桑塔納santana2000轎車制動器設(shè)計【領(lǐng)從蹄式】【前盤后鼓式】【4張cad圖紙+文檔全套資料】
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SY-025-BY-9畢業(yè)設(shè)計(論文)成績評定表學(xué)生姓名劉冰性別男系部汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)車輛工程班級B07-9班設(shè)計(論文)題目Santana2000轎車制動器的設(shè)計指導(dǎo)教師姓名李榮職稱講師指導(dǎo)教師評分(X)評閱教師姓名職稱評閱教師評分(Y)答辯組組長職稱答辯組評分(Z)畢業(yè)設(shè)計(論文)成績百分制五級分制答辯委員會評語:答辯委員會主任簽字(蓋章): 系部公章: 年 月 日注:1、指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫,畢業(yè)設(shè)計(論文)成績百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z 2、評語中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計(論文)水平、設(shè)計(論文)撰寫質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)實施或?qū)懽鬟^程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評價。SY-025-BY-10優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(論文)推薦表題 目Santana2000轎車制動器的設(shè)計類別設(shè)計類學(xué)生姓名劉冰系、專業(yè)、班級汽車與交通工程學(xué)院車輛工程B07-9班指導(dǎo)教師李榮職 稱講師設(shè)計成果明細(xì):答辯委員會評語:答辯委員會主任簽字(蓋章): 系部公章: 年 月 日備 注: 注:“類別”欄填寫畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評分表學(xué)生姓名劉冰院系汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級車輛B07-9指導(dǎo)教師姓名李榮職稱講師從事專業(yè)交通運輸是否外聘是否題目名稱Santana2000轎車制動器的設(shè)計序號評 價 項 目滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度,綜合訓(xùn)練情況;題目難易度102題目工作量;題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設(shè)等的結(jié)合程度103綜合運用知識能力(設(shè)計涉及學(xué)科范圍,內(nèi)容深廣度及問題難易度);應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力154設(shè)計(實驗)能力;計算能力(數(shù)據(jù)運算與處理能力);外文應(yīng)用能力205計算機應(yīng)用能力;對實驗結(jié)果的分析能力(或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力)106插圖(圖紙)質(zhì)量;設(shè)計說明書撰寫水平;設(shè)計的實用性與科學(xué)性;創(chuàng)新性207設(shè)計規(guī)范化程度(設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等)58科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn);畢業(yè)論文進(jìn)度10得 分 X= 評 語:(參照上述評價項目給出評語,注意反映該論文的特點)工作態(tài)度: 好 較好 一般 較差 很差研究能力或設(shè)計能力:強 較強 一般 較弱 很弱工作量: 大 較大 適中 較少 很少說明書規(guī)范性: 好 較好 一般 較差 很差圖紙規(guī)范性: 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量(設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性)好 較好 一般 較差 很差其他: 指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計評閱人評分表學(xué)生姓名劉冰專業(yè)班級車輛B07-9指導(dǎo)教師姓名李榮職稱講師題目 Santana2000轎車制動器的設(shè)計評閱組或預(yù)答辯組成員姓名出席人數(shù)序號評 價 項 目滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度,綜合訓(xùn)練情況;題目難易度102題目工作量;題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設(shè)等的結(jié)合程度103綜合運用知識能力(設(shè)計涉及學(xué)科范圍,內(nèi)容深廣度及問題難易度);應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力154設(shè)計(實驗)能力;計算能力(數(shù)據(jù)運算與處理能力);外文應(yīng)用能力255計算機應(yīng)用能力;對實驗結(jié)果的分析能力(或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力)156插圖(圖紙)質(zhì)量;設(shè)計說明書撰寫水平;設(shè)計的實用性與科學(xué)性;創(chuàng)新性207設(shè)計規(guī)范化程度(設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等)5得 分 Y= 評 語:(參照上述評價項目給出評語,注意反映該論文的特點)回答問題: 正確 基本正確 基本不正確 不能回答所提問題研究能力或設(shè)計能力:強 較強 一般 較弱 很弱工作量: 大 較大 適中 較少 很少說明書規(guī)范性: 好 較好 一般 較差 很差圖紙規(guī)范性: 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量(設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性)好 較好 一般 較差 很差其他: 評閱人或預(yù)答辯組長簽字: 年 月 日注:畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預(yù)答辯等形式。畢業(yè)設(shè)計答辯評分表學(xué)生姓名劉冰專業(yè)班級車輛B07-9指導(dǎo)教師李榮職 稱講師題目Santana2000轎車制動器的設(shè)計答辯時間月 日 時答辯組成員姓名出席人數(shù)序號評 審 指 標(biāo)滿分得分1選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度,綜合訓(xùn)練情況,題目難易度、工作量、與實際的結(jié)合程度102設(shè)計(實驗)能力、對實驗結(jié)果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力103應(yīng)用文獻(xiàn)資料、計算機、外文的能力104設(shè)計說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量,設(shè)計的規(guī)范化程度(設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等)、實用性、科學(xué)性和創(chuàng)新性155畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備情況56畢業(yè)設(shè)計自述情況207畢業(yè)設(shè)計答辯回答問題情況30總 分 Z= 答辯過程記錄、評語:自述思路與表達(dá)能力:好 較好 一般 較差 很差回答問題: 正確 基本正確 基本不正確 不能回答所提問題研究能力或設(shè)計能力:強 較強 一般 較弱 很弱工作量: 大 較大 適中 較少 很少說明書規(guī)范性: 好 較好 一般 較差 很差圖紙規(guī)范性: 好 較好 一般 較差 很差成果質(zhì)量(設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性)好 較好 一般 較差 很差其他: 答辯組長簽字: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(論文)過程管理材料題 目Santana2000轎車制動器的設(shè)計學(xué)生姓名劉冰系部名稱汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)班級車輛工程B07-9班指導(dǎo)教師李榮職 稱講師教研室交通運輸起止時間2011.2.28-2011.6.24教 務(wù) 處 制畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告設(shè)計(論文)題目: Santana2000制動器設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-9班 學(xué) 生 姓 名: 劉 冰 導(dǎo) 師 姓 名: 李 榮 開 題 時 間: 2011年3月16日 指導(dǎo)委員會審查意見: 簽字: 年 月 日開題報告撰寫要求一、“開題報告”參考提綱1. 