【正文】 I 摘 要 制動(dòng)系統(tǒng)是汽車中最重要的系統(tǒng)之一。 首先 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是根據(jù)整車主要參數(shù)和相關(guān)車型 ，制定出制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案， 其次 設(shè)計(jì)計(jì)算確定前、后鼓 式制動(dòng)器、制動(dòng)主缸的主要尺寸和結(jié)構(gòu)形式 等 。結(jié)果表明設(shè)計(jì)出的制動(dòng)系統(tǒng)是合理的、符合 國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)的。 汽車的行駛速度是汽車的一個(gè)重要性能參數(shù)。 汽車在下長(zhǎng)坡時(shí)，在重力作用下，有不斷加速到危險(xiǎn) 程度的傾向，此時(shí)應(yīng)當(dāng)將車速限制在一定的安全性以內(nèi) ，并保持穩(wěn)定。 本次 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 在交通運(yùn)輸中，公路運(yùn)輸日益成為主要的交通運(yùn)輸形式。 對(duì)汽車起制動(dòng)作用的只能是作用在汽車上且方向與汽車行駛方向相反的外力，作用在行駛汽車上的滾動(dòng)阻力，上坡阻力，空氣阻力都能對(duì)汽車起制動(dòng)作用，但這些外力的大小都是隨機(jī)的、不可控制的，因此汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 置以便 駕駛員能根據(jù)道路和交通情況，利用裝在汽車上的一系列專門裝置，迫使路面在汽車車輪上施加一定的與汽車行駛方向相反的外力，對(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)。 本設(shè)計(jì)通過合理的結(jié)構(gòu)分析，制動(dòng)器形式的確定，并進(jìn)行了科學(xué)合理的計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，縮短了制動(dòng)距離、保證制動(dòng)系統(tǒng)具 有良好的制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性 以及良好的操縱穩(wěn)定性，對(duì)保證制動(dòng)系統(tǒng)工作可靠具有理論與實(shí)際意義。其中產(chǎn)生制動(dòng)能量的部分稱為制動(dòng)能源。 4）制動(dòng)器 —— 產(chǎn)生 阻礙車輛的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件。 （ 3）第二制動(dòng)系統(tǒng) —— 在行車制動(dòng)系統(tǒng)失效的情況下保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。 （ 3）伺服制動(dòng)系統(tǒng) —— 兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。在固定不動(dòng)的制動(dòng)底板上，有兩個(gè)支承銷，支承著兩個(gè)弧形制動(dòng)蹄的下端。 制動(dòng)系統(tǒng)不工作時(shí)，制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面與制動(dòng)蹄摩擦片的外圓面之間保持由一 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 定的間隙，使車輪和制動(dòng)鼓可以 自由轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)力由車輪經(jīng)過車橋和懸架傳給車架及車身 ，迫使整個(gè)汽車產(chǎn)生一定的減速度 ，制動(dòng)力越大，則汽車減速度越大。對(duì)零部件除了能實(shí)現(xiàn)各自功能外，還要求它與其他組裝起來的配合能力，協(xié)作能力 良好，因此，在制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，應(yīng)先提出制動(dòng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)方案。車輪制動(dòng)器一般用于行車制動(dòng)，也有兼用第二制動(dòng)和駐車制動(dòng)的。在中 、高級(jí)轎車及總重在 15T 以下的貨車上，多在后輪制動(dòng)器上附加手動(dòng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動(dòng)器。 4） 一般制動(dòng)器都是通過其中的固定元件對(duì)旋轉(zhuǎn)元件施加制動(dòng)力矩，使后者的旋轉(zhuǎn)角速度降低，同時(shí)依靠車輪與地面的附著作用，產(chǎn)生路面對(duì)車輪的制動(dòng)力以使 汽車減速。 帶式之用做中央制動(dòng)器。 鼓式制動(dòng)器有內(nèi)張型和外束型兩種。 比較各種制動(dòng)器的效能因數(shù)于摩擦系數(shù)可知：增力式制動(dòng)器效能最高、雙領(lǐng)蹄次之、領(lǐng)從蹄又次之、而雙從蹄效能最低。 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在 前進(jìn)和倒退制動(dòng)時(shí)效能不變，故廣泛應(yīng)用于中，輕型貨車及部分轎車的前后輪。雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，兩蹄片浮動(dòng)。然而由主領(lǐng)蹄的自行增勢(shì)作用所造成且比主領(lǐng)蹄張開力后大得多的支點(diǎn)反力 F 傳到次領(lǐng)蹄的下端，成為次領(lǐng)蹄的張開力，采用增力式制 動(dòng)器后，及時(shí)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中不用伺服裝置，也可以借很西歐啊的踏板力得到很大的制動(dòng)力矩。領(lǐng)從蹄與其他型式制動(dòng)器均不能保證這種平衡，是非平衡式制動(dòng)器。故用于汽車制動(dòng)時(shí)所需制動(dòng)促動(dòng)管路壓力較高。 制動(dòng)系 統(tǒng) 工作的可靠性在很大程度上取決于制 動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和性能。 簡(jiǎn)單制動(dòng)系 簡(jiǎn)單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是 單 靠駕駛員作用于制動(dòng)踏板上或手柄上的力作為制動(dòng)力源，而力的傳遞方式又有機(jī)械式和液壓式兩種。制動(dòng)的 優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短 (～ )，工作壓力大 (可達(dá) 10MPa～ 12MPa)，缸徑尺寸小，可以安裝 在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄的張開機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu)， 而不需要制動(dòng)臂等傳動(dòng)件。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 動(dòng)力制動(dòng)系 動(dòng)力制動(dòng)即利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部力源，駕駛員施加于踏板或手柄上的力僅用于回路中的控制元件的操縱。 （ 2）氣頂液式制動(dòng)系 氣頂液式制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動(dòng)系統(tǒng)主缸的驅(qū)動(dòng)力源的一種制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 （ 3）全液壓動(dòng)力制動(dòng)系 全液壓動(dòng)力制動(dòng)系除 了 具有一般液壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有操縱輕便、制動(dòng)反應(yīng)快、制動(dòng)能力強(qiáng)、受氣阻影響較小、易于采 用制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動(dòng)力轉(zhuǎn)向、液壓懸架、舉升機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備共用液壓泵和儲(chǔ)油罐等優(yōu)點(diǎn)。因此，在中級(jí)以上的轎車及輕、中型客、貨車上得到了廣泛的應(yīng) 用。 制動(dòng)管路的形式 選擇 為了提高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全， 制動(dòng)管路一般都采用分立系統(tǒng)，即全車的所有行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分屬于兩個(gè)或更多的相互隔絕的回路。選擇分路方案時(shí)，主要是考慮其制動(dòng)效能的損失程度、制動(dòng)力的不對(duì)稱情況和回路系統(tǒng)的復(fù)雜程度等。 對(duì)于采用前輪驅(qū)動(dòng)因而前輪制動(dòng)強(qiáng)于后輪的乘用車，當(dāng)前制動(dòng)回路失效而單用后橋制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力將嚴(yán)重不足，并且，若后橋負(fù)荷小于前軸負(fù)荷，則踏板力過大時(shí)易使后橋車輪抱死而汽車側(cè)滑。 兩側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后輪制動(dòng)器輪缸屬一個(gè)回路，其余的前輪缸屬另一回路。 每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸器作用。HI 型單用 一軸半回路時(shí)剩余制動(dòng)力較大， 但此時(shí)與 LL 型一樣，緊急制動(dòng)情況下后輪極易先抱死。制動(dòng)主缸由灰鑄鐵制造，也可以采用低碳鋼冷擠成形；活塞可用灰鑄鐵，鋁合金或中碳鋼制造。主缸由儲(chǔ)液罐和主缸體構(gòu)成。本次設(shè)計(jì)采用的制動(dòng)主缸為串列雙腔制動(dòng)主缸。 主缸不制動(dòng)時(shí)，前、后兩工作腔內(nèi)的活塞頭部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 自得旁通孔和補(bǔ)償孔之間。 撤出踏板力后，制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、主缸前、后腔活塞和輪缸活塞在各自的回位彈簧作用下回位，管路中的制動(dòng)液 在 壓力 作用下 推開回油閥 流 回主缸，于是解除制動(dòng)。