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伊兰特汽车制动系统设计【汽车类】【7张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 伊兰特汽车制动系统设计 cad图纸

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伊兰特汽车制动系统设计

36页 16000字数+说明书+任务书+开题报告+7张CAD图纸【详情如下】

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摘要

随着社会的飞速发展，科技越来越发达，世界也变得越来越小了，造成这个现象的基本原因就是交通工具的发展和普及，尤其是汽车的应用，灵活高速的汽车给我们的生活带来了极大便利。一方面，轿车变的越来越重、动力越来越大；另一方面，人们越来越强调汽车驾乘的舒适性和安全性。因而，作为能保证汽车安全行驶的组成部分之一—制动系，有必要对它的组成构件进行设计计算。

本文系统详细的介绍了汽车制动系的结构型式及其主要构件的设计计算，阐述了制动器的两种结构型式的选择和各自的工作原理、制动系的主要参数及其选择、制动器主要零部件的结构设计和分析计算、制动驱动结构的结构型式选择与设计计算。并且通过以上的比较分析，在经济可靠的基础上选择归纳了伊兰特轿车制动系主要构件的结构与参数，予以最为合理的配置。其中重点介绍了汽车车制动系的主要构件——浮钳盘式制动器、液压双回路制动主缸的分析计算。

关键词：汽车；制动系统；盘式制动器；液压驱动；驻车制动

ABSTRACT

As the society is making great progress, scientific technology becomes more and more developed, and the world becomes smaller and smaller. The basic cause of this is the development and popularization of transportations, especially the application of automobiles, which bring great convenience to our lives. On one hand, what the car changes is heavier and heavier, motive force is greater and greater; On the other hand, people emphasize comfortableness and security that the automobile drives more and more. Therefore, as guaranteeing one of the components that the automobile goes safely--the brake system, it is necessary to carry on exhaustive designing calculation .

This text mainly introduces the structure pattern of the brake system and its designing calculation of main departments, and explains two kinds of structure patterns and choosing and one's own operation principle of the brake , main parameter of the brake system in the department and choosing, structural design and calculation of the main spare part of the brake , applying the brake urges the structure pattern of the structure to choose and design and calculate , makes the regulation device that power distributes. Through comparative analysis of the above , is it sum up Elantra apply the brake structure and parameter , department of main member to choose on the basis of the thing that economy is reliable , in order to reach and dispose best. Especially, it introduces the main member of the department of the brake system among them --Float pincers records of type brake , hydraulic pressure pairs of meeting way apply the brake analysis of master cylinder calculate with anti-lock braking system , urge slip resistance systematic theory analyse. And have checked to rubing the friction characteristic lined with slice at the end of the thesis.

Keyword: Automobile； The brake system； Disk brake；Hydraulic drive；Parking brake

摘要I

AbstractII

第1章绪论3

1.1 课题背景及目的3

1.2 国内外研究现状3

1.3 课题研究方法5

1.4 本设计的主要内容5

第2章总体设计方案6

2.1 制动能源的选择7

2.2 行车制动系8

2.3 制动管路的布置及原理8

2.3.1 制动原理和工作过程8

2.4 制动器的结构方案分析8

2.5 本章小结9

第3章制动系主要参数确定10

3.1基本参数10

3.2同步附着系数的确定10

3.3 制动器最大制动力矩确定12

3.4盘式制动器的主要参数选择12

3.5.1制动盘直径D13

3.5.2制动盘厚度h14

3.5.3摩擦衬块外半径R2和内半径R114

3.5.4摩擦块工作面积A15

3.6本章小结16

第4章制动器的设计与计算17

4.1 盘式制动器制动力矩计算17

4.2驻车制动的制动力矩计算17

4.3 制动衬片的耐磨性计算18

4.4 本章小结20

第5章液压制动驱动机构的设计计算21

5.1 制动驱动机构的形式21

5.2 分路系统21

5.3 液压制动驱动机构的设计计算22

5.3.1 制动轮缸直径d的确定22

5.3.2 制动主缸直径d0的确定22

5.4 制动主缸设计25

5.4．1主缸活塞的确定25

5.4．2主缸残余压力P025

5.4．3主缸结构设计 26

5.4．4制动力分配调节装置的选取27

5.5真空助力器的设计计算27

5.6制动踏板力29

5.6．1制动踏板工作行程Sp 29

5.7制动器的主要结构元件30

5.7.1 摩擦衬块30

5.7.2 支承30

5.7.3 制动轮缸30

5.7.4 制动盘31

5.7.5 制动钳31

5.7.6 制动块31

5.8 本章小结31

结论 32

参考文献33

致谢34

第1章绪论

1.1 课题背景及目的

汽车制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。因此，必须充分考虑制动系统的控制机构和制动执行机构的各种性能，然后进行汽车的制动系统的设计以满足汽车安全行驶的要求。据有关资料的介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。因此制动系统设计是汽车设计中重要的环节之一。随着电子技术的飞速发展，汽车防抱死制动系统在技术上已经成熟，开始在汽车上普及。它是基于汽车轮胎与路面兼得附着特性而开发的高技术制动系统。它能有效的防止汽车在应急制动时由于车轮抱死使汽车失去方向稳定性而出现侧滑或失去转向能力的危险，并缩短制动距离，从而提高了汽车高速行驶的安全性。

1.3 课题研究方法

根据课题内容，任务要求深入了解汽车制动系统的构造及工作原理；并收集相关紧凑型轿车制动系统设计资料；参考现有研究成果，并进行深入的学习和分析，借鉴经验；同时学习有关汽车零部件设计准则；充分学习和利用画图软件，并再次学习机械制图，画出符合标准的设计图纸，通过自己的研究分析；发挥自己的设计能力并通过试验最终确定制动系统设计方案。

1.4 本设计主要内容

（1）确定制动系各参数，分析其制动性能;

（2）制动器的设计计算；

（3）液压制动驱动机构的设计计算；

（4）制动系统图纸设计。

第3章制动系主要参数确定

3.1基本参数

表3.1 制动系主要参数

空载满载

汽车质量1250kg1750kg

轴荷分配前轴685kg904kg

后轴565kg846kg

质心高度hg0=570mmhg1=530mm

轴距2610ｍm

前制动器通风盘式

后制动器盘式

前轮胎规格185/65R15

后轮胎规格185/65R15

3.2同步附着系数的确定

汽车制动时，若忽略路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，则对任意角速度＞0的车轮，其力矩平衡方程为[2]

式中：—制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反，N?m；

―地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称为地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；

―车轮有效半径，m。

称之为制动器制动力，它是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力。

一般汽车根据前、后轮制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素，当制动力足够时，制动过程出现前后轮同时抱死拖滑时附着条件利用最好[2]。

任何附着系数路面上前后同时抱死的条件为（=0.85）：

结论

综合以上各章分析研究，我们了解到了汽车制动系的工作原理和基本构造，掌握了汽车制动系的结构型式与设计计算方法，明确了汽车制动系各组成构件的工作原理、结构型式及其性能分析方法。清楚了浮盘式制动器的结构型式和工作原理以及它完成制动的整个过程，