課題研究目的和意義;2. 文獻(xiàn)綜述(課題研究現(xiàn)狀及分析);3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題;4. 技術(shù)路線或研究方法;5. 進(jìn)度安排;6. 主要參考文獻(xiàn)。二、“開題報告”撰寫規(guī)范請參照黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上,文字要精練通順,條理分明,文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名劉 冰系部汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級車輛07-9班指導(dǎo)教師姓名李 榮職稱講 師從事專業(yè)交通運輸是否外聘是否題目名稱Santana2000制動器設(shè)計一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1.研究現(xiàn)狀從汽車誕生起,車輛制動系統(tǒng)在車輛安全方面就扮演著一個很重要的角色,隨著這些年汽車的不斷發(fā)展,新的科學(xué)技術(shù)的不斷加入,導(dǎo)致汽車速度的越來越快,制動性在安全方面的作用就越來越顯著,所以制動器不但是衡量汽車好壞的一個指標(biāo)而且是影響人員生命安全的一個重要因素。 因為制動系統(tǒng)的好壞直接影響到駕駛員和乘員的生命安全,所以制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作可靠性十分重要。此外防水性,散熱性和操作性都對車輛的制動有著多種的影響。在ABS出現(xiàn)后汽車制動系統(tǒng)在制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力都有明顯的提高,ABS在汽車上的加裝縮短了制動距離的,防止車輪完全抱死,減少了事故的發(fā)生率。制動系統(tǒng)的目的就是為了更好的保護(hù)駕駛員的生命安全,減少汽車在制動時發(fā)生事故,更快更好的達(dá)到有效制動。這樣就應(yīng)該裝有ABS系統(tǒng)。這樣雖然提高了成本但是在安全方面的提高這些成本是完全值得的。在國內(nèi)汽車市場迅速發(fā)展的大形勢下,轎車也在迅速的發(fā)展中。隨著汽車在家庭保有量的增加,帶來的安全問題也越來越引起人們的注意,而制動系統(tǒng)則是汽車主動安全的重要系統(tǒng)之一。因此,如何開發(fā)出高性能的制動系統(tǒng),為安全行駛提供保障是我們要解決的主要問題。另外,隨著汽車市場競爭的加劇,如何縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高設(shè)計效率,降低成本等,提高產(chǎn)品的市場競爭力,已經(jīng)成為企業(yè)成功的關(guān)鍵。制動器主要有摩擦式、液力式、電池式。先在廣泛用摩擦式制動器。摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)不同可分為:鼓式、盤式、帶式三種。應(yīng)用較廣泛的有鼓式和盤式兩種。Santana 2000作為轎車,要求制動系統(tǒng)制動平順,制動距離更短,制動過程中避免因制動效能過高而導(dǎo)致的車輪抱死的情況,滿足汽車的安全性和乘員舒適性,因此制動系統(tǒng)的良好設(shè)計有利于提高汽車的整體性能。所以santana2000選用前盤后鼓式。盤式選用鉗盤式、鼓式選用領(lǐng)從蹄式目前,國內(nèi)汽車的主流發(fā)展方向為低成本控制,所以在制動方面的應(yīng)用多是傳統(tǒng)的制動控制系統(tǒng),即均勻分配油液壓力制動方式。ABS也是只是基本的按照每個制動器的需要時對油液壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。而隨著電子技術(shù)和一些智能控制技術(shù)的發(fā)展,在ABS的基礎(chǔ)上也相繼的出現(xiàn)了驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR),電子控制制動系統(tǒng)(EBS)和全電路制動(BBW)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,預(yù)計不久全電制動控制系統(tǒng)會真正代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以液壓為主的制動控制系統(tǒng)。目前,對于整車制動系統(tǒng)的研究主要通過路試或臺架進(jìn)行,由于在汽車道路試驗中車輪扭矩不易測量,因此,多數(shù)有關(guān)傳動系!制動系的試驗均通過間接測量來進(jìn)行汽車在道路上行駛,其車輪與地面的作用力是汽車運動變化的根據(jù),在汽車道路試驗中,如果能夠方便地測量出車輪上扭矩的變化,則可為汽車整車制動系統(tǒng)性能研究提供更全面的試驗數(shù)據(jù)和性能評價。2.選題意義汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多,最普遍,也是最方便的交通運輸工具。汽車制動系統(tǒng)是汽車底盤上的一個重要系統(tǒng),它是制約汽車運動的裝置。而制動器又是制動系統(tǒng)中直接作用制約汽車運動的一個關(guān)健裝置,是汽車上最重要的安全件。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對安全性、可靠性要求越來越高,為保證人身和車輛的安全,必須為汽車配備十分可靠的制動系統(tǒng)。因此本次畢業(yè)設(shè)計題目為針對Santana2000轎車制動器設(shè)計。通過查閱相關(guān)的資料,運用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,確定Santana2000轎車制動系統(tǒng)的設(shè)計方案,進(jìn)行部件的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。使其達(dá)到以下要求:具有足夠的制動效能以保證汽車的安全性;本系統(tǒng)采用X型雙回路的制動管路以保證制動的可靠性;采用真空助力器使其操縱輕便;同時在材料的選擇上盡量采用對人體無害的材料。3.選題目的通過本次對制動器的設(shè)計可以使我們更好的了解制動器的構(gòu)造和設(shè)計方法,把我們大學(xué)四年所學(xué)的知識連成線,這樣能讓我們更好的了解制動器,為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。在本次設(shè)計的過程中應(yīng)該注重了制動器的合理性與實用性,最后畫出了制動器的工程圖,這樣就鍛煉了我們的動手和實踐能力。也提高了我們獨立思考問題和解決問題的能力。二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容、擬使用解決方法。1. 基本內(nèi)容:(1)研究制動器的分類,了解santana2000制動器;(2)分析santana2000制動器前后的選用方式;(3)計算制動器各部件的尺寸參數(shù)并進(jìn)行驗證;(4)制動器關(guān)鍵零部件校核計算;(5)在CAD和Pro/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型;(6)進(jìn)行三維零件的虛擬裝配(利用部件的鏈接關(guān)系建立部件之間的裝配);(7)利用CAD完成裝配圖、關(guān)鍵零件的零件圖。2. 擬使用解決方法:(1) 查閱相關(guān)資料,根據(jù)所給參數(shù),確定制動操作方式和制動系統(tǒng)的方案。(2) 研究確定制動系統(tǒng)的構(gòu)成。(3) 確定制動器動力、摩擦片壽命以及構(gòu)造和相關(guān)參數(shù)。(4) 制動器主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計。(5) 制動器操作系統(tǒng)設(shè)計。三、技術(shù)路線(研究方法)針對santana2000制動器的研究,我現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上和在圖書館看到的一些書刊上有所了解,并在網(wǎng)上看了看實物的照片對制動器有了初步的認(rèn)識,又查閱了一些關(guān)于制動器的圖紙,對制動器的結(jié)構(gòu)有了一些初步的了解,這些對接下來的設(shè)計有了很大的幫助,設(shè)計的步驟如下:1通過網(wǎng)絡(luò)書刊,論文等途徑查詢變速器設(shè)計所需資料;2編寫開題報告;3選定設(shè)計參數(shù)列出設(shè)計大綱;4制動器材料的選擇;5布置方案的安排; (1)制動器的作用。(2)制動器結(jié)構(gòu)方案的確定。 (3)制動器盤式、鼓式選擇的確定。(4)制動器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析。 6制動器主要零件的設(shè)計; (1)制動盤直徑的設(shè)計。 (2)制動蹄形式的設(shè)計。 (3)駐車制動系的設(shè)計。 