轿车盘式制动器的设计
轿车盘式制动器的设计[20191208103355]
摘 要
浮钳盘式制动器:其有结构简单、重量轻、散热快并且制动效果稳定、热稳定性、高负载时耐高温性好等优点。浮动钳盘式制动器主要包括制动钳、制动钳支架、制动盘、活塞、制动块、导销等个零件。
经过制动器数据的采集,计算,及分析各种制动器性能、优缺点来确定设计盘式制动器,再利用CATIA V5建立制动盘、制动钳、活塞、制动钳支架、制动块、导向销等零件的三维模型,在这过程中确定各个零件的结构。最后利用cad制作整个制动器的装配制图 、零件图。
关键字:制动器设计浮钳盘式CATIA
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前言 1
1.汽车制动系统概述与制动器的分类和特点 1
1.1制动系总成 1
1.2设计制动系时应满足的主要设计要求 2
1.3制动器作用与分类 3
1.3.1 作用 3
1.3.2 分类 3
1.4盘式制动器的特点 5
2.浮钳盘式制动器的设计计算 7
2.1浮钳盘式制动器主要参数的确定 7
2.2制动器力矩的计算 8
2.3衬块磨损特性计算 11
2.4制动器操纵机构 12
3.制动器零件设计及工艺分析 14
3.1制动器零件设计 14
3.1.1 滑动钳体 14
3.1.2 固定支架 15
3.1.3 制动盘 15
3.1.4 制动块 16
3.1.5 活塞 16
3.2零件设计的工艺分析 17
3.2.1 制动钳 17
3.2.2 制动钳支架 18
3.2.3 制动盘 18
3.2.4 活塞 19
3.2.5 制动块 19
3.3对结构工艺性的评价 20
4.制动性能分析验证 22
4.1制动性能评价指标 22
4.2制动效能 22
4.3制动效能的恒定性 22
4.4制动时的方向稳定性 23
5.总结 24
参考文献 25
致谢 26
前言
现在摩擦式制动器在汽车上的应用最为广泛,而在摩擦制动器中使用最广泛的是盘式制动器。盘式制动器的摩擦力产生于制动盘的几个与制动块相接的端面上。盘式制动器又分为钳盘式制动器和全盘式制动器。这其中又根据制动钳相对于制动盘的位置可分为滑动钳盘式制动器(轴向)和摆动钳盘式制动器(垂直)。浮钳盘式制动器的原理就是通过和支架销接的制动钳推动制动块向制动盘一侧施加压力,并借导销的校正方向使外侧的制动块对制动盘产生压力,借此压紧制动盘产生制动力来对行驶的车辆进行制动或驻车制动。
盘式制动器以后的研究主要在于提高制动器防尘、防锈的能力同时也要提高各零件材料的强度来满足制动初速度和紧急制动的需求。进一步增强制动器的实用性与延长其使用寿命。也只有这样不断更新的、性能更好的制动系统才能瞒足人们在各种复杂情况下的需求,也只有这样汽车才能“走的更远”。
1.汽车制动系统概述与制动器的分类和特点
1.1制动系总成
汽车制动系总成的作用主要体现在汽车的制动性能上。且制动性也是评价一辆汽车质量的参数之一。[1]
汽车制动性是汽车的主要性能之一,主要表现在能够使汽车在下长坡时也能维持一定的车速在制动时也能够维持汽车行驶方向稳定性即不发生侧滑、偏驶等失去转向的现象。汽车制动性的作用就是在行车过程中主动保护乘客和行车的安全。如制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等制动现象一般都是重大交通事故的发生的原因。这就要求对汽车制动性的改善工作是十分重要的和紧迫的。
图1.1制动器车轮受力
