制动器设计

燕山大学

专业综合训练说明书

题目： CD1轻型货车后制动器设计

燕山大学专业综合训练任务书

院（系）：车辆与能源学院基层教学单位：车辆与交通运输工程系题目CD1轻型货车后制动器设计

训练内容和目的1. 熟悉制动系统及鼓式制动器结构；

2. 计算制动器制动力分配系数；

3. 计算制动器主要结构参数；

4. 练习使用绘图软件；

5. 学习查阅相关标准。

附主要参数：满载质量：1850kg，前轮至质心距离1391mm；装备质量：1160kg，前轮至质心距离1350mm；质心高：空载695mm，满载750mm；轮胎型号：175/70R14

完成任务量1. 确定制动器制动力分配系数；

2. 绘制制动器总装图；

3. 绘制制动鼓零件图；

4. 书写6000字计算说明书。

进度安排第一、二周：熟悉制动器结构、计算制动器制动力分配系数；计算相关结构参数并绘制制动器总装图；

第三周：完善总装图，绘制制动鼓零件图；

第四周：编写说明书，准备答辩。

参

考资料1.《汽车设计》.王望予.机械工业出版社

2.《汽车设计》.刘唯信.清华大学出版社

指导教师签字基层教学单位主任签字

2012年11月29日

第1章概述

1.1制动器功能

汽车制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力（制动力）的部件。汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；盘式制动器的旋转元件则为旋转的制动盘，以端面为工作表面。

1.2制动器要求

汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置。行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮；而驻车制动则采用手制动杆操纵，且利用专设的中央制动器或利用车轮制动器进行制动。中央制动器位于变速器之后的传动系中，用于制动变速器的第二轴或传动轴。

此次设计为小型乘用车，轻型客车满载1.85t，设计的是鼓式制动器。

第2章制动力分配

2.1参数

满载质量：1850kg，前轮至质心距离1391mm；

装备质量：1160kg，前轮至质心距离1350mm；

质心高：空载695mm，满载750mm；

轮胎型号：175/70R14

2.2法规要求

为了保证制动时汽车的方向稳定性和有足够的制动效率，联合国欧洲经济委员会制定的ECE R13制动法规对双轴汽车前、后轮制动器制动力提出了明确的要求。本次设计的是轻型乘用车，根据法规整理出它的制动效能与利用附着系数的要求如下。

法规规定：

对于φ = 0.2 ~ 0.8之间时，要求其制动强度z ≥ 0.1 + 0.85(φ -0.2)

车辆在各种装载状态时，前轴利用附着系数曲线应在后轴利用附着系数曲线之上。

但是对于本车而言，制动强度在0.3~ 0.45之间，后轴利用附着系数曲线不超过直线φ = z + 0.05的条件下，允许后轴利用附着系数曲线在前轴利用附着系数曲线的上方。

图2-1 ECE 法规货车的制动力分配

2.3具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数

不少两轴汽车的前、后制动器制动力之比为一固定值。前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比称为制动器制动力分配系数，并以符号β表示，即 β=

2

1μμF F

2

1μμF F =

β

β

-1 若用2μF = B( 1μF )表示，则2μF = B( 1μF )为一直线，此

直线通过坐标原点，且其斜率为tanθ=β

β

-1 这条直线称为实际前、后制

动器制动力分配线，简称β线。

β线与I 曲线交点处的附着系数为同步附着系数，所对应的制动减速度

称为临界减速度。

同步附着系数说明，前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在同步附着系数路面上制动时才能使前、后车轮同时抱死。设汽车在同步附着系数路面上制动，此时前、后轮同时抱死，得

β

β

-1=

g

g h a h b 00ϕϕ-+，即 0ϕ=

g

h b

L -β （2-1） 当φ<φ0时，β线位于I 曲线的下方，制动时总是前轮先抱死。 当φ=φ0时，制动时前、后轮将同时抱死

当φ>φ0时，β线位于I 曲线的上方，制动时总是后轮先抱死。 国外有的文献推荐满载时的同步附着系数：轿车取φ0≥0.6；货车取φ0≥0.5为宜。在条件允许的情况下应取大些，这样制动稳定性好。

2.4理想的前、后制动器制动力分配曲线

地面法向反作用力为)(1g Z zh b L

G

F +=

)(2g Z zh a L G F -=

前后轮同时抱死时ϕμG F F Xb ==，此时)()(2

1g Z g Z h a L

G

F h b L G

F ϕϕ-=+=

.......................（2-9） 前后轮同时抱死时：前、后轮制动器制动力之和等于附着力，并且

前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力，即121122u u u z u z F F G

F F F F ϕϕϕ+=⎧⎪

=⎨⎪=⎩

将（2-9）式代入上式，得1212u u u g u g F F G F b h F a h ϕϕϕ+=⎧⎪

+⎨=⎪-⎩

，消去变量ϕ，得