经过最终计算，确定了伊兰特汽车制动系统的主要设计参数，确定了前轮为浮动钳盘式制动器，制动盘为通风盘式及其设计尺寸。后轮为浮动盘式制动器，制动盘为实心盘式。制动驱动机构设计为真空助力式伺服制动系统，同时制动管路布置为交叉式液压双回路形式。制动主缸设计为串列双腔制动主缸，驻车制动为后轮盘鼓式。具体的设计参数如以上各章节所述。

在本论文的设计计算过程中，参考查阅了很多相关的书籍，以使整个系统的设计更具可行性。设计的目的在于最终能投入实践，因此，在整个的设计过程中，由于参数的选取存在误差，使得整个设计得出的零部件尺寸与实际相差很大。经过多次改动，重复计算，对制动效能的校核，最终得出与实际比较接近的设计方案。

参考文献

[1] 臧杰，阎岩．汽车构造．北京：机械工业出版社，2005

[2] 刘惟信.汽车制动系统的结构分析与设计计算北京：清华大学出版社，2004：20—50.

[3] 王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社，2006：257—285.

[4] 余志生.汽车理论.北京：机械工业出版社，2006年：89.

[5] 陈家瑞.汽车构造（下），机械工业出版社：2005年8月，第四版.293—294.

[6] 刘品，李哲.机械精度设计与检测基础.哈尔滨：哈尔滨工业出版社，2005：51—55.

[7]　刘惟信.汽车设计.北京：清华大学出版社，2001：450—461.

[8]　程国华.汽车制动系统发展漫谈：汽车运用，2003年第6期.

[9]　朱旬，金海东.轿车制动主缸结构浅析：汽车研究与开发，1999 年第 2 期.

[10]　陈步童.微型汽车制动系统常见故障诊断与检修：无锡职业技术学院学报，2003.4期.

[11] 凤勇.汽车机械基础.北京：人民交通出版社，2005年9月，第一版.51.

[12]　全国文献工作标准化技术委员会.GB/T 12676-1999 中国标准书号[S].北京：中国标准出版社，1999.

[13] 全国文献工作标准化技术委员会.GB 5763-1998 中国标准书号[S].北京：中国标准出版社，1998.

[14] Journal of Materials Engineering and Performance，Microstructure and detachment mechanism of friction layers on the surface of brake shoes 2003：1.12, No.l.

[15] Influence of the state of the mating friction elements of the drum brake on the outer thermal field：Engineering transaction, 2002，vo1．50：No.1-2.

