毕业设计阁瑞斯轻型客车制动系统设计说明书

摘要随着高速公路的不断发展，汽车车速的不断提高，车流密度也不断增大。现代汽车对制动系的工作可靠性要求日益提高。因为只有制动性能良好，制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。由此可见，本次制动系统设计具有实际意义。对于福田风景轻型客车的制动系统设计，首先制定出制动系统的结构方案，本设计确定采用前盘后鼓式制动器，串联双腔制动主缸，HH型交叉管路布置。其次计算制动系统的主要设计参数(确定同步附着系数，制动力分配系数，制动器最大制动力矩)，制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。再次利用计算机辅助设计绘制装配图，布置图和零件图。最终进行制动力分配编程，对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析。通过本次设计的计算结果表明设计出的制动系统是合理的、符合标准的。其满足结构简单、成本低、工作可靠等要求。关键词：福田风景轻型客车；制动系统设计；前盘后鼓式制动器；制动主缸AbstractWiththecontinuousdevelopmentofhighways,thecontinuousimprovementofvehiclespeed,trafficdensityhasincreasedcontinuously.HyundaiMotorbrakeontheworkoftheincreasingreliabilityrequirements.Onlygoodbrakingperformance,thebrakingsystemofreliablecartogivefullplaytoitshigh-speeddrivingperformanceandtoensurethatthemomentumonsecurity.Evidently,thisbrakingsystemdesignofpracticalsignificance.ForthedesignofFotonViewLightBus,Firstdevelopedstructureofthebrakingsystem,thedesigndeterminedbypre-andpost-drumbrakes,dual-chambertandembrakemastercylinders,HH-cross-linelayout.Thiswasfollowedbycalculationofthemainbrakingsystemdesignparameters(attachmentcoefficientdeterminedsimultaneously,thebrakingforcedistributioncoefficient,thebiggestbrakebraketorque),themainparametersofdesignandbrakehydraulicdrivesystemparameters.Drawingonceagainusecomputer-aideddesignassemblydrawing,layoutplansandparts.Finalbrakingforcedistributionofprogramming,thedesignofthebrakingsystemofindicatorstoevaluatetheanalysis.Throughthisdesigncalculationsdesignedtoshowthatthebrakingsystemisreasonable,inlinewithstandards.Tomeetitsstructureissimple,lowcost,reliabilityrequirements.Keywords：FotonViewLightBus；BrakeSystemDesign；Qianpanhougubrake；Brakemastercylinders

目录第1章绪论 11.1制动系统工作原理 11.2汽车制动系统的组成 21.3汽车制动系统的类型 21.4汽车制动系统的功用和要求 31.4.1汽车制动系统的功用 31.4.2汽车制动系统的设计要求 3第2章制动系统设计方案 42.1制动器结构形式方案 42.2液压制动管路布置方案 62.3制动主缸的设计方案 72.4制动驱动机构形式方案 82.4.1简单制动系 92.4.2动力制动系 92.4.3伺服制动系 9第3章制动系统主要参数确定 103.1轻型货车主要设计参数 103.2同步附着系数的确定 103.3制动器制动力分配系数的确定 113.4前后制动器最大制动力矩的确定 123.5制动器主要参数的确定 123.5.1制动鼓直径的确定 123.5.2制动器主要参数的确定和包角的确定 133.5.3摩擦衬片起始角的确定 133.5.4制动器中心到张开力作用线距离的确定 133.5.5制动蹄支销连线至制动器中心值的确定 133.5.6支销中心距的确定 133.5.7摩擦片摩擦系数的确定 13第4章制动器的设计与计算 144.1前、后鼓式制动器制动转矩计算 144.1.1制动蹄的压力中心 144.1.2制动蹄的效能因数 144.1.3每一制动器的制动转矩 154.2制动性能计算 154.2.1制动减速度 154.2.2制动距离 15第5章制动驱动机构设计 175.1制动轮缸直径的确定 175.2制动主缸直径的确定 175.3制动踏板力的确定 175.4制动踏板工作行程的确定 18第6章评价分析 196.1汽车制动性能评价指标 196.2制动效能 196.3制动效能的恒定性 196.4制动时汽车的方向稳定性 196.5前、后制动器制动力分配 206.5.1地面对前、后车轮的法向作用力 206.5.2理想的前、后制动器制动力分配曲线 216.6制动系统的发展趋势 22第7章结论 26参考文献 27致谢 28附录一外文翻译 29附录二相关程序 38第1章绪论汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好，制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。汽车制动系至少应有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，并使汽车在下段坡时保持适当的稳定车速。驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停住在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。1.1制动系统工作原理本设计要求前盘后鼓式制动器，现用鼓式制动系统来说明制动原理。下面是简单的制动系统工作原理示意图1—1。图1—1制动系统工作原理示意图一般制动系统的工作原理可用图1—1所示的一种简单的液压制动系统示意图来说明。一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓8固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板11上，有两个支承销12，支承着两个弧形制动蹄10的下端。制动蹄的外圆面上又装有一般是非金属的摩擦片9。制动底板上还装有液压制动轮缸6，用油管5与装在车架上的液压制动主缸4相连通。主缸中的活塞3可由驾驶员通过制动踏板1来操纵。制动系统不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保持有一定的间隙，使车轮与制动鼓可以自由旋转。要使行驶中的汽车减速，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，并通过两个轮缸活塞7推使两制动蹄绕支承销传动，上端向两边分开而以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着旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩M，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将力矩M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F，同时路面也对车轮作用着一个向后的反作用力，即制动力F。制动力F由车轮经车桥和悬架传给车架及车身，迫使整个汽车产生一定的减速度。制动力越大，则汽车减速度也越大。当放开制动踏板时，复位弹簧13即将制动蹄拉回复位，摩擦力矩M和制动力F消失，制动作用即行终止。1.2汽车制动系统的组成任何制动系统都有以下四个基本组成部分：1）功能装置：包括供给调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种零件，其中生产制动能量的部分称为制动能源。2）控制装置：包括产生制动动作和控制动作和效果的各种部件，制动踏板机构即是最简单的一种控制装置。3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件。如制动主缸和制动轮缸。4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。较为完善的制动系统还具有制动力调节装置，压力保护装置等。1.3汽车制动系统的类型1）按制动系统的功用分类（1）行车制动系统——使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。（2）驻车制动系统——使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。（3）第二制动系统——在行车制动系统失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。（4）辅助制动系统——在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。2）按制动系统的制动能源分类（1）人力制动系统——以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统。（2）动力制动系统——完全依靠发动机动力转化成的气压或液压进行制动的制动系统。（3）伺服制动系统——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。按照制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种传能方式的制动系统可称为组合式制动系统，如气顶液制动系统。1.4汽车制动系统的功用和要求1.4.1汽车制动系统的功用汽车制动系必须具备如下基本功能：在行车过程中能以适当的减速度使汽车降低到所需值（包括零值）；使汽车在下坡行驶时保持适当的稳定速度；使汽车可靠地在原地（包括在斜坡上）停驻。因此，制动系中至少应有两套独立的制动装置——行车制动装置和驻车制动装置。前者用以保证第一项功能，并在坡道不长的情况下保证第二项功能；后者则主要保证第三项功能，并有助于汽车在坡道上起步。1.4.2汽车制动系统的设计要求对汽车制动系必须具备如下基本功能：应具有足够的制动力，工作可靠。操纵应轻便。制动稳定。制动应平稳。避免自行制动。散热性好，摩擦片的抗热衰退能力要高，磨损后的间隙应能调整，并且能防水、防油、防尘等。工作可靠性。公害程度。

