工程机械底盘构造教学PPT制动系.ppt

第十三章制动系,第十三章 制动系,概述第一节 制动性能及制动过程分析第二节 制动器的设计第三节 制动驱动机构,概 述,按需要降低车速，甚至停车；下坡时保持适当的稳定车速；停驶时可靠停驻。,1、功用,2、组成,控制装置传动装置制 动 器供能装置,产生制动动作和控制制动效果的各个部件。如，制动踏板机构。,将制动能量传输到制动器的部件。如，制动主缸和制动轮缸等。,产生阻碍车辆运动或运动趋势力的部件。,供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。,较为完善的制动系统还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。,辅助制动系,3、制动系类型,按制动系功用分类,行车制动系,驻车制动系,应急制动系,使行驶中的车辆降低速度甚至停车的一套专门装置。是行车过程中经常使用的。,使已停驶的机械驻留原地不动的装置。,行车制动系失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车。在许多国家的制动法规中规定应急制动系也是必须具备的。,在下长坡时的用以稳定车速的一套装置。,按供能方式：人力制动系、动力制动系、伺服制动系,按传能方式,机械式、液压式、气压式、电磁式,组合式(液压-机械式、气压-液压式),按传动装置的布置：单回路、多回路,传动装置采用单一的气压或液压回路的制动系称为单回路制动系。这种制动系中，只要有一处损坏，整个系统即行失效。故自60年代中期以来，越来越多的汽车采用了双回路结构，在双回路结构中，所有行车制动系的气压或液压管路分属两个独立回路，即使其中一个回路失效，可利用另一个回路获得较原先为小的制动力。,（1）应保证工作可靠,必须保证系统在恶劣条件下仍具有良好的制动性能，而且故障少。例如：行车制动至少有两套独立的驱动制动器的管路。当一套失效，另一套行车制动能力不低于没有失效时的30%。,4、制动系应满足的主要要求,（2）操纵轻便、反应灵敏。正常操纵时，施于踏板上的作用力应不大于200250 N，行程不大于150200 mm；紧急状态操纵时，踏板力不超过500800 N。,停车制动系和应急制动系施于制动手柄上的力应不大于250350N，行程不大于200250mm。,反应灵敏：制动时，制动力应能迅速而又平稳地增长；解除制动时，制动力应能迅速消失，不应有自刹现象。,（3）还应满足维修和调整方便，散热性能好，寿命长，无噪声，结构简单，制造方便，成本低廉等条件。,第二节 制动器的设计,一、制动器的种类,按摩擦副结构,蹄式制动器盘式制动器带式制动器,按制动对 象,车轮制动器中央制动器,摩擦式,常用,二、蹄式制动器,1、结构原理,两制动蹄片安装于固定件，制动鼓与转动件相连。通过张开装置使制动蹄片撑开，压紧于制动鼓内表面，利用摩擦力，实现制动。,相关概念,领蹄,从蹄,施加的制动力产生的力矩与制动摩擦力产生的力矩方向相同。,施加的制动力产生的力矩与制动摩擦力产生的力矩方向相反。,点击视频,内张型,外束型,按制动蹄促动装置,按制动鼓受力情况,按制动蹄的 属 性,轮缸式凸轮式楔块式,平 衡 式非平衡式,领从蹄式单向双领蹄式双向双领蹄式双从蹄式单向自增力式双向自增力式,内张型制动鼓以内圆柱面为工作表面，应用广泛。,外束型制动鼓以外圆柱面为工作表面，只有极少数用作驻车制动器。,2、类型,机械式,张开装置,活塞轮缸（液压驱动）,平衡凸块式,楔块式,平衡式,非平衡式,动画演示,动画演示,2、类型,（2）不同蹄式制动器的主要区别蹄片固定点的数量和位置张开装置的形式与数量制动时两块蹄片之间的相互作用,（1）不同蹄式制动器的相同点 蹄片固定于车架，利用张开装置，使蹄片撑开紧贴与制动鼓内壁，蹄片与制动鼓的摩擦力阻止制动轮转动。,3、总体评价,（1）领从蹄式,结构简单，成本低。目前仍广泛用于各种行驶车辆。,结构特点：,每个蹄片都有固定支点,两固定支点位于同一端,性能特点：,制动性能和效能稳定性较好,前进、倒退制动效果不变,便于调整制动间隙,蹄片磨损不均匀，寿命不同,动画演示,（2）单向双领蹄式,结构特点：,每个蹄片都有固定支点,两固定支点位于不同端,性能特点：,前进时，制动效能相当好,前进、倒退制动效果不一样,便于调整制动间隙,蹄片磨损均匀，寿命相同,结构略显复杂。,动画演示,可以设想，在倒车制动时，如果双领蹄式的制动蹄支承点和促动力作用点互换位置，即可得到与前进时同样的制动效能。,（3）双向双领蹄式,结构特点：,两蹄片浮动，始终为领蹄,分别张开蹄片,性能特点：,制动效能好,结构复杂，调整间隙困难,适于双回路驱动机构,蹄片磨损均匀,动画演示,（4）单向增力式,两蹄片只有一个固定支点，两蹄下端经推杆相互连接成一体 制动效能很高，制动器效能稳定性相当差，倒退时制动效果差,（5）双向增力式,效能很高，制动器效能稳定性比较差,两蹄片端部各有一个制动时不同时使用的共用支点，支点下方有张开装置，两蹄片下方经推杆连接成一体,动画演示,动画演示,二、盘式制动器,钳盘式(点盘式),全盘式(离合器式),固定钳式,滑动钳式,摆动钳式,浮动钳式,固定钳式动画演示,滑动钳式动画演示,点击视频,盘式制动器优点,（1）热稳定性好。制动盘的轴向膨胀极小，径向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，易于将水挤出，因而浸水后效能降低不多；又离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一、二次制动即能恢复正常。（3）制动力矩与运动方向无关；（4）易于构成双回路制动系；（5）尺寸小、质量小、散热良好；（6）衬块磨损均匀，更换衬块容易；（7）衬块与制动盘之间的间隙小(0.050.15mm)，缩短了制动协调时间；（8）易于实现间隙自动调整。