【正文】 來(lái)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)： 1）制動(dòng)效能：即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度； 2）制動(dòng)效能的恒定性：即熱衰退性； 3）制動(dòng)時(shí)汽 車方向的穩(wěn)定性； 目前，對(duì)于整車制動(dòng)系統(tǒng)的研究主要通過(guò)路試或臺(tái)架進(jìn)行，由于在汽車道路試驗(yàn)中車輪扭矩不易測(cè)量，因此，多數(shù)有關(guān)制動(dòng)系的試驗(yàn)均通過(guò)間接測(cè)量來(lái)進(jìn)行汽車在道路上的行駛，其車輪與地面的作用力是汽車運(yùn)動(dòng)變化的根據(jù)，在汽車道路試驗(yàn)中，如果能夠方便地測(cè)量出車輪上扭矩的變化，則可為汽車整車制動(dòng)性能研究提供更全面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和性能評(píng)價(jià)。并且作用于所有四個(gè)車輪上， 而且只被一個(gè)控制器控制。每個(gè)液壓回路必須有其專屬的儲(chǔ)油罐（可用獨(dú)立儲(chǔ)油罐或用原廠的儲(chǔ)油罐）。 3）剎車系統(tǒng)必須在以下的測(cè)試中，能夠抱死所有四個(gè)輪。 5）沒(méi)有保護(hù)的塑料剎車線是禁止的。 7）從側(cè)面看，安裝在賽車簧上（簧上質(zhì)量：指懸架支撐的質(zhì)量）部分上的剎車系統(tǒng)的任何部分 都不可以伸到車架或者承載式車身的下表面以下。并且必須能四輪抱死，并且不跑偏，同時(shí)能夠在由制動(dòng)性能檢查官員指定的加速賽盡頭停車。在萬(wàn)一剎車踏板超程引起剎車系統(tǒng)失效時(shí)，這個(gè)開(kāi)關(guān)必須能夠被啟動(dòng)并停止發(fā)動(dòng)機(jī)。 2）重復(fù)啟用此開(kāi)關(guān)不能恢復(fù)給這些部件的動(dòng)力。 3）開(kāi)關(guān)只有被相似的部件代替才可，而不是通過(guò)依靠邏輯 程序控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，或有相似功能的數(shù)字控制器來(lái)替代。如果使用了 LED（發(fā)光二極管）燈源，它必須在非常強(qiáng)的日光下也清晰可見(jiàn)。 本次制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù) 1）學(xué)習(xí)大學(xué)生方程式賽車的相關(guān)規(guī)程 2）根據(jù)整車基本參數(shù)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的主要部件制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并選擇合適的制動(dòng)器部件。 4）設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮具有剎車踏板超程開(kāi)關(guān)、剎車燈，要求完成其控制電路設(shè)計(jì)。 第 2 章 制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇 制動(dòng)器形式方案分析 汽車制動(dòng)器幾乎均為機(jī)械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件和固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩使汽車減速或停車。 鼓式制動(dòng)器 鼓式制動(dòng)器是最早形 式汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒(méi)有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類汽車上。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的摩擦元件是一對(duì)帶有 圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者則安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半軸套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件作為制動(dòng)鼓。制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦蹄片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作一些汽車的中央制動(dòng)器，通常所說(shuō)的鼓式制動(dòng)器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)，鼓式制動(dòng)器按蹄的類型分為 : 1 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 如圖 21 所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)），則蹄 1 為領(lǐng)蹄，蹄 2 為從蹄。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng) 蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄使制動(dòng)器。增勢(shì)作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而減勢(shì)作用使從蹄所受的法向反力減小。 圖 21 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 2 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 若在汽車前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，則稱為雙領(lǐng)蹄使制動(dòng)器（如圖22 所示）。如圖所示，兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)，兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等機(jī)件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板中心作對(duì)稱布置的，因此，兩蹄對(duì)制動(dòng)鼓的作用的合力恰好相互平衡，故屬于平面式制動(dòng)器。 圖 22 雙領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 3 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 當(dāng)制動(dòng)鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩制動(dòng)助均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器（如圖 23 所示）。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)及倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，因此廣泛應(yīng)用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前后輪，但用作后輪制動(dòng)器時(shí)，則需另設(shè)中央制動(dòng)用于駐車制動(dòng)。單向增力式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效能很高，且高于前述的各種制動(dòng)器，但在倒車制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)效能卻是最低的。 圖 24 單向增力式制動(dòng)器 5）雙向增力式制動(dòng)器 將單向增力式制動(dòng)器的單活塞式制動(dòng)輪缸換用雙活塞式制動(dòng)輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則稱為雙向增力式制動(dòng)器 如圖 25 所示 。 雙向增力式制動(dòng) 器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動(dòng)與駐車制動(dòng)功用的制動(dòng)器，但行車制動(dòng)是由液壓經(jīng)制動(dòng)輪缸產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開(kāi)力進(jìn)行制動(dòng)，而駐車制動(dòng)則是用制動(dòng)操縱手柄通過(guò)鋼索拉繩及杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。 