劉鐵力_比亞迪F3制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)_論文初稿

1、河北工業(yè)大學(xué)2012屆統(tǒng)招本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書河 北 工 業(yè) 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 作 者： 劉鐵力 學(xué) 號： 080251 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 系(專業(yè))： 車輛工程 題 目： 比亞迪F3制動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 劉芳 講師 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))2012 年 6 月 4 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要比亞迪F3轎車制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要:近年來，我國的汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，汽車的保有量也持續(xù)增長，隨之而來的卻是居高不下的事故率，因此汽車的安全問題已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必須考慮的重要問題之一，而汽車的制動系統(tǒng)無疑是汽車安全最重要的保障。簡單說，汽車制動系

2、統(tǒng)的功用是就使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直到停車，在下坡行駛時(shí)使汽車保持適當(dāng)穩(wěn)定的車速，使汽車安全地停在原地或坡道上。因此汽車制動系統(tǒng)的性能直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。本說明書主要介紹了比亞迪F3轎車的制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先介紹了汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、分類等，并通過對鼓式制動器和盤式制動器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析。最終確定方案是采用液壓雙回路前盤后鼓式的制動器。除此之外，該說明書還介紹了前后制動器及制動主缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算，主要部件的參數(shù)選擇及制動管路布置形式等的設(shè)計(jì)過程。 關(guān)鍵詞： 制動系統(tǒng) 鼓式制動器 盤式制動器 液壓雙回路 制動管路布置形式河北工業(yè)大學(xué)2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要Title The Design Of Braking System Of The BYD F3 car Type Of Car Abstract In recent years, china saw the rapid development of automobile industry, the car retains the quantity also increases continuously, the attendant is the high accident rate, therefore the problem of vehicle safety ha

4、s become the automotive industry development must be considered one of the most important problems, and the automobile brake system is the most important guarantee of automotive safety.In simple terms, the function of automobile brake system is made the car with appropriately decelerate speed until

5、the parking, in when traveling downhill allows the car to maintain proper stable speed, make the car safely stop in place or on a ramp. Thus a car braking system performance directly affects the safety of automobile driving and parking reliability.This paper introduces the BYD F3 sedan braking syste

6、m design. First introduced the braking systems development, structure, classification, and through the drum brake and disc brake structure and the advantages and disadvantages of comparative analysis. Final solution is the use of double circuit hydraulic front disc and rear drum brakes. In addition,

7、 the manual also describes the rear brake and brake master cylinder design and calculation, parameters choice of main components and the brake pipe layout form design process.Keywords： the automobile brake system， brake drum， brake disc，double circuit hydraulic， the brake pipe layout form目 錄1 緒論-11.

8、1 選題的背景及意義-11.2 制動系統(tǒng)發(fā)展及研究現(xiàn)狀-11.3 國內(nèi)制動器設(shè)計(jì)理論概念-22 制動系統(tǒng)方案論證分析與選擇-22.1 制動器形式方案分析-22.1.1 鼓式制動器-22.1.2 盤式制動器-52.2 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇-62.2.1 簡單制動系-62.2.2 伺服制動系-62.2.3 動力制動系-62.3 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇-72.3.1 II型回路-82.3.2 X型回路-82.3.3 其他類型回路-82.4 液壓制動主缸的設(shè)計(jì)方案-83 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算-103.1 制動系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值-103.1.1 相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)-103.1.2 同步附著系數(shù)的分析-1

9、03.2 制動器有關(guān)計(jì)算-113.2.1 確定前后軸制動力矩分配系數(shù)-113.2.2 制動器制動力矩的確定-113.2.3 后輪鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取-124 前輪盤式制動器主要參數(shù)確定-134.1制動盤直徑D-134.2制動盤厚度h的選擇-134.3摩擦襯快內(nèi)半徑R1和外半徑R2-134.4摩擦襯塊工作面積A-135 制動氣制動因數(shù)計(jì)算-135.1前輪盤式制動效能因數(shù)-145.2后輪鼓式制動器效能因數(shù)-146 制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-146.1制動盤-146.2制動鉗-156.3制動塊-156.4摩擦材料-156.5制動鼓-156.6制動蹄-166.7制動底板-166.8制

