【正文】 由? ?2221404 54833360 RR??? ? ?推出 1R=143mm， 2R=200mm 制動力矩的計算 制動力的計算 制動系統(tǒng)主要參數(shù)確定： 軸距 L=2500mm。 12 座觀光電動車設計 23 車輪滾動半徑r 300 。e mm? 空載時車總重800 。am kg?? 滿載時車總質量1645 。a kg? 空載時軸荷分配：前軸負荷 10( ) 480aGmgLL kg??? ?? 后軸負荷 2320 。kg?? 空載時質心位置距前軸 1000mm。 滿載時質心位置距前軸 1300mm。 地面制動力 BF，即地面作用于車輪上的力 12B B BF F F?? 制動器制動力 fF，即在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力。 fF的大小取決于制動器的結構形式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪的有效半徑等因素，并與制動踏板的力 pF成正比。 總制動器制動力 fF與前后軸車輪制動器制動力 1fF和 2fF的關系 12f f fF F F?? 制動器制動力 fF地面制動力 BF的方向相反，當車輪角速度 0??時，大小亦相等。 制動器制動力 fF地面制動力 BF達到車輪與地面間的附著力F?時 [18]，由于 BF受著附著條件的限制在達到F?值后就不再增大，此時前后車輪均被抱死（車輪角速度0??）并在地面上滑移。而制動器制動力由于踏板力的 增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升（見下圖）。 12 座觀光電動車設計 24 ψψ 圖 61 地面制動力與制動器制動力的關系 車輪與路面間總的附著力F?等于前后軸車輪附著力 1F?、 2F?之和 12 KN? ? ? ???????? ? ?12 GF L qh KNL? ?? ? ? ? ?21 GF L qh KNL? ?? ? ? 式中： q 為制動強度，亦稱比減速度或比制動力， 1 tdq gd?? 在前后車輪均被抱死時， q??。這時前后軸車輪的制動器制動力 1fF、 2fF即是理想最大的制動力，此時 ? ?1 1 1 2 f gGF F F L qh KNL? ?? ? ? ? ? ? ?2 2 2 1 f gGF F F L qh KNL? ?? ? ? ? ? 制動力分配系數(shù) 當汽車各車輪制動器的制動力足夠時，根據(jù)汽車前、 后軸的軸荷分配，前、后車輪制動器制動力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動過程可能出現(xiàn)的情況有如下三種 [19]： 1) 前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； 2) 后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； 3) 前、后車輪同時抱死拖滑。 12 座觀光電動車設計 25 在以上三種情況中，顯然是前、后輪同時抱死拖滑時附著條件利用最好。當前后車輪同時抱死時，此時的前后軸車輪的制動器制動力 1fF和 2fF是理想的前后輪制動器制動力，并且是輪胎與地面間附著系數(shù) ?的函數(shù)。如果汽車前、后制動器的制動力能按Ⅰ曲線（如下圖）的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動時，都能使前后車輪制動時前后車輪同時抱死，對附著條件的利用、制動時汽車的方向穩(wěn)定性較為有利。 大多數(shù)車輛的前后制動力之比為一定值，并以前制動器制動力 1fF與汽車總制動器制動力 fF之比來表示分配比例，稱為汽車制動器制動力分配系數(shù) ?[20] 1 1 1 2/ /( ) f f fFFFFF?? ? ? ? 同步附著系數(shù) 圖中 ?線與Ⅰ曲線交點處的附著系數(shù) 0?為同步附著系數(shù)，它是汽車制動性能的一個重要參數(shù)，由汽車結構決定，20 gLLh????? ? ? 對于前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù) ?等于同步附著系數(shù) 0?的路面上，前、后車輪制動器才會同時抱死。當汽車在不同 值的路面制動時有以下情況： 當 ? 0, ?線位于Ⅰ曲線下方，制動時前輪先抱死。雖然是一種穩(wěn)定工況當時喪失轉向能力； 當 ? 0, ?線位于Ⅰ曲線上方，制動時后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側滑使汽車失去方向穩(wěn)定性； 當 ?= 0,制動時前、后車輪同時抱死，是一種穩(wěn)定工況，但使汽車喪失轉向能力。 