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目錄：第一節(jié)

概述

第二節(jié)

制動器結構方案分析

第三節(jié)

制動器主要參數(shù)的確定

第四節(jié)

制動器的設計與計算

第五節(jié)

制動驅動機構

第六節(jié)

制動力調節(jié)機構

第七節(jié)

制動器主要結構元件

第八章制動系設計2

1.減速停車

——使汽車以適當?shù)臏p速度降速行駛直至停車；

2.穩(wěn)速下坡

——在下坡行駛時使汽車保持適當?shù)姆€(wěn)定車速；

3.可靠駐車——使汽車可靠地停在原地或坡道上。第一節(jié)概述一、制動系功用：二、對制動系配置的要求：行車制動裝置駐車制動裝置應急制動裝置輔助制動裝置必須配備的制動裝置有些車輛還需配備制動裝置分類：（1）按功用分：行車制動裝置、駐車制動裝置、應急制動裝置、輔助制動裝置；（2）按制動能量傳輸分：機械式、液壓式、氣壓式、電磁式、組合式；（3）按回路多少分：單回路制動系、雙回路制動系；（4）按能源分：人力制動系、動力制動系、伺服制動系應急制動裝置利用機械力源

(如強力壓縮彈簧)進行制動。在某些采用動力制動或伺服制動的汽車上，一旦發(fā)生蓄壓裝置壓力過低等故障時，可用應急制動裝置實現(xiàn)汽車制動。同時，在人力控制下它還能兼作駐車制動用。輔助制動裝置可實現(xiàn)汽車下長坡時持續(xù)地減速或保持穩(wěn)定的車速，并減輕或者解除行車制動裝置的負荷。行車制動裝置和駐車制動裝置，都由制動器和制動驅動機構兩部分組成。基本組成（1）供能裝置：包括供給、調節(jié)制動所需能量以及改善傳動介質狀態(tài)的各種部件（2）控制裝置：產生制動動作和控制制動效果各種部件，如制動踏板（3）傳動裝置：包括將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件如制動主缸、輪缸（4）制動器：產生阻礙車輛運動或運動趨勢的部件6

三、設計制動系時應滿足的主要要求1.有足夠的制動能力

行車制動能力

駐坡能力

制動減速度

制動距離指標

JB3939-85

指標

最大坡度

JB4019-85

2.工作可靠

行車制動至少有兩套獨立的驅動制動器的管路。當其中的一套管路失效時，另一套完好的管路應保證汽車制動能力不低于沒有失效時規(guī)定值的30％。行車和駐車制動裝置可以有共同的制動器，而驅動機構各自獨立。行車制動裝置都用腳操縱，其它制動裝置多為手操縱。第一節(jié)概述7

6.操縱輕便，并具有良好的隨動性；轎車貨車踏板力（N）500700手柄力（N）≤500≤700踏板行程（mm）100～150150～200手柄行程

（mm）160～200

4.防止水和污物進入制動器工作表面；

5.制動器熱穩(wěn)定性好

；JB3935-85JB4200-86行車制動為腳操縱，其他為手操縱。第一節(jié)概述制動系的一般要求

3.以任何速度制動，不應喪失操縱性和方向穩(wěn)定性；JB3939—85。8

7.制動時制動系產生的噪聲盡可能小；同時力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等物質，以減少公害。8.制動器協(xié)調時間和解除制動時間盡可能短；第一節(jié)概述制動系的一般要求氣動制動車輛不超過0.6秒，汽車列車不超過0.8秒。9.摩擦襯片（塊）有足夠的使用壽命；有消除摩擦副磨損間隙的自動調整機構；11.制動裝置失效時，有報警裝置。第二節(jié)制動器的結構方案分析制動器制動驅動機構制動裝置一般構成目前汽車上廣泛使用的是摩擦式制動器。鼓式制動器盤式制動器摩擦式制動器的類型帶式制動器中央常用車輪

制動器一部分與固定件相連，另一部分與轉動件相連。實施制動時，通過二者之間的接觸產生的摩擦力，阻止轉動件的轉動。解除制動時，兩者之間脫離接觸，可以自由相對運動。引言10

