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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: 乘用車制動系統(tǒng)設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-6班 學(xué) 生 姓 名: 宛亮 導(dǎo) 師 姓 名: 安永東 開 題 時 間: 2011年2月28日 指導(dǎo)委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 宛亮 系部 汽車工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程系07-6班 指導(dǎo)教師姓名 安永東 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 乘用車制動系統(tǒng)設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1、研究現(xiàn)狀 現(xiàn)代汽車事業(yè)的發(fā)展日益壯大，使得人們對于汽車的要求越來越大，相對應(yīng)的人們對于汽車的各個部分的要求也越來越大。從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來，隨著車輛技術(shù)的進步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。眾多的汽車工程師在改進汽車制動性能的研究中傾注了大量的心血。目前關(guān)于汽車制動的研究主要集中在制動控制方面，包括制動控制的理論和方法，以及采用新的技術(shù)。汽車制動系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機械式、氣動式、液壓式、氣—液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動裝置，用工作時產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動能，以達到車輛制動減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車動力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。例如電動汽車沒有內(nèi)燃機，無法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動真空泵為真空助力器提供真空。 最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力，這時的車輛的質(zhì)量比較小，速度比較低，機械制動雖已滿足車輛制動的需要，但隨著汽車自質(zhì)量的增加，助力裝置對機械制動器來說已顯得十分必要。這時，開始出現(xiàn)真空助力裝置。1932年生產(chǎn)的質(zhì)量為2860kg的凱迪拉克V16車四輪采用直徑419.1mm的鼓式制動器，并有制動踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于1932年推出V12轎車，該車采用通過四根軟索控制真空加力器的鼓式制動器。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是軍用車輛及軍用技術(shù)的發(fā)展，車輛制動有了新的突破，液壓制動是繼機械制動后的又一重大革新。Duesenberg Eight車率先使用了轎車液壓制動器?？巳R斯勒的四輪液壓制動器于1924年問世。通用和福特分別于1934年和1939年采用了液壓制動技術(shù)。到20世紀(jì)50年代，液壓助力制動器才成為現(xiàn)實。 20世紀(jì)80年代后期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，世界汽車技術(shù)領(lǐng)域最顯著的成就就是防抱制動系統(tǒng)(ABS)的實用和推廣。ABS集微電子技術(shù)、精密加工技術(shù)、液壓控制技術(shù)為一體，是機電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車的主動安全性和操縱性。防抱裝置一般包括三部分：傳感器、控制器(電子計算機)與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運動參數(shù)，如車輪角速度、角加速度、車速等傳送給控制裝置，控制裝置進行計算并與規(guī)定的數(shù)值進行比較后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令。 1936年，博世公司申請一項電液控制的ABS裝置專利促進了防抱制動系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制動器；1971年，克萊斯勒車采用了四輪電子控制的ABS裝置。這些早期的ABS裝置性能有限，可靠性不夠理想，且成本高。1979年，默．本茨推出了一種性能可靠、帶有獨立液壓助力器的全數(shù)字電子系統(tǒng)控制的ABS制動裝置。1985年美國開發(fā)出帶有數(shù)字顯示微處理器、復(fù)合主缸、液壓制動助力器、電磁閥及執(zhí)行器“一體化”的ABS防抱裝置。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的出現(xiàn)，以及電子信息處理技術(shù)的高速發(fā)展，ABS以成為性能可靠、成本日趨下降的具有廣泛應(yīng)用前景的成熟產(chǎn)品。1992年ABS的世界年產(chǎn)量已超過1000萬輛份，世界汽車ABS的裝用率已超過20%。一些國家和地區(qū)(如歐洲、日本、美國等)已制定法規(guī)，使ABS成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。 當(dāng)考慮基本的制動功能量，液壓操縱仍然是最可靠、最經(jīng)濟的方法。即使增加了防抱制動(ABS)功能后，傳統(tǒng)的“油液制動系統(tǒng)”仍然占有優(yōu)勢地位。但是就復(fù)雜性和經(jīng)濟性而言，增加的牽引力控制、車輛穩(wěn)定性控制和一些正在考慮用于“智能汽車”的新技術(shù)使基本的制動器顯得微不足道。傳統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)只做一樣事情，即均勻分配油液壓力。當(dāng)制動踏板踏下時，主缸就將等量的油液送到通往每個制動器的管路，并通過一個比例閥使前后平衡。而ABS或其他一種制動干預(yù)系統(tǒng)則按照每個制動器的需要時對油液壓力進行調(diào)節(jié)。 車輛制動控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術(shù)的發(fā)展。一方面是擴大控制范圍、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實施伺服控制和高精度控制。在第一方面，ABS功能的擴充除ASR外，同時把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴展進來，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車輛控制系統(tǒng)。制動器開發(fā)廠商還提出了未來將ABS/TCS和VDC與智能化運輸系統(tǒng)一體化運用的構(gòu)想。隨著電子控制傳動、懸架系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展，將產(chǎn)生電子控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，從而產(chǎn)生一些新的功能，如：采用電子控制的離合器可大大提高汽車靜止啟動的效率；在制動過程中，通過輸入一個驅(qū)動命令給電子懸架系統(tǒng)，能防止車輛的俯仰。 在第二個方面，一些智能控制技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是現(xiàn)在比較新的控制技術(shù)，已經(jīng)有人將其應(yīng)用在汽車的制動控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車制動中的所有問題。因此由ABS/ASR進一步發(fā)展演變成電子控制制動系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要的方向。但是EBS要想在實際中應(yīng)用開來，并不是一個簡單的問題。除技術(shù)外，系統(tǒng)的成本和相關(guān)的法規(guī)是其投入應(yīng)用的關(guān)鍵。 經(jīng)過了一百多年的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來。隨著電子，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。如凱西-海斯(K-H)公司在一輛實驗車上安裝了一種電-液(EH)制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動器的操作機理。通過采用4個比例閥和電力電子控制裝置，K-H公司的EBM就能考慮到基本制動、ABS、牽引力控制、巡航控制制動干預(yù)等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。EBM系統(tǒng)潛在的優(yōu)點是比標(biāo)準(zhǔn)制動器能更加有效地分配基本制動力，從而使制動距離縮短5%。一種完全無油液、完全的電路制動BBW(Brake-By-Wire)的開發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動裝置成為歷史。 2、目的、依據(jù)和意義 當(dāng)今社會已經(jīng)普遍應(yīng)用的液壓制動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，隨著人們對制動性能要求的提高，防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動系統(tǒng)當(dāng)中，需要在制動系統(tǒng)上添加很多附加裝置來實現(xiàn)這些功能，這就使得制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度，制動系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡潔，功能更加全面和可靠，制動系統(tǒng)的管理也成為必須要面對的問題，電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢所趨。 從制動系統(tǒng)的供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動器4個組成部分的發(fā)展歷程來看，都不同程度地實現(xiàn)了電子化。人作為控制能源，啟動制動系統(tǒng)，發(fā)出制動企圖；制動能源來自儲存在蓄電池或其它供能裝置；采用全新的電子制動器和集中控制的電子控制單元(ECU)進行制動系統(tǒng)的整體控制，每個制動器有各自的控制單元。機械連接逐漸減少，制動踏板和制動器之間動力傳遞分離開來，取而代之的是電線連接，電線傳遞能量，數(shù)據(jù)線傳遞信號，所以這種制動又叫做線控制動。