【文章內(nèi)容簡介】 信息滯后。 TTP/C 協(xié)議是根據(jù) TDMA 制定的。第三是抗干擾處理。車輛在運行過程中會有各種干擾信號，如何消除這些干 擾信號造成的影響，目前存在多種抗干擾控制系統(tǒng)，基本上分為兩種：即對稱式和非對稱式抗干擾控制系統(tǒng)。 對稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個相同的 CPU 和同樣的計算程序處理制動信號。非對稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個不同的 CPU 和不一樣的計算程序處理制動信號。兩種方法各有優(yōu)缺點。另外，電制動控制系統(tǒng)的軟件和硬件如何實現(xiàn)模塊化，以適應(yīng)不同種類的車型需要；如何實現(xiàn)底盤的模塊化，是一個重要的難題。只有將制動、轉(zhuǎn)向、懸架、導(dǎo)航等系統(tǒng)綜合考慮進來，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)。 電制動控制系統(tǒng)首 先用在混合動力制動系統(tǒng)車輛上，采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng)。這種混合制動系統(tǒng)是全電制動系統(tǒng)的過渡方案。由于兩套制動系統(tǒng)共存，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本偏高。 隨著技術(shù)的進步，上述的各種問題會逐步得到解決，全電制動控制系統(tǒng)會真正代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以液壓為主的制動控制系統(tǒng)。 綜上所述，現(xiàn)代汽車制動控制技術(shù)正朝著電子制動控制方向發(fā)展。全電制動控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)。同時，隨著其他汽車電子技術(shù)特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子元件的成本及尺寸不斷下降。 汽車電子制動控制系統(tǒng)將與其他汽車電子 系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動式方向擺動穩(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控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個 ECU 中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛控制的智能化。 但是，汽車制動控制技術(shù)的發(fā)展受整個汽車工業(yè)發(fā)展的制約。有一個巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場的吸引，各種先進的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車制動控制系統(tǒng)中來。同時需要各種國際及國內(nèi)的相關(guān)法規(guī)的健全，這樣裝備新的制動技術(shù)的汽車就會真正應(yīng)用到汽車的批 量生產(chǎn)中。 2 制動系的總體設(shè)計 制動系的設(shè)計要求 1） 能適應(yīng)有關(guān)標準和法規(guī)的規(guī)定。各項性能指標除滿足設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定和國家標劉聰：東風重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 6 準的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對象國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求 。 2）具有足夠的制動效能。包括行車制動效能和駐坡制動效能。 3）工作可靠。汽車至少應(yīng)有行車制動和駐車制動兩套制動裝置且它們的制動驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)是各自獨立的。 行車制動裝置的制動驅(qū)動機構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨立的管路，當其中一套失效時，另一套應(yīng)保證汽車制動效能不低于正常值的 30%；駐車制動裝置應(yīng)采用工作可靠的機械式制動驅(qū)動機構(gòu)。 4）制動效能的水穩(wěn)定性好。 制動器摩擦表面浸水后，會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。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動 5— 15 次，即應(yīng)恢復(fù)其制動效能。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。也應(yīng)防止泥沙、污物等進入制動器工作表面，否則會使制動效能降低并加速磨損。某些越野汽車為了防止水相泥沙侵入而采用封閉的制動器。 5）制動時的操縱穩(wěn)定性好。 即以任何速度制動，汽車都不應(yīng)當失去操縱性和方向穩(wěn)定性。為此，汽車前、后輪制動器的制動力矩應(yīng)有適當?shù)谋壤?，最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一軸上左、右 車輪制動器的制動力矩應(yīng)相同。否則當前輪抱死而側(cè)滑時，將失去操縱性；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，會失去方向穩(wěn)定性；當左、右輪的制動力矩差值超過 15％時，會發(fā)生制動時汽車跑偏。