【正文】 ............................................................................. 46 參考文獻 ................................................................................................................. 47 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 5 第 1 章 緒論 制動器的作用 汽車制動系是用于使行駛中的汽車減速或停車，使下坡行駛的汽車的車速保持穩(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)。汽車制動系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。 制動器的種類 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，牽引汽車還應(yīng)有自動制動裝置。 行車制動裝置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在斜坡上．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)而不用液壓或氣壓驅(qū)動，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)急制動的作用。 輔動裝置用在山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動機排氣制動或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)地減低或保持穩(wěn)定車速，并減輕或解除行車制動器的負荷。通常，在總質(zhì)量大于 5t 的客車上和總質(zhì)量大于 12t 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。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 6 制動器的組成 制動器的組成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 (如圖 11 所示 )。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 (但也有用腳踏板操縱的，見圖 11)，且利用專設(shè)的中央制動器或利用車輪制動器進行制動。利用車輪制動器時，絕大部分駐車制動器用來制動兩個后輪，有些前輪驅(qū)動的車輛裝有前輪駐車制動器。中央制動器位于變速器之后的傳動系中，用于制動變速器的第二軸或傳動軸。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)，而且每車必備。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、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、儲氣罐、控制閥和制動器室。 [1] （ a） 前后輪均安裝盤式制動器；（ b）前輪盤式制動器，后輪鼓式制動器 1前盤式制動器； 2防抱死系統(tǒng)導(dǎo)線； 3主缸和防抱死裝置； 4液壓制動助力器； 5后盤式制動器； 6防抱死電子控制器（ ECU）； 7駐車制動操縱桿； 8制動踏板； 9駐車制動踏板； 10后鼓式制動器； 11組合閥； 12制動主缸； 13真空助力器 圖 11 汽車制動系統(tǒng)組成 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 7 制動器的新發(fā)展 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車防抱死制動系統(tǒng) (antilock braking system， ABS)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間的附著特性而開發(fā)的高技術(shù)制動系統(tǒng)。它能有效地防止汽車在應(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。 近年來還出現(xiàn)了集 ABS功能和其他擴展功能于一體的電子控制制動系統(tǒng) (EBS)和電子制動助力系統(tǒng) (BAS)。前者適用于重型汽車和汽車列車，它是用電子控制方式代替氣壓控制方式，可根據(jù)制動踏板行程、車輪載荷以及制動摩擦片的磨損情況來調(diào)節(jié)各車輪的制動氣室壓力。它不但可以較大地減少制動反應(yīng)時間，縮短制動距離，提高牽引車和掛車的制動協(xié)調(diào)性，還能使制動力分配更為合理；后者 (即制動助力系統(tǒng) )適用于轎車，即當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況而駕駛員又未能及時地對制動踏板施加足夠大的力時，該系統(tǒng)能自動地加以識別并觸發(fā)電磁閥。使真空助力器在極短時間 內(nèi)實現(xiàn)助力作用，從而實現(xiàn)顯著地縮短制動距離的目的。 為了防止汽車發(fā)生追尾碰撞事故，一些汽車生產(chǎn)大國都在致力于車距報警及防追尾碰撞系統(tǒng)的研究。這種系統(tǒng)是用激光雷達或用微波雷達對前方車輛等障礙物進行監(jiān)測，若測出實際車距小于安全車距，則會發(fā)出警報；若駕駛員仍無反應(yīng)，則會自動地對汽車施行制動。在部分轎車上已開始裝用這種系統(tǒng)。 為了節(jié)省燃油消耗，減少排放并減輕制動器的工作負荷，制動能回收系統(tǒng)早已成為一個研究課題，以便將制動能儲存起來，在需要時再釋放出來加以利用。以前這項研究主要針對城市公共汽車，多采用飛輪儲能和液 壓儲能方式，但由于種種原因未能推廣應(yīng)用。近年來，隨著電動汽車及混合動力汽車的研制已取得突破性的進展，制動能回收系統(tǒng)又為一些電動汽車所采用，在減速或下坡時可將驅(qū)動電機轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機，使之產(chǎn)生制動作用；同時可用發(fā)出的電流使蓄電池充電，以節(jié)省能源，增加電動汽車和混合動力汽車的行駛里程。 [2] 對制動器的要求 汽車制動系應(yīng)滿足如下要求。 應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。各項性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定和國家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對象所在國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 8 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度和制動距離駐坡效能是以汽車在良好的路面上能可靠而無時間限制地停駐的最大坡度 (％ )來衡量的，一般應(yīng)大于 25％。 工作可靠。為此，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，而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)。 制動效能的熱穩(wěn)定性好。汽 車的高速制動、短時間的頻繁重復(fù)制動，尤其是下長坡時的連續(xù)制動，均會引起制動器的溫升過快，溫度過高。