中的鼓式制动调节器 在图 7 中，您可以看到，当衬块磨损时，制动蹄和鼓之间将产生更多的空间。汽车在倒车过程中停止时，会推动制动蹄，使它
5、与鼓靠紧。 当间隙变得足够大时，调节杆会摇动足够的幅度，使调节器齿轮前进一个齿。 调节器上带有像螺栓一样的螺纹，因此它可以在转动时松开一点，并延伸以填充间隙。 每当制动蹄磨损一点时，调节器就会再前进一点，因此它总是使制动蹄与鼓保持靠近。 一些汽车的调节器在使用紧急制动器时会启动。 如果紧急制动器有很长一段时间没有使用了，则调节器可能无法再进行调整。 因此，如果您的汽车装有这类调节器，一周应至少使用紧急制动器一次。 汽车上的紧急制动器必须使用主制动系统之外的动力源来启动。 鼓式制动器的设计允许简单的线缆启动机构。 当启动紧急制动器时，线缆会拉动杠杆，使两个制动蹄分开。 鼓式制动器最常见的维修是更
6、换制动蹄。 一些鼓式制动器的背面提供了一个检查孔，可以通过这个孔查看制动蹄上还剩下多少材料。 当摩擦材料已磨损到铆钉只剩下 0.8 毫米长时，应更换制动蹄。 如果摩擦材料是与后底板粘合在一起的（不是用铆钉） ，则当剩余的摩擦材料仅为 1.6 毫米厚时，应更换制动蹄。 图 8. 制动蹄与盘式制动器中的情况相同，制动鼓中有时会磨损出很深的划痕。 如果磨损完的制动蹄使用时间太长，将摩擦材料固定在后部的铆钉会把鼓磨出凹槽。出现严重划痕的鼓有时可以通过重新打磨来修复。 盘式制动器具有最小允许厚度，而鼓式制动器具有最大允许直径。由于接触面位于鼓内，因此当您从鼓式制动器中去除材料时，直径会变大。 图 9.
7、制动鼓三、理论分析加速力和制动力通过轮胎和地表的接触面从车辆传送到路面。惯性力作用于车辆的重心，引起一阵颠簸。在这个过程中当刹车时，前后轮的负载各自增加或减少；而当加速时，情况正好相反。制动和加速的过程只能通过纵向的加速度 ax加以区分。下面，我们先来分析一辆双轴汽车的制动过程。最终产生结果的前后轮负载 和 ，在制动过程中，图随着ZVFh静止平衡和制动减速的条件而变为：（1a）lmallmgFxVZV（1b）lhlxh设作用于前后轴的摩擦系数分别为 fV和 fh,那么制动力为：（2a）VZXVfF（2b）hh图双轴汽车的刹车过程它们的总和便是作用于车辆上的减速力。（3）xXhVmaF对于制动过
8、程，f V和 fh是负的。一般情况下，前后轴的摩擦系数是相等的。这种相等使 f Vf ha x/g，理想的制动力分配是：（4）()/()XVxvxFmagl gl（5）/h x这是一个抛物线 Fxh(Fxv)和参数 ax的参数表现。当然，每一个负载状态都有它各自的理想制动力分配。如果所有负载状态都必须由一个固定的分配去应对，那么最重要的条件往往就是满载的情况。虽然，固定的分配在更多负载时无法实现最优化的制动力分配，3.2 理想的前、后制动器制动力分配曲线(1) 地面对前、后车轮的法向反作用力在分析前、后轮制动器制动力分配比例以前，首先了解地面作用于前、后车轮的法向反作用力。对后轮接地点取力矩得
9、hgFz12gz hdtumGbLF1式中：地面对前轮的法向反作用力；1zF汽车重力；G汽车质心至后轴中心线的距离；b汽车质量；m汽车质心高度；gh汽车减速度。dtu对前轮接地点取力矩，得 gzhdtumGaLF2式中 地面对后轮的法向反作用力；2zF汽车质心至前轴中心线的距离。a则可求得地面法向反作用力为 dtughbLGFz1taz2(2) 理想前、后制动器制动力分配曲线在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于附着力；并且前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力，即：GF211Bz2z消去变量 ，得)2(42111 FhGbgLbhGFgg这就是理想
10、的前、后轮制动器制动力分配公式，由这条公式画出来的曲线叫 I 曲线。第二章：制动系的主要参数确定1、制动力（满载）假设汽车的同步附着系数为 =0.67.0在前后车轮均被抱死时，q= =0.67,这时前后轴车轮的制动器制动力 、 即是1fF2f理想最大制动力，此时 、 和 相等，所以有：（ 为汽车总的地面制动力， 为BFfBFf汽车总的制动器制动力， 车轮与路面总的附着力），L2=1.208m ，L1=2.592m,hg=1.25m 3.8m1 20()Bf gGF=43312.43N22100()Bf gFLh=38620.69N2、制动力分配系数则制动力分配系数 =0.50ghbL3、同步附着系数假设汽车的同步附着系数为 =0.67.0
