哈飛銳意轎車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、哈飛瑞意汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概括中國(guó)汽車市場(chǎng)發(fā)展迅速，汽車是汽車發(fā)展的方向。然而，隨著汽車保有量的增加，其帶來(lái)的安全問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而制動(dòng)系統(tǒng)是汽車主動(dòng)安全的重要系統(tǒng)之一。因此，如何開(kāi)發(fā)高性能的制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)保證安全駕駛是我們需要解決的主要問(wèn)題。此外，隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，如何縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、提高設(shè)計(jì)效率、降低成本等，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，已成為企業(yè)成敗的關(guān)鍵。本手冊(cè)主要介紹哈飛銳意汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先介紹了汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)和分類，分析了鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)。最終計(jì)劃使用液壓雙回路后鼓式制動(dòng)器。此外，還介紹了前后制動(dòng)器和制動(dòng)總泵的設(shè)計(jì)計(jì)算、主要部件的參數(shù)選擇和制動(dòng)管

2、路布置的設(shè)計(jì)過(guò)程。關(guān)鍵詞：剎車；鼓式制動(dòng)器；液壓目錄第 1 章緒論. 11.1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 11.2 制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀. 11.3 該制動(dòng)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo). 21.4 該制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求. 2第 2 章 制動(dòng)系統(tǒng)方案的論證、分析與選擇. 32.1 剎車形式方案分析. 32.1.1 鼓式制動(dòng)器. 32.2 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型. 62.2.1 簡(jiǎn)單的制動(dòng)系統(tǒng).72.2.2 動(dòng)態(tài)制動(dòng)系統(tǒng).72.2.3 伺服制動(dòng)系統(tǒng).82.3 液壓分流系統(tǒng)形式的選擇.92.3.1 II 類電路.92.3.2 X-loop .102.3.3 其他類型的電路.102.4 液壓制動(dòng)總泵的設(shè)計(jì)方案.10第 3

3、章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算. 133.1 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)取值.133.1.1 相關(guān)主要技術(shù)參數(shù). 133.1.2 同步粘著系數(shù)分析. 133.2 與剎車有關(guān)的計(jì)算.143.2.1 前后橋制動(dòng)力矩分配系數(shù)的確定 143.2.2 制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 143.2.3 后輪制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦系數(shù)的選擇. 1 43.3 制動(dòng)系數(shù)計(jì)算. 1 63.3.1 后輪鼓式制動(dòng)器效率系數(shù). 163.4 制動(dòng)器主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 17第 4 章 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 194.1 后輪制動(dòng)缸直徑和工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算. 194.2 制動(dòng)總泵和工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算. 214.3 制動(dòng)踏板力和踏板行程 . 2 14

4、.3.1 制動(dòng)踏板力 . 2 14. 3 .2 制動(dòng)踏板工作行程. 2 2第 5 章 制動(dòng)性能分析. 2 35.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo).235.2 制動(dòng)效率.235.3 制動(dòng)效率的一致性. 235.4 制動(dòng)時(shí)汽車的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性.235.5 制動(dòng)力分布曲線分析.245.6 制動(dòng)減速度.245.7 制動(dòng)距離 S . 255.8 摩擦片（墊）磨損特性的計(jì)算. 255.9 駐車制動(dòng)計(jì)算.27結(jié)論 . 28評(píng)論 . 29參考文獻(xiàn).30第一章簡(jiǎn)介1.1制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義汽車是現(xiàn)代交通中使用最多、最普遍、最方便的交通工具。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車底盤上的重要系統(tǒng)，是限制汽車運(yùn)動(dòng)的裝置。制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置，直

5、接限制汽車的運(yùn)動(dòng)，是汽車中最重要的安全部件。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛安全。隨著高速公路行業(yè)的快速發(fā)展和交通密度的不斷提高，人們對(duì)安全性和可靠性的要求也越來(lái)越高。為了確保人和車輛的安全，車輛必須配備非常可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是桑塔納2000轎車的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)查閱相關(guān)資料，運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，確定了桑塔納2000轎車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行了零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。使其滿足以下要求：具有足夠的制動(dòng)效率，保證汽車的安全；系統(tǒng)采用X型雙回路制動(dòng)管路，確保制動(dòng)的可靠性；采用真空助力器，操作方便；在材料的選擇上，盡量使用對(duì)人體無(wú)害的材料。1.2制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀車輛在