特別是下長坡時的獨立的管路可使制動器摩擦副的溫度達到 300℃～ 400℃．有時甚至高達700℃。此時，制動器的摩擦系數(shù)會急劇減小，使制動效能迅速下降而發(fā)生所謂的熱衰退現(xiàn)象。制動器發(fā)熱衰退，經(jīng)過散熱、降溫和一定次數(shù)的緩和使用，使摩擦表面得到磨合，其制動效能重新恢復(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。 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 5～ 15 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、污物等進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。某些越野汽車為了防止水和泥沙進入而采用封閉制動器的措施。 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。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。 制動踏板和手柄的位置和行程符合人 ——機工程學(xué)要求，即操作方便性好，操縱輕便、舒適，能減少疲勞。踏板行程：對轎車應(yīng)不大于 150mm；對貨車應(yīng)不西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 9 大于 170mm，其中考慮了摩擦襯片或襯塊的容許磨損量。制動手柄行程應(yīng)不大于160mm～ 200mm。各國法規(guī)規(guī)定，制動的最大踏板力一般為 500N(轎車 )～ 700N(貨車 )。設(shè)計時，緊急 制動 (約占制動總次數(shù)的 5％～ 10％ )踏板力的選取范圍：轎車為200N～ 300N 貨車為 350N～ 550N．采用伺服制動或動力制動裝置時取其小值。應(yīng)急制動時的手柄拉力以不大于 400N～ 500N 為宜；駐車制動的手柄拉力應(yīng)不大于500N(轎車 )～ 700N(貨車 )。 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到給定制動效能水平所需的時間 (制動滯后時間 )和從放開踏板至完全解除制動的時間 (解除制動滯后時間 )。 制動時不應(yīng)產(chǎn)生振動和噪聲。 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。 1 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；制動系中也應(yīng)有必要的安全裝置，例如一旦主、掛車之間的連接制動管路損壞，應(yīng)有防止壓縮空氣繼續(xù)漏失的裝置 。 1 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。 1 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 [3] 工作任務(wù)及要求 通過學(xué)習(xí)了解、查閱資料設(shè)計 本田雅閣六 代 的前后制動器， 本車型 的基本參數(shù)見表 1— 1： 表 1— 1 本田雅閣六代 (前置前驅(qū) ） 參數(shù) 長 寬 高 4795mm1785mm 1455mm 軸距 2715mm 整備質(zhì)量 1423kg 最大功率 110kw 前輪距 1555mm 最大扭矩 206n m 后輪距 1535mm 輪胎尺寸 195/65R15 質(zhì)心高度（空載） 640mm 最高車速 190km/h 質(zhì)心高度（滿載） 670mm 滿載總質(zhì)量 2505kg 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 10 根據(jù)所給乘用車的技術(shù)參數(shù)及性能參數(shù)，并綜合考慮制動器的設(shè)計要求，如下： 具有足 夠的制動效能； 工作可靠； 在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性； 防止水和污泥進入制動器工作表面； 制動能力的熱穩(wěn)定性良好； 操縱輕便，并具有良好的隨動性； 制動時，制動系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時力求減少散發(fā)出對人體有還的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害； 作用滯后性應(yīng)盡可能好； 摩擦襯片應(yīng)有足夠的使用壽命； 摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu)； 1 當(dāng)制動驅(qū)動裝置的任何元件發(fā)生故障并是使基本功能遭 到破壞時，汽車制動系應(yīng)有音響或光信號等報警提示。 結(jié)合以上參數(shù)及要求，適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素，設(shè)計一款合適的汽車制動器并通過繪圖軟件將該制動器進行建模。 制動器研究方案 制動器的結(jié)構(gòu)方案分析及選擇。分析該乘用車制動器的設(shè)計要求，通過比較、計算以及查閱相關(guān)資料，選出適合的結(jié)構(gòu)方案 ； 制動系的主要參數(shù)及其選擇。選擇制動力、制動力分配系數(shù)、制動強度、最大制動力矩等 ； 制動器的設(shè)計和計算。根據(jù)所選方案與參數(shù)，分析計算制動器的制動因數(shù)、摩擦襯塊的磨損特性，核算制動器熱容量和溫升等 ； 制動器主要零部件 的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 ； 制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇與設(shè)計計算 ； 綜合上述設(shè)計與計算，用繪圖軟件繪制該制動器的零部件圖及總布置圖 。 小結(jié)：本章簡述了制動器的作用、組成以及發(fā)展，并對設(shè)計所用的車型進行選擇，根據(jù)所選車型的各個參數(shù)提出了對制動器的設(shè)計提出了要求。最后，制定了設(shè)計制動器的大致方案。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 11 第 2 章 制動器機構(gòu)形式的選擇 方案選擇的依據(jù) 制動系統(tǒng)方案的選定，依據(jù)所參考汽車的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)、制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和制動性能來初步的選定。還必須考慮本課題對制動器提出的要求，參考同類型車輛的制動系統(tǒng)機構(gòu)，再滿足制 動系統(tǒng)性能要求的前提下，同時還應(yīng)考慮社會及市場的需求、是否符合生產(chǎn)發(fā)展水平和成本的因素。 制動器的種類 汽車制動器按其在汽車上的位置分為車輪制動器和中央制動器。前者安裝在車輪處，并用腳踩制動踏板進行操縱，故又稱為腳制動；后者安裝在傳動系的某軸上，例如變速器或分動器第二軸的后端或傳動軸的前端，并用手拉操縱桿進行操縱，故又稱為手制動。 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。 鼓式制動器又分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束