内容简介：: SY-025-BY-5毕业设计（论文）中期检查表填表日期2011年4 月25 日迄今已进行 8 周剩余 8 周学生姓名罗世君系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2班指导教师姓名臧杰职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称伊兰特汽车制动系统设计学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容设计说明书已完成，图纸完成了前轮制动器，和液压管路布置后轮制动器和一些零件图的绘制存在问题及努力方向努力完成应有的任务量，加油吧眼前的黑都不是黑。学生签字：罗世君指导教师意见指导教师签字：年月日教研室意见教研室主任签字：年月日毕业设计（论文）任务书学生姓名罗世君系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2班指导教师姓名臧杰职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称伊兰特汽车制动系统设计一、设计（论文）目的、意义汽车制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。因此，必须充分考虑制动系统的控制机构和制动执行机构的各种性能，然后进行汽车的制动系统的设计以满足汽车安全行驶的要求。据有关资料的介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。因此制动系统设计是汽车设计中重要的环节之一。制动器的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计极其重要。通过制动系统设计熟悉汽车总成和零部件的设计。通过设计掌握汽车制动器结构设计原则和方法。培养正确的研究方法、理论联系实际的工作作风、严肃求实的学习态度。课题综合运用了机械设计、工程材料、汽车设计、汽车构造、CAD绘图等知识。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1、设计的主要内容（1）制动系统方案的选择（2）制动力矩的计算；（3）制动器计算及校核；（4）制动主缸和轮缸的设计计算；（5）制动操纵机构的计算； 2、技术要求（研究方法）（1）通过文献资料收集，熟悉汽车制动器设计和CAD的有关理论知识，国内外制动系统设计方法和汽车计算机辅助设计的发展状况。（2）实地到汽车厂等部门实习调查，了解汽车制动系统设计方法。（3）编写课题研究大纲和开题报告。（4）确定依兰特车各项参数，计算确定各总成参数和尺寸，完成有关CAD图纸。（5）按进度要求独立完成毕业设计，服从指导教师安排；完成的毕业设计格式规范；方案选择合理，具有可行性、经济性、适用性，设计思路清晰，符合实际，图纸正确符合制图标准,内容完整。设计和汽车计算机辅助设计的发展状况。三、设计（论文）完成后应提交的成果0号图纸3张；设计说明书1.5万字以上。四、设计（论文）进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告第4周（3月24日3月30日）（2）参数选择方案确定，列文稿大纲，设计计算第56周（3月31日4月13日）（3）完成设计说明书，完成图纸绘制第713周（4月14日6月1日）（4）交稿，预答辩第14周（6月2日6月8日）（5）设计审核、修改第1516周（6月9日6月22日）（6）毕业设计答辩第17周（6月23日6月29日）五、主要参考资料1 臧杰，阎岩汽车构造北京：机械工业出版社，20052 刘惟信.汽车制动系统的结构分析与设计计算北京：清华大学出版社，2004：2050.3 王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社，2006：257285.4 余志生.汽车理论.北京：机械工业出版社，2006年：89.5 陈家瑞.汽车构造（下），机械工业出版社：2005年8月，第四版.293294.6 刘品，李哲.机械精度设计与检测基础.哈尔滨：哈尔滨工业出版社，2005：5155.7刘惟信.汽车设计.北京：清华大学出版社，2001：450461.8程国华.汽车制动系统发展漫谈：汽车运用，2003年第6期.9朱旬，金海东.轿车制动主缸结构浅析：汽车研究与开发，1999 年第 2 期. 10陈步童.微型汽车制动系统常见故障诊断与检修：无锡职业技术学院学报，2003.4期.11 凤勇.汽车机械基础.北京：人民交通出版社，2005年9月，第一版.51.12全国文献工作标准化技术委员会.GB/T 12676-1999 中国标准书号S.北京：中国标准出版社，1999. 13 全国文献工作标准化技术委员会.GB 5763-1998 中国标准书号S.北京：中国标准出版社，1998. 14Journal of Materials Engineering and Performance，Microstructure and detachment mechanism of friction layers on the surface of brake shoes 2003：1.12, No.l.15 Influence of the state of the mating friction elements of the drum brake on the outer thermal field：Engineering transaction, 2002，vo150：No.1-2.六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 伊兰特汽车制动系统设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 车辆工程07-2班学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2011年3月24日指导委员会审查意见：签字：年月日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2班指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称伊兰特汽车制动系统的设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状：从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就起着决定性作用。汽车的制动系统种类很多，传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。液压制动技术是如今最成熟、最经济的制动技术，并应用在当前绝大多数乘用车上。汽车液压制动系统可以分为行车制动、辅助制动、伺服制动等，主要制动部件包括制动踏板机构、真空助力器、制动主缸、制动软管、比例阀、制动器和制动警示灯等。在制动系统，真空助力器、制动主缸和刹车制动器是最为重要的部分。目前，汽车所用都制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器的主要优点是在高速刹车时能迅速制动，散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备。鼓式制动器的主要优点是刹车蹄片磨损较少,成本较低,便于维修、由于鼓式制动器的绝对制动力远远高于盘式制动器,所以普遍用于后轮驱动的卡车上。鼓式制动器根据其结构都不同，又分为：双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器。其制动效能依次降低，最低是盘式制动器；但制动效能稳定性却是依次增高，盘式制动器最高。也正是因为这个原因，盘式制动器被普遍使用。随着我国汽车工业技术的发展,特别是轿车工业的发展,合资企业的引进，国外先进技术的进入，汽车上采用盘式制动器配置正逐步在我国形成规模。特别是在提高整车性能、保障安全、提高乘车者的舒适性等方面都发挥了很大的作用。最新的统计表明，我国乘用车中刹车制动器用鼓式制动器只占20%，并且前轮制动已经全部采用盘式制动器。过去5年里，我国盘式制动器应用的增长非常迅速，国内从事盘式制动器的企业也逐渐在增多。在国外，经过几十年来的发展，生产气（液）压盘式制动器的技术目前已经比较成熟，形成了系列产品。例如：博世(Bosch)公司、威伯科（WABCO）公司、阿文美驰公司等每年的产量都在2050万台以上；在欧、美、日等发达国家，已把盘式制动器作为标准件装备在多级别的轿车、客车、中型、重型汽车上。我国在此项目上起步较晚，大部分是随着欧系、日系轿车的引进而上马的轿车、微型车用液压盘式制动器，各厂家产品相对单一。气压盘式制动器则大部分是在19992002年间汽车热中上马的生产厂家，国内目前真正形成规模化生产的企业有武汉元丰、淅江万向、一汽四环等，总体上数量不多，但开发气压盘式制动器热火朝天的局面大有愈演愈烈的趋势。