就是方向与汽车行驶方向相反的外力(如图1.1)对汽车起到制动作用。由于车辆在行驶过程中很难掌控这些随机的力(从图中可得知力大小的随机性),这就会使得汽车在行驶过程有更繁复、更多不可掌控因素,这也增加了行车的危险性。为增强驾驶员的对行驶中的车辆有更强的主动掌控能力,增强行车安全系数,这就要增设安全防卫系统即制动系统。使驾驶员能根据道路和交通的各种情况,对汽车某些部位施加一定的压力,从而对汽车有一定程度的强制制动。即制动系统的存在就是为了增强驾驶员的主动掌控能力,降低因制动力随机不可控而出现的风险。
制动系统是由制动器和制动驱动机构组成的[1]。制动器是指能够主动掌握汽车运动的机械部件如盘式制动器是由制动钳、制动盘、制动块、活塞、制动钳支架、导向销等零件组成,其中也包括辅助系统中的缓速装置;驱动机构则包括压力保护装置、供能装置、控制装置、传动装置等。
汽车制动系统的类型:
1.按制动系统的功用分类:
(1)行车制动系统--使行驶中的汽车降速甚至停车的一套专门装置。
(2)驻车制动系统--使已经停止的车辆不能移动。
(3)第二制动系统--汽车的制动的备用系统即当主系统丧失制动能力时起作用的第二制动系统。
(4)辅助制动系统--作用是稳定汽车在较长且有一定倾角的路面上的行驶速度。
2.按制动系统的制动能源分类
按照能源来源可分为:人力制动系统、动力制动系统、伺服制动系统。其中伺服系统有人力和发动机两个能量来源而人力和动力制动系统分别以人力和发动机作为能量来源。
另外还可分为机械式制动系统、电磁式制动系统、气压式制动系统和液压式制动系统等根据则是各个系统的制动能量传输的方式不一样。
1.2设计制动系时应满足的主要设计要求
为了满足汽车的制动性能的保持,制动器的工作表面要干净无污物。同时要保证汽车制动系同简单直接、轻便的可操作性和良好的随动性。在设计时要注意使制动噪音十分的小。同时也要注意制动器的材料的选择,如石棉纤维,因其在制动时会随着制动块的磨损飘在空中对人体进行损害,所以尽量用其他无公害的物质。作用滞后性要尽可能的好。作用滞后性是指制动反应时间,以制动踏板开始制动到制动效能生效的时间来评价。
汽车制动装置需要两套或两套以上的独立驱动制动管路,来保证汽车行驶制动的可靠性。汽车制动主要满足制动性的三个评价指标的规定:
(1)制动效能
(2)制动效能的恒定性
(3)制动时汽车的方向稳定性
在我国GB 7258--2004的国标中规定,在摩擦系数大于等于0.7的路面上,汽车以速度50km/h为初速度开始进行制动,制动减速度大于等于5.9m/s2,制动结果是制动距离小于等于20m,且不许汽车偏出2.5m通道。
1.3制动器作用与分类
1.3.1 作用
根据制动器的特性与作用,其安装的位置通常在如汽车车轮传动轴、自动变速器等有高速轴的地方,这是为了减小制动力矩和结构尺寸。但有些安全性较高的设备则会装在低速轴上。
在汽车上制动器起到使汽车减速和停止的作用。如在盘式制动器中制动器就是通过油管对制动钳的油缸输油使其对活塞产生压力,推动在活塞端口的制动块向制动盘移动其中制动盘为旋转元件,利用支架的对制动钳的固定导向作用使外侧的制动块也压向制动盘,这样在压力的作用下制动块开始对旋转元件制动盘进行制动,使得与旋转元件连接的车轮减速或停止旋转。这样就达到的制动器的作用。并利用路面对车轮的制动力,来使汽车减速甚至停止。
1.3.2 分类
制动器根据制动方式的不同可分为以下三种:摩擦式,摩擦式制动器在现代汽车上的应用最为广泛;电磁式,电磁式则主要用于质量较大的商用车车轮上作制动器或缓速器;液力式,根据液力式制动器的特性及其结构的形式分析,其通常只用作缓冲器。
凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦作用产生制动力矩的制动器,都称为摩擦制动器。现在用于汽车上的摩擦制动器主要有三类即鼓式、盘式及带式三种。如图1.2在鼓式制动器摩擦副中是以圆柱面为摩擦工作表面,制动鼓为旋转元件,;在盘式的旋转元件是以圆盘状为制动盘,以其两个端面工作表面如图1.3。
