微型车后制动器设计与计算
&&& 尽可能提高汽车行驶速度,是提高运输生产率的主要技术措施之一,但必须以保证行驶安全为前提。因此,在道路宽阔平坦,车流和人流又较小的情况下,汽车可以用高速行驶,而在即将转向,或行经不平路面,或两车交会时,都必须减低车速,特别是在遇到障碍物,或是有碰撞行人或其他车辆的危险时,更需要在尽可能短的距离内将车速降到很低,甚至为零(即停车)。如果汽车不具备这一性能,高速行驶就不可能实现。
&汽车在下长坡时,在重力作用下,有不断加速到危险程度的趋向。此时应当将车速限制在一定的安全值以内,并保持稳定。
&&& 此时,对已停驶(特别是在坡道上停驶)的汽车,应使之可靠的驻留原地不动。
&&& 上述使行驶中的汽车减速甚至停车,使下坡行驶的汽车的速度保持稳定,以及使已停驶的汽车保持不动这些作用通称制动。
第一章汽车制动系
1.1 制动系基本组成
&&&& 对汽车起到制动作用的只能是作用在汽车上,其方向与汽车行驶方向的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力,上坡阻力,空气阻力都能对汽车起制动作用,但这些外力的大小都是随机的,不可控制的。故汽车上必须装设一系列专门装置,以便驾驶员能根据道路和交通等情况,借以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力。这样的一系列专门装置即称为制动系。
&&&&& 任何制动系都具有以下四个基本部分组成:
&&&&&1)供能装置----包括供给,调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。其中产生制动能量的部分称为制动能源。人的肌体也可作为制动能源。
&&&&&&& 2)控制装置----包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。制动踏板机构即是最简单的一种控制装置。
&&&&&&& 3)传动装置----包括将制动能量传输到制动器的各个部件。象制动器中的制动主刚和制动轮缸。
&&&&&&& 4)制动器----产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件,其中也包括辅助制动系中的缓速装置。
&&&& 制动系按照制动能源来分类可分为:人力制动系,动力制动系和伺服制动系。
&&&& 制动系按照制动能量的传输方式又可分为:机械式,液压式,气压式和电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系可称为组合式制动系。在这里我们主要介绍液压式制动系。
1.2 液压式制动系
&人力液压制动系的原理是：作为制动能源的驾驶员所施加的控制力,通过作为控制装置的制动踏板机构传到容积式液压传动装置的主要部件――制动主缸。制动主缸属于单向作用活塞式油泵,其作用是将自踏板机构输入的机械能转换成液压能。液压能通过油管输入前、后轮制动器和的制动轮缸。制动轮缸属于单向作用活塞式油缸,其作用是将输入的液压能再转换成机械能,促使制动器转入工作状态。
&制动踏板机构和制动主缸都装在车架上。因车轮是通过弹性悬架与车架联系的,而且有的还是转向轮,主缸与轮缸的相对位置经常变化,故主缸与轮缸间的连接油管除金属管(铜管)外,还有特制的橡胶制动软管。各液压元件之间及各段油管之间还有各种管接头。制动前,整个液压系统中应当充满专门配制的制动液。
&踩下制动踏板,制动主缸即将制动液经油管压入前、后制动轮缸,将制动蹄推向制动鼓。在制动间隙消失之前,管路中的液压不可能很高,仅足以平衡制动蹄回位弹簧的张力以及油液在管路中的流动阻力。在制动器间隙小时并开始产生制动力矩时,液压与踏板力方能继续增长,直到完全制动。从开始制动到完全制动的过程中,由于在液压作用下,油管(主要是橡胶软管)的弹性膨胀变形和摩擦元件的弹性压缩变形,踏板和轮缸活塞都可以继续移动一段距离。放开制动踏板,制动蹄和轮缸活塞在回位弹簧作用下回位,将制动液压回主缸。
&显然,管路液压和制动器产生的制动力矩是与踏板力成线性关系的。若轮胎与路面间的附着力足够,则汽车所受到的制动力也与踏板力成线性关系。制动系的这项性能称为制动踏板感(或称路感),驾驶员可因此而直接感觉到汽车制动强度,以便即使加以必要的控制和调节。
1.3制动液简介
&&& 制动液的质量在保证液压系统工作可靠性方面是很重要的。对制动液的要求是: 1)高温下不易汽化,否则将在管路中产生汽阻现象,使制动系失效; 2)低温下有良好的流动性; 3)不会使与之经常接触的金属(铸铁、钢、铝或铜)件腐蚀,橡胶件发生膨胀、变硬和损坏; 4)能对液压系统的运动件起良好的润滑作用; 5)吸水性差而溶水性良好,即能使渗入其中的水汽形成微粒而与之均匀混合,否则将在制动液中形成水泡而大大降低汽化温度。
&目前国内使用的制动液大部分是植物制动液,用50%左右的蓖麻油和50%左右的溶剂(丁醇酒精或甘油等)配成。用酒精作溶剂的制动液粘度小,但汽化温度只有70度左右,用丁醇作溶剂时汽化温度可到100度。但植物制动液的汽化温度都不够高,且在70度的低温下都易凝结,蓖麻油又是贵重的化工原料,故今后势将逐步被合成制动液和矿物制动液所取代。我国生产的合成制动液的汽化温度已超过190度,在-35度的低温下流动性良好,适用于高速汽车制动器,特别是盘式制动器。此外,合成制动液对金属件(铝件除外)和橡胶件都无伤害,溶水性也很好,但目前成本还较高。矿物制动液在高温和低温下性能都很好,对金属也无腐蚀作用,但溶水性较差,且易使普通橡胶膨胀。故用矿物制动液时,活塞皮碗及制动软管等都必须用耐油橡胶制成。
1.4制动系防抱死系统(abs系统)
&&&& 现代汽车上大量安装防抱死制动系统，简称abs。abs既有普通制动系统的制动功能，又能防 止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
&&& 普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。完全抱死的车轮会使轮胎与地面的附着摩擦力下降，驾驶员无法控制汽车的行驶方向，制动过程中极易出现侧滑、甩尾和冲到公路外的危险情况。随着高速公路的发展，汽车的速度越来越快，制动时车轮安全抱死会出现更大的危险性。因此，出于安全考虑，汽车必须安装防抱死制动系统。
&&& abs工作原理：它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到abs的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。当年轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60~120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹’。因此，abs防抑死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大磨擦力，使刹车效率达到90%以上。
&汽车防抱死系统一般由车轮速度传感器、发动机速度传感器、电磁阀、计算机（电脑）和液压控制单元（液压调节器）组成。
防抱死系统的特点主要有四个：
1、增加制动时的稳定性
& 汽车在制动时，四个轮子上的制动力是不一样的。如果汽车的前轮先抱死，驾驶员就无法控制车轮的行驶方向，容易出现撞车的危险。倘若汽车的后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，甚至出现汽车“掉头”的严重事故。abs可防止四个轮子制动时被完全抱死，从而提高了汽车在制动过程中的稳定性。
2、能缩短制动距离
在紧急制动的状态下，abs能使车轮处于既滚动又拖动的状况，拖动的比例占20%左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。
3、防止轮胎过度磨损
事实上，车轮完全抱死会造成轮胎杯型磨损，轮胎表面磨耗不均匀，使轮胎损耗增加。经测定，汽车在紧急制动时车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，已超过一套防抱死制动系统的造价。