预计未来几年，随着我国公路交通条件的改善，高等级公路的发展，新法则要求的实施，车辆性能的不断提高，盘式制动器作为新型的能提高汽车主动安全性的产品将会得到快速的推广和应用，有着广阔市场前景。现在汽车盘式制动器的研究和开发应注重的问题主要是：提高制动器的制动效能、防止尘污和锈蚀、减轻重量、简化结构、降低成本、向电子报警和智能化系统的发展，以及实用性更强与寿命更长等。2、选题目的和意义：汽车制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。因此，必须充分考虑制动系统的控制机构和制动执行机构的各种性能，然后进行汽车的制动系统的设计以满足汽车安全行驶的要求。据有关资料的介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。因此制动系统设计是汽车设计中重要的环节之一。汽车制动器的结构型式和设计参数对汽车的安全性有直接影响。因此，制动器的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计极其重要。通过制动器设计熟悉汽车总成和零部件的设计。通过设计掌握汽车制动器结构设计原则和方法。培养正确的研究方法、理论联系实际的工作作风、严肃求实的学习态度。课题综合运用了机械设计、工程材料、汽车设计、汽车构造、CAD绘图等知识。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、研究的基本内容（1）设计计算制动器的结构参数及对其进行校核计算；（2）对各种结构件进行分析计算；（3）对现有结构进行改进、完善，争取达到设计的合理化、最优化；2、拟解决的主要问题（1）制动系统方案的选择；（2）制动力矩的计算；（3）盘式制动器的计算与校核（4）制动主缸和轮缸的设计计算；（5）制动操纵机构的计算；三、技术路线（研究方法）制动器资料的调研收集制动系统方案的选择制动器主要参数的确定前轮盘式制动器设计与计算制动操纵机构的设计与计算后轮盘式制动器设计与计算制动管路布置四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告第4周（3月24日3月30日）（2）参数选择方案确定，列文稿大纲，设计计算第56周（3月31日4月13日）（3）完成设计说明书，完成图纸绘制第713周（4月14日6月1日）（4）交稿，预答辩第14周（6月2日6月8日）（5）设计审核、修改第1516周（6月9日6月22日）（6）毕业设计答辩第17周（6月23日6月29日）五、参考文献1 臧杰，阎岩，汽车构造.北京:机械工业出版社,20052 刘惟信. 汽车设计.北京:清华大学出版社,2001 3 王望予. 汽车设计.第3版.北京：机械工业出版社,20004 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.设计篇北京：人民交通出版社，20015 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.制造篇北京：人民交通出版社，20016 余志生.汽车理论.第3版.北京：机械工业出版社,20007 张洪欣.汽车底盘设计.北京：机械工业出版社，19988. 方泳龙.汽车制动理论与设计M .北京：国防工业出版社，20059. 刘惟信.汽车制动系统的结构分析设计计算北京M：清华大学出版社，200410. 沈荣华,邹宝平.汽车钳盘式制动器优化设计【J】机械研究与应用，199811. 方泳龙.汽车制动理论与设计M .北京：国防工业出版社，200512. 张涛,王燕玲.汽车制动性能与测试J .仪器仪表学报 ,200213. 张国强车辆制动系统的发展现状及趋势浅析J 农业与技术 200914. 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The basic cause of this is the development and popularization of transportations, especially the application of automobiles, which bring great convenience to our lives. On one hand, what the car changes is heavier and heavier, motive force is greater and greater; On the other hand, people emphasize comfortableness and security that the automobile drives more and more. Therefore, as guaranteeing one of the components that the automobile goes safely-the brake system, it is necessary to carry on exhaustive designing calculation .This text mainly introduces the structure pattern of the brake system and its designing calculation of main departments, and explains two kinds of structure patterns and choosing and ones own operation principle of the brake , main parameter of the brake system in the department and choosing, structural design and calculation of the main spare part of the brake , applying the brake urges the structure pattern of the structure to choose and design and calculate , makes the regulation device that power distributes. Through comparative analysis of the above , is it sum up Elantra apply the brake structure and parameter , department of main member to choose on the basis of the thing that economy is reliable , in order to reach and dispose best. Especially, it introduces the main member of the department of the brake system among them -Float pincers records of type brake , hydraulic pressure pairs of meeting way apply the brake analysis of master cylinder calculate with anti-lock braking system , urge slip resistance systematic theory analyse. And have checked to rubing the friction characteristic lined with slice at the end of the thesis.Keyword: Automobile； The brake system； Disk brake；Hydraulic drive；Parking brake黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要IAbstractII第1章绪论31.1 课题背景及目的31.2 国内外研究现状31.3 课题研究方法51.4 本设计的主要内容5第2章总体设计方案62.1 制动能源的选择72.2 行车制动系82.3 制动管路的布置及原理82.3.1 制动原理和工作过程82.4 制动器的结构方案分析82.5 本章小结9第3章制动系主要参数确定103.1基本参数103.2同步附着系数的确定103.3 制动器最大制动力矩确定123.4盘式制动器的主要参数选择123.5.1制动盘直径D133.5.2制动盘厚度h143.5.3摩擦衬块外半径R2和内半径R1143.5.4摩擦块工作面积A153.6本章小结16第4章制动器的设计与计算174.1 盘式制动器制动力矩计算174.2驻车制动的制动力矩计算174.3 制动衬片的耐磨性计算184.4 本章小结20第5章液压制动驱动机构的设计计算215.1 制动驱动机构的形式215.2 分路系统215.3 液压制动驱动机构的设计计算225.3.1 制动轮缸直径d的确定225.3.2 制动主缸直径d0的确定225.4 制动主缸设计255.41主缸活塞的确定25 5.42主缸残余压力P0255.43主缸结构设计 265.44制动力分配调节装置的选取275.5真空助力器的设计计算275.6制动踏板力295.61制动踏板工作行程Sp 295.7制动器的主要结构元件305.7.1 摩擦衬块305.7.2 支承305.7.3 制动轮缸305.7.4 制动盘315.7.5 制动钳315.7.6 制动块315.8 本章小结31结论 32参考文献33致谢34第1章绪论1.1 课题背景及目的汽车制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。