【正文】 重型貨車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要汽車(chē)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(dòng)系就是其中一個(gè)重要的總成，它直接影響汽車(chē)的安全性。隨著高速公路的快速發(fā)展和車(chē)流密度的日益增大，交通事故也不斷增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車(chē)輛本身的問(wèn)題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%?？梢?jiàn)，制動(dòng)系統(tǒng)是保證行車(chē)安全的極為重要的一個(gè)系統(tǒng)。此外，制動(dòng)系統(tǒng)的好壞還直接影響車(chē)輛的平均車(chē)速和車(chē)輛的運(yùn)輸效率，也就是保證運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。制動(dòng)系統(tǒng)既可以使行駛中的汽車(chē)減速，又可保證停車(chē)后的汽車(chē)能駐留原地不動(dòng)。由此可見(jiàn)，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于汽車(chē)行駛的安全性，停車(chē)的可靠性和運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益起著重要的保證作用。當(dāng)今，隨著高速公路網(wǎng)的不斷擴(kuò)展、汽車(chē)車(chē)速的提高以及車(chē)流密度的增大，對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系的工作可靠性要求顯得日益重要。只有制動(dòng)性能良好和制動(dòng)系工作可靠的汽車(chē)才能充分發(fā)揮出其高速行駛的動(dòng)力性能并保證行駛的安全性。由此可見(jiàn)，制動(dòng)系是汽車(chē)非常重要的組成部分，從而對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系的機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算也就顯得非常重要了。本論文是設(shè)計(jì)東風(fēng)重型貨車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)，采用的是氣壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的凸輪式鼓式制動(dòng)器。為了安全考慮制動(dòng)系統(tǒng)的氣壓回路采用雙回路。關(guān)鍵詞：氣壓制動(dòng)；制動(dòng)性；重型貨車(chē)；傳動(dòng)裝置；AbstractAs 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(dòng)系統(tǒng)的意義 1 制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 2 對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的展望 32 制動(dòng)系的總體設(shè)計(jì) 6 制動(dòng)系的設(shè)計(jì)要求 6 汽車(chē)參數(shù)的選擇 7 制動(dòng)器方案的選擇 7 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案選擇 93 制動(dòng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 12 12 19 20 234 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì) 25 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 25 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D 25 摩擦襯片寬度b包角 26 摩擦襯片起始角 27 制動(dòng)器中心到張開(kāi)力作用線的距離 27 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo) 和 27 摩擦片摩擦系數(shù) 27 鼓式制動(dòng)器主要零部件的設(shè)計(jì) 28 制動(dòng)蹄 28 制動(dòng)鼓 28 摩擦襯片 29 制動(dòng)底板 30 摩擦材料 30 蹄與鼓之間的間隙調(diào)整裝置 30 制動(dòng)器支撐裝置 32 凸輪式張開(kāi)機(jī)構(gòu) 325 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 33 駐車(chē)制動(dòng)能力的計(jì)算 33 中央制動(dòng)器的計(jì)算 34 壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律 35 計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩 37 檢查制動(dòng)蹄有無(wú)自鎖 40 摩擦襯片磨損特性計(jì)算 406 氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 43 制動(dòng)氣室 44 貯氣罐 46 空氣壓縮機(jī) 487 經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析 498 總結(jié) 51致謝 52參考文獻(xiàn) 53附錄A 譯文 54附錄B 外文 631 緒論 研究制動(dòng)系統(tǒng)的意義 近百年來(lái)，汽車(chē)工業(yè)之所以常勝不衰主要得益于汽車(chē)作為商品在世界各處都有廣闊的市場(chǎng)，生產(chǎn)批量大而給企業(yè)帶來(lái)豐厚的利潤(rùn)。最主要的是科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使汽車(chē)能逐漸完善并滿足使用者的需求。隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和新交通法規(guī)的實(shí)施，我國(guó)的汽車(chē)及其運(yùn)輸管理開(kāi)始走向正軌，農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)將逐漸退出市場(chǎng)，而重型運(yùn)輸自卸車(chē)逐漸呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。然而車(chē)輛交通安全歷來(lái)是人們最為關(guān)心的問(wèn)題之一，它直接關(guān)系到人民生命和財(cái)產(chǎn)的損失，因此汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性研究至關(guān)重要。汽車(chē)制動(dòng)系是用于使行駛中的汽車(chē)減速或停車(chē)，使下坡行駛的汽車(chē)的車(chē)速保持穩(wěn)定以及使以停駛的汽車(chē)在原地（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。