若與后腔連接的制動(dòng)管路損壞漏油時(shí)，則踩下制動(dòng)踏板時(shí)，起先只有后缸活塞 12 前移，而不能推動(dòng)前缸活塞 7，因后缸工作腔中不能建立液壓。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第 3 章 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 輕型貨車 主要技術(shù)參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù)： 整車質(zhì)量：滿載： 5200kg，空載： 2200kg 質(zhì)心位置： a= b= ，重心高度： hg=(空載 )hg=（滿載） 軸距： L= 輪距 : B= 輪胎規(guī)格 ： — 16 同步附著系數(shù)的 0? 的確定 轎車制動(dòng)制動(dòng)力分配系數(shù) ? 采用恒定值得設(shè)計(jì)方法。 1)當(dāng) ? ＜ 0? 時(shí)， ? 線在 I 線下方，制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死。 前、后制動(dòng)器 的 制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)影響到汽車制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。在緊急制動(dòng)時(shí)，因時(shí)間短， 熱量 來不及散到大氣中去，幾乎全被制動(dòng)鼓所吸收使之溫度升高。當(dāng) ? ＞ 0? 時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度 q＜ ? ，故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 M1 = LG （ b+? hg） ? re M2 =11 M??? 輪胎規(guī)格 ： re = M1 =LG（ b+? hg） ? re =52020/（ +) = 一個(gè) 前 輪的制動(dòng)力矩 M1 /2= Nm 后 軸 制動(dòng)力矩 M2 =11 M???=（ ） / = Nm 一個(gè)后 輪的制動(dòng)力矩 M2 /2= Nm 制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)計(jì)算 在評(píng)價(jià)不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器效能時(shí)，常用一種無因數(shù)指標(biāo)，稱為制動(dòng)器效能因數(shù)。 1)= 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo) a= ? =h/R=(a+e)/R=(+)/=1. 6 制動(dòng)器中心到張開力 P作用線的距離 e= 制動(dòng)鼓半徑 R= 摩擦襯片包角 ? =90176。 — 90176。? ? ? +? =176。 Kt2 = )1s inc o s/39。 摩擦襯片起始角 θ 01 =48176。 θ 0 =90176。 ? =? /2+? θ 01 θ 1 /2=176。 ????? e = 次領(lǐng)蹄制動(dòng)效能因數(shù) Kt2 = )1s i nc o s39。/(39。制動(dòng)時(shí)不易產(chǎn)生噪音，對(duì)環(huán)境無污染。 2）制動(dòng)底板 制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置，制動(dòng)底版承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，故應(yīng)有足夠的剛度，為此本次設(shè)計(jì)選用具有凹凸起伏形狀的鋼板沖壓成型的制動(dòng)底板。其沖擊強(qiáng)度比模壓材料高 4~5 倍。 各種摩擦材料的磨損系數(shù)的穩(wěn)定性為 ~。 4）制動(dòng)蹄 轎車和微型車，輕型載貨汽車的制動(dòng)蹄廣泛采用 T 形鋼輾壓或鋼板沖壓焊接制成。本次設(shè)計(jì)采用鉚接的。制動(dòng)鼓的內(nèi)工作面應(yīng)在制動(dòng)鼓與輪輞裝配后進(jìn)行加工，可以保證兩軸線重合。 制動(dòng)鼓應(yīng)具有高的剛性和較大的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不應(yīng)超過極限值。其圓柱部分用鑄鐵鑄造，腹板用鋼板沖壓成型。因?yàn)檫@樣將使制動(dòng)踏板行程過大，以致駕駛員操縱不便，同時(shí)也會(huì)推遲制動(dòng)器起作用的時(shí)刻。間隙調(diào)整好以后，用鎖片插入調(diào)整螺母的齒槽中，固定螺母位置。 （ 2）自動(dòng)調(diào)整裝置 現(xiàn)在很多汽車的制動(dòng)器都裝有制動(dòng)器間隙自動(dòng)調(diào)整裝置，它可以保證制動(dòng)器間隙始終處于最佳狀態(tài)，不必經(jīng)常人工檢查和調(diào)整。本次設(shè) 計(jì)過程中，對(duì)后制動(dòng)器采取了 手動(dòng) 調(diào)節(jié)裝置。對(duì)于它有以下幾點(diǎn)要求： （ 1）高溫下不易汽化，否則將在管路中產(chǎn)生汽阻現(xiàn)象，使制動(dòng)系失效。 （ 5）吸水性差而溶水性良好，因而選用了國(guó)內(nèi)常用的 50%作用的溶劑（丁醇，酒精和甘油等）配成 。