因此，必须充分考虑制动系统的控制机构和制动执行机构的各种性能，然后进行汽车的制动系统的设计以满足汽车安全行驶的要求。据有关资料的介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。因此制动系统设计是汽车设计中重要的环节之一。1.2 国内外研究现状从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就起着决定性作用。汽车的制动系统种类很多，传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。液压制动技术是如今最成熟、最经济的制动技术，并应用在当前绝大多数乘用车上。汽车液压制动系统可以分为行车制动、辅助制动、伺服制动等，主要制动部件包括制动踏板机构、真空助力器、制动主缸、制动软管、比例阀、制动器和制动警示灯等。在制动系统，真空助力器、制动主缸和刹车制动器是最为重要的部分。目前，汽车所用都制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动器的主要优点是刹车蹄片磨损较少,成本较低,便于维修、由于鼓式制动器的绝对制动力远远高于盘式制动器,所以普遍用于后轮驱动的卡车上. 鼓式制动器根据其结构都不同，又分为：双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器。其制动效能依次降低，最低是盘式制动器；但制动效能稳定性却是依次增高，盘式制动器最高。与鼓式制动器相比，盘式制动器具有以下突出优点:(l)热稳定性好,盘式制动器无自增力作用，因而与有自增力的鼓式制动器相比(尤其是领从蹄式)，制动器效能受摩擦系数的影响较小，即制动效能稳定。鼓式制动器受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与制动蹄中部接触，从而降低了制动效能。而盘式制动器中制动盘的轴向热膨胀极小，径向热膨胀根本与性能无关，故不会因此而降低制动效能。(2)水稳定性好，盘式制动器中摩擦块对制动盘的单位压力较高，易于将水挤出。在车轮涉水后，制动效能变化较小，且由于离心力的作用及衬块对制动盘的摩擦作用，出水后只需一二次制动，性能即可恢复。而鼓式制动器则需多次甚至10余次制动，性能方能恢复。(3)反应灵敏盘式制动器刹车片与制动盘之间的间隙相对与鼓式制动器来说要小;此外，鼓式制动器制动行程要比盘式制动器的长，制动鼓热膨胀也会引起制动踏板行程损失，使得制动反应时间变长，而制动盘不存在此现象，故反应较之鼓式制动器更加灵敏。(4)散热性好盘式制动器的制动盘采用的是通风盘结构，再加上盘式制动器相对开放的结构，散热性能良好。(5)在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量较小。(6)制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大。(7)容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。除了以上制动性能的优势外，盘式制动器在使用中还有噪音低，符合环保要求;振动小，改善了乘坐舒适性等优点。由于具备稳定可靠的制动性能，盘式制动器大大改善了汽车高速制动时的方向稳定性，因此取代传统的鼓式制动器已成为现代制动器发展的必然趋势。其中盘式制动器体积较小，提供的制动力矩也相对较小，一般用于轿车等轻型车辆上，尤其是轿车，盘式制动器几乎已经成为现代轿车的标准配置之一。而气压盘式制动器体积相对较大，提供的制动力矩也较大，故大量应用于客车等中重型车辆上，发展前景非常广阔。前轮上，一些高级轿车前后轮均采用了盘式制动器。在一些大客车和重型汽车上也得到了广泛应用。目前，西方发达国家轿车配置盘式制动器的比例几乎达到100%。在一些中重型车辆上面，2000年左右，气压盘式制动器就已经成为欧美国家城市公交车辆的标配，载重车辆的后桥安装率也超过了50%。目前欧美国家生产盘式制动器比较著名的有Boseh，TRW，叭厄bco，Bendix和众orr等。我国汽车工业起步较晚，故应用盘式制动器的时间较晚，上世纪80年代虽在一些轿车上开始应用，但大多数是引进国外成品或散件。近些年来，由于我国汽车行业发展迅猛，尤其是轿车等乘用车辆通过与外国公司的合作发展非常之快，也带动了液压盘式制动器的发展，目前国内生产液压盘式制动器的技术及工艺相对较为成熟，也具备了自主研发能力，规模相对较大的一些公司有武汉元丰，浙江亚太，浙江万安等。ADB在我国应用则更晚，国内最大的ADB供应商武汉元丰刁成立于1998年。目前ADB形成量产规模的也只有武汉元丰和浙江万安两家。上述几家，公司虽然都有一定规模，但是与欧美发达国家公司相比，差距仍然较大。发达国家盘式制动器的发展目前己进入双盘式制动器和机电一体化的阶汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置。行车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。其驱动机构常采用双回路结构，以保证其工作可靠。驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压驱动，以免其产生故障。任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成。行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮；而驻车制动则多采用手制动杆操纵利用车轮制动器进行制动。利用车轮制动器时，绝大部分驻车制动器用来制动俩个后轮，行车制动和驻车制动这两套制动装置，必须具有独立的制动驱动机构，而且每车必备。行车制动装置的驱动机构分液压和气压两种型式。用液压传递操纵力时还应有制动主缸、制动轮缸以及管路；用气压操纵时还应有空气压缩机、气路管道、储气筒、控制阀和制动气室等。现代汽车由于车速的提高，对应急制动的可靠性要求更严格，因此在中、高级轿车和部分轻型商用车上，多在后轮制动器上附加手操纵的机械式驱动机构，使之兼起驻车制动和应急制动的作用，从而取消了中央制动器。随着电子技术的飞速发展，汽车防抱死制动系统在技术上已经成熟，开始在汽车上普及。它是基于汽车轮胎与路面兼得附着特性而开发的高技术制动系统。它能有效的防止汽车在应急制动时由于车轮抱死使汽车失去方向稳定性而出现侧滑或失去转向能力的危险，并缩短制动距离，从而提高了汽车高速行驶的安全性。1.3 课题研究方法根据课题内容，任务要求深入了解汽车制动系统的构造及工作原理；并收集相关紧凑型轿车制动系统设计资料；参考现有研究成果，并进行深入的学习和分析，借鉴经验；同时学习有关汽车零部件设计准则；充分学习和利用画图软件，并再次学习机械制图，画出符合标准的设计图纸，通过自己的研究分析；发挥自己的设计能力并通过试验最终确定制动系统设计方案。1.4 本设计主要内容（1）确定制动系各参数，分析其制动性能;（2）制动器的设计计算；（3）液压制动驱动机构的设计计算；（4）制动系统图纸设计。第2章总体设计方案汽车的制动性是汽车的主要性能之一。制动性直接关系到行使安全性，是汽车行使的重要保障。随着高速公路迅速的发展和车流密度的日益增大，出现了频繁的交通事故。因此，改善汽车的制动性始终是汽车设计制造和使用部门的主要任务。制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行使直至停车；在下坡行使时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证前两项功能，后者用来保证第三项功能。设计汽车制动系应满足如下主要要求2：（1）应能适应有关标准和法规的规定；（2）具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两项指标来评定的；驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠地停驻的最大坡度来评定的。