【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(dòng)引起的。由此可見(jiàn)在制動(dòng)時(shí)，確保車(chē)體方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性，減少制動(dòng)側(cè)滑并縮短制動(dòng)距離是十分重要且必要性的。 汽車(chē)防抱制動(dòng)系統(tǒng) 汽車(chē)防抱制動(dòng)系統(tǒng)（ Antilock Braking system， 簡(jiǎn)稱(chēng) ABS）是基 于車(chē)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(kāi)發(fā)的高技術(shù)裝置，它從防止制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪“抱死”的角度出發(fā)，避免車(chē)輛后輪側(cè)滑和前輪喪失轉(zhuǎn)向能力，提高車(chē)輛對(duì)地面附著能力的利用率，從而達(dá)到改善車(chē)輛制動(dòng)穩(wěn)定性、操縱性和縮短制動(dòng)距離等目的。 汽車(chē)制動(dòng)性能的評(píng)價(jià) 汽車(chē)制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有三方面 汽車(chē)在一定車(chē)速行駛時(shí)，采取制動(dòng)措施后能使之停下的距離、時(shí)間及相應(yīng)的制動(dòng)減速度。它是制動(dòng)性最基本的評(píng)價(jià)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(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì) 2 汽車(chē)在連續(xù)多次制動(dòng)或涉水后仍具備必要的制動(dòng)功能的能力，即抗衰退性?？顾ネ诵允侵钙?chē)在繁重工作條件下制動(dòng)時(shí)如下長(zhǎng)坡時(shí)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)制動(dòng)，制動(dòng)器溫度升高后，其制動(dòng)效能的保持程度。 汽車(chē)防抱制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn) 以提高汽車(chē)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(dòng)管路液壓的方法，給各車(chē)輪施加最合適的制動(dòng)力，從而使各個(gè)車(chē)輪處于最佳的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其具有以下特點(diǎn) : ① 能夠縮短制動(dòng)距離這是因?yàn)樵谕瑯泳o急制動(dòng)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(dòng)力的結(jié)果。 ② 可增加汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)，四個(gè)車(chē)輪子的制動(dòng)力是不一樣的，如果汽車(chē)的前輪抱死，駕駛員就無(wú)法控制汽車(chē)的行駛方向，這是非常危險(xiǎn)的倘若汽車(chē)的后輪先抱死，在很小的側(cè)向干擾力下，則會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾，甚至使汽車(chē)整個(gè)調(diào)頭等嚴(yán)重事故，車(chē)輪抱死將難以保證汽車(chē)的行車(chē)安全。 ABS 系統(tǒng)可以防止四個(gè)車(chē)輪制動(dòng)時(shí)被完全抱死，提高了汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性。資料表明 :裝有 ABS 系統(tǒng)的車(chē)輛，可使因車(chē)輪側(cè)滑引起的事故比例下降 8%左右。 ③ 改善了汽車(chē)輪胎的磨損狀況事實(shí)上，車(chē)輪抱死會(huì)造成 輪胎的磨損，輪胎面磨損也會(huì)不均勻，使輪胎消耗增加。經(jīng)測(cè)定，汽車(chē)在緊急制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪抱死所造成的輪胎累加磨損費(fèi)己超過(guò)一套防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的造價(jià)，因此 ,裝用 ABS 系統(tǒng)具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。 ④ 使用方便、工作可靠 ABS 系統(tǒng)的使用與普通的制動(dòng)系統(tǒng)的使用幾乎沒(méi)有區(qū)別。制動(dòng)時(shí)只要將腳踏在制動(dòng)踏板上， ABS 系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)汽車(chē)的運(yùn)行情況自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，如遇雨雪路滑，駕駛員也沒(méi)有必要用一連串的點(diǎn)剎車(chē)進(jìn)行制動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)使制動(dòng)狀態(tài)保持在最佳點(diǎn)。而常規(guī)的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中，司機(jī)經(jīng)常采用點(diǎn)剎車(chē)踏板，以避免車(chē)輪抱死，但是點(diǎn)剎車(chē)要求司機(jī)有很高的駕駛 技術(shù)，才能達(dá)到最佳制動(dòng)。 