7制動器主要參數(shù)的計算;8使用AutoCAD完成工程圖紙(裝配圖與零件圖);9編寫說明書。四、進(jìn)度安排1、調(diào)研、資料收集,編寫文稿提綱,完成開題報告。第1-2周(2月28日3月13日)2、方案選定:擬定需解決的主要問題。第3-4周(3月14日3月27日)3、具體零部件設(shè)計。第5-7周(3月28日4月17日)4、完善相關(guān)圖紙及校核計算。第8-12周(4月18日5月22日)5、編寫及修改論文。第13-14周(5月23日6月5日)6、論文評閱及調(diào)整。第15周(6月6日6月12日)7、校核、打印、裝訂,準(zhǔn)備答辯。第16周(6月13日6月19日)五、參考文獻(xiàn)1 劉惟信.汽車設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社 ,20012 余志生.汽車?yán)碚?北京:機械工業(yè)出版社 , 20003 陳家瑞.汽車構(gòu)造.北京:人民交通出版社 , 1999 4 中國CNKI論文數(shù)據(jù)庫5 劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算.北京:清華大學(xué)出版社,20046 崔 靖.汽車構(gòu)造.陜西:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,19847 王望予.汽車設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,20048 吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室.汽車設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,19819 張洪欣.汽車設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,199910 龔微寒.汽車現(xiàn)代設(shè)計制造.北京:人民交通出版社,199511 林 寧.汽車設(shè)計. 北京:機械工業(yè)出版社,199914 Rudolf Limpert. BRAKE DESIGN and SAFETY. Warrendale, PA 15096,USA: SAE,Inc. ,199215 John Fenton . Hand Book of Vehicle Design Analysis. Warrendale ,PA,USA:Society of Autmotuve EngineersInc. ,199616 張元才、余卓平、熊璐.制動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢J . 汽車研究與開發(fā)2005.N0.917 武小林.淺析汽車制動效能的影響因素J.農(nóng)機使用與維修.2005(5)18 畢再生.附著系數(shù)對制動距離的影響J.內(nèi)蒙古公路與運輸.2003(4) 六、備注指導(dǎo)教師意見:簽字: 年 月 日 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計摘 要汽車發(fā)展至今所用制動器幾乎都是摩擦式的,可分為鼓式和盤式兩大類。盤式制動器的主要優(yōu)點是在高速剎車時能迅速制動,散熱效果優(yōu)于鼓式剎車,制動效能的恒定性好,鼓式制動器的主要優(yōu)點是剎車蹄片磨損較少,成本較低,便于維修、由于鼓式制動器的絕對制動力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于盤式制動器,所以普遍用于后輪驅(qū)動的卡車上,但由于為了提高其制動效能而必須加制動增力系統(tǒng),使其造價較高,故輕型車一般還是使用前盤后鼓式。因為本次設(shè)計為轎車的設(shè)計,故采用前盤后鼓式。本說明書主要設(shè)計了santana2000轎車制動器。首先介紹了汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、分類,并通過對鼓式制動器和盤式制動器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點進(jìn)行分析。最終確定方案采用前盤后鼓式制動器。除此之外,還對前后制動器及主要部件的參數(shù)進(jìn)行了選擇和計算。同時也對santana2000后輪鼓式中的駐車制動器進(jìn)行了參數(shù)的選擇和計算。關(guān)鍵詞:制動;鼓式制動器;盤式制動器;制動盤;制動鼓ABSTRACTCar development has been the brakes are almost friction type, can be divided into two categories: drum and disc. The main advantage of the disc brake is on the braking can quickly braking, cooling effect is better than that of drum brake, braking performance of constant qualitative good, drum brakes, the main advantage is the brake shoe piece of wear less, low cost, convenient in maintenance, because of drum brake system of absolute power far higher than disc brakes, so commonly used to rear wheel drive the truck on but because in order to improve its efficiency and must be put on the brake braking force system, make the increased cost is higher, so general or use QianPan units HouGu type. Because the design for the design of the car is adopted, QianPan HouGu type. This manual mainly designed santana2000 cars brake. First this paper reviewed the automobile braking system development, structure, classification, and through to the drum brake disc brake and the structure of the advantages and disadvantages and analyzed. Final QianPan scheme adopts the HouGu type brake. In addition, the brakes and before and after the parameters of the main parts of the selection and calculation. At the same time santana2000 rear wheels of the car brake drum in the parameter selection and calculation. Keywords: Brake; Drum brake; Disc brakes; Brake disc; Brake drum 38第1章 緒 論1.1汽車制動器的研究的目的和意義汽車制動器是用于使行駛中的汽車減速或停車,使下坡行駛的汽車車速保持穩(wěn)定以及使已停止的汽車停在原地(包括在斜坡上)駐留不動的機構(gòu),汽車制動器直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大,為了保證行車安全,停車可靠,汽車制動器的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性能良好,制動器工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮其性能。應(yīng)急制動裝置用于當(dāng)行車制動裝置意外發(fā)生故障而失效時,則可利用其機械力源(如強力壓縮彈簧)實現(xiàn)汽車制動。應(yīng)急制動裝置不必是獨立的制動系統(tǒng),它可利用行車制動裝置或駐車制動裝置的某些制動器件。應(yīng)急制動裝置也不是每車必備的,因為普通的手力駐車制動器也可以起到應(yīng)計制動的作用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前,汽車所用都制動器幾乎都是摩擦式的,可分為鼓式和盤式兩大類。盤式制動器:盤式制動器主要優(yōu)點是在高速剎車時能迅速制動,散熱效果優(yōu)于鼓式剎車,制動效能的恒定性好,便于安裝像ABS那樣的高級電子設(shè)備。 在轎車、微型車、輕卡、SUV及皮卡方面:在從經(jīng)濟與實用的角度出發(fā),一般采用了混合的制動形式,即前車輪盤式制動,后車輪鼓式制動。因轎車在制動過程中,由于慣性的作用,前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%80%,所以前輪制動力要比后輪大。生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本,就采用了前輪盤式制動,后輪鼓式制動的混合匹配方式。