第二節(jié)制動器的結構方案分析一、鼓式制動器

（一）概述

1結構原理

兩制動蹄片安裝于固定件，制動鼓與轉動件相連。通過張開裝置使制動蹄片撐開，壓緊于制動鼓內表面，利用摩擦力，實現(xiàn)制動。

相關概念領蹄：施加的制動力產生的力矩與制動摩擦力產生的力矩方向相同。從蹄：施加的制動力產生的力矩與制動摩擦力產生的力矩方向相反。11

領從蹄式雙領蹄式雙向雙領蹄式雙從蹄式雙向增力式單向增力式鼓式制動器示意圖第二節(jié)制動器的結構方案分析鼓式制動器2。主要類型機械式張開裝置示意圖第二節(jié)制動器的結構方案分析張開裝置鼓式制動器凸輪式機械式張開裝置的類型楔塊式非平衡凸輪式平衡凸塊式平衡活塞輪缸（液壓驅動）13

（2）

不同鼓式制動器的主要區(qū)別：蹄片固定點的數(shù)量和位置張開裝置的形式與數(shù)量制動時兩塊蹄片之間的相互作用（1）

不同鼓式制動器的相同點蹄片固定于車架，利用張開裝置，使蹄片撐開緊貼與制動鼓內壁，蹄片與制動鼓的摩擦力阻止制動輪轉動。第二節(jié)制動器的結構方案分析鼓式制動器3。總體評價14

制動器效能因數(shù)（3）制動器效能評價

制動效能制動效能的穩(wěn)定性

單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或者力矩。

在制動鼓（制動盤）作用半徑R上得到的摩擦力與輸入力之比。

效能因數(shù)K對摩擦因數(shù)f的敏感性（dK/df）。

第二節(jié)制動器的結構方案分析鼓式制動器15

1

領從蹄式第二節(jié)制動器的結構方案分析結構特點：每個蹄片都有固定支點兩固定支點位于同一端性能特點：制動性能和效能穩(wěn)定性較好前進、倒退制動效果不變便于調整制動間隙蹄片磨損不均勻鼓式制動器（二）分類介紹

16

2。單向雙領蹄式第二節(jié)制動器的結構方案分析結構特點：每個蹄片都有固定支點兩固定支點位于不同端性能特點：前進時，制動性能和效能穩(wěn)定性好便于調整制動間隙蹄片磨損均勻前進、倒退制動效果不一樣鼓式制動器17

3。雙向雙領蹄式第二節(jié)制動器的結構方案分析結構特點：兩蹄片浮動分別張開蹄片性能特點：制動性能和效能穩(wěn)定性好適于雙回路驅動機構蹄片磨損均勻結構復雜，調整間隙困難鼓式制動器18

4。雙從蹄式第二節(jié)制動器的結構方案分析結構特點：每個蹄片都有固定支點兩固定支點位于不同端性能特點：制動性能和效能穩(wěn)定性最好制動效能最低鼓式制動器19

5。單向增力式第二節(jié)制動器的結構方案分析結構特點：兩蹄片只有一個固定支點蹄片下端經(jīng)推桿相連性能特點：前進制動時，皆為領蹄，制動效果好；制動效能穩(wěn)定性差；倒退時，制動效果差；蹄片磨損不均勻； 這種制動器只有一個輪缸，故不適合用于雙回路驅動機構；調整蹄片間隙困難。鼓式制動器21

6。雙向增力式第二節(jié)制動器的結構方案分析結構特點：兩蹄片有一個支點兩個活塞同時張開蹄片性能特點：制動性能好前進與倒車制動效能不變制動性能穩(wěn)定性較差蹄片磨損不均勻鼓式制動器6.雙向增力式23

雙從蹄

領從蹄

雙領蹄雙向雙領蹄單增力雙增力制動效能123344前進、倒車的制動效果不同相同不同相同不同相同制動效能穩(wěn)定性432211兩蹄片單位壓力相等不等相等相等不等不等制動時輪轂受力不受受不受不受受受結構復雜程度復雜簡單復雜復雜簡單復雜間隙調整容易容易容易困難困難困難是否適用雙管路是否是是否否第二節(jié)制動器的結構方案分析鼓式制動器（三）綜合比較

