【正文】 通事故中，在潮濕路面上約 1/3 與側(cè)滑有關(guān) 。在結(jié)冰路面 70%~80%與側(cè)滑有關(guān)。而側(cè)滑事故中 50%是由于制動引起的。由此可見在制動時，確保車體方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性，減少制動側(cè)滑并縮短制動距離是十分重要且必要性的。 汽車防抱制動系統(tǒng) 汽車防抱制動系統(tǒng)（ Antilock Braking system， 簡稱 ABS）是基 于車輛輪胎與路面之間的附著性能隨滑移率改變而改變的基本原理而開發(fā)的高技術(shù)裝置，它從防止制動過程中車輪“抱死”的角度出發(fā)，避免車輛后輪側(cè)滑和前輪喪失轉(zhuǎn)向能力，提高車輛對地面附著能力的利用率，從而達(dá)到改善車輛制動穩(wěn)定性、操縱性和縮短制動距離等目的。 汽車制動性能的評價 汽車制動性能的評價指標(biāo)主要有三方面 汽車在一定車速行駛時，采取制動措施后能使之停下的距離、時間及相應(yīng)的制動減速度。它是制動性最基本的評價指標(biāo)。 維持原有的行駛方向，不發(fā)生跑偏，側(cè)滑，不 失去轉(zhuǎn)向功能的性能。 4 公路載重汽車制動器設(shè)計 2 汽車在連續(xù)多次制動或涉水后仍具備必要的制動功能的能力，即抗衰退性。抗衰退性是指汽車在繁重工作條件下制動時如下長坡時長時間連續(xù)制動，制動器溫度升高后，其制動效能的保持程度。 汽車防抱制動系統(tǒng)的特點 以提高汽車安全行駛性能為目的的各種裝置，其原理都是充分利用輪胎和地面的附著系數(shù)，主要采用控制制動管路液壓的方法，給各車輪施加最合適的制動力，從而使各個車輪處于最佳的運動狀態(tài)。其具有以下特點 : ① 能夠縮短制動距離這是因為在同樣緊急制動情況下，系統(tǒng)可以將滑移率 控制在最佳滑移率附近，即可獲得最大的縱向制動力的結(jié)果。 ② 可增加汽車制動時的穩(wěn)定性汽車在制動時，四個車輪子的制動力是不一樣的，如果汽車的前輪抱死，駕駛員就無法控制汽車的行駛方向，這是非常危險的倘若汽車的后輪先抱死，在很小的側(cè)向干擾力下，則會出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾，甚至使汽車整個調(diào)頭等嚴(yán)重事故，車輪抱死將難以保證汽車的行車安全。 ABS 系統(tǒng)可以防止四個車輪制動時被完全抱死，提高了汽車行駛的穩(wěn)定性。資料表明 :裝有 ABS 系統(tǒng)的車輛，可使因車輪側(cè)滑引起的事故比例下降 8%左右。 ③ 改善了汽車輪胎的磨損狀況事實上，車輪抱死會造成 輪胎的磨損，輪胎面磨損也會不均勻，使輪胎消耗增加。經(jīng)測定，汽車在緊急制動時，車輪抱死所造成的輪胎累加磨損費己超過一套防抱死制動系統(tǒng)的造價，因此 ,裝用 ABS 系統(tǒng)具有一定的經(jīng)濟效益。 ④ 使用方便、工作可靠 ABS 系統(tǒng)的使用與普通的制動系統(tǒng)的使用幾乎沒有區(qū)別。制動時只要將腳踏在制動踏板上， ABS 系統(tǒng)就會根據(jù)汽車的運行情況自動進(jìn)入工作狀態(tài)，如遇雨雪路滑，駕駛員也沒有必要用一連串的點剎車進(jìn)行制動，系統(tǒng)會使制動狀態(tài)保持在最佳點。而常規(guī)的機械制動系統(tǒng)中，司機經(jīng)常采用點剎車踏板，以避免車輪抱死，但是點剎車要求司機有很高的駕駛 技術(shù)，才能達(dá)到最佳制動。 ABS 系統(tǒng)工作十分可靠，并有自診斷能力，若它發(fā)現(xiàn)自身系統(tǒng)內(nèi)部有故障，就會自動記錄，并點燃黃色 ABS 故障指示燈，讓普通制動系統(tǒng)繼續(xù)工作。此時維護人員可以根據(jù)記錄的故障 (以故障碼的形式輸出 )進(jìn)行修理。 汽車制動器 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 汽車制動器 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 我國對 ABS的研究開始于 20世紀(jì) 80年代初，現(xiàn)在已進(jìn)入產(chǎn)品試制和在車輛上試裝的階段， ABS的研究項目被列入“九五”科技攻關(guān)計劃。國產(chǎn)的主要問題是 4 公路載重汽車制動器設(shè)計 3 路面識別不夠理想、可靠性較差和性能價格比較差。增強國產(chǎn)的競爭能力，迫 切需要對的關(guān)鍵技術(shù)和控制軟件等進(jìn)行深入的研究。 汽車制動器 國外研究現(xiàn)狀分析 20世紀(jì)初，原始的裝置就安裝在鐵路機車上，用于減少車輪的磨損。