新型电动观光车制动系统设计

1、新型电动观光车制动系统设计新型电动观光车制动系统设计摘 要近来随着新冠肺炎席卷中国和全球其他国家，汽车行业受到到很大的冲击，许多汽车主机厂例如福特，通用，丰田，本田，宝马都开始停止生产，甚至我国最大的主机厂上汽集团宣布降薪来节约开支。股市汽车行业的股票严重缩水。但是用发展的眼观看待这件事的话，未来汽车行业还是长远看好，特别是新能源汽车方面的发展。刹车系统是影响汽车安全的最重要的一部分，其中包括了制动系统的稳定性、恒定性、良好的可靠性。由于现在国家支持汽车新能源发展的大背景下，节能、环保也同样成为了一个不可忽视的社会问题。制动回馈能够反向帮助电动观光车节能充电，增加续航里程。另外ABS系统等主动

2、安全配置也能增加电动汽车的行驶安全性。本论文在介绍电动观光车的制动系统构造原理、设计计算方法的基础上，对电动观光车和制动性能进行了分析和设计计算。关键词：盘式制动器；制动参数；制动性能；制动回馈； IIDesign of brake system of new electric sightseeing carAbstractRecently, with the spread of covid-19 in China and other countries around the world, the automobile industry has been greatly impacted. M

3、any automobile manufacturers, such as ford, gm, Toyota, Honda and BMW, have stopped production. Even Chinas largest automobile manufacturer, saic motor corporation, announced wage cuts to save costs. The stock market the automobile industrys stock market has fallen sharply. But with the eye of devel

4、opment to see this matter, the future of the automobile industry or long-term optimistic, especially the development of new energy vehicles. Brake system is the most important part that affects the safety of automobile, which includes the stability, constancy and good reliability of the brake system

5、. As the state supports the development of new energy for automobiles, energy conservation and environmental protection have also become a social issue that cannot be ignored. Brake feedback can reverse help the electric sightseeing vehicle to save energy and charge, increasing the mileage. In addit

6、ion, ABS system and other active safety configuration can also increase the driving safety of electric vehicles.This paper mainly introduces the construction principle, design and calculation method of the brake system of electric sightseeing vehicle and the analysis, analysis and calculation of the

7、 braking performance.Keywords: Disc brake; Braking parameters; Braking performance; Brake feedback; 目 录摘 要Abstract第1章 绪论11.1 课题的研究背景及意义11.2 国内外电动车的研究概述11.2.1 国内电动车的发展11.2.2 国外电动车的发展21.3 制动系统和制动回馈的研究现状及发展趋势31.4 本文主要研究内容4第2章 电动汽车制动系统52.1 制动器形式52.1.1 鼓式制动器52.1.2 盘式制动器62.2 制动驱动机构72.2.1 简单制动系72.2.2 动力制动系

8、72.2.3 伺服制动系82.3 液压分路系统92.4 液压制动主缸的设计方案10第3章 制动系统设计计算123.1 制动系统主要参数及其设计计算123.1.1参考车型制动系相关主要参数123.1.2 同步附着系数的分析133.1.3 制动力及制动力分配系数133.1.4 制动强度和附着系数利用率173.1.5 制动器制动力及制动力矩计算183.1.6 制动器制动因数183.2 制动器有关计算203.2.1 前轮盘式制动器参数设计计算203.2.2 后轮鼓式制动器参数设计计算213.3 盘式制动器主要零部件的结构设计273.3.1制动盘273.3.2制动钳273.3.3制动快273.3.4摩擦

9、材料273.4 鼓式制动器主要零部件的结构设计273.4.1制动鼓273.4.2制动蹄283.4.3制动底板283.4.4制动蹄的支承293.4.5制动轮缸29第4章 液压制动驱动机构的设计计算304.1前轮盘式制动轮缸直径与工作容积设计计算304.2后轮鼓式制动轮缸直径与工作容积设计计算314.3制动主缸与工作容积设计计算324.4制动踏板力与踏板行程33第5章 制动性能分析计算355.1制动性能测试指标355.2制动器制动力分配曲线分析365.3制动减速度与制动距离的计算375.4驻车制动计算38结论与展望40致 谢41参考文献42附录425 1 绪论1.1 课题的研究背景及意义最近中国出