基本尺寸比例相同的各式鼓式制動器效能因數(shù)與摩擦因數(shù)的關系曲線如左圖所示：制動器的效能因數(shù)由高至低的順序為：增力式制動器，雙領蹄式制動器，領從蹄式制動器和雙從蹄式制動器。而制動器效能穩(wěn)定性排序則恰好與上述情況相反。特別說明：鼓式制動器的效能并非單純取決于根據(jù)制動器的結構參數(shù)和摩擦因數(shù)計算出來的制動器效能因數(shù)值，而且還受蹄與鼓接觸部位的影響。蹄與鼓僅在蹄的中部接觸時，輸出制動力矩就小，而在蹄的端部和根部接觸時輸出制動力矩就較大。制動器的效能因數(shù)越高，制動效能受接觸情況的影響也越大，故正確的調整對高性能制動器尤為重要。26

二、盤式制動器第二節(jié)制動器的結構方案分析（一）

結構原理（二）結構類型鉗盤式全盤式按照摩擦副中固定元件的結構

固定元件安裝于固定件，制動盤與轉動件相連。制動時，固定元件壓緊在制動盤上，利用摩擦力，實現(xiàn)制動。分類鉗盤式(點盤式制動器)全盤式(離合器式制動器)固定鉗式滑動鉗式擺動鉗式浮動鉗式28

第二節(jié)制動器的結構方案分析

全盤式制動器中摩擦副的旋轉元件與固定元件都是圓盤形，制動時，兩盤摩擦表面完全接觸，作用原理如同摩擦式離合器。全盤式制動器的結構原理盤式制動器29

第二節(jié)制動器的結構方案分析鉗盤式制動器的結構原理

鉗盤式制動器固定元件是制動塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉的制動鉗中。制動塊與制動盤接觸面積很小。固定鉗式浮動鉗式按照制動鉗的結構鉗盤式制動器的分類滑動鉗式擺動鉗式盤式制動器30

第二節(jié)制動器的結構方案分析盤式制動器（三）分類介紹1。固定鉗式結構特點：制動鉗不動制動盤兩側有液壓缸性能特點：除活塞和制動塊外無滑動件，剛度好；制造容易，能適應不同回路驅動要求；尺寸大，布置困難，產生熱量多；31

第二節(jié)制動器的結構方案分析盤式制動器結構特點：制動鉗可以做軸向滑動制動盤內側有液壓缸2。滑動鉗式結構特點：制動鉗與固定座鉸接制動盤內側有液壓缸3。擺動鉗式32

第二節(jié)制動器的結構方案分析盤式制動器浮動鉗式制動器性能特點：軸向尺寸小油路便于布置成本低二、盤式制動器與鼓式制動器比較，盤式制動器有如下優(yōu)點：1)熱穩(wěn)定性好。一般無自行增力作用，襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關，故無機械衰退問題。因此，前輪采用盤式制動器，汽車制動時不易跑偏。2)水穩(wěn)定性好。制動塊對盤的單位壓力高，易于將水擠出，因而浸水后效能降低不多；又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一、二次制動即能恢復正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復。3)制動力矩與汽車運動方向無關。4)易于構成雙回路制動系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。5)尺寸小、質量小、散熱良好。6)壓力在制動襯塊上分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。7)更換襯塊工作簡單容易。8)襯塊與制動盤之間的間隙小(0．05—0．15mm)，這就縮短了制動協(xié)調時間。9)易于實現(xiàn)間隙自動調整及應用。盤式制動器的主要缺點是：1)難以完全防止塵污和銹蝕(封閉的多片全盤式制動器除外)。2)兼作，駐車制動器時，所需附加的手驅動機構比較復雜。3)在制動驅動機構中必須裝用助力器。4)因為襯塊工作面積小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質的襯塊。盤式制動器在轎車前輪上得到廣泛應用。36

第三節(jié)制動器主要參數(shù)確定一、鼓式制動器主要參數(shù)確定1.制動鼓內徑D（半徑R）主要考慮：能產生足夠的制動力矩便于散熱由M=Ff

?R可知，R大，則制動力矩大便于散熱摩擦面積大制約因素輪輞內徑制動鼓厚度制動鼓剛度37

D/Dr轎車0.64~0.74貨車0.70~0.83第三節(jié)制動器主要參數(shù)確定鼓式制動器主要參數(shù)的確定鼓式制動器主要幾何參數(shù)38

襯片寬度b按照摩擦片規(guī)格選取；包角β不宜大于120°。第三節(jié)制動器主要參數(shù)確定鼓式制動器主要參數(shù)的確定2.襯片寬度b和包角β襯片寬度影響摩擦襯片壽命。襯片寬度大，磨損小，但質量大，不易加工；襯片寬度小，磨損快，壽命短。39

