汽车制动系统设计说明书(3)

2019-06-02 15:54

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则D的取值范围为231.14mm~260.7mm。

查得国内相关汽车前轮盘式制动器参数,参考类似车型,可取D=248mm。

4.8制动盘的厚度h

制动盘厚度h对制动盘质量和工作时的温升有影响。为使质量小些,制动盘厚度不宜取的很大;为减小温升,制动盘厚度又不宜取的过小。制动盘可以做成实心的,或者为了散热通风需要在制动盘中间铸出通风孔道。通常,实心制动盘厚度可取为

10mm~20mm;具有通风孔道的制动盘的两工作面之间的尺寸,即制动盘的厚度取

为20 mm~50mm,但多采用20 mm~30mm。

这里选用实心式制动盘,h取12mm。

4.9摩擦衬块内外半径的确定

推荐摩擦衬块外半径R2与内半径R1的比值不大于1.5。若比值偏大,工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多,磨损不均匀,接触面积减少,最终将导致制动力矩变化大。

取外半径R2=120mm,内半径R1=80mm。

4.10制动衬块工作面积A

推荐根据制动摩擦衬块单位面积占有的汽车质量在1.6kg/cm2~3.5 kg/cm2内选取。

544544cm2?A?cm2223.5?41.6?4 得38.86cm?A?85cm。参考国内同类型车辆,可取

A=60cm2。

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5、鼓式制动器主要零部件的设计

5.1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。

本设计中制动蹄采用T形型钢钢板冲压焊接制成。

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。

制动蹄腹板和翼缘的厚度,乘用车的约为3~5mm;商用车的约为5~8 mm。摩擦衬片的厚度,乘用车的多为4.5~5 mm;商用车的多为8 mm以上。衬片可铆接或粘贴在制动蹄上,粘贴的允许其磨损厚度较大,使用寿命增长,但不易更换衬片;铆接的噪声小。

制动蹄腹板及翼缘厚度为4mm,摩擦衬片厚度为5mm

衬片铆接在制动蹄上。

5.2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5-1a)。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11mm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

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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。

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5-1b);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5-1c);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5-1d)。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。

本车采用铸造式制动鼓,壁厚为9mm

图5-1、制动鼓的结构形式

5.3摩擦衬片

摩擦衬片的的材料应该满足如下要求?1?:

(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300C加热板

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上作用30min后,背板的温度不超过190C,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。但由于它又有耐热性能差,摩擦因数随温度升高而降低,磨耗增高和对环境有污染,特别是石棉能致癌,所以已逐渐被淘汰。

由金属纤维、粘结剂和摩擦性能调节剂组成的半金属磨阻材料,具有较高的耐热性和耐磨性,今年来得到广泛的应用,故采用此材料。

5.4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。

车轮制动器采用广泛应用的模压材料,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。

带式中央制动器采用编织材料,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100C~120C温度下,它具有较高的摩擦系数(f=0.4以上),冲击强度比模压材料高4~5倍。但耐热性差,在200C~250C以上即不能承受较高的单位压力,磨损加快。

各种摩擦材料摩擦系数的稳定值约为0.3~0.5。设计计算中制动器时摩擦系数一般选用f=0.3—0.4。

5.5蹄与鼓之间的间隙自动调整装置

为了保证制动鼓在不制动时能自由转动,制动鼓与制动衬片之间,必须保持一定 间隙。此间隙量应尽可能小,因为制动系的许多工作性能受此间隙影响而变化。使用

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中因磨损会增大此间隙,过分大的间隙会带来许多不良的后果:制动器产生制动作用的时间增长;各制动器因磨损不同,间隙也不一样,结果导致各制动器产生制动作用的时间不同,即同步制动性能变坏;增加了压缩空气或制动液的消耗量,并使制动踏板行程增加。

为保证制动鼓与制动衬片之间在使用期间始终有出设定的间隙量,要求采用间隙自动调整装置。现在鼓式制动器中采用间隙自动调整装置的也日益增多。

一般来说,鼓式制动器的设定间隙为0.2mm-0.5mm;盘式制动器的为0.1mm-0.3mm(单侧为0.05mm-0.15mm)。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,考虑到制动过程中摩擦副可能产生热变形和机械变形,因此,制动器在冷却状态下应设的间隙要通过试验来确定。

设计中,鼓式制动器的设定间隙为0.2mm-0.5mm,取间隙为0.4mm。

鼓式制动器也有采用波尔舍乘用车的制动器间隙调整装置的,摩擦元件可以装在轮缸中,也可以装在制动蹄腹板上。

采用这类间隙自调装置时,制动器安装在汽车上后不需要人工精细调整,只需要进行一次完全制动即可调整到设定间隙,并且在行车过程中随时补偿过量间隙。因此,可将这种自调装置称为一次调准式。

鼓式制动器间隙自动调整的一般方法: (1)采用轮缸张开装置

可采用不同的方法及其响应机构调节制动鼓与摩擦衬片间的间隙。1.借助于装在制动地板上的调整凸轮和偏心支承销,用手调整制动蹄的原始安装位置以得到所要求的间隙。凸轮工作表面螺旋线的半径增量和支承销的偏心量应超过衬片的厚度。2.借助于自动调整装置使制动蹄位于间隙量所要求的原始位置。也可在制动轮刚上采取措施实现工作间隙的自动调整

(2)采用凸轮张开装置

采用凸轮张开装置时,制动器的工作间隙调整可通过转动凸轮相对于臂的位置来实现,而臂的位置则保持不变。凸轮位置的改变是靠装在臂上的涡轮蜗杆副来实现的,因此臂又称为调整臂

(3)采用楔块张开装置

该结构的制动器工作间隙是借助于调整套筒,棘爪和调整螺钉进行自动调整。在套筒的外表面上切有螺旋棘齿,而套筒的内孔则为螺孔。朝向套筒一侧的棘爪端面则

做成与套筒外表面的螺旋棘齿相配的齿槽。如果在制动时柱塞的行程超过棘齿的轴向

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