10、動蹄的支承-166.9制動輪缸-167 液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算-177.1 后輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算-177.2 前輪盤式制動器液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)計(jì)算-187.2.1前輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算-187.2.2一個(gè)輪缸的工作容積-188 制動主缸與工作容積設(shè)計(jì)計(jì)算-199 制動踏板力與踏板行程-199.1 制動踏板力-199.2 制動踏板工作行程-2010 制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-2010.1前制動器-2010.2后制動器-2110.3制動管路-2310.4制動主缸-2311 制動性能分析-2511.1 制動性能評價(jià)指標(biāo)-2511.2 制動效能-2511.3 制動效能的恒定性-25

11、11.4 制動時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性-2511.5 制動減速度-2611.6 制動距離S-2611.7摩擦襯片（襯塊）的磨損特性計(jì)算-2711.7.1比能量耗散率-2711.7.2比滑磨功-2812 駐車制動計(jì)算-2812.1汽車可停駐極限上坡路傾斜角-2812.2汽車可停駐極限下坡路傾斜角-28結(jié)論-30參考文獻(xiàn)-31致謝-32301 緒論1.1 選題的背景及意義從汽車誕生之日起，車輛的制動系統(tǒng)在車輛的行駛安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近些年來，隨著汽車密度的增加和汽車行駛速度的提高，這種重要性也表現(xiàn)得越來越明顯。制動系統(tǒng)的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直到停車；在下坡行駛時(shí)，使汽車保持適

12、當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車穩(wěn)靠的停在原地或坡道上。車輛制動系統(tǒng)不僅是衡量汽車好壞的一個(gè)重要指標(biāo),更是關(guān)系到人身安全的重大問題。在汽車的選購方面，客戶也非?？粗仄囍苿有阅艿暮脡?所以研究制動系統(tǒng)對于開拓新市場,增加汽車的銷量也有重要作用。汽車制動系統(tǒng)種類非常多，形式也多樣。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有：機(jī)械式、氣動式、液壓式、氣液混合式等。它們的工作原理基本都是一樣的，都是利用制動裝置在工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動能，以達(dá)到使車輛制動減速或直至停車的目的。比亞迪F3作為轎車，要求制動系統(tǒng)制動更加平順，制動距離更短，并且制動過程中要避免因制動效能過高而導(dǎo)致車輪抱死的情況，滿足汽車的安全性

13、和乘員的舒適性，所以制動系統(tǒng)的良好設(shè)計(jì)有利于提高汽車的整體性能。1.2 制動系統(tǒng)發(fā)展及研究現(xiàn)狀20世紀(jì)80年代后期，世界汽車技術(shù)領(lǐng)域最顯著成就就是防抱制動系統(tǒng)(ABS)的應(yīng)用及推廣。ABS 集微電子、精密加工、液壓控制等技術(shù)為一體，是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車制動的主動安全性和操縱性。車輛制動控制系統(tǒng)的發(fā)展則主要是控制技術(shù)的發(fā)展，它包括兩方面：一，是擴(kuò)大控制范圍、增加控制功能；二，是采用優(yōu)化控制理論，實(shí)施伺服控制和高精度控制。而目前以最新技術(shù)形態(tài)出現(xiàn)的汽車電子系統(tǒng)是從飛機(jī)的控制系統(tǒng)引來的，電子控制系統(tǒng)用電子信號代替有形的連接，最終可望把駕駛員的控制裝置與轉(zhuǎn)向、制動機(jī)構(gòu)之間機(jī)