采用前盤后鼓式混合制動器,這主要是出于成本上的考慮,同時也是因為汽車在緊急制動時,軸荷前移,對前輪制動性能的要求比較高,這類前制動器主要以液壓盤式制動器為主流,采用液壓油作傳輸介質(zhì),以液壓總泵為動力源,后制動器以液壓式雙泵雙作用缸制動蹄匹配。目前大部分轎車(中檔類如夏利、吉利、神龍富康捷達(dá))、微型車(長安之星、昌河、豐田海獅、天津華利、江鈴全順)、高端輕卡(東風(fēng)小霸王、江鈴、瑞風(fēng)、南京依維柯)、SUV及皮卡(湖南長豐、江鈴皮卡)等采用前盤后鼓式混合制動器。2004年我國共產(chǎn)此類車計110萬輛以上。但隨著高速公路等級的提高,乘車檔次的上升,特別上國家安全法規(guī)的強制實施,前后輪都用盤式制動器是趨勢。在大型客車方面:氣壓盤式制動器產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性明顯,可靠性總體良好,具有創(chuàng)新性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的集成性。歐美國家自上世紀(jì)90年代初開始將盤式制動器用于大型公交車。至2000年,盤式制動器(前后制動均為盤式)已經(jīng)成為歐美國家城市公交車的標(biāo)準(zhǔn)配置。我國從1997年開始在大客車和載重車上推廣盤式制動器及 ABS防抱死系統(tǒng),因進(jìn)口產(chǎn)品價格太高,主要用于高端產(chǎn)品。2004年7月1日交通部強制在7-12米高型客車上 “必須”配備后,國產(chǎn)盤式制動器得以大行其道。北京公交電車公司、上海公交、武漢公交、長沙公交、深圳公交、廣州公交等公司,都在使用為大客車匹配的氣壓盤式制動器。生產(chǎn)廠家主要有:宇通公司2004年產(chǎn)20000多輛客車,其中使用盤式制動器的客車已占一半多;宇通公司自制底盤部份是由二汽在EQ153前后橋基礎(chǔ)升級更改的,每年有10000多套。二汽東風(fēng)車橋用EQ153前后橋改型匹配氣壓盤式制動器的前后橋總成約占6000套以上,是宇通公司最大的氣壓盤式制動器橋供應(yīng)商。宇通公司每年需在一汽采客車底盤3000多臺,一汽客底2004年供了2000多臺,其中帶盤式制動器占一半以上。如一汽客底采用4E前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配置氣壓盤式制動器前橋、11噸420后橋裝在6100(10米)豪華客車上; 7噸盤式前橋與13噸435后橋配裝在6120(12米)豪華客車上等,都是宇通公司市場前景較好,利潤附加值很高的車型。江蘇金龍客車的7-9米高型客車客車采用湖橋供帶盤式制動器的車橋2004年在5500臺左右。廈門金龍客車10-12米高型客車以上客車、丹東黃??蛙?0-12米高型客車、安徽凱斯鮑爾等等國內(nèi)知名的大型廠家均已在批量生產(chǎn)帶盤式制動器的高檔客車。重型汽車方面:作為重型汽車行業(yè)應(yīng)用型新技術(shù),氣壓盤式制動器的已經(jīng)屬成熟產(chǎn)品,目前具有廣泛應(yīng)用的前景。2004年3月紅巖公司率先在國內(nèi)重卡行業(yè)中完成了對氣壓盤式制動器總成的開發(fā)。2005年元月份中國重汽卡車事業(yè)部在提升和改進(jìn)卡車底盤的過程中,在橋箱事業(yè)部配合下壓盤式制動器在重汽斯太爾卡車前橋上的成功“嫁接”,解決了令整車廠及用戶困擾已久的傳統(tǒng)鼓式制動器制動嘯叫、頻繁制動時制動蹄片易磨損、雨天制動效能降低等一系列問題。氣壓盤式制動器首次在斯太爾卡車前橋上的應(yīng)用,也為今后開發(fā)重汽高速卡車提供了經(jīng)驗和技術(shù)儲備。與此同時陜西重汽、北汽福田、一汽解放、東風(fēng)公司、江淮汽車等國內(nèi)大型汽車廠均完成了盤式制動器在重型汽車方面的前期型試試驗及技術(shù)貯備工作,盤式制動器在某些方面可以說成為未來重卡制動系統(tǒng)匹配發(fā)展的新趨勢15。綜合以上各項,參照所給參數(shù)以現(xiàn)代汽車上實際采用的型式,確定設(shè)計的浮動鉗盤式制動器在市場是有很大的開發(fā)前景的。鼓式制動器:鼓式制動器的主要優(yōu)點是剎車蹄片磨損較少,成本較低,便于維修、由于鼓式制動器的絕對制動力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于盤式制動器,所以普遍用于后輪驅(qū)動的卡車上. 鼓式制動器根據(jù)其結(jié)構(gòu)都不同,又分為:雙向自增力蹄式制動器、雙領(lǐng)蹄式制動器、領(lǐng)從蹄式制動器、雙從蹄式制動器。對于制動效能而言,最低是盤式制動器;但制動效能穩(wěn)定性卻是盤式制動器最高。也正是因為這個原因,盤式制動器被普遍使用。但由于為了提高其制動效能而必須加制動增力系統(tǒng),使其造價較高,而 Santana2000作為乘用轎車他的安全性、舒適性、穩(wěn)定性都要有所考慮而又因為它要批量生產(chǎn)所以要有較好的經(jīng)濟性,所以santana2000采用前盤后鼓式制動器 1?,F(xiàn)代汽車由于車速的提高,對應(yīng)急制動的可靠性要求更嚴(yán)格,因此在中、高級轎車和部分輕型商用車上,多在后輪制動器上附加手操縱的機械式驅(qū)動機構(gòu),使之兼起駐車制動和應(yīng)急制動的作用,從而取消了中央制動器。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,汽車防抱死制動系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)成熟,開始在汽車上普及。它是基于汽車輪胎與路面兼得附著特性而開發(fā)的高技術(shù)制動系統(tǒng)。它能有效的防止汽車在應(yīng)急制動時由于車輪抱死使汽車失去方向穩(wěn)定性而出現(xiàn)側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力的危險,并縮短制動距離,從而提高了汽車高速行駛的安全性。1.3 對汽車制動器的研究主要內(nèi)容和設(shè)計要求本設(shè)計研究的主要內(nèi)容:設(shè)計完成汽車制動系統(tǒng),包括制動系統(tǒng)的類型選擇、總體布置形式,制動系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能分析。設(shè)計要求:(1)各項性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定和國家要求、法規(guī)制定的有關(guān)要求外,也要考慮到我的制動系統(tǒng)應(yīng)符合現(xiàn)在國內(nèi)汽車市場的低成本和高性能的要求。(2)具有足夠的制動效能,包括行車制動效能和駐車制動效能。行車制動效能是由在一定的制動初速度下及最大踏板力下的制動減速器和制動距離兩項指標(biāo)來評定的。制動距離直接影響著汽車的行駛安全性 2。(3)工作可靠。(4)制動效能熱穩(wěn)定性好。汽車的高速制動、短時間的頻繁重復(fù)制動,尤其使下長坡時的連續(xù)制動,均會引起制動器的溫升過快,溫度過高。提高摩擦材料的高溫摩擦穩(wěn)定性,增大制動鼓、盤的熱容量,改善其散熱性或采用強制冷卻裝置,都是提高抗熱衰退的措施。(5)制動效能的水穩(wěn)定性好。制動器摩擦表面浸水后,會因水的潤滑作用而使摩擦副的摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動515次,即應(yīng)恢復(fù)其制動效能。良好的摩擦材料的吸水率低,其摩擦性能恢復(fù)迅速。另外也應(yīng)防止泥沙等進(jìn)入制動器摩擦副工作表面,否則會使制動效能降低并加速磨損。 (6)制動時的汽車操縱穩(wěn)定性好。即以任何速度制動,汽車均不應(yīng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。通過ABS來調(diào)節(jié)前后輪的制動油壓來實現(xiàn)。為此,汽車前、后輪制動器的制動力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤?,最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化;同一車軸上的左、右車輪制動器的制動力矩應(yīng)相同。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時,將失去操縱性;當(dāng)后輪抱死而側(cè)滑甩尾時,會失去方向穩(wěn)定性;當(dāng)左、右輪的制動力矩差值超過15%時,會在制動時發(fā)生汽車跑偏 2。(7)制動踏板和手柄的位置和行程符合人機工程學(xué)要求,即操作儀方便性好,操縱輕便、舒適,減少疲勞。(8)制動系的機件應(yīng)使用壽命長,制造成本低;對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求,應(yīng)力求減小制動時飛散到大氣中的有害于人體的石棉纖維。(9)制動時不應(yīng)產(chǎn)生振動和噪聲。(10)與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運動干涉,在車輪跳動或汽車轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動。(11)制動系中應(yīng)有音響或光信號等警報裝置,以便能及時發(fā)現(xiàn)制動驅(qū)動機件的故障和功能失效;制動系中應(yīng)有必要的安全裝置,在行駛中掛車一旦脫掛,亦應(yīng)有安全裝置驅(qū)使駐車制動將其停駐。(12)能全天候使用。