3.摩擦片起始角，β0=90－β/2。4.制動器中心到張開力作用線距離尺寸，e≈0.8R。5.制動蹄支承點坐標a和c

在保證強度的情況下，尺寸e、a盡可能大，c盡可能小。第三節(jié)制動器主要參數(shù)確定鼓式制動器主要參數(shù)的確定40

二、盤式制動器主要參數(shù)的確定1.制動盤直徑D

第三節(jié)制動器主要參數(shù)確定2.制動盤厚度h實心式盤：10～20mm通風式盤：20～50mm

一般20～30mm

盡量取大，通常為輪輞直徑的70％～79％。41

3.摩擦襯塊外半徑R2和內半徑R1比值不大于1.5。4.制動襯塊面積：單位襯塊面積占整車質量1.6~3.5kg/cm2。第三節(jié)制動器主要參數(shù)確定盤式制動器主要參數(shù)的確定42

§8-4制動器的設計與計算一、鼓式制動器的設計計算1.壓力沿襯片長度方向上的分布規(guī)律為正弦分布2.蹄片制動力矩43

§8-4制動器的設計與計算二、盤式制動器的設計計算盤式制動器制動力矩計算44

§8-4制動器的設計與計算三、襯片摩擦特性計算1.比能量消耗率e：每單位襯片摩擦面積在單位時間內消耗的能量。45

三、襯片摩擦特性計算2.比摩擦力f0：每單位襯片（襯塊）摩擦面積的制動器摩擦力四、前、后輪制動器

制動力矩的確定

為了保證汽車有良好的制動效能，要求合理地確定前、后輪制動器的制動力矩。為此，首先選定同步附著系數(shù)φo，并用下式計算前、后輪制動力矩的比值式中:Mμ1,Mμ2為前、后輪制動器的制動力矩；Ll、L2為汽車質心至前軸和后橋的距離；hg為汽車質心高度。根據(jù)汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動到前輪抱死拖滑，計算出前輪制動器的最大制動力矩Mμ1max；再根據(jù)前面已確定的前、后輪制動力矩的比值計算出后輪制動器的最大制動力矩Mμ2max

。五、應急制動和駐車制動

所需的制動力矩1．應急制動應急制動時，后輪一般都將抱死滑移，故后橋制動力為：五、應急制動和駐車制動

所需的制動力矩此時所需的后橋制動力矩為五、應急制動和駐車制動

所需的制動力矩如用后輪制動器作為應急制動器，則單個后輪制動器的應急制動力矩為：FB2re/2若用中央制動器進行應急制動，則其應有的制動力矩為：FB2re/io五、應急制動和駐車制動

所需的制動力矩2．駐車制動：（1）上坡時：汽車可能停駐的極限上坡路傾角α1：可根據(jù)后橋上的附著力與制動力相等的條件求得，即：由：

得：五、應急制動和駐車制動

所需的制動力矩（2）下坡時：（要求課下自己推導）同理：按照同樣條件可得：55

五、應急制動和駐車制動所需的制動力矩駐車制動：極限上坡角α1

極限下坡角α1'

五、應急制動和駐車制動

所需的制動力矩在駐車制動器的設計中，在安裝制動器的空間、制動驅動力源等條件允許的范圍內，應力求后橋上的駐車制動力矩接近于由α1所確定的極限值magresinal(因α1>α’1)，并保證下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。五、應急制動和駐車制動

所需的制動力矩單個后輪駐車制動器的制動力矩上限為：

magresinαl/2中央駐車制動器的制動力矩上限為：

magresinαl／io。58

§8-5制動驅動機構一、制動驅動機構的形式人力制動動力制動伺服制動1.人力制動機械式：已淘汰液壓式59

一、制動驅動機構的形式1.人力制動優(yōu)點：（1）滯后時間短（2）工作壓力高（3）效率高缺點：過熱后，油汽化，使效能降低應用：轎車、輕型貨車、部分中型貨車60

