【正文】 計(jì)算 ...................................................................... 43 制動(dòng)氣室 ....................................................................................................... 44 貯氣罐 .......................................................................................................... 46 空氣壓縮機(jī) ................................................................................................... 48 7 經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析 .............................................................................................. 49 8 總結(jié) ................................................................................................................. 51 致謝 ..................................................................................................................... 52 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 53 5 附錄 A 譯文 ......................................................................................................... 54 附錄 B 外文 ........................................................................................................ 63 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 研究制動(dòng)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(chǎng)，生產(chǎn)批量大而給企業(yè)帶來豐厚的利潤。 汽車制動(dòng)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(dòng)的機(jī)構(gòu)。 汽車制動(dòng)系統(tǒng)至少有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置：重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)裝置及輔助制動(dòng)裝置；牽引車還應(yīng)有自動(dòng)制動(dòng)裝置。駐車制動(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。 輔助制動(dòng)裝置用于山區(qū)行駛的汽車上，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，則可使汽車下長 坡時(shí)長時(shí)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(dòng)器的負(fù)荷。行車制動(dòng)是用腳踩下制動(dòng)踏板操縱車輪制動(dòng)器來制動(dòng)全部車輪，而駐車制動(dòng)則多采用手制動(dòng)桿操縱，且具有專門的中央制動(dòng)器或利用車輪制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。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、控制閥和制動(dòng)氣室等。重型載貨汽車由于采用氣壓制動(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)急兼駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動(dòng)器。液壓制動(dòng)是目 前得到廣泛應(yīng)用的一種制動(dòng)系統(tǒng)。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。 大約從 20 世紀(jì) 60 年代開始，電子技術(shù)的進(jìn)步成為汽車 工業(yè)發(fā)展的最大動(dòng)力。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/71/320 已強(qiáng)制性規(guī)定在總質(zhì)量大于 的某些載貨車上使用，重型車是首先裝用的。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。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)用在汽車的制動(dòng)控制系統(tǒng)中。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。通過采用 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。全電制動(dòng)不同于傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)?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(dòng)反應(yīng)時(shí)間。由于各種控制系統(tǒng)如衛(wèi)星定位、導(dǎo)航系統(tǒng)，自動(dòng)變速系統(tǒng)，無級(jí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)等的控制系統(tǒng)與制動(dòng)控制系統(tǒng)高度集成，所以 ECU 還得兼顧這些系統(tǒng)的控 制； （ 3） 輪速傳感器。與其他系統(tǒng)共用。 全電制動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)全新的系統(tǒng)，給制動(dòng)控制系統(tǒng)帶來了巨大的變革，為將來的車輛智能控制提供條件。 其次是控制系統(tǒng)失 效處理。 系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，立即發(fā)出信息，確保信息傳遞符合法規(guī)最適合的方法是多重通道遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 分時(shí)區(qū) (TDMA)，它可以保證不出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的信息滯后。 對(duì)稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個(gè)相同的 CPU 和同樣的計(jì)算程序處理制動(dòng)信號(hào)。只有將制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架、導(dǎo)航等系統(tǒng)綜合考慮進(jìn)來，從算法上模塊化，建立數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，才能以最低的成本獲得最好的控制系統(tǒng)。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，上述的各種問題會(huì)逐步得到解決，全電制動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)真正代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以液壓為主的制動(dòng)控制系統(tǒng)。 汽車電子制動(dòng)控制系統(tǒng)將與其他汽車電子 系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動(dòng)式方向擺動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng)，未來的汽車中就不存在孤立的制動(dòng)控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個(gè) ECU 中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛控制的智能化。 2 制動(dòng)系的總體設(shè)計(jì) 制動(dòng)系的設(shè)計(jì)要求 1） 能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。 3）工作可靠。 制動(dòng)器摩擦表面浸水后，會(huì)因水的潤滑作用使摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。某些越野汽車為了防止水相泥沙侵入而采用封閉的制動(dòng)器。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時(shí)，將失去操縱性；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，會(huì)失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動(dòng)力矩差值超過 15％時(shí)，會(huì)發(fā)生制動(dòng)時(shí)汽車跑偏。 