【導(dǎo)讀】國(guó)賽程規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。研究現(xiàn)狀以及設(shè)計(jì)目標(biāo)。然后對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行方案論證分析與選擇，主要包括制動(dòng)器形式方案。最后確定方案采用簡(jiǎn)單人力液壓制動(dòng)雙回路前后盤(pán)式制動(dòng)器。除此之外，還根據(jù)已知的汽車(chē)相。壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)。

　　

【正文】 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 5章 制動(dòng)性能分析 22 第 5 章 制動(dòng)性能分析 任何一套制動(dòng)裝置都是由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。 汽車(chē)的制動(dòng)性是指汽車(chē)在行駛中能利用外力強(qiáng)制地降低車(chē)速至停車(chē)或下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車(chē)速的能力。 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 汽車(chē)的制動(dòng)性主要由下列三方面來(lái)評(píng)價(jià)： 1） 制動(dòng)效能，即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度。 2）制動(dòng)效能的恒定性，即抗熱衰退性能。 3）制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)汽車(chē)不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。 制動(dòng)效能 制動(dòng)效能 是指在良好路面上，汽車(chē)以一定初速度制動(dòng)到停車(chē)的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的減速度。制動(dòng)效能是制動(dòng)性能中最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。制動(dòng)距離越小，制動(dòng)減速度越大，汽車(chē)的制動(dòng)效能就越好。 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退性能。汽車(chē)在高速行駛或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能保持的程度。因?yàn)橹苿?dòng)過(guò)程中實(shí)際上是把汽車(chē)行駛的動(dòng)能通過(guò)制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動(dòng)器溫度升高后能保持在冷態(tài)時(shí)的制動(dòng)效能，已成為設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。 制動(dòng)時(shí)汽車(chē)方向的穩(wěn)定性 制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性，常用制動(dòng)時(shí)汽車(chē)給定 路徑行駛的能力來(lái)評(píng)價(jià)。若制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車(chē)將偏離原來(lái)的路徑。 制動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力，稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性包括制動(dòng)跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時(shí)，汽車(chē)將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動(dòng)時(shí)汽車(chē)按給定路中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 5章 制動(dòng)性能分析 23 徑行駛的能力來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，對(duì)制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度兩指標(biāo)測(cè)試時(shí)都要求了其實(shí)驗(yàn)通道的寬度。 方向穩(wěn)定性是從制動(dòng)跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力方面來(lái)考驗(yàn)。 制動(dòng)跑偏的原因有兩個(gè)： 1） 汽車(chē)左右車(chē)輪， 特別是轉(zhuǎn)向軸左右車(chē)輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。 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)上不協(xié)調(diào)（相互干涉）。 前者是由于制動(dòng)調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指汽車(chē)制動(dòng)時(shí)某一軸的車(chē)輪或兩軸的車(chē)輪發(fā)生橫向滑動(dòng)的現(xiàn)象。最危險(xiǎn)的情況時(shí)高速制動(dòng)時(shí)后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時(shí)抱死或前軸先報(bào)死后軸始終不抱死。 理論分析如下，真正的評(píng)價(jià)需要靠實(shí)驗(yàn)。 