氣溫高時液壓制動管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象;氣溫低時,氣制動管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。(13)作用滯后的時間要盡可能短,包括從制動踏板開始動作至達(dá)到給定制動效能水平所需的時間和從放開踏板至完全解除制動的時間。1.4 設(shè)計目標(biāo) Santana2000作為乘用車,最重要的就是其制動時的安全性,其次就是其舒適性、穩(wěn)定性。本制動器的設(shè)計的目的就是達(dá)到上述目標(biāo)。讓制動距盡量短的情況下不感覺到顛簸,盡量做到穩(wěn)定。第2章 制動器總體方案的確定2.1 制動器的分類以及其作用制動系統(tǒng)按功用分為行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應(yīng)急制動系統(tǒng)和輔助制動系統(tǒng)。汽車制動系至少應(yīng)有前兩套制動系統(tǒng),而重型汽車或者經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動系統(tǒng)及輔助制動系統(tǒng)。行車制動器用于使行駛中的汽車強制減速或停車,并使汽車在下短坡時保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動機構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu),以保證其工作可靠。駐車制動器已停駛的汽車駐留在原地不動的一套裝置。應(yīng)采用機械式驅(qū)動機構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動,以免其產(chǎn)生故障。應(yīng)急制動系統(tǒng)也叫第二制動系統(tǒng),是在用于行車制動系統(tǒng)發(fā)生意外故障而失效時,保證汽車仍能實現(xiàn)減速或停車的一套裝置。應(yīng)急系統(tǒng)也不是每車必備的,因為普通的手力駐車裝置也可起到應(yīng)急制動的作用。輔助制動系統(tǒng)通常安裝在常行駛于山區(qū)的汽車上,利用發(fā)動機排氣或者電渦流制動等的輔助制動裝置,可使汽車下長坡時長時間而持續(xù)地減低或保持車速,并減輕或解除行車制動器的負(fù)荷。 按制動系統(tǒng)的制動能源分類(1) 人力制動系統(tǒng)以駕駛員的肌體作為惟一制動能源的制動系統(tǒng)。(2) 動力制動系統(tǒng)完全靠由發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進(jìn)行制動的制動系統(tǒng)。(3) 伺服制動系統(tǒng)兼用人力和發(fā)動機進(jìn)行制動的制動系統(tǒng)。 人力目前仍是國內(nèi)中低檔車最為適合的制動能源,它符合了降低成本同時又有可靠的性能保證。所以我選擇人力為我的制動系統(tǒng)的能源。按照能量的傳輸方式,制動系統(tǒng)又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁式。在行車制動系統(tǒng)上我選用液壓式,反應(yīng)迅速,性能好。而在駐車制動系統(tǒng)上我選用機械式,性能穩(wěn)定,故障少。通過以上的分析,本次設(shè)計主要圍繞行車制動系統(tǒng)和駐車制動系統(tǒng)來設(shè)計,而應(yīng)急系統(tǒng)為了節(jié)省成本就利用現(xiàn)有的駐車系統(tǒng)來代替。本次設(shè)計的汽車使用范圍是在城市內(nèi)行駛,而且只屬于制動器的設(shè)計,所以不設(shè)計輔助制動系統(tǒng)。2.2 制動器的主要參數(shù)的確定及計算經(jīng)過預(yù)先在網(wǎng)上對santana2000轎車的查詢,對轎車的基本數(shù)據(jù)有了大概的了解然后由指導(dǎo)老師的給定和本人的一些意見最終定了以下數(shù)據(jù);表2.1 制動系統(tǒng)整車參數(shù)整車質(zhì)量空載滿載1550kg2000kg質(zhì)心位置ab1.35m1.25m 質(zhì)心高度空載滿載軸 距0.95m0.85m2.6m 其 他最高車速車輪工作半徑輪 胎同步附著系數(shù)160km/h370mm195/60R14 85H=0.6而對汽車制動性能有重要影響的制動系參數(shù)有:制動力及其分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動器最大制動力矩與制動器因數(shù)等。2.2.1 制動力與制動力分配系數(shù) 根據(jù)公式: (2.1)得:2.2.2 同步附著系數(shù)同步附著系數(shù)是汽車制動性能的一個重要參數(shù),由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定的。它是制動器動力分配系數(shù)為b的汽車的實際前、后制動器制動力分配線,簡稱b線,與汽車?yán)硐氲那啊⒑笾苿悠鲃恿Ψ峙淝€I線的交點。對于前、后制動器制動力為固定比值的汽車,只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上,汽車前、后車輪才會同時抱死,當(dāng)汽車在不同w植的路面上制動時,可能出現(xiàn)以下3種情況。(1)當(dāng)時:制動時總是前輪先抱死,這是一種穩(wěn)定工況,單失去轉(zhuǎn)向能力。(2)當(dāng)時:制動時總是后輪先抱死,這時容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性。(3)當(dāng)時:制動時前、后輪同時抱死,是一種穩(wěn)定工況,但也失去轉(zhuǎn)向能力 2?,F(xiàn)代的道路條件大為改善,汽車行駛速度也大為提高,因此汽車因制動時后輪先抱死的后果十分嚴(yán)重。由于車速高,它不僅會引起側(cè)滑甩尾甚至?xí)l(fā)生調(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性,因此后輪先抱死的情況十分嚴(yán)重,所以現(xiàn)在各類汽車的值都均有增大趨勢。轎車0.6;貨車0.5。 (2.2)故取 2.2.3 制動器最大制動力矩應(yīng)合理地確定前、后輪制動器的制動力矩,以保證汽車有良好的制動效能和穩(wěn)定性。雙軸汽車前后車輪附著力同時被充分利用或前后車輪同時抱死的制動力之比。通常上式的比值為轎車1.3 到1.6,貨車為0.5到0.75。因此可知前后制動器比值符合要求最大制動力矩是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的,這時制動力與地面作用于車輪的法向力成正比。 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩。計算公式如下: (2.3)式中:該車所能遇到的最大附著系數(shù);q制動強度;車輪有效半徑;后軸最大制動力矩;G汽車滿載質(zhì)量;L汽車軸距; =故后軸 =后輪的制動力矩為 前軸 前輪的制動力矩為 2.2.4 制動器因數(shù)制動器因數(shù)定義為在制動鼓或制動盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比,即 (2.4) 式中:制動器的摩擦力矩; 制動盤或制動鼓的作用半徑; 輸入力,一般取加于兩制動蹄的張開力的平均值輸入力。對于鉗盤式制動器,設(shè)兩側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力均為P,即制動盤在其兩側(cè)的作用半徑上所受的摩擦力為2,此處為盤與制動襯塊餓摩擦系數(shù),于鉗盤式制動器的制動器因數(shù)為 (2.5)對于全盤式制動器,則為 式中:摩擦系數(shù); 旋轉(zhuǎn)制動盤數(shù)目。取得對于鼓式制動器,若作用兩蹄的張開力分別為,制動鼓內(nèi)圓柱面半徑即制動鼓工作半徑為R,兩蹄給予制動鼓的摩擦力矩TTf1和T Tf2,則兩蹄的效能因素即制動蹄因素分別為 整個鼓式制動器的制動器因數(shù)則為當(dāng)時,則有 蹄與鼓間作用力的分布,其合力的大小、方向及作用點,需要較精確的分析、計算才能確定。假設(shè)在張力P的作用下,制動蹄的摩擦襯片與鼓之間作用力的合力N的B點上。這一法向力引起作用于制動蹄襯片上的摩擦力為,為摩擦系數(shù)。a,b,c,h,R及a為結(jié)構(gòu)尺寸。 圖2.1鼓式制動器受力簡圖對領(lǐng)題繞支點A的力矩平衡方程,即 (2.6)由上式得到領(lǐng)蹄的制動蹄因數(shù)為 (2.7)代入?yún)?shù)得:=0.79當(dāng)制動鼓逆轉(zhuǎn)時,上述制動蹄則又成為從蹄,這時摩擦力的方向相反,用上述分析方法,同樣可得出從蹄繞支點A的力矩平衡方程,即 (2.8)由上式得從蹄的制動蹄因數(shù)為 (2.9)代入?yún)?shù)得:=0.48 2.3本章小結(jié)本章先選定了要設(shè)計的制動系統(tǒng)的類型。然后確定了本設(shè)計的汽車的技術(shù)參數(shù),通過這些參數(shù),計算出了要設(shè)計的制動系統(tǒng)的制動力、制動力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動器最大制動力矩、制動器因數(shù)等重要參數(shù)。這些參數(shù)是保證該制動系統(tǒng)正常工作的前提。第3章 鼓式制動器的結(jié)構(gòu)型式及選擇3.1鼓式制動器的分類鼓式制動器的結(jié)構(gòu)型式有多種,其主要結(jié)構(gòu)型式如圖3-15所示,并分述如下。 