14、械的或液壓的連接件，其中包括轉(zhuǎn)向柱、中間軸、泵、軟管、液壓油、皮帶、增壓器及制動總泵等，通通省略，而且可以使用各種電機(jī)作動器，外加腳踏板和轉(zhuǎn)向感覺模擬器，不僅減輕了重量，降低油耗和制造成本，相應(yīng)也提高了可靠性和安全性。由于電線走向布置的靈活性，汽車操縱部件的布置也具有靈活性，提高了汽車設(shè)計(jì)的自由空間。由于駕駛員在駕車過程中需要頻繁進(jìn)行制動操作,所以制動性能的好壞直接關(guān)系到人身和交通安全,因此制動性能是車輛最重要的性能之一,改善汽車的制動性始終是汽車設(shè)計(jì)過程中極為重要的任務(wù)之一。當(dāng)進(jìn)行汽車制動時(shí),車輛受到與行駛方向相反的力,形成了與汽車行駛方向相反的加速度,使汽車速度逐漸減小直到停車。而對于汽車

15、的制動性能，通常人們從以下三個(gè)重要方面來進(jìn)行分析和評價(jià):1)制動效能:即制動距離與制動減速度；2)制動效能的恒定性:即抗熱衰退性；3)制動時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性；1.3 國內(nèi)制動器設(shè)計(jì)理論概況如前所述，制動器是制動系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動或運(yùn)動趨勢的力的部件。國內(nèi)的制動器多采用摩擦制動類型（利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦而產(chǎn)生制動力矩的制動器），目前各類汽車所用的摩擦制動器可分為鼓式和盤式兩大類。前者的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動鼓，其工作表面為圓柱面；后者的旋轉(zhuǎn)元件則為圓盤狀的制動盤，以端面為工作表面。在制動器的設(shè)計(jì)過程中，多以采用液壓雙回路前盤后鼓式為主流，這樣可以更好地對汽車的制動性進(jìn)行

16、控制。2 制動系統(tǒng)方案論證分析與選擇2.1 制動器形式方案分析16汽車的制動器主要有摩擦式、液力式和電磁式三種形式。電磁制動器雖然有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，但卻因成本高只有在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用于車輪制動器或緩速器；而液力制動器一般只用于緩速器?，F(xiàn)在使用最廣泛的仍是摩擦式制動器。摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同分類，可分為鼓式、盤式和帶式三種。其中帶式制動器只用于中央制動器；應(yīng)用最廣泛的則是鼓式制動器和盤式制動器。2.1.1 鼓式制動器鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，它主要有內(nèi)張型和外束型兩種。在盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)被廣泛用于各類汽車上。制動時(shí)，利用制

17、動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦片的外表面形成一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱之蹄式制動器。鼓式制動器可分為領(lǐng)從蹄制動器、雙領(lǐng)蹄動器、雙向雙領(lǐng)蹄制動器、雙從蹄制動器、單向自增力和雙向自增力式制動器等。1.領(lǐng)從蹄式制動器圖1 領(lǐng)從蹄式制動器設(shè)汽車前進(jìn)時(shí)制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向如圖1所示(稱為制動鼓正向旋轉(zhuǎn))，則左蹄為領(lǐng)蹄，右蹄為從蹄。當(dāng)汽車倒車時(shí)，制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則使領(lǐng)蹄與從蹄也相應(yīng)地相互對調(diào)了。這種在制動鼓正向與反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，都具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的制動器稱為領(lǐng)從蹄式制動器。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，表明摩擦力矩具有“增勢” 作用，則又稱為增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制

18、動鼓的趨勢，表明摩擦力矩具有“減勢”作用，故又稱為減勢蹄。在制動過程中,“增勢”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢”作用使從蹄所受的法向反力減小。在各式制動器中,領(lǐng)從蹄式制動器的效能和效能穩(wěn)定性居中；前進(jìn)及倒退行駛的制動效果不變；結(jié)構(gòu)簡單成本低；便于附裝駐車制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。但是領(lǐng)從蹄式制動器兩蹄片上的單位壓力不等（在兩蹄片上摩擦襯片面積相同的條件下），因而產(chǎn)生兩蹄片摩擦不均勻、壽命不同等缺點(diǎn)。此外，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)輪缸，兩蹄必須在同一驅(qū)動回路作用下工作。圖2單向雙領(lǐng)蹄式制動器2.雙領(lǐng)蹄式制動器如圖2所示，若汽車在前進(jìn)時(shí)兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器，則稱之為雙領(lǐng)蹄式制動器。顯然，當(dāng)汽車倒車時(shí)這種制動器

