【正文】 ............................................................................. 46 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 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(dòng)器的作用 汽車制動(dòng)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(dòng)的機(jī)構(gòu)。汽車制動(dòng)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(dòng)系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)性能良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。 制動(dòng)器的種類 汽車制動(dòng)系 至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)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(dòng)裝置及輔助制動(dòng)裝置，牽引汽車還應(yīng)有自動(dòng)制動(dòng)裝置。 行車制動(dòng)裝置用于使行駛中的汽車強(qiáng)制減速或停車，并使汽車在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動(dòng)機(jī)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(dòng)裝置用于使汽車可靠而無時(shí)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(dòng)裝置應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)，以免其產(chǎn)生故障。 應(yīng)急制動(dòng)裝置用于當(dāng)行車制動(dòng)裝置意外發(fā)生故障而失效 時(shí)，則可利用其機(jī)械力源 (如強(qiáng)力壓縮彈簧 )實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)。應(yīng)急制動(dòng)裝置不必是獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng)，它可利用行車制動(dòng)裝置或駐車制動(dòng)裝置的某些制動(dòng)器件。應(yīng)急制動(dòng)裝置也不是每車必備的。因?yàn)槠胀ǖ氖至︸v車制動(dòng)器也可以起到應(yīng)急制動(dòng)的作用。 輔動(dòng)裝置用在山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)或電渦流制動(dòng)等的輔助制動(dòng)裝置，可使汽車下長(zhǎng)坡時(shí)長(zhǎng)時(shí)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(dòng)器的負(fù)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(dòng) 減速裝置。 自動(dòng)制動(dòng)裝置用于當(dāng)掛車與牽引汽車連接的制 動(dòng)管路滲漏或斷開時(shí)，能使掛車自動(dòng)制動(dòng)。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 6 制動(dòng)器的組成 制動(dòng)器的組成任何一套制動(dòng)裝置均由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成 (如圖 11 所示 )。制動(dòng)器有鼓式與盤式之分。行車制動(dòng)是用腳踩下制動(dòng)踏板操縱車輪制動(dòng)器來制動(dòng)全部車輪；而駐車制動(dòng)則多采用手制動(dòng)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(dòng)器或利用車輪制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。利用車輪制動(dòng)器時(shí)，絕大部分駐車制動(dòng)器用來制動(dòng)兩個(gè)后輪，有些前輪驅(qū)動(dòng)的車輛裝有前輪駐車制動(dòng)器。中央制動(dòng)器位于變速器之后的傳動(dòng)系中，用于制動(dòng)變速器的第二軸或傳動(dòng)軸。行車制動(dòng) 和駐車制動(dòng)這兩套制動(dòng)裝置，必須具有獨(dú)立的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且每車必備。行車制動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時(shí)還應(yīng)有制動(dòng)主缸、制動(dòng)輪缸以及管路；用氣壓操縱時(shí)還應(yīng)有空氣壓縮機(jī)、氣路管道、儲(chǔ)氣罐、控制閥和制動(dòng)器室。 [1] （ a） 前后輪均安裝盤式制動(dòng)器；（ b）前輪盤式制動(dòng)器，后輪鼓式制動(dòng)器 1前盤式制動(dòng)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(dòng)助力器； 5后盤式制動(dòng)器； 6防抱死電子控制器（ ECU）； 7駐車制動(dòng)操縱桿； 8制動(dòng)踏板； 9駐車制動(dòng)踏板； 10后鼓式制動(dòng)器； 11組合閥； 12制動(dòng)主缸； 13真空助力器 圖 11 汽車制動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)。它能有效地防止汽車在應(yīng)急制動(dòng)時(shí)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(xiǎn)，并縮短制動(dòng)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(kuò)展功能于一體的電子控制制動(dòng)系統(tǒng) (EBS)和電子制動(dòng)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(dòng)踏板行程、車輪載荷以及制動(dòng)摩擦片的磨損情況來調(diào)節(jié)各車輪的制動(dòng)氣室壓力。它不但可以較大地減少制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，縮短制動(dòng)距離，提高牽引車和掛車的制動(dòng)協(xié)調(diào)性，還能使制動(dòng)力分配更為合理；后者 (即制動(dòng)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(shí)地對(duì)制動(dòng)踏板施加足夠大的力時(shí)，該系統(tǒng)能自動(dòng)地加以識(shí)別并觸發(fā)電磁閥。