【正文】 \ 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 33 附錄一 Brake System The braking system is the most important system in cars. If the brakes fail, the result can be disastrous. Brakes are actually energy conversion devices, which convert the kiic energy (momentum) of the vehicle into thermal energy (heat).When stepping on the brakes, the driver mands a stopping force ten times as powerful as the force that puts the car in motion. The braking system can exert thousands of pounds of pressure on each of the four brakes. In most modern brake syste。在長時間與他們一同做畢業(yè)設(shè)計的過程當(dāng)中，他們對待學(xué)習(xí)的態(tài)度也深深地感染了我，他們也是我的好榜樣。 最后還要感謝我的同學(xué)們。段 老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，是我將來工作學(xué)習(xí)當(dāng)中的榜樣。從選擇畢業(yè) 設(shè)計的題目到畢業(yè)設(shè)計的完成，都得到了段 老師的悉心指導(dǎo)。是他們的無私幫助和鼓勵給了我很勇氣和動力，使我能很好的完成了這次的畢業(yè)設(shè)計。 這次畢業(yè)設(shè)計通過查閱大量的資料學(xué)到了很多先進的制動系統(tǒng)的相關(guān)知識，并應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中。駐車制動滿足國家對汽車駐車坡度的要求。為了環(huán)保的需要，摩擦襯片采用無石棉材料，滿足溫升的要求。 為了提高汽車的安全性， 普拉多 越野車采用了前、后盤式制動器， 雙管路制動系統(tǒng)、間隙可調(diào)結(jié)構(gòu)的制動器滿足了設(shè)計要求。 博 世、西門子、特維斯等公司已經(jīng)研制出一些試驗成果 .電制動系統(tǒng)必將取代傳統(tǒng)制動系統(tǒng) ， 汽車底盤進一步一體化、集成化 .制動系統(tǒng)性能也會發(fā)生質(zhì)的飛躍?？梢灶A(yù)見不久的將來會有更多的電制動系統(tǒng)得到裝車應(yīng)用。 控制單元發(fā)出指令給執(zhí)行器進行各車輪的制動 ，它可以根據(jù)制動踏板的加速度來識別駕駛員是否正在進行緊急制動并做出迅速反應(yīng) ， 縮短制動距離 。 在汽車運行中 ， 系統(tǒng)感知制動踏板的動作 。 隨著技術(shù)的進步 ， 上述的各種問題會逐步得到解決。 6)成本比原有液壓制動系統(tǒng)高 。 實現(xiàn)電制動的一個關(guān)鍵技術(shù)是相同失效時的信息交流協(xié)議如 TTP/C 等的研究應(yīng)用； 3)實現(xiàn)和汽車底盤其他控制系統(tǒng)的集成 .仍有待研究； 4)采用電制動后整車質(zhì)量有所減少 ， 但是非簧載質(zhì)量可能會有所增加 ?；诂F(xiàn)在的技術(shù)條件 ， 要全面應(yīng)用電制動 ， 還有很多問題需要面對： 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 1)驅(qū)動能源問題采用電子制動需要較多的電能 ， 一個盤式制動器峰值需要lkW 的驅(qū)動能量 ， 目前 12V 的車輛電力系統(tǒng)無法提供這么大的能量 ， 未來的車輛動力系統(tǒng)需要采用高壓電 ， 加大能源供應(yīng) ， 以滿足各系統(tǒng)能量的需求 ， 同時解決好高壓電的安全問題； 2)沒計制動系統(tǒng)時必須要考慮的是制動系統(tǒng)的失效問題 .電制動不存在主動的備用制動系統(tǒng) 。電制動器和電制動控制單元、制動力模擬器是其重要組成部分 ， 反饋制動力給制動踏板產(chǎn)生制動感覺。 電制動系統(tǒng)最終會取代傳統(tǒng)的以液壓為主的制動控制系統(tǒng)以及電液復(fù)合制動系統(tǒng)。隨著技術(shù)進步 。結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也增加了系統(tǒng)失效和出現(xiàn)故障的可能性 ，維護和保養(yǎng)難度增加。提高汽車的燃料經(jīng)濟性 ， 同時降低排放 .減少污染。 采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng)。這是自從 ABS 在汽車上得到廣泛應(yīng)用以來制動系統(tǒng)又一次飛躍式發(fā)展。 啟動制動系統(tǒng) ， 發(fā)出制動企圖；制動能源來自儲存在蓄電池或其它供能裝置；采用全新的電子制動器和集中控制的電子控制單元 (ECU)進行制動系 統(tǒng)的整體控制 ， 每個制動器有各自的控制單元。 從制動系統(tǒng)的供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動器 4 個組成部分的發(fā)展歷程來看 .都不同程度地實現(xiàn)了電子化。 隨著人們對制動性能要求的提高 ， 防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動避撞技術(shù)等功 能逐漸融人到制動系統(tǒng)當(dāng)中 ， 需要在制動系統(tǒng)上添加很多附加裝置來實現(xiàn)這些功能 ， 這就使得制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化 ， 增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度 ， 制動系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡潔 ， 功能更加全面和可靠 ， 制動系統(tǒng)的管理也成為必須要面對的問題 。 鼓式電制動器由于制動熱衰減性大等缺點 ， 將來汽車上會以盤式電制動器為主。作為一種新的制動器型式 ， 勢必引起制動器型式的變革。 很多車是采用前盤后鼓的制動系統(tǒng)組成。 可靠本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 28 性和安全性也好 ， 而得到廣泛應(yīng)用?；瑒鱼Q式是目前使用廣泛的一種盤式制動器。 鼓式制動器又有領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向自增力式、雙向自增力式制動器等結(jié)構(gòu)型式。 制動器的發(fā)展 制動器是制動的主 要組成部分 ， 目前汽車制動器基本都是摩擦式制動器 。 傳動裝置的發(fā)展 人力制動時代是采用機械式的傳動裝置 ， 氣 (液 )壓制動是利用氣 (液 )壓力和連接管路把制動力傳遞到制動器。 