汽車(chē)制動(dòng)系直接影響著汽車(chē)行駛的安全性和停車(chē)的可靠性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車(chē)速的提高以及車(chē)流密度的日益增大，為了保證行車(chē)安全、停車(chē)可靠，汽車(chē)制動(dòng)系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)性良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車(chē)，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)至少有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車(chē)制動(dòng)裝置和駐車(chē)制動(dòng)裝置：重型汽車(chē)或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車(chē)要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)裝置及輔助制動(dòng)裝置；牽引車(chē)還應(yīng)有自動(dòng)制動(dòng)裝置。行車(chē)制動(dòng)裝置用于使行駛中的汽車(chē)強(qiáng)制減速或停車(chē)，并使汽車(chē)在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車(chē)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(chē)制動(dòng)裝置用于使汽車(chē)可靠而無(wú)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(chē)在坡路上起步。駐車(chē)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(chē)制動(dòng)裝置意外發(fā)生故障而失效時(shí)，這時(shí)則可利用應(yīng)急制動(dòng)裝置的機(jī)械力源(如強(qiáng)力壓縮彈簧)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)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(chē)制動(dòng)裝置或駐車(chē)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(chē)必備，因?yàn)槠胀ǖ氖至︸v車(chē)制動(dòng)器也可以起應(yīng)急制動(dòng)的作用。輔助制動(dòng)裝置用于山區(qū)行駛的汽車(chē)上，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)或電渦流制動(dòng)等輔助制動(dòng)裝置，則可使汽車(chē)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(chē)速并減輕或解除行車(chē)制動(dòng)器的負(fù)荷。通常，在總質(zhì)量為5t以上的客車(chē)上和12t以上的載貨汽車(chē)上裝備這種輔助制動(dòng)—減速裝置。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。制動(dòng)器有鼓式與盤(pán)式之分。行車(chē)制動(dòng)是用腳踩下制動(dòng)踏板操縱車(chē)輪制動(dòng)器來(lái)制動(dòng)全部車(chē)輪，而駐車(chē)制動(dòng)則多采用手制動(dòng)桿操縱，且具有專(zhuān)門(mén)的中央制動(dòng)器或利用車(chē)輪制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。中央制動(dòng)器位于變速器之后的傳動(dòng)系中，用于制動(dòng)變速器第二軸或傳動(dòng)軸。行車(chē)制動(dòng)和駐車(chē)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(chē)必備。行車(chē)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)主缸和制動(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、貯氣簡(jiǎn)、控制閥和制動(dòng)氣室等。過(guò)去，大多數(shù)汽車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)都使用中央制動(dòng)器，其優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)位于主減速器之前的變速器第二軸或傳動(dòng)軸的制動(dòng)力矩較小，容易滿足操縱手力小的要求。但在用作應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，往往使傳動(dòng)軸超載?，F(xiàn)代汽車(chē)由于車(chē)速提高，對(duì)應(yīng)急制動(dòng)的可靠性要求更嚴(yán)，因此，在中、多在后輪制動(dòng)器上附加手操縱的機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使之兼起駐車(chē)制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)的作用，從而取消了中央制動(dòng)器。重型載貨汽車(chē)由于采用氣壓制動(dòng)，故多對(duì)后輪制動(dòng)器另設(shè)獨(dú)立的由氣壓控制而以強(qiáng)力彈簧作為制動(dòng)力源的應(yīng)急兼駐車(chē)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動(dòng)器。但也有一些重型汽車(chē)除了采用了上述措施外，還保留了由氣壓驅(qū)動(dòng)的中央制動(dòng)器，以便提高制動(dòng)系的可靠性。 制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r目前國(guó)內(nèi)外汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展大致相似，國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀：目前制動(dòng)系統(tǒng)的供能裝置主要是，人力制動(dòng)、伺服制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)三種形式。目前，人力僅是來(lái)控制操縱機(jī)構(gòu)，助力系統(tǒng)分為伺服制動(dòng)、氣定液壓制動(dòng)、液壓制動(dòng)。液壓制動(dòng)是目前得到廣泛應(yīng)用的一種制動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)裝置上，普遍都是采用氣或液壓通過(guò)管路傳遞到制動(dòng)器上，進(jìn)行壓力制動(dòng)。目前，也有通過(guò)電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)的，通過(guò)電機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)力直接作用在制動(dòng)器上進(jìn)行制動(dòng)。