【正文】 再一次感謝所有幫助和鼓勵(lì)我的老師和同學(xué)。對(duì)老師的感激之情無以言表。 在這里我要特別感謝指導(dǎo)老師 段敏 老師。設(shè)計(jì)的汽車制動(dòng)器達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。通過計(jì)算 知道了人力無法滿足制動(dòng)力的要求，采用了真空助力伺服制動(dòng)系。 在車輛模塊化、集成化、電子化、車供能源的高壓化的趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)下 .車輛制動(dòng)系統(tǒng)也朝著電子化方向發(fā)展 ， 很多汽車和零部件廠商都進(jìn)行了電制動(dòng)系統(tǒng)的研究和推廣 。并把相關(guān)信息傳遞給控制單元 。 提高電制動(dòng)系統(tǒng)的性價(jià)比是需要解決的問題。 不論是 ECU、傳感器、還是制動(dòng)器本身、線束失效 ， 都能使制動(dòng)系統(tǒng)保證制動(dòng)的基本性能 .除了 ECU 可以采用冗 余設(shè)計(jì)外 。電制動(dòng)或者線控制動(dòng) (BBW)是未來制動(dòng)系統(tǒng) 發(fā)展 的方向。 電制動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)和存在的問題 電子制動(dòng)首先應(yīng)用到飛機(jī)上 ， 目前處于向汽車領(lǐng)域應(yīng)用的研究和改進(jìn)階段 。這種制動(dòng)系統(tǒng)既應(yīng)用了傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)以保證足夠的制動(dòng)效能和安全性 ， 又利用再生制動(dòng)電機(jī)回收制動(dòng)能量和提供制動(dòng)力矩 。機(jī)械連接逐漸減少 ， 制動(dòng)踏板和制動(dòng)器之間動(dòng)力傳遞分離開來 ， 取而代之的是電線連接 ， 電線傳遞能量 ， 數(shù)據(jù)線傳遞信號(hào) ， 所以這種制動(dòng)又叫做線控制動(dòng)。 電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢(shì)所趨。電制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)器是基于傳統(tǒng)的制動(dòng)器 ， 也分為盤式電制動(dòng)器和鼓式電制動(dòng)器 。但是盤式制動(dòng)器效能低 ， 無法完全防止塵污和銹蝕 ， 兼做駐車制動(dòng)時(shí)需要較為復(fù)雜的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) ， 因而在后輪上 的應(yīng)用受到限制 。盤式制動(dòng)器有固定鉗式 、 浮動(dòng)鉗式 、 浮動(dòng)鉗式包括滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗盤式兩種型式。電子制動(dòng)則是利用制動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力直接作用到制動(dòng)器 ， 它的控制信號(hào)來自控制單元 (ECU)， 用信號(hào)線傳遞制動(dòng)信號(hào)和制動(dòng)力信息。 制動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置也出現(xiàn)了電子化的趨勢(shì) ， 其中電制動(dòng)完全改變了制動(dòng)系統(tǒng)的控制和管理 。發(fā)展到人力控制制動(dòng) ， 通過踩制動(dòng)踏板啟動(dòng)制動(dòng) 。液壓制動(dòng)是目前得到廣泛應(yīng)用的一種制動(dòng)系統(tǒng) 。動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能源是發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的油泵或者氣泵 ， 人力僅作為控制來源 。伺服制動(dòng)兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)作為制動(dòng)能源 ， 正常情況下制動(dòng)能量由動(dòng)力伺服系統(tǒng)供給 。 供能裝置的發(fā)展 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 供能裝置主要是指制動(dòng)能源 ， 制動(dòng)能源有人力制動(dòng)、伺服制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)或者上述任兩者的結(jié)合使用。 用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動(dòng)能 ， 以達(dá)到車輛制動(dòng)減速或直至停車的目的。近年來 ， 隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動(dòng)時(shí)汽車給定路徑行駛的能力來評(píng)價(jià)。在任何附著系數(shù)的道路上，前、后輪同時(shí)抱死的條件是：前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之和等于附著力，并且前、后輪制動(dòng)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(shí)抱死時(shí)，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的關(guān)系曲線。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 所以，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配的比例關(guān)系將影響汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)系必須妥善處理的問題。本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)器是用珠光體灰鑄鐵制成制動(dòng)盤，無石棉作為摩擦材料，正常制動(dòng)時(shí)，摩擦副的溫度在 200℃左右。本次設(shè)計(jì)的《 普拉多 越野車制動(dòng)系設(shè)計(jì)》在經(jīng)過前述的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)選擇確定后，經(jīng)過嚴(yán)密的推理，有根據(jù)的推論，保證了其要達(dá)到的性能，計(jì)算結(jié)果符合要求。若汽車涉水行駛后，制動(dòng)器還存在水衰退問題。 ??? 故符合要求。 制動(dòng)踏板力 pF 制動(dòng)踏板力可用下式驗(yàn)算 ?? pmp ipdF 14 2? [54] 式中： md ：制動(dòng)主缸活塞直徑； p ：制動(dòng)管路的液壓 ； ? ：制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率， ～?? ，取 N～F p )7 0 05 0 0(2 1 4 14112284 2 ??????? ? 這樣就需要增加伺服制動(dòng)系，選用真空助力機(jī)構(gòu)。 0/28 27 40 0 ???p =15707N mmpPd ?????? ?? 