【正文】 重型貨車制動系說明書畢業(yè)論文
摘要 汽車作為陸地上的現(xiàn)代重要交通工具，由許多保證其性能的大部件，即所謂“總成”組成，制動系就是其中一個重要的總成，它直接影響汽車的安全性。隨著高速公路的快速發(fā)展和車流密度的日益增大，交通事故也不斷增加。據(jù)有關資料介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%?？梢?，制動系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個系統(tǒng)。此外，制動系統(tǒng)的好壞還直接影響車輛的平均車速和車輛的運輸效率，也就是保證運輸經濟效益的重要因素。制動系統(tǒng)既可以使行駛中的汽車減速，又可保證停車后的汽車能駐留原地不動。由此可見，汽車制動系統(tǒng)對于汽車行駛的安全性，停車的可靠性和運輸經濟效益起著重要的保證作用。
當今，隨著高速公路網的不斷擴展、汽車車速的提高以及車流密度的增大，對汽車制動系的工作可靠性要求顯得日益重要。只有制動性能良好和制動系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮出其高速行駛的動力性能并保證行駛的安全性。由此可見，制動系是汽車非常重要的組成部分，從而對汽車制動系的機構分析與設計計算也就顯得非常重要了。
本論文是設計東風重型貨車的制動系統(tǒng)，采用的是氣壓驅動機構的凸輪式鼓式制動器。為了安全考慮制動系統(tǒng)的氣壓回路采用雙回路。
關鍵詞：氣壓制動；制動性；重型貨車；傳動裝置； Abstract As an important modern landbased transport, Automotive ponents from many large parts ,namely, the socalled “assembly“ which ensure the performance of automotive, and braking system which directly affects the safety of motor vehicles is one of the most important assembly. With the rapid development of highways and increased traffic density, traffic accidents are also increasing. According to the information on the vehicle itself as a result of problems caused by traffic accidents, the brake system failure caused the accident accounting for the total number of 45%. So braking system is an extremely important system to ensure traffic safety. In addition, the braking system has a direct impact on the quality of the average vehicle speed and vehicle transportation efficiency, that is, an important factor ensuring costeffective transport. It not only can slow down a moving vehicle, but also to ensure that the car can be fixed in situ after parking. This shows that the vehicle braking system plays an important role in traffic safety, the reliability of parking, and transport economic efficiency. Today, with everexpanding highway network, the improvement of vehicle speed and traffic density, on the work of automotive braking system relia bee increasingly important. Only vehicles which have good braking performance and reliable braking system can give full play to their highspeed dynamic performance and to ensure the safety of traveling. This shows that the braking system is a very important ponent of the vehicle, thus it’s very important to the analysis and design of brake system requirements Keywords: air brake。 Brake。 Heavy trucks。 Transmission device。 目錄 1 緒論 1 研究制動系統(tǒng)的意義 1 制動系統(tǒng)的發(fā)展狀況 2 對汽車制動系統(tǒng)的展望 3 2 制動系的總體設計 6 制動系的設計要求 6 汽車參數(shù)的選擇 7 制動器方案的選擇 7 制動驅動機構方案選擇 9 3 制動過程的動力學參數(shù)計算 12 12 19 20 23 4 制動器的結構及主要零部件設計 25 制動器的結構參數(shù) 25 制動鼓內徑D 25 摩擦襯片寬度b包角 26 摩擦襯片起始角 27 制動器中心到張開力作用線的距離 27 制動蹄支承點位置坐標 和 27 摩擦片摩擦系數(shù) 27 鼓式制動器主要零部件的設計 28 制動蹄 28 制動鼓 28 摩擦襯片 29 制動底板 30 摩擦材料 30 蹄與鼓之間的間隙調整裝置 30 制動器支撐裝置 32 凸輪式張開機構 32 5 鼓式制動器的設計計算 33 駐車制動能力的計算 33 中央制動器的計算 34 壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律 35 計算蹄片上的制動力矩 37 檢查制動蹄有無自鎖 40 摩擦襯片磨損特性計算 40 6 氣壓制動驅動機構的設計計算 43 制動氣室 44 貯氣罐 46 空氣壓縮機 48 7 經濟技術性分析 49 8 總結 51 致謝 52 參考文獻 53 附錄A 譯文 54 附錄B 外文 63 1 緒論 研究制動系統(tǒng)的意義 近百年來，汽車工業(yè)之所以常勝不衰主要得益于汽車作為商品在世界各處都有廣闊的市場，生產批量大而給企業(yè)帶來豐厚的利潤。最主要的是科學技術的不斷進步，使汽車能逐漸完善并滿足使用者的需求。隨著我國汽車產業(yè)的不斷發(fā)展和新交通法規(guī)的實施，我國的汽車及其運輸管理開始走向正軌，農用運輸車將逐漸退出市場，而重型運輸自卸車逐漸呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。然而車輛交通安全歷來是人們最為關心的問題之一，它直接關系到人民生命和財產的損失，因此汽車制動系統(tǒng)的可靠性研究至關重要。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)定以及使以停駛的汽車在原地（包括在斜坡上）駐留不動的機構。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。