第2章制动系统设计方案汽车制动系统的设计是一项综合性、系统性的设计，它涉及到制动系统的整体设计和零件设计，设计要求中体现了既有对整体的要求，又有对各零件各自性能的要求。对制动系整体性能，除了上面所说的以外，还有使用性能良好，故障少等要求。对零部件除了能实现各自功能外，还要求它与其他组装起来的配合能力，协作能力良好，因此，在制动系统设计前，应先提出制动系统综合设计方案。根据对制动系统的要求，并配合制动系统得结构形式的特点，参考近年来制动系统设计趋势，综合设计题目要求等。福田风景轻型客车的制动系设计方案确定如下：2.1制动器结构形式方案目前各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。福田风景轻型客车制动系统采用前盘后鼓式的制动器。鼓式制动器的摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面。鼓式制动器有内张型和外束型两种。前者的制动鼓以内圆柱面为工作表面，在汽车上应用广泛；后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，目前只有极少数汽车用作驻车制动器。内张型鼓式制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。位于制动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠在制动鼓内圆面上，产生摩擦力矩（制动力矩）。鼓式制动器按制动蹄的属性分类为：领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式和双向增力式六种。领从蹄式制动器的效能和稳定性都处于中游，但由于其顺、倒车制动的性能不变，构造简单，造价较低，便于附装驻车制动驱动机构，故鼓式制动器我选用领从蹄式制动器。盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。

