【正文】 操縱的反應(yīng)比開式的快，但對回路 的密封要求較高。開式（常流式）系統(tǒng)在不制動時，制動液在無負(fù)荷狀況下由油泵經(jīng)制動閥到儲液罐不斷地循環(huán)流動，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 制動時則借助于閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓進(jìn)入輪缸。 全液壓動力制動系是用發(fā)動機(jī)驅(qū)動油泵產(chǎn)生的液壓作為制動力源。但氣壓伺服系統(tǒng)的其他組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。故在輸出力相等時，氣壓伺服氣室直徑比真空伺服氣室直徑小得多。 真空伺服制動系是利用發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管中節(jié)氣門后的真空度 (負(fù)壓， 一般可達(dá) ～ MPa)作動力源，一般的柴油車若采用真空伺服制動系時，則需有專門的真空源 — 由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的真空泵或噴吸器構(gòu)成。 按伺服系統(tǒng)能源的不同，可分為真空伺服制動系、氣壓伺服制動系和液壓伺服制動系。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在動力伺服系統(tǒng)失效時，仍可全由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動力（即由伺服制動轉(zhuǎn)變?yōu)槿肆χ苿樱?。液壓制動曾被廣泛應(yīng)用于乘用車和總質(zhì)量不大的商用車。液壓制動的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯 i 后時間短 (～ )，工作壓力高 (可達(dá) 10～ 12MPa)，輪缸尺寸小，可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄張開機(jī)構(gòu)或制動塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低；機(jī)械效率高。但因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠，主要用在駐車制動。其又分為機(jī)械式和液壓式兩種機(jī)構(gòu)形式。而力的傳遞方式又有機(jī)械式，液壓式，氣壓式和氣壓 液壓式的區(qū)別，如下表。 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)方案選擇 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)將來自駕駛員或其他力源的力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 大貨車因?yàn)閲?位的原因制動力的力量也必須要大，所以用氣壓（就是鼓式剎車）的方式制動，如果使用碟式制動，需要把碟 做 成相當(dāng)大的直徑，而使用鼓式制動，只需要加深鼓的深度就可以了，直徑可以不太大，所以安裝起來比較方便。 鼓式剎車 有良好的自剎作用，由于剎車來令片外張，車輪旋轉(zhuǎn)連帶著外張的剎車鼓扭曲一個角度 (當(dāng)然不會大到讓你很容易看得出來 )剎車來令片外張力 (剎車制動力 )越大，則情形就越明顯，因此，一般大型車輛還是使用鼓式剎車，除了成本較低外，大型車與小型車的鼓剎，差別可能只有大型采氣動輔助，而小型車采真空輔助來幫助剎車。鉗盤式制動器過去只用作中央制動器，但目前則愈來愈多地被各級轎車和貨車用作車輪制動器。這種由制動盤和制動鉗組成的制動器稱為鉗盤式制動 器。一類是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動塊，每個制動器中有 2～ 4個。 12）制動系的機(jī) 件應(yīng)使用壽命長、制造成本低，對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 汽車參數(shù)的選擇 貨車的主要參數(shù) 長 ? 寬 ? 高（ mm） 8995? 2470? 2800 軸 距（ mm） 5100 質(zhì)心距前軸（ mm） 3480 質(zhì)心距后軸（ mm） 1620 前 輪 距（ mm） 2020 后 輪 距（ mm） 1840 最小離地間隙（ mm） 206 整車整備質(zhì) 量（ kg） 6900 額定載重量（ kg） 10100 最 高 車 速（ km/h） 90 質(zhì)心高度 (mm) 空載 1200mm 滿載 850mm 噸位級別 重卡 制動器方案的選擇 鼓式制動器一般可按其制動蹄受力情況進(jìn)行分類，它們的制動效能、制動鼓的受力平衡狀態(tài)以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿有艿挠绊懢煌?，制動器主要由圖示進(jìn)行分類： 劉聰：東風(fēng) 重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 圖 21 制動器的分類 Figure 21 brake classification 盤式制動器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是以端面工作的金屬圓盤，被稱為制動盤 。 10)與懸架、 轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動干涉，在車輪跳動、汽車轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動。 8）作用滯后的時間要盡可能地短。 6）制動效能的熱穩(wěn)定性好。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時，將失去操縱性；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，會失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動力矩差值超過 15％時，會發(fā)生制動時汽車跑偏。 即以任何速度制動，汽車都不應(yīng)當(dāng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。某些越野汽車為了防止水相泥沙侵入而采用封閉的制動器。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。 制動器摩擦表面浸水后，會因水的潤滑作用使摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。 行車制動裝置的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路，當(dāng)其中一套失效時，另一套應(yīng)保證汽車制動效能不低于正常值的 30%；駐車制動裝置應(yīng)采用工作可靠的機(jī)械式制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。 