對于汽車列車，除了應(yīng)保證列車各軸有適當?shù)闹苿恿Ψ峙渫?，也?yīng)注意主、掛車之間各軸制動開始起作用的時間，特別是主、掛車之間制動開始時間的協(xié)調(diào)。 6）制動效能的熱穩(wěn)定性好。 7）制動踏板和手柄的位置和行程符合人 機工程學(xué)的要求，即操作方便性好，操縱輕便、舒適，能減少疲勞。 8）作用滯后的時間要盡可能地短。 9) 制動時不應(yīng)產(chǎn)生振動和噪聲。 10)與懸架 、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運動干涉，在車輪跳動、汽車轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動。 11）制動系中應(yīng)有音響或光信號等警報裝置，以便能及時發(fā)現(xiàn)制動驅(qū)動件的故障和功能失效。 12）制動系的機 件應(yīng)使用壽命長、制造成本低，對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（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 噸位級別 重卡 制動器方案的選擇 鼓式制動器一般可按其制動蹄受力情況進行分類，它們的制動效能、制動鼓的受力平衡狀態(tài)以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿有艿挠绊懢煌苿悠髦饕蓤D示進行分類： 劉聰：東風重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 8 圖 21 制動器的分類 Figure 21 brake classification 盤式制動器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是以端面工作的金屬圓盤，被稱為制動 盤。其固定元件則有著多種結(jié)構(gòu)型式，大體上可分為兩類。一類是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動塊，每個制動器中有 2～ 4個。這些制動塊及其促動裝置都裝在橫跨制動盤兩側(cè)的夾鉗形支架中，總稱為制動鉗。這種由制動盤和制動鉗組成的制動器稱為鉗盤式制動 器。 另一類固定元件的金屬背板和摩擦片也呈圓盤形，制動盤的全部工作面可同時與摩擦片接觸，這種制動器稱為全盤式制動器。鉗盤式制動器過去只用作中央制動器，但目前則愈來愈多地被各級轎車和貨車用作車輪制動器。全盤式制動器只有少數(shù)汽車 (主要是重型汽車 )采用為車輪制動器。 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角度 (當然不會大到讓你很容易看得出來 )剎車來令片外張力 (剎車制動力 )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輔助，而小型車采真空輔助來幫助剎車。 成本較低：鼓式剎車制造技術(shù)層次較低，也是最先用于剎車系統(tǒng)，因此制造成本要比碟式剎車低 凸輪 式制動器 目前，所有國產(chǎn)汽車及部分外國汽車的氣壓制動系統(tǒng)中，都采用凸輪促動的車輪制動器，而且大多設(shè)計成領(lǐng)從蹄式。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 大貨車因為 噸位的原因制動力的力量也必須要大，所以用氣壓（就是鼓式剎車）的方式制動，如果使用碟式制動，需要把碟 做 成相當大的直徑，而使用鼓式制動，只需要加深鼓的深度就可以了，直徑可以不太大，所以安裝起來比較方便。所以在本設(shè)計中選用的是鼓式凸輪制動器。 制動驅(qū)動機構(gòu)方案選擇 制動驅(qū)動機構(gòu)將來自駕駛員或其他力源的力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。根據(jù)制動力源的不同，制動驅(qū)動機構(gòu)一般可分為簡單制動、動力制動和伺服制動三大類。而力的傳遞方式又有機械式，液壓式，氣壓式和氣壓 液壓式的區(qū)別，如下表。 表 21制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 形式 Table 21 braking drive mechanism structure 制動力源 力的傳遞方式 用途 型式 制動力源 工作介質(zhì) 型式 工作介質(zhì) 簡單制動系 （人力制動系） 司機體力 機械式 桿系或鋼絲繩 僅用于駐車制動 液壓式 制動液 部分微型汽車的行車制動 動力制動系 氣壓動力制動系 發(fā)動機動力 空氣 氣壓式 空氣 中，重型汽車的行車制動 氣壓 液壓式 空氣，制動液 液壓動力制動系 制動液 液壓式 制動液 私服制動系 真空伺服制 動系 司機體力與發(fā)動機動力 空氣 液壓式 制動液 轎車，微，輕，中型汽車的行車制動 氣壓伺服制動系 空氣 液壓伺服制動系 制動液 人力制動系統(tǒng)是簡單制動單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動力源，人力制劉聰：東風重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 10 動。其又分為機械式和液壓式兩種機構(gòu)形式。機械式完全靠桿系傳力，由于機械效率低，傳動比小，潤滑點多，且難以保證前、后軸制動力的正確比例和左、右輪制動力的均衡，所以在汽車的行車制動裝置中已被淘汰。但因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠，主要用在駐車制動。 液壓式簡單制動系（通常簡稱為液 壓制動系）用于行車制動裝置。液壓制動的優(yōu)點是：作用滯 i后時間短 (～ )，工作壓力高 (可達 10～ 12MPa)，輪缸尺寸小，可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄張開機構(gòu)或制動塊壓緊機構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價低；機械效率高。