圖3.1制動器結(jié)構(gòu)圖 鼓式制動器的簡圖如圖3.2所示。不同形式鼓式制動器的主要區(qū)別有:蹄片固定支點的數(shù)量和位置不同。張開裝置的形式與數(shù)量不同。制動時兩塊蹄片之間有無相互作用。因蹄片的固定支點和張開力位置不同,使不同形式鼓式制動器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別,并使制動效能不一樣3.1.1領(lǐng)從蹄式制動器如圖(a),(b)所示,若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動鼓正向旋轉(zhuǎn)),則蹄1為領(lǐng)蹄,蹄2為從蹄。汽車倒車時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn),則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對調(diào)了。這種當(dāng)制動鼓正、反方向旋轉(zhuǎn)時總具有一個領(lǐng)蹄和一個從蹄的內(nèi)張型鼓式制動器稱為領(lǐng)從蹄式制動器。由圖(a),(b)可見:領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊,即摩擦力矩具有“增勢”作用,故又稱為增勢蹄;而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢,即摩擦力矩具有“減勢”作用,故又稱為減勢蹄?!霸鰟荨弊饔檬诡I(lǐng)蹄所受的法向反力增大,而“減勢”作用。 圖3.2領(lǐng)從蹄結(jié)構(gòu)圖 圖3.3領(lǐng)從蹄結(jié)構(gòu)圖對于兩蹄的張開力P1=P2=P的領(lǐng)從蹄式制動器結(jié)構(gòu),如圖(b)所示,兩蹄壓緊制動鼓的法向力應(yīng)相等。但當(dāng)制動鼓旋轉(zhuǎn)并制動時,領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢”作用,使其進(jìn)一步壓緊制動鼓而使其所受的法向反力加大;從蹄由于摩擦力矩的“減勢”作用而使其所受的法向反力減小。這樣,由于兩蹄所受的法向反力不相等,不能相互平衡,其差值要由車輪輪轂軸承承受。制動時這種兩蹄法向反力不能相互平衡的制動器又稱為非平衡式制動器。非平衡式制動器將對輪轂軸承產(chǎn)生附加的徑向載荷,而且領(lǐng)蹄的摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的,故磨損較從蹄的嚴(yán)重。對于如圖(a)所示具有定心凸輪張開裝置的領(lǐng)從蹄式制動器,在制動時,凸輪機構(gòu)保證了兩蹄的位移相等。因此,作用與兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動力矩應(yīng)分別相等;而作用于兩蹄的張開力P1與P2則不相等;且必然有P1/P21或P1P2。由于兩蹄的法向反力N1=N2在制動鼓正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)并制動時均成立,因此這種結(jié)構(gòu)的特性的,實際上也是平衡式的。其缺點是驅(qū)動凸輪的力要大而效率卻相對較低,約為0.60.8。由于凸輪需要用氣壓驅(qū)動,因此,這種結(jié)構(gòu)僅用在總質(zhì)量等于或大于10t的貨車和客車上。 3.1.2 雙領(lǐng)蹄式制動器若在汽車前進(jìn)時兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器,則稱為雙領(lǐng)蹄式制動器。顯然,當(dāng)汽車倒車時這種制動器的兩制動蹄又都變?yōu)閺奶?,故它又可稱為單向雙領(lǐng)蹄式制動器。如圖(c)所示,兩制動蹄各用一個單活塞制動輪缸推動,兩套制動蹄、制動輪缸等機件在制動底板上是以制動底板中心作對稱布置的,因此,兩蹄對制動鼓作用的合力恰好相互平衡,故屬于平衡式制動器。圖3.4雙領(lǐng)蹄結(jié)構(gòu)圖雙領(lǐng)蹄式制動器有高的正向制動效能,但倒車時則變?yōu)殡p從蹄式,使制動效能大大下降。這種結(jié)構(gòu)常用于中級轎車的前輪制動器,這是因為這類汽車前進(jìn)制動時,前軸的動軸荷及附著力大于后軸,而倒車時則相反。它之所以不用于后輪,還因為兩個互相成中心對稱的輪缸,難以附加駐車制動驅(qū)動機構(gòu)。3.1.3雙向雙領(lǐng)蹄式制動器雙向雙領(lǐng)蹄式制動器的結(jié)構(gòu)特點是兩蹄片浮動,用各有兩個活塞的兩輪缸張開蹄片。圖3.4雙向領(lǐng)蹄結(jié)構(gòu)圖無論是前進(jìn)或者是倒退制動,這種制動器的兩塊蹄片始終為領(lǐng)蹄,所以制動效能相當(dāng)高,而且不變。由于制動器內(nèi)設(shè)有兩個輪缸,所以適用于雙回路驅(qū)動機構(gòu)。當(dāng)一套管路失效后,制動器轉(zhuǎn)變?yōu)轭I(lǐng)從蹄式制動器。除此之外,雙向雙領(lǐng)蹄式制動器的兩蹄片上單位壓力相等,因而磨損程度相近,壽命相等。雙向雙領(lǐng)蹄式制動器因有兩個輪缸,故結(jié)構(gòu)上復(fù)雜,且蹄片與制動鼓之間的間隙調(diào)整困難是它的缺點。這種制動器得到比較廣泛的應(yīng)用。如用于后輪,則需另設(shè)中央駐車制動器。3.1.4 單向增力式制動器單向增力式制動器的兩蹄片各有一個固定支點,兩蹄下端經(jīng)推桿相互連接成一體,制動器僅有一個輪缸用來產(chǎn)生推力張開蹄片。圖3.5單向增力式結(jié)構(gòu)圖汽車前進(jìn)制動時,兩蹄片皆為領(lǐng)蹄,次領(lǐng)蹄上不存在輪缸張開力,而且由于領(lǐng)蹄上的摩擦力經(jīng)推桿作用到次領(lǐng)蹄,使制動器效能很高,居各式制動器之首。這種制動器只有一個輪缸,故不適合用于雙回路驅(qū)動機構(gòu),另外由于兩蹄片下部聯(lián)動,使調(diào)整蹄片間隙變得困難。車用其作為前輪制動器。3.1.5 雙向增力式制動器雙向增力式制動器的兩蹄片端部有一個制動時不同時使用的公用支點,支點下方有一輪缸,內(nèi)裝兩個活塞用來同時驅(qū)動張開兩蹄片,兩蹄片下方經(jīng)推桿連接成一體。圖3.6雙向增力式結(jié)構(gòu)圖雙向增力式制動器因兩蹄片均為領(lǐng)蹄,所以制動器效能穩(wěn)定性比較差。除此之外,兩蹄片上單位壓力不等,故磨損不均勻,壽命不同。調(diào)整間隙工作與單向增力式一樣比較困難。因只有一個輪缸,故制動器不適合用于有的雙回路驅(qū)動機構(gòu) 5。3.2鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦系數(shù)1結(jié)構(gòu)參數(shù)(1)制動鼓直徑D或半徑R當(dāng)輸入力P一定時,制動鼓的直徑越大,則制動力矩就越大,且使制動器的散熱性能越好。但直徑D的尺寸受到輪輞直徑的限制,而且D的增大也使制動鼓的質(zhì)量增加,使汽車的非懸掛質(zhì)量增加,不利于汽車的平順性。制動鼓與輪輞之間應(yīng)有一定的間隙,此間隙一般不應(yīng)小于20mm30mm,以利于散熱通風(fēng),也可避免由于輪輞過熱而損壞輪胎。由此間隙要求及輪輞的尺寸即可求得制動鼓D的尺寸。另外,制動鼓直徑 D與輪輞直徑之比的一般范圍為;表3.1 輪輞與制動鼓直徑比車種轎車0.640.74貨車0.700.83轎車制動鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小125mm150mm 。綜上取得制動鼓內(nèi)徑D=235mm ,輪輞直徑=356mm 。制動鼓外徑256mm 3。(2)制動蹄摩擦襯片的包角b及寬度b如圖3.7所示,包角b通常在b=范圍內(nèi)選取,試驗表明,摩擦襯片包角b=時磨損最小,制動鼓的溫度也最低,而制動效能則最高。再減小b雖有利于散熱,但由于單位壓力過高將加速磨損。包角b也不宜大于,因為過大不僅不利于散熱,而且易使制動作用不平順,甚至可能發(fā)生自鎖。選取b=。摩擦襯片寬度b較大可以降低單位壓力、減少磨損,但b的尺寸過大則不易保證與制動鼓全面接觸。通常是根據(jù)在緊急制動時使其單位壓力不超過2.5MPa的條件來選擇襯片寬度b的。選取b=45mm 。(3)摩擦襯片起始角摩擦襯片起始角通常為了適應(yīng)單位壓力的分布情況,將襯片相對于最大壓力點對稱布置,以改善制動效能和磨損的均勻性。根據(jù)=-(/2)=圖3.7 制動蹄摩擦襯片參數(shù)(4)張開力的作用線至制動器中線的距離a 在滿足制動輪缸或凸輪能布置在制動鼓內(nèi)的條件下,應(yīng)使距離a盡可能地大,以提高其制動效能。a=0.8R左右,求得a=99.6mm 。(5)制動蹄支削中心的坐標(biāo)位置k與c制動蹄支銷中心的坐標(biāo)尺寸k應(yīng)盡可能地小,以使尺寸c盡可能地大,初步設(shè)計可取c=0.8R左右,取c=99.6mm 。2摩擦片摩擦系數(shù)選擇摩擦片時,不僅要希望其摩擦系數(shù)要高些,而且還要求其穩(wěn)定性好。受溫度和壓力的影響小。不宜單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù),應(yīng)提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動器對摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求。后者對蹄式制動器是非常重要的。