使真空助力器在極短時(shí)間 內(nèi)實(shí)現(xiàn)助力作用，從而實(shí)現(xiàn)顯著地縮短制動(dòng)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(guó)都在致力于車距報(bào)警及防追尾碰撞系統(tǒng)的研究。這種系統(tǒng)是用激光雷達(dá)或用微波雷達(dá)對(duì)前方車輛等障礙物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若測(cè)出實(shí)際車距小于安全車距，則會(huì)發(fā)出警報(bào)；若駕駛員仍無反應(yīng)，則會(huì)自動(dòng)地對(duì)汽車施行制動(dòng)。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(dòng)器的工作負(fù)荷，制動(dòng)能回收系統(tǒng)早已成為一個(gè)研究課題，以便將制動(dòng)能儲(chǔ)存起來，在需要時(shí)再釋放出來加以利用。以前這項(xiàng)研究主要針對(duì)城市公共汽車，多采用飛輪儲(chǔ)能和液 壓儲(chǔ)能方式，但由于種種原因未能推廣應(yīng)用。近年來，隨著電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車的研制已取得突破性的進(jìn)展，制動(dòng)能回收系統(tǒng)又為一些電動(dòng)汽車所采用，在減速或下坡時(shí)可將驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，使之產(chǎn)生制動(dòng)作用；同時(shí)可用發(fā)出的電流使蓄電池充電，以節(jié)省能源，增加電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的行駛里程。 [2] 對(duì)制動(dòng)器的要求 汽車制動(dòng)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(xiàng)性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定和國(guó)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(duì)象所在國(guó)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(dòng)效能，包括行車制動(dòng)效能和駐車制動(dòng)效能。行車制動(dòng)效能是由在一定的制動(dòng)初速度下及最大踏板力下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離駐坡效能是以汽車在良好的路面上能可靠而無時(shí)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(dòng)和駐車制動(dòng)兩套制動(dòng)裝置，且它們的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)是各自獨(dú)立的，而行車制動(dòng)裝置的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路，當(dāng)其中一套失效時(shí)，另一套應(yīng)保證汽車制動(dòng)效能不低于正常值的30％；駐車制動(dòng)裝置應(yīng)采用工作可靠的機(jī)械式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好。汽 車的高速制動(dòng)、短時(shí)間的頻繁重復(fù)制動(dòng)，尤其是下長(zhǎng)坡時(shí)的連續(xù)制動(dòng)，均會(huì)引起制動(dòng)器的溫升過快，溫度過高。特別是下長(zhǎng)坡時(shí)的獨(dú)立的管路可使制動(dòng)器摩擦副的溫度達(dá)到 300℃～ 400℃．有時(shí)甚至高達(dá)700℃。此時(shí)，制動(dòng)器的摩擦系數(shù)會(huì)急劇減小，使制動(dòng)效能迅速下降而發(fā)生所謂的熱衰退現(xiàn)象。制動(dòng)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(dòng)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(dòng)鼓、盤的熱容量，改善其散熱性或采用強(qiáng)制冷卻裝置，都是提高抗熱衰退的措施。 制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好 。制動(dòng)器摩擦表面浸水后，會(huì)因水的潤(rùn)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(dòng) 5～ 15 次，即應(yīng)恢復(fù)其制動(dòng)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(jìn)入制動(dòng)器摩擦副工作表面，否則會(huì)使制動(dòng)效能降低并加速磨損。某些越野汽車為了防止水和泥沙進(jìn)入而采用封閉制動(dòng)器的措施。 制動(dòng)時(shí)的汽車操縱穩(wěn)定性好。即以任何速度制動(dòng)，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(dòng)器的制動(dòng)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(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)相同。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時(shí)，將失去操縱性；當(dāng)后輪抱死而側(cè)滑甩尾時(shí)，會(huì)失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動(dòng)力矩差值超過 15％時(shí)，會(huì)在制動(dòng)時(shí)發(fā)生汽車跑偏。 制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人 ——機(jī)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(duì)轎車應(yīng)不大于 150mm；對(duì)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(dòng)手柄行程應(yīng)不大于160mm～ 200mm。各國(guó)法規(guī)規(guī)定，制動(dòng)的最大踏板力一般為 500N(轎車 )～ 700N(貨車 )。設(shè)計(jì)時(shí)，緊急 制動(dòng) (約占制動(dòng)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(dòng)或動(dòng)力制動(dòng)裝置時(shí)取其小值。