盘式制动器的旋转元件是一个垂向安放且以两侧表面为工作表面的制动盘，其固定摩擦元件一般是位于制动盘两侧并带有摩擦片的制动块。制动时，当制动盘被两侧的制动块夹紧时，摩擦表面便产生作用于制动盘上的摩擦力矩。其固定元件则有着多种结构型式，大体上可分为两类。一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2～4个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。全盘式制动器的旋转件也是以端面工作的金属圆盘，其固定元件是呈圆盘形的金色背板和摩擦片。工作时制动盘和摩擦片间的摩擦面间的摩擦面全部接触。1）固定钳式盘式制动器固定钳式盘式制动器如图2-1中a）图所示，其制动钳体固定在转向节上，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装有一个活塞。当压力油液进入两个油缸外腔时，推动两个活塞向内将位于制动钳两侧的制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减小时，回味弹簧则将两制动块总成及活塞推离制动盘。固定钳盘式制动器在汽车上的应用较浮动钳式的要早，其制动钳的刚度好，除活塞和制动块外无其他滑动件。但由于需采用两个油缸并分置于制动盘的两侧，使结构尺寸较大，布置也较困难；需两组高精度的液压缸和活塞，成本较高；制动产生的热经制动钳体上的油路传到制动油液，易使其由于温度过高而产生气泡，影响制动效果。另外，由于两侧制动块均靠活塞推动，很难兼用于由机械操纵的驻车制动，必须另加装一套驻车制动用的辅助制动钳，或是采用盘鼓结合式后轮制动器，其中作为驻车用的鼓式制动器由于直径较小，只能是双向增力式的。这种“盘中鼓”的结构很紧凑，但双向增力式制动器的调整不方便。图2-1钳盘式制动器示意图a)定钳盘式制动器；b)滑动钳盘式制动器；c）摆动钳盘式制动器2）浮动钳式盘式制动器浮动钳盘式制动器的制动钳体是浮动的。其浮动方式有两种，如图b)滑动钳盘式制动器c)摆动钳盘式制动器。它们的制动油缸都是单侧的，且与油缸同侧的制动块总成为活动的，而另一侧的制动块总成则固定在钳体上。制动时在油液压力作用下，活塞推动该侧活动的制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动块总成的受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在于与制动盘垂直的平面内摆动。这就要求制动摩擦衬片为楔形的，摩擦表面对其背面的倾斜角为6°左右。在使用过程中，摩擦衬块逐渐磨损到各处残存厚度均为1mm后既应更换。当浮动钳式盘式制动器兼用作行车制动器和驻车制动器时，可不必加设驻车制动用的制动钳，而只需在行车制动钳的液压油缸附近加装一些用于推动液压油缸活塞的驻车制动用的机械传动件即可。浮动钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，其结构简单，造价低廉，易于布置，结构尺寸紧凑，可将制动器进一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车制动和驻车制动由于浮动钳没有跨越制动盘的油道和油管，减少了油液的受热机会，单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮遮蔽较少，使冷却条件较好。另外，单侧油缸的活塞比两侧油缸的活塞要长，图2-2盘式制动器结构图也增大了油缸的散0热面积，因此制动油液温度比定钳式的低30℃～50℃，汽化的可能性较小。但由于制动钳体为浮动的，必须设法减少滑动处或摆动中心处的摩擦，磨损和噪声。经过前面各式制动器的优缺点的比较后，由于浮动钳盘式制动器有结构紧凑，制动块磨损均匀的优点，前轮采用了浮动钳盘式制动器。后轮采用鼓式领从蹄式制动器。2.2液压制动管路布置方案为了提高制动驱动机构的工作可靠性，保证行车安全，制动驱动架构至少应有两套独立的系统，即应是双管路制动系统，也就是说应将汽车的全部制动的液压或气压管路分成两个或更多个相互独立的回路，以便当一个回路发生故障失效时，其它完好的回路仍能可靠的工作。图2-3为双轴汽车的液压式制动驱动机构的双回路系统的5种分路方案图。选择分路方案时，主要是考虑其制动效能的损失程度、制动力的不对称情况和回路系统的复杂程度等。图（a）为前、后轮制动管路各成独立的回路系统，即一轴对一轴的分路形式。其特点是管路布置最为简单，可与传统的单轮缸鼓式制动器相配合，成本较低。图（b）为前后制动管路曾对角连接的两个独立的回路系统，即前轴的一侧车轮制动器与后桥的对测车轮制动器同属于一个回路称交叉型，简称X型。其特点是结构也很简单，一回路失效时仍能保持50%的制动效能，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。此时前、后各有一侧车轮有制动作用，使制动力不对称，导致前轮将朝制动起作用车轮的一侧绕主销转动，使汽车失去方向稳定性。图（c）的左、右前轮制动器的半数轮缸与全部后轮制动器轮缸构成一个独立的回路，而两前轮制动器的另半数轮缸构成另一回路，可看成是一轴半对半个轴的分路形式，简称HI型。图（d）的两个独立的回路分别为两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器所组成，即半个轴与一轮对另半个轴与另一轮的形式，简称LL型。图（e）的两个独立的回路均由每个前、后制动器的半数缸所组成，即前、后轴对前、后半个轴的分路形式，简称HH型。这种形式的双回路制动效能最好。HI，LL，HH型的结构均较复杂。LL型与HH型在任一回路失效时，前、后制动力的比值均与正常情况下相同，且剩余的总制动力可达到正常值的50%左右。HI型单用回路3，即一轴办时剩余制动力较大，但此时与LL型一样，在紧急制动时后轮急易先抱死。综合各方面的因素和比较各回路形式的优缺点。选择了HH型回路。（a）（b）（c）（d）（e）图2-3双轴汽车液压双回路系统的5种分路方案图1—双腔制动主缸2—双回路系统的一个回路3—双回路系统的另一分路2.3制动主缸的设计方案为了提高汽车的行驶安全性，根据交通法规的要求，现代汽车的行车制动装置均采用了双回路制动系统。双回路制动系统的制动主缸为串列双腔制动主缸，单腔制动主缸已被淘汰。福田风景轻型客车的制动主缸采用串列双腔制动主缸。该主缸相当于两个单腔制动主缸串联在一起而构成。储蓄罐中的油经每一腔的空心螺栓和各自旁通孔、补偿孔流入主缸的前、后腔。在主缸前、后工作腔内产生的油压，分别经各自得出油阀和各自的管路传到前、后制动器的轮缸。主缸不制动时，前、后两工作腔内的活塞头部与皮碗正好位于前、后腔内各自得旁通孔和补偿孔之间。当踩下制动踏板时，踏板传动机构通过推杆推动后腔活塞前移，到皮碗掩盖住旁通孔后，此腔油压升高。在液压和后腔弹簧力的作用下，推动前腔活塞前移，前腔压力也随之升高。当继续踩下制动踏板时，前、后腔的液压继续提高，使前、后制动器制动。撤出踏板力后，制动踏板机构、主缸前、后腔活塞和轮缸活塞在各自的回位弹簧作用下回位，管路中的制动液借其压力推开回油阀留回主缸，于是解除制动。若与前腔相连接的制动管路损坏漏油时，则踩下制动踏板时，只有后腔中能建立液压，前腔中无压力。此时在液压差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端顶到主缸缸体上。此后，后缸工作腔中的液压方能升高到制动所需的值。若与后腔连接的制动管路损坏漏油时，则踩下制动踏板时，起先只有后缸活塞前移，而不能推动前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液压。但在后腔活塞直接顶触前缸活塞时，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液压而制动。由此可见，采用这种主缸的双回路液压制动系，当制动系统中任一回路失效时，主缸仍能工作，只是所需踏板行程加大，导致汽车制动距离增长，制动力减小。2.4制动驱动机构形式方案制动驱动机构将来自驾驶员或是其它力源的力传给制动器，使之产生需要的制动转矩。制动系工作的可靠性在很大程度上取决于制动驱动机构的结构和性能。所以对制动驱动机构首先要求工作可靠；其次是制动转矩的产生和撤除都应尽可能快，充分发挥汽车的制动性能；再次是操纵轻便省力；最后是加在踏板上的力和踩下踏板的距离应该与制动器中产生的制动转矩有一定的比例关系。根据制动力源的不同，制动驱动机构一般可以分为简单制动、动力制动和伺服制动三大类。2.4.1简单制动系简单制动系即人力制动系，是靠驾驶员作用于制动踏板上或手柄上的力作为制动力源，而力的传递方式又有机械式和液压式两种。机械式的靠杆系或钢丝绳传力，结构简单，造价低廉，工作可靠，但机械效率低，因此仅用于中小型汽车的驻车制动器。由于驻车制动系必须可靠的保证汽车在原地停驻并在任何情况下不致自动滑行。这一点只有用机械锁止方式才能实现，所以驻车制动系采用了机械传动装置。液压式的简单制动系通常简称为液压制动系，用于行车制动装置。其优点是作用滞后时间短（0.1s～0.3s），工作压力大（可达10MPa～12MPa），缸径尺寸小，可布置在制动器内部作为制动蹄的张开机构或制动块的压紧机构，使之结构简单，紧凑，质量小，造价低。但其有限的力传动比限制了它在汽车上的使用范围。液压式简单制动系曾广泛用于轿车、轻型及以下的货车和部分中型货车上。但由于其操纵架构较沉重，不能适应现代汽车提高操纵轻便性的要求，故当前仅用于微型汽车上，在轿车和轻型汽车上已极少采用。2.4.2动力制动系动力制动系是以发动机动力形式的气压或液压势能作为汽车制动的全部力源进行制动，而司机作用于制动踏板或手柄上的力仅用于对制动回路中控制元件的操纵。在简单制动系中的踏板力与其行程间的反比例关系在动力制动系中便不复存在，因此，此处的踏板较小且可有适当的踏板行程。2.4.3伺服制动系伺服制动系在人力液压制动系的基础上加设一套由其他能源提供的助力装置，使人力与动力可兼用，即兼用人力和发动机动力作为制动能源的制动系。在正常情况下，其输出工作压力主要由动力伺服系统产生，而在动力伺服系统失效时，仍可全由人力驱动液压系统产生一定程度的制动力。因此，在中级以上的轿车及轻、中型客、货汽车上得到广泛的应用。轻型客车制动驱动机构设计当中，通过计算所需的制动力仅靠人力是不够,所以我选择加装了真空助力伺服制动系来弥补制动力不足的问题。

