客车后轮制动器设计(2)

哈尔滨理工大学学年设计

其在路面上行驶时受力如下图所示

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哈尔滨理工大学学年设计 1.4设计任务简介

1.4.1设计题目

混合动力客车后轮制动器设计

1.4.2已知参数：

满载质量（kg） 15000 空载质量（kg） 11000 轴距（mm） 5600 轮距（前/后）（mm） 1847/1847 5000/10000（满载） 轴荷分配（前/后） （kg） 3500/7500（空载） 外形尺寸（长×宽×高）（mm） 11400×2480×2950 质心到前、后轴的距离（前/3733/1867（满载） 后）(mm) 3733/1867（空载） 发动机 最大扭矩（N·m）/转速（r/min） 最大功率（kW）/转速（r/min） 最高转速（r/min） 电连续扭矩（N·m）/峰机 值扭矩（N·m） 基速（r/min）/最高转速（r/min） 峰值功率运行时间（min） 电电压（V）/（电压范围）池 （V） 额定电压（V） 额定容量（Ah） 轮胎滚动半径 /规格（mm）

577/1400-1600 125/2500 2500 106/212 3600/5000 >3 336/（270～450） 336 27 509/10.00-20

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哈尔滨理工大学学年设计 第二章 方案设计

2.1 制动器的结构形式及选择

2.1.1制动驱动机构的分类及选择

制动驱动机构主要分机械式、液压式、气压式和电力式。 （1）机械式驱动机构

这是最简单、最便宜的驱动装置。但其缺点较多：弹性变形大；由拉杆长度调整不良而使左右车轮上制动力分配不平均；车跳动时，自动制动，因而只用于驻车兼应急制动驱动装置。 （2）液压式驱动机构

优点：a，制动时可以得到必要安全性，因为液力系统内压力相等，左右轮制动同时进行。b,易保证制动力正确分配到前后轮，因为前后轮分泵可做成不同直径。c，车振或悬架变形不发生自行制动.d,不需润滑和时常调整。

缺点：a，当管路一处漏油，则整个制动系全部失效。b，低温油液变浓，高温油液汽化。c,不能长时间制动。 （3）气压式驱动机构

气压式驱动机构操纵省力，对于挂车制动十分有利，但其制动延滞时间长，不能保证长时间制动，结构复杂，成本高，多用于8吨以上载重汽车。 （4）电力式驱动机构

在汽车列车上广泛采用。最大优点是保证最简单的远距离能量传送。

2.1.2鼓式制动器与盘式制动器的选择

按摩擦副中固定元件的结构，潘式制动器可分为钳盘式和全盘式两大类。钳盘式制动过去只用于中央制动器，但目前则愈来愈多地被各种轿车和货车用作车轮制动器。全盘式制动器只有少数汽车（主要是重型汽车）采用为车轮制动器，个别情况下还可用作为缓速器。

钳盘式制动器按制动钳的结构型式区分主要有以下几种：①固定钳式：制动钳固定不动，制动盘两侧均有油缸。制动时仅两侧油缸中的活塞驱使两侧制动块向盘面移动。②浮动钳式：由分为滑动钳式和摆动钳式。滑动式制动钳可以相对制动盘作轴向滑动，其中只在制动盘内侧置有油缸，外侧制动块固装在钳体上。制动时活塞在液压作用下使活动制动块压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定制动块压向制动盘的另一侧，直到两制动块受力均等为止。摆动钳式，它也是单侧油缸结构。制动钳体与固定于车轴上的支座铰接。为实现制动，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。显然，制动块不可能全面均匀磨损。为此有必要将衬

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哈尔滨理工大学学年设计 块预先做成楔形（摩擦面对背面的倾斜较为6°左右）。在使用过程中，衬块逐渐磨损到各处残存厚度均匀（一般为1mm左右）后即应更换。

下图为三种钳盘式制动器结构示意图。

a) b) c)

