輕型載貨汽車制動系統設計

趙曉君，于士軍

（德州學院 汽車工程學院，山東 德州 253000）

輕型載貨汽車制動系統設計

趙曉君，于士軍

（德州學院 汽車工程學院，山東 德州 253000）

目前隨著交通運輸業的發展，汽車數量與日劇增，汽車所帶來的安全隱患也逐漸被人們所關注。要想保證汽車的行駛安全就必須要為汽車配備良好的制動系統。文章對盤式制動器和鼓式制動器結構進行了比較，并分析了其優缺點，最后選擇用鼓式制動器，此外，通過對制動器主要部件參數的計算，對制動性進行了詳細的分析。

制動；盤式制動器；液壓

制動性是汽車的主要性能之一。隨著經濟水平的提高，汽車走進了千家萬戶。而每年因交通事故造成的死亡率也逐年上升。汽車的安全性也隨之成了一個熱門話題。如果汽車的制動距離太長、緊急制動時發生側滑這都將會造成不可挽回的后果，所以，為汽車配備十分可靠的制動系統已成為汽車行業所面臨的緊迫問題。

1 制動系統的基本要求

首先當汽車行駛在良好路面時應具有良好的制動效能。其次當汽車高速行駛或長下坡連續制動時制動效能應具有恒定性。最后制動時汽車不跑偏、不側滑具有方向穩定性。

2 制動系統方案分析與選擇

（1）制動器結構形式選擇。一般汽車所用的制動器可分為盤式和鼓式兩大類。其中盤式制動器摩擦片面積比鼓式要小，制動能力較差，小型轎車上使用較多。而本次設計的是輕型載貨汽車的制動器，與盤式制動器相比鼓式制動器成本低，并且貨車行駛速度較低，剎車蹄更為耐用，所以本次設計采鼓式制動器。

（2）制動驅動機構的結構形式的選擇。制動驅動機構可分為動力制動、簡單制動和伺服制動三大類。相比其他兩大系統，伺服制動系統具有一組其他動力裝置用以提供能量，使人力和動力都可用。所以，本次設計輕型載貨汽車采用伺服制動系統。

（3）液壓分路系統形式的選擇。本次設計的制動系統選擇采用雙回路液壓制動系統。其特點是若其中一套管路發生故障而無法繼續使用時，另一套仍能繼續制動。在各種類型的車輛中雙回路液壓設備中布置方案是不同，可歸納為如下幾種：LL型、HH型、X型、II型、HI型，各配置形式如圖1所示。

圖1 液壓雙回路系統的五種分路方案圖

在目前貨車上用得最廣泛的是II型回路，因為它成本比較低。所以本次設計選擇II型。制動系統主要參數數值如表1所示。

表1 制動系統主要參數

同步附著系數φ0的確定。轎車制動力分配系數采用恒定值得設計方法。為了使汽車制動過程中總制動力和減速度達到最大值，應使前后輪可以鎖定同步抱死滑移，此時理想的各軸制動力關系為：

式中：F1為前軸車輪的制動器制動力；F2為后軸車輪

的制動器制動力；G為汽車重力；L1為汽車質心至前軸中心線的距離；L2為汽車質心至后軸中心線的距離；hg為汽車質高度。

前后制動器制動力之比為固定值時，前制動器制動力與汽車總制動器制動之比，常用符號β來表示，即：

β=Fμ1/Fμ2

當汽車在不同的路面上制動時，通常有下列3種情況。①當φ＜φ0時，制動時總是前輪先抱死。②當φ＞φ0時，制動時總是后輪先抱死，因而容易發生后軸側滑使汽車失去方向穩定性。③當φ=φ0時，制動時前、后輪同時抱死，也是一種穩定的工況，但也失去轉向能力。根據汽車知識手冊查表得一般貨車取φ0=0.65-0.7本次輕型貨車設計取φ=0.7。

（3）鼓式制動器主要參數的確定。①制動盤直徑。通常，貨車D/Dr=0.64-0.7。本次設計D/Dr=0.8 Dr=16× 25.4=406.4mm D=0.8×406.4=325.12mm所以，前后輪制動鼓直徑D=330mm。②摩擦襯片寬度b和包角θ。首先制動鼓半徑R確定，其次摩擦襯片的寬度b和包角θ確定，這樣便可確定襯片的摩擦面積Ap，Ap的增大將會使越制動時所受單位面積的正壓力和能量負荷減小，Ap隨汽車總重量而增加從而磨損特性越好，給定的輕型總重量Ga=5200×9.8/1000=50.96KN，查汽車設計書得Ap=150-250，所以選取Ap=220。由Ap=Rbθ得b=85mm摩擦襯片起始角θ=90°-45°=45°。③整車制動性能。同步附著系數φ0按公式計算:

φ0=（Lβ-b）/hg

式中：L為軸距；Hg為重心高；β為制動分配系數。

β=（b+φ0×hg）/L

得：β=（1600+0.7×820）÷3600=0.6

φ0=（3600×0.6-1600）÷820=0.68

④制動器制動力矩的確定。為保證汽車有良好的制動效能和穩定性，應合理的確定前、后輪制動器制動力矩。

M1=G/L（b+φhg）φrσM2=1-β/βM1

輪胎規格：7.0-16

rσ=203.6mm

一個前輪的制動力矩：M1/2=2294.85Nm

后軸制動力矩：

一個后輪的制動力矩：M2/2=15046Nm

3 結語

本設計是輕型載貨汽車的制動系統設計，通過對盤式制動器與鼓式制動器的比較分析，選用了鼓式制動器，并且采用II型雙管路制動系統，大大提高了汽車行駛的安全性以及制動系統的可靠性。

Design of Brake System of Light Truck

ZHAO Xiao-jun，YU Shi-jun
（Automotive Engineering Institute，Dezhou College，Dezhou，Shandong 253000，China）

At present，with the development of transportation industry，the number of cars is increasing and the problems brought by automobile also gradually arouses people's attention.If the safety of vehicles is guaranteed，good braking system should be equipped. The paper compares structure between brake disc and drum brake，and analyzes their advantages and disadvantages，finally chooses drum brake.Inaddition，the paper analyzes brake in details through calculating parameters of main components of brake.

brake；disc brake；hydraulic

U463.5

A

2095-980X（2016）10-0068-02

2016-09-19

趙曉君（1992-），女，山東濟寧人，大學本科。