哈飞锐意轿车制动系统结构设计说明

1、哈飞瑞意汽车制动系统结构设计概括中国汽车市场发展迅速，汽车是汽车发展的方向。然而，随着汽车保有量的增加，其带来的安全问题也越来越受到人们的关注，而制动系统是汽车主动安全的重要系统之一。因此，如何开发高性能的制动系统来保证安全驾驶是我们需要解决的主要问题。此外，随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短产品开发周期、提高设计效率、降低成本等，提高产品的市场竞争力，已成为企业成败的关键。本手册主要介绍哈飞锐意汽车制动系统的设计。首先介绍了汽车制动系统的发展、结构和分类，分析了鼓式制动器的结构、优缺点。最终计划使用液压双回路后鼓式制动器。此外，还介绍了前后制动器和制动总泵的设计计算、主要部件的参数选择和制动管

2、路布置的设计过程。关键词：刹车；鼓式制动器；液压目录第 1 章绪论. 11.1 制动系统设计的意义 11.2 制动系统研究现状. 11.3 该制动系统要实现的目标. 21.4 该制动系统的设计要求. 2第 2 章 制动系统方案的论证、分析与选择. 32.1 刹车形式方案分析. 32.1.1 鼓式制动器. 32.2 制动驱动机构的结构选型. 62.2.1 简单的制动系统.72.2.2 动态制动系统.72.2.3 伺服制动系统.82.3 液压分流系统形式的选择.92.3.1 II 类电路.92.3.2 X-loop .102.3.3 其他类型的电路.102.4 液压制动总泵的设计方案.10第 3

3、章 制动系统设计计算. 133.1 制动系统主要参数取值.133.1.1 相关主要技术参数. 133.1.2 同步粘着系数分析. 133.2 与刹车有关的计算.143.2.1 前后桥制动力矩分配系数的确定 143.2.2 制动器制动力矩的确定 143.2.3 后轮制动器结构参数和摩擦系数的选择. 1 43.3 制动系数计算. 1 63.3.1 后轮鼓式制动器效率系数. 163.4 制动器主要部件的结构设计. 17第 4 章 液压制动驱动机构的设计与计算. 194.1 后轮制动缸直径和工作容积的设计计算. 194.2 制动总泵和工作容积的设计计算. 214.3 制动踏板力和踏板行程 . 2 14

4、.3.1 制动踏板力 . 2 14. 3 .2 制动踏板工作行程. 2 2第 5 章 制动性能分析. 2 35.1 制动性能评价指标.235.2 制动效率.235.3 制动效率的一致性. 235.4 制动时汽车的转向稳定性.235.5 制动力分布曲线分析.245.6 制动减速度.245.7 制动距离 S . 255.8 摩擦片（垫）磨损特性的计算. 255.9 驻车制动计算.27结论 . 28评论 . 29参考文献.30第一章简介1.1制动系统设计的意义汽车是现代交通中使用最多、最普遍、最方便的交通工具。汽车制动系统是汽车底盘上的重要系统，是限制汽车运动的装置。制动器是制动系统中的关键装置，直

5、接限制汽车的运动，是汽车中最重要的安全部件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全。随着高速公路行业的快速发展和交通密度的不断提高，人们对安全性和可靠性的要求也越来越高。为了确保人和车辆的安全，车辆必须配备非常可靠的制动系统。本次毕业设计的课题是桑塔纳2000轿车的制动系统设计。通过查阅相关资料，运用专业基础理论和专业知识，确定了桑塔纳2000轿车制动系统的设计方案，并进行了零部件的设计计算和结构设计。使其满足以下要求：具有足够的制动效率，保证汽车的安全；系统采用X型双回路制动管路，确保制动的可靠性；采用真空助力器，操作方便；在材料的选择上，尽量使用对人体无害的材料。1.2制动系统研究现状车辆在

6、行驶过程中需要经常刹车。由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一。提高车辆的制动性能始终是汽车设计。制造和使用部门的重要任务。当车辆在制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，车辆的速度逐渐降低到0。因此，制动过程中的受力分析是整车试验设计的基础。由于这个过程比较复杂，在实践中一般只能建立简化的模型分析。通常人们主要从三个方面来分析和分析制动过程。评估：1）制动效率：即制动距离和制动减速度；2）制动效率的恒定性：即抗热衰减性；3）刹车时汽车的方向稳定性；目前对整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行。由于在车辆的路试中测量车轮扭矩并不容易，因此大多数测试

7、都与传动系统有关！制动系统是通过间接测量来进行的。在道路上行驶，车轮与地面之间的作用力是车辆运动变化的基础。在车辆的道路试验中，如果能够方便地测量出车轮扭矩的变化，就可以对车辆制动系统的性能进行更全面的研究。测试数据和性能评估。1.3该制动系统应达到的目标1）具有良好的制动性能。2）稳定性好，制动性能好。3）制动时车辆操纵稳定性好。4）制动效率的热稳定性好。1.4本制动系统的设计要求制定了制动系统的结构方案，确定并计算了制动系统的主要设计参数。设计了制动器的主要参数，计算了液压驱动系统的参数。使用计算机辅助设计绘制装配图、布局图和零件图。最后进行制动力分配规划，并对设计的制动系统的各项指标进行