3）工作可靠。 2）具有足夠的制動效能。 2 制動系的總體設(shè)計(jì) 制動系的設(shè)計(jì)要求 1） 能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。有一個巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場的吸引，各種先進(jìn)的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車制動控制系統(tǒng)中來。 汽車電子制動控制系統(tǒng)將與其他汽車電子系 統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動式方向擺動穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng)，未來的汽車中就不存在孤立的制動控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個 ECU 中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛控制的智能化。全電制動控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，上述的各種問題會逐步得到解決，全電制動控制系統(tǒng)會真正代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以液壓為主的制動控制系統(tǒng)。這種混合制動系統(tǒng)是全電制動系統(tǒng)的過渡方案。只有將制動、轉(zhuǎn)向、懸架、導(dǎo)航等系統(tǒng)綜合考慮進(jìn)來，從算法上模塊化，建立數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，才能以最低的成本獲得最好的控制系統(tǒng)。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。 對稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個相同的 CPU 和同樣的計(jì)算程序處理制動信號。第三是抗干擾處理。 系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，立即發(fā)出信息，確保信息傳遞符合法規(guī)最適合的方法是多重通道遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 分時區(qū) (TDMA)，它可以保證不出現(xiàn)不可預(yù)測的信息滯后。因?yàn)椴淮嬖讵?dú)立的主動備用制動系統(tǒng)，因此需要一個備用系統(tǒng)保證制動安全，不論是 ECU 元件失效，傳感器失效還是制動器本身、線束失效，都能保證制動的基本性能。 其次是控制系統(tǒng)失效 處理。采用全電路制動控制系統(tǒng)，需要較多的能源，一個盤式制動器大約需要 1kW 的驅(qū)動能量。 全電制動控制系統(tǒng)是一個全新的系統(tǒng)，給制動控制系統(tǒng)帶來了巨大的變革，為將來的車輛智能控制提供條件。 從結(jié)構(gòu)上可以看出這種全電路制動系統(tǒng)具有其他傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 整個制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，省去了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的制動油箱、制動主缸、助力裝置。與其他系統(tǒng)共用。給系統(tǒng)傳遞能源和電控制信號； （ 5） 電源。由于各種控制系統(tǒng)如衛(wèi)星定位、導(dǎo)航系統(tǒng)，自動變速系統(tǒng)，無級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)等的控制系統(tǒng)與制動控制系統(tǒng)高度集成，所以 ECU 還得兼顧這些系統(tǒng)的控制 ； （ 3） 輪速傳感器。其結(jié)構(gòu)和液壓制動器基本類似，有盤式和鼓式兩種，作動器是電動機(jī)； （ 2） 電制動控制單元 (ECU)。全電制動不同于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)，因?yàn)槠?傳遞的是電，而不是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動反應(yīng)時間。一種完全無油液、完全的電路制動 BBW(BrakeByWire)的開發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動裝置成為歷史。通過采用 4 個比例閥和電力電子控制裝置， KH 公司的 EBM 就能考慮到基本制動、 ABS、牽引力控制、巡航控制制動干預(yù)等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。隨著電子，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。除技術(shù)外，系統(tǒng)的成本和相關(guān)的法規(guī)是其投入應(yīng)用的關(guān)鍵。因此由 ABS/ASR 進(jìn)一步發(fā)展演變成電子控制制動系統(tǒng) (EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要的方向。 在第 二個方面，一些智能控制技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是現(xiàn)在比較新的控制技術(shù)，已經(jīng)有人將其應(yīng)用在汽車的制動控制系統(tǒng)中。制動器開發(fā)廠商還提出了未來將ABS/TCS 和 VDC 與智能化運(yùn)輸系統(tǒng)一體化運(yùn)用的構(gòu)想。一方面是擴(kuò)大控制范 圍、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實(shí)施伺服控制和高精度控制。 對汽車制動系統(tǒng)的展望 今 天， ABS/ASR 已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達(dá)國家汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。一方面是擴(kuò)大控制范圍、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實(shí)施伺服控制和高精度控制。因此 ABS/ASR 功能，同時可進(jìn)行制動強(qiáng)度的控制。