在 30年代，機械式防抱制動系統(tǒng)（ MABS）開始在火車和飛機上應(yīng)用，德國公司 Bosh在 1936年第一個獲得通過電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器得到車輪轉(zhuǎn)速的制動防抱死專利權(quán)，這是 ABS系統(tǒng)發(fā)展史上的一個里程碑。目前，在美國、西歐、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)， ABS已成為轎車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，裝車率達(dá)到 100%,在大型客車和貨車上 ABS的應(yīng)用也日益普及。 研究本課題的目的和意 義 汽車的制動性是汽車的主要性能之一。它直接關(guān)系到交通安全，是汽車行駛的重要保障。據(jù)資料統(tǒng)計，目前大部分重大交通事故與制動距離太長、緊急制動時發(fā)生側(cè)滑等情況有關(guān)。因此，改善汽車的制動性是保證車輛安全高效運輸?shù)囊粋€重要前提。汽車防抱制動系統(tǒng)是一種主動安全裝置。它從防止制動過程中車輪抱死的角度出發(fā)，避免車輛后輪側(cè)滑和前輪喪失轉(zhuǎn)向能力，提高車輛對地面附著能力的利用率，從而達(dá)到改善車輛制動穩(wěn)定性、操縱性和縮短制動距離等目的。值得注意的是，在制動時確保車體方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性是汽車防抱制動系統(tǒng)的主要目的，而縮短制動距離 是在達(dá)到主要目的時的附帶所得。 4 公路載重汽車制動器設(shè)計 4 2 制動器設(shè)計依據(jù) 4 公路載重汽車制動器設(shè)計，該車常在多雨坡路彎道多的山區(qū)行駛，驅(qū)動型式為 6 4，中后橋為平衡懸掛聯(lián)結(jié)。 對自己的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)想、分析，并與國內(nèi)外同類產(chǎn)品比較，參考國內(nèi)外相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，提高汽車的制動性能。在現(xiàn)有條件下，能夠最大限度地適用現(xiàn)有車型。 設(shè)計任務(wù)書中所給主要設(shè)計數(shù)據(jù) ① 空車總重： G。 =120xx kg ② 滿載總重： Ga = 320xx kg ③ 靜軸負(fù)荷分配 空載： G。前 = 6000kg G。后 =6000 kg 滿載： Ga前 =6400kg Ga=25600kg ④ 重心高度 空載 hg。 =940mm 滿載 hga=1480mm ⑤ 軸距 L=5200mm (前軸至平衡軸中心 ) ⑥ 輪胎 12。 00— 24 滾動半徑 r=540mm ⑦ 制動分室活塞作用面積： A前 =150 (平方厘米 ) A后 =173 (平方厘米 ) ⑧ 系統(tǒng)工作壓力 P。 min=（起步氣壓） P。 max=（最大工作壓力） 經(jīng)計算：重心距前軸距離 空載： mmL 260001 ? 滿載： mmLa 41601 ? 重心 距平衡軸中心距離 空載： mmL 260002 ? 滿載： mmLa 10402 ? [注 ]： 本文在計算過程中，為了方便計算，?。?1kg=10N。g=102sm。 計算單位全部采用國際單位制。 4 公路載重汽車制動器設(shè)計 5 3 制動器方案選擇與確定 鼓式制動器 輪缸式制動器 輪缸式制動器一般分為領(lǐng)從蹄式制動器、雙領(lǐng)蹄式制動器、雙從蹄式制動器、單向和雙向自增力式制動器。 ① 領(lǐng)從蹄式制動器 BJ2020N型汽車后輪制動器為領(lǐng)從蹄式制動器。這種制動器制動效能比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單可靠，便于安裝，廣泛用作貨車的前、后輪制動器和轎車的后輪制動器。 ② 雙領(lǐng)蹄式制動器 BJ2020N 型汽車前輪制動器為雙領(lǐng)蹄式制動器。這種制動器，在前進(jìn)制動時，兩蹄都是領(lǐng)蹄，制動器效能得到提高。但倒車時為雙從蹄式，制動效能有所降低，兩蹄片的受力相同，磨損均等，且蹄片作用于鼓的力是 平衡的。 ③ 雙從蹄式制動器 將雙領(lǐng)蹄式制動器翻轉(zhuǎn) 180 度就變成雙從蹄式制動器。這種制動器的前進(jìn)制動效能低于雙領(lǐng)蹄式制動器和領(lǐng)從蹄式制動器，但其效能對摩擦系數(shù)變化的敏感程度較小，即具有良好的制動效能穩(wěn)定性。 ④ 單向雙向自增力式制動器 單向和雙向自增力式制動器的區(qū)別是：輪缸中活塞數(shù)目不同。 BJ2021越野汽車后輪制動器、日本豐田皇冠轎車后輪制動器、 BJ1040型前輪制動器采用了雙向自增力式制動器。