【導(dǎo)讀】隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，如何提高運(yùn)輸生產(chǎn)率已成為一個迫在眉睫的問題。但必須以保證行駛的安全為前提，汽車的制動性是一個重要的參數(shù)。制動系統(tǒng)的研究、開發(fā)是汽車工業(yè)重要的課題。如何改善汽車的制動效能、改善。統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)出合理的符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制動系統(tǒng)。制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)是根據(jù)整車主要參數(shù)和相關(guān)車型，制定出制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)計(jì)算確定前、后盤式制動器、制動主缸的主要尺寸和結(jié)構(gòu)形式。后制動器裝配圖、制動主缸裝配圖、制動管路布置圖。的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價分析。另外在設(shè)計(jì)的同時考慮了其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成。Keywords：mimipassengerbus；brake；drumbrake；mastercylinder；hydraulic

　　

【正文】 n4s in2s in40 ???????? ooRL???? oooo 8 022 ????????? ????? otgtg ??? ?? ?? ?1tK= o ??? 前制動器采用雙領(lǐng)蹄? 其效能因數(shù)相等? 即21 tt KK ? 2）前 輪 動器制動力矩的驗(yàn)算 根據(jù)前面引用的效能因數(shù)計(jì)算公式，可得單個制動蹄所產(chǎn)生的制動力矩 ?M ?M = PRt ??1K 式中 R— 制動鼓半徑 1tK— 制動蹄效能因 數(shù) P — 由分泵產(chǎn)生的作用在蹄前部的推力 1maxM?= RPKMM t22M ??? 左右左 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 ?P= pd24? = 43 66102478 2 ??? N 3）從蹄： ????? ?22 －－＝ = oooo 45904590 ??? = ? in45c o 2 ????tK 4）后輪制動器制動力矩的驗(yàn)算 右左 12m a x2 MMM ??? P= pd24? = 6291978 2 ??? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第 4 章 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 制動主缸直徑 d0 的計(jì)算 1）一個輪缸的工作容積 ?? 214 wni dV ??? 式中： wd ：一個輪缸活塞的直徑； n ：輪缸的活塞數(shù)目； ? ：一個輪缸活塞在完全制動時的行程，初選 2mm 。 前輪一個輪缸工作容積 3 6 1 742244V 2 ????? ?i2mm 后輪一個輪缸工作容積 113322194 2 ????? ?iV2mm 2）所有輪缸的總工作容積 V 475 01 ???miVV 3）制動主缸的工作容積 mV ???? VV m 4)制動主缸直徑 mmm sdV 4?? 式中 mV ：主缸工作容積； md ：主缸活塞直徑； ms ：活塞行程， mm d～s )(? ，取 18 mmVmd m 2143 ?? ? 根據(jù) GB752487 的系列尺寸，取 26 系列。 式中： ms —— 制動主缸活塞行程 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 制動踏板力 PF 根據(jù)公式：?? 114 2 pmp ipdF ? 式 中： md —— 制動主缸活塞直徑； P—— 制動管路的液壓； pi —— 制動踏板機(jī)構(gòu)傳動比；取 pi =4； ? —— 制動踏板機(jī)構(gòu)及制動主缸的機(jī)械效率，可取 ? =～ 。 根據(jù)上式得： 6 2 50 . 8 31619214F 2P ＝＝ ????? 制動踏板工作行程 PS )(S 21P mmmp si ?? ??＝ 式中： 1m? —— 主缸推桿與活塞的間隙，一般取 ～ 2mm；取 2mm。 2m? —— 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； 根據(jù)上式得： )2218(4 ????PS =88＜ 150mm 符合設(shè)計(jì)要求。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 第 5 章 評價分析 制動性能評價指標(biāo) 汽車制動性能主要由以下三個方面來評價： 1）制動效能，即制動距離和制動減速度； 2）制動效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能； 3）制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。 