并根据制动器中的旋转元件的安装位置的不同制动器又可分为:车轮制动器即其旋转元件与半轴、车轮等连接固定在一起,其一般用于行车制动、驻车制动;中央制动器即器旋转元件会与传动轴连接固定在一起,这使得制动力矩还需要经过驱动桥再分配给两侧车轮上的制动器,其一般只用于驻车制动和缓速制动。
图1.2 鼓式制动器示意图 图1.3.盘式制动器示意图
鼓式制动器根据其工作表面的位置不同可分为外束型和内张型。外束型以外圆柱表面为工作表面,因其制动力矩较大可为驻车制动器。内张型的工作表面则是内圆柱面,因其稳定的制动性特性使得内张型制动器在广泛的应用于汽车上。主要包括领从蹄式、双重蹄式、单向领从蹄式、双向双重蹄式、双向增力式和单向增力式等。
盘式制动器摩擦副中的旋转元件则是一块金属圆盘,此圆盘称作制动盘。盘式制动器有两种:一是钳盘式制动器,二是全盘式制动器,这是根据制动盘上摩擦材料的覆盖比例及其固定元件的结构形式的区别而成。其中制动盘(涂有小面积的摩擦材料)与制动块(制动时的夹紧装置)及制动钳(横跨制动盘、制动块的钳形支架)组成的钳盘式制动器。这其中又根据制动钳相对于制动盘的位置可分为滑动钳盘式制动器(轴向)和摆动钳盘式制动器(垂直);而全盘式制动器中摩擦片会与它的全部工作面在同一时间接触。
盘式制动器的整个制动盘需要有一定的抗磨性和稳定的摩擦系数,而铸铁能提供优良的摩擦面。同时制动盘可以是整体式也可以为通风式。通风式的则在两表面之间铸有冷却叶片,增加了制动盘的冷却面积。并跟随空气的循环(由车轮转动时带动冷却叶片引起的)来进行有效的制动冷却。
图1.4浮动盘式制动器工作原理图
1-制动盘 2-制动钳 3-制动块(由背板、制动衬块组成 内制动块带有磨损报警装置)
4-活塞 5-液压油路 6-消声片 7钳体支架
本文设计的部件是浮动钳盘式制动器,其包括制动钳、制动盘、活塞、制动块及其磨损报警装置、导向销、制动钳支架等主要零件。制动器的制动原理如下【如图1.3.2(1)所示】:在制动时制动液通过5-液压油路进入制动油缸,推动活塞4和活塞顶端上的制动块3向制动盘1移动,压到制动盘1上。并利用支架7的对制动钳2的固定导向作用使外侧的制动块也压向制动盘1,这样在压力的作用下制动块(内、外两块)开始对制动盘进行制动,使得与旋转元件连接的车轮减速或停止旋转 。
图1.5钳盘式制动器示意图
a) 固定钳盘式 b)滑动钳盘式 c)摆动钳盘式
如上图所示:定钳盘式(如图a)、浮钳盘式(如图b、c),其中浮钳盘式又分为滑动钳盘式(图b)和摆动钳盘式(图c)。
1.4盘式制动器的特点
优点:
(1)盘式制动器的热稳定性好。衬块摩擦表面压力均匀,磨损也均匀。且无机械衰退问题,所以一般采用盘式制动器为前轮制动,这样不易使车在制动时跑偏。
(2)制动块对盘的单位压力较高,易将水挤出,接触水后制动效能也降低不多,即盘式制动器的水稳定性比较好。又因离心的作用能够将水很快的甩出去,即经过一两次的制动就能恢复正常。
(3)制动器整体质量、尺寸都较小,散热较快。另外制动块的更换较为容易。
(4)容易实现间隙的调整。
缺点:
(1)制动管路中的压力较高分了一部分能量这会降低制动器的制动效能。
(2)兼用于驻车制动时,需要加装的驻车制动传动装置较为复杂,并在后轮上的应用受到限制。
(3)难以实现完全防尘与防止锈蚀等缺点。
浮动钳盘式制动器与定钳盘式制动器的结构相较而言,浮钳盘式制动器的轴向和径向尺寸较小,结构较为简单轻便且更接近车轮轮毂,这样散热良好制动液上的挥发相对较少。其次浮动钳盘式还可以兼做驻车制动器,且浮钳盘式制动器来实现驻车制动的作用则只需加设一些机械零件来推动液压缸活塞,而不需要再添加驻车制动钳了。这样就可已完成驻车制动的作用了。
