【正文】 圖 23串聯(lián)雙缸制動(dòng)主缸 FSAE 大學(xué)生方程式賽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 3 制動(dòng)過程力學(xué)理論研究 車輪上所受制動(dòng)力 如圖 31 所示在良好的硬路面上制動(dòng)時(shí)車輪的受力情況 圖 31 制動(dòng)車輪受力分析 當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，踏板上的力通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)到各車輪的制動(dòng)卡鉗，使得卡鉗內(nèi)活塞推動(dòng)摩擦墊片，形成摩擦力矩阻止 車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，稱這種作用在車輪上的摩擦力矩為制動(dòng)器制動(dòng)力矩 uT ，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對路面間有附著作用，車輪對路面作用一個(gè)向前的圓周力，稱為制動(dòng)器制動(dòng)力 uF 其大小為 公式（ 31） uF = ruT (31) 式中 uT ：制動(dòng)器制動(dòng)力矩； r：車輪半徑 由上式可知，制動(dòng)器的制動(dòng)力取決于卡鉗與制動(dòng)盤的間的摩擦力。 5）圖 2 e為 HH型，由兩個(gè)獨(dú)立的回路均由每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個(gè)軸對前、后半個(gè)軸的分路型式， 由于 HI ,LL， HH 型的機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜， LL 型與 HH 型在任一回路失效時(shí)，前、后制動(dòng)力的比值均與正常情況下相同，且剩余的總制動(dòng)力可達(dá)到正常值的 50％左占。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡單，一回路失效時(shí)仍能保持 50％的制動(dòng)效能，并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。這種分路布置方案在各類汽車上均有采用，但在貨車上用得最廣泛。由于這種制動(dòng)器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有鉗盤式制動(dòng)器廣泛。 ?定鉗盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器中的制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤與車輪相連并在制動(dòng)鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)時(shí)， 利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦蹄片的外表面作為一對摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。 FSAE 大學(xué)生方程式賽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 鼓式制動(dòng)器 鼓式制動(dòng)器是最早形式汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類汽車上。 （ 4） 制動(dòng)各項(xiàng)效能的分析 。 制動(dòng)燈高度 必須在車輪中心線和車手肩膀高度之間，且接近賽車中心線。并且該開關(guān)不能被車手重置。 鹽城工學(xué)院 2020 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 制動(dòng)踏板超行程開關(guān) FSAE 大賽對 超行程開關(guān)的要求： 賽車必須裝有制動(dòng)踏板超行程開關(guān)。 制動(dòng)踏板必須設(shè)計(jì)能承受 2020N 的力而不損壞制動(dòng)系統(tǒng)和踏板機(jī)構(gòu)。 禁止使用線控制動(dòng) 。 FSAE 賽規(guī)要求： 它必須有兩套獨(dú)立的液壓回路，以防系統(tǒng)泄漏或失效時(shí)，至少在兩輪上還保持有有效的制動(dòng)力。 由于，制動(dòng)的實(shí)際情況收很多因素的影響，雖然國內(nèi)車隊(duì)在設(shè)計(jì)時(shí)都進(jìn)行了大量的理論就算和模型分析，但由于國內(nèi) FSAE 起步晚，而國外專業(yè)生產(chǎn)啟動(dòng)部件技術(shù)相對成熟， 雖然是學(xué)生賽車，但其速度也具有一定的危險(xiǎn)性，因此 出于安全及性能考慮，國內(nèi)車隊(duì)大多向國外購買制動(dòng) 部件，主要向 Wilwood ，APracing 兩家制動(dòng)車廠商購買，這兩家廠商的制動(dòng)器，在各方面性能都很不錯(cuò)，其熱衰退性更是表現(xiàn)突出。隨著經(jīng)濟(jì) 的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大，人們對 汽車的 安全性、可靠性的要求越來越高， 而制動(dòng)系系統(tǒng)優(yōu)劣很大程度上決定了車輛行駛的 安全 性 ， 因此 為汽車配備 一套 十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng) 保證人們的安全是每個(gè)車輛設(shè)計(jì)者宗旨 。FSAE 賽事也給了汽車廠商發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀人才和創(chuàng)意想法的機(jī)會。同時(shí)，還學(xué)習(xí)到組織管理、市場營銷、物流運(yùn)輸、 汽車運(yùn)動(dòng) 等多方面知識，培養(yǎng)了良好的人際溝通能力和 團(tuán)隊(duì)合作 精神，成為符合社會需求的全面人才。 FSAE 活動(dòng)由各高等院校汽車工程或與汽車相關(guān)專業(yè)的在校學(xué)生組隊(duì)參加。 Braking。 本說明書介紹了大學(xué)生方程式賽車制動(dòng)的設(shè)計(jì)，首先簡述了 FSAE 賽事，汽車制動(dòng)系的 設(shè)計(jì)意義、 國內(nèi)現(xiàn)在對 FSAE 制動(dòng)的 研究現(xiàn)狀以及 本次 設(shè)計(jì) 的 目標(biāo)。然后對制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行方案選擇，主要包括制動(dòng)器油路的布 置，制動(dòng)方式的選擇 ，然后 通過賽車本身的一些參數(shù)對制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行初步的計(jì)算設(shè)計(jì) 。 Ansys 鹽城工學(xué)院 2020 屆學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 III 目錄 1緒論 .............................................................. 1 FSAE 賽事介紹 ................................................... 1 .............................................. 2 FSAE 制動(dòng)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 ......................................... 2 .......................................... 2 制動(dòng)系統(tǒng)規(guī)則和要求 .............................. 3 制動(dòng)系統(tǒng)概況 .................................................. 3 制動(dòng)測試 ...................................................... 3 制動(dòng)踏板超行程開關(guān) ............................................ 4 制動(dòng)燈 ........................................................ 4 .......................................... 4 2 制動(dòng)系統(tǒng)的方案分析與選擇 .......................................... 4 .............................................. 4 鼓式制動(dòng)器 .................................................... 