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(huì)自動(dòng)記錄，并點(diǎn)燃黃色 ABS 故障指示燈，讓普通制動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)工作。此時(shí)維護(hù)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(chē)制動(dòng)器 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 汽車(chē)制動(dòng)器 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 我國(guó)對(duì) ABS的研究開(kāi)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(chē)輛上試裝的階段， ABS的研究項(xiàng)目被列入“九五”科技攻關(guān)計(jì)劃。國(guó)產(chǎn)的主要問(wèn)題是 4 公路載重汽車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì) 3 路面識(shí)別不夠理想、可靠性較差和性能價(jià)格比較差。增強(qiáng)國(guó)產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)能力，迫 切需要對(duì)的關(guān)鍵技術(shù)和控制軟件等進(jìn)行深入的研究。 汽車(chē)制動(dòng)器 國(guó)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(jī)車(chē)上，用于減少車(chē)輪的磨損。在 30年代，機(jī)械式防抱制動(dòng)系統(tǒng)（ MABS）開(kāi)始在火車(chē)和飛機(jī)上應(yīng)用，德國(guó)公司 Bosh在 1936年第一個(gè)獲得通過(guò)電磁式車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器得到車(chē)輪轉(zhuǎn)速的制動(dòng)防抱死專(zhuān)利權(quán)，這是 ABS系統(tǒng)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。目前，在美國(guó)、西歐、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)， ABS已成為轎車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，裝車(chē)率達(dá)到 100%,在大型客車(chē)和貨車(chē)上 ABS的應(yīng)用也日益普及。 研究本課題的目的和意 義 汽車(chē)的制動(dòng)性是汽車(chē)的主要性能之一。它直接關(guān)系到交通安全，是汽車(chē)行駛的重要保障。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前大部分重大交通事故與制動(dòng)距離太長(zhǎng)、緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生側(cè)滑等情況有關(guān)。因此，改善汽車(chē)的制動(dòng)性是保證車(chē)輛安全高效運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)重要前提。汽車(chē)防抱制動(dòng)系統(tǒng)是一種主動(dòng)安全裝置。它從防止制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪抱死的角度出發(fā)，避免車(chē)輛后輪側(cè)滑和前輪喪失轉(zhuǎn)向能力，提高車(chē)輛對(duì)地面附著能力的利用率，從而達(dá)到改善車(chē)輛制動(dòng)穩(wěn)定性、操縱性和縮短制動(dòng)距離等目的。值得注意的是，在制動(dòng)時(shí)確保車(chē)體方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性是汽車(chē)防抱制動(dòng)系統(tǒng)的主要目的，而縮短制動(dòng)距離 是在達(dá)到主要目的時(shí)的附帶所得。 4 公路載重汽車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì) 4 2 制動(dòng)器設(shè)計(jì)依據(jù) 4 公路載重汽車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)，該車(chē)常在多雨坡路彎道多的山區(qū)行駛，驅(qū)動(dòng)型式為 6 4，中后橋?yàn)槠胶鈶覓炻?lián)結(jié)。 對(duì)自己的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)想、分析，并與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品比較，參考國(guó)內(nèi)外相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提高汽車(chē)的制動(dòng)性能。在現(xiàn)有條件下，能夠最大限度地適用現(xiàn)有車(chē)型。 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中所給主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ① 空車(chē)總重： G。 =120xx kg ② 滿(mǎn)載總重： Ga = 320xx kg ③ 靜軸負(fù)荷分配 空載： G。前 = 6000kg G。后 =6000 kg 滿(mǎn)載： Ga前 =6400kg Ga=25600kg ④ 重心高度 空載 hg。 =940mm 滿(mǎn)載 hga=1480mm ⑤ 軸距 L=5200mm (前軸至平衡軸中心 ) ⑥ 輪胎 12。 00— 24 滾動(dòng)半徑 r=540mm ⑦ 制動(dòng)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(jì)算：重心距前軸距離 空載： mmL 260001 ? 滿(mǎn)載： mmLa 41601 ? 重心 距平衡軸中心距離 空載： mmL 260002 ? 滿(mǎn)載： mmLa 10402 ? [注 ]： 本文在計(jì)算過(guò)程中，為了方便計(jì)算，取： 1kg=10N。g=102sm。 計(jì)算單位全部采用國(guó)際單位制。 4 公路載重汽車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì) 5 3 制動(dòng)器方案選擇與確定 鼓式制動(dòng)器 輪缸式制動(dòng)器 輪缸式制動(dòng)器一般分為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器、雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、雙從蹄式制動(dòng)器、單向和雙向自增力式制動(dòng)器。 ① 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 BJ2020N型汽車(chē)后輪制動(dòng)器為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器制動(dòng)效能比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，便于安裝，廣泛用作貨車(chē)的前、后輪制動(dòng)器和轎車(chē)的后輪制動(dòng)器。 ② 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 BJ2020N 型汽車(chē)前輪制動(dòng)器為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器，在前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，兩蹄都是領(lǐng)蹄，制動(dòng)器效能得到提高。但倒車(chē)時(shí)為雙從蹄式，制動(dòng)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(dòng)器 將雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器翻轉(zhuǎn) 180 度就變成雙從蹄式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器的前進(jìn)制動(dòng)效能低于雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器和領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，但其效能對(duì)摩擦系數(shù)變化的敏感程度較小，即具有良好的制動(dòng)效能穩(wěn)定性。 ④ 單向雙向自增力式制動(dòng)器 單向和雙向自增力式制動(dòng)器的區(qū)別是：輪缸中活塞數(shù)目不同。 BJ2021越野汽車(chē)后輪制動(dòng)器、日本豐田皇冠轎車(chē)后輪制動(dòng)器、 BJ1040型前輪制動(dòng)器采用了雙向自增力式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器在前進(jìn)制動(dòng)和倒車(chē)制動(dòng)時(shí)效能一致，雙向自增力式制動(dòng)器適用于轎車(chē)后輪，因?yàn)楸阌诩娉漶v車(chē)制動(dòng)器。單向自 增力式制動(dòng)器只用于中、輕型汽車(chē)的前輪，因倒車(chē)時(shí)對(duì)前輪制動(dòng)器的要求不高。 制動(dòng)器隨制動(dòng)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(dòng)器的效能對(duì)摩擦系數(shù)的依賴(lài)性最大，因而其效能的熱穩(wěn)定性最差。此外，在制動(dòng)過(guò)程中，自增力式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的增長(zhǎng)在某些情況下顯得過(guò)于急速。 凸輪式制動(dòng)器 目前，所有國(guó)產(chǎn)汽車(chē)和部分國(guó)外汽車(chē)的氣壓制動(dòng)系中，都采用凸輪促動(dòng)的車(chē)輪制動(dòng)器，而且大都設(shè)計(jì)成領(lǐng)從蹄式。凸輪促動(dòng)的雙向自增力式制動(dòng)器只宜用作中央制動(dòng)器。 楔式制動(dòng)器 楔式制動(dòng) 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(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì) 6 動(dòng)蹄促動(dòng)件的制動(dòng)楔本身的促動(dòng)裝置可以是機(jī)械式、液壓式或氣壓式。 