12 座觀光電動車設計 26 Ⅰ線（滿載）Ⅰ線（空載）β線 圖 62 制動力載荷分配系數(shù) 本設計屬于第二種工況。 制動強度和附著系數(shù)利用率 （ 1）制動強度 q 汽車制動時汽車總的地面制動 BF應該等于汽車總質量和制動減速度的乘積，即 ? ?1654 ttd GdF m Gq KNd gd ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 式中： ?為制動減速度； m 為汽車質量； g 為重力加速度； G 為汽車質量； q 為制動強度。 （ 2）附著系數(shù)利用率 ? 附著系數(shù)利用率表示附著條件的利用情況，他的定義為 BF qGq? ??? （ 3）汽車在不同 ?值的路面制動的制動強度和附著系數(shù) 利用率 汽車在不同 值的路面制動時可能有 00=o????????、 、三種情況，其最大的制動力 BF不同，所以在這三種情況下制動強度 q 和附著系數(shù)利用率 ?也不同。 當 0???時，可能得到的最大制動力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，此時11BFF??，則總制動力 BF、制動強度 q 和附著系數(shù)利用率 ?分別為 12 座觀光電動車設計 27 220()B gGLF Lh???? ?? 220()gLq ???? ?? 2gL? ? 當 0???時，可能得到的最大制動力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，此時22BFF??，則總制動力 BF、制動強度 q 和附著系數(shù)利用率 ?分別為 110()B gGLF Lh???? ?? 110()gLq ???? ?? 1gL? ? 本設計屬于此種工況則總制動力13BF KN?、制動強度 q ?和附著系數(shù)利用率 ?? 當 0???時，前后車輪均被抱死，此時 1 1 2 2BBF F F F????、,則總制動力 B、制動強度 q 和附著系數(shù)利用率 ?分別 q=?， ?=1 此時附著利用率最高。 為保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率，《聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會汽車制動法規(guī)》規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車的制動速 度在 ?q ,其他汽車的制動強度在 ?q 時 ,前輪均應首先抱死；在車輪均為首先抱死的情況下， ?? 時，必須滿足 q +?? （ ）。 最大制動力矩 為了保證汽車有良好的制動效能和穩(wěn)定性，應合理的確定前、后輪制動器的制動矩，以保證汽車有良好的制動效能和穩(wěn)定性。 對于選取較大 0?值的汽車，這類車輛經(jīng)常行駛在良好道路上，車速較高，后輪12 座觀光電動車設計 28 制動抱死失去穩(wěn)定而出現(xiàn)甩尾的危險性較前一類汽車大得多。因此應從保證汽車制動時的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動力矩。當 0???時，相應的極限制動強度 q?,故所需的后軸和前軸的最大制動力矩為 22 ) 2952f g eGT L qh N mL ??? ? ? ?（ 1max 2max 11481ffT T N m??? ? ?? 式中： ?為該車的所能遇到的最大附著系數(shù)。 制動器主要結構零件設計 制動盤 制動盤一般由摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制成，為了保證有足夠的強度和耐磨性能，其牌號不低于 HT用于鉗盤式制動器的制動盤結構形狀為禮帽形，其圓柱部分長度取決于布置尺寸。為了改善冷卻條件 ，制動盤上可以鑄出圓孔可大大改善散熱條件，增加散熱面積，但是會加大制動盤整體厚度，本設計制動盤厚度為 20mm。制動盤工作面的加工精度應達到以下要求：平面度允差為 ，~ ?，兩摩擦表面的平行度不應大于 ，制動盤端面圓跳動不應大于。 制動鉗 制動鉗可由可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵制造，也可用輕合金制造，可做成整體的也可做成兩半由螺栓連接。本設計采用后一種方式制造。其外緣留有缺口，以便不用拆下制動鉗便可檢查或更換制動塊。 制動鉗體應有高的強度和剛度。一般多在前提中加工出制動油缸，也有將單獨制造的油缸嵌入鉗體中。本設計采用后一種方式。活塞由鑄造合金或鋼制造。為了提高耐磨性能，活塞的工作表面進行鍍鉻處理。此外，制動鉗體的安裝位置可以在車軸之后或之前。