详见QC/T239-1997；（3）工作可靠。行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器的管路，当其中一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时规定值的30%。行车和驻车制动装置可以有共同的制动器，而驱动机构应各自独立。行车制动装置都用脚操纵，其他制动装置多为手操纵；（4）制动效能的热稳定性好。具体要求详见QC/T582-1999；（5）制动效能的水稳定性好；（6）在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵稳定性和方向稳定性。有关方向稳定性的评价标准，详见QC/T239-1997；（7）制动踏板和手柄的位置和行程符合人-机工程学要求，即操作方便性好，操纵轻便、舒适、能减少疲劳；（8）作用滞后的时间要尽可能短，包括从制动踏板开始动作至达到给定制动效能水平所需的时间和从放开踏板至完全解除制动的时间；（9）制动时不产生振动和噪声；（10）转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或转向时不会引起自行制动；（11）应有音响或光信号等警报装置，以便及时发现制动驱动机件的故障和功能失效；（12）用寿命长，制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求，应力求减少制动时飞散到大气中的有害人体的石棉纤维；（13）磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。防止制动时车轮被抱死有利于提高汽车在制动过程中的转向操纵性和方向稳定性，缩短制动距离，所以近年来防抱死制动系统（ABS）在汽车上得到了很快的发展和应用。此外，由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有公害问题，已被逐渐淘汰，取而代之的各种无石棉材料相继研制成功。本次设计前后轮均采用盘式制动器,液压制动, 对角交叉式双管路液压制动系统。盘式制动器采用浮动钳盘式。2.1 制动能源的选择经过同多种类型的车辆比较，如下制动能源：表2.1 制动能源比较供能装置传能装置型式制动能源工作介质型式工作介质气压伺服制动系驾驶员体力与发动机动力空气液压制动系制动液真空伺服制动系是由发动机驱动的空气压缩机提供压缩空气作为动力源，伺服气压一般可达0.050.07MPa。真空伺服制动系多用于总质量在1.11.35t以上的轿车及装载质量在6t以下的轻、中型载货汽车上；气压伺服制动系则广泛用于装载质量为612t的中、重型货车以及极少数高级轿车上。液压制动用于行车制动装置。液压制动的优点是：作用滞后时间短，（0.10.3s）;工作压力高（可达1020M），因而轮缸尺寸小，可以安装在制动器内部，直接作为制动蹄的张开机构（或制动块的压紧机构），而不需要制动臂等传动件，使之结构简单，质量小；机械效率较高（液压系统有自润滑作用）。液压制动的主要缺点是：过度受热后，部分制动液汽化，在管路中形成气泡，严重影响液压传输，使制动系统的效能降低，甚至完全失效。液压制动广泛应用在乘用车和总质量不大的商用车上。2.2 行车制动系制动系统用作强制行使中的汽车减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。其驱动机构多采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠。目前，盘式制动器已广泛应用于轿车，一些高性能轿车上用于全部车轮。四轮盘式制动的中高级轿车，采用前轮通风盘式制动是为了更好地散热，至于后轮采用非通风盘式同样也是成本的原因。毕竟通风盘式的制造工艺要复杂得多，价格也就相对贵了。随着材料科学的发展及成本的降低，在轿车领域中，盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。2.3 制动管路的布置及原理交叉式(X型): 前、后轮制动管路各成独立的回路系统，前轴的一侧车轮制动器与后桥的对侧车轮制动器同属一个回路。其特点是管路布置较为简单，直行制动时任一回路失效，剩余的总制动力都能总制动力都能保持正常值的50%。这种法案适用于主销偏移距为负值（达20mm）的汽车上。这时，不平衡的制动力使车轮反向转动，改善汽车稳定性。2.3.1制动原理要使行使中的汽车减速，驾驶员应踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞，使主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞推动两制动蹄绕支撑销转动，上端向两边分开而其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。这样，不旋转的制动蹄就对旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将该力矩传到车轮后，由于车轮与路面间有附着作用，车轮对路面作用一个向前的周缘力，同时路面也对车轮作用一个向后的反作用力，即制动力。制动力由车轮经车桥和悬架传给车架和车身，迫使整个汽车产生一定的减速度。制动力越大，制动减速度越大。当放开制动踏板时，复位弹簧即将制动蹄拉回复位，摩擦力矩和制动力消失，制动作用即行终止。2.4制动器的结构方案分析制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种形式。目前广泛使用的是摩擦式制动器。摩擦式制动器按摩擦副结构形式不同，可分为鼓式，盘式和带式三种。带式制动器只用作中央制动器，本文不做介绍。按摩擦副中固定元件的结构不同，盘式制动器可分为钳盘式和全盘式两类。钳盘式根据制动钳结构的不同，分固定钳式和浮动钳式。对两中类型进行比较，浮动钳盘式具有如下优点：在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管，家之液压缸；冷却条件好，所以制动液汽化的可能性小；成本低。所以，本设计采用浮动钳式盘式制动器。经过对不同制动器优、缺点的比较，参考同类车型，本设计前后轮均采用钳盘式制动器。2.5 本章小结本章确定了制动系统方案为行车制动系统采用液压制动控制机构，前后轮制动器均为钳盘式制动器。回路系统采用对角交叉式双管路液压制动系统。第3章制动系主要参数确定3.1基本参数表3.1 制动系主要参数空载满载汽车质量1250kg1750kg轴荷分配前轴685kg904kg后轴565kg846kg质心高度hg0=570mmhg1=530mm轴距2610m前制动器通风盘式后制动器盘式前轮胎规格185/65R15后轮胎规格185/65R153.2同步附着系数的确定汽车制动时，若忽略路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，则对任意角速度0的车轮，其力矩平衡方程为2 （3.1）式中：制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反，Nm；地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称为地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；车轮有效半径，m。（3.2）称之为制动器制动力，它是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力。一般汽车根据前、后轮制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素，当制动力足够时，制动过程出现前后轮同时抱死拖滑时附着条件利用最好2。任何附着系数路面上前后同时抱死的条件为（=0.85）：（3.3）（3.4）式中：G-汽车重力；前制动器制动力，N；后制动器制动力，N；质心到前轴的距离，1580mm；质心到后轴的距离，1030mm。得： =6282N =4546N一般常用制动器制动力分配系数来表示分配比例前、后制动器制动力分配的比例影响到汽车制动时方向稳定性和附着条件利用程度。要确定值首先就要选取同步附着系数。一般来说，我们总是希望前轮先抱死（）。根据有关文献推荐以及我国道路条件，车速不高，所以本车型取0.75左右为宜。由得为保证汽车制动时的方向稳定性和有足够的附着系数利用率，ECE的制动法规规定，在各种载荷条件下，轿车在0.15q0.8，其他汽车在0.15q0.3的范围内，前轮应先抱死；在车轮尚未抱死的情况下，在0.150.8的范围内，必须满足q。3.3 制动器最大制动力矩确定应合理地确定前、后轮制动器的制动力矩，以保证汽车有良好的制动效能和稳定性。双轴汽车前后车轮附着力同时被充分利用或前后车轮同时抱死的制动力之比为通常上式的比值为轿车1.3 到1.6，货车为0.5到0.7。