這是自從ABS在汽車上得到廣泛應(yīng)用以來制動系統(tǒng)又一次飛躍式發(fā)展。 電液復(fù)合制動系統(tǒng)是從傳統(tǒng)制動向電子制動的一種有效的過渡方案，采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng)。這種制動系統(tǒng)既應(yīng)用了傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)以保證足夠的制動效能和安全性，又利用再生制動電機回收制動能量和提供制動力矩，提高汽車的燃料經(jīng)濟性，同時降低排放，減少污染。但是由于兩套制動系統(tǒng)同時存在，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本偏高。結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也增加了系統(tǒng)失效和出現(xiàn)故障的可能性，維護和保養(yǎng)難度增加。 在車輛模塊化、集成化、電子化、車供能源的高壓化的趨勢驅(qū)動下，車輛制動系統(tǒng)也朝著電子化方向發(fā)展，很多汽車和零部件廠商都進行了電制動系統(tǒng)的研究和推廣，博世、西門子、特維斯等公司已經(jīng)研制出一些試驗成果，電制動系統(tǒng)必將取代傳統(tǒng)制動系統(tǒng)，汽車底盤進一步一體化、集成化，制動系統(tǒng)性能也會發(fā)生質(zhì)的飛躍。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1．研究的基本內(nèi)容 1) 制動系統(tǒng)方案的選擇 2) 制動系統(tǒng)設(shè)計計算 3) 制動系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 4) 制動性能的分析 2、擬解決的主要問題 1) 如何獲得更好的制動效能 2) 如何提高汽車操縱的穩(wěn)定性 3) 如何具有良好的制動效能穩(wěn)定性 三、技術(shù)路線（研究方法） 了解制動系統(tǒng) 對制動系統(tǒng)方案進行論證和選擇 數(shù)據(jù)采集、分析、處理 制動系統(tǒng)的設(shè)計計算 制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 制動性能的分析 四、設(shè)計（論文）進度安排 1、進行文獻檢索查，查看相關(guān)資料，對課題的基本內(nèi)容有一定的認(rèn)識和了解。完成開題報告。第1-2周（2月28日～3月11日） 2、初步確定設(shè)計的總體方案，討論確定方案；對汽車制動系統(tǒng)的各組成部分進行初步設(shè)計。第3-6周（3月14日～4月8日） 3、提交設(shè)計草稿，進行討論，修定。第7周（4月11日～4月15日） 4、詳細(xì)設(shè)計制動系統(tǒng)，繪制制動器裝配圖及零件圖。第8-12周（4月18日～5月20日） 5、提交正式設(shè)計，教師審核。第13-14周（5月23日～6月3日） 6、按照審核意見進行修改。第15周（6月6日～6月10日） 7、整理所有材料，裝訂成冊，準(zhǔn)備答辯。第16周（6月13日～6月17日） 五、參考文獻 [1]楊明忠.摩擦學(xué)設(shè)計基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社.1990 [2]王軍祥，葛世榮.制動摩擦系統(tǒng)的研究與設(shè)計。礦山機械1999(8)：64．65 [3]陳家瑞等.汽車構(gòu)造.北京：人民交通出版社，第三版1996年重印 [4]寧曉斌，張文明等.用虛擬樣機技術(shù)分析鼓式制動器的振動。有色金屬2003(5)：105—107 [5]王鐸，趙經(jīng)文等.理論力學(xué)。北京：高等教育出版社，1997 [6]Matysiak S J，Y evtushenkoAA，Ivanyk E 13．Contact temperature and wear of composite friction elements during braking．International Journal of Heat and Mass～Transfer,2002，45：1 93-1 99 [7]Lolkema,Juke S．Friction analysis of 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車輛工程B06—1—0000—張三—S 專業(yè) 年級 班級 后四位學(xué)號 學(xué)生姓名 畢業(yè)設(shè)計（論文） 類型（設(shè)計S或論文L） 4、文件夾內(nèi)的每一個文件或文件夾名為： 張三—設(shè)計說明書 學(xué)生姓名 文件或文件夾名 汽車與交通工程學(xué)院 2010-06-21 汽 車 與 交 通 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯前后指導(dǎo)教師需完成的工作及注意事項 1、正式答辯時間定于第17周周一～周三進行（6月20日～6月22日）。具體時間根據(jù)各專業(yè)系的安排，要求所有教師務(wù)必參加，不允許請假。答辯學(xué)生自述5分鐘，答辯時間120分鐘左右。 2、學(xué)生參加正式答辯前指導(dǎo)教師務(wù)必詳細(xì)、認(rèn)真審查過程管理材料，填寫指導(dǎo)教師評分表。注意以下事項： （1）過程管理材料包括封皮、任務(wù)書、指導(dǎo)教師評分表、評閱人評分表、答辯評分表、成績評定表、優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）推薦表； （2）注意設(shè)計說明書、論文、過程管理材料封皮“系部”更改為“院系”； （3）過程管理材料（除任務(wù)書）要求學(xué)生將表頭打字敲入相關(guān)信息再打印，任務(wù)書由指導(dǎo)教師提供，一定保證所填寫內(nèi)容的一致性。 3、學(xué)生參加答辯前，指導(dǎo)教師要在《預(yù)答辯意見反饋表》上簽寫指導(dǎo)教師意見，確認(rèn)學(xué)生是否按預(yù)答辯意見修改。 4、學(xué)生在參加正式答辯前，指導(dǎo)教師要在學(xué)生圖紙等材料上簽字。 5、指導(dǎo)教師對過程管理材料、預(yù)答辯意見反饋表，圖紙等未簽字的，答辯組不予學(xué)生進行答辯。 6、學(xué)生答辯時，必須攜帶預(yù)答辯意見反饋表、預(yù)答辯設(shè)計說明書或論文及圖紙，否則答辯組不予學(xué)生進行答辯。 7、指導(dǎo)教師要嚴(yán)格要求學(xué)生，認(rèn)真檢查學(xué)生的英文封皮、英文摘要與外文翻譯資料的中英文翻譯的正誤。 8、指導(dǎo)教師于16周周五下午4：30分鐘之前將自己所指導(dǎo)且同意答辯學(xué)生的所有材料上交各答辯組指定地點（預(yù)答辯所有材料及答辯反饋表由學(xué)生在答辯時攜帶）。 9、要求學(xué)生答辯后，如答辯組要求修改的，按照答辯組意見進行認(rèn)真修改，指導(dǎo)教師檢查學(xué)生是否修改合格。認(rèn)為修改合格后在《畢業(yè)設(shè)計（論文）材料確認(rèn)單》上簽字確認(rèn)。沒有指導(dǎo)教師簽字，答辯組不予進行修改復(fù)審簽字。 10、指導(dǎo)教師在看到《畢業(yè)設(shè)計（論文）材料確認(rèn)單》上答辯組組長或秘書對修改復(fù)審的簽字確認(rèn)后，方可收取學(xué)生的電子文檔，而后再將畢業(yè)設(shè)計封皮發(fā)給學(xué)生進行裝訂。 11、要求由指導(dǎo)教師將自己所有學(xué)生的設(shè)計（論文）的電子文檔交院辦公室。 12、要求指導(dǎo)教師檢查學(xué)生裝訂好的設(shè)計（論文），確認(rèn)無誤后，在《畢業(yè)設(shè)計（論文）材料確認(rèn)單》上簽字認(rèn)可。再由學(xué)生將裝訂好的設(shè)計（論文）、圖紙、過程材料一并上交答辯組。 汽車與交通工程學(xué)院 2011年6月10日 汽 車 與 交 通 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理材料各項簽字時間規(guī)定 1、 封皮起止時間 2011年2月28日～2011年6月24日 2、 任務(wù)書 指導(dǎo)教師簽字：2010年2月27、28日 教研室主任簽字：2010年2月28日或3月1日 3、 指導(dǎo)教師評分表 指導(dǎo)教師簽字：2010年6月13日～2010年6月17日間任一天 4、 評閱人評分表 評閱人簽字：2010年6月8日～2010年6月10日間任一天 5、 答辯評分表 答辯組長簽字：2010年6月20日～2010年6月23日間任一天 6、 成績評定表 2010年6月23日～2010年6月24日間任一天 汽車與交通工程學(xué)院 2011年6月10日 SY-025-BY-2 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 安永東 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 乘用車制動系統(tǒng)設(shè)計 一、設(shè)計（論文）目的、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)。 二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） （一）主要設(shè)計內(nèi)容 針對桑塔納2000車型設(shè)計一種乘用車制動系統(tǒng)。確定乘用車制動系統(tǒng)的設(shè)計方案，進行部件的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。使其達到以下要求：具有足夠的制動效能以保證汽車的安全性。具體完成：方案設(shè)計；制動器的選擇；制動器系統(tǒng)設(shè)計計算；制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算；制動性能的分析。 （二）主要技術(shù)指標(biāo)、要求 整車質(zhì)量：空載：1550kg滿載：2000kg 質(zhì)心位置：a=1.35m b=1.25m 質(zhì)心高度：空載：hg=0.95m滿載：hg=0.85m 軸 距：L=2.6m 輪 距: L=1.8m 最高車速：160km/h 車輪工作半徑：370mm 輪 胎：195/60R14 85H 同步附著系數(shù)：=0.6 三、設(shè)計（論文）完成后應(yīng)提交的成果 1、設(shè)計說明書一份，1.5萬字以上； 2、制動主缸裝配圖、制動器裝配圖、管路布置圖、制動鼓、制動盤等零件圖若干張，折合三張A0圖紙。 四、設(shè)計（論文）進度安排 1、進行文獻檢索查，查看相關(guān)資料，對課題的基本內(nèi)容有一定的認(rèn)識和了解。完成開題報告。第1-2周（2月28日～3月11日） 2、初步確定設(shè)計的總體方案，討論確定方案；對乘用車制動系統(tǒng)的各組成部分進行初步設(shè)計。第3-6周（3月14日～4月8日） 3、提交設(shè)計草稿，進行討論，修定。第7周（4月11日～4月15日） 4、詳細(xì)設(shè)計制動系統(tǒng)，繪制制動器裝配圖及零件圖。第8-12周（4月18日～5月20日） 5、提交正式設(shè)計，教師審核。第13-14周（5月23日～6月3日） 6、按照審核意見進行修改。第15周（6月6日～6月10日） 7、整理所有材料，裝訂成冊，準(zhǔn)備答辯。第16周（6月13日～6月17日） 五、主要參考資料 [1]楊明忠.