轻型货车及制动系设计说明书(7)

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摩擦片摩擦系数?=0.3~0.5 取0.3 θ

=90°—θ/2=90°—90°/2=45°

0?=arctan?=arctan0.3=16.7° （3.21）

0?=?/2+?-θ

-θ/2=16.7° （3.22）

2）从蹄的效能因数

?=θ-θ/2-?/2+?=90°-45°-90°+16.7°=-28.3° （3.23）Kt2=?/(?/?cos?sin?)?1=1.36/2.51+1=0.37 （3.24） 后轮总的效能因数 Kt= Kt1 +Kt2=0.86+0.37=1.23

2.前轮领从蹄效能因数： 摩擦衬片包角θ=90° 摩擦衬片起始角θ

01=45°

制动器中心到张开力P作用线的距离e=90mm 制动鼓半径 R=148.6mm 摩擦衬片包角 ?=90°

h2p轮缸张开力P作用线到支承销的距离=42mm 摩擦片摩擦系数?=0.3~0.5 取0.3

?=arctan?=arctan0.3=16.7° θ

0=90°—θ/2=90°—90°/2=45°

0?=?/2+?-θ

-θ/2=16.7°

Kt1= ?/(?/?cos?sin?)?1=1.36/(0.73/1.1cos16.7°sin16.7°)-1=0.86 制动蹄支承点位置坐标a=108.5mm

?=h/R=(a+e)/R=(108.5+90)/148.6=1.36 ?=l0/R=163.46/148.6=1.1

l0=(4sin?/2)/ (?+sin?)R=163.46mm 摩擦片摩擦系数?=0.3~0.5 取0.3

2）从蹄的效能因数

?=θ-θ/2-?/2+?=90°-45°-90°+16.7°=-28.3°

Kt2=?/(?/?cos?sin?)?1=1.36/2.51+1=0.37 前轮轮总的效能因数 Kt= Kt1 +Kt2=0.86+0.37=1.23

3.3 鼓式制动器零部件的结构设计

1）制动蹄

制动蹄包括制动蹄片和摩擦衬片。摩擦衬片选择应满足以下条件：具有稳定的摩擦因数，有良好的耐磨性。要尽可能小的压缩率和膨胀率。制动时不易产生噪音，对环境

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无污染。应采用对人体无害的摩擦材料。有较高的耐挤压强度和冲击强度，和抗剪切能力。摩擦衬块的热导率应控制在一定范围内。制动蹄必须要有一定的强度与刚度，在受力与受压时不易发生变形和扭曲。所以本设计制动蹄选用钢板焊接制造而成。

轿车和微型车，轻型载货汽车的制动蹄广泛采用T形钢辗压或钢板冲压焊接制成。制动蹄腹板和翼缘的厚度分别选用了6mm，衬片的厚度选用了6mm。制动蹄和摩擦片可以铆接，也可以粘接。粘接的优点在于衬片更换前允许磨损的厚度较大，其缺点在于工艺较复杂，且不易更换衬片。铆接的噪声较小。本次设计采用铆接的。 2）制动底板

制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置，制动底版承受着制动器工作时的制动反力矩，故应有足够的刚度，为此本次设计选用具有凹凸起伏形状的钢板冲压成型的制动底板。 3）摩擦材料

对汽车的摩擦材料有如下要求：

（1）具有高而稳定的摩擦系数，热衰退应该较为缓和，不能在温升到某一值后，摩擦系数骤然下降。 （2）耐磨性好 （3）吸水性和吸油率低

（4）有较高的耐挤压强度和冲压强度 （5）制动时不发生噪声和臭气

（6）尽量采用减少污染和对人体无害的摩擦材料

摩擦材料目前广泛采用的是模压材料，模压材料是将石棉纤维与树胶粘结剂，由无机粉粒及橡胶聚合树脂等配成的用以调态摩擦性能的填充剂，以及主要成分为石墨的噪声消除剂等混合后，在高温下保持较高的机械强度。

另一种为编织材料。其冲击强度比模压材料高4~5倍。但耐磨性差。只适用于轻、中型汽车的鼓式和带式制动器。特别是带式中央制动器。

各种摩擦材料的磨损系数的稳定性为0.3~0.5。计算制动器制动力矩时，一般取值0.3

调整摩擦性能的填充剂与噪声消除剂等混合后，在高温下模压成型的。模压材料的挠性较差故应安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它性能。