因此可知前后制动器比值符合要求最大制动力矩是在汽车附着质量被完全利用的条件下获得的，这时制动力与地面作用于车轮的法向力成正比。计算公式如下（3.5）（3.6）式中：该车所能遇到的最大附着系数0.9；车轮有效半径为311mm；3.4盘式制动器的主要参数选择盘式制动器工作原理图3-1 浮钳盘式制动器浮前钳盘式制动器的制动钳可以相对制动盘轴向滑动。制动钳支架12固定在转向节上，制动钳体6与支架12可沿导向销13轴向滑动。制动时，驾驶员应踩下制动踏板1，通过推杆2和主缸活塞3，使主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，活塞8在液压力P1的作用下，将制动块9推向制动盘11。与此同时，作用在制动钳体6上的反作用力P2推动制动钳体6沿导向销向13左移动，使固定在制动钳体上的固定制动块压10靠到制动盘11上。于是，制动盘两侧的摩擦块9、10在P1和P2的作用下夹紧制动盘113.5.1制动盘直径D制动盘直径D应尽量取大些，这样，制动盘的有效半径增大，可以减小制动钳的夹紧力，降低衬块的单位压力和工作温度。综合考虑盘式制动器定、浮钳盘式制动器的优劣。前轮盘式制动器的制动盘我们设计成浮钳盘式制动器。制动盘在工作时不仅受到制动块作用的很大的法向力和切向力，而且还承受比制动鼓大的过的热负荷，其表面最高温度可达800，在高温作用下可能翘曲，从而导致产生摩擦噪声和刮伤。为了使制动盘有适当的热容量和良好的散热性能，必须对其结构和厚度给予充分的考虑。制动盘的结构分为实心型和通风型两种，通风型可以降低温升20%30%。奥迪、切诺基、桑塔纳200、富康（AL、AG）轿车均通风型制动盘，其厚度在2025mm之间；其他引进轿车采用厚度为1013的实心型制动盘。考虑到制动过程中前轮制动器产生的制动力约占总制动力的70%以上，结合温升对制动稳定性能的影响，前轮盘式制动器我们设计成通风盘。通常D=0.700.79Dr，本车总质量不大于2吨，即为轮毂直径本设计前后轮轮毂相同为381因此mm。参考初选后轮盘式制动器图3-2 浮钳盘式制动器通风盘简图3.5.2制动盘厚度h制动盘厚度对制动盘的质量和温升有影响。为使质量小些，厚度不宜太大，为了减少温升，厚度又不宜过小。因此，参考同类型车，前制动盘厚度取为24mm,通风盘式，增大散热。后轮为实心盘式制动器取半径为10mm。3.5.3摩擦衬块外半径R2和内半径R1参考同类车型，选取摩擦衬块的内外半径分别为：，平均半径为=120有效半径为 =121.1 满足要求即比值不大于1.5。后轮制动器摩擦衬块初选为，符合要求3.5.4摩擦衬块工作面积A在确定盘式制动器制动衬块的工作面积时，根据制动衬快单位面积占有的汽车质量，推荐在1.63.5kg/, A =45cm2。所以摩擦块尺寸参数为:参考同类车型和相关标准摩擦衬块的厚度我们取10mm，其结构如图4-6所示：图3-3摩擦衬块结构简图后轮盘式制动器摩擦衬块尺寸参数为：A =32cm2 3.6本章小结本章确定了制动器的基本参数，首先计算出制动力分配系数及同步附着系数，然后进一步确定制动器的最大制动力矩、摩擦片的摩擦系数，盘式制动器主要参数包括制动盘直径、制动盘厚度、摩擦衬块内外半径、摩擦块工作面积。第4章制动器的设计与计算4.1 盘式制动器制动力矩计算现假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩计算公式为（4.3）式中：单个制动器的制动力矩=1385.5 摩擦系数单侧制动块对制动盘的压紧力 R作用半径（摩擦衬块的作用半径R=120mm）盘式制动器单侧制动块对制动盘的压紧力为4.2驻车制动的制动力矩计算通过受力分析，可以得出汽车在上、下坡停驻时的后桥附着力分别为：上坡（4.4）下坡（4.5）汽车停驻的最大坡度可根据后轴上的附着力与制动力相等求得：上坡下坡 4.3 制动衬片的耐磨性计算摩擦衬片（块）的磨损，与摩擦副的材质、表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此，在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。汽车的制动过程是将其机械能的一部分转变为热能耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动能的任务。此时由于在短时间内热量来不及逸散到大气中，致使制动器的温度升高，此即所谓的制动器的能量负荷。能量负荷越大，摩擦衬片（块）的磨损越严重。制动器的能量负荷以其比能量耗散率作为评价指标。它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能连。单位为。双轴汽车的制动器的比能量耗散率分别为前轮（4.6）后轮（4.7）式中：汽车总质量，kg；汽车回转质量转换系数；、制动初速度和减速度，m/s；t制动时间，s；、前后制动衬片（块）的摩擦面积,mm2；制动力分配系数双轴汽车的制动器的比能量耗散率分别为：前轮（4.8）后轮（4.9）在紧急制动到停车的情况下，=0，并可认为=1，对于乘用车，制动速度，故据有关文献推荐，鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1.8w/为宜，盘式制动器的比能量耗散率应不大于6.0, 计算时取减速度j=0.6g。磨损特性指标也可用衬片（块）的比摩擦力即单位摩擦面积的摩擦力来衡量。越大，则磨损越严重。前轮（4.10）后轮（4.11）式中：单个制动器的制动力矩，Nm；R制动鼓半径（或衬块平均半径），mm；A单个制动器的衬片（块）摩擦面积mm2前轮后轮4.4本章小结本章对制动器的设计进行了计算，计算了盘式制动器的制动力矩，同时计算了驻车制动时所需的制动力矩，然后对摩擦衬片的耐磨性进行了计算，以确保其符合相关法规的要求。第5章液压制动驱动机构的设计计算制动驱动机构用于将驾驶员或其他动力源的制动作用力传给制动器，使之产生制动力矩。5.1 制动驱动机构的形式制动驱动驱动机构将来自驾驶员或其他力源的力传给制动器，使之产生制动力矩。根据制动力源的不同，制动驱动机构一般可分为简单制动、动力制动和伺服制动三大类1。通过对各种驱动机构不同形式优缺点的比较，本设计采用真空助力的伺服驱动机构。伺服制动系是在人力液压制动系中增加由其他能源提供的助力装置，使人力与动力并用。在正常情况下，其输出工作压力主要由动力伺服系统产生，而在伺服系统失效时，仍可由人力驱动液压系统产生一定的制动力。因此，在1.6L以上的乘用车到各种商用车。都广泛采用伺服制动。真空伺服制动系是利用发动机进气管中节气门后的真空度（负压，一般可达0.050.07M）作动力源。按照助力特点，伺服制动系又可分为助力式和增压式两种。助力式伺服制动系伺服气室位于制动踏板与制动主缸之间，其控制阀直接由踏板通过推杆操纵，因此又称为直动式伺服制动系。司机通过踏板直接控制伺服动力的大小，并与之共同推动主缸活塞，使主缸产生更高的液压通向盘式制动器的油缸和鼓式制动器的轮缸。由真空伺服气室、制动主缸和控制阀组成的总成称为真空助力器。5.2 分路系统为了提高制动工作的可靠性，应采用分路系统，即全车的所有行车制动器的液压或气压管路分为两个或多个互相独立的回路，其中一个回路失效后，仍可利用其他完好的回路进行制动。双轴汽车的双回路制动系统有II型、X型、HI型、LL型和HH型。其中，II型回路的布置较为简单，可与传统的单轮缸（或单制动气室）鼓式制动器配合使用，成本较低。目前在各类汽车上应用广泛。X型的结构也很简单。直行制动时任一回路失效，剩余的总制动力都能保持正常值的50%。并且制动力的分配系数和同步附着系数没有变化，保证了制动时与整车负荷的适应性。但是，一旦某一管路损坏造成制动力不对称，此时车轮将朝制动力大的一边绕主销转动，使汽车丧失稳定性。所以，具有这种分路方案的汽车，其主销偏移距应取负值，这样，不平衡的制动力使车轮反向转动，改善了汽车的方向稳定性。HI、HH、LL型结构都比较复杂。所以本设计经过对比，采用X型回路。5.3 液压制动驱动机构的设计计算为了确定制动主缸和轮缸直径、制动踏板上的力、踏板行程、踏板机构传动比以及采用增压或助力装置的必要性，必须进行如下的设计计算。5.3.1 制动轮缸直径d的确定制动轮缸对制动蹄块施加的张开力与轮缸直径和制动管路的关系为 d= （5.1）其中：，N； P制动管路压力，Mpa。制动管路液压在制动时一般不超过1012 M，对盘式制动器可再取高些。压力越高，轮缸直径就越小，但对管路特别是制动软管及管接头则提出了更高的要求，对软管的耐压性、强度及接头的密封性的要求就更加严格。轮缸直径应在标准规定的尺寸系列中选取，轮缸直径的尺寸系列为：17.5,19，22，24，25，28，30，32，35，38，40，45，50，55mm。其中：14432.29N；P制动管路压力取12Mpa。