第3章制动系统主要参数确定3.1主要设计参数汽车总质量：空载时G=1840kg满载时G=24质心位置：质心距前轴距离：a=1.35m质心距后轴距离：b=1.质心高度：空载时：hg=0.66m满载时：hg=0.轴距：L=2.6m轮距:B=1.46m轮胎规格：195/70R153.2同步附着系数的确定轻型客车制动制动力分配系数采用恒定值得设计方法。欲使汽车制动时的总制动力和减速度达到最大值，应使前、后轮有可能被制动同步抱死滑移，这时各轴理想制动力关系为F+F=GF/F=（L2-G）/(L1-hg)式中：F：前轴车轮的制动器制动力F：后轴车轮的制动器制动力G：汽车重力L1：汽车质心至前轴中心线的距离L2：汽车质心至后轴中心线的距离hg：汽车质心高度由上式可知，前后轮同时抱死时前、后轮制动器制动力是的函数，如下图所示，图上的I曲线即为轻型客车的前后轮同时抱死的前后轮制动器制动力的分配曲线（理想的前后轮制动器制动力分配曲线）。如果汽车前后轮制动器制动力能按I曲线的要求匹配，则能保证汽车在不同的附着系数的路面制动时，前后轮同时抱死。然而，目前大多数汽车的前后制动器制动力之比为定值。常用前制动器制动力与汽车总制动力之比来表明分配的比例，称为制动器制动力分配系数，并以符号来表示，即=F/F当汽车在不同值的路面上制动时，可能有以下3种情况。1)当＜时，线在I线下方，制动时总是前轮先抱死。这是一种稳定工况，但在制动时汽车有可能丧失转向能力，附着条件没有充分利用。2)当＞时，线在I线上方，制动时总是后轮先抱死，因而容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。3）当=时，前、后轮同时抱死，是一种稳定的工况，但也失去转向能力。前、后制动器的制动器制动力分配系数影响到汽车制动时方向稳定性和附着条件利用程度。要确定值首先要选取同步附着系数。根据汽车知识手册查表，福田风景轻型客车的同步附着系数取为0.72。3.3制动器制动力分配系数的确定根据公式：=（L+hg）/L得：=（1250+0.72680）/2600=0.6691式中：同步附着系数L：汽车重心至后轴中心线的距离L：轴距hg:汽车质心高度3.4前后制动器最大制动力矩的确定为保证汽车有良好的制动效能和稳定性，应合理的确定前、后轮制动器制动力矩。对于选取较大的各类汽车，应从保证汽车制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩。当＞时，相应的极限制动强度q＜，故所需的后轴和前轴的最大制动力矩为T=Z=（L1-qhg）rT=其中则3.5制动器主要参数的确定3.5.1制动鼓和制动盘直径的确定前、后车轮选择一样的型号，所以轮辋直径也是一样的。制动鼓直径与轮辋之比/取0.76；制动盘直径与轮辋之比/也取0.76。则由D/1525.4=0.76，得：D===290mm3.5.2制动器主要参数的确定和包角的确定摩擦衬片宽度b按照国产摩擦片规格，一般b/D=0.16～0.26，取b/D=0.20则b/290=0.20b=58取b=60mm摩擦衬片包角～时，磨损最小，制动鼓温度最低，制动效能最高。则摩擦衬片包角θ取。3.5.3摩擦衬片起始角的确定一般将衬片布置在制动鼓的中央，即摩擦起始角=。3.5.4制动器中心到张开力作用线距离的确定e=0.8R=0.8×145=115mm3.5.5制动蹄支销连线至制动器中心值的确定初步设计时取=0.8R=0.8×145=115mm。3.5.6支销中心距的确定C=0.15R=0.15×145=21.75mm则2C=2×21.75=43.53.5.7摩擦片摩擦系数的确定国产的制动摩擦材料摩擦系数=0.30～0.40为适宜值，则取0.38。