5 盤式制動(dòng)器 .................................................... 5 制動(dòng)管路的布置方案選擇 .......................................... 6 .............................................. 8 3制動(dòng)過程力學(xué)理論研究 .............................................. 9 ................................................ 9 ........................................... 11 ，利用附著系數(shù)與同步附著系數(shù) ........................... 13 制動(dòng)強(qiáng)度 ..................................................... 13 利用附著系數(shù) ................................................. 13 同步附著系數(shù) ................................................. 14 ................................................. 14 4制動(dòng)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)與計(jì)算 ......................................... 17 ......................................................... 17 法向反力計(jì)算 ................................................. 17 制動(dòng)力矩預(yù)計(jì)算 ............................................... 18 制動(dòng)卡鉗活塞直徑預(yù)計(jì)算 ....................................... 19 制動(dòng)卡鉗的選擇 ............................................... 20 制動(dòng)主缸的確定 ............................................... 21 其它制動(dòng)部件的選擇 ............................................. 22 制動(dòng)盤 ....................................................... 22 制動(dòng)管路 ..................................................... 22 制動(dòng)儲液罐 ................................................... 23 FSAE 大學(xué)生方程式賽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) IV 制動(dòng)燈開關(guān)和超行程開關(guān) ....................................... 24 制動(dòng)踏板的設(shè)計(jì) ............................................... 25 制動(dòng)總體布置圖 ................................................. 26 5 制動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化 ..................................................... 27 ............................................... 27 ................................................... 29 ................................................. 30 6制動(dòng)有限元分析 ................................................... 33 ..................................................... 33 ansys 分析 ............................................. 35 ..................................................... 39 主要參考文獻(xiàn) ....................................................... 40 致謝 ............................................................... 41 FSAE 大學(xué)生方程式賽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 FSAE 賽事介紹 Formula SAE，是由各國 SAE，即汽車工程師協(xié)會舉辦的面向在讀或畢業(yè) 7個(gè)月以內(nèi)的本科生或研究生舉辦的一項(xiàng)學(xué) 生 方程式賽車 比賽，要求在一年的時(shí)間內(nèi)制造出一輛在加速、剎車、操控性方面有優(yōu)異的表現(xiàn)并且足夠穩(wěn)定耐久，能夠成功完成規(guī)則中列舉的所有項(xiàng)目業(yè)余休閑賽車。 FSAE 要求各參賽隊(duì)按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，自行設(shè)計(jì)和制造方程式類型的小型單人座休閑賽車，并攜該車參加全部或部分賽事環(huán)節(jié)。 毫無疑問，對于對汽車的了解僅限于書本和個(gè)人駕乘體驗(yàn)的大學(xué)生而言，組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)一輛純粹而高性能的賽車并將它制造出來，是一段極具挑戰(zhàn)，同時(shí)也受益頗豐的過程。 鹽城工學(xué)院 2020 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 制動(dòng)系統(tǒng)的研究意義 汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍、也是運(yùn)用得最方便的交通工具。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為大學(xué)生方程式賽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以設(shè)計(jì)出滿足組委會要求并且 利于提升賽車性能為目的 。 本次制動(dòng)系統(tǒng)的預(yù)期 目 標(biāo) 1)具有良好的制動(dòng)效能，制動(dòng)響應(yīng)靈敏，在預(yù)期的距離實(shí)現(xiàn)賽車的制動(dòng) ； 2）具有良好的制動(dòng)效能穩(wěn)定性 ，避免制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)跑偏 ； 3）制動(dòng)時(shí)汽車操縱穩(wěn)定性FSAE 大學(xué)生方程式賽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 好 ，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時(shí)賽車制動(dòng)依舊靈敏，并且不影響轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) ； 4)制動(dòng)效能熱穩(wěn)性好 ，盡量降低溫度度制動(dòng)效能的影響 。每個(gè)液壓回路必須有其專屬的儲液罐（可用獨(dú)立儲液罐或用原廠的儲液罐）。 禁止使用沒有保護(hù)的塑料制動(dòng)管路 。通過賽會任何官員在正常坐姿下施加在踏板上的最大踩踏力檢測。當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)失效時(shí)引起制動(dòng)踏板的行程超出正常范圍時(shí)，該開關(guān)必須能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。 開關(guān)必須為模擬電路元器件，不能通過可編程邏輯控制器、 ECU，或有相似功能的數(shù)字控制器來替代。 （ 1） 制動(dòng)系統(tǒng)方案的分析與 選擇 。 （ 5） 制動(dòng)系統(tǒng)零部件有限元分析。鼓式制動(dòng)器分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制