2.浮钳盘式制动器的设计计算
2.1浮钳盘式制动器主要参数的确定
L--汽车的轴距L=2750mm
La--汽车满载时质心到前轴距离La=1370mm
Lb--汽车满载时质心到后轴距离Lb=1520mm
hg --满载时质心的高度hg=600mm
m1--汽车满载质量m1=2125kg
m2--空载时的汽车质量m2=1750kg
盘式制动器设计的要求如下:
(1)制动盘的直径:制动盘直径受轮辋直径的限制,轮辋直径的70%~79%就是制动盘的直径限制范围,且总质量在2t以上的的汽车应取上限79%。在这个限制下制动盘的直径尽量取的大一些。[4]
(2)制动盘厚度 : 制动盘的厚度会直接影响到制动器的质量和制动时制动器的温升。制动盘厚度受其质量和工作时的温升限制,不宜取的过大、过小。根据制动盘是否散热可将制动盘分为制动盘中间铸出通风孔,靠冷却片支撑的散热通风型和实心的。一般实心式制动盘的厚度可取为10~20mm。散热通风型制动盘厚度范围是20~50mm。但又因制动盘不能太厚,所以厚度的采用大多在20~30mm之间。[13]
(3)制动衬块外半径R2与内半径R1: 即 但选取比值不能太小。
(4)制动衬块工作面积:根据制动块单位面积和汽车的质量来选择,范围是1.6~3.5kg/cm2。
则根据以上要求得制动器零件数据为:
轮辋名义直径为421mm,根据制动盘直径为轮辋直径的70%~79%,所以制动盘直径范围是294.7mm~332.59mm,从中选择制动器直径D=300mm。
根据以上设计要求选择h=24mm,其中冷却片的厚度为8mm。
由于制动器摩擦衬块的外半径R2与内半径R1: .所以取R1=97mm、R2=145mm。比值过大则会使得在压紧制动盘是工作衬块存有角速差过大,这样会导致摩擦力不均匀,接触面积也会减小,且摩擦衬块的磨损也会变得不均匀。
摘 要
浮钳盘式制动器:其有结构简单、重量轻、散热快并且制动效果稳定、热稳定性、高负载时耐高温性好等优点。浮动钳盘式制动器主要包括制动钳、制动钳支架、制动盘、活塞、制动块、导销等个零件。
经过制动器数据的采集,计算,及分析各种制动器性能、优缺点来确定设计盘式制动器,再利用CATIA V5建立制动盘、制动钳、活塞、制动钳支架、制动块、导向销等零件的三维模型,在这过程中确定各个零件的结构。最后利用cad制作整个制动器的装配制图 、零件图。
关键字:制动器设计浮钳盘式CATIA
查看完整论文请+Q: 351916072 目 录
前言 1
1.汽车制动系统概述与制动器的分类和特点 1
1.1制动系总成 1
1.2设计制动系时应满足的主要设计要求 2
1.3制动器作用与分类 3
1.3.1 作用 3
1.3.2 分类 3
1.4盘式制动器的特点 5
2.浮钳盘式制动器的设计计算 7
2.1浮钳盘式制动器主要参数的确定 7
2.2制动器力矩的计算 8
2.3衬块磨损特性计算 11
2.4制动器操纵机构 12
3.制动器零件设计及工艺分析 14
3.1制动器零件设计 14
3.1.1 滑动钳体 14
3.1.2 固定支架 15
3.1.3 制动盘 15
3.1.4 制动块 16
3.1.5 活塞 16
3.2零件设计的工艺分析 17
3.2.1 制动钳 17
3.2.2 制动钳支架 18
3.2.3 制动盘 18
3.2.4 活塞 19
3.2.5 制动块 19
3.3对结构工艺性的评价 20
4.制动性能分析验证 22
4.1制动性能评价指标 22
4.2制动效能 22
4.3制动效能的恒定性 22
4.4制动时的方向稳定性 23
5.总结 24
参考文献 25
致谢 26
前言
