东风EQ1090E型汽车前轮制动器的设计
图3.6 汽车在上坡路上停驻时的受力简图
由此可得出汽车上坡停驻时的后轴车轮的附着力为：
Z2??mag?(L1cos??hgsin?) 式(3-39) L同样可求出汽车下坡停驻时的后轴车轮的附着力为：
mg??Z2??a(L1cos??hgsin?) 式(3-40)
L 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
mag?(L1cos??hgsin?)?magsin? 式(3-41) L求得汽车在上坡时可能停驻的极限上坡路倾角为
??arctan?L1 式(3-42)
L??hg汽车在下坡时可能停驻的极限下坡路倾角为
???arctan?L1 式(3-43)
L??hg故 满载时：汽车在上坡时可能停驻的极限上坡路倾角为
?L1 ??arctan
L??hg35
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=arctan0.8?3900
5200?0.8?1530 =37.95?
汽车在下坡时可能停驻的极限下坡路倾角为
???arctan?L1
L??hg =arctan0.8?3900
5200?0.8?1530 =25.64?
空载时：汽车在上坡时可能停驻的极限上坡路倾角为
?L1 ??arctan
L??hg0.8?3484 =arctan
5200?0.8?1420 =27.02?
汽车在下坡时可能停驻的极限下坡路倾角为
?L1 ???arctanL??hg 0.8?3484 =arctan
5200?0.8?1420 =19.8?
一般要求各类汽车的最大停驻坡度不应小于16％～20％；汽车列车的最大停驻坡度约为12％左右，由以上计算可知满足法规规定值。
3.7 摩擦衬片的磨损特性计算
摩擦衬片(衬块)的磨损，与摩擦副的材质、表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。
汽车的制动过程是将其机械能(动能、势能)的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务。此时由于在短时间内热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大，则衬片(衬块)的磨损愈严重。
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制动器的能量负荷常以其比能量耗散率作为评价指标。比能量耗散率又称为单位功负荷或能量负荷，它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量，其单位为W／mm2。 双轴汽车的单个前轮制动器和单个后轮制动器的比能量耗散率分别为
21?ma(v12?v2)e1?? 式(5.37)
22tA12)1?ma(v12?v2e2?(1??) 式(5.39)
22tA2v?vt?12 式(5.3+)
j式中 ? ——汽车回转质量换算系数，近似取1.0；
ma——汽车总质量；
v1，v2——汽车制动初速度与终速度，m／s；计算时轿车取
总质量3.5t以下的货车取 v1=80km/h(22.2m/s)；总质量3．5tv1?100km/h(27.8m/s)；
以上的货车取v1=65km／h(18m／s)；
j——制动减速度，m／s2，计算时取j=0．6g； t——制动时间，s；
Al，A2——前、后制动器衬片(衬块)的摩擦面积，
Al =51286 ? 4=205144 A2= 53730?8 =41028 8 ；
?——制动力分配系数，0.38。
故在紧急制动到 =0 km/h时，并可近似地认为? ＝1：
18?0v?vt?12==3.06s
0.6?9.8j单个前轮制动器的比能量耗散率为
21?ma(v12?v2)e1??
22tA111?20130?(182?02) =??0.485
22?3.06?(51286?4) =0.51W／mm2
对于鼓式制动器，比能量耗散率过高，不仅会加速制动衬片(衬块)的磨损，而且可能引起制动鼓或盘的龟裂。鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1.8W／mm2为宜，由以上计算可知设计满足要求。
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第4章 制动器的结构及主要零部件设计
4.1制动蹄
乘用车和总质量较小商用车的制动蹄广泛采用T形型钢碾压或钢板冲压—焊接制成；总质量较大商用车的制动蹄则多用铸铁，铸钢或铸铝合金制成。制动蹄的结构尺寸和断面形状应保证其刚度好，但小型车用钢板制的制动蹄腹板上有时开有一，两条径向槽，使蹄的弯曲刚度小些，以便使制动蹄摩擦衬片与制动鼓之间的解除压力均匀，因而使衬片的磨损较为均匀，并可减少制动时的尖叫声。重型汽车制动蹄的断面有工字形，山字形几种。
为了提高效率，增加制动蹄的使用寿命和减小磨损，在总质量较大的商用车的铸造制动蹄靠近张开凸轮一端，设有滚轮或镶装有支持张开凸轮的垫片（图4-1）。
图4-1 铸铁制动蹄的结构形式
设计时衬片铆接在制动蹄上。
4.2制动鼓
制动鼓应具有非常好的刚性和大的热容量，制动时其温升不应超过极限值。制动鼓的材料与摩擦衬片的材料相匹配，以保证具有高的摩擦系数并使工作表面磨损均匀。
制动鼓有铸造和组合式两种。铸造制动鼓多选用灰铸铁铸造，具有机械加工容易、耐磨、热容量大等优点。为防止制动鼓工作时受载变形，常在制动鼓的外圆周部分铸有加强肋，用来加强刚度和散热效果（图4-2a）。制动鼓鼓壁厚的选取主要是从其刚度和强度方面考虑。壁厚取大些也有利于增大其热容量，但实验表明，壁厚由 增至20 mm时，摩擦表面的平均最高温度变化并不大。一般铸造制动鼓的壁厚：乘用车为7-12 mm；中，商用车为13-18 mm。制动鼓在闭合一侧外缘可开小孔，用于检查制动器间隙。
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组合式制动鼓的圆柱部分可以用铸铁铸出，腹板部分用钢板冲压成形（图4-2b）；也可以在钢板冲压的制动鼓内侧，镶装用离心浇铸的合金铸铁组合构成制动鼓（图4-2c）；或主体用铝合金铸成，内镶一层珠光体组成的灰铸铁作为工作表面（图4-2d）。组合式制动鼓的共同特点是质量小，工作面耐磨，并有较高的摩擦系数。
图4-2 制动鼓的结构形式
4.3摩擦衬片
摩擦衬片的的材料应该满足如下要求：
（1）具有一定的稳定的摩擦因数。在温度、压力升高和工作速度发生变化时，摩擦因数的变化应尽可能小。
（2）具有良好的耐磨性。不仅摩擦衬片应有足够的使用寿命，而且对偶摩擦副的磨耗也要求尽可能小。通常要求制动盘的磨耗不大于衬块的1/10。
（3）要有尽可能小的压缩率和膨胀率。压缩变形太大影响制动主缸的排量和踏板行程，降低制动灵敏度。膨胀率过大，摩擦衬块和制动盘要产生拖磨，尤其是对鼓式制动器衬片受热膨胀消除间隙后，可能产生咬死现象。 （4）制动时不应产生噪声，对环境无污染。 （5）应采用对人体无害的摩擦材料。
（6）有较高的耐挤压强度和冲击强度，以及足够的抗剪切能力。
（7）应将摩擦衬块的导热率控制在一定得范围。要求摩擦衬块在300 C加热板上作用30min后，背板的温度不超过190 C，防止防尘罩、密封圈过早老化和制动液温度迅速升高。
以前制动器摩擦衬片使用的是由增强材料（石棉及其他纤维），粘结剂，摩擦性能调节剂组成的石棉摩阻材料。它有制造容易，成本低，不易刮伤对偶等优点。但由于
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