摩擦學(xué)設(shè)計基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社.1990 [2]王軍祥，葛世榮。制動摩擦系統(tǒng)的研究與設(shè)計。礦山機械1999(8)：64．65 [3]陳家瑞等。汽車構(gòu)造。北京：人民交通出版社，第三版1996年重印 [4]寧曉斌，張文明等。用虛擬樣機技術(shù)分析鼓式制動器的振動。有色金屬2003(5)：105—107 [5]王鐸，趙經(jīng)文等。理論力學(xué)。北京：高等教育出版社，1997 [6]Matysiak S J，Y evtushenkoAA，Ivanyk E 13．Contact temperature and wear of composite friction elements during braking．International Journal of Heat and Mass～Transfer,2002，45：1 93-1 99 [7]Lolkema,Juke S．Friction analysis of kinetic schemes：the friction coefficient．Biochimica et Biophysica Acta(BBA)／Protein Structure and Molecular Enzymology．Volume：1 252，Issue：2，October 25，1995，PP．284—294 [8]劉錦陽，洪嘉振。計算碰撞力的方法。上海交通大學(xué)學(xué)報，1999(6)：727．730 六、備注 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評分表 學(xué)生姓名 宛亮 院系 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛07-6班 指導(dǎo)教師姓名 安永東 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 乘用車制動系統(tǒng)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 10 2 題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價值 10 3 查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力 15 4 研究方案的設(shè)計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應(yīng)用能力 25 5 文題相符程度；寫作水平 15 6 寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價值；創(chuàng)新性 15 7 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□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、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)計指導(dǎo)教師評分表 學(xué)生姓名 宛亮 院系 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛07-6班 指導(dǎo)教師姓名 安永東 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 乘用車制動系統(tǒng)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 10 2 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 10 3 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)用文獻資料能力 15 4 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 20 5 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） 10 6 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 20 7 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 8 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)論文評閱人評分表 學(xué)生 姓名 宛亮 專業(yè) 班級 車輛工程07-6 指導(dǎo)教 師姓名 安永東 職稱 副教授 題目 　乘用車制動系統(tǒng)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 15 2 題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價值 10 3 查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力 20 4 研究方案的設(shè)計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應(yīng)用能力 25 5 文題相符程度；寫作水平 15 6 寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價值；創(chuàng)新性 15 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□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、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)計評閱人評分表 學(xué)生 姓名 宛亮 專業(yè) 班級 車輛工程07-6 指導(dǎo)教 師姓名 安永東 職稱 副教授 題目 　乘用車制動系統(tǒng)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 10 2 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 10 3 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)用文獻資料能力 15 4 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 25 5 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） 15 6 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 20 7 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)論文答辯評分表 學(xué)生 姓名 宛亮 專業(yè) 班級 車輛工程07-6 指導(dǎo) 教師 安永東 職 稱 副教授 題目 乘用車制動系統(tǒng)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、理論意義或價值 10 2 研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力、綜合運用知識的能力、應(yīng)用文獻資料和外文的能力 20 3 論文撰寫水平、文題相符程度、寫作規(guī)范化程度、篇幅、成果的理論或?qū)嶋H價值、創(chuàng)新性 15 4 畢業(yè)論文答辯準(zhǔn)備情況 5 5 畢業(yè)論文自述情況 20 6 畢業(yè)論文答辯回答問題情況 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□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、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)計答辯評分表 學(xué)生 姓名 宛亮 專業(yè) 班級 車輛工程07-6 指導(dǎo) 教師 安永東 職 稱 副教授 題目 乘用車制動系統(tǒng)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 10 2 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 10 3 應(yīng)用文獻資料、計算機、外文的能力 10 4 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 15 5 畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備情況 5 6 畢業(yè)設(shè)計自述情況 20 7 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）成績評定表 學(xué)生姓名 宛亮 性別 男 院系 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè) 車輛工程 班級 07-6 設(shè)計（論文）題目 乘用車制動系統(tǒng)設(shè)計 平時成績評分（開題、中檢、出勤） 指導(dǎo)教師姓名 職稱 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）： 院系公章： 年 月 日 注：1、平時成績（開題、中檢、出勤）評分按十分制填寫，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=W+0.2X+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。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）推薦表 題 目 乘用車制動系統(tǒng)設(shè)計 類別 畢業(yè)設(shè)計 學(xué)生姓名 宛亮 院（系）、專業(yè)、班級 汽車與交通工程學(xué)院 車輛工程07-6班 指導(dǎo)教師 安永東 職 稱 副教授 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）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計、其它 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 乘用車制動系統(tǒng)設(shè)計 系部名稱： 汽車工程系 專業(yè)班級： 車輛07-6班 學(xué)生姓名： 宛 亮 指導(dǎo)教師： 安永東 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Automobile Braking System Design Candidate：WanLiang Specialty：Vehicle engineering Class：B07-6 Supervisor：Associate Prof.An Yongdong Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 摘 要 現(xiàn)代汽車事業(yè)的發(fā)展日益壯大，使得人們對于汽車的要求越來越大，相對應(yīng)的人們對于汽車的各個部分的要求也越來越大。