應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的手柄拉力以不大于 400N～ 500N 為宜；駐車制動(dòng)的手柄拉力應(yīng)不大于500N(轎車 )～ 700N(貨車 )。 作用滯后的時(shí)間要盡可能短，包括從制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定制動(dòng)效能水平所需的時(shí)間 (制動(dòng)滯后時(shí)間 )和從放開踏板至完全解除制動(dòng)的時(shí)間 (解除制動(dòng)滯后時(shí)間 )。 制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。 與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí) 不會(huì)引起自行制動(dòng)。 1 制動(dòng)系中應(yīng)有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)件的故障和功能失效；制動(dòng)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(dòng)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(shí)液壓制動(dòng)管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時(shí)，氣制動(dòng)管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。 1 制動(dòng)系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長(zhǎng)，制造成本低；對(duì)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(dòng)時(shí)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(jì) 本田雅閣六 代 的前后制動(dòng)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(zhǎng) 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(dòng)器的設(shè)計(jì)要求，如下： 具有足 夠的制動(dòng)效能； 工作可靠； 在任何速度下制動(dòng)時(shí)，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(jìn)入制動(dòng)器工作表面； 制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好； 操縱輕便，并具有良好的隨動(dòng)性； 制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)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(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)； 1 當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障并是使基本功能遭 到破壞時(shí)，汽車制動(dòng)系應(yīng)有音響或光信號(hào)等報(bào)警提示。 結(jié)合以上參數(shù)及要求，適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，設(shè)計(jì)一款合適的汽車制動(dòng)器并通過繪圖軟件將該制動(dòng)器進(jìn)行建模。 制動(dòng)器研究方案 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析及選擇。分析該乘用車制動(dòng)器的設(shè)計(jì)要求，通過比較、計(jì)算以及查閱相關(guān)資料，選出適合的結(jié)構(gòu)方案 ； 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇。選擇制動(dòng)力、制動(dòng)力分配系數(shù)、制動(dòng)強(qiáng)度、最大制動(dòng)力矩等 ； 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和計(jì)算。根據(jù)所選方案與參數(shù)，分析計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)、摩擦襯塊的磨損特性，核算制動(dòng)器熱容量和溫升等 ； 制動(dòng)器主要零部件 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ； 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 ； 綜合上述設(shè)計(jì)與計(jì)算，用繪圖軟件繪制該制動(dòng)器的零部件圖及總布置圖 。 小結(jié)：本章簡(jiǎn)述了制動(dòng)器的作用、組成以及發(fā)展，并對(duì)設(shè)計(jì)所用的車型進(jìn)行選擇，根據(jù)所選車型的各個(gè)參數(shù)提出了對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)提出了要求。最后，制定了設(shè)計(jì)制動(dòng)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(dòng)器機(jī)構(gòu)形式的選擇 方案選擇的依據(jù) 制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和制動(dòng)性能來初步的選定。還必須考慮本課題對(duì)制動(dòng)器提出的要求，參考同類型車輛的制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，再滿足制 動(dòng)系統(tǒng)性能要求的前提下，同時(shí)還應(yīng)考慮社會(huì)及市場(chǎng)的需求、是否符合生產(chǎn)發(fā)展水平和成本的因素。 制動(dòng)器的種類 汽車制動(dòng)器按其在汽車上的位置分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器。前者安裝在車輪處，并用腳踩制動(dòng)踏板進(jìn)行操縱，故又稱為腳制動(dòng)；后者安裝在傳動(dòng)系的某軸上，例如變速器或分動(dòng)器第二軸的后端或傳動(dòng)軸的前端，并用手拉操縱桿進(jìn)行操縱，故又稱為手制動(dòng)。 摩擦式制動(dòng)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(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束