图2-2 钳盘式制动器示意图 a) 固定钳式 b) 滑动钳式 c)浮动钳式

制动钳的安装位置可以在半轴之前或之后。制动钳位于轴后能使制动时轮毂轴承的合成载荷F减小。制动钳位于轴前则可避免轮胎向钳内甩溅污泥。

与鼓式制动器相比较，盘式制动器有如下优点：

①热稳定性好。原因是一般无自行增势作用，衬块摩擦表面压力分布较鼓式中的衬片更为均匀。此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄中部接触，从而降低了制动效能，这称为机械衰退。制动盘的轴向热膨胀极小，径向热膨胀根本与性能无关，故无机械衰退问题。

②水稳定性好。制动块对盘的单位压力高，易将水挤出，因而浸水后效能降低不多。又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需一、二次制动即能恢复正常。鼓式制动器则需要十余次制动方能恢复。 ③在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小。 ④制动力矩与汽车运动方向无关。 ⑤易于构成双回路制动系。

⑥制动盘的热膨胀不致如制动鼓热膨胀那样引起制动踏板形成损失，这是间隙自动调整装置的设计可以简化。

⑦衬块比鼓式中的衬块更容易更换，一般保养作业也较简单。

⑧衬块与制动盘之间的间隙小，缩短了制动协调时间和增加了力传动比。

盘式制动器的主要缺点是：

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哈尔滨理工大学学年设计 ①难以完全防止尘污和锈蚀。

②兼做驻车制动时，所需附加的手驱动机构比较复杂。

目前，在国外，特别是西欧各国，盘式制动器已广泛用于轿车的前轮，与鼓式后轮制动器动合，可获得较大的制动力分配系数，有利于提高汽车制动器的稳定性。用于后轮制动器的场合不多，主要是由于与驻车制动的组合不甚理想。欧洲有些高性能轿车前、后轮都采用盘式制动器，主要为了保持制动力分配系数的稳定。

在各种不同等级的货车及客车上，盘式制动器也已开始采用，大尚未普及。有的国外文献认为，盘式制动器用于这些车辆上，好处并不如用于轿车是那样多。例如在能量负荷相同的条件下，其尺寸与鼓式制动器差别不大。少数重型货车采用全盘式制动器，盘的冷却条件差，温升较大。

据此选用鼓式制动器。 将要设计的制动器要求：

1、要设计的制动器具有一定的先进性，并能克制其前一代车制动器的缺点和不足。

2、根据上述要求，决定选择铸造式制动支架形式，蹄端带滚轮的凸轮式制动器。其原因如下：

（1）铸造式制动支架形式，蹄端带滚轮的凸轮式制动器是目前国内外应用最为广泛的气压驱动器。

（2）制动器承载件采用铸造支架式代替钢板冲压焊接支架可大大提高制动蹄片的支撑刚度，使制动力矩能正常稳定的输出，同时也有利于加宽摩擦片宽度而提高摩擦片寿命。在国外气动凸轮式制动器几乎都采用铸造制动支架的趋势。

（3）蹄片采用滚轮后，不但可以提高制动器的机械传动效率，而且可以延长蹄片和凸轮的使用寿命

（4）制动凸轮采用渐开线式凸轮，渐开线式凸轮可以在不同的转角下仍能保持作用力臂不变，故不会因左右车轮蹄片间隙不同喝摩擦片厚度不同而使左右凸轮力臂不同，这就大大减少了汽车制动跑偏的可能性。

铸造制动支架的加工方式虽与钢板冲压支架的加工方式不同，但与制动器的其他零件加工基本相同。总的来说具有较好的产品基础继承性。

2.2 制动器主要零件的结构形式

2.2.1 制动鼓

制动鼓应具有高的刚性喝大的热容量，在制动时保证制动温度不会过高，制动鼓的材料与摩擦衬片的材料应能匹配，能保证具有较高的摩擦系数并使工作表面磨损均匀。中重型货车多采用灰铸铁HT200或HT250。

制动鼓壁厚的选取主要从刚度和强度方面考虑的。壁厚取大些有助于怎

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