4、使用方便，工作可靠
& abs系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有什么不同，制动时只要把脚踏在制动板上进行正常的制动即可。遇到雨雪路滑，驾驶员再也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动，abs会使制动保持在最佳点。要注意的一点是：abs工作时，驾驶员会感到制动踏板有颤动，并听到一些噪音，都属于正常现象，不用过分紧张。abs工作十分可靠，并有自诊断能力。
第二章 制动器结构分析
&& 在这一章节中我们将着重分析各种类型的制动器并选择最为合适的类型作为此次毕业设计的目标。
& 如前面所述,制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩,使后者的旋转角速度降低,同时依靠车轮与路面的附着作用,产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都称为摩擦制动器。分为盘式和鼓式两大类。
2.1 盘式制动器&&&&现代轿车的制动器的鼓式和盘式两大类型，它们各有千秋，但随着轿车车速的不断提高，近年来采用盘式制动器的轿车日益增多，尤其是中高级轿车，一般都采用了盘式制动器。
&&& 汽车制动简单来讲，就是利用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。因此，散热对制动系统是十分重要的。如果制动系统经常处于高温状态，就会阻碍能量的转换过程，造成制动性能下降。越是跑得快的汽车，制动起来所产生的热量越大，对制动性能的影响也越大。解决好散热问题，对提高汽车的制动性能也就起了事倍功半的作用。所以，现代轿车的车轮除了使用铝合金车圈来降低运行温度外，还倾向于采用散热性能较好的盘式制动器。
&&&& 盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。盘时制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。另一种其制动盘的全部工作面可以同时与摩擦片接触的制动器称为全盘式制动器。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。这种制动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热提高制动效率。
&&&&反观鼓式制动器，由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动蹄片和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。
&&&&当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用，所以只能适用于轻型车上。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。所以，汽车设计者从经济与实用的角度出发，一般轿车采用了混合的形式，前轮盘式制动，后轮鼓式制动。四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%－80%，因此前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本，就采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动的方式。四轮盘式制动的中高级轿车，采用前轮通风盘式制动是为了更好地散热，至于后轮采用非通风盘式同样也是成本的原因。毕竟通风盘式的制造工艺要复杂得多，价格也就相对贵了。随着材料科学的发展及成本的降低，在轿车领域中，盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。
2.2 鼓式制动器
&&& 凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器称为摩擦制动器。
&&& 鼓式制动器分内张型和外束型两种，内张型鼓式制动器采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件，制动鼓为旋转元件。
&&& 以制动蹄促动装置可分为凸轮式制动器、楔形制动器和轮缸式制动器。
&鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，可分为用液压制动轮缸促动装置的轮缸式制动器和用凸轮式制动器和用楔促动装置式制动器等。当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降，因此在近三十年中，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。
&鼓式制动器一般用于后轮。典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。
&鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。
2.2.1 凸轮式制动器
&&& 目前,所有国产汽车和部分外国汽车的气压制动系中,都采用凸轮促动的车轮制动器,而且大都设计成领从蹄式。凸轮促动的双向自增力式制动器只宜用作中央制动器。
&&& 以东风eq1090e型汽车的凸轮式前轮制动器为例,制动蹄是可锻铸铁的,不制动时由回位弹簧拉靠着制动凸轮轴的凸轮上。制动凸轮轴通过支座固定在制动底板上,其尾部花键轴插入制动调整臂的花键孔中。
&&& 制动时,制动调整臂在制动气室的推动下,带动制动凸轮轴转动,推使两制动蹄压靠制动鼓。由于凸轮轮廓的中心对称性,凸轮转动所引起的两蹄上相应点的位移必然相等。这种由轴线固定的凸轮促动的领从蹄式制动器是一种等位移式制动器。这也是一种非平衡式制动器。
2.2.2楔式制动器
&&& 楔式制动器中两蹄的布置可以是领从蹄式,也可以是双向双领蹄式。作为制动蹄促动件的制动楔本身的促动装置可以是机械式,液压式或气压式。
2.2.3轮缸式制动器
（1）领从蹄式制动器
领蹄：制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。
从蹄：制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。
以bj2020n为例分析结构:
&&& 旋转元件制动鼓固装在车轮轮毂的凸缘上，固定部门零件装配基体的制动底板用螺栓与后驱动桥壳半轴套管上的凸缘连接，用钢板料焊接成t形截面的前后两制动蹄，以其腹板下端的孔分别同两支承销上的偏心轴作动配合，制动蹄外圆面上，用埋头铆钉铆接摩擦片。
&&& 作为液压传动装置的制动轮缸直接作为制动蹄促动装置，也用螺钉装在制动底板上，制动蹄腹板的上端松嵌入压合在轮缸活塞上的顶块的直槽中。两制动蹄由回位弹簧拉拢，并以焊在腹板上的琐销紧靠着装在制动底板上的调整凸轮。限位杆借螺纹旋装在制动底板上，弹簧使制动蹄腹板紧靠着限位杆中部的台肩，借以防止制动蹄轴向窜动。
&&& 制动时，两蹄在轮缸中液压作用下。各自绕其支承销偏心轴颈的轴线向外旋转。其中一个与制动鼓旋向相同，一个相反。紧压到制动鼓上。解除制动时，撤除液压，两蹄便在弹簧的作用下回位。
&&& 这一类型的制动器效能稳定性较好，结构较简单，目前仍广泛运用于各种汽车，缺点是领蹄与从蹄所受法向反力不等，在两蹄摩擦片工作面积相等的情况下，领蹄摩擦片上单位压力较大，磨损严重，此外，领从蹄式制动器所受到的来自两蹄的法向力即不相平衡，只能由车轮轮毂轴承的反力来平衡。对轮毂轴承造成了附加径向载荷，使其寿命缩短。
（2） 双领蹄式
&&& 在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。以bj2020n型汽车前轮制动器为例。两制动蹄各用一个单活塞式轮缸，两套制动蹄，轮缸、支承销和调整凸轮等在制动底板上中心对称布置，两轮缸可借连接油管连通，使其中心油压相等。
