制动系统设计规范

制动系统设计规范

1.范围：

本规范介绍了制动器的设计计算、各种制动阀类的功能和匹配、以及制动管路的布置。

本规范适用于天龙系列车型制动系统的设计。

2.引用标准：

本规范主要是在满足下列标准的规定（或强制）范围之内对制动系统的零、部件进行设计和整车布置。GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法

GB/T13594机动车和挂车防抱制动性能和试验方法

GB7258-1997机动车运行安全技术条件

3.概述：

在设计制动系统时，应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。先从《产品开发项目设计定义书》上猎取新车型在设计制动系统所必须的下列信息。再设计制动器、匹配各种制动阀，以满足整车制动力和制动法规的要求。确定了制动器的规格和各种制动阀之后，再完成制动器在前、后桥上的安装，各种制动阀在整车上的布置，以及制动管路的连接走向。

3.1车辆类型：载货汽车、工程车、牵引车

3.2驱动形式：4×2、6×4、8×4

3.3主要技术及性能参数：长×宽×高、轴距、空/满载整车重心高坐标、轮距、整备质量、额定载质量、总质量、前/后桥承载吨位、（前/后）桥空载轴荷、（前/后）桥满载轴荷、最高车速、最大爬坡度等。

3.4制动系统的配置：双回路气/液压制动、弹簧制动、鼓/盘式制动器、防抱制动系统、手动/自动调整臂、无石棉摩擦衬片、感载阀调节后桥制动力、缓速器、排气制动。

4.制动器：

本规范仅对鼓式制动器的各主要元件和设计计算加以阐述，盘式制动器的选型和计算将暂不列入本规范的讨论范围之内。

4.1鼓式制动器主要元件：

4.1.1制动鼓：

由于铸铁耐磨，易于加工，且单位体积的热容量大，所以，重型货车制动鼓的材料多用灰铸铁。不少轻型货车和轿车的制动鼓为组合式，其圆柱部分用铸铁，腹板则用钢压制件。

制动鼓在工作载荷下将变形，使蹄、鼓间单位压力不均，带来少许踏板行程损失。制动鼓变形后的不圆柱度过大，容易引起制动时的自锁或踏板振动。所以，在制动鼓上增加肋条，以提高刚度和散热性能。中型以上货车，一般铸造的制动鼓壁厚为13～18㎜。

4.1.2制动蹄和摩擦片：

重型货车的制动蹄多用铸铁或铸钢铸成，制动蹄的断面形状和尺寸应保证其刚度。

重型货车用无石棉摩擦片（GB12676-1999第4.1.3制动衬片应不含有石棉。）的前片厚度为15㎜左右，后片厚度为18㎜左右。摩擦片材料的性能应具有：高而稳定的摩擦系数，热衰退较缓和；耐磨性好；吸水率和吸油率低；较高的耐挤压强度和冲击强度；制动时没有噪声和有毒气体发出。

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之前的使用厚度较大，但工艺复杂且不易更换衬片。铆接衬片的工艺简单、噪声较小且易于更换。东风汽车公司的制动衬片多采用铆接方式。

4.1.3制动底板：

制动底板将承受全部制动反力矩，故应有足够的刚度。刚度不足，将导致制动力矩减小，踏板行程加大，制动衬片磨损不均。重型车多用铸造底板代替压制的制动底板。

4.1.4制动器间隙自动调整装置：

制动鼓在不制动时应能自由运转，故制动鼓和制动衬片之间必须有一定的间隙。鼓式制动器的设定间隙一般为0.2～0.5㎜。

采用自动调整装置（GB12676-1999第.1行车制动器的磨损应能自动调整。但是，对于2N 和3N 类非公路车辆的制动器以及1M 和1N 类车辆的后制动器，可不强行要求安装自动调整装置。……）时，制动器的间隙不需要人工精细调整，只需要进行多次全制动即可自动调整到设定间隙，并且在行车过程中能随时补偿过量间隙。

自动调整装置有间隙感应式和行程感应式两种，国内常用的是间隙感应式。它感应制动器的间隙超过设定间隙值时，便自动加以调整到设定的间隙。

4.1.5制动气室：

前桥制动器一般用膜片式的普通制动气室，中、后桥制动器一般用弹簧式制动气室，它的膜片气室部分用作行车制动，弹簧气室部分用作驻车制动或紧急制动。膜片气室部分和弹簧气室部分的操纵气路完全独立，分别由脚制动和手制动控制。

膜片气室的优点在于结构简单，对气室壁的加工精度要求不高，但所容许的行程较小，膜片的使用寿命也较短。不过，膜片的价格较低，且易于更换。在工程车上很受欢迎。而活塞气室的使用寿命较高，但对气室壁的加工精度要求较高，且不易适应恶劣的路况。

对非平衡式渐开线凸轮张开装置的制动器，有：

式中1P 、2P ——凸轮对两蹄的张开力

2

a ——张开力对凸轮中心的力臂 h ——调整臂的臂长

Q ——制动气室推杆的推力

设制动气室工作压力为p ，则气室的作用面积为： 对活塞式制动气室：24D A π=

，D 为活塞直径 对膜片式制动气室：)(12

22d Dd D A ++=π

其中D 为气室壳体在夹持膜片处的内径，d 为膜片夹盘直径。 气室的推杆行程为：δλ

a h l 2= 式中δ——制动器间隙

λ——安全系数，取λ＝2.2～2.4。

制动气室的工作容积为： 活塞式制动气室：l D Al V 24π

== 膜片式制动气室：l d Dd D l A V ⋅++=

⋅=)(6222π

4.2制动器的设计计算：

4.2.1制动器效能因数： 效能因数是鼓式制动器的一个非常重要的参数，它是制动器的输出力矩与输入力矩的比值。设计制动器时，就是要在有限的制动器的空间里力争尽可能高的效能因数。

对于非平衡式凸轮张开装置的领、从蹄式制动器： 领蹄：1sin cos cos 1-=γβρλζ

k K t

其中：R h /=ζ,R f k /=,R l /0=ρ,αβγλ-+= 从蹄：1sin cos 'cos 2+=γ

βρλζk K t 其中：R h /=ζ,R f k /=,R l /0=ρ,αβγλ+-=' 制动器效能因数：2

1214t t t t K K K K K += 式中：θ－领、从蹄摩擦片包角