得：前轮缸直径39.14，根据HG2865-1997标准规定尺寸系列取，取直径为38mm; 所以取直径为32mm5.3.2 制动主缸直径d的确定第i个轮缸的工作容积为（5.2）其中：第i个轮缸活塞的直径，mm； n轮缸中的活塞数目，mm；第i个轮缸活塞在完全制动时的行程，前轮盘式：d = 38mm ，n=1，得= 1 382=1133.54mm3后轮盘式：d = 25mm ,n=1, 得= 3221=803.62mm3全部轮缸的总工作容积: V = 2（V1 + V2 ）=3874.76mm3所有轮缸的工作容积为，式中m为轮缸数目2。对于乘用车，v0=1.1v在初步设计时，制动主缸的工作容积可取为 V0=1.1V=4246.23 mm3考虑汽车制动时，制动软管受管路中压力的影响而产生容积增量等因素，则取主缸的工作容积为制动轮缸工作容积的1.1倍。双回路制动主缸第一制动腔的工作容积和第二制动腔的工作容积的计算公式分别为：（5.4）（5.5）式中分别为主缸第一活塞、第二活塞的有效形行程，由公式5.4和5.5得：（5.6）制动踏板的工作行程计算公式为；（5.7）式中制动踏板机构的传动比参考同类车型及相关标准我们取。主缸活塞推杆顶端与第一活塞的轴向间隙，一般取。、主缸第一活塞与第二活塞的空行程，一般。根据有关规定，制动踏板行程为：轿车：应不大于100150 ；货车：应不大于50200 。这里我们取=120。由公式（5.7）得：由公式（53）得：把代入公式5.4得：参照相关标准我们取：由我们取： 5.4 制动主缸设计要求在设计制动主缸时应该考虑要否补偿孔和在放开制动踏板时主缸活塞原始位置的定位以及在制动管路中是否必须有或不准有残余压力9。在前盘式后鼓式的双回路制动系统中，由于盘式制动器制动块与制动盘之间的间隙较小且其油缸活塞的回位仅靠橡胶密封圈的弹力而无强力的回位弹簧，所以盘式制动器开始起制动作用与制动回路中压力开始升高几乎是同时发生的，因此，通往盘式制动器的管路应与双腔制动主缸装有较弱回位弹簧的那一工作腔相接。由于同样原因，在解除制动时，在通往盘式制动器的管路中不允许有残余液压，而通往鼓式制动器的管路在放开制动踏板时必须保有残余压力，为此在与其相通的制动主缸工作腔的出口应装上止回阀。制动主缸由灰铸铁制造，也可采用低碳钢冷挤成形；活塞可由灰铸铁、铝合金或中碳钢制造。5.4.1主缸活塞回位弹簧力的确定为保证主缸能够连续有效的工作，主缸活塞的回位弹簧应能保证主缸活塞及时返回工作初始位置，这就要求确定适当的活塞回位弹簧力，否则，若回位弹簧力较大时，活塞回位过快，制动液易汽化，产生气穴现象；若回位弹簧力较小时，活塞回位慢，汽车制动解除迟缓。当第一活塞处于初始工作状态时，其回位弹簧力一般取；当第一活塞达到最大有效工作行程时，要求其回位弹簧的作用力。同理，第二活塞回位弹簧的作用力，一般要求；，但两个活塞回位弹簧的作用力都不得超过222N。同时还应该做到使第一活塞的回位时间在0.30.5s的最佳范围内。可是,主缸的第一活塞在有效行程内完全返回到初始工作位置所需要的时间是在1.5s内。5.4.2主缸的残余压力为防止汽车在非制动状态下空气侵入制动管路,而要求管路中保持足够的高于外部大气压的残余压力.对于盘式制动器,由于其轮缸活塞是依靠轮缸中密封圈的较小变形力回位,所以在轮缸中不宜有残余压力存在,即。5.4.3主缸的结构设计当制动主缸直径和主缸第一活塞的有效行程、第二活塞的有效行程确定之后，可按下列顺序对各部件进行设计。选定橡胶制动主皮碗、皮圈（副皮碗）第一活塞、第二活塞活塞回位弹簧残留阀总成主缸缸体主缸活塞推杆、油管接头、密封垫圈、弹性挡圈、护罩、贮油罐等。各部件的设计要点是：1.橡胶制动主皮碗、皮圈（副皮碗），应优先选用标准橡胶件。皮碗、皮圈的唇口直径一般比主缸直径大1.5mm左右。2.主缸活塞的材料为硬铝棒或铸铝。活塞的滑动外圆柱面直径公称尺寸与相应的主缸直径的公称尺寸相同，其精度为eT，表面粗糙度不得高于0.8m.3.主缸缸体通常采用灰铸铁HT2040或铸造铝合金件缸孔尺寸精度为H9，其表面粗糙度不得高于m，刚体上排液孔的罗纹精度为6H，供液孔的螺纹精度为7H。制动主缸通过缸体上供液孔、溢流孔和活塞上6个1.7mm过油孔的有机配合，构成主缸的自动调节制动液供给系统，以保障制动系统始终充满制动液。对于鼓式制动器，通过装配在缸体排液孔部位的残留阀总成能使制动管路和制动轮缸中保持一定的残余压力。这可使制动踏板自由行程最小，使制动轮缸中皮碗密封唇始终压在轮缸孔壁上，以免空气侵入。对于盘式制动器，轮缸内不得有残余压力，否则制动盘和制动钳的摩擦衬块将经常处于摩擦状态，使解除制动的汽车还处于轻微制动状态。因此，与盘式制动器配合使用的双回路制动主缸在缸体的排液孔部位不得装配残留阀。对于串联式双回路制动主缸来说，由于主缸的第二活塞是浮动的，为保证主缸制动性能准确可靠，需要在缸体的适当位置装置限位螺钉，对第二活塞的工作初始位置进行限位。在进行主缸缸体内腔空深度尺寸设计时，应保证第一活塞、第二活塞在主缸腔内通过最大有效行程使汽车达到完全制动，为此，除了能对制动轮缸和管路系统供给充足的制动液外，还应保证两个活塞的回位弹簧均不得被压死。4.在主缸活塞上装配厚度为0.2mm的薄弹簧缸片制的制动主皮碗垫圈，可防止活塞返回时从1.7mm的6个孔通过的制动液将橡胶皮碗冲击坏，大大提高橡胶主皮碗的使用寿命。1空心螺栓；2进油管接头；3主缸缸体；4后缸密封圈； 5挡圈；6后缸活塞；7后活塞皮碗；8后缸弹簧； 9出油阀；10回油阀； 11限位螺钉； 12前活塞皮碗； 13前缸弹簧图5-1串联双腔制动主缸5.4.4制动力分配调节装置的选取由于惯性比例阀能使车辆获得较佳的制动压力比特性，并能在多种负载工况下均可获得较为理想的制动平衡曲线。5.5 真空助力器的设计计算如图5-2所示：1-推杆；2-回位弹簧；3-单向阀；4-活塞；5-膜片；6-空气过滤器；7-通大气孔；8-操纵杆；9-柱塞；10-推盘；11-放气孔；A，B-气室图5-2 真空助力器结构图在发动机工作时，真空单向阀（3）被吸开后，加力器室左、右两腔产生相等的真空度。刚踩下制动踏板时，膜片座尚未运动，踏板力经踏板本身的杠杆作用放大后，传到操纵杆（8），使压缩空气阀座弹簧连同空气阀座一起左移，推动制动主缸推杆（1），使制动主缸内的制动液具有一定压力流入制动轮缸。在此过程中，阀门在弹簧的作用下随同空气阀座也左移，待与膜片座上的真空阀座接触时，真空阀即关闭。这时加力气室左、右腔隔绝。推杆（8）继续前移，使空气阀座离开阀门，即空气阀开启。于是，外界空气即经滤芯、控制阀和通道B充入加力气室右腔。加力气室左、右两腔形成压力差，该压力差的作用力除小部分用以克服回位弹簧（2）的张力外，大部分经膜片座传到制动主缸推杆（1）上。在踩制动踏板的过程中，空气经开启的空气阀不断进入加力气室的右腔，膜片座不断左移。当制动踏板停留在某一位置时，膜片座左移到使空气阀关闭时为止就不再移动。这时真空阀和空气阀都关闭，膜片左、右气压处于平衡状态。放开制动踏板，弹簧立即将操纵杆（8）和空气阀座拉向右边，使阀门离开真空阀座，于是又回到不工作时的状态。由下列公式：式中：输入力，N；输出力，N；助力比；p 真空度为66.71.3kPa。参考同类型车，选取参数，计算得真空助力器的有效直径为116mm,助力比为4，为10mm，为6.75mm。5.6 制动踏板力的计算制动踏板力为（5.8）式中，踏板机构的传动比；踏板机构的机械效率，可取=0.850.95，设计中取为0.95；制动踏板力应满足以下要求：踏板力一般不应超过500N700N。设计时制动踏板力可在500700N的范围内选取2。在设计中，取=3，=0.95，p=12M; 所以：=694.3N5.6.1制动踏板工作行程=（）（5.9）式中：主缸中活塞与推杆的间隙一般取=1.52.0mm；主缸活塞的空行程，mm。=（）=3（20+2+3）=75在确定主缸容积时应考虑到制动器零件的弹性变形和热变形以及用于制动驱动系统信号指示的制动液体积，因此，制动踏板的全行程（至于地面相碰的行程）应大于正常工作行程，制动器调整正常时的踏板工作行程约为踏板全行程的40%60%，以便保证在制动管路中获得给定的压力。=轿车的踏板全行程不应超过100mm150mm。5.7制动器的主要结构元件5.7.1 摩擦衬块摩擦衬块的材料应满足如下要求14：（1）具有一定的稳定的摩擦因数；（2）具有良好的耐磨性；（3）要用尽可能小的压缩率和膨胀率；（4）制动时不易产生噪声，对环境无污染；（5）应采用对人体无害的摩擦材料；（6）有较高的耐挤压强度和冲击强度，以及足够的抗剪切能力；（7）应将摩擦衬块的导热率控制在一定范围。由金属纤维、粘结剂和摩擦性能调节剂组成的半金属摩阻材料，具有较高的耐热性和耐磨性，特别是因为没有石棉粉尘公害，近年来得到广泛应用15。5.7.2 支承二自由度制动蹄的支承，结构简单，并能使制动蹄相对制动鼓自行定位。为了使具有支承销的一个自由度的制动蹄的工作表面与制动鼓的工作表面同轴心，应使支承位置可调。如采用偏心支承销或偏心轮。支承销由45号钢制造并高频淬火。其支座为可锻铸铁（KTH370-12）或球墨铸铁（QT400-18）件。青铜偏心轮可保持制动蹄腹板上的支承孔的完好性并防止这些零件的腐蚀磨损。具有长支承销的支承能可靠地保持制

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