&&& 这一类型的制动器在前进制动时，两蹄都是领蹄，制动器效能得到提高，但在倒车制动时，两蹄都变成从蹄。
（3） 双向双领蹄式制动器
&&& 点互换位置，就能得到与前进时相同的制动效能。以红旗ca7560为例，制动底板上所有固定元件既按轴对称，又是中心对称布置。两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的。
&&& 在前进制动时，所有的轮缸活塞都在液压作用下向外移动将两制动蹄压靠到制动鼓上，在制动鼓的摩擦力矩作用下，两蹄都绕车轴中心，朝车轮旋转方向转动，将两轮缸的活塞外端的支座推回，直到顶靠着轮缸端面，此时两轮缸的支座方成为制动蹄的支点，制动器工作情况便和双领蹄式制动器一样。
&&& 倒车制动时，摩擦力矩方向改变，使两制动蹄绕车轮中心逆箭头方向转过一个角度，将可调支座同调整螺母一起推回原位，于是两个支座便成为蹄的新支承点。这样，每个制动蹄的支点和促动力作用点的位置都与前进时相反，制动效能同前进时完全一样。
&&& 这一制动器的结构特点有：①制动鼓上装有散热片②摩擦片用树脂粘接剂与制动蹄粘结，使用寿命长③两个轮缸有两套彼此独立的液压管路供油。
（4） 双从蹄式制动器
&&& 如果把左右两侧车轮的双领蹄式制动器对调安装便成为双从蹄式制动器。
&&& 显然，双从蹄式制动器的前进制动效能低于双领蹄式和领从提示制动器，但其效能对摩擦系数变化敏感程度较小，制动效能稳定性较好，为少数华贵轿车采用。
（5） 单向增力式制动器
&&& 制动蹄下端分别浮支在浮动的顶杆两端，制动器只在上方有一个支承销。
&&& 汽车前进制动时，单活塞式轮缸只将促动力fs1加与第一蹄使其上端离开支承销，整个制动蹄绕顶杆左端支承点旋转，并压靠到制动鼓上，顶杆由于是浮动的，自然成为第二蹄的促动装置，而将与力s1大小相等，方向相反的促动力fs2施与领蹄。由此可见，在制动鼓尺寸和摩擦系数相同的条件下，这种制动器的前进制动效能高于领从蹄式制动器和双领蹄式制动器。
&&& 倒车制动时，第一蹄上端压靠支承销不动。促动力fs1不变，但力臂大大减小，因而第一蹄制动效能减弱。第二蹄则应未受促动力而不起制动作用。故此时制动器制动效能甚至低于双从蹄式制动器。
（6） 双向自增力式制动器
&&& 其特点是制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓摩擦起增力作用。它采用双活塞式轮缸，向两蹄施加相等的促动力fs，在制动时，第一蹄只受一个促动力fs，而第二蹄则有两个促动力fs和fs'，且fs'&fs，考虑到汽车前进制动的机会远多于倒车制动，工作负荷也大于倒车制动，鼓后蹄摩擦片面积也较大。
2.3 盘式制动器与鼓式制动器比较
&&& 鼓式制动器可减小控制力，但效能稳定性差，高速制动时易发生制动效能下降热衰退。盘式制动器是半敞开式结构，摩擦面积小，基本上无自增力作用。与鼓式制动器相比盘式制动器有以下优点：
&(1)一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小;
&(2)浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常；
&(3)在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；
&(4)制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小；
&(5)较容易实现间隙自动调整，其它保养修理作业也较简便。
不足之处是：
效能较低，故用于液压制动系时所须制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置；
兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂，因而在后轮上的受用受到限制。
2.4 方案的选定
&&& 目前，盘式制动器已广泛用于轿车，但除在一些高性能轿车上用于全部车轮外，大都只用作前轮制动器，而与后轮的鼓式制动器相配合，以期汽车有较高的制动时的方向稳定性。此次设计的主题也为后轮鼓式制动器。
&通过分析,以上介绍的各种轮缸式制动器各有利弊。就制动效能而言，在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下，自增力式制动器对于摩擦助势作用利用得最为充分，而居首位，依次为双领蹄式、领从蹄式、双从蹄式。但蹄鼓之间的摩擦系数本身是一个不稳定因数,随制动鼓和摩擦片的材料,温度和表面状况的不同可在很大范围内变化。自增力式制动器的效能对摩擦系数的依赖性最大。双向自增力式制动器多用于轿车后轮,原因之一是便于兼充驻车制动器。在这次的设计中,我决定选用双向自增力式制动器作为设计目标。
&双向自增力式制动器最大的特点是制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓摩擦起自增力作用。
之所以有这样的效果是因为在第一制动蹄和第二制动蹄的下端分别浮支在浮动的顶杆两端。采用双活塞式轮缸,可向两蹄施加相等的促动力。考虑到汽车前进制动时的机会远多于倒车制动,而且前进制动时工作负荷也远大于倒车制动,因而制动器后蹄摩擦片的面积做的较大。此外,双向自增力式鼓式制动器用于驻车制动的优越性在于其正反向制动效能都很高,而其受热后效能衰退率大的弱点则无关紧要,因为驻车制动时的热负荷等于零。
&选定设计目标后接下来的工作就是autocad制图。包括一张总的装配图和五张零件图(详见制图部分) 。
第三章制动器计算说明书
3.1整车参数
&表3-1 整车有关参数
/t&发动机最大
及转速/r/min&&发动机最大
&及转速/r/min&主
&&&&pe max-np&te max-n t&&&&&低挡&高挡&
4×2&1&56.7-&103-&4.56&6.0-14-8&6.09&iv-1&85
3.2 制动器主要性能计算
3.2.1 制动器效能因数
(1)前蹄效能因数
由图纸得:&&&
(2) 后蹄效能因数
由图纸得:&&&
3.2.2制动力分配系数
&&& 常用前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比来表明分配的比例，称为制动器制动力分配系数，并以符号来表示。
式中& k1――前制动器效能因数&
k2――后制动器效能因数&
d1――前制动分泵缸径&&&
d2――后制动分泵缸径&&&
3.2.3同步附着系数
式中& l――轴距&
&&&&& b――满载时重心到后轴的距离&
&&&&& hg――满载时的重心高度&&
&&& 同步附着系数说明，前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在一种附着系数，即同步附着系数路面上制动时才能使前、后轮同时抱死。
3.2.4最大制动强度q
&&& 该车在良好路面上（一般）制动时，因为，因此，可能得到的最大总制动力取决于后轮刚刚首先要抱死的条件，由行使稳定性决定的相应极限制动强度为
式中& a――满载时重心到前轴的距离&
3.2.5最大制动力矩
&&& 由道路条件和整车参数决定的后轴和前轴的最大附着制动力矩为：
式中：& g――满载整车质量& g=2857kg
&&&&&&& g――重力加速度 g=9.8m/s2
&&&&&&& rr――车轮滚动半径 rr=320mm
3.2.6紧急制动距离
&&& 在的路面上紧急制动时由于，所以后轮先抱死，其减速度为：
&&& 当以行驶速度，在的路面上紧急制动，其制动距离为：
3.2.7踏板力及系统油压计算
（1）后轮制动器所产生的制动力矩为：
式中：r――制动毂半径&
&&&&& p2――后分泵活塞推力
&&& 为了满足制动要求，后轮制动器所产生的制动力矩应等于后轮的附着力矩，即
（2）作用于总泵推杆上的力为：
式中： f3――总泵活塞面积&&
f2――后分泵活塞面积&
（3）制动踏板上的作用力为：
式中： i杆――制动操纵杠杆比&
货车允许踏板力&
（4）液压制动系统油压
一般液压制动系统油压为9.8-11.8mpa
3.2.8驻车制动计算