第4章制动器的设计与计算4.1前、后鼓式制动器制动转矩计算4.1.1制动蹄的压力中心压力中心圆直径。4.1.2制动蹄的效能因数领蹄的效能因数式中：。从蹄的效能因数式中：。则4.1.3每一制动器的制动转矩前轴的制动转矩后轴的制动转矩其中则前制动器的转矩后制动器的转矩4.2制动性能计算4.2.1制动减速度假设汽车是在水平的，坚硬的道路上行驶，并且不考虑路面附着条件，因此制动力是由制动器产生。此时=式中：汽车前、后轴制动转矩的总合。代入数据得=(5135000+1997000)×9.8/2800×9.8×324=7.59考虑附着条件，对制动减速度进行验算=＞成立，故符合条件。4.2.2制动距离在匀减速度制动时，制动距离S:S=式中，S以计；为经验系数，对于客车取0.1；为制动初速度，以计，以计。根据《汽车知识手册》可知，取，安全制动距离=制动距离+反应距离。查表可知，安全制动距离=31.5+22=53.5则S=0.1×80+80/（3.6×2×7.59）=32.6≤53.5故符合国家标准。

第5章制动驱动机构设计5.1制动轮缸直径的确定前轮盘式制动器制动轮缸直径：（管路压力取12）由得取后轮鼓式制动器制动轮缸直径：由得取5.2制动主缸直径的确定1）一个轮缸的工作容积：前轮轮缸工作容积：后轮轮缸工作容积：2）所有轮缸的总工作容积：5.3制动踏板力的确定在紧急制动时，制动踏板力用下式计算：式中：——踏板机构传动比，取5.4；——踏板机构及液压主缸的机械效率，可取～0.86。根据上式得：这样就需要增加伺服制动系，选用真空助力机构。式中：：真空助力比，取2.5。故符合要求。5.4制动踏板工作行程的确定式中：：踏板机构传动比，取=5.4；：主缸中推杆与活塞间隙，取；：主缸活塞行程，取。故符合要求。

第6章评价分析6.1汽车制动性能评价指标汽车制动性能主要由以下三个方面来评价：1）制动效能，即制动距离和制动减速度；2）制动效能的稳定性，即抗衰退性能；3）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力的性能。6.2制动效能制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。制动效能是制动性能中最基本的评价指标。本次所设计的《轻型客车制动系统设计》在经过前述的参数选择和设计计算后，经过汽车标准手册的验证，保证了轿车所能达到的性能，计算结果符合要求。6.3制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要指的是抗热衰性能。汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷态时的制动效能，已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。本次设计的制动器是用珠光体灰铸铁制成制动盘，无石棉作为摩擦材料，正常制动时，摩擦副的温度在200℃6.4制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性，常用制动时汽车给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力。则汽车将偏离原来的路径。制动过程中汽车维持直线行驶，或按预定弯道行驶的能力称为方向稳定性。影响方向稳定性的包括制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力三种情况。制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，汽车将偏离给定的行驶路径。因此，常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价汽车制动时的方向稳定性，对制动距离和制动减速度两指标测试时都要求了其试验通道的宽度。制动跑偏的原因主要是左、右轮特别是左、右转向轮制动力不相等引起的，通过维修和调整可以减轻，以致消除跑偏现象。因此，国标GB7258-2004对制动力平衡做了具体要求:在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值，与全过程中测得的该轴左右轮最大制动力中大者之比，对前轴不应大于20%，对后轴(及其它轴)在轴制动力不小于该轴轴荷的60%时不应大于24%;当后轴(及其它轴)制动力小于该轴轴荷的60%时，在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值不应大于该轴轴荷的80%。侧滑是指车轮连带车轴的侧向滑移，这常常是由于紧急制动车轮被抱死后，侧向附着系数趋于零，使胎面丧失了抵抗侧滑的能力造成的。只要各车轮制动力稍不平衡，车辆就出现甩尾、回转，完全失去了方向操纵稳定性。一般情况下，若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑;前轴车轮比后轴车轮先抱死拖滑或前后轴车轮同时抱死，则能防止后轴侧滑，但前轴车轮抱死后将失去转向能力。因此，从保证汽车方向稳定性的角度考虑，最理想的情况就是防止任何车轮抱死，前后车轮都处于滚动状态。6.5前、后制动器制动力分配对于一般汽车而言，根据其前、后轴制动器制动力的分配、载荷情况及路面附着系数和坡度等因素，当制动器制动力足够时，制动过程可能出现如下三种情况：1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。2）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。3）前、后轮同时抱死拖滑。所以，前、后制动器制动力分配将影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度，是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。6.5.1地面对前、后车轮的法向作用力在分析前、后制动器制动力分配比例以前，必须先了解在制动时地面作用于前、后车轮的法向反作用力。地面对前轮法向反作用力为：地面对后轮的法向反作用力：6.5.2理想的前、后制动器制动力分配曲线制动时前、后车轮同时抱死，对附着条件的利用、制动时汽车的方向稳定性均较为有利。此时的前、后轮制动器制动力和的曲线关系，常称为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线。在任何附着系数的道路上，前、后轮同时抱死的条件是：前、后制动器制动力之和等于附着力，并且前、后轮制动力分配等于各自的附着力，即：消去变量，得由上式画成的曲线，即前、后轮同时抱死时，前、后制动器制动力的关系曲线。见下图。综合上述，仔细严谨地分析论证，所设计的轻型客车制动系统在保证制动性能达到要求，可以实现。通过合理选择同步附着系数，计算制动器制动力分配曲线，把它们进行比较、分析、论证。通过这些工作，描述了地面附着条件的利用程度，说明了实际制动力分配的合理性与可行性。6.6制动系统的发展趋势从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高。这种重要性表现得越来越明显，汽车制动系统种类很多形式多样。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。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置。用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变。出现了很多新的结构型式和功能形式，新型动力系统的出现也要求制动系统结构型式和功能形式发生相应的改变，例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源.一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。汽车制动系统的发展是和汽车性能的提高及汽车结构型式的变化密切相关的，制动系统的每个组成部分都发生了很大变化。供能装置的发展