一、制動驅動機構的形式2.動力制動利用發(fā)動機的動力轉化，表現(xiàn)為氣壓或液壓勢能氣壓式：

優(yōu)點：操縱輕便工作可靠維修方便氣源用途多

氣壓制動回路

62

一、制動驅動機構的形式2.動力制動氣壓式：缺點：帶壓縮機，貯氣筒、制動閥，結構復雜；滯后時間長；管路壓力小，體積質量大；噪聲大。應用：8噸以上貨車、客車，拖掛車、汽車列車

63

一、制動驅動機構的形式2.動力制動全液壓式：優(yōu)點：制動能力強，滯后時間短，易于采用制動力調節(jié)裝置和滑移裝置缺點：結構復雜，精密度高，密封性要求高應用：應用不廣泛全液壓動力制動系統(tǒng)65

一、制動驅動機構的形式2.動力制動氣液聯(lián)合式：兼有氣壓式和全液壓式的優(yōu)缺點應用：重型貨車氣頂液制動系67

一、制動驅動機構的形式3.伺服制動：特點：人力與發(fā)動機并用真空伺服制動：應用：總質量1.1～1.35t以上轎車，載重量6t以下輕、中型貨車68

一、制動驅動機構的形式3.伺服制動：空氣伺服制動：應用：載重量6～12t中、重型貨車，少數(shù)高級轎車液壓伺服制動：應用：各種車型廣泛應用真空增壓式伺服制動系氣壓增壓伺服制動系二、分路系統(tǒng)

為了提高制動工作可靠性，應采用分路系統(tǒng)。全車的所有行車制動器的液壓或氣壓管路分為兩個或更多的互相獨立的回路，其中一個回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動作用。雙軸汽車的雙回路制動系統(tǒng)有以下常見的五種分路形式：1)一軸對一軸(Ⅱ)型；2)交叉(X)型；3)一軸半對半軸(H1)型；4)半軸一輪對半軸一輪(LL)型；5)雙半軸對雙半軸(HH)型73

二、分路系統(tǒng)II型X型HI型LL型HH型分路說明前后軸各用一個回路前軸一側制動器與后軸對側制動器同屬一個回路每側前制動器半數(shù)輪缸和全部后制動器輪缸一個回路

兩側前輪制動器半數(shù)輪缸和一個后軸制動器各一個回路

兩側前后制動器半數(shù)輪缸各一個回路前后制動器制動力比值變

不變變

不變

不變管路結構復雜程度

簡單

簡單

復雜

復雜

復雜

成本低低高高高74

二、分路系統(tǒng)II型X型HI型LL型HH型制動力變化

前置前驅前回路失效，<50％50％前軸回路失效損失小；后軸回路失效損失

50％

50％

對過多、不足轉向的影響

產生過多、不足轉向

產生過多、不足轉向

前后輪抱死的情況

前回路失效后軸抱死甩尾；后回路失效前軸先抱死

前回路失效，后軸抱死甩尾

Ⅱ型的管路布置較為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動氣室)鼓式制動器配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別是貨車上用得最廣泛。這種形式若后制動回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉彎制動能力。對于采用前輪驅動因而前制動器強于后制動器的轎車，當前制動回路失效而單用后橋制動時，制動力將嚴重不足(小于正常情況下的一半)；若后橋負荷小于前軸，則踏板力過大時易使后橋車輪抱死而汽車側滑。

X型的結構也很簡單。直行制動時任一回路失效，剩余總制動力都能保持正常值的50％。但是，一旦某一管路損壞造成制動力不對稱，此時前輪將朝制動力大的一邊繞主銷轉動，使汽車喪失穩(wěn)定性。這種方案適用于主銷偏移距為負值(達20mm)的汽車上。這時，不平衡的制動力使車輪反向轉動，改善了汽車穩(wěn)定性。HI、HH、LL型結構都比較復雜。LL型和HH型在任一回路失效時，前、后制動力比值均與正常情況下相同。LL型和HH型的剩余總制動力可達正常值的50％左右。HI型單用一軸半回路時剩余制動力較大此時與LL型一樣，緊急制動情況下后輪很容易先抱死。§8．6制動力調節(jié)機構

進行制動力調節(jié)的必要性：制動力分配系數(shù)恒定的制動系，雖然可借選擇較大的同步附著系數(shù)φo的辦法，來保證在相當寬廣的附著系數(shù)φ<φo。的范圍內滿足前輪先抱死的要求，但是除了在φo附近的不大區(qū)段以外，附著系數(shù)利用率都很低