制动器原理培训教材13解读.ppt

1液压盘式制动器培训教材玉环凯凌集团有限公司 2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 3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 4 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: 5二、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 )6 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。 7 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:相当于 cm ), 右边的活塞直径为 6英寸(相当于 cm )。因为圆的面积等于π× r 2,所以左边的活塞面积为 平方英寸,右边的活塞面积为 平方英寸。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 100 N的向下的力时,右边的活塞就会产生一个 900 N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 。 8 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,一般摩托车的摩擦片和制动盘之间的摩擦系数为 左右。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。 9 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。 10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,制动距离不大于 ,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