汽車制動系統(tǒng)至少有兩套獨立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置：重型汽車或經常在山區(qū)行駛的汽車要增設應急制動裝置及輔助制動裝置；牽引車還應有自動制動裝置。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?shù)姆€(wěn)定車速。其驅動機構常采用雙回路或多回路結構，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。駐車制動裝置應采用機械式驅動機構而不用液壓或氣壓驅動，以免其產生故障。
應急制動裝置用于當行車制動裝置意外發(fā)生故障而失效時，這時則可利用應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)動機排氣制動或電渦流制動等輔助制動裝置，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荷。通常，在總質量為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。任何一套制動裝置均由制動器和制動驅動機構兩部分組成。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動機構，而且每車必備。行車制動裝置的驅動機構，分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時還應有制動主缸和制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應有空氣壓縮機、氣路管道、貯氣簡、控制閥和制動氣室等。
過去，大多數(shù)汽車的駐車制動和應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，對應急制動的可靠性要求更嚴，因此，在中、多在后輪制動器上附加手操縱的機械式驅動機構，使之兼起駐車制動和應急制動的作用，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獨立的由氣壓控制而以強力彈簧作為制動力源的應急兼駐車制動驅動機構，也不再設置中央制動器。但也有一些重型汽車除了采用了上述措施外，還保留了由氣壓驅動的中央制動器，以便提高制動系的可靠性。
制動系統(tǒng)的發(fā)展狀況 目前國內外汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展大致相似，國內研究現(xiàn)狀：目前制動系統(tǒng)的供能裝置主要是，人力制動、伺服制動、動力制動三種形式。目前，人力僅是來控制操縱機構，助力系統(tǒng)分為伺服制動、氣定液壓制動、液壓制動。液壓制動是目前得到廣泛應用的一種制動系統(tǒng)。傳動裝置上，普遍都是采用氣或液壓通過管路傳遞到制動器上，進行壓力制動。目前，也有通過電機進行制動的，通過電機產生的制動力直接作用在制動器上進行制動。制動器主要有鼓式制動器、盤式制動器兩種。鼓式制動器分為很多種、雙領蹄式制動器、領從蹄式制動器等。盤式制動器有固定鉗式制動器、浮動鉗式制動器等。盤式制動器的摩擦材料在逐漸的發(fā)展，目前國內多以半金屬纖維增強復合摩擦材料應用最為普遍。但一些企業(yè)和地方根據(jù)本身的特點，也在研究新型摩擦材料。
大約從20世紀60年代開始，電子技術的進步成為汽車工業(yè)發(fā)展的最大動力?，F(xiàn)代汽車的控制系統(tǒng)幾乎全由電子控制裝置實現(xiàn)，在提高經濟性、動力性、可靠性、舒適性和排放控制系統(tǒng)方面起到明顯的作用。因此，電子產品在汽車上的應用比例，已成為評價其品質、性能指標的重要依據(jù)。
今天，ABS/ASR已經成為歐美和日本等發(fā)達國家汽車的標準設備。目前，ABS/ASR已在歐洲新載貨車中普遍使用，并且歐共體法規(guī)EEC/71/，重型車是首先裝用的。然而ABS/ASR只是解決了緊急制動時附著系數(shù)的利用，并可獲得較短的制動距離及制動方向穩(wěn)定性，但是它不能解決制動系統(tǒng)中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能，同時可進行制動強度的控制。車輛制動控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術的發(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)。
對汽車制動系統(tǒng)的展望 今天，ABS/ASR已經成為歐美和日本等發(fā)達國家汽車的標準設備。
車輛制動控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術的發(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)一體化運用的構想。隨著電子控制傳動、懸架系統(tǒng)及轉向裝置的發(fā)展，將產生電子控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系網絡，從而產生一些新的功能，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，一些智能控制技術如神經網絡控制技術是現(xiàn)在比較新的控制技術，已經有人將其應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要想在實際中應用開來，并不是一個簡單的問題。除技術外，系統(tǒng)的成本和相關的法規(guī)是其投入應用的關鍵。
經過了一百多年的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式已經基本固定下來。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(KH)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，KH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)點是比標準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(BrakeByWire)的開發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動裝置成為歷史。
BBW是未來制動控制系統(tǒng)的L發(fā)展方向。全電制動不同于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)，因為其傳遞的是電，而不是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動反應時間。其主