19、的兩制動蹄又都變成從蹄故它又稱為單向雙領(lǐng)蹄式制動器。兩制動蹄各用一個(gè)單活塞制動輪缸推動，兩套制動蹄和制動輪缸等機(jī)件在制動底板上是以制動底板中心作中心對稱布置的，因此，兩蹄對制動鼓作用的合力恰好相互平衡，屬于平衡式制動器。汽車前進(jìn)制動時(shí)，這種制動器的制動效能非常高。但當(dāng)進(jìn)行倒車制動時(shí)，由于兩蹄片皆為從蹄，使制動效能明顯下降。與領(lǐng)從蹄式制動器相比，由于多了一個(gè)輪缸，使結(jié)構(gòu)略微顯得復(fù)雜。單向雙領(lǐng)蹄制動器適用于前進(jìn)制動時(shí)前軸動軸荷及附著率大于后軸，且在倒車制動時(shí)則相反的汽車前輪上。它不能用于后輪還因?yàn)閮蓚€(gè)互相成中心對稱的輪缸，難以附加駐車制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。圖3雙向雙領(lǐng)蹄式制動器3.雙向雙領(lǐng)蹄式制動器如圖3

20、所示，當(dāng)制動鼓正向或反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器，它也屬于平衡式制動器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在汽車前進(jìn)及倒車時(shí)的制動性能不變，且制動效能相當(dāng)高，因此被廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后車輪，用于后輪時(shí)則需另設(shè)中央駐車制動器。圖4單向增力式制動器4.單向自增力式制動器單向自增力式制動器如圖4所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動蹄支承在其上端制動底板上的支承銷上。由于制動時(shí)兩蹄的法向反力不能相互平衡，因此它是一種非平衡式制動器。在汽車前進(jìn)制動時(shí)，兩蹄片全為領(lǐng)蹄，次領(lǐng)蹄上不存在輪缸張開力，而且由于領(lǐng)蹄上的摩擦力經(jīng)過推桿作用到次領(lǐng)蹄上，使制動器效能達(dá)到最高。但是

21、在倒車制動時(shí)，兩蹄又皆為從蹄，使制動器效能變得很低。因此，它僅用于少數(shù)總質(zhì)量不大的商用車上作為前輪制動器。圖5雙向增力式制動器5.雙向自增力式制動器如圖5，將單向自增力式制動器的單活塞式制動輪缸換成雙活塞式制動輪缸，它上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則變成雙向自增力式制動器。對雙向自增力式制動器而言，不論汽車前進(jìn)制動或倒退制動，該制動器均為自增力式制動器。雙向自增力式制動器因兩蹄片均為領(lǐng)蹄，所以制動器效能穩(wěn)定性比較差。除次之外，兩蹄片上單位壓力不等，導(dǎo)致磨損不均勻，壽命也不同。調(diào)整間隙工作與單向自增力式一樣比較困難。因只有一個(gè)輪缸，所以制動器不適用于有的雙回路驅(qū)動機(jī)構(gòu)。單向雙領(lǐng)蹄動器和雙向雙領(lǐng)蹄

22、制動器因結(jié)構(gòu)都相對復(fù)雜，因此生產(chǎn)成本較高。領(lǐng)從蹄式應(yīng)用較廣，在乘用車和總質(zhì)量較小的商用車的后輪制動器用得較多。雙從蹄制動效能最低，很少采用。單向增力式只有一個(gè)輪缸，不適合雙回路機(jī)構(gòu)。雙向增力式制動效能穩(wěn)定行較差。經(jīng)比較選用領(lǐng)從式制動器。2.1.2 盤式制動器按摩擦副中固定原件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動器可分為鉗盤式和全盤式兩類。 1.鉗盤式制動器鉗盤式制動器是由旋轉(zhuǎn)元件（制動盤）和固定元件（制動鉗）組成的，按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動器和浮鉗盤式制動器兩類。定鉗盤式制動器：制動鉗安裝在車橋上固定不動，制動盤與車輪相聯(lián)并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。它具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易