會使汽車制動系統(tǒng)發(fā)生革命性的變化 ， 它采用電子控制 。隨著清 潔能源汽車和電動汽車的研究應(yīng)用 ， 以及電子技術(shù)在汽車上面的廣泛應(yīng)用 。 再由傳力裝置把制動踏板力傳到真空助力器 ， 經(jīng)過真空助力器的助力擴大后 ， 傳遞到制動主缸產(chǎn)生液壓力 。 控制裝置的發(fā)展 最早的人力制動通過機械的連接產(chǎn)生制動動作。 技術(shù)已經(jīng)非常成熟。它用空氣壓縮機提供氣壓 ， 氣頂液制動是用氣壓推動液壓動作 ， 產(chǎn)生制動作用。 可分為氣壓制動、氣頂液制動、液壓制動。 形成各種形式的助力器。 動力伺服系統(tǒng)失效時可由人力供給制動能量 ， 這時伺服制動就變?yōu)槿肆χ苿?。液壓式制動是通過制動踏板推動制動主缸 ， 進而使制動器進入工作狀態(tài)。 人力制動是開始有制動系統(tǒng)時的制動能源 ， 它有機械式制動、液壓式制動兩種形式。 汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展是和汽車性能的提高及汽車結(jié)構(gòu)型式的變化密切相關(guān)的 ， 制動系統(tǒng)的每個組成部分都發(fā)生了很大變化。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā) ， 汽車動力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變 。它們的工作原理基本都一樣 ， 都是利用制動裝置 。 這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯 ， 汽車制動系統(tǒng)種類很多形式多樣。 制動系統(tǒng)的發(fā)展 現(xiàn)狀及 趨勢 從汽車誕生時起 ， 車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。若制動時發(fā)生跑 偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。 通過這些工作，描述了地面附著條件的利用程度，說明了實際制動力分配的合理性與可行性。 綜合上述，仔細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治稣撟C，所設(shè)計的 越野 車制動系統(tǒng)在保證制動性能達(dá)到要求，可以實現(xiàn)。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。 地面對前、后車輪的法向作用力 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。 3）前、后輪同時抱死拖滑。 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。因為制動過程實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)計制動器時要考慮的一個重要問題。 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。制動效能是制動性能中最基本的評價指標(biāo)。 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。 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 第 6章 評價分析 汽車制動性能評價指標(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； 汽車高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能 保持的程度，稱為抗熱衰退性能。 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 制動踏板行程 pS )( 0201 ?? ??? mpP siS [56] 式中： pi ：踏板機構(gòu)傳動比，取 pi =4； 01? ：主缸中推桿與活塞間隙，取 mm201?? ； 02? ：主缸活塞行程，取 ?? 。 N～F p )7 0 05 0 0(5 3 742 1 4 639。 IFF Pp /39。 mmVd mm ?? ? 根據(jù) GB752487的系列尺寸，取 28系列。 制動 輪缸工作容積計算 1）一個輪缸的工作容積 ?? 214 wni dV ??? [52] 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 1mm 。 制動輪缸直徑的確定 前輪盤式制動器制動輪缸直徑： tKRMp ?? /? [51] 式中： ?M ：單個制動器制動力； tK ：盤式制動器制動效能因素； R ：制動盤半徑。? hgL Larctg ??? ?? 1 [49] = 8 2 7 9 0 1 5 0 ???arctg = 不小于 ?? 2020? ，故符合要求。 最大駐坡高度應(yīng)不小于 ?? 2020? ，故符合要求。 1802650 2 ????? ??fL J/ 2cm ≤ 1000 J/ 2cm 故符合要求。 則 221 / 1 0 0 )(2 6 5 021 mmwe ???? ??? 222 /)(2 2 0 0 )(2 6 5 021 mmwe ????? ??? 轎車盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于 2/mmw ，故符合要求。但試驗表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。 制動距離 在勻減速度制動時，制動距離 St : St = )( 22 jvv ??? [44] 式中， St 以 m 計； ? 為經(jīng)驗系數(shù)，對于 越野車 ? 取 ； v 為制動初速度 ，以 hkm/ 計，取 hkmv /80? ； j 以 2/sm 計。此時 j = )/( erGagM ??? [43] 式中 ?M ：汽車前、后軸制動轉(zhuǎn)矩的總合。對于 常遇道路條件較差 選取較 小 0? 的各類汽車， 為了保證 ? ＞ 0? 的良好路面上能夠制動到后軸和前軸先后抱死滑移 (此時制動強度 q=? ),前后軸的車論制動器所能產(chǎn)生的最 大制動力矩為 T max1f =Z er?1 = LG （ L2 +? hg） ? re [33] T max2f =max11 fT??? [34] 則 T max1f = N )(2790 ?????? T max2f = N ??? 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 第 4章 制動器的設(shè)計與計算 前、后輪盤式制動器制動力矩的計算 若襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動器的制動力矩為 Tf =2fNR [41] 式中 f ：摩擦系數(shù)，取 N ：單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力 R：作用半徑，取 R=Rm = 2 21 RR? =120mm 前輪制動輪缸直徑取 dw =50mm, 由