10、台了许多关于排放问题的政策，传统燃油汽车技术瓶颈越来越小,电动汽车逐渐成为社会主流交通工具,电动车具有加速快，对环境友好，安静，节约能源的特点被人们重视。其实电动汽车的产生和传统燃料汽车的诞生时间相差不多，但是当时由于科技不先进，续航里程等问题一直是电动车的发展绊脚石，最终许多车企放弃了发展电动车，反而从当时的实际出发，先发展燃油汽车，电动汽车进出自己的冻结期。但是上世纪七十年代以后,特别是全球能源紧张，石油资源有限，人们对环境的保护意识逐渐加强，加上电动车许多优点，发展电动车又成为许多企业的目标，例如日本政府大力发展新能源汽车，特别是在氢燃料方面的技术壁垒，日本发展到今天拥有许多技术壁垒的筹

11、码。美国政府对于电动汽车的发展的投入也逐年增加，更是拥有了全球最先进的电动汽车制造企业特斯拉，从亏本到盈利，特斯拉的成功有目共睹。我国的电动汽车起步虽然比较晚，但是由于国家政府和社会的重视，也出现了许多优秀的电动汽车有关企业，比如宁德时代，比亚迪等。虽然其中也出现了许多骗补的企业，还有一些不太现实的互联网造车风波，但是政策也在不断改善，为我国在电动汽车方面的弯道超车奠定了基础。而人们现在的生活物质日益丰富，旅游业的发展增加了人们对电动观光车的需求。研究新型的电动观光车就变得有必要，特别是在安全方面，可靠性越高的汽车，越受欢迎。而制动器是汽车主动安全的最重要的配置之一。另外由于续航里程是现在电动

12、观光车的短板，其中制动回馈就对制动辅助安全起到了很大的作用，同时又能变相解决续航的里程的问题，增加对能源的利用。1.2国内外电动车的研究概述1.2.1国内电动车的发展我国纯电动汽车在此前的基础基本为零,缺乏一些指导性的经验,公共充电基础设施特别少,电动汽车自身存在电量储蓄不足，有高压漏电和汽车自燃等风险,这些问题困扰着我国电动汽车的发展。但是在我国出台一系列帮助我国电动汽车发展的政策和国家资金奖励,我国电动车制造商受到很大鼓舞，许多企业看到了未来和希望，社会也纷纷投资入股到电动汽车行业的发展中去。虽然出现了很多互联网公司造车而不被别人看好，但这何尝不是一种弯道超车的机会呢。我国现有著名的电动汽

13、车整车制造厂比亚迪研制出了储电量惊人的刀片电池。广汽传祺也用自己的实力和日本丰田共同研发了广汽丰田iA5；上汽集团更是自己全程自主研发，同时引进大众MEB平台生产合资电动车。电池厂有前端时间股票大涨的宁德时代、华控赛格等制造电动汽车电池零部件的高新企业，同时产学研合作对科研成果进行市场开发。有些企业甚至花重金聘请国外人才研究电动汽车。经过这几年对电动车的大力发展,在电动汽车领域,我国企业在一些核心技术上取得了重大突破。中国现已经拥有自主研发电动车的生产体系。但是这期间同时也存在生产电动汽车企业虚假骗补，造成了资源浪费，如今国家已经开始提高补助门槛，靠骗补的电动汽车企业已经逐步消灭，并在此期间“

14、引狼入室”，把国外电动汽车巨头特斯拉引进中国生产，增加国产企业的竞争压力，就是要像当年引进苹果公司一样，让华为、小米等智能手机迫使自己创新改革，并同时引进苹果的先进技术，如今中国在智能手机的在世界前列，也证明了中国引进特斯拉的必要性，这是中国在汽车工业实现弯道超车的机会，虽然引进特斯拉短时间内会打击中国车企，但是长远的看是有利于中国汽车工业发展的。即使今年受疫情的影响，全球经济增速肯定会变慢，汽车销量也受到重大打击，但是从长远角度来看的话，新能源汽车还将是未来重点发展的项目。1.2.2国外电动车的发展Tomas Davenport是电动车的鼻祖，他成功地将装蓄电池和一台电动机作为动力源一起安装

15、在车上,世界上第一台电动汽车就此诞生了。目前由于环境污染与能源的短缺,全球正在寻找新的解决办法。电动车具有无污染、高效节能等特点再次被世界许多国家的重视。随着科学技术的突飞猛进、各学科理论的不断发展,纯电动汽车的发展产生了质的飞跃,电动汽车的销量每段时期都在不断扩张,其中美国、日本和欧洲等汽车工业强国纷纷加入的新能源汽车的研发。(1)美国拥有全世界最先进的技术和人才，并且美国政府也大力发展国内的电动汽车行业，加上美国自身的汽车功底比较厚，不断促进美国电动汽车快速发展。这其中就成就了特斯拉这家全球电动车技术最成熟的科技公司。虽然电动车在今天还是赔钱货，但是特斯拉还是能得到大家的认可的。(2)欧洲

