1、制动器的设计计算3.6 盘式制动器制动力矩的计算盘式制动器的计算用简图如图 40 所示，今假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为（65）fNRTf2式中 摩擦系数；N单侧制动块对制动盘的压紧力(见图40)；R作用半径。对于常见的扇形摩擦衬块，如果其径向尺寸不大，取 R 为平均半径 或有效m半径 已足够精确。如图 41 所示，平均半e径为21Rm式中 ， 扇形摩擦衬块的内半径1R2和外半径。根据图 41，在任一单元面积只 RdR上的摩擦力对制动盘中心的力矩为d，式中 q 为衬块与制动盘之间的fq2单位面积上的压力，则单侧制动块作用于制动盘上的制动力
2、矩为 )(3231211 RfqdRfT单侧衬块给予制动盘的总摩擦力为 )(2121ffqfNR得有效半径为)2()(342112213 RfTe 令 ，则有mR21meRR)1(342因 ， ，故 。当 ， ， 。但当12Rm)(2e211meRm 过小，即扇形的径向宽度过大，衬块摩擦表面在不同半径处的滑磨速度相差太大，磨损将不均匀，因而单位压力分布将不均匀，则上述计算方法失效。3.7 驻车计算图 42 为汽车在上坡路上停驻时的受力情况，由此可得出汽车上坡停驻时的后轴车轮的附着力为：)sinco(12 gahLgmZ同样可求出汽车下坡停驻时的后轴车轮的附着力为：)sinco(12gahLgZ
3、根据后轴车轮附着力与制动力相等的条件可求得汽车在上坡路和下坡路上停驻时的坡度极限倾角 ， ，即由sin)sico(1gmhLgmaga 求得汽车在上坡时可能停驻的极限上坡路倾角为gh1artn（66）汽车在下坡时可能停驻的极限下坡路倾角为ghL1arctn一般对轻型货车要求不应小于 25%，中型货车不小于 20%，汽车列车的最大停驻坡度约为 12左右。为了使汽车能在接近于由上式确定的坡度为 的坡路上停驻，则应使后轴上的驻车制动力矩接近于由 所确定的极限值 (因 )，并保证在下坡路sineagrm上能停驻的坡度不小于法规规定值。单个后轮驻车制动器的制动上限为 ；中央驻车制动器的制动力矩上si21
4、ear限为 ， 为后驱动桥主减速比。0/singrmeai3.8 制动器主要零件的结构设计5.制动轮缸是液压制动系采用的活塞式制动蹄张开机构，其结构简单，在车轮制动器中布置方便。轮缸的缸体由灰铸铁 HT250 制成。其缸筒为通孔，需搪磨。活塞由铝合金制造。活塞外端压有钢制的开槽顶块，以支承插入槽中的制动蹄腹板端部(图 6)或端部接头(图 7)。轮缸的工作腔由装在活塞上的橡胶密封圈(图 6)或靠在活塞内端面处的橡胶皮碗(图 7)密封。多数制动轮缸有两个等直径活塞；少数有四个等直径活塞；双领蹄式制动器的两蹄则各用一个单活塞制动轮缸推动。6.制动盘制动盘一般由珠光体灰铸铁制成，其结构形状有平板形(用
5、于全盘式制动器，见图 17)和礼帽形(用于钳盘式制动器，见图 20)两种。后一种的圆柱部分长度取决于布置尺寸。为了改善冷却，有的钳盘式制动器的制动盘铸成中间有径向通风槽的双层盘，可大大增加散热面积，但盘的整体厚度较大。制动盘的工作表面应光滑平整。两侧表面不平行度不应大于 0.008mm，盘面摆差不应大于 0.1mm。7.制动钳制动钳由可锻铸铁 K 丁 H37012 或球墨铸铁 QT40018 制造，也有用轻合金制造的，可做成整体的(图 19)，也可做成两牛并由螺栓连接。其外缘留有开口，以便不必拆下制动钳便可检查或更换制动块。制动钳体应有高的强度和刚度。一般多在钳体中加工出制动油缸，也有将单独制
6、造的油缸装嵌入钳体中的。为了减少传给制动液的热量，多将杯形活塞的开口端顶靠制动块的背板(图 19、图 20(a)。有的活塞的开口端部切成阶梯状，形成两个相对且在同一平面内的小半圆环形端面。活塞由铸铝合金或钢制造。为了提高耐磨损性能，活塞的工作表面进行镀铬处理。当制动钳体由铝合金制造时，减少传给制动液的热量成为必须解决的问题。为此，应减小活塞与制动块背板的接触面积，有时也可采用非金属活塞。8.制动块制动块由背板和摩擦衬块构成，两者直接压嵌在一起。衬块多为扇面形，也有矩形、正方形或长圆形的。活塞应能压住尽量多的制动块面积，以免衬块发生卷角而引起尖叫声。制动块背板由钢板制成。许多盘式制动器装有衬块磨
7、损达极限时的警报装置(图 22)，以便及时更换摩擦衬片。9.摩擦材料制动摩擦材料应具有高而稳定的摩擦系数，抗热衰退性能好，不能在温度升到某一数值后摩擦系数突然急剧下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有较高的耐挤压和耐冲击性能；制动时不产生噪声和不良气味，应尽量采用少污染和对人体无害的摩擦材料。目前在制动器中广泛采用着模压材料，它是以石棉纤维为主并与树脂粘结剂、调整摩擦性能的填充剂(由无机粉粒及橡胶、聚合树脂等配成)与噪声消除剂(主要成分为石墨)等混合后，在高温下模压成型的。模压材料的挠性较差，故应按衬片或衬块规格模压，其优点是可以选用各种不同的聚合树脂配料，使衬片或衬块具有不同的摩擦性能和其他性能
8、。另一种是编织材料，它是先用长纤维石棉与铜丝或锌丝的合丝编织成布，再浸以树脂粘合剂经干燥后辊压制成。其挠性好，剪切后可以直接铆到任何半径的制动蹄或制动带上。在 100120温度下，它具有较高的摩擦系数( =0.4 以上)，冲f击强度比模压材料高 45 倍。但耐热性差，在 200250以上即不能承受较高的单位压力，磨损加快。因此这种材料仅适用于中型以下汽车的鼓式制动器，尤其是带式中央制动器。粉末冶金摩擦材料是以铜粉或铁粉为主要成分(占质量的 6080)，加上石墨、陶瓷粉等非金属粉末作为摩擦系数调整剂，用粉末冶金方法制成。其抗热衰退和抗水衰退性能好，但造价高，适用于高性能轿车和行驶条件恶劣的货车等
9、制动器负荷重的汽车。各种摩擦材料摩擦系数的稳定值约为 0.30.5，少数可达 0.7。设计计算制动器时一般取 0.30.35。选用摩擦材料时应注意，一般说来，摩擦系数愈高的材料其耐磨性愈差。10.制动器间隙制动鼓(制动盘)与摩擦衬片(摩擦衬块)之间在未制动的状态下应有工作作间隙，以保证制动鼓(制动盘)能自由转动。一般，鼓式制动器的设定间隙为 0.20.5mm；盘式制动器的为 0.10.3mm。此间隙的存在会导致踏板或手柄的行程损失，因而间隙量应尽量小。考虑到在制动过程中摩擦副可能产生机械变形和热变形，因此制动器在冷却状态下应有的间隙应通过试验来确定。另外，制动器在工作过程中会因为摩擦衬片(衬块)的磨损而加大，因此制动器必须设有间隙调整机构。