根據(jù) GB752487標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，前輪缸直徑取 50mm 后輪盤式制動(dòng)器制動(dòng)輪缸直徑： NP ???? mmpPd ?????? ?? 取后輪輪缸直徑 45mm 。 2）汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角 39。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 2）比滑磨功 fL 磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動(dòng)過程中由最高制動(dòng)初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功 fL 來衡量： ][22 m a xfaaf LAvmL ?? ? [47] 式中： am ：汽車總質(zhì)量 ?A ：車輪制動(dòng)器各制動(dòng)襯片的總摩擦面積， 2cm ； [ fL ]：許用比滑磨功，轎車取 1000J/ 2cm ～ 1500 J/ 2cm 。則 St = 80+802 /（ 2 ） = ≤ 制動(dòng)襯 片的耐磨計(jì)算 摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。取p=12MPa N=P=(wd21)2 ? p =(21 50? )2 ? 2356212?? N T1f =2 8 2 71 2 0 3 5 6 ???? 后軸制動(dòng)輪缸直徑 dw =45mm, p=12MPa N=P=(wd21)2 ? p =(21 45? )2 ? ?? N T1f =2 Nm2 2 8 91 2 0 9 0 7 ???? 制動(dòng)減 速 性能計(jì)算 制動(dòng)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(dòng)力是由制動(dòng)器產(chǎn)生。要確定 ? 值首先要選取同步附著系數(shù) 0? 。 欲使汽車制動(dòng)時(shí)的總制動(dòng)力和減速度達(dá)到最大值，應(yīng)使前、后輪有可能被制動(dòng)同步抱死滑移，這時(shí)各軸理想制動(dòng)力關(guān)系為 F1? +F2? =? G [31] F1? / F2? =（ L2? G） /(L1? hg) [32] 式中： F1? ：前制動(dòng)器制動(dòng)力 F 2? ：后制動(dòng)器制動(dòng)力 G：汽車重力 L1：汽 車質(zhì)心至前軸中心線的距離 L2：汽車質(zhì)心至后軸中心線的距離 hg：汽車質(zhì)心高度 由上式可知，前后輪同時(shí)抱死時(shí)前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力是 ? 的函數(shù)，如圖所示，圖上的 I 曲線即為 普拉多 越野 車的前后輪同時(shí)抱死的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配曲線（理想的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線）。 3）摩擦襯塊內(nèi)半徑 R1 與外半徑 R2 推薦摩擦襯塊內(nèi)半徑 R2 與外半徑 R1 比值不大于 。1 =1255mm 滿載時(shí) L1 =1505mm 質(zhì)心距后軸距離：空載時(shí) L39。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。但由于其操縱架構(gòu)較沉重，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車提高操縱輕便性的要求，故當(dāng)前僅用于微型汽車上，在轎車和輕型汽車上已極少采用。 液壓式的簡(jiǎn)單制動(dòng)系通常簡(jiǎn)稱為液壓制動(dòng)系，用于行車制動(dòng)裝置。 簡(jiǎn)單制動(dòng)系 簡(jiǎn)單制動(dòng)系即人力制動(dòng)系，是靠駕駛員作用于制動(dòng)踏板上或手柄上的力作為制動(dòng)力源，而力的傳遞方式又有機(jī)械式和液壓式兩 種。 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形式方案 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將來自駕駛員或是其它力源的 力傳給制動(dòng)器，使之產(chǎn)生需要的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此后，后缸工作腔中的液壓方能升高到制動(dòng)所需的值。當(dāng)繼續(xù)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，前、后腔的液壓繼續(xù)提高，使前、后制動(dòng)器制動(dòng)。在主缸前、后工作腔內(nèi)產(chǎn)生的油壓，分別經(jīng)各自得出油閥和各自的管路傳到前、后制動(dòng)器的輪缸。雙回路制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)主缸為串列雙腔制動(dòng)主缸，單腔制動(dòng)主缸已被淘汰。HI 型單用回路 3，即一軸辦時(shí)剩余制動(dòng)力較大，但此時(shí)與 LL型一樣，在緊急制動(dòng)時(shí)后輪急易先抱死。 圖（ e）的兩個(gè)獨(dú)立的回路均由每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)缸所組成，即前、后軸對(duì)前、后半個(gè)軸的分路形式，簡(jiǎn)稱 HH型。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，一回路失效時(shí)仍能保持 50%的制動(dòng)效能，并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。選擇分路方案時(shí)，主要是考慮其制動(dòng)效能的損失程度、制動(dòng)力的不對(duì)稱情況和回路系統(tǒng)的復(fù)雜程度等。 經(jīng)過前面各式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)的比較后，由于滑動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器有結(jié)構(gòu)緊湊，制動(dòng)塊磨損均勻的優(yōu)點(diǎn) ，前輪采用了滑動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 當(dāng)浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器兼用作行車制動(dòng)器和駐車制動(dòng)器時(shí)，可不必加設(shè)駐車制動(dòng)用的制動(dòng)鉗，而只需在行車制動(dòng)鉗的液壓油缸附近加裝一些用于推動(dòng)液壓油缸活塞的駐車制動(dòng)用的機(jī)械傳動(dòng)件即可。對(duì)擺動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器來說，鉗體不是滑動(dòng)而是在于與制動(dòng)盤垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。 