（1）作用于后轮的制动力矩（两个车轮）：
式中&&& 由两部分组成，数据由图得&&
&&&&&&& p――手柄操纵力&
&&&& r――作用半径
（2）可停驻上坡道的坡度
后轮上的制动力fb2
可停驻的上坡道的度数
&结论：以上计算结果表明，制动器主要性能参数均符合gb《机动车运行完全技术条件》及有关设计要求。
&& 此次毕业设计的主题是微型车制动器的设计与计算,在经过将近4个月的时间里完成。在这段时间里,我翻阅了大量有关资料,了解了许多有关制动器的知识。通过对各种轮缸式鼓式制动器的结构分析,我发现各种制动器各有利弊。就制动效能而言,在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下,双向自增力制动器对摩擦助势作用利用得最为充分,多用于轿车后轮,原因之一是便于兼充驻车制动器,其优越性在于其正反向制动效能都很高,而其受热后效能衰退率大的弱点则无关紧要,因为驻车制动的热效率为零。基于以上种种的优点,我最终选择双向自增力式制动器作为此次制动器设计的目标。
&接下来的autocad制图工作我觉得是最为艰苦的部分。为此我还专门去图书馆借阅了有关autocad的书籍,令人欣慰的是,通过这次重新学习,使我对autocad有了更进一步的认识。同时在制图过程中,我发现双向自增力式制动器的后蹄面积要比前蹄要大,觉得很奇怪,后来经过翻阅资料和在指导老师的帮助下明白原因,那是因为考虑到汽车前进制动的机会要远多于倒车制动,而且前进制动时的负荷也比倒车制动时要大得多,所以后蹄的面积要比前蹄大。可见在制图过程中也是认识的过程,使我对制动器的结构更加的了解。
&制动器主要性能参数计算的结果均参照gb《机动车运行完全技术条件》直至完全符合标准。
&&& 随着科技的进步,制动系也将变得更为安全可靠。10前年，如果轿车安装有abs（防抱死制动系统），不但说明该车的安全性能出类拔萃，而且档次也相当高级。今天，安装abs的轿车已经相当普遍，经济型车也安装有abs。随着对汽车安全性能的要求越来越高，一些中、高档级的轿车已经不满足于abs，还安装了asr（驱动防滑系统，又称牵引力控制系统）或者esp（电控行驶平稳系统），使汽车的安全性能进一步提高。
&&& asr的作用是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车的行驶稳定。行驶在易滑的路面上，没有asr的汽车加速时驱动轮容易打滑；如是后驱动的车辆容易甩尾，如是前驱动的车辆容易方向失控。有asr时，汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象。在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移，当有asr时就会使车辆沿着正确的路线转向。
&&& 汽车的牵引力控制可以通过减少节气门开度来降低发动机功率或者由制动器控制车轮打滑来达到目的，装有asr的汽车综合这两种方法来工作，也就是abs／asr形式。
&&& 装有asr的车上，从油门踏板到汽油机节气门（柴油机喷油泵操纵杆）之间的机械连接被电控油门装置所取替。当传感器将油门踏板的位置及轮速信号送至控制单元（cpu）时，控制单元就会产生控制电压信号，伺服电机依此信号重新调整节气门的位置（或者柴油机操纵杆的位置），然后将该位置信号反馈至控制单元，以便及时调整制动器。
&&& esp（电控行驶平稳系统，英文全称electronic stabilty program）包含abs及asr，是这两种系统功能上的延伸。因此，esp称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。esp系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断,进而发出指令。
&&& 有esp与只有abs及asr的汽车，它们之间的差别在于abs及asr只能被动地作出反应，而esp则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。esp对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保证其安全。
&据汽车工程界专家介绍，将来asr等将变得如同abs一样普及，因为abs、asr及esp包含着技术及性能上的贯通。有专家认为在一定的范围内asr等装置有取替4轮驱动的可能。例如轿车，过去人们认为提高轿车行驶性能最好是采用4轮驱动，可是与4轮驱动相比，asr等装置更适合轿车。这是因为4轮驱动结构复杂成本高，增加车重而且耗油，而asr等装置结构简单安装方便，在一般城镇道路上使用效果并不差。
[1] 陈家瑞 .汽车构造.北京：人民交通出版社 ,2000年
[2] 张洪欣 .汽车设计.北京：机械工业出版社 ,1995年
[3] 余志生 .汽车理论.北京：机械工业出版社 ,2000年
[4] 刘惟信 .汽车设计.北京：清华大学出版社，2001年
[5] 刘维谔 .汽车的传动系.北京：人民交通出版社，1986年
[6] 张锦星 .汽车构造与原理.北京：人民交通出版社，1990年
&[7] 王良模等. 鼓式制动器效能因数的计算研究. 南京理工大学学报， )
&[8] 赵幼平，许可芳. 鼓式制动器制动力矩的计算研究. 汽车工程，)
&[9] lee j. m., yoo s. w., kim j. h., et al. a study on the squeal of a drum brake
&which has shoes of non-uniform cross-section. journal of sound and vibration
&volume: 240, issue: 5, march 8, 2001, pp. 789-808
&[10] c. hohmann, k. schiffner, k. oerter, h. reese. contact analysis for drum brakes
&and disk brakes using adina. computers & structures volume: 72, issue: 1-3, july
&8, 1999, pp. 185-198
&[11] naji malak, al-nimr m. dynamic thermal behavior of a brake system, international
&communications in heat and mass transfer. vol. 28, issue: 6, august, 2001
&[12] h. zaidi, a. senouci. thermal tribological behaviour of composite carbon metal/
&steel brake. applied surface science volume: 144-145, april, 1999, pp. 265-271
&[13] i.s. jones. defective equipment and tractor-trailer crash involvement. report for the
&insurance institute heighway safety
&[14] vtvs ramachandra rao, h ramasubramanian, k n seetharamu. method of
&temperature distrbution in a brake drum using finite element method. indian
&journal of technology, 7~424
&[15] fr. kotz, s&hne. abstützvorrichtung für eine trommelbremse. europ&ische
&patentanmeldung , mar 13, 1980
&&&&& p2――后分泵活塞推力
&&& 为了满足制动要求，后轮制动器所产生的制动力矩应等于后轮的附着力矩，即
（2）作用于总泵推杆上的力为：