目前， ABS/ASR 已在歐洲新載貨車中普遍使用，并且歐共體法規(guī) EEC/71/320 已強(qiáng)制性規(guī)定在總質(zhì)量大于 的某些載貨車上使用，重型車是首先裝用的。因此，電子產(chǎn)品在汽車上的應(yīng)用比例，已成為評價(jià)其品質(zhì)、性能指標(biāo)的重要依據(jù)。 大約從 20 世紀(jì) 60 年代開始，電子技術(shù)的進(jìn)步成為汽車工 業(yè)發(fā)展的最大動力。盤式制動器的摩擦材料在逐漸的發(fā)展，目前國內(nèi)多以半金屬纖維增強(qiáng)復(fù)合摩擦材料應(yīng)用最為普遍。鼓式制動器分為很多種、雙領(lǐng)蹄式制動器、領(lǐng)從蹄式制動器等。目前，也有通過電機(jī)進(jìn)行制動的，通過電機(jī)產(chǎn)生的制動力直接作用在制動器上進(jìn)行制動。液壓制動是目前 得到廣泛應(yīng)用的一種制動系統(tǒng)。 制動系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 目前國內(nèi)外汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展大致相似， 國內(nèi)研究現(xiàn)狀：目前制動系統(tǒng)的供能裝置主要是，人力制動、伺服制動、動力制動三種形式。重型載貨汽車由于采用氣壓制動，故多對后輪制動器另設(shè)獨(dú)立的由氣壓控制而以強(qiáng)力彈簧作為制動力源的應(yīng)急兼駐車制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動器。但在用作應(yīng)急制動時，往往使傳動軸超載。用液壓傳遞操縱力時還應(yīng)有制動主缸和制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應(yīng)有空氣壓縮機(jī)、氣路管道、貯氣簡、控制閥和制動氣室等。行車制動和駐車制動這兩套制動裝置必須具有獨(dú)立的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，而且每車必備。行車制動是用腳踩下制動踏板操縱車輪制動器來制動全部車輪，而駐車制動則多采用手制動桿操縱，且具有專門的中央制動器或利用車輪制動器進(jìn)行制動。任何一套制動裝置均由制動器和制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)兩部分組成。 輔助制動裝置用于山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動機(jī)排氣制動或電渦流制動等輔助制動裝置，則可使汽車下長坡 時長時間而持續(xù)地減低或保持穩(wěn)定車速并減輕或解除行車制動器的負(fù)荷。應(yīng)急制動裝置不必是獨(dú)立的制動系統(tǒng)，它可利用行車制動裝置或駐車制動裝置的某些制動器件。駐車制動裝置應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動機(jī)構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動，以免其產(chǎn)生故障。其驅(qū)動機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。 汽車制動系統(tǒng)至少有兩套獨(dú)立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置：重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動裝置及輔助制動裝置；牽引車還應(yīng)有自動制動裝置。隨著 高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全、停車可靠，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。 汽車制動系是用于使行駛中的汽車減速或停車，使下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使以停駛的汽車在原地（包括在斜坡上）駐留不動的機(jī)構(gòu)。 隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和新交通法規(guī)的實(shí)施，我國的汽車及其運(yùn)輸管理開始走向正軌，農(nóng)用運(yùn)輸車將逐漸退出市場，而重型運(yùn)輸自卸車逐漸呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。 目錄 1 緒論 ................................................................................................................... 1 研究制動系統(tǒng)的意義 ..................................................................................... 1 制動系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r ..................................................................................... 2 對汽車制動系統(tǒng)的展望 ................................................................................. 3 2 制動系的總體設(shè)計(jì) ............................................................................................ 5 制動系的設(shè)計(jì)要求 ......................................................................................... 5 汽車參數(shù)的選擇 ............................................................................................. 7 制動器方案的選擇 ......................................................................................... 7 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)方案選擇 ................................................................................. 9 3 制動過程的動力學(xué)參數(shù)計(jì)算 ..................................................