然而隨著，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。從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來，隨著汽車保有量的增加，車輛技術(shù)的進步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。因此，如何開發(fā)出高性能的制動系統(tǒng)，為安全行駛提供更高的保障。 本文在緒論中闡述了乘用車制動系統(tǒng)設(shè)計的目的和意義、發(fā)展?fàn)顩r以及應(yīng)用前景。接著分析論證了制動系統(tǒng)設(shè)計的總體方案，對其鼓式制動器及盤式制動器的選取進行了詳細(xì)說明論述。還包括制動主缸分路系統(tǒng)的選取方案分析和選擇進行了分析。對制動系統(tǒng)及驅(qū)動機構(gòu)進行了分析和計算，最后并對制動性能進行了計算表明制動性能滿足要求。 關(guān)鍵詞：制動；鼓式制動器；盤式制動器；制動主缸；管路布置 33 ABSTRACT The development of modern automobile business growing, make people more and more the requirement for a car, corresponding people for the car parts of the requirements are increasingly large. However, with security problems, bring more and more is also arouse people's attention, and brake system is the important system car one of active safety. Born from cars, braking system plays in the vehicle's safety aspects will play a crucial role. In recent years, with the increase of auto possession, vehicle technology progress and vehicle speed increase, this importance played more and more apparent. Therefore, how to develop high-performance braking system for safe driving provide higher security. This paper expounded in the introduction of passenger car brake system design of purpose and meaning, development situation and application prospect. Then the paper analysis the braking system design, the overall scheme of the drum brake disc brake and the selection of discussed a detailed illustration. Also includes braking monitor system, the selection of main cylinder scheme analysis and choice are analyzed. For brake system and driving mechanism is analyzed and calculated, the last of brake performance and the calculation shows that the braking performance meet the requirements. Keywords: brake; Drum brake; Disc brakes; Braking main cyli；Pipeline layout 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 制動系統(tǒng)介紹 1 1.2 制動系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3 制動系統(tǒng)設(shè)計的目的及意義 3 1.4 設(shè)計主要內(nèi)容 4 第2章 設(shè)計方案的確定 5 2.1 制動器簡介 5 2.1.1鼓式制動器介紹 5 2.1.2盤式制動器介紹 7 2.1.3制動器的選擇 8 2.2 制動驅(qū)動機構(gòu) 9 2.2.1簡單制動系 9 2.2.2動力制動系 9 2.2.3伺服制動系 10 2.3 分路系統(tǒng)的形式選擇 10 2.4 制動主缸的選取 12 2.5 本章小結(jié) 12 第3章 制動系統(tǒng)設(shè)計 14 3.1 設(shè)計主要參數(shù) 14 3.2 同步附著系數(shù)的選擇 14 3.3 制動器有關(guān)計算 14 3.3.1確定前后軸制動力矩分配系數(shù)β 14 3.3.2 制動器制動力矩確定 15 3.3.3 后輪制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)及摩擦系數(shù)的選取 15 3.3.4 前輪盤式制動器主要參數(shù)選定 16 3.4 制動器有關(guān)計算 17 3.5 制動器主要零部件的選定 18 3.5.1 制動盤選定 18 3.5.2 制動鉗選定 18 3.5.3 制動塊選定 18 3.5.4 摩擦材料選定 18 3.5.5 制動鼓選定 18 3.5.6 制動蹄選定 19 3.5.7 制動底板選定 19 3.5.8 制動蹄支承選定 19 3.5.9 制動輪缸選定 19 3.6 本章小結(jié) 20 第4章 制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 21 4.1 后輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 21 4.2 前輪盤式制動器驅(qū)動機構(gòu)計算 21 4.3 制動主缸與工作容積設(shè)計計算 22 4.4 制動踏板力與踏板行程 23 4.4.1 制動踏板力 23 4.4.2 制動踏板行程 23 4.5 本章小結(jié) 24 第5章 制動性能分析及校核 25 5.1 概述 25 5.2 制動效能及制動性能評價指標(biāo) 25 5.3 摩擦襯片的磨損計算 25 5.4 制動距離計算 27 5.5 制動減速度計算 27 5.6 駐車制動計算 28 結(jié)論 29 參考文獻 30 致謝 31 附錄 32 第1章 緒 論 1.1 制動系統(tǒng)介紹 汽車上用以使外界(主要是路面)在汽車某些部分(主要是車輪)施加一定的力，從而對其進行一定程度的強制制動的一系列專門裝置統(tǒng)稱為制動系統(tǒng)。汽車制動系是用以強制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)定以及使已停駛的汽車在原地(包括在斜坡上)駐留不動的機構(gòu)。對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上且方向與汽車行駛方向相反的外力，而這些外力的大小都是隨機的、不可控制的，因此汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝置以實現(xiàn)上述功能。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，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性能良好、制動系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。汽車制動系至少應(yīng)有兩套獨立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置；重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動裝置及輔助制動裝置；牽引汽車應(yīng)有自動制動裝置。 行車制動裝置用作強制行駛中的汽車減速或停車，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。駐車制動裝置用于使汽車可靠而無時間限制地停駐在一定位置甚至斜坡上，它也有助于汽車在坡路上起步。駐車制動裝置應(yīng)采用機械式驅(qū)動機構(gòu)而不用液壓或氣壓式的，以免其產(chǎn)生故障。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，則可利用應(yīng)急制動裝置的機械力源(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，因為普通的手力駐車制動器也可以起應(yīng)急制動的作用。輔助制動裝置用于山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動機排氣制動、電渦流或液力緩速器等輔助制動裝置，則可使汽車下長坡時長時間而持續(xù)地減低或保持穩(wěn)定車速并減輕或解除行車制動器的負(fù)荷。通常，在總質(zhì)量為5t以上的客車上和12t以上的載貨汽車上裝備這種輔助制動減速裝置。自動制動裝置用于當(dāng)掛車與牽引汽車連接的制動管路滲漏或斷開時，能使掛車自動制動。任何一套制動裝置均由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成。制動器有鼓式與盤式之分。行車制動是用腳踩下制動踏板操縱車輪制動器來制動全部車輪，而駐車制動則多采用手制動桿操縱，且具有專門的中央制動器或利用車輪制動器進行制動。中央制動器位于變速器之后的傳動系中，用于制動變速器第二軸或傳動軸。行車制動和駐車制動這兩套制動裝置必須具有獨立的制動驅(qū)動機構(gòu)。行車制動裝置的驅(qū)動機構(gòu)，分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時還應(yīng)有制動主缸和制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應(yīng)有空氣壓縮機、氣路管道、貯氣筒、控制閥和制動氣室等。過去，大多數(shù)汽車的駐車制動和應(yīng)急制動都使用中央制動器，其優(yōu)點是制動位于主減速器之前的變速器第二軸或傳動軸的制動力矩較小，容易滿足操縱手力小的要求。但在用作應(yīng)急制動時，往往使傳動軸超載。現(xiàn)代汽車由于車速提高，對應(yīng)急制動的可靠性要求更嚴(yán)，因此，在中、高級轎車和部分總質(zhì)量在1.5t以下的載貨汽車上，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。重型載貨汽車由于采用氣壓制動，故多對后輪制動器另設(shè)獨立的由氣壓控制而以強力彈簧作為制動力源的應(yīng)急兼駐車制動驅(qū)動機構(gòu)，不再設(shè)置中央制動器。但也有一些重型汽車除了采用了上述措施外，還保留了由氣壓驅(qū)動的中央制動器，以便提高制動系的可靠性。 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。 1.2 制動系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來，隨著車輛技術(shù)的進步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。