式中： f3――总泵活塞面积&&
f2――后分泵活塞面积&
（3）制动踏板上的作用力为：
式中： i杆――制动操纵杠杆比&
货车允许踏板力&
（4）液压制动系统油压
一般液压制动系统油压为9.8-11.8mpa
3.2.8驻车制动计算
（1）作用于后轮的制动力矩（两个车轮）：
式中&&& 由两部分组成，数据由图得&&
&&&&&&& p――手柄操纵力&
&&&& r――作用半径
（2）可停驻上坡道的坡度
后轮上的制动力fb2
可停驻的上坡道的度数
&结论：以上计算结果表明，制动器主要性能参数均符合gb《机动车运行完全技术条件》及有关设计要求。
&& 此次毕业设计的主题是微型车制动器的设计与计算,在经过将近4个月的时间里完成。在这段时间里,我翻阅了大量有关资料,了解了许多有关制动器的知识。通过对各种轮缸式鼓式制动器的结构分析,我发现各种制动器各有利弊。就制动效能而言,在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下,双向自增力制动器对摩擦助势作用利用得最为充分,多用于轿车后轮,原因之一是便于兼充驻车制动器,其优越性在于其正反向制动效能都很高,而其受热后效能衰退率大的弱点则无关紧要,因为驻车制动的热效率为零。基于以上种种的优点,我最终选择双向自增力式制动器作为此次制动器设计的目标。
&接下来的autocad制图工作我觉得是最为艰苦的部分。为此我还专门去图书馆借阅了有关autocad的书籍,令人欣慰的是,通过这次重新学习,使我对autocad有了更进一步的认识。同时在制图过程中,我发现双向自增力式制动器的后蹄面积要比前蹄要大,觉得很奇怪,后来经过翻阅资料和在指导老师的帮助下明白原因,那是因为考虑到汽车前进制动的机会要远多于倒车制动,而且前进制动时的负荷也比倒车制动时要大得多,所以后蹄的面积要比前蹄大。可见在制图过程中也是认识的过程,使我对制动器的结构更加的了解。
&制动器主要性能参数计算的结果均参照gb《机动车运行完全技术条件》直至完全符合标准。
&&& 随着科技的进步,制动系也将变得更为安全可靠。10前年，如果轿车安装有abs（防抱死制动系统），不但说明该车的安全性能出类拔萃，而且档次也相当高级。今天，安装abs的轿车已经相当普遍，经济型车也安装有abs。随着对汽车安全性能的要求越来越高，一些中、高档级的轿车已经不满足于abs，还安装了asr（驱动防滑系统，又称牵引力控制系统）或者esp（电控行驶平稳系统），使汽车的安全性能进一步提高。
&&& asr的作用是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。它的功能一是提高牵引力；二是保持汽车的行驶稳定。行驶在易滑的路面上，没有asr的汽车加速时驱动轮容易打滑；如是后驱动的车辆容易甩尾，如是前驱动的车辆容易方向失控。有asr时，汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象。在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移，当有asr时就会使车辆沿着正确的路线转向。
&&& 汽车的牵引力控制可以通过减少节气门开度来降低发动机功率或者由制动器控制车轮打滑来达到目的，装有asr的汽车综合这两种方法来工作，也就是abs／asr形式。
&&& 装有asr的车上，从油门踏板到汽油机节气门（柴油机喷油泵操纵杆）之间的机械连接被电控油门装置所取替。当传感器将油门踏板的位置及轮速信号送至控制单元（cpu）时，控制单元就会产生控制电压信号，伺服电机依此信号重新调整节气门的位置（或者柴油机操纵杆的位置），然后将该位置信号反馈至控制单元，以便及时调整制动器。
&&& esp（电控行驶平稳系统，英文全称electronic stabilty program）包含abs及asr，是这两种系统功能上的延伸。因此，esp称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。esp系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断,进而发出指令。
&&& 有esp与只有abs及asr的汽车，它们之间的差别在于abs及asr只能被动地作出反应，而esp则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。esp对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保证其安全。
&据汽车工程界专家介绍，将来asr等将变得如同abs一样普及，因为abs、asr及esp包含着技术及性能上的贯通。有专家认为在一定的范围内asr等装置有取替4轮驱动的可能。例如轿车，过去人们认为提高轿车行驶性能最好是采用4轮驱动，可是与4轮驱动相比，asr等装置更适合轿车。这是因为4轮驱动结构复杂成本高，增加车重而且耗油，而asr等装置结构简单安装方便，在一般城镇道路上使用效果并不差。
[1] 陈家瑞 .汽车构造.北京：人民交通出版社 ,2000年
[2] 张洪欣 .汽车设计.北京：机械工业出版社 ,1995年
[3] 余志生 .汽车理论.北京：机械工业出版社 ,2000年
[4] 刘惟信 .汽车设计.北京：清华大学出版社，2001年
[5] 刘维谔 .汽车的传动系.北京：人民交通出版社，1986年
[6] 张锦星 .汽车构造与原理.北京：人民交通出版社，1990年
&[7] 王良模等. 鼓式制动器效能因数的计算研究. 南京理工大学学报， )
&[8] 赵幼平，许可芳. 鼓式制动器制动力矩的计算研究. 汽车工程，)
&[9] lee j. m., yoo s. w., kim j. h., et al. a study on the squeal of a drum brake
&which has shoes of non-uniform cross-section. journal of sound and vibration
&volume: 240, issue: 5, march 8, 2001, pp. 789-808
&[10] c. hohmann, k. schiffner, k. oerter, h. reese. contact analysis for drum brakes
&and disk brakes using adina. computers & structures volume: 72, issue: 1-3, july
&8, 1999, pp. 185-198
&[11] naji malak, al-nimr m. dynamic thermal behavior of a brake system, international
&communications in heat and mass transfer. vol. 28, issue: 6, august, 2001
&[12] h. zaidi, a. senouci. thermal tribological behaviour of composite carbon metal/
&steel brake. applied surface science volume: 144-145, april, 1999, pp. 265-271
&[13] i.s. jones. defective equipment and tractor-trailer crash involvement. report for the
&insurance institute heighway safety
&[14] vtvs ramachandra rao, h ramasubramanian, k n seetharamu. method of
&temperature distrbution in a brake drum using finite element method. indian
&journal of technology, 7~424
&[15] fr. kotz, s&hne. abstützvorrichtung für eine trommelbremse. europ&ische