供能装置主要是指制动能源，制动能源有人力制动、伺服制动、动力制动或者上述任两者的结合使用。人力制动是开始有制动系统时的制动能源，它有机械式制动、液压式制动两种形式。机械式制动主要用于驻车制动系统中，驻车制动系统中要求用机械锁止方法保证汽车在原地停止不动，在任何情况下不至于滑动。液压式制动是通过制动踏板推动制动主缸，进而使制动器进入工作状态。伺服制动兼用人力和发动机作为制动能源，正常情况下制动能量由动力伺服系统供给。动力伺服系统失效时可由人力供给制动能量，这时伺服制动就变为人力制动。伺服制动可用气压能、真空能(负气压能)以及液压能作为伺服能量。形成各种形式的助力器。动力制动系统的制动能源是发动机所驱动的油泵或者气泵，人力仅作为控制来源。可分为气压制动、气顶液制动、液压制动。其中气压制动是发展最早的一种动力制动系统。它用空气压缩机提供气压，气顶液制动是用气压推动液压动作，产生制动作用。液压制动是目前得到广泛应用的一种制动系统。技术已经非常成熟。目前正在发展的电液复合制动以及电子制动中使用了电机作为制动能源，人力踩制动踏板作为控制来源。控制装置的发展

最早的人力制动通过机械的连接产生制动动作。发展到人力控制制动，通过踩制动踏板启动制动。再由传力装置把制动踏板力传到真空助力器，经过真空助力器的助力扩大后，传递到制动主缸产生液压力。然后通过油路把液压力传递到每个轮缸，开始制动。随着清洁能源汽车和电动汽车的研究应用，以及电子技术在汽车上面的广泛应用。制动系统的控制装置也出现了电子化的趋势，其中电制动完全改变了制动系统的控制和管理。会使汽车制动系统发生革命性的变化，它采用电子控制。可以更加准确、更高效率地实现制动。传动装置的发展人力制动时代是采用机械式的传动装置，气(液)压制动是利用气(液)压力和连接管路把制动力传递到制动器。电子制动则是利用制动电机产生制动力直接作用到制动器，它的控制信号来自控制单元(ECU)，用信号线传递制动信号和制动力信息。制动器的发展制动器是制动的主要组成部分，目前汽车制动器基本都是摩擦式制动器。按照摩擦副中旋转元件的不同分为鼓式和盘式两大类制动器。鼓式制动器又有领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器等结构型式。盘式制动器有固定钳式、浮动钳式、浮动钳式包括滑动钳式和摆动钳盘式两种型式。滑动钳式是目前使用广泛的一种盘式制动器。由于盘式制动器热和水稳定性以及抗衰减性能较鼓式制动器好。可靠性和安全性也好，而得到广泛应用。但是盘式制动器效能低，无法完全防止尘污和锈蚀，兼做驻车制动时需要较为复杂的手驱动机构，因而在后轮上的应用受到限制。很多车是采用前盘后鼓的制动系统组成。电动汽车和混合动力汽车上具有再生制动能力的电机，在回收制动能量时起制动作用，它引入了新型的制动器。作为一种新的制动器型式，势必引起制动器型式的变革。电制动系统制动器是基于传统的制动器，也分为盘式电制动器和鼓式电制动器。鼓式电制动器由于制动热衰减性大等缺点，将来汽车上会以盘式电制动器为主。制动系统的发展趋势已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术。随着人们对制动性能要求的提高，防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中，需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能，这就使得制动系统结构复杂化，增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度，制动系统要求结构更加简洁，功能更加全面和可靠，制动系统的管理也成为必须要面对的问题。电子技术的应用是大势所趋。