制動效能 制動效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。制動效能是制動性能中最基本的評價指標(biāo)。本次所設(shè)計(jì)的《中級轎車制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)》在經(jīng)過前述的參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算后，經(jīng)過汽車標(biāo)準(zhǔn)手冊的驗(yàn)證，保證了轎車所能達(dá)到的性能，計(jì)算結(jié) 果符合要求。 制動效能的恒定性 制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度。因?yàn)橹苿舆^程實(shí)際上是把汽車行駛的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時的制動效能，已成為設(shè)計(jì)制動器時要考慮的一個重要問題。 本次設(shè)計(jì)的制動器是用珠光體灰鑄鐵制成制動盤，無石棉作為摩擦材料，正常制動時，摩擦副的溫度在 200℃左右。 制動時汽車的方向穩(wěn)定性 制動時汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動時汽車給定路徑行駛的能力來評價。若制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去 轉(zhuǎn)向能力。則汽車將偏離原來的路徑。 制動過程中汽車維持直線行駛，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)定性的包括制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，汽車將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力來評價汽車制動時的方向穩(wěn)定性，對制動距離和制動減速度兩指標(biāo)測試時都要求了其試驗(yàn)通道的寬度。 制動跑偏的原因主要是左、右輪特別是左、右轉(zhuǎn)向輪制動力不相等引起的，通過維修和調(diào)整可以減輕，以致消除跑偏現(xiàn)象。因此，國標(biāo) GB72582020 對制動力 平衡做了具體要求 :在制動力增長全過程中同時測得的左右輪制動力差的最大值，與全過程中測得的該軸左右輪最大制動力中大者之比，對前軸不應(yīng)大于 20%，對后軸 (及其它軸 )在軸制動力不小于該軸軸荷的 60%時不應(yīng)大于 24%。當(dāng)后軸 (及其它軸 )制動力小于該軸軸荷的 60%時，在制動力增長全過程中同時測得的左右輪制動力差的最大值不應(yīng)大于該軸軸荷的 80%。 側(cè)滑是指車輪連帶車軸的側(cè)向滑移，這常常是由于緊急制動車輪被抱死后，側(cè)向附著系數(shù)趨于零，使胎面喪失了抵抗側(cè)滑的能力造成的。只要各車輪制動力稍不平衡，車輛就出現(xiàn)甩尾、回轉(zhuǎn)，完全失 去了方向操縱穩(wěn)定性。一般情況下，若后軸車輪比前軸車輪先抱死拖滑，就可能發(fā)生后軸側(cè)滑 。前軸車輪比后軸車輪先抱死拖滑或前后軸車輪同時抱死，則能防止后軸側(cè)滑，但前軸車輪抱死后將失去轉(zhuǎn)向能力。因此，從保證汽車方向穩(wěn)定性的角度考慮，最理想的情況就是防止任何車輪抱死，前后車輪都處于滾動狀態(tài)。 前、后制動器制動力分配 對于一般汽車而言，根據(jù)其前、后軸制動器制動力的分配、載荷情況及路面附著系數(shù)和坡度等因素，當(dāng)制動器制動力足夠時，制動過程可能出現(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、后輪同時抱死拖滑。 所以，前、后制動器制動力分配將影響汽車制動時的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計(jì)汽車制動系必須妥善處理的問題。 地面對前、后車輪的法向反作用力 在分析前、后制動器制動力分配比例以前，必須先了解在制動時地面作用于前、后車輪的法向反作用力。 地面對前輪法向反作用力為 LhgbGFz /)(1 ??? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 理想的前、后制動器制動力 線 制動時前、后車輪同時抱死，對 分配曲 附著條件的利用、制動時汽車的方向穩(wěn)定性均較為有利。此 時的前、后輪制動器制動力 1?F 和 2?F 的曲線關(guān)系，常稱為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線。在任何附著系數(shù)的道路上，前、后輪同時抱死的條件是：前、后制動器制動力之和等于附著力，并且前、后輪制動力分配等于各自的附著力，即 GFF ??? ?? 21 11 zFF ?? ? 22 zFF ?? ? 消去變量 ? ，得 )]2/(/4)[(21 1122 ??? FhgGbGh g L FbhgGF ???? 由上式畫成的曲線，即前、后輪同時抱死時，前、后制動器制動力的關(guān)系曲線。 實(shí)際的前、后制動器制動力分配曲線 綜合上述，通過合理選擇同步附著系數(shù)，計(jì)算制動器制動力實(shí)際分配曲線，（如圖 51所示）把理想曲線和實(shí)際曲線進(jìn)行比較、分析、論證。