&patentanmeldung , mar 13, 1980
第二章 制动器结构分析
&& 在这一章节中我们将着重分析各种类型的制动器并选择最为合适的类型作为此次毕业设计的目标。
& 如前面所述,制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩,使后者的旋转角速度降低,同时依靠车轮与路面的附着作用,产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都称为摩擦制动器。分为盘式和鼓式两大类。
2.1 盘式制动器&&&&现代轿车的制动器的鼓式和盘式两大类型，它们各有千秋，但随着轿车车速的不断提高，近年来采用盘式制动器的轿车日益增多，尤其是中高级轿车，一般都采用了盘式制动器。
&&& 汽车制动简单来讲，就是利用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。因此，散热对制动系统是十分重要的。如果制动系统经常处于高温状态，就会阻碍能量的转换过程，造成制动性能下降。越是跑得快的汽车，制动起来所产生的热量越大，对制动性能的影响也越大。解决好散热问题，对提高汽车的制动性能也就起了事倍功半的作用。所以，现代轿车的车轮除了使用铝合金车圈来降低运行温度外，还倾向于采用散热性能较好的盘式制动器。
&&&& 盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。盘时制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。另一种其制动盘的全部工作面可以同时与摩擦片接触的制动器称为全盘式制动器。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。这种制动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热提高制动效率。
&&&&反观鼓式制动器，由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动蹄片和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。
&&&&当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用，所以只能适用于轻型车上。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。所以，汽车设计者从经济与实用的角度出发，一般轿车采用了混合的形式，前轮盘式制动，后轮鼓式制动。四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%－80%，因此前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本，就采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动的方式。四轮盘式制动的中高级轿车，采用前轮通风盘式制动是为了更好地散热，至于后轮采用非通风盘式同样也是成本的原因。毕竟通风盘式的制造工艺要复杂得多，价格也就相对贵了。随着材料科学的发展及成本的降低，在轿车领域中，盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。
2.2 鼓式制动器
&&& 凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器称为摩擦制动器。
&&& 鼓式制动器分内张型和外束型两种，内张型鼓式制动器采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件，制动鼓为旋转元件。
&&& 以制动蹄促动装置可分为凸轮式制动器、楔形制动器和轮缸式制动器。
&鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，可分为用液压制动轮缸促动装置的轮缸式制动器和用凸轮式制动器和用楔促动装置式制动器等。当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降，因此在近三十年中，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。
&鼓式制动器一般用于后轮。典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。
&鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。
2.2.1 凸轮式制动器
&&& 目前,所有国产汽车和部分外国汽车的气压制动系中,都采用凸轮促动的车轮制动器,而且大都设计成领从蹄式。凸轮促动的双向自增力式制动器只宜用作中央制动器。
&&& 以东风eq1090e型汽车的凸轮式前轮制动器为例,制动蹄是可锻铸铁的,不制动时由回位弹簧拉靠着制动凸轮轴的凸轮上。制动凸轮轴通过支座固定在制动底板上,其尾部花键轴插入制动调整臂的花键孔中。
&&& 制动时,制动调整臂在制动气室的推动下,带动制动凸轮轴转动,推使两制动蹄压靠制动鼓。由于凸轮轮廓的中心对称性,凸轮转动所引起的两蹄上相应点的位移必然相等。这种由轴线固定的凸轮促动的领从蹄式制动器是一种等位移式制动器。这也是一种非平衡式制动器。
2.2.2楔式制动器
&&& 楔式制动器中两蹄的布置可以是领从蹄式,也可以是双向双领蹄式。作为制动蹄促动件的制动楔本身的促动装置可以是机械式,液压式或气压式。
2.2.3轮缸式制动器
（1）领从蹄式制动器
领蹄：制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。
从蹄：制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。
以bj2020n为例分析结构:
&&& 旋转元件制动鼓固装在车轮轮毂的凸缘上，固定部门零件装配基体的制动底板用螺栓与后驱动桥壳半轴套管上的凸缘连接，用钢板料焊接成t形截面的前后两制动蹄，以其腹板下端的孔分别同两支承销上的偏心轴作动配合，制动蹄外圆面上，用埋头铆钉铆接摩擦片。
&&& 作为液压传动装置的制动轮缸直接作为制动蹄促动装置，也用螺钉装在制动底板上，制动蹄腹板的上端松嵌入压合在轮缸活塞上的顶块的直槽中。两制动蹄由回位弹簧拉拢，并以焊在腹板上的琐销紧靠着装在制动底板上的调整凸轮。限位杆借螺纹旋装在制动底板上，弹簧使制动蹄腹板紧靠着限位杆中部的台肩，借以防止制动蹄轴向窜动。
&&& 制动时，两蹄在轮缸中液压作用下。各自绕其支承销偏心轴颈的轴线向外旋转。其中一个与制动鼓旋向相同，一个相反。紧压到制动鼓上。解除制动时，撤除液压，两蹄便在弹簧的作用下回位。
&&& 这一类型的制动器效能稳定性较好，结构较简单，目前仍广泛运用于各种汽车，缺点是领蹄与从蹄所受法向反力不等，在两蹄摩擦片工作面积相等的情况下，领蹄摩擦片上单位压力较大，磨损严重，此外，领从蹄式制动器所受到的来自两蹄的法向力即不相平衡，只能由车轮轮毂轴承的反力来平衡。对轮毂轴承造成了附加径向载荷，使其寿命缩短。
（2） 双领蹄式
&&& 在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。以bj2020n型汽车前轮制动器为例。两制动蹄各用一个单活塞式轮缸，两套制动蹄，轮缸、支承销和调整凸轮等在制动底板上中心对称布置，两轮缸可借连接油管连通，使其中心油压相等。
&&& 这一类型的制动器在前进制动时，两蹄都是领蹄，制动器效能得到提高，但在倒车制动时，两蹄都变成从蹄。
（3） 双向双领蹄式制动器
&&& 点互换位置，就能得到与前进时相同的制动效能。以红旗ca7560为例，制动底板上所有固定元件既按轴对称，又是中心对称布置。两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的。