现在摩擦式制动器在汽车上的应用最为广泛,而在摩擦制动器中使用最广泛的是盘式制动器。盘式制动器的摩擦力产生于制动盘的几个与制动块相接的端面上。盘式制动器又分为钳盘式制动器和全盘式制动器。这其中又根据制动钳相对于制动盘的位置可分为滑动钳盘式制动器(轴向)和摆动钳盘式制动器(垂直)。浮钳盘式制动器的原理就是通过和支架销接的制动钳推动制动块向制动盘一侧施加压力,并借导销的校正方向使外侧的制动块对制动盘产生压力,借此压紧制动盘产生制动力来对行驶的车辆进行制动或驻车制动。
盘式制动器以后的研究主要在于提高制动器防尘、防锈的能力同时也要提高各零件材料的强度来满足制动初速度和紧急制动的需求。进一步增强制动器的实用性与延长其使用寿命。也只有这样不断更新的、性能更好的制动系统才能瞒足人们在各种复杂情况下的需求,也只有这样汽车才能“走的更远”。
1.汽车制动系统概述与制动器的分类和特点
1.1制动系总成
汽车制动系总成的作用主要体现在汽车的制动性能上。且制动性也是评价一辆汽车质量的参数之一。[1]
汽车制动性是汽车的主要性能之一,主要表现在能够使汽车在下长坡时也能维持一定的车速在制动时也能够维持汽车行驶方向稳定性即不发生侧滑、偏驶等失去转向的现象。汽车制动性的作用就是在行车过程中主动保护乘客和行车的安全。如制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等制动现象一般都是重大交通事故的发生的原因。这就要求对汽车制动性的改善工作是十分重要的和紧迫的。
图1.1制动器车轮受力
就是方向与汽车行驶方向相反的外力(如图1.1)对汽车起到制动作用。由于车辆在行驶过程中很难掌控这些随机的力(从图中可得知力大小的随机性),这就会使得汽车在行驶过程有更繁复、更多不可掌控因素,这也增加了行车的危险性。为增强驾驶员的对行驶中的车辆有更强的主动掌控能力,增强行车安全系数,这就要增设安全防卫系统即制动系统。使驾驶员能根据道路和交通的各种情况,对汽车某些部位施加一定的压力,从而对汽车有一定程度的强制制动。即制动系统的存在就是为了增强驾驶员的主动掌控能力,降低因制动力随机不可控而出现的风险。
制动系统是由制动器和制动驱动机构组成的[1]。制动器是指能够主动掌握汽车运动的机械部件如盘式制动器是由制动钳、制动盘、制动块、活塞、制动钳支架、导向销等零件组成,其中也包括辅助系统中的缓速装置;驱动机构则包括压力保护装置、供能装置、控制装置、传动装置等。
汽车制动系统的类型:
1.按制动系统的功用分类:
(1)行车制动系统--使行驶中的汽车降速甚至停车的一套专门装置。
(2)驻车制动系统--使已经停止的车辆不能移动。
(3)第二制动系统--汽车的制动的备用系统即当主系统丧失制动能力时起作用的第二制动系统。
(4)辅助制动系统--作用是稳定汽车在较长且有一定倾角的路面上的行驶速度。
2.按制动系统的制动能源分类
按照能源来源可分为:人力制动系统、动力制动系统、伺服制动系统。其中伺服系统有人力和发动机两个能量来源而人力和动力制动系统分别以人力和发动机作为能量来源。
另外还可分为机械式制动系统、电磁式制动系统、气压式制动系统和液压式制动系统等根据则是各个系统的制动能量传输的方式不一样。
1.2设计制动系时应满足的主要设计要求
为了满足汽车的制动性能的保持,制动器的工作表面要干净无污物。同时要保证汽车制动系同简单直接、轻便的可操作性和良好的随动性。在设计时要注意使制动噪音十分的小。同时也要注意制动器的材料的选择,如石棉纤维,因其在制动时会随着制动块的磨损飘在空中对人体进行损害,所以尽量用其他无公害的物质。作用滞后性要尽可能的好。作用滞后性是指制动反应时间,以制动踏板开始制动到制动效能生效的时间来评价。
汽车制动装置需要两套或两套以上的独立驱动制动管路,来保证汽车行驶制动的可靠性。汽车制动主要满足制动性的三个评价指标的规定:
(1)制动效能
(2)制动效能的恒定性
(3)制动时汽车的方向稳定性
在我国GB 7258--2004的国标中规定,在摩擦系数大于等于0.7的路面上,汽车以速度50km/h为初速度开始进行制动,制动减速度大于等于5.9m/s2,制动结果是制动距离小于等于20m,且不许汽车偏出2.5m通道。
1.3制动器作用与分类
1.3.1 作用
根据制动器的特性与作用,其安装的位置通常在如汽车车轮传动轴、自动变速器等有高速轴的地方,这是为了减小制动力矩和结构尺寸。但有些安全性较高的设备则会装在低速轴上。
在汽车上制动器起到使汽车减速和停止的作用。如在盘式制动器中制动器就是通过油管对制动钳的油缸输油使其对活塞产生压力,推动在活塞端口的制动块向制动盘移动其中制动盘为旋转元件,利用支架的对制动钳的固定导向作用使外侧的制动块也压向制动盘,这样在压力的作用下制动块开始对旋转元件制动盘进行制动,使得与旋转元件连接的车轮减速或停止旋转。这样就达到的制动器的作用。并利用路面对车轮的制动力,来使汽车减速甚至停止。
1.3.2 分类
制动器根据制动方式的不同可分为以下三种:摩擦式,摩擦式制动器在现代汽车上的应用最为广泛;电磁式,电磁式则主要用于质量较大的商用车车轮上作制动器或缓速器;液力式,根据液力式制动器的特性及其结构的形式分析,其通常只用作缓冲器。
凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦作用产生制动力矩的制动器,都称为摩擦制动器。现在用于汽车上的摩擦制动器主要有三类即鼓式、盘式及带式三种。如图1.2在鼓式制动器摩擦副中是以圆柱面为摩擦工作表面,制动鼓为旋转元件,;在盘式的旋转元件是以圆盘状为制动盘,以其两个端面工作表面如图1.3。
并根据制动器中的旋转元件的安装位置的不同制动器又可分为:车轮制动器即其旋转元件与半轴、车轮等连接固定在一起,其一般用于行车制动、驻车制动;中央制动器即器旋转元件会与传动轴连接固定在一起,这使得制动力矩还需要经过驱动桥再分配给两侧车轮上的制动器,其一般只用于驻车制动和缓速制动。
图1.2 鼓式制动器示意图 图1.3.盘式制动器示意图
鼓式制动器根据其工作表面的位置不同可分为外束型和内张型。外束型以外圆柱表面为工作表面,因其制动力矩较大可为驻车制动器。内张型的工作表面则是内圆柱面,因其稳定的制动性特性使得内张型制动器在广泛的应用于汽车上。主要包括领从蹄式、双重蹄式、单向领从蹄式、双向双重蹄式、双向增力式和单向增力式等。
盘式制动器摩擦副中的旋转元件则是一块金属圆盘,此圆盘称作制动盘。盘式制动器有两种:一是钳盘式制动器,二是全盘式制动器,这是根据制动盘上摩擦材料的覆盖比例及其固定元件的结构形式的区别而成。其中制动盘(涂有小面积的摩擦材料)与制动块(制动时的夹紧装置)及制动钳(横跨制动盘、制动块的钳形支架)组成的钳盘式制动器。这其中又根据制动钳相对于制动盘的位置可分为滑动钳盘式制动器(轴向)和摆动钳盘式制动器(垂直);而全盘式制动器中摩擦片会与它的全部工作面在同一时间接触。
盘式制动器的整个制动盘需要有一定的抗磨性和稳定的摩擦系数,而铸铁能提供优良的摩擦面。同时制动盘可以是整体式也可以为通风式。通风式的则在两表面之间铸有冷却叶片,增加了制动盘的冷却面积。并跟随空气的循环(由车轮转动时带动冷却叶片引起的)来进行有效的制动冷却。
图1.4浮动盘式制动器工作原理图
1-制动盘 2-制动钳 3-制动块(由背板、制动衬块组成 内制动块带有磨损报警装置)
4-活塞 5-液压油路 6-消声片 7钳体支架
