制动器原理培训教材13.ppt

液压盘式制动器
培训教材
玉环凯凌集团有限公司
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目录
1——制动器原理
2——制动器安全性设计
3——制动器结构及各零部件作用
4——制动器常见故障分析及解决方案
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第一节制动器原理
当你在制动踏板或制动手柄上施加制动力时,机构会通过液压把你施加的力量传递给车轮。但实际上要想让车停下来必须要一个很大的力量,这要比人为的力量大很多。所以制动系统必须能够放大人为的力量,要做到这一点有两个办法:
    •杠杆作用
    •利用帕斯卡定律,用液力放大
制动系统把力量传递给车轮,给车轮一个摩擦力,然后车轮也相应的给地面一个摩擦力。轮胎和地面之间摩擦阻力使车辆能安全停止。在我们讨论制动系统构成原理之前,让我们了解四个原理:
•杠杆作用  •液压作用•摩擦力作用•制动力学
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如上图,在杠杆的左端施加一个力F,杠杆左端的长度2X是右端X的两倍。因此在杠杆右端可以得到左端两倍的力2F,但是它的行程Y只有左端行程2Y的一半。同样道理在制动系统中我们的制动手柄、脚踏板都应用了杠杆原理。杠杆原理虽然省力但不省距离,这就要求设计中要注意制动行程的距离。
一、杠杆原理:
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二、液压作用:
基本原理:作用在一点的力被不能压缩的液体传递到另一点,这种液体通常是液压油。绝大多数制动系统也在此作用中放大制动力量。液压原理的主要特点有:
1、传递力矩的效率高:一般制动液是不可压缩的,如果不考虑油管膨胀量,液压传递效率几乎是100%。(如下图F1=F2)
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2、便于液压系统的布置和多个轮缸制动
液压传力系统最大的好处就是可以以任何长度,或者曲折成各种形状绕过其他部件来连接两个液压缸。还有一个好处就是液压管可以分支,这样一个主缸可以被分成多个副缸,同时制动多个轮毂。
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3、使用液压系统能使输出力量成倍增加
右图表示的就是力的加倍放大,力放大的倍数要以活塞的直径来定。(帕斯卡定律)左边的活塞直径为2英寸(注:),右边的活塞直径为6英寸()。因为圆的面积等于π×r2,,。右边的活塞面积比左边的大9倍。这就意味着给左边的活塞施加任何一个力,右边的活塞就会产生一个比左边大9倍的力。因此当你给左边的活塞施加一个100N的向下的力时,右边的活塞就会产生一个900N的向上的力。唯一的不足就是当左边的活塞向下运动9cm时,右边的活塞只能向上运动1cm。
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三、摩擦力作用:
所有的机动车制动系统都是利用摩擦进行制动的,摩擦片与制动盘之间的摩擦力,轮胎与路面的摩擦力使机动车减速或停止。
影响摩擦力的因素主要有:
一、两接触物体之间的压力:这就是为什么大排量的车要选择大缸径的卡钳,一定压力下大缸径卡钳输出的压力大,可提高和盘之间的摩擦力。
二、摩擦系数:摩擦材料和盘之间的摩擦系数要选择合适,过大会使制动盘抱死,出现侧滑事故,过小就必须要求很大的压力才能达到制动效果,。
三、散热:根据能量守恒定律,制动时动能会转换为热能,摩擦产生的热量若不能及时散发到周围的空气中,将使制动器摩擦材料表面变硬,摩擦系数降低,要使车辆停止就必须施加更大的制动力。
注意:设计中制动盘尽可能要有散热孔或槽;
摩擦片设计要求有散热槽,尽可能接
触面积大。
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四、制动力学
影响机动车制动的制动性能的动力学因素有:
1、重心转移: 当紧急制动时摩托车的重心前移,前轮下沉。这就意味着更多的制动由前轮来完成,前轮一般承担整车惯量的60%。
2、制动功率: 车辆越重,速度越高,制动的功率就越大。设计时注意制动器的功率要比发动机大。一台125mL的发动机可以在10s内使摩托车从0加速到60km/h。而制动器必须能在2s内减速到0。
我们讨论了制动器的基本原理,制动器
的最终执行原件是制动片和盘之间的摩
擦力。而实际上让车辆停下来的是轮胎
和地面的摩擦力。因此轮胎的使用是否
合理对制动效果的影响也是很大的。
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第二节制动器安全性设计
制动器安全性主要反映在制动效能、制动效能的稳定性、制动时的方向稳定性、各部件的强度以及相关的警示与标识等几方面。
一、制动效能: (即制动距离与制动减速度)
按GB20073-2006《摩托车和轻便摩托车制动性能要求及试验方法》要求,车辆在满载情况下,制动初速度为60km/h时,,决定制动力矩的大小的因素有:制动盘外径、制动片与制动盘对偶摩擦系数、系统压力及液压放大比等等。
1、前轮:D/d=~ 后轮:D/d=~ (D:制动盘外径 d:轮辋外径)
2、制动片与制动盘对偶摩擦系