汽車制動系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機械式、氣動式、液壓式、氣—液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動裝置，用工作時產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動能，以達到車輛制動減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車動力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。已經(jīng)普遍應(yīng)用的液壓制動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，隨著人們對制動性能要求的提高，防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動系統(tǒng)當(dāng)中，需要在制動系統(tǒng)上添加很多附加裝置來實現(xiàn)這些功能，這就使得制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度，制動系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡潔，功能更加全面和可靠，制動系統(tǒng)的管理也成為必須要面對的問題，電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢所趨。車輛在行駛過程中要頻繁進行制動操作,由于制動性能的好壞直接關(guān)系到交通和人身安全,因此制動性能是車輛非常重要的性能之一,改善汽車的制動性能始終是汽車設(shè)計制造和使用部門的重要任務(wù)。當(dāng)車輛制動時,由于車輛受到與行駛方向相反的外力,所以才導(dǎo)致汽車的速度逐漸減小至零。對這一過程中車輛受力情況的分析有助于制動系統(tǒng)的分析和設(shè)計,因此制動過程受力情況分析是車輛試驗和設(shè)計的基礎(chǔ)。 目前,對于整車制動系統(tǒng)的研究主要通過路試或臺架進行。制動系的試驗均通過間接測量來進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。 1.3 制動系統(tǒng)設(shè)計的目的及意義 當(dāng)今社會已經(jīng)普遍應(yīng)用的液壓制動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，隨著人們對制動性能要求的提高，防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動系統(tǒng)當(dāng)中，需要在制動系統(tǒng)上添加很多附加裝置來實現(xiàn)這些功能，這就使得制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度，制動系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡潔，功能更加全面和可靠。因此設(shè)計的制動系統(tǒng)必須要具有良好的制動效能以及良好的制動效能的穩(wěn)定性和制動時汽車操縱穩(wěn)定性好和制動效能的熱穩(wěn)定性好。這些都是需要考慮的問題。 （1）具有足夠的制動效能，包括行車制動效能和駐坡制動效能。 行車制動效能是用在一定的制動初速度下或最大踏板力下的制動減速度和制動距離兩項指標(biāo)來評定，它是制動性能最基本的評價指標(biāo)。 （2）工作可靠。汽車至少應(yīng)有行車制動和駐車制動兩套制動裝置，且它們的制動驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)是各自獨立的。行車制動裝置的制動驅(qū)動機構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨立的管路，當(dāng)其中一套失效時，另一套應(yīng)保證汽車制動效能不低于正常值的30%；駐車制動裝置應(yīng)采用工作可靠的機械式制動驅(qū)動機構(gòu)。 （3）制動效能的熱穩(wěn)定性好。汽車的高速制動、短時間內(nèi)的頻繁重復(fù)制動，尤其是下長坡時的連續(xù)制動，都會引起制動器的溫升過快，溫度過高。特別是下長坡時的頻繁制動，可使制動器摩擦副的溫度達300℃～400℃，有時甚至高達700℃。此時，制動摩擦副的摩擦系數(shù)會急劇減小，使制動效能迅速下降而發(fā)生熱衰退現(xiàn)象。制動器發(fā)生熱衰退后，經(jīng)過散熱、降溫和一定次數(shù)的和緩使用使摩擦表面得到磨合，其制動效能可重新恢復(fù)，這稱為熱恢復(fù)。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。 （4）制動效能的水穩(wěn)定性好。制動器摩擦表面浸水后，會因水的潤滑作用使摩擦系數(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5～15次，即應(yīng)恢復(fù)其制動效能。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。也應(yīng)防止泥沙、污物等進入制動器工作表面，否則會使制動效能降低并加速磨損。 （5）制動時的操縱穩(wěn)定性好。即以任何速度制動，汽車都不應(yīng)當(dāng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。一般要求在進行制動效能試驗時，車輛的任何部位不得偏出3.7m的試驗道。為此，汽車前、后輪制動器的制動力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤詈媚茈S各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一軸上左、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；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，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，會發(fā)生制動時汽車跑偏。 1.4 設(shè)計主要內(nèi)容 （1）制動系統(tǒng)方案的選擇 （2）制動系統(tǒng)設(shè)計計算 （3）制動系統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 （4）制動性能的分析 第2章 設(shè)計方案的確定 2.1 制動器簡介 制動器是具有使運動部件(或運動機械)減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。是使機械中的運動件停止或減速的機械零件。俗稱剎車、閘。制動器主要由制架、制動件和操縱裝置等組成。有些制動器還裝有制動件間隙的自動調(diào)整裝置。為了減小制動力矩和結(jié)構(gòu)寸制動器通常裝在設(shè)備的高速軸上，但對安全性要求較高的大型設(shè)備(如礦井提升機、電梯等)則應(yīng)裝在靠近設(shè)備工作部分的低速軸上。汽車制動器幾乎均為機械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動力矩使汽車減速或停車。一般摩擦式制動器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。 2.1.1鼓式制動器介紹 鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，當(dāng)盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用干各類汽車上。典型的鼓式制動器主要由底板、制動鼓、制動蹄、輪缸（制動分泵）、回位彈簧、定位銷等零部件組成。底板安裝在車軸的固定位置上，它是固定不動的，上面裝有制動蹄、輪缸、回位彈簧、定位銷，承受制動時的旋轉(zhuǎn)扭力。每一個鼓有一對制動蹄，制動蹄上有摩擦襯片。制動鼓則是安裝在輪轂上，是隨車輪一起旋轉(zhuǎn)的部件，它是由一定份量的鑄鐵做成，形狀似園鼓狀。當(dāng)制動時，輪缸活塞推動制動蹄壓迫制動鼓，制動鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動。在汽車制動鼓上，一般只有一個輪缸，在制動時輪缸受到來自總泵液力后，輪缸兩端活塞會同時頂向左右制動蹄的蹄端，作用力相等。但由于車輪是旋轉(zhuǎn)的，制動鼓作用于制動蹄的壓力左右不對稱，造成自行增力或自行減力的作用。因此，業(yè)內(nèi)將自行增力的一側(cè)制動蹄稱為領(lǐng)蹄，自行減力的一側(cè)制動蹄稱為從蹄，領(lǐng)蹄的摩擦力矩是從蹄的2～2.5倍，兩制動蹄摩擦襯片的磨損程度也就不一樣。為了保持良好的制動效率，制動蹄與制動鼓之間要有一個最佳間隙值。隨著摩擦襯片磨損，制動蹄與制動鼓之間的間隙增大，需要有一個調(diào)整間隙的機構(gòu)。過去的鼓式制動器間隙需要人工調(diào)整，用塞尺調(diào)整間隙?，F(xiàn)在轎車鼓式制動器都是采用自動調(diào)整方式，摩擦襯片磨損后會自動調(diào)整與制動鼓間隙。當(dāng)間隙增大時，制動蹄推出量超過一定范圍時，調(diào)整間隙機構(gòu)會將調(diào)整桿拉到與調(diào)整齒下一個齒接合的位置，從而增加連桿的長度，使制動蹄位置位移，恢復(fù)正常間隙。 鼓式制動器分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器兩種結(jié)構(gòu)型式。內(nèi)張型鼓式制動器的摩擦元件是一對帶有圓弧形摩擦蹄片的制動蹄，后者則安裝在制動底板上，而制動底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半袖套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動鼓。車輪制動器的制動鼓均固定在輪鼓上。制動時，利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦路片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。外束型鼓式制動器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓的外因柱表面與制動帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動鼓，故又稱為帶式制動器。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作一些汽車的中央制動器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。所以內(nèi)張型鼓式制動器通常簡稱為鼓式制動器，通常所說的鼓式制動器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。 鼓式制動器按蹄的類型分為： 1.領(lǐng)從蹄式制動器 領(lǐng)從蹄式制動器的每塊蹄片都有自己的固定支點，而卻兩固定支點位于兩蹄的同一端。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。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”作用使從蹄所受的法向反力減小。 