23、于保證制動鉗的剛度；其結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的鼓式制動器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動器向盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系統(tǒng)的要求。浮動盤式制動器：該制動器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，則軸向尺寸小，制動器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管并且液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性?。桓鱼Q的制動塊可兼用于駐車制動；成本低。 2.全盤式制動器全盤式制動器摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件和固定元件都是圓形盤形的，制動時(shí)各盤的摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器的相同。這種制動器散熱條件較差，所以其應(yīng)用遠(yuǎn)沒有浮鉗盤式制動器廣泛。通過對盤式、鼓式制動器進(jìn)行比較分析可以得出盤式制動器相對

24、來說有如下一些突出優(yōu)點(diǎn):一般無摩擦助勢作用，因而制動器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定；侵水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動即可恢復(fù)正常；在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較??；制動盤沿厚度方向的熱膨脹極小，不會像制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加導(dǎo)致制動踏板行程過大；較容易實(shí)現(xiàn)間隙自動調(diào)整，其他維修作業(yè)也較簡便。綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)比較最終確定本次設(shè)計(jì)采用前盤后鼓式設(shè)計(jì)。前盤選用浮動盤式制動器，后鼓采用領(lǐng)從蹄式制動器。2.2 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇5 根據(jù)動力源的不同，可將制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)分為人力制動，動力制動和伺服制動。2.2.1 人力制動系人力制動系統(tǒng)有機(jī)械式和液壓式兩種

25、。機(jī)械式結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠且造價(jià)低廉，但機(jī)械效率低，為此僅用于中小型汽車的駐車制動裝置中。液壓式曾經(jīng)廣泛用于轎車，輕型及以下的貨車和部分中型貨車上，但由于它操縱較沉重，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車提高操縱輕便性的要求，則當(dāng)前僅用于微型汽車上，在轎車和輕型汽車上己極少被采用。2.2.2 伺服制動系伺服制動系統(tǒng)分為真空伺服制動系統(tǒng)，氣壓伺服制動系統(tǒng)和液壓伺服制動系統(tǒng)。真空伺服制動是把發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管中節(jié)氣門后的真空度作動力源的。一般的柴油車若采用伺服制動系統(tǒng)，則需要專門的真空源（發(fā)動機(jī)驅(qū)動的真空泵或噴吸器構(gòu)成）。氣壓伺服制動是由發(fā)動機(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)提供的壓縮空氣作為動力源的，伺服氣壓一般為0.6MPA0.7MPA

26、。氣壓伺服制動系統(tǒng)的組成部分相比真空伺服更為復(fù)雜。真空伺服制動用于總質(zhì)量在1.1t以上的轎車及裝載質(zhì)量在6t以下的輕中型載貨汽車上；氣壓伺服制動系統(tǒng)被廣泛用于裝載質(zhì)量為6t12t的中重型載貨汽車及少數(shù)高級轎車上。液壓伺服制動系統(tǒng)是以發(fā)動機(jī)驅(qū)動液壓油泵產(chǎn)生的高壓油液為伺服能源的，且基本上均為助力式的。因?yàn)檫@種制動系統(tǒng)的工作壓力很高，所以可大大地減小伺服機(jī)構(gòu)的尺寸，且制動反應(yīng)快，但是對零部件的加工精密度和密封性能要求非常高，則僅用于高級轎車。2.2.3 動力制動系動力制動系是以空氣壓縮機(jī)造成的氣壓能或油泵造成的液壓能作為汽車制動的全部力源進(jìn)行制動，而司機(jī)作用在制動踏板或手柄上的力僅用于對制動回路中