基于本次设计情况，本次设计摩擦材料选用编制材料。 4）制动鼓

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制动鼓在工作载荷下将变形，使蹄鼓间单位压力不均匀，且带来了少许踏板行程损失，鼓变形后的不圆柱度过大容易引起制动时的自锁或引起踏板振动。为提高制动鼓的刚度，沿鼓口外圆边铸有周向肋条，也有铸成若干轴向肋条的。加肋条还可以提高散热性能。制动鼓的内工作面应在制动鼓与轮辋装配后进行加工，可以保证两轴线重合。并应在两者装配条件下进行动平衡。需用不平衡度为0.30~0.40N.m制动鼓壁厚，轿车为7~2mm，中型以上货车为13~18mm。壁厚取大些有利于增加热容量。本次设计制动鼓取10mm。

制动鼓应具有高的刚性和较大的热容量，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，应能保证具有高的摩擦系数并使工作表面磨损均匀中吨位和重型货车以及大型客车的制动鼓材料多用灰铸铁，一方面由于铸铁耐磨，易于加工，另一方面单位体积的热容量大。另外，也有用合金铸铁的。不少轻型货车和轿车的制动鼓是组合式的。其圆柱部分用铸铁铸造，腹板用钢板冲压成型。这样可以减少制动鼓质量。故本次设计选用由钢板冲压成型的辐板与铸铁鼓筒部分铸成一体的组合式制动鼓。

6）制动器间隙调节装置

为了保证制动鼓在不转动时能自由转动，制动鼓与制动蹄衬片必须保留一定的间隙，但是又不能过大。因为这样将使制动踏板行程过大，以致驾驶员操纵不便，同时也会推迟制动器起作用的时刻。一般合适的间隙范围在0.25～0.5mm之间；采用间隙自动调节装置时，制动器安装到车上以后，不需要人工精细调整，只需进行一次完全制动即自动调准到合适范围，并在行车过程中能随时补偿过量间隙。

（1）手动调整装置

① 转动调整凸轮和带偏心轴颈的支承销

凸轮固定在制动底板上，支承销固定在制动蹄上，沿某一方向转动调整凸轮时，通过支承销将制动蹄向外顶，制动器间隙将减小。

② 转动调整螺母

有些制动器轮缸两端的端盖制成调整螺母，用一字螺丝刀拨动调整螺母的齿槽，使螺母转动，带螺杆的可调支座便向内或向外作轴向移动，使制动蹄上端靠近或远离制动鼓，制动间隙减小或增大。间隙调整好以后，用锁片插入调整螺母的齿槽中，固定螺母位置。

③ 调整可调顶杆长度

可调顶杆由顶杆体、调整螺钉和顶杆套组成。顶杆套一端具有带齿的凸缘，套内制有螺纹，调整螺钉借螺纹旋入顶杆套内。拨动顶杆套带齿的凸缘，可使调整螺钉沿轴向移动，从而改变了可调顶杆的总长度，调整了制动器间隙。此调整方式仅适用于自增力式制动器。

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（2）自动调整装置

现在很多汽车的制动器都装有制动器间隙自动调整装置，它可以保证制动器间隙始终处于最佳状态，不必经常人工检查和调整。 ① 摩擦限位式间隙自调装置

用以限定不制动时制动蹄内极限位置的限位摩擦环装在轮缸活塞内，限位摩擦环是一个有切口的弹性金属环，压装入轮缸后与缸壁之间的摩擦力可达400～550N。如果制动器间隙过大，活塞向外移动靠在限位环上仍不能正常制动，活塞将在油压作用下克服制动环与缸壁间的摩擦力继续向外移动，摩擦环也被带动外移，解除制动时，制动器复位弹簧不可能带动摩擦环回位，也即活塞的回位受到限制，制动器间隙减小。

制动器的过量间隙一部分由于衬片或衬块磨损所致，另一部分是由于制动器元件变形所致。本次设计过程中，对后制动器采取了自动调节装置。主要是对主领蹄，而次领蹄仍然采用人工调整装置。这样装置从结构上分析较简单，并且加工工艺简单，而且由于后蹄片为从蹄，其间隙的调整期限可以相对加长，并且对于制动力矩和制动效能因数的影响较小。