但由于結(jié)構(gòu)問(wèn)題使它在制動(dòng)過(guò)程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降。但由于成本低，仍然在一些經(jīng) 濟(jì)型車中使用，主要用于制動(dòng)負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動(dòng)。 1）鉗盤式 鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式不同可分為定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器等。具有以下優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)鼓式制動(dòng)器到盤式制動(dòng)器的改革，能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系 的要求。 2）全盤式 在全盤制動(dòng)器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤形，制動(dòng)時(shí)各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。 盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）制動(dòng)效能穩(wěn)定性好； 2）制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)； 3）易于構(gòu)成雙回路，有較高的可靠性和安全性； 4）尺寸小、質(zhì)量小、散熱好； 5）制動(dòng)襯塊上壓力均勻，襯塊磨損均勻； 6）更換襯塊工作簡(jiǎn)單容易。 8）易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)形式選擇 根據(jù)動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)及伺服制動(dòng)三大類型。 簡(jiǎn)單制動(dòng)系 簡(jiǎn)單制動(dòng)系即人力 制動(dòng)系，是靠四級(jí)作用于制動(dòng)踏板上或手柄上的力作為制動(dòng)力源。 機(jī)械式的靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造假低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低，因此僅用于中、小型汽車的駐車制動(dòng)裝置中。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短（ ,工作壓力大（可達(dá) 10MPa12MPa ,缸徑尺寸小，可布置在制動(dòng)器內(nèi)部作為制動(dòng)蹄的張開(kāi)機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低。另外，液 壓管路在過(guò)渡受熱時(shí)會(huì)形成氣泡而影響傳輸，即產(chǎn)生所謂“氣阻”使制動(dòng)效能降低甚至失效；而當(dāng)氣溫過(guò)低時(shí)（ 25 攝氏度和更低時(shí)），由于制動(dòng)液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及當(dāng)有局部損壞時(shí)，使整個(gè)系統(tǒng)都不能繼續(xù)工作，液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系曾廣泛用于轎車、輕型及以下的貨車和部分中型貨車上。 動(dòng)力制動(dòng)系 動(dòng)力制動(dòng)系是以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力形成的氣壓或液壓勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部力源進(jìn)行制動(dòng)，而司機(jī)作用于制動(dòng)踏板或手柄上的 力僅用于對(duì)制動(dòng)回路中控制元件的操縱。 動(dòng)力制動(dòng)系有氣壓制動(dòng)系、氣頂液式制動(dòng)系和全液壓動(dòng)力制動(dòng)系 3 種。因而制動(dòng)器室的直徑達(dá)，只能置于制動(dòng)器之外，在通過(guò)桿件及凸輪或鍥塊驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄，使非簧載質(zhì)量增大；另外制動(dòng)氣室排氣時(shí)也有較大噪聲。由于其氣壓系統(tǒng)的管路短，故作用滯后時(shí)間也較短。 3 全液壓動(dòng)力制動(dòng)系 全液壓動(dòng)力制動(dòng)系除具有一般液壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有操作輕便、制動(dòng)反應(yīng)快、制動(dòng)能力強(qiáng)、受氣阻影響較小、易于采用制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動(dòng)力轉(zhuǎn)向、液壓懸架、舉升機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備共同液壓泵和儲(chǔ)油等優(yōu)點(diǎn)。 伺服制動(dòng)系 伺服制動(dòng)系是在人力液壓制動(dòng)系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套除其他能源提供的助力裝置，使人力與動(dòng)力可兼用，即兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為制動(dòng)能源的制動(dòng)系，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。 按伺服系統(tǒng)能源的不同，又有真空伺服制動(dòng)系、氣壓伺服制動(dòng)系和液壓伺服制動(dòng)系之分，其伺服能源分別為真空能（負(fù)氣壓能）、氣壓能和液壓能。 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 圖 21 液壓分路系統(tǒng)形式 為了提高制動(dòng)工作的可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的相互獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路失效后，仍可利用其他完好的回路起制動(dòng)作用。 交叉型（ X） HI）型，兩側(cè)前制動(dòng)器的板書(shū)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬另一回路。 雙半軸對(duì)雙半軸（ HH）型，每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。對(duì)于這種形式，若后制動(dòng)回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。 X 型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。但是，一旦某一管路損壞造成制動(dòng)力不對(duì)稱，此時(shí)前輪將朝制動(dòng)力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車喪失穩(wěn)定性。這時(shí)，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車的穩(wěn)定性。 HI 型單用一軸半回路時(shí)剩余制動(dòng)力較大，但此 時(shí)與 LL 型一樣，緊急制動(dòng)情況下后輪很容易先抱死。 液壓制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)方案 為了提高汽車行駛的安全性，并根據(jù)交通法則的要求，現(xiàn)代汽車的行駛制動(dòng)系統(tǒng)都采用了雙回路制動(dòng)系統(tǒng)。 儲(chǔ)存罐中的油經(jīng)每一腔的進(jìn)油螺栓和各自旁通孔、補(bǔ)償孔流入主缸的前、后腔。 主缸不工作時(shí)，前、后倆工作腔內(nèi)的活塞頭 部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自的旁通孔和補(bǔ)償孔之間。在后腔液壓和后腔彈簧力的作用下，推動(dòng)前缸活塞向前移動(dòng)，前腔壓力也隨之升高。 撤除踏板力后，制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、主缸前后腔活塞和輪缸活塞，在各自的復(fù)位彈簧作用下回位，管路中的制動(dòng)液借其壓力推開(kāi)回油閥門流回主缸。 當(dāng)迅速放開(kāi)制動(dòng)踏板時(shí)，由于油液的粘性和管路阻力的影響，油 液不能及時(shí)流回主缸并填充因活塞右移而讓出的空間，因而在旁通孔開(kāi)啟之前，壓油腔中產(chǎn)生一定的真空度。與此同時(shí)，