从制动系统的供能装置、控制装置、传动装置、制动器4个组成部分的发展历程来看.都不同程度地实现了电子化。人作为控制能源。启动制动系统，发出制动企图；制动能源来自储存在蓄电池或其它供能装置；采用全新的电子制动器和集中控制的电子控制单元(ECU)进行制动系统的整体控制，每个制动器有各自的控制单元。机械连接逐渐减少，制动踏板和制动器之间动力传递分离开来，取而代之的是电线连接，电线传递能量，数据线传递信号，所以这种制动又叫做线控制动。这是自从ABS在汽车上得到广泛应用以来制动系统又一次飞跃式发展。

电液复合制动系统是从传统制动向电子制动的一种有效的过渡方案。采用液压制动和电制动两种制动系统。这种制动系统既应用了传统的液压制动系统以保证足够的制动效能和安全性，又利用再生制动电机回收制动能量和提供制动力矩。提高汽车的燃料经济性，同时降低排放.减少污染。但是由于两套制动系统同时存在.结构复杂、成本偏高。结构的复杂性也增加了系统失效和出现故障的可能性，维护和保养难度增加。电制动的优缺点和存在的问题

:电子制动首先应用到飞机上，目前处于向汽车领域应用的研究和改进阶段。随着技术进步。各种问题会逐步得到解决。电制动系统最终会取代传统的以液压为主的制动控制系统以及电液复合制动系统。电制动或者线控制动(BBW)是未来制动系统发展的方向。电制动器和电制动控制单元、制动力模拟器是其重要组成部分，反馈制动力给制动踏板产生制动感觉。对于大部分人来说，电制动系统是全新的制动系统，它为将来的智能化车辆提供了条件。基于现在的技术条件，要全面应用电制动，还有很多问题需要面对：

1)驱动能源问题采用电子制动需要较多的电能，一个盘式制动器峰值需要lkW的驱动能量，目前12V的车辆电力系统无法提供这么大的能量，未来的车辆动力系统需要采用高压电，加大能源供应，以满足各系统能量的需求，同时解决好高压电的安全问题；2)设计制动系统时必须要考虑的是制动系统的失效问题.电制动不存在主动的备用制动系统。不论是ECU、传感器、还是制动器本身、线束失效，都能使制动系统保证制动的基本性能.除了ECU可以采用冗余设计外。实现电制动的一个关键技术是相同失效时的信息交流协议如TTP/C等的研究应用；3)实现和汽车底盘其他控制系统的集成.仍有待研究；

4)采用电制动后整车质量有所减少，但是非簧载质量可能会有所增加。这是要注意的；

5)制动器在持续制动或高强度制动过程会产生高温，这对电机和传动装置的性能和散热提出了高的要求。

6)成本比原有液压制动系统高。提高电制动系统的性价比是需要解决的问题。

随着技术的进步，上述的各种问题会逐步得到解决。戴姆勒-克莱斯勒汽车公司已经把一种电制动系统——测控一体化制动系统——安装在奔驰乘用车上，它是一种功能强大的机电一体化的系统。在汽车运行中，系统感知制动踏板的动作。并把相关信息传递给控制单元。控制单元发出指令给执行器进行各车轮的制动，它可以根据制动踏板的加速度来识别驾驶员是否正在进行紧急制动并做出迅速反应，缩短制动距离。这种系统会增加驾驶者的安全感和舒适感，使停车过程平顺。可以预见不久的将来会有更多的电制动系统得到装车应用。

在车辆模块化、集成化、电子化、车供能源的高压化的趋势驱动下.车辆制动系统也朝着电子化方向发展，很多汽车和零部件厂商都进行了电制动系统的研究和推广。博世、西门子、特维斯等公司已经研制出一些试验成果.电制动系统必将取代传统制动系统，汽车底盘进一步一体化、集成化.制动系统性能也会发生质的飞跃。

第7章结论本次毕业设计是以福田风景轻型客车的制动系统为研究对象，通过对轻型客车制动系统的结构和形式进行分析后，对制动系统的前轮盘式制动器、后轮鼓式制动器、制动管路布置、制动主缸进行了设计及计算，并绘制出了前、后制动器装配图、制动主缸装配图、主动管路布置图、并通过应用MATLAB软件编写程序，绘制出实际汽车制动力分配曲线。为了提高汽车的安全性和舒适性，设计的福田风景轻型客车经过理论和实际分析采用了前轮盘式制动器、后轮鼓式制动器；采用HH型双管路制动系统和间隙可调的制动器满足设计要求。通过计算制动器的制动力能满足汽车对制动力的需求，可以充分利用地面的附着力。又由计算可知人力无法满足制动力的要求，加装了真空助力伺服制动系统。为了满足环保的需要，摩擦块采用无石棉材料，满足温升的要求。采用的驻车制动满足国家对汽车驻车坡度的要求。最后设计的汽车制动系统达到了预期的目标。此次毕业设计我通过查阅大量的有关汽车制动系统资料后学到了很多先进的制动系统的相关知识，这对我设计的课题起到了十分重要的作用，当然，此次设计并不能称得上是优秀的作品，但至少能在某种程度上缓解或克服汽车制动时出现的一些问题。同时，毕业设计也是对我大学四年学习情况的一次检验，综合检验出了我对于车辆专业课的学习水平。

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致谢为期半年的毕业设计已经接近尾声了，这次毕业设计是专业教学计划中的最后一个教学环节，也是理论联系实际，实践性很强的一个教学环节。通过这样的一个教学环节，一方面培养学生能够独立运用所学的知识与技能解决本专业范围内一项有实际意义的设计制造、科研实验、生产管理等课题；另一方面也是培养学生综合分析问题、独立解决问题的能力，达到毕业设计的基本要求。