領(lǐng)從蹄式制動器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進與倒車時的制動性能不變，且結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，也便于附裝駐車制動機構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中、重型載貨汽車的前、后輪制動器及轎車的后輪制動器。 2.單向雙領(lǐng)蹄式制動器 單向雙領(lǐng)蹄式制動器的兩塊蹄片各有自己的固定支點，而卻兩固定支點位于兩蹄的不同端。領(lǐng)蹄的固定端在上方，每塊蹄片有各自獨立的張開裝置，且位于與固定支點相對應(yīng)的一方。 汽車前進制動時，這種制動器的制動效能相當(dāng)高。由于有兩個輪缸，故可以用兩個各自獨立的回路分別驅(qū)動兩蹄片。除此之外，這種制動器還有易于調(diào)整蹄片與制動鼓之間的間隙，兩蹄片上的單位壓力相等，使之磨損程度相近，壽命相同等優(yōu)點。單向雙領(lǐng)蹄式制動器的制動效能穩(wěn)定性，僅強于増力式制動器。當(dāng)?shù)管囍苿訒r，由于兩蹄片皆為雙從蹄，使制動效能明顯下降。與領(lǐng)從蹄式制動器比較，由于多了一個輪缸，使結(jié)構(gòu)略閑復(fù)雜。 這種制動器適用于前進制動時前軸動軸荷及附著力大于后軸，而倒車時則相反的汽車前輪上。它之所以不用于后輪，還因為兩個互相成中心對稱的輪缸，難于附加駐車制動驅(qū)動機構(gòu) 3.雙向雙領(lǐng)蹄式制動器 當(dāng)制動鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時，兩制動助均為領(lǐng)蹄的制動器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器。它也屬于平衡式制動器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在汽車前進及倒車時的制動性能不變，因此廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后車輪，但用作后輪制動器時，則需另設(shè)中央制動器用于駐車制動。 4.雙從蹄式制動器 雙從蹄式制動器的兩蹄片各有一個固定支點，而卻兩固定支點位于兩蹄片的不同端，并用各有一個活塞的兩輪缸張開蹄片。 雙從蹄式制動器的制動器效能穩(wěn)定性最好，但因制動器效能最低，所以很少采用。 5.單向增力式制動器 單向增力式制動器如圖所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動蹄支承在其上端制動底板上的支承銷上。由于制動時兩蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式制動器。單向增力式制動器在汽車前進制動時的制動效能很高，且高于前述的各種制動器，但在倒車制動時，其制動效能卻是最低的。因此，它僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動器。 6.雙向增力式制動器 將單向增力式制動器的單活塞式制動輪缸換用雙活塞式制動輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則成為雙向增力式制動器。對雙向增力式制動器來說，不論汽車前進制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。 雙向增力式制動器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動與駐車制動共用的制動器，但行車制動是由電磁經(jīng)制動輪缸產(chǎn)生制動蹄的張開力進行制動，而駐車制動則是用制動操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機械操縱系統(tǒng)進行操縱。雙向增力式制動器也廣泛用作汽車的中央制動器，因為駐車制動要求制動器正向、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應(yīng)急制動時也不會產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出。 但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動過程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動效率下降。因此，在轎車領(lǐng)域上己經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟型車中使用，主要用于制 2.1.2盤式制動器介紹 盤式制動器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。 鉗盤式制動器的固定摩擦元件是制動塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動襯塊與制動盤接觸面很小，在盤上所占的中心角一般僅30~50°，故這種盤式制動器又為點盤式制動器。 全盤式制動器中摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為盤形，制動時各盤摩擦表面全部接觸，作用原理如同離合器，故又稱離合器式制動器。全盤式中用的較多的是多片全盤式制動器。多片全盤式制動器既可用于車輪制動器，也可用作緩行器。 鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)不同，分為以下幾種： （1）鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動器、浮鉗盤式制動器等。 ①定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪相聯(lián)并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實現(xiàn)從鼓式制動器到盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。 ②浮動盤式制動器：這種制動器具有以下優(yōu)點：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性小；成本低；浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。 （2）全盤式 在全盤式制動器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠沒有浮鉗盤式制動器廣泛。 2.1.3制動器的選擇 與鼓式制動器比較，盤式制動器有如下優(yōu)點: （1）熱穩(wěn)定性好.原因是一般無自行増力作用，襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片。此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄的中部接觸，從而降低了制動效能，這稱為機械衰退。制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機械衰退問題。因此，前輪采用盤式制動器，汽車制動時不易跑偏。 （2）水穩(wěn)定性好。制動塊對盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多，又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一到兩次制動既能恢復(fù)正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)。 （3）制動力矩與汽車運動方向無關(guān)。 （4）易于構(gòu)成雙回路制動系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。 （5）尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。 （6）壓力在制動襯塊上的分布比較均勻，故襯塊磨損也可以。 （7）更換襯塊簡單容易。 （8）襯塊與制動盤之間的間隙小，從而縮短了制動協(xié)調(diào)時間。 （9）易于時間間隙自動調(diào)整。 綜合以上優(yōu)缺點最終確定本次設(shè)計采用前盤后鼓式。前盤選用浮動盤式制動器，后鼓采用領(lǐng)從蹄式制動器。[7] 2.2 制動驅(qū)動機構(gòu) 根據(jù)制動力原的不同，制動驅(qū)動機構(gòu)可分為簡單制動、動力制動以及伺服制動三大類型。而力的傳遞方式又有機械式、液壓式、氣壓式和氣壓-液壓式的區(qū)別。 2.2.1簡單制動系 簡單制動系即人力制動系，是靠司機作用于制動塌板上或手柄上的力作為制動力原。而傳力方式有、又有機械式和液壓式兩種。 機械式的靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，工作可靠，但機械效率低，因此僅用于中、小型汽車的駐車制動裝置中。 液壓式的簡單制動系通常簡稱為液壓制動系，用于行車制動裝置。其優(yōu)點是作用滯后時間短(o．1s—o．3s)，工作壓力大(可達10 MPa—12MPa)，缸徑尺寸小，可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄的張開機構(gòu)或制動塊的壓緊機構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，質(zhì)量小、造價低。但其有限的力傳動比限制了它在汽車上的使用范圍。另外，液壓管路在過度受熱時會形成氣泡而影響傳輸，即產(chǎn)生所謂“汽阻”，使制動效能降低甚至失效；而當(dāng)氣溫過低時(-25℃和更低時)，由于制動液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及當(dāng)有局部損壞時，使整個系統(tǒng)都不能繼續(xù)工作。液壓式簡單制動系曾廣泛用于乘用車、輕型及以下的貨車和部分中型貨車上。但由于其操縱較沉重，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車提高操縱輕便性的要求，故當(dāng)前僅多用于微型汽車上，在乘用車和輕型汽車亡已極少采用。 2.2.2動力制動系 動力制動系是以發(fā)動機動力形成的氣壓或液壓勢能作為汽車制動的全部力源進行制動，而司機作用于制動踏板或手柄上的力僅用于對制動回路中控制元件的操縱。在簡單制動系中的踏板力與其行程間的反比例關(guān)系在動力制動系中便不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭? 動力制動系有氣壓制動系、氣頂液式制動系和全液壓動力制動系3種。 1）氣壓制動系 氣壓制動系是動力制動系最常見的型式，由于可獲得較大的制動驅(qū)動力，且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單、連接和斷開均很方便，因此被廣泛用于總質(zhì)量為8t以上尤其是15t以上的載貨汽車、越野汽車和客車上。但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機、儲氣筒、制動閥等裝置，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、輪廓尺寸大、造價高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢，作用滯后時間較長(o．3s—o．