液壓制動的主要缺點是：過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡而影響傳輸，即產(chǎn)生所謂“氣阻”，使制動效能減低甚至失效，而當氣溫過低時（ 25 C 和更低時），由于制動液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及當有局部損壞時，使整個系統(tǒng)都不能繼續(xù)工作。液壓制動曾被廣泛應(yīng)用于乘用車和總質(zhì)量不大的商用車。 伺服制動的制動能源是人力和發(fā)動機并用。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在動力伺服系統(tǒng)失效時，仍可全由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動力（即由伺服制動轉(zhuǎn)變?yōu)槿肆χ苿樱?。因此，在中級以上的轎車及輕，中型客，貨汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。 按伺服系統(tǒng)能源的不同，可分為真空伺服制動系、氣壓伺服制動系和液壓伺服制動系。其伺服能源分別為真空能（負氣壓能），氣壓能和液壓能。 真空伺服制動系是利用發(fā)動機進氣管中節(jié)氣門后的真空度 (負壓 ，一般可達 ～ MPa)作動力源，一般的柴油車若采用真空伺服制動系時，則需有專門的真空源 — 由發(fā)動機驅(qū)動的真空泵或噴吸器構(gòu)成。氣壓伺服制動系是由發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機提供壓縮空氣作為動力源，伺服氣壓一般可達 ～ MPa。故在輸出力相等時，氣壓伺服氣室直徑比真空伺服氣室直徑小得多。且在雙回路制動系中，如果伺服系統(tǒng)也是分立式的，則氣壓伺服比真空伺服更適宜，因此后者難于使各回路真空度均衡。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。真空私服制動系多用于總質(zhì)量在 以 上的轎車及裝載質(zhì)量在 6t 以下的輕，中型載貨汽車上，氣壓伺服制動系則廣泛用于裝載質(zhì)量為 6～12t 的商用車，以及少數(shù)幾種排量在 以上的乘用車。 全液壓動力制動系是用發(fā)動機驅(qū)動油泵產(chǎn)生的液壓作為制動力源。其制動系的液壓系統(tǒng)與動力轉(zhuǎn)向的液壓系統(tǒng)相同，也有開式（常流式）和閉式（常壓式）兩種。開式（常流式）系統(tǒng)在不制動時，制動液在無負荷狀況下由油泵經(jīng)制動閥到儲液罐不斷地循環(huán)流動，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 制動時則借助于閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓進入輪缸。閉式（常壓式）回路因平時保持著高液壓，故又稱常壓式。它對制動操縱的反應(yīng)比開式的快，但對回 路的密封要求較高。當油泵出故障時，開式的將立即補氣之動作用，而閉式的還有可能利用回路中的蓄能器的液壓繼續(xù)進行若干次制動。故目前汽車用的全液壓動力制動系多用閉式（常壓式）的。 全液壓動力制動系除具有一般液壓制動系統(tǒng)的有點外，還具有操縱輕便，制動反應(yīng)快，制動能力強，受氣阻影響較小，易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動力轉(zhuǎn)向，液壓懸架，舉升機構(gòu)及其他輔助設(shè)備共用液壓泵和儲油罐等優(yōu)點。但其機構(gòu)復(fù)雜，精密件多，對系統(tǒng)的封閉性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用。 各種形式的動力制動在動力系統(tǒng)失效時，制動作用即全部喪 失。 氣壓制動系統(tǒng)是發(fā)展最早的一種動力制動系統(tǒng)。其供能裝置和傳動裝置全部是氣壓式的。其控制裝置大多數(shù)是由制動踏板機構(gòu)和制動閥等氣壓控制原件組成，也有的在踏板機構(gòu)和制動閥之間還串聯(lián)有液壓式操縱傳動裝置。氣壓制動由于可獲得較大的制動驅(qū)動力且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單聯(lián)接和斷開都很方便 ,因此廣泛用于總質(zhì)量為 8t 以上尤其是 15t 以上的載貨汽車 ,越野汽車和客車上 .但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機 ,貯氣罐 ,制動閥等裝置 ,使結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,笨重 ,輪廓尺寸大 ,造價高 。管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢 ,作用滯后時間較長 (～ ),因此在制動閥到制動氣室和貯氣罐的距離較遠時有必要加設(shè)氣動的第二級控制元件 —— 繼動閥 (即加速閥 )以及快放閥 。管路工作壓力較低 (一般為 ～ ),因而制動氣室的直徑大 ,只能置于制動器之外 ,再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄 ,使非簧載質(zhì)量增大 。另外 ,制動氣室排氣時也有較大噪聲。 汽車在行駛過程中駕駛員要經(jīng)常使用制動器，為了減輕駕駛員的工作強度，目前汽車基本上都采用了伺服制動系統(tǒng)或動力制動系統(tǒng)。載重汽車一般均采用動力制動系統(tǒng)。 在本設(shè)計中選用的是氣壓制動系統(tǒng)。 劉聰：東風重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 12 3 制動過程的動力學(xué)參數(shù)計算 制動過程車輪所受的制動力 汽車受到與行駛方向相反的外力時，才能從一定的速度制動到較小的車速或直至停車。這個外力只能由地面和空氣提供。但由于空氣阻力相對較小，所以實際外力主要是由地面提供