本次轻型货车制动器设计制动器间隙取0.35mm。 7）制动液

制动液分为三种类型：醇型、矿油型和合成型。其中醇型与矿油型已经淘汰，市面上的制动液为合成型。

醇型

醇型是由低炭醇类和蓖麻油配制而成。在寒冷地区,用蓖麻油34%、丙三醇（甘油）13%、乙醇53%配制成的制动液,在-35 ℃左右仍能保证正常制动。虽然醇型的价格低廉，但由于其高低温性能均差，沸点低，易产生气阻，所以容易引发交通事故。我国自1990年5月起就已淘汰。

矿油型

矿油型是用精制的轻柴油馏分加入稠化剂和其他添加剂制成。此类制动液温度适应性较醇型好，工作温度范围为-70 ℃至150 ℃。它的使用性能良好,但由于其对天然橡胶有溶胀作用，故在使用本制动液以前应将制动系统的所有皮碗、软管更换成耐油橡胶制品，以免受到腐蚀而使制动失灵。中国的矿油型制动液分“7号”和“9号”两种，“7号”用于严寒地区,“9号”用于气温不低于-25 ℃的地区。各种制动液不可混存和混用，否则会出现分层而失去作用。

合成型

合成型为人工合成的制动液，是由聚醚、水溶性聚脂和硅油等为主体，加入润滑剂和添加剂组成。其使用性能良好，工作温度可高达200 ℃以上。它对橡胶和金属的腐蚀作用均很小，适合于高速、大功率、重负荷和制动频繁的汽车使用，因此成为目

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前使用最多最广的一种制动液。

合成型制动液又分为醇醚型、酯型和硅油型三大类型，但使用最多的是醇醚型和酯型。 1. 醇醚型 常见于DOT3。醇醚型的化学成份为低聚乙二醇或丙二醇。低聚乙二醇或丙二醇具有较强的亲水性，所以在使用或贮存的过程中其含水量会逐渐增高。由于刹车油的沸点会随着水份含量的增高而降低，所以其制动性能会随之下降。当你发现需要用力踩刹车才能制动时，一个很可能的原因就是刹车油的水份含量过高。刹车油一般每两年一换。

2.酯型 常见于DOT4。酯型则是在醇醚型的基础上添加大量的硼酸酯。硼酸酯是由低聚乙二醇或丙二醇通过和硼酸的酯化反应而成。硼酸酯的沸点比低聚乙二醇或丙二醇更高，所以其制动性能更好。硼酸酯还具有较强的抗湿能力，它能分解所吸收的水份，从而减缓了由于吸水而导致的沸点下降。所以酯型性能比醇醚型更好，价格也更高。 3.硅油型 常见于DOT5。硅油型的化学成份为聚二甲基硅氧烷。它的沸点在这三类中是最高的，所以价格也最贵。由于聚二甲基硅氧烷具有很强的疏水性，它几乎完全不吸水。然而，正由于它对水份极强的排斥能力，进入其管道内的水份不能与其混溶，而以水相存在。因为相对于刹车油而言，水的沸点极低，所以这不混溶的水分会导致制动性能的急剧下降。因此，硅油型的应用范围较窄。

制动液应能保证液压系统工作的可靠性。对于它有以下几点要求： （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）对液压系统起良好的润滑作用。

（4）不会使之与经常接触的金属件腐蚀，橡胶发生膨胀，变硬或损坏。 （5）吸水性差而溶水性良好。

参考上面数据资料本设计制动液选用合成型制动液的醇醚型。

8）制动主缸

制动主缸有的与贮液室铸成一体，也有二者分制而装合在一起或用油管连接的。二者分制的主缸方便拆装与维修。更加容易加工，降低了产品的成本。因此本设计采用的是二者分制的住的主缸。由于制动管路的布置采用了X型液压制动管路，因而制动主缸采用了串联双腔式制动主缸

9）制动轮缸

制动轮缸有双活塞式和单活塞式两种。前、后轮都为领从蹄式所以采用单活塞式制动轮缸。

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