制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線分析 對(duì)于一般汽車(chē)而言，根據(jù) 其前后軸制動(dòng)力的分配、載荷情況及路面附著系數(shù)和坡度等因素，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力足夠時(shí)，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)如下三種情況： 1） 前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑。 2） 后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。 3） 前后輪同時(shí)抱死拖滑。 所以，前后輪制動(dòng)力分配將影響汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計(jì)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)必須妥善處理的問(wèn)題。 根據(jù)給定參數(shù)和及制動(dòng)力分配系數(shù)，應(yīng)用 EXCEL編制出制動(dòng)力分配曲線如下： 1） 當(dāng) I線與 β線相交時(shí)， 即 0??? =， 即 前后 輪同時(shí)抱死。 2） 當(dāng) I線在 β線下方時(shí)，前輪先抱死。 3） 當(dāng) I線在 β線上方時(shí)，后輪先抱死。 通過(guò)圖 51可以看出相關(guān)參數(shù)和制動(dòng)力分配系數(shù)的合理性。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 5章 制動(dòng)性能分析 24 圖 51 賽車(chē)制動(dòng)力分配曲線 制動(dòng)減速度 j和制動(dòng)距離 S 制動(dòng)系的制動(dòng)效果，可以用最大制動(dòng)減速度及最小制動(dòng)距離來(lái)評(píng)價(jià)。 假設(shè)汽車(chē)是在水平的，堅(jiān)硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制動(dòng)力是由制動(dòng)器產(chǎn)生。此時(shí) ggj ??? bm a x2)2 39。39。39。( 1 aoa022 auuS ??? ?? 100100)( 1 2 ???????S 所以符合要求。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 5章 制動(dòng)性能分析 25 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算 摩擦襯塊的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤(pán)）的材質(zhì)及加工情況，以及襯片本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難。但試驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。 從能量的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō) ，汽車(chē)制 動(dòng)過(guò)程即是將汽車(chē)的機(jī)械能（動(dòng)能和勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了汽車(chē)全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。此時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)間很短，實(shí)際上熱能還來(lái)不及逸散到大氣中就被制動(dòng)器所吸收，致使制動(dòng)器溫度升高。這就是所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯片（襯塊）的磨損越嚴(yán)重。對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器的襯塊，其單位面積上的能量負(fù)荷比鼓式制動(dòng)器襯片大許多倍，所以制動(dòng)盤(pán)的表面溫度比制動(dòng)鼓的高。 各種汽車(chē)的總質(zhì)量及其制動(dòng)襯塊的摩擦面積各不相同，因而有必要用一種相對(duì)的量作為評(píng)價(jià)能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前， 各國(guó)常用的指標(biāo)是比能量消散率，即單位時(shí)間內(nèi)襯塊單位摩擦面積耗散的能量，通常所用的計(jì)量單位為 2W/mm 。比能量耗散率有時(shí)也稱為單位功負(fù)荷，或簡(jiǎn)稱能量負(fù)荷。 雙軸汽車(chē)的單個(gè)前輪及后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為 ??14 )( 22211 tA vvme a ?? (51) )1(4 )(221 222 ?? ??? tA vvme a (52) jvvt 21?? (53) 式中， am 為汽車(chē)總質(zhì)量； ? 為汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； 1v 、 2v 為制動(dòng)初速度和終速度（ sm/ ）；為制動(dòng)減速度（ 2/sm ）； t為制動(dòng)時(shí)間； 1A 、 2A 為前、后制動(dòng)襯片（襯塊）的摩擦面積； ? 為制動(dòng)力分配系數(shù)。 在緊急制動(dòng)到停車(chē)的情況下， 2v ，并可認(rèn)為 1?? ，故 ?111 4 2tAvme a? (54) )1(4221a2 ??? tAvme （ 55） 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率比不大于 ，計(jì)算時(shí)取減速度?j 。制動(dòng)初速度 1v ：乘用車(chē)用 100km/h()；總質(zhì)量 ；總質(zhì)量 以上的商用車(chē)用 65km/h(18m/s)。乘用車(chē)的盤(pán)式制動(dòng)器在同上的 1v 和 j 的條件下，比能量耗散率應(yīng)不大于 。對(duì)于最高車(chē)速低于以上規(guī)定的制動(dòng)初速度的汽車(chē)，按上述條件算出的 e 值允許略大于 。