16、的许多国家汽车工业的功底很深,在环境问题和能源问题日益紧张的情况下,各国各车企都非常注重汽车尾气减排战略的实施,大众、宝马和奔驰都相继提出电动汽车的战略。其中大众已经开始有新能源汽车的平台MEB平台，旗下的许多车型也得到了市场的人可（3）即使现在日本的传统燃料汽车工业技术很发达，由于日本的自然资源非常稀缺，所以日本对于新能源车的重视程度也很高，而且现在日本的本田和丰田等车企的新能源汽车技术已经非常成熟，日本更看重氢燃料电池，现在日本掌握着全球83项关于新能源汽车的专利技术，一旦氢燃料汽车得到推广，那么日本将会拥有很多技术壁垒，现在的日本在新能源方面又一次的走在了世界的前列。1.3制动回馈的研究

17、现状及发展趋势由于电动汽车的续航里程的瓶颈未突破，不能满足长途出行，在这种背景下，制动回馈就是最有效的变相增加电动车里程数的最有效方法。据研究在城市工况下，由于道路比较堵，制动过程中大约就有百分之五十的驱动能量被浪费掉。在道路比较畅通的高速、市郊工况下就大约有百分之二十的能量被浪费。而浪费的这些驱动能量有百分之六十是可以被回收再利用的。再生制动这些能量直接可以增加百分之十四到百分之四十的续航里程。现在中国的制动回馈技术取得了一些成就，但是与国外先进技术还有一定差距。目前制动回馈主要的难点是电动汽车将制动浪费的部分能量的回收和合理分配制动力。让电动汽车处于最佳制动效果以及采用模糊逻辑的回馈制动控

18、制策略，是目前在可以实现效果显著的制动的同时又提高汽车能量利用率的一种方法。制动系统逐渐向智能化，电控化的方向发现，这样的优点就时朝着更安全的方向去改进发展。一开始的制动系统是靠纯机械控制的方法来实现制动的，但由于汽车配置变得丰富，自身的体积和重量都变得更大，助力器的助力制动就变得至关重要。真空助力和液压助力是经常被商业使用的两种助力方式，真空助力很多时候在大型货车或者公交车上使用，就是俗话的气刹。另一种叫液压助力，这种助力器通常应用在普通乘用轿车上。液压制动技术成熟且造价便宜而被广泛应用，真空制动的助力较大适合用在大型汽车上。车辆防抱死制动控制系统(ABS)和车身电子稳定系统（ESP）的技术

19、已经很成熟了，并且国家也强制要求所有车企必须安装这两个安全系统。汽车车轮防抱死可以达到最佳的制动效果，缩短刹车距的同时有效的防止了汽车的侧倾。ESP的介入和ABS有关，虽然会影响激烈驾驶的侧滑极限，但是保障了人员的人生安全。结论：车辆制动系统朝着电器智能化的方向发展。智能电控将成为社会主流的制动方式，制动系统性能也会发生巨大变化。1.4本文的主要内容社会的不断进步和发展，使得人们对生活质量的要求越来越高，如今人们对于出行的舒适，残疾人的社会关怀，社会环境的保护，能源的节约都有很高的要求，新型电动观光车是社会的必然产物，其具有舒适便捷，节能环保，人文关怀的特点。丰富了人们的生活，成为社会不可或缺

20、的产物。利用市场上设计比较成熟的飞度轿车的设计参数进行设计计算，本文主要研究新型电动观光车制动系统的类型选择和相应的参数计算，结合飞度的参数设计计算，让电动观光车具有更强的制动安全方面的理论依据。另外考虑到生产利润的问题，也会相应进行适当的选材，并不会一味的选最好的材料，而是选取最合适的材料进行生产。制动回馈也是新型电动观光车的标配配置，毕竟为了体现环保节能，同时又能变相增加电动观光车的续航里程，提高产品的设计竞争力。4 2 电动汽车制动系统2.1制动器形式制动器在制动方式方面是选择价格较高性能较好的盘式制动，还是价格便宜鼓式制动或者是两者相结合及考虑性能又考虑成本的制动方式。简单制动、动力制