保證轎車實(shí)際制動系統(tǒng)在制動性能達(dá)到要求，可以實(shí)現(xiàn)其制動系統(tǒng)功能。充分說明了實(shí)際制動力分配的合理性與可行性。 當(dāng) I 線與 β線相交時，前、后輪同時抱死。 當(dāng) I 線在 β線下方時，前輪先抱死。 當(dāng) I 線在 β線上方時，后輪先抱死。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 51 制動器的制動力分配曲線 制動減速度 j 假設(shè)汽車是在水平的，堅(jiān)硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制動力是由制動器產(chǎn)生。此時 j = )/( erGagM ??? 式中 ?M ：汽車前、后軸制動轉(zhuǎn)矩的總合。 代入數(shù)據(jù)得 j =(560448+1595121) 120=83 2/sm 考慮附著條件，對制動減速度進(jìn)行驗(yàn)算 j max = 29 . 8 0 . 7 6 . 8 6 /dv g m sdt ?? ? ? ? j ＞ j max 成立，故符合條件。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 制動距 離 St ??? 254)2(239。39。239。2 aa vvS ??? 式中， 39。2? ：消除蹄片與制動鼓間隙時間，取 39。2? ：制動坡長減速度上升所需時間，取 故 St = 5 43030)2 ( 1 2???? = 駐車制動計(jì)算 1)汽車可能停駐的極限上坡路傾斜角 ? hgL Larctg ??? ?? 1 = 0 .8 1 3 8 02 6 1 2 0 .8 7 2 0arc tg ??? =? 式中： ? ：車輪與輪面摩擦系數(shù)，取 ； 1L ：汽車質(zhì)心至前軸間距離， mm ； L ：軸距， mm ； hg ：汽車質(zhì)心高度， mm 。 最大停駐坡高度應(yīng)不小于 16%～ 20%，故符合要求。 2）汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角 39。? 39。 1Larc tg L hg?? ?? ? = 0 .8 1 3 8 02 6 1 2 0 .8 7 2 0arc tg ??? =? 最大停駐坡高度應(yīng)不小于 16%～ 20%，故符合要求。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 制動器的溫升計(jì)算 鼓ncgVGt aa 0 8 4 5 81 ?? = 0 8 4 5 8 302 1 0 01 2 ???? ?? = oo ? 合格。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 結(jié) 論 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師 指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過這次實(shí)踐，我了解了 汽車制動系統(tǒng) 的用途及工作原理，熟悉了 制動 器的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如 缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù) 設(shè)計(jì) 主要參數(shù)和重心距前后軸距離，同步附著系數(shù)，前、后輪制動力分配系數(shù)， 制動器最大制動力，鼓式制動器主要參數(shù)的確定 制定出制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案 。 本設(shè)計(jì)選用鼓式制動器，且前輪為雙領(lǐng)蹄式后輪選用領(lǐng)從蹄的鼓式制動器。制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)經(jīng)過比較與分析采用液壓制動，制動管路形式綜合各個方面的因素和比較各回路形式的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了 II 型回路。通過 制動主缸直徑，制動踏板力， 制動踏板工作行程等 設(shè)計(jì)計(jì)算確定 了制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)形式。最后 繪制出了前、后制動器裝配圖、制動主缸 裝配圖、制動管路布置圖 ， 并通過應(yīng)用 MATLAB 軟件編寫程序，繪制出實(shí)際汽車制動力分配曲線。 最終對設(shè)計(jì)出的制動系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價分析。另外在設(shè)計(jì)的同時考慮了其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低等因素。結(jié)果表明設(shè)計(jì)出的制動系統(tǒng)是合理的、符合國家標(biāo)準(zhǔn)的。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 參考文獻(xiàn) 1. 陳家瑞 .汽車構(gòu)造（下冊） . 北京：人民交通出版社 ,2020 2．