盤(pán)式制動(dòng)器 鉗盤(pán)式制動(dòng)器 由工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成制動(dòng)塊，每個(gè)制動(dòng)器中有 24塊，這些制動(dòng)塊及其促動(dòng)裝置都裝在橫跨制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的夾鉗形支架中。鉗盤(pán)式制動(dòng)器散熱能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，故大多數(shù)轎車(chē)和輕型貨車(chē)廣泛采用這種制動(dòng)器。 ① 定鉗盤(pán)式制動(dòng)器 定鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗固定安裝在車(chē)橋上，既不能旋 轉(zhuǎn)，也不能沿制動(dòng)盤(pán)軸線(xiàn)方向移動(dòng)，因而其中必須在制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)都裝設(shè)制動(dòng)塊 促動(dòng)裝置，以便分別將兩側(cè)的制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤(pán)。 缺點(diǎn)： 1）油缸較多，使制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 2）油缸分置于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)，必須用跨越制動(dòng)盤(pán)的鉗內(nèi)油道或外部油管來(lái)連通。這必然使得制動(dòng)鉗的尺寸過(guò)大，難以安裝在現(xiàn)代化轎車(chē)的輪內(nèi)； 3）熱負(fù)荷大時(shí)，油缸和跨越制動(dòng)盤(pán)的油管或油道中的制動(dòng)液容易受熱汽化； 4）若要兼用于駐車(chē)制動(dòng)，則必須加裝一個(gè)機(jī)械促動(dòng)的駐車(chē)制動(dòng)鉗。 ② 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗一般是設(shè)計(jì)得可以相對(duì)于制動(dòng)盤(pán)軸向滑動(dòng)。其中只在制動(dòng)盤(pán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動(dòng)塊附裝在鉗體上 。 ③ 全盤(pán)式制動(dòng)器 制動(dòng)盤(pán)的的全部工作 面可同時(shí)與摩擦片接觸。全盤(pán)式制動(dòng)器主要用于重型汽車(chē)。盤(pán)式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 一般無(wú)摩擦助勢(shì)作用，因而制動(dòng)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(dòng)即可恢復(fù)正常； 3） 在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較??； 制動(dòng)盤(pán)沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會(huì)象制動(dòng)鼓的熱膨脹那樣使制動(dòng)器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏板行程過(guò)大；較容易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡(jiǎn)便。 盤(pán)式制動(dòng)器的缺點(diǎn)： 1） 效能較低，故 用于液壓制動(dòng)系時(shí)所需制動(dòng)促動(dòng)管路壓力較高，一般要用伺服驅(qū)動(dòng)裝置 . 2） 蒹用于駐車(chē)制動(dòng)時(shí)，需要加裝的駐車(chē)制動(dòng)傳動(dòng)裝置較鼓式制動(dòng)器復(fù)雜，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制 . 目前，盤(pán)式制動(dòng)器已廣泛用于轎車(chē)，但除了小在一些高性能轎車(chē)上用于全部 4 公路載重汽車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì) 7 車(chē)輪以外，大都只用作前輪制動(dòng)器，而與后輪的鼓式制動(dòng)器配合，以期汽車(chē)有較高的制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。 方案選擇與確定 根據(jù)以上制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，選用輪缸式領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。 結(jié)構(gòu)型式選凸輪張開(kāi)機(jī)構(gòu)的蹄鼓式（領(lǐng)從蹄式）制動(dòng)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(dòng)鼓徑與輪輞直徑之比約為，為保證制動(dòng)鼓與輪輞間具有足夠的散熱間隙，故制動(dòng)鼓直徑選 420mm。其次，本汽車(chē)前后制動(dòng)凸輪輪廓選為“ S”形，其工作表面為漸開(kāi)線(xiàn)，這種凸輪結(jié)構(gòu)作用力臂和傳動(dòng)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(dòng)器的使用壽命。參見(jiàn)國(guó)外及國(guó)內(nèi)的一些重型栽重汽車(chē)，制動(dòng)摩擦片厚度一般在 1520mm 之間，本制動(dòng)器制動(dòng)摩擦片厚度