8、评估和分析。第二章制动系统方案论证分析与选型2.1刹车形式方案分析几乎所有的汽车制动器都是机械摩擦式的，即利用转动元件和固定元件两个工作面之间的摩擦产生的制动力矩来使汽车减速或停止。一般来说，摩擦制动器根据其旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类。2.1.1鼓式制动器鼓式制动器是最早的汽车制动器形式，在盘式制动器出现之前就已广泛应用于各种汽车。鼓式制动器分为鼓式制动器和外梁式鼓式制动器两种结构类型。鼓式制动器的摩擦元件是一对带弧形摩擦瓦的制动蹄，后者安装在制动底板上，制动底板固定在前桥或后桥的前梁上轴壳半套筒的法兰上，转动的摩擦元件是制动鼓。车轮制动器的制动鼓均固定在车轮鼓上。制动时，制动鼓的圆柱

9、面与制动蹄摩擦路板的外表面作为一对摩擦面，在制动鼓上产生摩擦力矩，因此也称为蹄式制动器。外梁式鼓式制动器的固定摩擦元件为带摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，利用制动鼓的外圆柱面和制动带摩擦片的圆周.圆弧面作为一对摩擦面，产生作用在制动鼓上的摩擦力矩，故又称带式制动器。在汽车制动系统中，带式制动器曾经仅在部分汽车中用作中央制动器，而在现代汽车中很少使用。因此，鼓式制动器通常被称为鼓式制动器，而鼓式制动器通常被称为这种类型的鼓式结构。鼓式制动器按制动蹄的类型分类：1)跟随蹄刹图2-1 ，如果图中最上方的旋转箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向（制动鼓正转），则蹄1为引导蹄，鞋2是从鞋

10、。当汽车倒车时，制动鼓的转动方向变为反向转动，因此主蹄和从蹄也相应反转。这种在制动鼓正反方向旋转时始终具有导靴和从动靴的鼓式制动器称为从动靴式制动器。前蹄上的摩擦力使蹄子更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故又称动量增蹄；而副蹄上的摩擦力使蹄倾向于离开制动鼓，即摩擦力矩具有“降电位”的作用，故又称降电位蹄。 “电位增加”效应增加了前蹄上的法向反作用力，而“电位减少”效应减少了次蹄上的法向反作用力。图 2-1 鼓式制动器示意图从动蹄制动器的性能和稳定性处于中等水平，但由于其在汽车前进和后退时具有恒定的制动性能，而且结构简单，成本低廉，因此也易于安装驻车制动机构。这种结构在中重型卡车的前后轮制动器和

11、乘用车的后轮制动器中仍广泛使用。2)双导靴式制动器如果在汽车前进时两个制动蹄是引导蹄，则称为双引导蹄制动。很明显，当汽车倒车时，刹车的两个刹车蹄就变成了副蹄，所以也可以称为单向双导蹄式刹车。如图2-2 （c）所示，两个制动蹄分别由一个单活塞制动轮缸推动。对称布置，因此，两蹄在制动鼓上的合力正好相互平衡，属于平衡式制动器。双引导蹄式制动器，前向制动效率高，但倒车时变成双从动蹄式，大大降低了制动效率。这种结构常用于中型车的前轮制动，因为这类车在前行制动时，前桥的动轴载和附着力大于后桥，倒车时则相反。 .(一) (二)(c) (d)图 2-2 鼓式制动器示意图3)双向双导蹄式制动器当制动鼓正向和反向

12、旋转时，以双制动助力作为导靴的制动器称为双向双导靴制动器。它也属于平衡制动器的范畴。由于双向双导蹄式制动器的制动性能在汽车前进后退时不会发生变化，因此广泛用于中轻卡和部分轿车的前后轮，但用作后轮时车轮制动器，另一个中央制动器为驻车制动器提供。4)单向助力制动如图所示，两个闸瓦下端通过顶杆连接，第二闸瓦支撑在制动底板上端。在支撑销上。由于制动时两块鞋的正常反作用力不能相互平衡，所以属于不平衡制动。单向助力制动器在汽车前行制动时的制动效率很高，高于上述各种制动器，但在倒车时制动效率最低。因此，仅在少数轻型和中型面包车和轿车上用作前轮制动。第三章制动系统设计计算3.1制动系统主要参数3.1.1相关主

13、要技术参数车辆质量：空载： 820 kg满载： 16 00kg质心位置：a= 1.274 mb= 0.686 m质心高度：空载：hg= 0.68 m满载：hg= 0.6 5m轴距：L= 1.96 m轴距：前轮： L=1。 235米后轮： L =1.220m最高速度： 90公里/小时车轮工作半径： 247.9 mm轮胎：195/60R1 5 85H同步附着系数：=0.63.1.2同步附着系数分析(1)当时：制动时，后轮总是先抱死，此时后桥容易发生侧滑，汽车失去方向稳定性；(3)When=When：刹车时，汽车前后轮同时抱死，这是一种稳定的工作状态，但同时也失去了转向能力。分析表明，当汽车在路面上