21、动和伺服制动是驱动机构的三大类型。观光乘用车一般选择液压的制动方式，我们还需要辨别哪种回路的液压是最优选择。2.1.1 盘式制动器按机构零件和摩擦方式的不同可把盘式制动器分为钳盘式和全盘式两大类。因为钳盘式制动器的滑动件非常少，可以保障卡钳的刚度，同时制造工艺简单。浮钳盘式制动器可同时用于驻车制动，尺寸小，易于冷却，制造成本低廉。全盘制动器摩擦面接触面积太大，不利于散热，得不到广泛应用。52.1.2鼓式制动器 鼓式制动器的应用是最早的，知道现在都还在用这种方式制动，只不过有些比较名贵的车就放弃适用鼓式制动了，还有的是盘式鼓式相结合的。由于鼓式制动器的抗热衰退性差、还有涉水性能差的特点，通常在长

22、时间制动下会出现制动性能变差的时候。虽然不同鼓式制动方式有不同的效果但都有优缺点共存的时候，比如有些鼓式制动器在汽车前进时能特别好的进行制动，但是倒车制动效果就会变差。但这并不是全是缺点，自增力制动可以增强制动效果总之盘式制动器具有尺寸小，散热好，制动稳定性高，制动间隙，抗水抗热衰退性好但造价高的特点。鼓式制动器具有可自增制动效果，但前进后退制动效果不均匀造价便宜的特点。62.2 制动驱动机构 制动驱动机构有以人力为基础制动的简单制动、发动机气压为基础动力制动和人力液压为基础的伺服制动三大类型。2.2.1 简单制动系驾驶员利用手或者脚拉起手刹踩下制动器踏板作为动力源制动，简单制动有机械和液压式

23、两种。单纯的机械制动虽然成本较低但是制动效果不佳，一般运用在小型乘用轿车上。简单液压制动系统具有作用时间短，同时自身结构小价格便宜，但是力的传动有限，导致不能适用所有车辆，另一方面液压管道在温度过高时容易产生气阻致使制动效果变差，更严重的话还会制动失效；如果周围气温较低时制动液粘稠度变大制动效果也同样会受到影响，所以一般只能用在小型汽车上。不适用于体型吨位较大的汽车上。2.2.2 动力制动系动力制动系是利用发动机曲轴转动的力矩使制动系统产生气压，并作为动力源，从而达到制动的目的7驾驶员踩下制动踏板和手拉手刹只是间接的通过电控系统操作的。动力制动主要有单纯气体制动，全是液压制动，还有气液混合制动

24、三类。1)单纯气压制动系 单纯气压制动系的应用最为广泛，不仅结构简单而且可以获得较大的制动驱动力，因此常被用于大型汽车上。但是其需要采集空气的装置，且结构较为复杂笨重，体型较大，制造成本较高，气压的撤出较为缓慢，且排气时噪音非常大。2)气液混合制动系气压和液压同时作为制动系统的动力源，它既有液压制动的优点，又有气压制动的好处。气压可使制动时效变短，但是结构复杂体积大，制造成本高等缺点，通常应用在重型大卡车上。3)单纯液压动力制动系液压作为制动的动力源，具有液压的制动优点，其制动轻便，制动力强，制动效率高，另外还不受气体的影响。但是结构复杂，零件机构特别多，且对零件的组装和加工工艺要求非常高，基

25、本上只用在高级轿车上还有一些采矿车上面。2.2.3 伺服制动系在简单的人力液压制动系的基础上增加其他方式动力源的就是伺服制动，利用发动机提供的转动力矩作为其中的动力源结合人力进行制动，在正常工作下，动力伺服系统产生一定的压力进行制动，即使伺服制动系统在有些危急的情况下不能进行正常的制动，简单的人力制动还是危急时刻起到一定的制动作用并保证制动的安全性。 由于考虑到成本的问题所以我们决定采用简单液压制动。82.3 液压分路系统图1 液压分路系统形式保证制动的安全，我们就要更加可靠的制动系统，多条线路可以有更多保障，假如在行驶过程中有其中一条管路出现故障，为了符合安全的设计要求，就必须保证制动系统继