9s)，因此，當(dāng)制動閥到制動氣室和儲氣筒的距離較遠時，有必要加設(shè)氣動的第二級控制元件——繼動閥(即加速閥)以及快放閥；管路工作壓力較低(一般為o．5MPa—o．7MPa)，因而制動氣室的直徑大，只能置于制動器之外，再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，使非簧載質(zhì)量增大；另外，制動氣室排氣時也有較大噪聲。 2）氣頂液式制動系 氣頂液式制動系是動力制動系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源的一種制動驅(qū)動機構(gòu)。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點。由于其氣壓系統(tǒng)的管路短，故作用滯后時間也較短。顯然，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價高，故主要用于重型汽車上，一部分總質(zhì)量為9t—11t的中型汽車上也有所采用。 3）全液壓動力制動系 全液壓動力制動系除具有一般液壓制動系統(tǒng)的優(yōu)點外，還具有操縱輕便、制動反應(yīng)快、制動能力強、受氣阻影響較小、易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動力轉(zhuǎn)向、液壓懸架、舉升機構(gòu)及其他輔助設(shè)備共用液壓泵和儲油罐等優(yōu)點。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用，目前僅用于某些高級轎車、大型客車以及極少數(shù)的重型礦用自卸汽車上。 2.2.3伺服制動系 伺服制動系是在人力液壓制動系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套出其他能源提供的助力裝置．使人力與動力可兼用，即兼用人力和發(fā)動機動力作為制功能源的制動系。在正常情況下，其輸出工作壓力主要出動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在動力伺服系統(tǒng)失效時，仍可全由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動力。因此，在中級以上的轎車及輕、中型客、貨汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。 按伺服系統(tǒng)能源的不同，又有真空伺服制動系、氣壓伺服制動系和液壓伺服制動系之分。其伺服能源分別為真空能(負(fù)氣壓能)、氣壓能和液壓能。[7] 2.3 分路系統(tǒng)的形式選擇 為了提高制動驅(qū)動機構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動驅(qū)動機構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨立的系統(tǒng)，即應(yīng)是雙回路系統(tǒng)，也就是說應(yīng)將汽車的全部行車制動器的液壓或氣壓管路分成兩個或更多個相互獨立的回路，以便當(dāng)一個回路發(fā)生故障失效時，其他完好的回路仍能可靠地工作。 圖2.1 分路系統(tǒng) 1.II型回路介紹 前、后輪制動管路各成獨立的回路系統(tǒng)，即一軸對一軸的分路型式，簡稱II型。其特點是管路布置最為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動氣室)鼓式制動器相配合，成本較低。這種分路布置方案在各類汽車上均有采用，但在貨車上用得最廣泛。這一分路方案總后輪制動管路失效，則一旦前輪制動抱死就會失去轉(zhuǎn)彎制動能力。對于前輪驅(qū)動的轎車，當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動時，制動效能將明顯降低并小于正常情況下的一半，另外，由于后橋負(fù)荷小于前軸，則過大的踏板力會使后輪抱死而導(dǎo)致汽車甩尾。 2.X型回路介紹 后輪制功管路呈對角連接的兩個獨立的回路系統(tǒng)，即前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬于一個回路，稱交叉型，簡稱X型。其特點是結(jié)構(gòu)也很簡單，一回路失效時仍能保持50％的制動效能，并且制動力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動時與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。此時前、后各有一側(cè)車輪有制動作用，使制動力不對稱，導(dǎo)致前輪將朝制動起作用車輪的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車失去方向穩(wěn)定性。因此，采用這種分路力案的汽車，其主銷偏移距應(yīng)取負(fù)值(至20 mm)，這樣，不平衡的制動力使車輪反向轉(zhuǎn)動，改善了汽車的方向穩(wěn)定性。 3.其他型回路介紹 左、右前輪制動器的半數(shù)輪缸與全部后輪制動器輪缸構(gòu)成一個獨立的回路，而兩前輪制動器的另半數(shù)輪缸構(gòu)成另一回路，可看成是一軸半對半個軸的分路型式，簡稱KI型。 兩個獨立的問路分別為兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器所組成，即半個軸與一輪對另半個軸與另一輪的瑚式，簡稱LL型。 兩個獨立的回路均由每個前、后制動器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個軸對前、后半個軸的分路型式，簡稱HH型。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制功效能最好。HI、LL、HH型的織構(gòu)均較復(fù)雜。LL型與HH型在任一回路失效時，前、后制動力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動力可達到正常值的50％左占。HL型單用回路，即一軸半時剩余制動力較大，但此時與LL型一樣，在緊急制動時后輪極易先抱死。[7] 綜合以上各個管路的優(yōu)缺點最終選擇X型管路。 2.4 制動主缸的選取 為了提高汽車的行駛安全性，根據(jù)交通法規(guī)的要求，一些乘用車的行車制動裝置均采用了雙回路制動系統(tǒng)。雙回路制動系統(tǒng)的制動主缸為串列雙腔制動主缸，單腔制動主缸已被淘汰。 制動主缸采用串列雙腔制動主缸。該主缸相當(dāng)于兩個單腔制動主缸串聯(lián)在一起而構(gòu)成。儲蓄罐中的油經(jīng)每一腔的進油螺栓和各自旁通孔、補償孔流入主缸的前、后腔。在主缸前、后工作腔內(nèi)產(chǎn)生的油壓，分別經(jīng)各自得出油閥和各自的管路傳到前、后制動器的輪缸。 主缸不制動時，前、后兩工作腔內(nèi)的活塞頭部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自得旁通孔和補償孔之間。 當(dāng)踩下制動踏板時，踏板傳動機構(gòu)通過制動推桿推動后腔活塞前移，到皮碗掩蓋住旁通孔后，此腔油壓升高。在液壓和后腔彈簧力的作用下，推動前腔活塞前移，前腔壓力也隨之升高。當(dāng)繼續(xù)踩下制動踏板時，前、后腔的液壓繼續(xù)提高，使前、后制動器制動。 撤出踏板力后，制動踏板機構(gòu)、主缸前、后腔活塞和輪缸活塞在各自的回位彈簧作用下回位，管路中的制動液在壓力作用下推開回油閥流回主缸，于是解除制動。 若與前腔連接的制動管路損壞漏油時，則踩下制動踏板時，只有后腔中能建立液壓，前腔中無壓力。此時在液壓差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端頂?shù)街鞲赘左w上。此后，后缸工作腔中的液壓方能升高到制動所需的值。若與后腔連接的制動管路損壞漏油時，則踩下制動踏板時，起先只有后缸活塞前移，而不能推動前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液壓。但在后腔活塞直接頂觸前缸活塞時，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液壓而制動。 由此可見，采用這種主缸的雙回路液壓制動系，當(dāng)制動系統(tǒng)中任一回路失效時，串聯(lián)雙腔制動主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車制動距離增長，制動力減小。大大提高了工作的可靠性。[6] 2.5 本章小結(jié) 本章首先對制動器的形式進行了系統(tǒng)的介紹與對比分析，最終選擇了前輪采用浮動盤式制動器，后輪采用領(lǐng)從蹄式鼓式制動器的方案。之后又介紹了制動驅(qū)動機構(gòu)的形式分類及分路系統(tǒng)的形式分類及選擇。并對制動主缸的工作原理進行了簡單的介紹，使此次設(shè)計的整體思路已大體呈現(xiàn)。 第3章 制動系統(tǒng)設(shè)計 3.1 設(shè)計主要參數(shù) 整車質(zhì)量： 空載：1550kg 滿載：2000kg 質(zhì)心位置： a=1.35m b=1.25m 質(zhì)心高度： 空載：hg=0.95m 滿載：hg=0.85m 軸 距： L=2.6m 輪 距: L=1.8m 最高車速： 160km/h 車輪工作半徑：370mm 輪 胎： 195/60R14 85H 同步附著系數(shù)：=0.6 3.2 同步附著系數(shù)的選擇 (1)當(dāng)＜時：制動時總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(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：制動時汽車前、后輪同時抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。 分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(前、后車輪同時抱死)時，其制動減速度為，即，為制動強度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動時，達到前輪或后輪即將抱死的制動強度＜這表明只有在＝的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 根據(jù)相關(guān)資料查出轎車0.6，故取=0.6 3.3 制動器有關(guān)計算 3.3.1確定前后軸制動力矩分配系數(shù)β 根據(jù)公式： （3-1） 得： 3.3.2 制動器制動力矩確定 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩： （3-2） 式中：Φ——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； 其中q===0.66 （3-3） 故后軸==1.57Nmm 后輪的制動力矩為=0.785Nmm 前軸= T==0.67/(1-0.67)1.57=3.2Nmm 前輪的制動力矩為3.2/2=1.6Nmm 3.3.3 后輪制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)及摩擦系數(shù)的選取 1、制動鼓直徑D 輪胎規(guī)格為195/60R14 85H 輪輞為14in 表3.1輪輞直徑與制動鼓內(nèi)徑參照表 輪輞直徑/in 12 13 14 15 16 制動鼓內(nèi)徑/mm 轎車 180 200 240 260 ---- 貨車 220 240 260 300 320 查表得制動鼓內(nèi)徑D=240mm D=14 根據(jù)轎車D/在0.64～0.74之間選取 取D/=0.7 D=249mm， 2、制動蹄摩擦襯片的包角β和寬度b 制動蹄摩擦襯片的包角β在β=～范圍內(nèi)選取。 