14、以同步附着系数制动（前后轮同时抱死）时，制动减速度为 ，即制动强度。在其他附着系数的路面上制动时，前轮或后轮即将抱死的制动强度 这说明只有在有=的路面上，才能充分利用地面附着力条件。根据相关资料，轻型客车和轻型卡车的同步附着系数为：0.55 0.70。所以取 = 0.63.2刹车相关计算3.2.1确定前后桥制动力矩分配系数根据公式：(3-1)得到： = 0.553.2.2制动器制动力矩的确定由轮胎-路面附着系数确定的前后桥最大附着力矩：(3-2)式中： 汽车所能遇到的最大附着系数；q制动强度；车轮的有效半径，mm；后桥制动力矩，Nmm ；G小车满载质量，Kg ；L车辆的轮距，mm。第四章液压制

15、动驱动机构的设计与计算4.1后轮制动轮缸直径和工作容积的设计计算根据公式：(4-1)式中：p考虑轮缸或记录制动力调节装置作用下的液压，一般不大于10Mp12Mp。取 p = 10MP打开力，N；d轮缸直径，mm；根据公式： k= ( 4-2 )K是效率因子；输出接地制动力矩，Nmm；R制动鼓半径，mm。导靴制动蹄后轮： k=（ 4-3 ）0.826 =4564.85= 24 毫米_根据GB7524-87标准规定的尺寸，轮缸直径为24mm 。一个轮缸的工作容积根据公式： （ 4-4 ）式中：轮缸活塞直径，mm ；n轮缸活塞的数量；轮缸完全制动时的行程，mm。初步设计时，可为2mm-2.5mm=2

16、mm- 消除制动蹄和制动鼓之间的间隙所需的轮缸活塞行程。- 由于摩擦衬片变形导致的轮缸活塞。, 分别为鼓式制动器变形和制动鼓变形引起的轮缸活塞行程。一个轮缸的工作容积 = 1808.64 mm前轮： k=（ 4-5 ）0.826 =5579.35N=根据GB7524-87标准规定的尺寸，轮缸直径为26mm 。一个轮缸的工作容积根据公式： （ 4-6 ）式中： 轮缸活塞直径，mm ；n轮缸活塞的数量；轮缸完全制动时的行程，mm。第五章制动性能分析任何一套制动装置都由两部分组成：制动器和制动驱动机构。汽车的制动性能是指汽车在下长坡时，利用外力将汽车的速度强行降低到停车或保持一定速度的能力。5.1

17、制动性能评价指标汽车的制动性能主要从以下三个方面进行评价：1）制动效率，即制动距离和制动减速度；2）制动效率的稳定性，即抗衰退性能；3）汽车制动时的方向稳定性，即汽车在制动时不跑偏、不侧滑、不失去转向能力的性能。5.2 制动效率制动效率是指汽车以一定的初速制动，在良好的路面上停车时，汽车的制动距离或减速度。制动效率是制动性能中最基本的评价指标。制动距离越小，制动减速度越大，汽车的制动性能就越好。5.3 制动效率的一致性制动效率的恒定性主要是指对热衰减的抵抗力。当汽车在高速或长坡下连续制动时保持制动效率的程度。由于制动过程实际上是通过制动器的吸收将汽车的动能转化为热能，因此在制动器温度升高后能否

18、在冷态保持制动效率成为设计制动器时需要考虑的重要问题。 .5.4 刹车时汽车的方向稳定性刹车时汽车的方向稳定性通常通过刹车时汽车在给定路径上行驶的能力来评估。如果发生制动、打滑或失去转向能力。那么汽车就会偏离原来的路径。汽车在制动过程中保持直线或遵循预定曲线的能力称为方向稳定性。影响方向稳定性的三个条件包括制动偏差、后轴打滑或前轮失去转向能力。当刹车、打滑或失去转向能力时，汽车会偏离给定的行驶路径。因此，汽车沿给定路径行驶的能力常被用来评价汽车在制动过程中的方向稳定性，而在测试制动距离和制动减速度两个指标时需要测试通道的宽度。从制动偏差、侧滑和转向能力丧失等方面对方向稳定性进行了测试。刹车漂移的原因有两个1）汽车左右轮特别是转向轴左右轮制动力不均等。2）制动时悬架导杆系统与转向系统拉杆运动学不一致（相互干扰）前者是由于刹车调整错误，是非系统性的。后者是系统性错误。侧滑是指车辆在制动时一个轴或两个轴的车轮横向打滑的现象。最危险的情况是高速制动时后桥打滑。为防止后桥打滑，应同时锁定前后桥或先锁定前桥，