26、续正常工作此时液压或者气压管路就要分出两个或者两个以上的绝对独立工作的回路，用来保证有一条管路出现故障的时候，另外一条管路还能正常制动保证行车制动安全。 前后两轴电动汽车汽车的两条回路制动系统有以下集中较为常见的回路设计方式(如图1所示)：；1） 前后轴型如图a，前后轴的制动器共用一条回路。2） 左右相交型如图b，前后轴对向两个车轮的制动器共用同一回路。3） 一周半对半轴型如图c，前轴两侧的制动器的其中一轮缸和后周全部制动器轮缸用同一个回路，前轮的另一轮缸独立成一个。4） 两侧半轴各对应一回路型如图d，前轴两侧车轮的制动器分别被两个回路控制，并且每一回路控制后周其中的一侧车轮的制动器。5） 双

27、半轴对双半轴型如图e，前后轴车轮制动器只受到两个回路的半数轮缸控制。最简单的回路布置形式是型管路，由于可以和鼓式制动器联合适应，所以造价比较便宜，大部分经济车型或者节省成本的车企都会选择这种回路布置方式。对于这种形式，但这种制动有一个特点就是一旦后轮回路失效，那么一旦驾驶员踩刹车致前轮抱死时此时汽车就散失了转向能力。一旦前轮制动失效，此时只要后轮一抱死那么就会出现侧滑的危险。 交叉型型的结构同样也不复杂。在直线行驶时不论那一边的回路出现故障而导致制动失效，总的制动力还还能保持百分之五十不变，但是也会出现制动力不对称的情况，这时汽车会绕制动力大的注销一边转弯，从而汽车散失了制动稳定性。所以这种制

28、动回路的设计方式适用于主销偏移距为负值（达)的汽车上。这样可以使车轮反向转动让制动力不平衡的汽车处于行驶稳定的状态。 除以上两种制动器的结构比较简单外，其他三种的结构都比较复杂。不论型还是型一旦某一回路出现制动失效时，此时的制动力都保持和原先正常制动的制动力一样。型单用一轴半回路时还有比较大的制动力，但此时与型一样，驾驶员使劲踩下刹车时后轮很容易先抱死。考虑到电动观光车的生产成本等问题最终决定选择结构简单价格便宜的型管路。102.4 液压制动主缸的设计方案 国家交通部门为了安全起见强制要求车企只能采用双回路的制动方式，以此来保证出现制动失效时，汽车的行驶稳定和安全。单缸制动主缸基本不被生产厂家

29、所使用了，基本都在用以串联双缸制动主缸的双回路制动系统的制动主缸，。如图2所示，由两个单腔制动主缸串联共同构成主缸。前后腔的油液通过旁通孔、补偿孔相互补充，其余多余的液体会留到储蓄罐中每一腔的进油螺栓。前后主缸的工作腔内产生油压，由不同的出油阀和不同的管路流到前、后制动器的轮缸。 1)当前制动器和后制动器各自的工作腔内的活塞顶部与皮碗正好处于各自腔内的旁通孔和补偿孔的中间时，此时主缸不制动。2)驾驶员踩下刹车时，刹车传动机构利用制动推杆让后腔活塞往前移动，直到皮碗把旁通孔完全遮挡住以后，这是的油压就会急剧升高。产生较高的液压和后腔弹簧的弹簧势能的推动下，使前腔活塞往前移动，这时前腔压力就会因此

30、变高。如果此时驾驶员继续深踩刹车，那么后腔的压力也会跟着前腔一起升高，此时前后轮都制动。 图2 液压制动主缸工作原理图 3)如果驾驶员松开刹车时，刹车机构、主缸前、后腔活塞另外还有轮缸活塞都会被弹簧拉回原位，此时回油阀在被管道中的制动油的油压推动下，制动油再次流回主缸，这是汽车将没有制动作用。一旦破坏到连接前腔的制动管路而导致漏油时，这时驾驶员踩下刹车的话，前腔没有产生压力，有且只有后腔能产生油压。因为两边形成了压强差，主缸缸体被由压强差推动的前腔活塞的前端顶到。紧接着后腔工作腔可以升到正常制动所需要的压力值。如果破坏到连接后腔的制动管路而导致漏油时，驾驶员踩下刹车的话，只有后缸的活塞往前移动

31、，但这时前缸活塞没有被推动，后缸工作腔没有形成油压差。直到后缸活塞继续往前顶到前缸活塞时，这是前缸活塞就会被往前推动，紧接着前缸工作腔形成压力差开始制动。汽车如果用主缸的双回路液压制动系，当无论那一路的制动回路失效，只要有一个回路能正常工作，只需要驾驶员加大踩刹车的行程，只是会导致刹车距离边长，制动力减小。但是还是能起到制动效果，增加了可靠稳定性。这种制动回路对制动液有以下几种要求：(1) 即使制动油温度升高也要保证不能气化而产生气阻，致使制动效果变差甚至消失。(2) 周围环境温度降低太多也不允许变得粘稠。(3) 不能腐蚀与制动油接触的金属和橡胶材质的零件。(4) 同时要有润滑液压制动系统零件