第二章 制动器结构分析
&& 在这一章节中我们将着重分析各种类型的制动器并选择最为合适的类型作为此次毕业设计的目标。
& 如前面所述,制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩,使后者的旋转角速度降低,同时依靠车轮与路面的附着作用,产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都称为摩擦制动器。分为盘式和鼓式两大类。
2.1 盘式制动器&&&&现代轿车的制动器的鼓式和盘式两大类型，它们各有千秋，但随着轿车车速的不断提高，近年来采用盘式制动器的轿车日益增多，尤其是中高级轿车，一般都采用了盘式制动器。
&&& 汽车制动简单来讲，就是利用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。因此，散热对制动系统是十分重要的。如果制动系统经常处于高温状态，就会阻碍能量的转换过程，造成制动性能下降。越是跑得快的汽车，制动起来所产生的热量越大，对制动性能的影响也越大。解决好散热问题，对提高汽车的制动性能也就起了事倍功半的作用。所以，现代轿车的车轮除了使用铝合金车圈来降低运行温度外，还倾向于采用散热性能较好的盘式制动器。
&&&& 盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。盘时制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。另一种其制动盘的全部工作面可以同时与摩擦片接触的制动器称为全盘式制动器。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。这种制动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热提高制动效率。
&&&&反观鼓式制动器，由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动蹄片和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。
&&&&当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用，所以只能适用于轻型车上。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。所以，汽车设计者从经济与实用的角度出发，一般轿车采用了混合的形式，前轮盘式制动，后轮鼓式制动。四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%－80%，因此前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本，就采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动的方式。四轮盘式制动的中高级轿车，采用前轮通风盘式制动是为了更好地散热，至于后轮采用非通风盘式同样也是成本的原因。毕竟通风盘式的制造工艺要复杂得多，价格也就相对贵了。随着材料科学的发展及成本的降低，在轿车领域中，盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。
2.2 鼓式制动器
&&& 凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器称为摩擦制动器。
&&& 鼓式制动器分内张型和外束型两种，内张型鼓式制动器采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件，制动鼓为旋转元件。
&&& 以制动蹄促动装置可分为凸轮式制动器、楔形制动器和轮缸式制动器。
&鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，可分为用液压制动轮缸促动装置的轮缸式制动器和用凸轮式制动器和用楔促动装置式制动器等。当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降，因此在近三十年中，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。
&鼓式制动器一般用于后轮。典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。
&鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。
2.2.1 凸轮式制动器
&&& 目前,所有国产汽车和部分外国汽车的气压制动系中,都采用凸轮促动的车轮制动器,而且大都设计成领从蹄式。凸轮促动的双向自增力式制动器只宜用作中央制动器。
&&& 以东风eq1090e型汽车的凸轮式前轮制动器为例,制动蹄是可锻铸铁的,不制动时由回位弹簧拉靠着制动凸轮轴的凸轮上。制动凸轮轴通过支座固定在制动底板上,其尾部花键轴插入制动调整臂的花键孔中。
&&& 制动时,制动调整臂在制动气室的推动下,带动制动凸轮轴转动,推使两制动蹄压靠制动鼓。由于凸轮轮廓的中心对称性,凸轮转动所引起的两蹄上相应点的位移必然相等。这种由轴线固定的凸轮促动的领从蹄式制动器是一种等位移式制动器。这也是一种非平衡式制动器。
2.2.2楔式制动器
&&& 楔式制动器中两蹄的布置可以是领从蹄式,也可以是双向双领蹄式。作为制动蹄促动件的制动楔本身的促动装置可以是机械式,液压式或气压式。
2.2.3轮缸式制动器
（1）领从蹄式制动器
领蹄：制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。
从蹄：制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。
以bj2020n为例分析结构:
&&& 旋转元件制动鼓固装在车轮轮毂的凸缘上，固定部门零件装配基体的制动底板用螺栓与后驱动桥壳半轴套管上的凸缘连接，用钢板料焊接成t形截面的前后两制动蹄，以其腹板下端的孔分别同两支承销上的偏心轴作动配合，制动蹄外圆面上，用埋头铆钉铆接摩擦片。
&&& 作为液压传动装置的制动轮缸直接作为制动蹄促动装置，也用螺钉装在制动底板上，制动蹄腹板的上端松嵌入压合在轮缸活塞上的顶块的直槽中。两制动蹄由回位弹簧拉拢，并以焊在腹板上的琐销紧靠着装在制动底板上的调整凸轮。限位杆借螺纹旋装在制动底板上，弹簧使制动蹄腹板紧靠着限位杆中部的台肩，借以防止制动蹄轴向窜动。
&&& 制动时，两蹄在轮缸中液压作用下。各自绕其支承销偏心轴颈的轴线向外旋转。其中一个与制动鼓旋向相同，一个相反。紧压到制动鼓上。解除制动时，撤除液压，两蹄便在弹簧的作用下回位。
&&& 这一类型的制动器效能稳定性较好，结构较简单，目前仍广泛运用于各种汽车，缺点是领蹄与从蹄所受法向反力不等，在两蹄摩擦片工作面积相等的情况下，领蹄摩擦片上单位压力较大，磨损严重，此外，领从蹄式制动器所受到的来自两蹄的法向力即不相平衡，只能由车轮轮毂轴承的反力来平衡。对轮毂轴承造成了附加径向载荷，使其寿命缩短。
（2） 双领蹄式
&&& 在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。以bj2020n型汽车前轮制动器为例。两制动蹄各用一个单活塞式轮缸，两套制动蹄，轮缸、支承销和调整凸轮等在制动底板上中心对称布置，两轮缸可借连接油管连通，使其中心油压相等。
&&& 这一类型的制动器在前进制动时，两蹄都是领蹄，制动器效能得到提高，但在倒车制动时，两蹄都变成从蹄。
（3） 双向双领蹄式制动器
&&& 点互换位置，就能得到与前进时相同的制动效能。以红旗ca7560为例，制动底板上所有固定元件既按轴对称，又是中心对称布置。两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的。
第二章 制动器结构分析
&& 在这一章节中我们将着重分析各种类型的制动器并选择最为合适的类型作为此次毕业设计的目标。