8）作用滯后的時(shí)間要盡可能地短。 12）制動(dòng)系的機(jī) 件應(yīng)使用壽命長、制造成本低，對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 汽車參數(shù)的選擇 貨車的主要參數(shù) 長 ?寬 ?高（ mm） 8995?2470?2800 軸 距（ mm） 5100 質(zhì)心距前軸（ mm） 3480 質(zhì)心距后軸（ mm） 1620 前 輪 距（ mm） 2021 后 輪 距（ mm） 1840 最小離地間隙（ mm） 206 整車整備 質(zhì)量（ kg） 6900 額定載重量（ kg） 10100 最 高 車 速（ km/h） 90 質(zhì)心高度 (mm) 空載 1200mm 滿載 850mm 噸位級(jí)別 重卡 制動(dòng)器方案的選擇 鼓式制動(dòng)器一般可按其制動(dòng)蹄受力情況進(jìn)行分類，它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀態(tài)以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同，制動(dòng)器主要由圖示進(jìn)行分類： 劉聰：東風(fēng)重型貨車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 圖 21 制動(dòng)器的分類 Figure 21 brake classification 盤式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是以端面工作的金屬圓盤，被稱為制動(dòng) 盤。這種由制動(dòng)盤和制動(dòng)鉗組成的制動(dòng)器稱為鉗盤式制動(dòng) 器。 鼓式剎 車有良好的自剎作用，由于剎車來令片外張，車輪旋轉(zhuǎn)連帶著外張的剎車鼓扭曲一個(gè)角度 (當(dāng)然不會(huì)大到讓你很容易看得出來 )剎車來令片外張力 (剎車制動(dòng)力 )越大，則情形就越明顯，因此，一般大型車輛還是使用鼓式剎車，除了成本較低外，大型車與小型車的鼓剎，差別可能只有大型采氣動(dòng)輔助，而小型車采真空輔助來幫助剎車。 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案選擇 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將來自駕駛員或其他力源的力傳給制動(dòng)器，使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩。其又分為機(jī)械式和液壓式兩種機(jī)構(gòu)形式。液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯 i后時(shí)間短 (～ )，工作壓力高 (可達(dá) 10～ 12MPa)，輪缸尺寸小，可布置在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低；機(jī)械效率高。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在動(dòng)力伺服系統(tǒng)失效時(shí)，仍可全由人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力（即由伺服制動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿肆χ苿?dòng)）。 真空伺服制動(dòng)系是利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中節(jié)氣門后的真空度 (負(fù)壓 ，一般可達(dá) ～ MPa)作動(dòng)力源，一般的柴油車若采用真空伺服制動(dòng)系時(shí)，則需有專門的真空源 — 由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空泵或噴吸器構(gòu)成。但氣壓伺服系統(tǒng)的其他組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。開式（常流式）系統(tǒng)在不制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)液在無負(fù)荷狀況下由油泵經(jīng)制動(dòng)閥到儲(chǔ)液罐不斷地循環(huán)流動(dòng)，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 制動(dòng)時(shí)則借助于閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓進(jìn)入輪缸。故目前汽車用的全液壓動(dòng)力制動(dòng)系多用閉式（常壓式）的。 氣壓制動(dòng)系統(tǒng)是發(fā)展最早的一種動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢 ,作用滯后時(shí)間較長 (～ ),因此在制動(dòng)閥到制動(dòng)氣室和貯氣罐的距離較遠(yuǎn)時(shí)有必要加設(shè)氣動(dòng)的第二級(jí)控制元件 —— 繼動(dòng)閥 (即加速閥 )以及快放閥 。載重汽車一般均采用動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。但由于空氣阻力相對(duì)較小，所以實(shí)際外力主要是由地面提供的，稱之為 地面制動(dòng)力 。 圖 31 車輪制動(dòng)時(shí)受 力簡圖 FIG. 31 wheel braking force diagram T? 是車輪制動(dòng)器中摩擦片與制動(dòng)鼓或盤相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦力矩，單位為 Nm? ； xbF 是地面制動(dòng)力，單位為 N； W 為車輪垂直載荷、 pF 為車軸對(duì)車輪的推力、 zF 為地面對(duì)車輪的法向反作用力，它們的單位均為 N。制動(dòng)器制動(dòng)力 F? 是由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定的。開始時(shí)踏板力較小，制動(dòng)器制動(dòng)力 F? 也較小，地面制動(dòng)力 xbF 足以克服制動(dòng)器制動(dòng)力 F? ，而使得車輪滾動(dòng)。隨著制動(dòng)踏板力以及制動(dòng)管路壓力的繼續(xù)升高，制動(dòng)器制動(dòng)力F? 繼續(xù)增加，直至踏板最大行程，但是地面制動(dòng)力 xbF 不再增加。 圖 33 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖 FIG. 33 braking by trying to the car 因?yàn)橹苿?dòng)時(shí)車速較低，空氣阻力 wF 可忽略不計(jì)，則分別對(duì)汽車前后輪接地點(diǎn)取矩，整理得前、后輪的地面法向反作用力 1zF 、 2zF 為 ???????????)()(21gzgzhaLGFhbLGF?? （ 35） 式中 ： du zgdt? ， z 為制動(dòng)強(qiáng)度， 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 G — 汽車所受重力； L — 汽車軸距； 1L — 汽車質(zhì)心離前軸距離； 2L — 汽車質(zhì)心離后軸距離； gh — 為汽車質(zhì)心高度（滿載時(shí) gh =850mm）； g — 重力加速度； 若在附著系數(shù)為 ? 的路面上制動(dòng)，前、后輪都抱死（無論是同時(shí)抱死或分別先后抱死），此時(shí)xb duF F G gdt? ??? ? ?或 。此時(shí)的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力 1F? 和 2F? 的關(guān)系曲線，常稱為理想的前、后劉聰：東風(fēng)重型貨車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 34 I 曲線示意圖 FIG. 34 I curve schemes 根據(jù)方程組 （ 330） 的兩個(gè)方程也可直接繪制 I 曲線。 在本設(shè)計(jì)中，重型 貨車在滿載時(shí)的基本數(shù)據(jù)如下： 劉聰：東風(fēng)重型貨車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 汽車的重力 G= L=5100mm， 質(zhì)心距前軸 a=3480mm,質(zhì)心距后軸 b=附著系數(shù) ?? 。故 1FF???? ， 2 1FF?????（ ） 且 12 1FF?? ??? ? （ 313） 若用 21()uuF B F? 表示，則其為一條直線，此直線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，且其斜率為 1tan ?? ??? 它是實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力實(shí)際分配線，簡稱為 ? 線 。由于各種汽車的動(dòng)力性不同，對(duì)制動(dòng)效能也提出了不同的要求：一般轎車、輕型貨車行駛車速高，所以要求制動(dòng)效能也高；重型貨車行駛速度低，要求就稍微低一點(diǎn)。2? — 制動(dòng)機(jī)構(gòu)滯后時(shí)間， 單位 s；（ ～ ，計(jì)算時(shí)取 ） 3