32、的功能。(5) 不能吸收周围太多的水蒸气但是同时也要求融水的性能好,即能与混入水汽化形成的微粒均匀混合,要不制动液就会因为有水泡而时气化温度降低。市场上大部分制动液是植物制动液，蓖麻油和溶剂(酒精或甘油等)对半调配而成。 由于植物制动液的汽化很容易被气化，蓖麻油成本比较高，市场上逐渐放弃植物制动液，转而使用合成制动液和矿物制动液。合成制动液具有较高汽化温度，一般最高能达到一百九十摄氏度以上，即使低于零下三十五摄氏度流动性还是很好，同时不会腐蚀金属，不会让橡胶变硬，溶水性好，但成本高；矿物制动液，不仅溶水性差，还极易使普通橡胶变形。133 制动系统设计计算3.1 制动系统主要参数数值3.1.1

33、相关主要参数实际参数：（1）（2）（3）（4） （5）（6） 车身重量1150kg 空载：1150kg 满载：2200kg（7） 汽车空载时质心离前轴的距离L=1630mm 汽车质心离后轴的距离L=1900mm（8） 汽车满载时质心离前轴的距离L=1730mm 汽车质心离后轴的距离L=1800mm（9） 汽车质心高度：空载h=95cm 满载h=85cm（10） 汽车所受重力G=mg=11500 kg263.1.2 同步附着系数的分析（1） 当时：在制动的过程中前轮先抱死，这种过程前轮没有转向能力但是是可以保证汽车正常以直线的状态下行驶的；（2）当时：在制动的过程中后轮最先出现抱死，这时后轮容易

34、发生侧滑且没有了方向稳定性；（3）当时：在制动过程中前轮和后轮都同时出现了抱死的情况，虽然汽车还是能保持正常的直线行驶但是同时没有了转向能力。分析表明，汽车在同步系数为的路面上制动（前后轮同时抱死）时，其制动减速度为，即q=,q表示制动强度。不同路面的附着系数不同，不论前后轮谁先制动到车轮快要抱死的制动强度0时，大小亦相等，且仅由制动器结构参数所决定。即跟制动器的大小，制造形式摩擦副的各个参数等有关，还有跟驾驶员踩下踏板所产生的液压或者气压成正比。当加大踏板力以加大，和均随之增大。但地面制动力受附着条件的限制，其值不可能大于附着力，即 FBF=Z 或 =F= Z 式中 轮胎与地面间的附着系数；

35、 地面对车轮的法向力的相反方向的力。 在制动器制动力和地面制动力达到附着力值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩即表现为静摩擦力矩，而=/即成为与相平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到=0以后，地面制动力达到附着力值后就不再增大，而制动器制动力由于踏板力增大使摩擦力矩增大而继续上升（见图3.1）图3 制动器制动力，地面制动力与踏板力的关系汽车在制动的时候前后轴的载荷会转移分配，分析驾驶员踩下刹车整车具体的受力情况，可计算地面作用于前后轴的法面方向的力，由于牛顿第二定律可得其法相反力,为： Z1= Z2= 式中：G 汽车所受重力，N； L 汽车轴距，mm； 汽车质心离前轴距离，

36、mm； 汽车质心离后轴距离，mm； 汽车质心高度，mm； 附着系数。取一定值附着系数=0.6；所以在空，满载时可得前后制动反力Z为以下数值 满载时：前轮 =14396.6N 后轮 =7603.4N 空载时：前轮 =8046.7N 后轮 =3453.3N由以上两式可求得前、后轴车轮附着力即为车辆工况前轴法向反力，N后轴法向反力,N汽车空载8046.73453.3汽车满载14396.67603.4表1 汽车总的地面制动力为 FB=FB1+FB2= 式中q（q=） 制动强度，就是减速度的时间比值；考虑到比减速度小于0.35的制动次数占总制动次数的以上，为安全考虑此处取制动强度 前后轴车轮的地面制动力

