轻型载货汽车制动系统设计

赵晓君，于士军

（德州学院 汽车工程学院，山东 德州 253000）

轻型载货汽车制动系统设计

赵晓君，于士军

（德州学院 汽车工程学院，山东 德州 253000）

目前随着交通运输业的发展，汽车数量与日剧增，汽车所带来的安全隐患也逐渐被人们所关注。要想保证汽车的行驶安全就必须要为汽车配备良好的制动系统。文章对盘式制动器和鼓式制动器结构进行了比较，并分析了其优缺点，最后选择用鼓式制动器，此外，通过对制动器主要部件参数的计算，对制动性进行了详细的分析。

制动；盘式制动器；液压

制动性是汽车的主要性能之一。随着经济水平的提高，汽车走进了千家万户。而每年因交通事故造成的死亡率也逐年上升。汽车的安全性也随之成了一个热门话题。如果汽车的制动距离太长、紧急制动时发生侧滑这都将会造成不可挽回的后果，所以，为汽车配备十分可靠的制动系统已成为汽车行业所面临的紧迫问题。

1 制动系统的基本要求

首先当汽车行驶在良好路面时应具有良好的制动效能。其次当汽车高速行驶或长下坡连续制动时制动效能应具有恒定性。最后制动时汽车不跑偏、不侧滑具有方向稳定性。

2 制动系统方案分析与选择

（1）制动器结构形式选择。一般汽车所用的制动器可分为盘式和鼓式两大类。其中盘式制动器摩擦片面积比鼓式要小，制动能力较差，小型轿车上使用较多。而本次设计的是轻型载货汽车的制动器，与盘式制动器相比鼓式制动器成本低，并且货车行驶速度较低，刹车蹄更为耐用，所以本次设计采鼓式制动器。

（2）制动驱动机构的结构形式的选择。制动驱动机构可分为动力制动、简单制动和伺服制动三大类。相比其他两大系统，伺服制动系统具有一组其他动力装置用以提供能量，使人力和动力都可用。所以，本次设计轻型载货汽车采用伺服制动系统。

（3）液压分路系统形式的选择。本次设计的制动系统选择采用双回路液压制动系统。其特点是若其中一套管路发生故障而无法继续使用时，另一套仍能继续制动。在各种类型的车辆中双回路液压设备中布置方案是不同，可归纳为如下几种：LL型、HH型、X型、II型、HI型，各配置形式如图1所示。

图1 液压双回路系统的五种分路方案图

在目前货车上用得最广泛的是II型回路，因为它成本比较低。所以本次设计选择II型。制动系统主要参数数值如表1所示。

表1 制动系统主要参数

同步附着系数φ0的确定。轿车制动力分配系数采用恒定值得设计方法。为了使汽车制动过程中总制动力和减速度达到最大值，应使前后轮可以锁定同步抱死滑移，此时理想的各轴制动力关系为：

式中：F1为前轴车轮的制动器制动力；F2为后轴车轮

的制动器制动力；G为汽车重力；L1为汽车质心至前轴中心线的距离；L2为汽车质心至后轴中心线的距离；hg为汽车质高度。

前后制动器制动力之比为固定值时，前制动器制动力与汽车总制动器制动之比，常用符号β来表示，即：

β=Fμ1/Fμ2

当汽车在不同的路面上制动时，通常有下列3种情况。①当φ＜φ0时，制动时总是前轮先抱死。②当φ＞φ0时，制动时总是后轮先抱死，因而容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。③当φ=φ0时，制动时前、后轮同时抱死，也是一种稳定的工况，但也失去转向能力。根据汽车知识手册查表得一般货车取φ0=0.65-0.7本次轻型货车设计取φ=0.7。

（3）鼓式制动器主要参数的确定。①制动盘直径。通常，货车D/Dr=0.64-0.7。本次设计D/Dr=0.8 Dr=16× 25.4=406.4mm D=0.8×406.4=325.12mm所以，前后轮制动鼓直径D=330mm。②摩擦衬片宽度b和包角θ。首先制动鼓半径R确定，其次摩擦衬片的宽度b和包角θ确定，这样便可确定衬片的摩擦面积Ap，Ap的增大将会使越制动时所受单位面积的正压力和能量负荷减小，Ap随汽车总重量而增加从而磨损特性越好，给定的轻型总重量Ga=5200×9.8/1000=50.96KN，查汽车设计书得Ap=150-250，所以选取Ap=220。由Ap=Rbθ得b=85mm摩擦衬片起始角θ=90°-45°=45°。③整车制动性能。同步附着系数φ0按公式计算:

φ0=（Lβ-b）/hg

式中：L为轴距；Hg为重心高；β为制动分配系数。

β=（b+φ0×hg）/L

得：β=（1600+0.7×820）÷3600=0.6

φ0=（3600×0.6-1600）÷820=0.68

④制动器制动力矩的确定。为保证汽车有良好的制动效能和稳定性，应合理的确定前、后轮制动器制动力矩。

M1=G/L（b+φhg）φrσM2=1-β/βM1

轮胎规格：7.0-16

rσ=203.6mm

一个前轮的制动力矩：M1/2=2294.85Nm

后轴制动力矩：

一个后轮的制动力矩：M2/2=15046Nm

3 结语

本设计是轻型载货汽车的制动系统设计，通过对盘式制动器与鼓式制动器的比较分析，选用了鼓式制动器，并且采用II型双管路制动系统，大大提高了汽车行驶的安全性以及制动系统的可靠性。

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

赵晓君（1992-），女，山东济宁人，大学本科。