制動鉗位于車軸之后能使制動時輪轂軸承的合成載荷??；制動鉗位于軸前可避免輪胎向前內(nèi)甩濺泥污。本設計采用安裝位置為軸前。 制動塊 制動塊又背板和摩擦襯塊構成，兩者直接壓嵌或鉚接在一起。襯塊多為扇形面，也有矩形或正方形或長圓形的?；钊麘M可能多的壓住制動塊，以免襯塊發(fā)生卷角而12 座觀光電動車設計 29 引 起尖叫聲。由于單位壓力和工作溫度等高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。 液壓制動驅動機構的設計計算 制動驅動機構用于將駕駛員或其他動力源的制動作用力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。根據(jù)動力源的不同，驅動機構可分為簡單制動、動力制動和伺服制動。本設計采用動力制動 [21]。 動力制動系是以發(fā)動機動力形成的氣壓或液壓勢能作為汽車制動的全部動力源進行制動，而駕駛員作用于制動踏板或手柄上的力僅用于對制動回路中控制元件的操縱。 制動輪缸的設計 鉗盤式制動器的油缸一般直接在制動鉗中加工出來，一 般采用單缸或雙缸的形式，本設計采用單缸形式 制動論缸直徑和工作容積的計算 鉗盤式制動器油缸對制動塊施加的張緊力 0F與輪缸直徑dw和制動管壓力 p 的關系為 04 Fd mmp??? 式中：0 KN??； P 為制動油路壓力，其值一般不超過 10~12MPa，對于盤式制動器可更高。壓力越高對管路（尤其是制動軟管和管接頭）的密封性要求越嚴格，但驅 動機構越緊湊。 根據(jù) HG28651997《汽車液壓制動橡膠皮碗》標準規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑可圓整為 19mm。 單個輪缸的工作容積為 2 2 2 2 31= 19 3=2550mm44ni i ivd? ?? ? ?? 式中： idi為 第 個 輪 缸 活 塞 直 徑 ； n 為輪缸中活塞數(shù)目； 12 座觀光電動車設計 30 i i?為第 個輪缸活塞在完全制動時的行程 所有輪缸的總工作容積為 31 42 550 10200niV v mm? ? ? ?? 制動主缸設計 為了提高車輛行駛的安全性，根據(jù)交通法規(guī)的要求，現(xiàn)代汽車的行車制動裝置均采用了 雙回路控制系統(tǒng)。雙回路控制系統(tǒng)的制動主缸為串列雙腔制動主缸。在設計制動主缸時，還應考慮制動液泄露或漲縮時的補償，放開制動踏板時主缸活塞原始位置的定位方法，以及在制動管路中是否必須有或不準有參與壓力 [22]。 制動主缸由灰鑄鐵制造，也可以采用低碳鋼冷擠壓成形；活塞可由灰鑄鐵、鋁合金或中碳鋼制造。 （ 1） 直徑dw 主缸的直徑dw應符合 HG28651997 中規(guī)定的尺寸系列。主缸直徑的尺寸系列為， 16， ， 19， ， 22，（ ），（ ）， 24，（ ）， 26， ， 32，35， 38， 42， 46mm。取d 16w mm? （ 2） 制動主缸應有的工作容積為 mV VV??? V 為所有輪缸的總工作容積； ?為制動軟管的容積變形。 初步設計時，制動主缸的工作容積為 V mm?? ? ? （ 3）主缸活塞行程 mS 由224m m mV d s??可推出224 4 11220 16mm mVs mmd? ?? ? ?? 一般 ? ?~ ~ d mm??，取15ms mm?。 12 座觀光電動車設計 31 總 結 通過三個月的努力，我完成了 12 座觀光電動車的設計。其主要內(nèi)容包括電動機的選擇、減速器、差速器和制動器的設計。采用固定速比的減速器，可減少機械傳動裝置的質量，縮小其體積。由電動機，固定速比減速器和差速器組成電力驅動系統(tǒng)。其能量傳遞順序為：蓄電池 — 功率轉換器 — 電動機 — 離合器 — 減速器 — 萬向節(jié) — 差速器 — 半軸 — 車輪。 汽車已成為當今人類社會不可缺少的工具，是城市居民日常生活的一部分，他可以拉動 倍的相關產(chǎn)業(yè)和解決 10%左右的社會總勞動力的就業(yè)之一。汽車與人民的緊密度越來越緊，他對人類社會進步產(chǎn)生著巨大的推動作用，世界上汽車保有量也與日俱增。但是汽車的飛速發(fā)展和數(shù)量的日益增多給人類帶來了麻煩，尤其是影響人類可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境污染的問題和出現(xiàn)能源短缺問題。所以電動車的發(fā)展是必要的。 由于旅游觀光車車身較長，坐上乘客后整體質量分布均勻，為了便于乘客上下車，應盡量將底盤降 低，也能夠使車運行時更平穩(wěn)，所以采用發(fā)動機前置前輪驅動（ FF），使前輪兼有轉向和驅動兩種功能，前置前驅會使整車質量重心向前移，能夠有效抵制乘客坐入車后的重