在这里首先要感谢我的指导教师张立军老师。张老师工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我耐心的指导。我的设计有不少不完善的地方，但是张老师仍然细心地指出我的错误。除了敬佩张老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次，我要感谢所有老师、父母和同学对我的支持。是老师教会了我知识，教会我如何做人。是父母给了我经济上的支持，是同学让我得到迅速的成长，使我信心倍增顺利完成学业。最后，能够按期地完成这次毕业设计，是我的心愿，这次毕业设计的收获是丰富的，必将成为大学时代最后的回忆，也会为以后的工作打下一定的基础。这不仅是我个人的努力外，更多的是老师和同学们给我的帮助和关怀。

附录一外文翻译原文：HydraulicBrakeSystemsWhenyousteponthebrakepedal,youexpectthevehicletostop.Thebrakepedaloperatesahydraulicsystemthatisusedfortworeasons.First,fluidunderpressurecanbecarriedtoallpartsofthevehiclebysmallhosesormetallineswithouttakingupalotofroomorcausingroutingproblems.Second,thehydraulicfluidoffersagreatmechanicaladvantage-littlefootpressureisrequiredonthepedal,butagreatdealofpressureisgeneratedatthewheels.Thebrakepedalislinkedtoapistoninthebrakemastercylinder,whichisfilledwithhydraulicbrakefluid.Themastercylinderconsistsofacylindercontainingasmallpistonandafluidreservoir.Modernmastercylindersareactuallytwoseparatecylinders.Suchasystemiscalledadualcircuit,becausethefrontcylinderisconnectedtothefrontbrakesandtherearcylindertotherearbrakes.(Somevehiclesareconnecteddiagonally.)Thetwocylindersareactuallyseparated,allowingforemergencystoppingpowershouldonepartofthesystemfail.Theentirehydraulicsystemfromthemastercylindertothewheelsisfullofhydraulicbrakefluid.Whenthebrakepedalisdepressed,thepistonsinthemastercylinderareforcedtomove,exertingtremendousforceonthefluidinthelines.Thefluidhasnowheretogo,andforcesthewheelcylinderpistons(drumbrakes)orcaliperpistons(discbrakes)toexertpressureonthebrakeshoesorpads.Thefrictionbetweenthebrakeshoeandwheeldrumorthebrakepadandrotor(disc)slowsthevehicleandeventuallystopsit.Alsoattachedtothebrakepedalisaswitchthatlightsthebrakelightsasthepedalisdepressed.Thelightsstayonuntilthebrakepedalisreleasedandreturnstoitsnormalposition.Eachwheelcylinderinadrumbrakesystemcontainstwopistons,oneateitherend,whichpushoutwardinoppositedirections.Indiscbrakesystems,thewheelcylindersarepartofthecaliper(therecanbeasmanyasfourorasfewasone).Whetherdiscordrumtype,allpistonsusesometypeofrubbersealtopreventleakagearoundthepiston,andarubberdustbootsealstheouterendsofthewheelcylindersagainstdirtandmoisture.Whenthebrakepedalisreleased,aspringpushesthemastercylinderpistonsbacktotheirnormalpositions.Checkvalvesinthemastercylinderpistonallowfluidtoflowtowardthewheelcylindersorcalipersasthepistonreturns.Thenasthebrakeshoereturnspringspullthebrakeshoesbacktothereleasedposition,excessfluidreturnstothemastercylinderthroughcompensatingports,whichhavebeenuncoveredasthepistonsmoveback.Anyfluidthathasleakedfromthesystemwillalsobereplacedthroughthecompensatingports.Alldualcircuitbrakesystemsuseaswitchtoactivatealight,warningofbrakefailure.Theswitchislocatedinavalvemountednearthemastercylinder.Apistoninthevalvereceivespressureoneachendfromthefrontandrearbrakecircuits.Whenthepressuresarebalanced,thepistonremainsstationary,butwhenonecircuithasaleak,greaterpressureduringtheapplicationofthebrakeswillforcethepistontoonesideortheother,closingtheswitchandactivatingthewarninglight.Thelightcanalsobeactivatedbytheignitionswitchduringenginestartingorbytheparkingbrake.Frontdisc,reardrumbrakesystemsalsohaveameteringvalvetopreventthefrontdiscbrakesfromengagingbeforetherearbrakeshavecontactedthedrums.Thisensuresthatthefrontbrakeswillnotnormallybeusedalonetostopthevehicle.Aproportioningvalveisalsousedtolimitpressuretotherearbrakestopreventrearwheellock-upduringhardbraking.1.FrictionmaterialsBrakeshoesandpadsareconstructedinasimilarmanner.Thepadorshoeiscomposedofametalbackingplateandafrictionlining.Theliningiseitherbonded(glued)tothemetal,orriveted.Generally,rivetedliningsprovidesuperiorperformance,butgoodqualitybondedliningsareperfectlyadequate.Frictionmaterialswillvarybetweenmanufacturersandtypeofpadandthematerialcompoundmaybereferredtoas:asbestos,organic,semi-metallic,metallic.Thedifferencebetweenthesecompoundsliesinthetypesandpercentagesoffrictionmaterialsused,materialbindersandperformancemodifiers.Generallyspeaking,organicandnon-metallicasbestoscompoundbrakesarequiet,easyonrotorsandprovidegoodfeel.Butthiscomesattheexpenseofhightemperatureoperation,sothe