,（1）难以完全防止尘污和锈蚀(封闭的多片全盘式制动器除外)；（2）兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂；（3）在制动驱动机构中必须装用助力器；（4）衬块工作面积小，磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块；,盘式制动器的主要缺点：,三、鼓式制动器主要参数的确定,1、制动鼓内径,参照QC/T3091999制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列选取。,摩擦衬片宽度b参照 QC/T3091999制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列选取。,2、摩擦衬片宽度b和包角,包角一般不大于120。=90100散热好，磨损小，制动效能高。,3、摩擦衬片起始角0,0=90/2,单位压力在衬片上的分布规律有两种观点：,1)均匀分布2)按正弦规律分布,一般将衬片布置在制动蹄的中央。,为了适应单位压力分布规律，使衬片磨损均匀并改善制动效能，可将衬片相对最大压力点对称布置。,4、制动器中心到张开力F0作用线的距离e,5、制动蹄支承点位置坐标a和c,使a尽可能大而c尽可能小。初步设计时，可暂定a=0.8R左右。,在保证轮缸或制动凸轮能够布置于制动鼓内的条件下，应使距离e尽可能大，以提高制动效能。初步设计时取：e=0.8R左右。,四、盘式制动器主要参数的确定,1、制动盘直径,通常选择为轮辋直径70%79%，总质量大于2t的汽车应取上限。,2、制动盘厚度h,实心制动盘厚度可取为1020mm;通风式制动盘厚度取为2050mm;采用较多的是2030mm,推荐：,制动盘厚度h对制动盘质量和工作时的温升有影响。,制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风的需要在制动盘中间铸出通风孔道。,推荐：制动衬块单位面积占有的汽车质量为：G/A=1.63.5kg/cm2,3、摩擦衬块外半径R2与内半径R1,推荐：外半径R2与内半径R1的比值不大于1.5，R2/R1 1.5,4、制动衬块面积A,当R2/R1 1.5时，内外侧圆周速度相差过多，磨损不均匀接触面积降低制动力距降低、寿命降低。,五、前、后轮制动力矩的合理分配,1、选定同步附着系数0,2、计算前、后轮制动力矩的比值,L1、L2质心至前轴和后桥的距离(由总布置给出)；hg 质心高度。,4、根据已确定的前、后轮制动力矩的比值计算出后轮制动器的最大制动力矩。,3、根据汽车满载在柏油、混凝土路面上紧急制动到前轮抱死拖滑，计算出前轮制动器的最大制动力矩,四、前、后轮制动力矩的合理分配,五、应急制动和驻车制动所需的制动力矩,1、应急制动,应急制动时，后轮一般都将抱死滑移,后桥制动力矩,后桥制动力,2、驻车制动,上坡停驻时后桥附着力,下坡停驻时后桥附着力,得汽车可能停驻的极限上坡路倾角,汽车可能停驻的极限下坡路倾角,根据后桥上的附着力与制动力相等的条件,8.5 制动驱动机构,一、制动驱动机构形式,简单制动,动力制动,伺服制动：,制动力源,机械式：机械效率低，传动比小，润滑点多；结构简单，成本低，工作可靠（故障少）；应用于中、小型汽车的驻车制动装置中。,液压式：作用滞后时间较短（0.10.3s）；工作压力高（可1020MPa），结构简单，质量小；机械效率较高,全液压动力制动：开式(常流式)、闭式(常压式),从中级以上的轿车到重型货车，都广泛采用伺服制动。,气压式：操纵轻便、工作可靠、不易出故障、维修保养方便。结构复杂、笨重、成本高；作用滞后时间较长(0.30.9s)；簧下质量大；噪声大。,真空伺服、空气伺服、液压伺服,二、分路系统,全车的所有行车制动器的液压或气压管路分为两个或多的互相独立的回路，其中一个回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制动作用。常见的五种分路形式：,一轴对一轴()型、交叉(X)型、一轴半对半轴(HI)型、半轴一轮对半轴一轮(LL)型、双半轴对双半轴(HH)型,(1)一轴对一轴()型，前轴与后桥制动器各用一个回路。,(2)交叉(X)型，前轴的一侧车轮制动器与后桥的对侧车轮制动器同属一个回路。,(3)一轴半对半轴(HI)型，两侧前制动器的半数轮缸和全部后制动器轮缸属于一个回路，其余前轮缸属于另一回路。,(4)半轴一轮对半轴一轮(LL)型，两个回路分别对两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器起作用。,(5)双半轴对双半轴(HH)型。每个回路均只对每个前、后制动器的半数轮缸起作用。,ABS组成：转速传感器电子控制器压力调节器转速传感器用来测定车轮转速,三、制动防抱死机构（ABS）,ABS简介,电子控制器功能有：1)计算车轮速度、滑动率、车轮加、减速度。2)对压力调节器发出控制指令。压力调节器由电磁阀、油泵、电机组成用来调节管路中压力的变化。,基本功能:感知制动轮每一瞬时的运动状态，相应地调节制动器制动力矩的大小，避免出现车轮的抱死现象。它可使车辆在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效地提高行车安全性。,滑动率S,滑动率在01之间变化，S值越大，表明滑动成份越大。ABS通过控制制动管路中的压力，使车轮的滑动率保持在0.2左右。此时纵向附着系数达到最大，制动效能最好。,back,back,back,next,back,