各種制動器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.30.5,少數(shù)可達(dá)到0.7。一般來說,摩擦系數(shù)愈高的材料,起耐磨性愈差。所以在制動器設(shè)計時,并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。選取f=0.3。3.3制動蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律由前面的分析可知,制動器摩擦材料的摩擦系數(shù)及所產(chǎn)生的摩擦力對制動蹄因數(shù)BF有很大影響。掌握制動蹄摩擦面上的壓力分布規(guī)律,有助于正確分析制動器因數(shù)。但用分析方法精確計算沿蹄片長度方向上的壓力分布規(guī)律比較困難,因為除了摩擦襯片有彈性變形外,制動蹄、制動鼓以及支承也會有彈性變形,但與摩擦襯片的變形量相比,則相對很小。故在通常的近似計算中只考慮襯片徑向變形的影響,其他零件變形的影響較小,可忽略不計。即通常作以下一些假定。(1) 制動鼓、制動蹄為絕對剛性體;(2) 在外力作用下,變形僅發(fā)生在摩擦襯片上;(3) 壓力與變形符合虎克定律??筛鶕?jù)圖3.8來分析計算具有一個自由度的增勢蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律和壓力分布規(guī)律。此時摩擦襯片在張開力和摩擦力的作用下,繞支承銷中心轉(zhuǎn)動dg角。摩擦襯片表面任意點沿制動蹄轉(zhuǎn)動的切線方向餓變形即為線段,其徑向變形分量是線段在半徑延長線上的投影,即線段。由于dg角很小,可以認(rèn)為=90則所求的摩擦襯片的徑向變形為 (3.1)圖3.8摩擦襯片的徑向變形規(guī)律和壓力分布考慮到,則由等腰三角形可知 (3.2)代入上式,得摩擦襯片的徑向變形和壓力分別為 (3.3)通過上式可看出摩擦片的徑向變形和壓力都是關(guān)于張開角a的正弦函數(shù)。3.4制動蹄片上的制動力矩在計算鼓式制動器時,必須建立制動蹄對制動鼓的壓緊力與所產(chǎn)生的制動力矩之間的關(guān)系。增勢蹄產(chǎn)生的制動力矩可表達(dá)如下: (3.4)式中:摩擦系數(shù)(前面以選擇0.3); 單元法向力的合力;摩擦力的作用半徑。如圖3.9求得力與張開力的關(guān)系式,寫出制動蹄上力的平衡力方程式: (3.5)圖3.9制動蹄對制動鼓的壓緊力關(guān)系式中:支承反力在軸上的投影; 軸與力的作用線之間的夾角。對式(3.5)求解,得 (3.6)將式(3.6)代入(3.4),得增勢蹄的制動力矩為 = (3.7)所以增勢蹄的力矩是關(guān)于的直線函數(shù)。對于減勢蹄同上。3.5摩擦襯塊的磨損特性計算 摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì),表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關(guān),因此在理論上要精確計算磨損性能是困難的。但試驗表明,摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。汽車的制動過程,是將其機械能(動能、勢能)的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強度很大的緊急制動過程中,制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動力的任務(wù)。此時由于在短時間內(nèi)制動摩擦產(chǎn)生的熱量來不及逸散到大氣中,致使制動器溫度升高。此即所謂制動器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大,則摩擦襯片(襯塊)的磨損亦愈嚴(yán)重。(1)比能量耗散率雙軸汽車的單個前輪制動器和單個后輪制動器的比能量耗散率分別為 (3.8) (3.9)式中:汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù),緊急制動時,; :汽車總質(zhì)量; ,:汽車制動初速度與終速度;計算時轎車取; :制動時間,;按下式計算 :制動減速度, ,:前、后制動器襯片的摩擦面積; ,質(zhì)量在的轎車摩擦襯片面積在。故取 :制動力分配系數(shù)。則 轎車盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0,故符合要求。=0.7轎車鼓式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于1.8,故符合要求。(2)比滑磨功磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動過程中由最高制動初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功,即比滑磨功來衡量: (3.10)式中:汽車總質(zhì)量 :車輪制動器各制動襯片的總摩擦面積,; : :許用比滑磨功,轎車取1000J/1500J/。 (3.11)故符合要求。 式中:滿載汽車總質(zhì)量;制動器熱容量和溫升是否滿足下列條件: (3.12)式中:各制動鼓(盤)的總質(zhì)量; 與各制動鼓(盤)相連的受熱金屬件(如輪轂、輪輻、輪輞、制動鉗體等)的總質(zhì)量; 制動鼓(盤)材料的比熱容,對鑄鐵c=482,對鋁合金c=880; 與制動鼓(盤)相連的受熱金屬件的比熱容; 制動鼓(盤)的溫升(一次=30km/h到完全停車的強烈制動,溫升不應(yīng)超過15); L滿載汽車制動時由動能轉(zhuǎn)變的熱能,由于制動過程迅速,可以認(rèn)為制動產(chǎn)生的熱能全部為前、后制動器所吸收,并按前、后制動力的分配比率給前、后制動器,即車制動時的初速度,可取=; b汽車制動器制動力分配系數(shù)。式中的=5kg, =20kg.將其他已知的參數(shù)代入式(4-8)得:前輪鉗盤式制動器和后鼓式制動器的熱容量和溫升都滿足。3.6制動蹄乘用車和總質(zhì)量較小的商用車的制動蹄,廣泛采用T形鋼碾壓或用鋼板焊接制成;總質(zhì)量較小的汽車的鋼板制成的制動蹄腹板上往往開一條或兩條徑向槽,使蹄的彎曲剛度小些,其目的是使襯片磨損較為均勻,并減小制動時的尖叫聲。制動蹄腹板和翼緣的厚度,轎車的約為,貨車為 。摩擦襯片得厚度,轎車多為本設(shè)計取。制動蹄和摩擦片可以鉚接,也可以粘接。粘接的優(yōu)點在于襯片更換前允許磨損的剛度較大,缺點是工藝復(fù)雜,且不易更換襯片。鉚接的優(yōu)點是噪聲小。設(shè)計中選用粘接襯片。為了使具有支承銷的一個自由度的制動蹄的工作表面與制動鼓的工作表面同軸心,應(yīng)使支承位置可調(diào)。支承銷由45號鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵。青銅偏心輪可保持制動蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。具有長支承銷的支承能可靠的保持制動蹄的正確安裝位置,避免側(cè)向偏擺。在制動底板上附加一壓緊裝置,使制動蹄中部靠向制動底板,而在張開機構(gòu)調(diào)整推桿端部開槽供制動蹄腹板張開端插入,以保持制動蹄的正確位置。3.7制動底板制動底板是出制動鼓外制動器各零件的安裝基體,應(yīng)保證各零件間的相互安裝位置。制動底板承受著制動器工作時的制動反力矩,因此他應(yīng)有足夠的剛度。為此,由鋼板沖壓成型的制動底板均具有凹凸起伏的形狀。重型汽車應(yīng)采用可鍛鑄鐵KTH37012的制動底板。剛度不足會使制動力矩減小,踏板行程加大,襯片磨損也不均勻。3.8制動鼓制動鼓應(yīng)當(dāng)有足夠的強度,剛度和熱容量,與摩擦襯片材料相配合,又應(yīng)當(dāng)有較高的摩擦因數(shù)。制動鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量,制動時其溫升不應(yīng)超過極限值。制動鼓的材料應(yīng)與摩擦襯片的材料相匹配,以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。本設(shè)計是針對轎車,因此采用灰鑄鐵HT200制造的制動鼓(見圖3.10)。制動鼓相對于輪轂的對中,是以直徑為dc的圓柱表面的配合來定位,并在兩者裝配緊固后精加工制動鼓內(nèi)工作表面,以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后還需進(jìn)行動平衡。其許用不平衡度對貨車為。制動鼓壁厚的選取主要是剛度和強度方面考慮。本設(shè)計中制動鼓壁厚取。(a)鑄造制動鼓;(b),(c)組合式制動鼓1- 沖壓成型幅板;2- 鑄造鼓筒;3- 灰鑄鐵內(nèi)鼓筒;4- 鑄鋁合金制動鼓圖 3.10制動鼓中型,重型載貨汽車和中型,大型客車多采用灰鑄鐵HT200或合金鑄鐵制造的制動鼓(見圖3-6(a));輕型貨車和一些轎車則采用由鋼板沖壓成型的的輻板與鑄鐵鼓筒部分鑄成一體的組合式制動鼓(見圖3-6(b);帶有灰鑄鐵內(nèi)鼓筒的鑄鋁合金制動鼓(見圖3-6(c)在轎車上得到了日益廣泛的應(yīng)用。鑄鐵內(nèi)鼓筒與鋁合金制動鼓也是鑄到一起的,這種內(nèi)鑲一層珠光體組織的灰鑄鐵作為工作表現(xiàn),其耐磨性和散熱性都很好,而且減小了質(zhì)量。制動鼓相對于輪轂的中如圖3-6所示,是以直徑為的圓柱表面的配合來定位,并在兩者裝配緊固后精加工制動鼓內(nèi)工作表面,以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后還需進(jìn)行動平衡。其許用不平衡度對轎車為;對貨車為。微型轎車要求其制動鼓工作表面的圓度和同軸度公差。