37、。 由以上两式可求得前后车轮附着力为 由上面的两个方程式可以得到前后车轮的附着力并同时可以求出车轮所受到的最大制动力是;满载时：前轮 =8320.1N 后轮 =4879.9N 空载时：前轮 =4642.4N 后轮 =2589.9N 故满载时前、后轴车轮附着力即地面最大制动力为：车辆工况前轴车轮附着力，N后轴车轮附着力,N汽车空载4642.42589.9汽车满载8320.14879.9表2=FB1/FB FB1/ FB2=(L2+hg)/ (L2-hg) FB= FB1+ FB2 可得分配系数=FB1/FB= FB1/（FB1+ FB2 ）=(L2+hg)/( L2+hg+ L1-hg)=(L2

38、+ hg)/L 满载时： 满载时： =0.65 空载时： =0.7在附着条件范围内地面制动力等于制动周缘力，故又可通称为制动力分配系数。另外不考虑一些其后他较为复杂的力矩影响计算，可得出满载和空载的制动分配系数曲线比较相似，故用结构较为简单的非感载式比例阀，另外还得装上ABS防抱死系统。为了使汽车在不同载荷条件下，要得到很好的制动效果，就要充分利用好前后轴的附着力，做到避免后轮因制动力过大抱死侧滑的危险，常见的压力阀通常有限压阀、比例阀、惯性阀等。3.1.4 制动强度和附着系数利用率 一条通过坐标原点斜率为的直线，它是具有制动器制动力分配系数的汽车的实际前，后制动器制动力分配线，简称线。图中线

39、与I曲线交于B点，可求出B点处的附着系数=，则称线与I线交线处的附着系数是决定汽车制动性能的参数，同时受到汽车的结构参数所决定。同步附着系数的计算公式是： 0=（L-L后）/ hg L后是质心到后轴的距离 满载时： 0=（L-L2）/ hg=(3.530.65-1.8)/0.85=0.58 空载时： 0=（L-L2）/=(3.530.7-1.9)/0.95=0.6则制动强度 满载时： 空载时： 附着系数利用率 满载时 空载时3.1.5 制动器制动力及制动力矩计算忽略路面对车轮阻碍所产生的力矩和有质量单位的车轮转动的惯性力矩的前提下观光车车获得最好的制动性能时所需的前后轮的最大制动力矩为： 前轴

40、最大制动力矩： 子午线轮胎有效滚动半径： re=19560%+(1525.4)/2=0.3m 后轴最大制动力矩： 即： 前轮双轮制动力 后轮双轮制动力 =0.3m -车轮有效半径 -该车所能遇到的最大附着系数 = 0.65 -汽车制动器制动力分配系数3.1.6 制动器制动因数大部分摩擦材料的摩擦系数数值约为，少数可达。按大部分制动材料的分布规律来看的话耐磨性越差，摩擦材料的摩擦系数越高。现在我国生产的大部分制动摩擦一旦温度低于时，保持摩擦系数已不成问题。此处的盘式制动器摩擦材料摩擦系数选，在接下来的鼓式制动器设计中其摩擦材料的摩擦系数取。 根据公式 前轮盘式制动器 1） 领蹄制动蹄因数：图4

41、鼓式制动器受力简图根据公式 h/b=2;c/b=0.8得=0.792） 从蹄制动蹄因数：根据公式 得整个领从蹄制动器的制动因数3.2 制动器有关计算3.2.1 前轮盘式制动器参数设计计算 1）制动盘直径D 越大径向的刹车盘不一定就越好，假设在合理的范围内使制动盘取得最大。通常为轮辋直径的。 电动观光车的前轮制动盘直径为 轮辋直径为 在范围内 设计要求合理，可以用来设计。 2）制动盘厚度选择刹车盘制动时的温度升降和总体质量会受到其截面宽度的直接影响。所以应该选择截面宽度小些的制动盘，同时又可以是其重量变轻；但是制动盘的截面宽度太小又会降低制动时的温升。大部分非通风盘式制动器的制动盘的厚度大约在范

42、围。非通风盘式制动器的制动盘厚度范围在之间，但多采用。电动观光车制动盘厚度在之间 3）摩擦衬块内半径与外半径摩擦衬块的外半径与内半径的比值不大于。如果外内半径摩擦衬块的比值太大，那么制动盘制动时摩擦衬块外边缘与内边缘的线速度相差较大，就会造成磨损不均匀，制动的摩擦面越来越小，影响制动效果。查询许多资料后发现观光车的前盘摩擦衬块的内半径和外半径的尺寸分别为70mm和100mmR2/R1=100/70=1.43Tf1，制动力力矩大小适合。3.3 盘式制动器主要零部件的结构设计3.3.1 制动盘刹车盘主要成分是珠光体灰铸铁，有的为了增加强度还添加了铬元素和镍元素等做铝合金。刹车盘刹车时会受到法向力和