制動(dòng)器主要有鼓式制動(dòng)器、盤(pán)式制動(dòng)器兩種。鼓式制動(dòng)器分為很多種、雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器等。盤(pán)式制動(dòng)器有固定鉗式制動(dòng)器、浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器等。盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦材料在逐漸的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)多以半金屬纖維增強(qiáng)復(fù)合摩擦材料應(yīng)用最為普遍。但一些企業(yè)和地方根據(jù)本身的特點(diǎn)，也在研究新型摩擦材料。大約從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，電子技術(shù)的進(jìn)步成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的最大動(dòng)力?，F(xiàn)代汽車(chē)的控制系統(tǒng)幾乎全由電子控制裝置實(shí)現(xiàn)，在提高經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)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(chǎn)品在汽車(chē)上的應(yīng)用比例，已成為評(píng)價(jià)其品質(zhì)、性能指標(biāo)的重要依據(jù)。今天，ABS/ASR已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。目前，ABS/ASR已在歐洲新載貨車(chē)中普遍使用，并且歐共體法規(guī)EEC/71/，重型車(chē)是首先裝用的。然而ABS/ASR只是解決了緊急制動(dòng)時(shí)附著系數(shù)的利用，并可獲得較短的制動(dòng)距離及制動(dòng)方向穩(wěn)定性，但是它不能解決制動(dòng)系統(tǒng)中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能，同時(shí)可進(jìn)行制動(dòng)強(qiáng)度的控制。車(chē)輛制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術(shù)的發(fā)展。一方面是擴(kuò)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(shí)施伺服控制和高精度控制。在第一方面，ABS功能的擴(kuò)充除ASR外，同時(shí)把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴(kuò)展進(jìn)來(lái)，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車(chē)輛控制系統(tǒng)。 對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的展望今天，ABS/ASR已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。車(chē)輛制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術(shù)的發(fā)展。一方面是擴(kuò)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(shí)施伺服控制和高精度控制。在第一方面，ABS功能的擴(kuò)充除ASR外，同時(shí)把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴(kuò)展進(jìn)來(lái)，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車(chē)輛控制系統(tǒng)。制動(dòng)器開(kāi)發(fā)廠商還提出了未來(lái)將ABS/TCS和VDC與智能化運(yùn)輸系統(tǒng)一體化運(yùn)用的構(gòu)想。隨著電子控制傳動(dòng)、懸架系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展，將產(chǎn)生電子控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，從而產(chǎn)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(chē)靜止啟動(dòng)的效率；在制動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)輸入一個(gè)驅(qū)動(dòng)命令給電子懸架系統(tǒng)，能防止車(chē)輛的俯仰。在第二個(gè)方面，一些智能控制技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是現(xiàn)在比較新的控制技術(shù)，已經(jīng)有人將其應(yīng)用在汽車(chē)的制動(dòng)控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車(chē)制動(dòng)中的所有問(wèn)題。因此由ABS/ASR進(jìn)一步發(fā)展演變成電子控制制動(dòng)系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要的方向。但是EBS要想在實(shí)際中應(yīng)用開(kāi)來(lái)，并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。除技術(shù)外，系統(tǒng)的成本和相關(guān)的法規(guī)是其投入應(yīng)用的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)了一百多年的發(fā)展，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來(lái)。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(chē)制動(dòng)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(shí)驗(yàn)車(chē)上安裝了一種電—液(EH)制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動(dòng)器的操作機(jī)理。通過(guò)采用4個(gè)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(dòng)、ABS、牽引力控制、巡航控制制動(dòng)干預(yù)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(diǎn)是比標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器能更加有效地分配基本制動(dòng)力，從而使制動(dòng)距離縮短5%。一種完全無(wú)油液、完全的電路制動(dòng)BBW(BrakeByWire)的開(kāi)發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)裝置成為歷史。BB