比能量耗散率過(guò)高不僅引起襯片（襯塊）的加速磨損，且又可能使制動(dòng)鼓中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第 5章 制動(dòng)性能分析 26 或制動(dòng)盤(pán)更早發(fā)生龜裂。 s .821 ????? j vvt （ 56） 211a12 ???? ??? ?tAvme (57) )( )1(4 2221a2 ???? ???? ?tAvme （ 58） 盤(pán)式制動(dòng)器的比能量 耗散率應(yīng)不大于 ，故符合要求。 另一個(gè)磨損特性指標(biāo)是襯片（襯塊）單位摩擦面積的制動(dòng)力摩擦力，稱為比摩擦力 0f 。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器的比摩擦力為 RAMf μ0 ? （ 59） 式中， μM 為單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩； R為制動(dòng)鼓半徑（襯塊平均半徑 mR 或有效半徑 eR ）； A為單個(gè)制動(dòng)器襯片（襯塊）摩擦面積。 在 gj ? 時(shí)，鼓式制動(dòng)器的比摩擦力 0f 以不大于 2/ mmN 為宜。與之相應(yīng)的襯片與制動(dòng)鼓之間的平均單位壓力 ffp om /? =～ 2/mmN （設(shè)摩擦因素 f =～ ）。這比過(guò)去一些文獻(xiàn)中推薦的 mp 要小，因?yàn)槟p問(wèn)題現(xiàn)在已較過(guò)去受到更大程度的重視。 2μ0 / m m2480096 ??? ?????? RAMf 2om 0 . 8 3 N / m m0 . 2 9 / 0 . 3 5/ ??? ffp 符合要求。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 參考文獻(xiàn) 27 參考文獻(xiàn) [1]陳家瑞，馬天飛 . 汽車(chē)構(gòu)造 (下冊(cè) )第五版 . 北京：人民交通出版社 , 2021 [2]余志生 .汽車(chē)?yán)碚摚ǖ?5版） .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [3]王望予 .汽車(chē)設(shè)計(jì) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [4]王國(guó)權(quán) .汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [5]劉濤 .汽車(chē)設(shè)計(jì) .北京：北京大學(xué)出版社， 2021 [6]韓守身 .微型轎車(chē)的使用與構(gòu)造圖冊(cè) .北京：人民郵電出版社， 1996 [7]張新智 .北京吉普切諾基汽車(chē)結(jié)構(gòu)圖冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 [8] 過(guò)學(xué)迅 .汽車(chē)設(shè)計(jì) .北京：人民交通出版社， 2021 [9] 劉惟信 .汽車(chē)設(shè)計(jì) .北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [10] 楊可楨 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京，機(jī) 械工業(yè)出版社， 2021 [11] 孟少農(nóng) .汽車(chē)設(shè)計(jì)方法論 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992 [12] 周開(kāi)勤 .機(jī)械零件手冊(cè) .北京：高等教育出版社， 2021 [13] 林玉祥 .《機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)題集》 . 北京：科學(xué)出版社， 2021 [14] 張春林 .《機(jī)械原理》 .北京：高等教育出版社， 2021 [15]何銘新 錢(qián)可強(qiáng) .《機(jī)械制圖》 .高等教育出版社 2021 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 致謝 28 致 謝 轉(zhuǎn)眼間就到了畢業(yè)答辯的時(shí)間，回想起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的日子，雖然過(guò)程很枯燥乏味，但是每當(dāng)有進(jìn)展的時(shí)候，都會(huì)特別有成就感，心里 都會(huì)偷偷地發(fā)笑。 當(dāng)然畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成免不了張紅老師的功勞。在課題開(kāi)始之時(shí)，在我沒(méi)有方向感和困惑的時(shí)候，是張紅老師的告訴我一步一步去做、去想，你就會(huì)慢慢知道你接下來(lái)要做什么。在設(shè)計(jì)之中，我也碰到許多的困難和疑惑，是張紅老師的指點(diǎn)迷津，讓我恍然大悟。在這里我想對(duì)您說(shuō)聲：謝謝！ 感謝實(shí)驗(yàn)室的張心娣老師，剛開(kāi)始得時(shí)候我對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和原理還是很清楚，特意跑來(lái)向您請(qǐng)教，您親自帶我去實(shí)驗(yàn)室參觀，給我講解其結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)我的畫(huà)圖工作起到了很大的作用。 感謝負(fù)責(zé)我們答辯的幾位專業(yè)課老師，因?yàn)橛辛四銈兯淌诘膶I(yè)知識(shí) ，我們才能夠?qū)W以致用。你們是嚴(yán)格的，但正是因?yàn)檫@樣的嚴(yán)格才能培養(yǎng)出優(yōu)秀的畢業(yè)生。 感謝一起奮斗的同學(xué)們，因?yàn)橛辛舜蠹业墓餐瑠^斗和勉勵(lì)，才有了畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，希望各位都能順利通過(guò)畢業(yè)答辯，以一顆積極的心態(tài)來(lái)迎接未來(lái)的挑戰(zhàn)。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 附錄 29 附錄