這種制動器在前進(jìn)制動和倒車制動時效能一致，雙向自增力式制動器適用于轎車后輪，因為便于兼充駐車制動器。單向自 增力式制動器只用于中、輕型汽車的前輪，因倒車時對前輪制動器的要求不高。 制動器隨制動鼓和摩擦片的材料、溫度和表面狀況的不同可在很大范圍內(nèi)變化，自增力式制動器的效能對摩擦系數(shù)的依賴性最大，因而其效能的熱穩(wěn)定性最差。此外，在制動過程中，自增力式制動器制動力矩的增長在某些情況下顯得過于急速。 凸輪式制動器 目前，所有國產(chǎn)汽車和部分國外汽車的氣壓制動系中，都采用凸輪促動的車輪制動器，而且大都設(shè)計成領(lǐng)從蹄式。凸輪促動的雙向自增力式制動器只宜用作中央制動器。 楔式制動器 楔式制動 器中兩蹄的布置可以是領(lǐng)從蹄式，也可以是雙向雙領(lǐng)蹄式。 作為制 4 公路載重汽車制動器設(shè)計 6 動蹄促動件的制動楔本身的促動裝置可以是機械式、液壓式或氣壓式。 盤式制動器 鉗盤式制動器 由工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成制動塊，每個制動器中有 24塊，這些制動塊及其促動裝置都裝在橫跨制動盤兩側(cè)的夾鉗形支架中。鉗盤式制動器散熱能力強，熱穩(wěn)定性好，故大多數(shù)轎車和輕型貨車廣泛采用這種制動器。 ① 定鉗盤式制動器 定鉗盤式制動器的制動鉗固定安裝在車橋上，既不能旋 轉(zhuǎn)，也不能沿制動盤軸線方向移動，因而其中必須在制動盤兩側(cè)都裝設(shè)制動塊 促動裝置，以便分別將兩側(cè)的制動塊壓向制動盤。 缺點： 1）油缸較多，使制動鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 2）油缸分置于制動盤兩側(cè)，必須用跨越制動盤的鉗內(nèi)油道或外部油管來連通。這必然使得制動鉗的尺寸過大，難以安裝在現(xiàn)代化轎車的輪內(nèi)； 3）熱負(fù)荷大時，油缸和跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化； 4）若要兼用于駐車制動，則必須加裝一個機械促動的駐車制動鉗。 ② 浮鉗盤式制動器 浮鉗盤式制動器的制動鉗一般是設(shè)計得可以相對于制動盤軸向滑動。其中只在制動盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動塊附裝在鉗體上 。 ③ 全盤式制動器 制動盤的的全部工作 面可同時與摩擦片接觸。全盤式制動器主要用于重型汽車。盤式制動器與鼓式制動器相比，有以下優(yōu)點： 1） 一般無摩擦助勢作用，因而制動器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定； 2） 浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動即可恢復(fù)正常； 3） 在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小； 制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會象制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動踏板行程過大；較容易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便。 盤式制動器的缺點： 1） 效能較低，故 用于液壓制動系時所需制動促動管路壓力較高，一般要用伺服驅(qū)動裝置 . 2） 蒹用于駐車制動時，需要加裝的駐車制動傳動裝置較鼓式制動器復(fù)雜，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制 . 目前，盤式制動器已廣泛用于轎車，但除了小在一些高性能轎車上用于全部 4 公路載重汽車制動器設(shè)計 7 車輪以外，大都只用作前輪制動器，而與后輪的鼓式制動器配合，以期汽車有較高的制動時的方向穩(wěn)定性。 方案選擇與確定 根據(jù)以上制動器的優(yōu)缺點，選用輪缸式領(lǐng)從蹄式制動器。 結(jié)構(gòu)型式選凸輪張開機構(gòu)的蹄鼓式（領(lǐng)從蹄式）制動器，根據(jù)已知輪胎規(guī)格可知輪輞直徑為 24 =,據(jù)有關(guān)資料推薦，制動鼓徑與輪輞直徑之比約為，為保證制動鼓與輪輞間具有足夠的散熱間隙，故制動鼓直徑選 420mm。其次，本汽車前后制動凸輪輪廓選為“ S”形，其工作表面為漸開線，這種凸輪結(jié)構(gòu)作用力臂和傳動比均為固定值，凸輪的工作行程與轉(zhuǎn)角成正比，工作平穩(wěn)，升程大。有了這種較大升程的凸輪，可以采用厚的摩擦襯片，摩擦襯片的耐用程度直接影響到制動器的使用壽命。參見國外及國內(nèi)的一些重型栽重汽車，制動摩擦片厚度一般在 1520mm 之間，本制動器制動摩擦片厚度