由于前輪制動(dòng)器采用了雙向自增力式，因此輪缸采用雙活塞式，后輪 為領(lǐng)從蹄式所 以也采用單 活塞式制動(dòng)輪缸。 02? —— 主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程； 取 根據(jù)上式得： Sp =6(++)=165mm＜ （ 150200） mm 符合設(shè)計(jì)要求。 制動(dòng)效能 制動(dòng)效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度。 制動(dòng)效能的恒定性 制動(dòng)效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動(dòng)時(shí)汽車給定路徑行駛的能力 來評(píng)價(jià)。影響方向穩(wěn)定性的包括制動(dòng)跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。規(guī)定， 以速度 30Km/h 的緊急制動(dòng)到完全停車的制動(dòng)鼓溫升不超過 15176。 2） 制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉） 前者是由于制動(dòng)調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時(shí)抱死或前軸先抱死后軸始終不 抱死。 3）前、后輪同時(shí)抱死拖滑。此時(shí)的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力 1?F 和 2?F 的曲線關(guān)系，常稱為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲 線。 充分 說明了實(shí)際制動(dòng)力分配的合理性與可行性。 制動(dòng)距 離 S 在勻減速度制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離 S : 我國(guó)交通法規(guī)定， Va=30Km/h 輕型貨車制動(dòng)距離在 7m 以下，中型貨車不得大 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 于 8m 公式 S=1/（ t1 2 + t1 1 2 /2） Va+ Va2 /254? 式中， t1 2 :消除蹄與制動(dòng)鼓間隙時(shí)間，取 t1 1 2 ：制動(dòng)坡長(zhǎng)減速度上升所需時(shí)間取 故 S=1/（ + ） 30+ 302 /254 = 汽車能夠停留在極限上下坡角度計(jì)算 上坡角 1)汽車可能停駐的極限上坡路傾斜角 1? hgL aar ctg ??? ??1= ???ar ctg =? 式中： ? ：車輪與輪面摩擦系數(shù)，取 ； a：汽車質(zhì)心至前軸間距離， 2020mm ； L ：軸距， L =3600mm ； hg ：汽車質(zhì)心高度， 820mm 。? = hgL aarctg ??? = ???ar ctg =? 最大停駐坡高度應(yīng)不小于 16%～ 20%，故符合要求。另一方面培養(yǎng)我們綜合分析問題的能力，達(dá)到一次工程技術(shù)的基礎(chǔ)訓(xùn)練。通過計(jì)算制動(dòng) 器的制動(dòng)力能滿足汽車對(duì)制動(dòng)力的需求，可以充分利用地面的附著力。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。 首先 ，我要感謝 教過我的所有老師，感謝和我共同學(xué)習(xí) 、生活 了四年的同學(xué)。在此 向他們表示深深的謝意。除了敬佩 張 老師的 專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣， 這 將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和 工作。尤其是指導(dǎo)教師張立軍老師。 其次 ，能夠圓滿的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是 我們所有畢業(yè)生的心 愿 ， 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的收獲是巨大的，必將成為大學(xué)時(shí)代美好的回憶， 也會(huì)為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 但 在 畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己 很多不足比如 專業(yè)基礎(chǔ) 掌握 不足 ， 缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解， 對(duì)繪圖軟件掌握不牢固 等等。采用的駐車制動(dòng)滿足國(guó)家對(duì)汽車駐車坡度的要求。 本次設(shè)計(jì)的 對(duì)象是輕型貨車的制動(dòng)系統(tǒng) ，通過對(duì)貨車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形式進(jìn)行分析后，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的前、后鼓 式制動(dòng)器、制動(dòng)管路 布置、制動(dòng)主缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)及計(jì)算，并繪制出了前、后制動(dòng)器裝配圖、制動(dòng)主缸