27、控制元件的操縱上。在簡單制動系中的踏板力與其行程間的反比例關(guān)系在動力制動系中將不復(fù)存在，所以此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。動力制動系有氣壓制動系統(tǒng)、氣頂液制動系統(tǒng)和全液壓動力制動系統(tǒng)系3種。（1)氣壓制動系統(tǒng)氣壓制動系統(tǒng)是動力制動系中最為常見的型式，由于可以獲得相對較大的制動驅(qū)動力，并且主車與被拖的掛車及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)也非常簡單、連接和斷開都很方便，因此常被用于總質(zhì)量為8t以上尤其是15t以上的載貨汽車、越野汽車和客車上。但是氣壓制動系必須采用空氣壓縮機(jī)、儲氣筒和制動閥等裝置，使它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、輪廓尺寸大、造價(jià)高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除都較慢，作用滯后時(shí)間較

28、長(o3so9s)，所以當(dāng)制動閥到制動氣室和儲氣筒的距離較遠(yuǎn)時(shí)，有必要加設(shè)氣動的第二級控制元件繼動閥以及快放閥；管路工作壓力較低(常為o5MPao7MPa)，因此制動氣室的直徑大，只能置于制動器之外，再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，使非簧載質(zhì)量增大。（2)氣頂液制動系統(tǒng)氣頂液制動系統(tǒng)是利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源的一種制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點(diǎn)。由于其氣壓系統(tǒng)的管路短，故作用滯后時(shí)間也較短。它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價(jià)高，主要用于重型汽車上，有一部分總質(zhì)量為9t11t的中型汽車上也采用。（3)全液壓動力制動系統(tǒng)全液壓動力制動系除具有一般液壓制動系統(tǒng)的優(yōu)

29、點(diǎn)外，還具有操縱輕便、制動反應(yīng)快、制動能力強(qiáng)、受氣阻影響較小、易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動力轉(zhuǎn)向、液壓懸架、舉升機(jī)構(gòu)及其他輔助設(shè)備共用液壓泵和儲油罐等優(yōu)點(diǎn)。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用，目前僅用于某些高級轎車、大型客車以及極少數(shù)的重型礦用自卸汽車上。通過對以上各種制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行比較分析，衡量其優(yōu)缺點(diǎn)，及其適用的車型最后選定液壓伺服制動系統(tǒng)作為本次設(shè)計(jì)的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。2.3 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇2(1)II型回路 (2)X型回路 (3)HI型回路 (4)LL型回路 (5)HH型回路圖6 液壓分路系統(tǒng)為了提高制動工作的可靠性

30、，保證行車安全，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的互相獨(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作用。2.3.1 II型回路一軸對一軸型，如圖6（1）所示，前軸制動器與后橋制動器各用一個(gè)回路。II型的管路布置較為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸（或單制動器室）鼓式制動器配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別是商用車上應(yīng)用最為廣泛。對于這種形式，若后制動回路失效，則一旦前輪抱死極易喪失轉(zhuǎn)彎制動能力。對于采用前輪驅(qū)動因而前制動器強(qiáng)于后制動器的乘用車，當(dāng)前制動回路失效而單用后制動橋時(shí)，制動力將嚴(yán)重不足（小于正常情況下的一半），并且，若后橋負(fù)荷小于前軸負(fù)荷，

31、則踏板力過大時(shí)容易使后橋車輪抱死而發(fā)生汽車側(cè)滑。2.3.2 X型回路如圖6（2）所示，前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬一個(gè)回路。X型的結(jié)構(gòu)也很簡單，直行制動時(shí)任一回路失效，剩余的總制動力都能保持正常值的50。但是一旦某一管路損壞造成制動力不對稱，此時(shí)前輪將朝制動力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車喪失穩(wěn)定性。因此，這種方案適用于主銷偏移距為負(fù)值（達(dá)20mm）的汽車上。這時(shí)，不平衡的制動力使車輪反向轉(zhuǎn)動，改善的汽車穩(wěn)定性。2.3.3 其他類型回路如圖6（3）所示，HI型回路，兩側(cè)前制動器的半數(shù)輪缸和全部后制動器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一回路。如圖6（4）所示，LL型回路，兩個(gè)