43、切向力，长时间的摩擦制动还会产生热能 。希望刹车盘有较好的降温能力，有些卡钳式制动器的刹车盘在铸造时中间会预留一个通风冷却的通风孔，这个能很大程度上降低温升，另一方面其制动盘的横截面积比较大。所以大部分不带通风孔的刹车盘。此次刹车盘材料为HT250。 . 3.3.2 制动盘 大部分刹车的刹车卡钳是用可锻铸铁KTH370-12或球墨铸铁QT400-18作为材料制造的，也有用铝合金冲压铸造的铸造件。3.3.3 制动块制动块由背板和摩擦衬快组成，这两个零件要么冲压固定要么用铆钉固定在一起。3.3.4 摩擦材料良好的摩擦材料就算多次制动都能保持原来的摩擦系数浮动值不因变化过大，由于制动器的工作环境比较

44、差，连续制动制动器要求制动器温度浮动也不应过的大，所以要求要有比较好的热衰退性能，另外还要求制动的的摩擦材料具有较好的耐磨性，不能吸水和吸油的太强、压缩变形小、也不能受热易膨胀、热传导率差，能较好地抵抗制动时所产生的剪切、弯曲应力，不易发生异响、不会产生对人体有害的有毒物质的摩擦材料。大部分制动器的摩擦材料都是冲压出来的。3.3.5 制动轮缸为了考虑到制造成本和整体设计的问题，我们采用单活塞式制动缸。轮缸的缸体的制造材料是灰铸铁HT250。缸体里面需要穿孔。里面的活塞就需要硬度更高的铝合金材料。有个开槽顶快冲压在活塞外围，是用来顶住嵌在里面的制动蹄的，极端部或端部接头。橡胶密封圈套在活塞上阻碍

45、油液流过活塞，另外还有橡胶皮碗密封，这些保证制动液只在制动缸的工作腔流动。3.4 鼓式制动器主要零部件的结构设计3.4.1 制动鼓与摩擦衬片接触摩擦制动的是制动鼓，这就要求制动鼓与衬片接触面积要合理适当，发挥较好的制动性能，同时要求制动鼓要有很强的刚度且有较大的比热容，制动时不易温度变化过大且制动难以变形。3.4.2 制动蹄大部分小型汽车的制动蹄制造工艺都是钢板冲压焊接。有些车的制动蹄上由两个开槽，这是为了减小制动蹄的曲率半径，可以让摩擦片和制动鼓均匀受力接触，这样制动时摩擦会更加均匀，减少了异响，保证制动的耐久性。一般轿车的制动蹄腹板和翼缘的厚度要比货车薄。衬片大多用铆钉连接在制动蹄上，也有

46、直接黏在上面的，黏在制动蹄上的衬片，可以得到较厚的制动蹄，增加其使用时间，但坏了一般就直接换掉；铆钉连接的制动蹄噪声比较小。本次制动蹄采用的材料为。3.4.3 制动底板制动底板是制动器许多零件的安装支撑体，可以很好的规定各个零部件的位置。制动器制动时产生的制动力矩的反力会作用在制动底板上，这就要求其要有很强的承压能力。3.4.4 制动蹄的支承制动蹄的支承结构简单，由两个自由度所构成，制动蹄可以根据制动鼓回到原位。选用偏心支承销或偏心轮可以让制动蹄的制动摩擦面面与制动鼓的制动摩擦面同轴心，还可以保护零件的腐蚀磨损。具有长支承销的支承能可靠地保持制动蹄的正确安装位置，避免侧向偏摆。有时在制动底板上附加一压紧装置，使制动蹄中部靠向制动底板，而在轮缸活塞顶块上或在张开机构调整推杆端部开槽供制动蹄腹板张开端插入，以保持制动蹄的正确位置。3.4.5 制动缸制功轮缸里有活塞，连杆机构，橡胶套密封圈和制动液等还有制动轮缸缸体。轮缸的缸体的材料用的是灰铸铁HT250。缸内有通孔。活塞是铝合金材料，为了保证其刚度，造价较高。有个开槽顶快冲压在活塞外围，是用来顶住嵌在里面的制动蹄的，极端部或端部接头。橡胶密封圈套在活塞上阻碍油液流过活塞，另外还有橡胶皮碗密封，这些保证制动液只