汽车制动系统的结构设计

课题名称：汽车制动系统的结构设计与计算

第一章：制动器结构型式即选择

、汽车已知参数：

汽车轴距（mm ）:3800

车轮滚动半径（mm ） :407.5

汽车空载时的总质量（kg ）:3330 汽车满载时的总质量（kg ） 6330 空载时，前轴负荷 G=mg=12348.24N 后轴负荷为 38624.52N 满载时，前轴负荷 G=mg=9963.53N

后轴负荷为 43157.62N

空载时质心高度为 750mm 满载时为930mm 质心距离前轴距离空载时为

2.36m 满载时为2.62m

汽车设计课程设计

质心距离后轴距离满载时为 1.44m 满载时为1.18m 二、鼓式制动器工作原理

鼓式制动器的工作原理与盘式制动器的工作原理基本相同： 制动蹄压住旋转表面。

这

个表面被称作鼓。

许多车的后车轮上装有鼓式制动器，而前车轮上装有盘式制动器。

鼓式制动器具有的

元件比盘式制动器的多，而且维修难度更大，但是鼓式制动器的制造成本低， 并且易于与紧 急制动系统结合。

我们将了解鼓式制动器的工作原理、检查紧急制动器的安装情况并找出鼓式制动器所需 的维修类别。 我们将鼓式制动器进行分解，并分别说明各个元件的作用。

鼓式制动器

图1鼓式制动器的各个元件

与盘式制动器一样，鼓式制动器也带有两个制动蹄和一个活塞。 有一个调节器机构、一个紧急制动机构和大量弹簧。

图2仅显示了提供制动力的元件。 图2.运行中的鼓式制动器

当您踩下制动踏板时，活塞会推动制动蹄靠紧鼓。 这一点很容易理解，但是为什么需

要这些弹簧呢？

这就是鼓式制动器比较复杂的地方。 许多鼓式制动器都是自作用的。 图5中显示，当

制动蹄与鼓发生接触时，会出现某种楔入动作，其效果是借助更大的制动力将制动蹄压入鼓 中。

楔入动作提供的额外制动力， 可让鼓式制动器使用比盘式制动器所用的更小的活塞。 但

是，由于存在楔入动作，在松开制动器时，必须使制动蹄脱离鼓。 这就是需要一些弹簧的

原因。其他弹簧有助于将制动蹄固定到位，并在调节臂驱动之后使它返回。

制动缸

'.蛊盒制动 机构

但是鼓式制动器还带

为了让鼓式制动器正常工作，制动蹄必须与鼓靠近，但又不能接触鼓。如果制动蹄与鼓相隔太远（例如，由于制动蹄已磨损），那么活塞需要更多的制动液才能完成这段距离的行

程，并且当您使用制动器时，制动踏板会下沉得更靠近地板。这就是大多数鼓式制动器都

带有一个自动调节器的原因。

当衬块磨损时，制动蹄和鼓之间将产生更多的空间。汽车在倒车过程中停止时，会推动

制动蹄，使它与鼓靠紧。当间隙变得足够大时，调节杆会摇动足够的幅度，使调节器齿轮

前进一个齿。调节器上带有像螺栓一样的螺纹，因此它可以在转动时松开一点，并延伸以填充间隙。每当制动蹄磨损一点时，调节器就会再前进一点，因此它总是使制动蹄与鼓保持靠近。

一些汽车的调节器在使用紧急制动器时会启动。如果紧急制动器有很长一段时间没有

使用了，则调节器可能无法再进行调整。因此，如果您的汽车装有这类调节器，一周应至

少使用紧急制动器一次。

汽车上的紧急制动器必须使用主制动系统之外的动力源来启动。鼓式制动器的设计允

许简单的线缆启动机构。

鼓式制动器最常见的维修是更换制动蹄。一些鼓式制动器的背面提供了一个检查孔，

可以通过这个孔查看制动蹄上还剩下多少材料。当摩擦材料已磨损到铆钉只剩下0.8毫米长时，应更换制动蹄。如果摩擦材料是与后底板粘合在一起的（不是用铆钉），则当剩余的摩擦材料仅为1.6毫米厚时，应更换制动蹄。

图3.制动蹄

与盘式制动器中的情况相同，制动鼓中有时会磨损出很深的划痕。如果磨损完的制动蹄使用时间太长，将摩擦材料固定在后部的铆钉会把鼓磨出凹槽。出现严重划痕的鼓有时可以通过重新打磨来修复。盘式制动器具有最小允许厚度，而鼓式制动器具有最大允许直径。由于接触面位于鼓内，因此当您从鼓式制动器中去除材料时，直径会变大。

图4.制动鼓

第二章：制动系的主要参数及其选择、制动力及制动力分配系数分析

轴车轮的法向反力比耳为:

T.——汽不轴即：

去——汽车厭心离丽轴跖离; 厶——汽车质心离后轴聊离;

—汽牢质心高度；入

密——頂力加速度：

du

dt-——汽车制动减速度。

曲车池陶地面制动力为

町■耳1兀■ * I：■ Qq

X 血（7）_岔

式中q（）—制动强度，吓称比减速度或比制动力；

% ------- 前后轴车轮的地面制动力“怎

由以上两式可求得前*后轴车轮附若力为

几之（7?十仇?）旷:為1■夾加

匕魅山汽车在附看系救炉■竄确定值时路面上制动时.备轴附看力即极限制动力并非为常瓠加沁圉强度q或总制动力的说数。出汽车各车轮制动器的制动力足怫时，报抵汽附前.后轴的轴荷介配+ 后年轮制幼瞎制动力的分配、道路附着系数和坡度恬况等.制动过程对能卅现的情况冇三种.即兀

⑴前轮先抱死施滑,然后后轮再抱此拖卅；

⑵后轮先抱死拖滑-悠后前轮祁抱社拖年：

<3）后轮同时抱死損滑。

在旦上三种悄况中*显然是赧后料悄况的附石条件利用得JA好"

16)

式中G——汽T所受重力*

、汽车前后车轮同时抱死时的制动力和分配系数

1、制动力（满载）

假设汽车的同步附着系数为

0 =08

在前后车轮均被抱死时，q= 0=0.8,这时前后轴车轮的制动器制动力 卩们、F f2即是理

想最大制动力，此时 F B 、F f 和F 相等，所以有：（F B 为汽车总的地面制动力，

F f 为汽车

总的制动器制动力，

F 车轮与路面总的附着力）

L=3.8M L1=2.62M L2=1.18M

Hg=0.93M

2、制动力分配系数与同步附着系数

假设汽车的同步附着系数为

0 =0.8.

3、制动强度和附着系数利用率

GL 1 =66.8039KN

(0 )h g

=0.9342

)h g

J

(

)h g =1.87 (1 0.8)*0.886

=0.9342

4、最大制动力矩

对于选取较大

°值的汽车，这类车辆经常行驶在良好道路上，车速较高，后轮制动抱

F B 1

F f1 F

GL(L 2

o h g )

B i

=24891.2N

F

B2

F

f 2 F

0h g

)

0 =24786.628N

则制动力分配系数

心=0.5

L

取该车所能遇到的最大附着系数为 max =1，从保证汽车制动时的稳定性出发来确定各

轴的最大制动力矩。

=1时，后轴先抱死，当后轴刚要抱死时，可推出得:

F

B

L 1 1.87