32、回路分別對兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動器起作用。如圖6（5）所示，HH型回路，每個(gè)回路均只對每個(gè)前、后制動器的半數(shù)輪缸起作用。HI、HH、LL型回路結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜。LL型和HH型在任一回路失效時(shí)，前后制動力比值都與正常情況下相同，剩余總制動力可達(dá)正常值的50左右。HI型單用一軸半回路時(shí)剩余制動力較大，但此時(shí)與LL型一樣，緊急制動情況下后輪很容易先抱死。綜合以上各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn)最終選擇X型管路。2.4 液壓制動主缸的設(shè)計(jì)方案5 為了提高汽車的行駛安全性，根據(jù)交通法規(guī)的要求，一些轎車的行車制動裝置均采用了雙回路制動系統(tǒng)。雙回路制動系統(tǒng)的制動主缸為串列雙腔制動主缸，單腔制動主缸已被淘汰。轎

33、車制動主缸采用串列雙腔制動主缸。如圖27所示，該主缸相當(dāng)于兩個(gè)單腔制動主缸串聯(lián)在一起而構(gòu)成。儲蓄罐中的油經(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。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、后制動器的輪缸。主缸不制動時(shí)，前、后兩工作腔內(nèi)的活塞頭部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自得旁通孔和補(bǔ)償孔之間。當(dāng)踩下制動踏板時(shí)，踏板傳動機(jī)構(gòu)通過制動推桿推動后腔活塞前移，到皮碗掩蓋住旁通孔后，此腔油壓升高。在液壓和后腔彈簧力的作用下，推動前腔活塞前移，前腔壓力也隨之升高。當(dāng)繼續(xù)踩下制動踏板時(shí)，前、后腔的液壓繼續(xù)提高，使前、后制動器制動。圖2-7 制動主缸工作原理圖撤出踏

34、板力后，制動踏板機(jī)構(gòu)、主缸前、后腔活塞和輪缸活塞在各自的回位彈簧作用下回位，管路中的制動液在壓力作用下推開回油閥流回主缸，于是解除制動。若與前腔連接的制動管路損壞漏油時(shí)，則踩下制動踏板時(shí)，只有后腔中能建立液壓，前腔中無壓力。此時(shí)在液壓差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端頂?shù)街鞲赘左w上。此后，后缸工作腔中的液壓方能升高到制動所需的值。若與后腔連接的制動管路損壞漏油時(shí)，則踩下制動踏板時(shí)，起先只有后缸活塞前移，而不能推動前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液壓。但在后腔活塞直接頂觸前缸活塞時(shí)，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液壓而制動。由此可見，采用這種主缸的雙回路液壓制動系，當(dāng)制動系統(tǒng)中任一回路失

35、效時(shí)，串聯(lián)雙腔制動主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車制動距離增長，制動力減小。大大提高了工作的可靠性。3 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 制動系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值3.1.1 相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)制動系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值 主要技術(shù)參數(shù)： 軸距：2600mm 車輪滾動直徑：615mm 前/后輪距：1480/1460mm 整備質(zhì)量：1200kg 空載時(shí)前軸分配負(fù)荷：60% 質(zhì)心高度：空載 hg=0.6m，滿載 hg=0.5m 質(zhì)心位置：a=1.35m b=1.25m 最高車速：180km/h 最大爬坡度：21%（12左右） 最小轉(zhuǎn)向直徑：10.2m 最大功率/轉(zhuǎn)速：78/6000 kw/rpm 最大轉(zhuǎn)

36、矩/轉(zhuǎn)速：134/4500 N*m/rpm 輪胎型號：195/60R14 85H 同步附著系數(shù)：0 =0.63.1.2同步附著系數(shù)的分析(1)當(dāng)時(shí)：制動時(shí)總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力；(2)當(dāng)時(shí)：制動時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性；(3)當(dāng)時(shí)：制動時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí)，其制動減速度為，即，為制動強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死的制動強(qiáng)度這表明只有在的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。根據(jù)相關(guān)資料查出轎車