制動鼓鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其熱容量,但實驗表明,壁厚由增至?xí)r,摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動鼓的壁厚:轎車為;中,重型載貨汽車為。制動鼓在閉合一側(cè)外緣可開小孔,用于檢查制動器間隙。本次設(shè)計采用的材料是HT20-40。3.9制動輪缸制動輪缸為液壓制動系采用的活塞式制動蹄張開機構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡單,在車輪制動器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒為通孔,需鏜磨?;钊射X合金制造。活塞外端壓有鋼制的開槽頂塊,以支承插入槽中的制動蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動輪缸有兩個等直徑活塞;少數(shù)有四個等直徑活塞;雙領(lǐng)蹄式制動器的兩蹄則各用一個單活塞制動輪缸推動。本次設(shè)計采用的是HT250。3.10駐車制動計算汽車在上坡路上停駐時的受力簡圖如圖3.11由該圖得出汽車上坡停駐時的后軸附著力為 (3.13)同樣求出汽車下頗停駐的后軸車輪的附著力為 (3.14)根據(jù)后軸車輪附著力與后輪駐車制動的制動力相等的條件可求得汽車在上坡路和下坡路上停駐的坡度極限傾角,即由 (3.15)求得汽車在上坡時可能停駐的極限上坡路傾角為 代入汽車參數(shù),求得汽車在下坡時可能停駐的極限下坡路傾角為代入汽車參數(shù),求得 一般要求各類汽車的最大停駐坡度不應(yīng)小于16%20%。汽車后軸的單個后輪駐車制動器的制動力矩的最大上限為: (3.16)代入汽車參數(shù)求得 。 圖3.11駐車受力簡圖3.11本章小結(jié)本章主要是對鼓式制動器進(jìn)行了研究,研究了鼓式制動器的結(jié)構(gòu),然后通過查計算設(shè)計手冊和計算獲得了一系列參數(shù),同時對駐車制動器進(jìn)行了計算。通過這些參數(shù)可以確定制動鼓的直徑,制動蹄、制動塊的大小和需要的材料等等。同時也對駐車制動器進(jìn)行了設(shè)計和計算。第4章 盤式制動器的設(shè)計與計算4.1 盤式制動器主要參數(shù)的確定 盤式制動器:盤式制動器主要優(yōu)點是在高速剎車時能迅速制動,散熱效果優(yōu)于鼓式剎車,制動效能的恒定性好。1.制動盤直徑D制動盤直徑D希望盡量大些,這時制動盤的有效半徑得以增大,就可以降低制動鉗的夾緊力,降低摩擦襯快的單位壓力和工作溫度。但制動盤直徑D受輪輞直徑的限制。通常,制動盤的直徑D選擇為輪輞直徑的70%79%;所以求得制動盤直徑。2.制動盤厚度h制動盤厚度直接影響制動盤質(zhì)量和工作時的溫升。為使質(zhì)量不致太大,制動盤厚度應(yīng)取小些;為了降低制動時的溫升,制動盤厚度不宜過小。通常,實心制動盤厚度可取為;只有通風(fēng)孔道的制動盤的兩丁作面之間的尺寸,即制動盤的厚度取為,但多采用; 取。3.摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑推薦摩擦襯塊的外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。若此比值偏大,工作時摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大,則其磨損就會不均勻,接觸面積將減小,最終會導(dǎo)致制動力矩變化大。4.摩擦襯塊厚度與摩擦面積摩擦襯塊厚度取14mm,推薦根據(jù)制動摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.6kg/3.5 kg/內(nèi)選取。摩擦面積取。4.2 摩擦襯塊的磨損特性計算摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì),表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關(guān),因此在理論上要精確計算磨損性能是困難的。但試驗表明,摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素 16。汽車的制動過程,是將其機械能(動能、勢能)的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強度很大的緊急制動過程中,制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動力的任務(wù)。此時由于在短時間內(nèi)制動摩擦產(chǎn)生的熱量來不及逸散到大氣中,致使制動器溫度升高。此即所謂制動器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大,則摩擦襯片(襯塊)的磨損亦愈嚴(yán)重。1)比能量耗散率雙軸汽車的單個前輪制動器和單個后輪制動器的比能量耗散率分別為 (4.1) (4.2)式中:汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù),緊急制動時,; :汽車總質(zhì)量; ,:汽車制動初速度與終速度,/;計算時轎車取27.8/; :制動時間,;按下式計算 :制動減速度, ; ,:前、后制動器襯片的摩擦面積;=7600mm,質(zhì)量在1.52.5/t的轎車摩擦襯片面積在200-300cm,故取 :制動力分配系數(shù)。則 =5.7轎車盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0,故符合要求。=0.7轎車鼓式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于1.8,故符合要求。2)比滑磨功磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動過程中由最高制動初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功,即比滑磨功來衡量: (4.3)式中:汽車總質(zhì)量 :車輪制動器各制動襯片的總摩擦面積,; : :許用比滑磨功,轎車取1000J/1500J/。 L =1497J/1000J/1500J/故符合要求。4.3 盤式制動器制動力矩的計算盤式制動器的計算用簡圖4.1若襯塊表面與制動盤接觸良好,且各處的單位壓力分布均勻,則盤式制動器的制動力矩為 (4.4) 圖4.1 盤式制動器的計算用簡圖式中:摩擦系數(shù); 單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力; 作用半徑。對于常見的扇形摩擦襯塊,其徑向尺寸不大了,R為平均半徑或有效半徑已足夠精確。平均半徑為 (4.5)式中;扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。所以盤式制動器的力矩方程為:,是關(guān)于活塞給予制動塊對制動盤的壓緊力的一個直線函數(shù)。根據(jù)圖4.4,在任一單元面積上的摩擦力對盤中心的力矩為,式中q為襯塊與制動盤之間的單位面積上的壓力,則單側(cè)制動塊作用于制動盤上的制動力矩為 (4.6)單側(cè)襯塊給予制動盤的總摩擦力為 (4.7)得有效半徑為 (4.8)令,則有 (4.9)因,故當(dāng)。但當(dāng)m過小即扇形的徑向?qū)挾冗^大時,襯塊摩擦表面在不同半徑處的滑磨速度相差太大,磨損將不均勻,因而單位壓力分布將不均勻,則上述計算方法失效。 4.4 制動盤制動盤一般用珠光體灰鑄鐵制成。其結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮帽形兩種。后一種的圓柱部分長度取決于布置尺寸。制動盤在工作時不僅承受著制動塊作用的法向力和切向力,而且承受著熱負(fù)荷。為了改善冷卻效果,鉗盤式制動器的制動盤有的鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤,這樣可大大地增加散熱面積,降低溫升約20%30%,但盤的整體厚度較厚。國產(chǎn)引進(jìn)車型奧迪、桑塔納2000、富康轎車和切諾基吉普車均采用帶有通風(fēng)槽的制動盤,其厚度在2022.5之間。而一般不帶通風(fēng)槽的轎車制動盤,其厚度約在1013之間 1。4.5 制動塊制動塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成,兩者直接牢固地壓嵌或鉚接或粘接在一起。材料多為扇形,也有矩形、正方形或長圓形的?;钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動塊面積,以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動塊背板由鋼板制成,為了避免制動時產(chǎn)生的熱量傳給制動鉗而引起制動液氣化和減小制動噪聲,可在摩擦襯塊與背板之間或在背板后粘一層隔熱振墊。由于單位壓力和工作溫度高等原因,摩擦襯塊的磨損較快,因此其厚度較大。據(jù)統(tǒng)計,轎車和輕型車的厚度在7.5mm 16mm之間 1。4.6 摩擦材料制動摩擦材料應(yīng)只有角而穩(wěn)定的摩擦系數(shù),抗熱衰退性能要好,不應(yīng)在溫升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降,材料應(yīng)有好的耐磨性,低的吸水(油、制動液)率,低的壓縮率
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