本文设计的部件是浮动钳盘式制动器,其包括制动钳、制动盘、活塞、制动块及其磨损报警装置、导向销、制动钳支架等主要零件。制动器的制动原理如下【如图1.3.2(1)所示】:在制动时制动液通过5-液压油路进入制动油缸,推动活塞4和活塞顶端上的制动块3向制动盘1移动,压到制动盘1上。并利用支架7的对制动钳2的固定导向作用使外侧的制动块也压向制动盘1,这样在压力的作用下制动块(内、外两块)开始对制动盘进行制动,使得与旋转元件连接的车轮减速或停止旋转 。
图1.5钳盘式制动器示意图
a) 固定钳盘式 b)滑动钳盘式 c)摆动钳盘式
如上图所示:定钳盘式(如图a)、浮钳盘式(如图b、c),其中浮钳盘式又分为滑动钳盘式(图b)和摆动钳盘式(图c)。
1.4盘式制动器的特点
优点:
(1)盘式制动器的热稳定性好。衬块摩擦表面压力均匀,磨损也均匀。且无机械衰退问题,所以一般采用盘式制动器为前轮制动,这样不易使车在制动时跑偏。
(2)制动块对盘的单位压力较高,易将水挤出,接触水后制动效能也降低不多,即盘式制动器的水稳定性比较好。又因离心的作用能够将水很快的甩出去,即经过一两次的制动就能恢复正常。
(3)制动器整体质量、尺寸都较小,散热较快。另外制动块的更换较为容易。
(4)容易实现间隙的调整。
缺点:
(1)制动管路中的压力较高分了一部分能量这会降低制动器的制动效能。
(2)兼用于驻车制动时,需要加装的驻车制动传动装置较为复杂,并在后轮上的应用受到限制。
(3)难以实现完全防尘与防止锈蚀等缺点。
浮动钳盘式制动器与定钳盘式制动器的结构相较而言,浮钳盘式制动器的轴向和径向尺寸较小,结构较为简单轻便且更接近车轮轮毂,这样散热良好制动液上的挥发相对较少。其次浮动钳盘式还可以兼做驻车制动器,且浮钳盘式制动器来实现驻车制动的作用则只需加设一些机械零件来推动液压缸活塞,而不需要再添加驻车制动钳了。这样就可已完成驻车制动的作用了。
2.浮钳盘式制动器的设计计算
2.1浮钳盘式制动器主要参数的确定
L--汽车的轴距L=2750mm
La--汽车满载时质心到前轴距离La=1370mm
Lb--汽车满载时质心到后轴距离Lb=1520mm
hg --满载时质心的高度hg=600mm
m1--汽车满载质量m1=2125kg
m2--空载时的汽车质量m2=1750kg
盘式制动器设计的要求如下:
(1)制动盘的直径:制动盘直径受轮辋直径的限制,轮辋直径的70%~79%就是制动盘的直径限制范围,且总质量在2t以上的的汽车应取上限79%。在这个限制下制动盘的直径尽量取的大一些。[4]
(2)制动盘厚度 : 制动盘的厚度会直接影响到制动器的质量和制动时制动器的温升。制动盘厚度受其质量和工作时的温升限制,不宜取的过大、过小。根据制动盘是否散热可将制动盘分为制动盘中间铸出通风孔,靠冷却片支撑的散热通风型和实心的。一般实心式制动盘的厚度可取为10~20mm。散热通风型制动盘厚度范围是20~50mm。但又因制动盘不能太厚,所以厚度的采用大多在20~30mm之间。[13]
(3)制动衬块外半径R2与内半径R1: 即 但选取比值不能太小。
(4)制动衬块工作面积:根据制动块单位面积和汽车的质量来选择,范围是1.6~3.5kg/cm2。
则根据以上要求得制动器零件数据为:
轮辋名义直径为421mm,根据制动盘直径为轮辋直径的70%~79%,所以制动盘直径范围是294.7mm~332.59mm,从中选择制动器直径D=300mm。
根据以上设计要求选择h=24mm,其中冷却片的厚度为8mm。
由于制动器摩擦衬块的外半径R2与内半径R1: .所以取R1=97mm、R2=145mm。比值过大则会使得在压紧制动盘是工作衬块存有角速差过大,这样会导致摩擦力不均匀,接触面积也会减小,且摩擦衬块的磨损也会变得不均匀。
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