37、0.6，故取=0.63.2制動器有關(guān)計(jì)算3.2.1確定前后軸制動力矩分配系數(shù)根據(jù)公式： 得： 3.2.2制動器制動力矩的確定 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩： ， ， 式中：該車所能遇到的最大附著系數(shù) z制動強(qiáng)度 車輪有效半徑 后軸最大制動力矩 G汽車滿載質(zhì)量 L汽車軸距其中z=0.675 故后軸=1.31Nmm后輪的制動力矩為1.31=0.655Nmm前軸=0.596/(1-0.596)1.31=1.93Nmm前輪的制動力矩為1.93/2=0.966Nmm3.2.3后輪鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取1.制動鼓直徑D輪胎規(guī)格為195/60R14 85H 輪輞為14in 輪

38、輞直徑/in1213141516制動鼓內(nèi)徑/mm轎車180200240260-貨車220240260300320查表得制動鼓內(nèi)徑D=240mmD=14由轎車D/在0.640.74之間選取取D/=0.7，則D=249mm，2.制動蹄摩擦襯片的包角和寬度b查資料制動蹄摩擦襯片的包角在=范圍內(nèi)選取。故取=根據(jù)單個(gè)制動器總的襯片摩擦面積A取200300故取A=300由b/D=0.18b=0.18mm3.摩擦襯片起始角的選取由=-（/2）=4.制動器中心到張開力作用線的距離e根據(jù)e=0.8R=99.6mm得：e=0.8249/2=99.6mm5.制動蹄支撐點(diǎn)位置坐標(biāo)a與c暫取a=0.8R=99.6mm6

39、.摩擦片摩擦系數(shù) 在摩擦系數(shù)要求高些的基礎(chǔ)上為保證其熱穩(wěn)定性好，取f=0.34.前輪盤式制動器主要參數(shù)確定164.1制動盤直徑D制動盤的直徑D希望盡量大些，這時(shí)制動盤的有效半徑得以增大，但制動盤受輪輞直徑的限制。通常為輪輞直徑的70%79%。4.2制動盤厚度h選擇制動盤厚度直接影響制動盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動盤厚度應(yīng)取小些；為了降低制動時(shí)的溫升，制動盤厚度不宜過小。通常，實(shí)心制動盤厚度可取為10 mm20 mm；只有通風(fēng)孔道的制動盤的兩丁作面之間的尺寸，即制動盤的厚度取為20 mm50 mm，但多采用20 mm30 mm。4.3摩擦襯塊內(nèi)半徑R1與外半徑R2摩擦襯塊的外半徑

40、R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作時(shí)摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會不均勻，接觸面積將減小，最終會導(dǎo)致制動力矩變化大。4.4摩擦襯塊工作面積A查表推薦根據(jù)制動摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.6kg3.5kg/5.制動器制動因數(shù)計(jì)算5.1前輪盤式制動效能因數(shù)由公式BF=2f取f=0.5 ， 則 BF=20.5=15.2后輪鼓式制動器效能因數(shù)領(lǐng)蹄制動蹄因數(shù)：phbRa根據(jù)公式 h/b=2 , c/b=0.8則從蹄制動蹄因數(shù)：根據(jù)公式 則6.制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)166.1制動盤制動盤一般用珠光體灰鑄鐵制成，或用添加cr，Ni等的合金鑄鐵制成。制動盤在工作時(shí)不僅承受著制動塊作用的法向力和切向力，而且承受著熱負(fù)荷。為了改善冷卻效果，鉗盤式制動器的制動盤有的鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤這樣可大大地增加散熱面積，降低溫升約20一30，但盤的整體厚度較厚。而一般不帶通風(fēng)槽的轎車制動盤，其厚度約在l0mm13mm之間。本次設(shè)計(jì)采用的材料為HT250。6.2制