& 如前面所述,制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩,使后者的旋转角速度降低,同时依靠车轮与路面的附着作用,产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都称为摩擦制动器。分为盘式和鼓式两大类。
2.1 盘式制动器&&&&现代轿车的制动器的鼓式和盘式两大类型，它们各有千秋，但随着轿车车速的不断提高，近年来采用盘式制动器的轿车日益增多，尤其是中高级轿车，一般都采用了盘式制动器。
&&& 汽车制动简单来讲，就是利用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。因此，散热对制动系统是十分重要的。如果制动系统经常处于高温状态，就会阻碍能量的转换过程，造成制动性能下降。越是跑得快的汽车，制动起来所产生的热量越大，对制动性能的影响也越大。解决好散热问题，对提高汽车的制动性能也就起了事倍功半的作用。所以，现代轿车的车轮除了使用铝合金车圈来降低运行温度外，还倾向于采用散热性能较好的盘式制动器。
&&&& 盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。盘时制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。另一种其制动盘的全部工作面可以同时与摩擦片接触的制动器称为全盘式制动器。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。这种制动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热提高制动效率。
&&&&反观鼓式制动器，由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动蹄片和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。
&&&&当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用，所以只能适用于轻型车上。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。所以，汽车设计者从经济与实用的角度出发，一般轿车采用了混合的形式，前轮盘式制动，后轮鼓式制动。四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%－80%，因此前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本，就采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动的方式。四轮盘式制动的中高级轿车，采用前轮通风盘式制动是为了更好地散热，至于后轮采用非通风盘式同样也是成本的原因。毕竟通风盘式的制造工艺要复杂得多，价格也就相对贵了。随着材料科学的发展及成本的降低，在轿车领域中，盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。
2.2 鼓式制动器
&&& 凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器称为摩擦制动器。
&&& 鼓式制动器分内张型和外束型两种，内张型鼓式制动器采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件，制动鼓为旋转元件。
&&& 以制动蹄促动装置可分为凸轮式制动器、楔形制动器和轮缸式制动器。
&鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，可分为用液压制动轮缸促动装置的轮缸式制动器和用凸轮式制动器和用楔促动装置式制动器等。当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降，因此在近三十年中，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。
&鼓式制动器一般用于后轮。典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。
&鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。
2.2.1 凸轮式制动器
&&& 目前,所有国产汽车和部分外国汽车的气压制动系中,都采用凸轮促动的车轮制动器,而且大都设计成领从蹄式。凸轮促动的双向自增力式制动器只宜用作中央制动器。
&&& 以东风eq1090e型汽车的凸轮式前轮制动器为例,制动蹄是可锻铸铁的,不制动时由回位弹簧拉靠着制动凸轮轴的凸轮上。制动凸轮轴通过支座固定在制动底板上,其尾部花键轴插入制动调整臂的花键孔中。
&&& 制动时,制动调整臂在制动气室的推动下,带动制动凸轮轴转动,推使两制动蹄压靠制动鼓。由于凸轮轮廓的中心对称性,凸轮转动所引起的两蹄上相应点的位移必然相等。这种由轴线固定的凸轮促动的领从蹄式制动器是一种等位移式制动器。这也是一种非平衡式制动器。
2.2.2楔式制动器
&&& 楔式制动器中两蹄的布置可以是领从蹄式,也可以是双向双领蹄式。作为制动蹄促动件的制动楔本身的促动装置可以是机械式,液压式或气压式。
2.2.3轮缸式制动器
（1）领从蹄式制动器
领蹄：制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。
从蹄：制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。
以bj2020n为例分析结构:
&&& 旋转元件制动鼓固装在车轮轮毂的凸缘上，固定部门零件装配基体的制动底板用螺栓与后驱动桥壳半轴套管上的凸缘连接，用钢板料焊接成t形截面的前后两制动蹄，以其腹板下端的孔分别同两支承销上的偏心轴作动配合，制动蹄外圆面上，用埋头铆钉铆接摩擦片。
&&& 作为液压传动装置的制动轮缸直接作为制动蹄促动装置，也用螺钉装在制动底板上，制动蹄腹板的上端松嵌入压合在轮缸活塞上的顶块的直槽中。两制动蹄由回位弹簧拉拢，并以焊在腹板上的琐销紧靠着装在制动底板上的调整凸轮。限位杆借螺纹旋装在制动底板上，弹簧使制动蹄腹板紧靠着限位杆中部的台肩，借以防止制动蹄轴向窜动。
&&& 制动时，两蹄在轮缸中液压作用下。各自绕其支承销偏心轴颈的轴线向外旋转。其中一个与制动鼓旋向相同，一个相反。紧压到制动鼓上。解除制动时，撤除液压，两蹄便在弹簧的作用下回位。
&&& 这一类型的制动器效能稳定性较好，结构较简单，目前仍广泛运用于各种汽车，缺点是领蹄与从蹄所受法向反力不等，在两蹄摩擦片工作面积相等的情况下，领蹄摩擦片上单位压力较大，磨损严重，此外，领从蹄式制动器所受到的来自两蹄的法向力即不相平衡，只能由车轮轮毂轴承的反力来平衡。对轮毂轴承造成了附加径向载荷，使其寿命缩短。
（2） 双领蹄式
&&& 在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。以bj2020n型汽车前轮制动器为例。两制动蹄各用一个单活塞式轮缸，两套制动蹄，轮缸、支承销和调整凸轮等在制动底板上中心对称布置，两轮缸可借连接油管连通，使其中心油压相等。
&&& 这一类型的制动器在前进制动时，两蹄都是领蹄，制动器效能得到提高，但在倒车制动时，两蹄都变成从蹄。
（3） 双向双领蹄式制动器
&&& 点互换位置，就能得到与前进时相同的制动效能。以红旗ca7560为例，制动底板上所有固定元件既按轴对称，又是中心对称布置。两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的。
读完这篇文章后，您心情如何？
更多资讯请点击&&&&&&
热门关键字：，，河北招聘网，，，石家庄招聘会
【打印文章】
微型车后制动器设计与计算(一)相关的文章：
最新招聘会信息：
| 联系我们 |
河北博才人力资源服务有限公司版权所有 Copyright 2012
All rights reserved.