圖 21鉗盤式制動(dòng)器示意圖 a)定鉗盤式制動(dòng)器； b)滑動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器； c）擺動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器 2）浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器 浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。 固定鉗盤式制動(dòng)器在汽車上的應(yīng)用較浮動(dòng)鉗式的要早，其制動(dòng)鉗的剛度好，除活塞和制動(dòng)塊外無其他滑動(dòng)件。 按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式，鉗盤式制動(dòng)器又可分為固定鉗式和浮動(dòng)鉗式兩種。另一類固定元件的金屬背板和摩擦片也呈圓盤形，制動(dòng)盤的全部工作面可同時(shí)與摩擦片接觸，這種制動(dòng)器稱為全盤式制動(dòng)器。 其固定 元件則有著多種結(jié)構(gòu)型式，大體上可分為兩類。 普拉多越野 車的制動(dòng)系設(shè)計(jì)方案確定如下： 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式方案 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。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 第 2章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性、系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，它涉及到制動(dòng)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要求中體現(xiàn)了既有對(duì)整體的要求，又有對(duì)各零件各自性能的要求。 10）與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時(shí)，將失去操縱性；當(dāng)后輪抱死而側(cè)滑甩 尾時(shí)，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)在制動(dòng)時(shí)發(fā)生汽車跑偏。另外也應(yīng)防止泥沙，污物等進(jìn)入制動(dòng)器摩擦副工作表面，否則會(huì)使制動(dòng)效能降低并加速摩擦。汽車的高速制動(dòng)，短時(shí)間的頻繁重復(fù)制動(dòng)，尤其是下長(zhǎng)坡時(shí)的連續(xù)制動(dòng)，均會(huì)引起制動(dòng)器的溫升過快， 溫度過高。各項(xiàng)性能指標(biāo)除滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定和國家標(biāo)準(zhǔn)，法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售的對(duì)象所在國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求。 較為完善的制動(dòng)系 統(tǒng)還具有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，壓力保護(hù)裝置等。 2）控制裝置：包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制動(dòng)作和效果的各種部件，制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)即是最簡(jiǎn)單的一種控制裝置。 若制動(dòng)器存在過量間隙，則制動(dòng)時(shí)活塞密封圈變形量達(dá)到極限值△之后，活塞仍可在液壓作用下，克服密封圈的摩擦力而繼續(xù)移動(dòng)，直到實(shí)現(xiàn)完全制動(dòng)為止。在活塞移動(dòng)過程當(dāng)中，橡膠密封圈的刃邊在摩擦作用下隨活塞移動(dòng)，使密封圈產(chǎn)生彈性變形。于是制動(dòng)盤兩側(cè)的摩擦塊在 P1 和 P2 力的 作用下夾緊制動(dòng)盤，使之在制動(dòng)盤上產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩， 使汽車制動(dòng)。 制動(dòng)系 統(tǒng) 工作原理 本設(shè)計(jì)要求前后盤式制動(dòng)器因此 用盤式制動(dòng)系統(tǒng)來說明 制動(dòng) 原理。 2）動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)：完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。 3）第二制動(dòng)系統(tǒng)：在行車制動(dòng)系統(tǒng) 失效的情況下保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。使駕駛員敢于發(fā)揮出汽車的高速行駛能力，從而提高汽車運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)率；又能使汽車可靠地停放在坡道上。駐車制動(dòng)裝置用于使汽車可靠而無時(shí)間限制地停住在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽車在坡路上起步。也只有制動(dòng)性能良好，制動(dòng)系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。 brake master cylinder。計(jì)算結(jié)果表明設(shè)計(jì)出的制動(dòng)系統(tǒng)是合理的、符合標(biāo)準(zhǔn)的。根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)論證初步制定的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的合理性，重新制定了整個(gè)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，繪制出了前、后制動(dòng)器裝配圖、制動(dòng)主缸裝配圖、制動(dòng)管路布置圖。它即可以使行駛中的汽車減速，又可保證汽車能駐留原地不動(dòng)。由此可見，汽車制動(dòng)系對(duì)于汽車行駛的安全性和停車的可靠性起重要的保證作用。最終對(duì)設(shè)計(jì)出的制動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，確定是否達(dá)到要求。 關(guān)鍵詞： 普拉多 越野 車；制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；盤式制動(dòng)器 ； 制動(dòng)主缸；制動(dòng)管路 ； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 Abstract Vehicle on the ground as an important modern means of transport ,to ensure its use by many of the major ponents