取β= 根據(jù)單個制動器總的襯片米廠面積取200～300 取A=300 b/D=0.18 b=0.18mm 3、摩擦襯片初始角的選取 根據(jù)=-（/2）= 4、 張開力P作用線至制動器中心的距離a 根據(jù)a=0.8R 得：a=0.8×124.5=99.6mm 制動蹄支撐銷中心的坐標(biāo)位置k與c 根據(jù)c=0.8R 得：c=0.8×124.5=99.6mm 5、摩擦片摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時，不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，而且還要求其熱穩(wěn)定行好，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。在假設(shè)的理想條件下計算制動器的制動力矩，取f=0.3可使計算結(jié)果接近實際值。另外，在選擇摩擦材料時，應(yīng)盡量采用減少污染和對人體無害的材料。 所以選擇摩擦系數(shù)f=0.3 3.3.4 前輪盤式制動器主要參數(shù)選定 1、 制動盤直徑D 制動盤的直徑D希望盡量大些，這時制動盤的有效半徑得以增大，但制動盤受輪輞直徑的限制。通常為輪輞直徑的70%～79%。 2、 制動盤厚度選擇 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10 mm～20 mm；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20 mm～50 mm，但多采用20 mm～30 mm。 3、摩擦襯塊內(nèi)半徑R1與外半徑R2 摩擦襯塊的外半徑R2與內(nèi)半徑R1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、摩擦襯塊工作面積A 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。 根據(jù)桑塔納2000盤式制動器的參數(shù)為 表3.2 制動盤外徑選取參考表 制動盤外徑 工作半徑 制動盤厚度 摩擦襯塊厚度 摩擦面積 256mm 106mm 20mm 14mm 76cm 3.4 制動器有關(guān)計算 1. 前輪盤式制動效能因數(shù) 根據(jù)公式BF=2f f——取0.5 得BF=2×0.5=1 2. 后輪鼓式制動效能因數(shù) 1） 領(lǐng)蹄制動蹄因數(shù)： 根據(jù)公式 （3-5） h/b=2;c/b=0.8 得=0.79 2）從蹄制動蹄因數(shù)： 根據(jù)公式 （3-6） 得=0.48 3.5 制動器主要零部件的選定 3.5.1 制動盤選定 制動盤一般用珠光體灰鑄鐵制成，或用添加cr，Ni等的合金鑄鐵制成。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％一30％，但盤的整體厚度較厚。而一般不帶通風(fēng)槽的轎車制動盤，其厚度約在l0mm—13mm之間。本次設(shè)計采用的材料為HT250。 3.5.2 制動鉗選定 制動鉗由可鍛鑄鐵KTH370一12或球墨鑄鐵QT400一18制造，也有用輕合金制造的，例如用鋁合金壓鑄。 3.5.3 制動塊選定 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。 3.5.4 摩擦材料選定 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、低的熱傳導(dǎo)率(要求摩擦襯塊么300℃的加熱板上：作用30min后，背板的溫度不越過190℃)和低的熱膨脹率，高的抗壓、抗打、抗剪切、抗彎購性能和耐沖擊性能；制動時應(yīng)不產(chǎn)生噪聲、不產(chǎn)生不良?xì)馕叮瑧?yīng)盡量采用污染小印對人體人害的庫擦材料。 當(dāng)前，在制動器巾廣泛采用著模壓材料，它是以石棉纖維為主并均樹脂粘站劑、調(diào)整摩擦性能的填充刑(出無機粉粒及橡膠、聚合樹脂等配成)勺噪聲消除別(主要成分為石墨)等混合后，在高溫廠模壓成型的。模壓材料的撓性較差．故應(yīng)佐按襯片或襯塊規(guī)格模壓。其優(yōu)點是可以選用各種不同的聚合樹脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能及其他性能。本次設(shè)計采用的是模壓材料。 3.5.5 制動鼓選定 制動鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動時溫升不應(yīng)超過極限值。制動鼓材料應(yīng)與摩擦襯片相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。 制動鼓相對于輪轂的對中是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。兩者裝配后還需進行動平衡。其許用不平衡度對轎車為15N·cm～20 N·cm；對貨車為30 N·cm～40 N·cm。微型轎車要求其制動鼓工作表面的圓度和同軸度公差＜0.03mm，徑向跳動量≤0．O 5mm，靜不平衡度≤1．5N.cm。 制動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，但試驗表明，壁厚由ll mm增至20 mm時，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7mm～12mm；中、重型載貨汽車為13mm～18mm。制動鼓在閉口一側(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。 3.5.6 制動蹄選定 制動蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為3mm～5mm；貨車的約為5mm～8mm。摩擦襯片的厚度，轎車多為4．5mm～5mm；貨車多為8mm以上。襯片可鉚接或粘貼在制動蹄上，粘貼的允許其磨損厚度較大，使用壽命增長，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。本次制動蹄采用的材料為HT200。 3.5.7 制動底板選定 制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制功底板承受著制動器工作時的制動反力矩，因此它應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動底板均只有凹凸起伏的形狀。重型汽車則采用可聯(lián)鑄鐵KTH370—12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。本次設(shè)計采用45號鋼。 3.5.8 制動蹄支承選定 二自由度制動篩的支承，結(jié)構(gòu)簡單，并能使制動蹄相對制動鼓自行定位。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)。例如采用偏心支承銷或偏心輪。支承銷由45號鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵(KTH370—12)或球墨鑄鐵(QT400—18)件。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地保持制動蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。有時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，而在輪缸活塞頂塊上或在張開機構(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。 3.5.9 制動輪缸選定 制功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。其缸簡為通孔，需鏜磨?；钊射X合金制造。活塞外端壓有鋼制的開槽頂塊，以支承插人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)路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。 3.6 本章小結(jié) 本章根據(jù)所給參數(shù)確定了制動器的相關(guān)的主要參數(shù)，并對制動器的主要相關(guān)零件進行了選取確定。  第4章 制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 4.1 后輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 根據(jù)公式 （4-1） 式中：p——考慮到制動力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或灌錄液壓，p=8Mp～12Mp. 取p=10Mp 查桑塔納2000使用與維護手冊得 P=7065N =30mm 根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此輪缸直徑為30mm。 一個輪缸的工作容積 根據(jù)公式 （4-2） 式中：——一個輪缸活塞的直徑； n ——輪缸活塞的數(shù)目； δ——一個輪缸完全制動時的行程： 初步設(shè)計時δ可取2mm-2.5mm δ=2mm ——消除制動蹄與制動鼓間的間隙所需的輪缸活塞行程。 ——由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞。 ，——分別為鼓式制動器的變形與制動鼓的變形而引起的輪缸活塞行程。 得一個輪缸的工作容積=2826mm 4.2 前輪盤式制動器驅(qū)動機構(gòu)計算 1、前輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 根據(jù)公式 （4-4） 式中：p——考慮到制動力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或灌錄液壓，p=8Mp～12Mp.取p=10Mp 查桑塔納2000使用與維護手冊得 P=19625N 得=50mm 根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此輪缸直徑為50mm。 一個輪缸的工作容積 根據(jù)公式 （4-5） 式中：——一個輪缸活塞的直徑； n ——輪缸活塞的數(shù)目； δ——一個輪缸完全制動時的行程： 取δ=2mm ——消除制動蹄與制動鼓間的間隙所需的輪缸活塞行程。 ——由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞。 ，——分別為鼓式制動器的變形與制動鼓的變形而引起的輪缸活塞行程。 得一個輪缸的工作容積=3925mm 全部輪缸的工作容積 根據(jù)公式 （4-6） 式中：m——輪缸的數(shù)目； V=2V+2V=22826+23925=13502mm 4.3 制動主缸與工作容積設(shè)計計算 制動主缸應(yīng)有的工作容積 式中：V——全部輪缸的總的工作容積； ——制動軟管在液壓下變形而引起的容積增量； V=13502mm 轎車的制動主缸的工作容積可取為=1.1V=1.1×13502=14852.2 mm 主缸直徑和活塞行程S 根據(jù)公式： （4-7） 一般S=(0.8-1.2)d 取S= d 得===26.65mm 根