6、行駛過(guò)程中需要經(jīng)常剎車。由于制動(dòng)性能的好壞直接關(guān)系到交通和人身安全，因此制動(dòng)性能是車輛非常重要的性能之一。提高車輛的制動(dòng)性能始終是汽車設(shè)計(jì)。制造和使用部門的重要任務(wù)。當(dāng)車輛在制動(dòng)時(shí)，由于車輛受到與行駛方向相反的外力，車輛的速度逐漸降低到0。因此，制動(dòng)過(guò)程中的受力分析是整車試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。由于這個(gè)過(guò)程比較復(fù)雜，在實(shí)踐中一般只能建立簡(jiǎn)化的模型分析。通常人們主要從三個(gè)方面來(lái)分析和分析制動(dòng)過(guò)程。評(píng)估：1）制動(dòng)效率：即制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度；2）制動(dòng)效率的恒定性：即抗熱衰減性；3）剎車時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性；目前對(duì)整車制動(dòng)系統(tǒng)的研究主要通過(guò)路試或臺(tái)架進(jìn)行。由于在車輛的路試中測(cè)量車輪扭矩并不容易，因此大多數(shù)測(cè)試

7、都與傳動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)！制動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)間接測(cè)量來(lái)進(jìn)行的。在道路上行駛，車輪與地面之間的作用力是車輛運(yùn)動(dòng)變化的基礎(chǔ)。在車輛的道路試驗(yàn)中，如果能夠方便地測(cè)量出車輪扭矩的變化，就可以對(duì)車輛制動(dòng)系統(tǒng)的性能進(jìn)行更全面的研究。測(cè)試數(shù)據(jù)和性能評(píng)估。1.3該制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)1）具有良好的制動(dòng)性能。2）穩(wěn)定性好，制動(dòng)性能好。3）制動(dòng)時(shí)車輛操縱穩(wěn)定性好。4）制動(dòng)效率的熱穩(wěn)定性好。1.4本制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求制定了制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，確定并計(jì)算了制動(dòng)系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。設(shè)計(jì)了制動(dòng)器的主要參數(shù)，計(jì)算了液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)。使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制裝配圖、布局圖和零件圖。最后進(jìn)行制動(dòng)力分配規(guī)劃，并對(duì)設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行

8、評(píng)估和分析。第二章制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選型2.1剎車形式方案分析幾乎所有的汽車制動(dòng)器都是機(jī)械摩擦式的，即利用轉(zhuǎn)動(dòng)元件和固定元件兩個(gè)工作面之間的摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩來(lái)使汽車減速或停止。一般來(lái)說(shuō)，摩擦制動(dòng)器根據(jù)其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。2.1.1鼓式制動(dòng)器鼓式制動(dòng)器是最早的汽車制動(dòng)器形式，在盤式制動(dòng)器出現(xiàn)之前就已廣泛應(yīng)用于各種汽車。鼓式制動(dòng)器分為鼓式制動(dòng)器和外梁式鼓式制動(dòng)器兩種結(jié)構(gòu)類型。鼓式制動(dòng)器的摩擦元件是一對(duì)帶弧形摩擦瓦的制動(dòng)蹄，后者安裝在制動(dòng)底板上，制動(dòng)底板固定在前橋或后橋的前梁上軸殼半套筒的法蘭上，轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦元件是制動(dòng)鼓。車輪制動(dòng)器的制動(dòng)鼓均固定在車輪鼓上。制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鼓的圓柱

9、面與制動(dòng)蹄摩擦路板的外表面作為一對(duì)摩擦面，在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，因此也稱為蹄式制動(dòng)器。外梁式鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件為帶摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，利用制動(dòng)鼓的外圓柱面和制動(dòng)帶摩擦片的圓周.圓弧面作為一對(duì)摩擦面，產(chǎn)生作用在制動(dòng)鼓上的摩擦力矩，故又稱帶式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中，帶式制動(dòng)器曾經(jīng)僅在部分汽車中用作中央制動(dòng)器，而在現(xiàn)代汽車中很少使用。因此，鼓式制動(dòng)器通常被稱為鼓式制動(dòng)器，而鼓式制動(dòng)器通常被稱為這種類型的鼓式結(jié)構(gòu)。鼓式制動(dòng)器按制動(dòng)蹄的類型分類：1)跟隨蹄剎圖2-1 ，如果圖中最上方的旋轉(zhuǎn)箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正轉(zhuǎn)），則蹄1為引導(dǎo)蹄，鞋2是從鞋

10、。當(dāng)汽車倒車時(shí)，制動(dòng)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)方向變?yōu)榉聪蜣D(zhuǎn)動(dòng)，因此主蹄和從蹄也相應(yīng)反轉(zhuǎn)。這種在制動(dòng)鼓正反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)始終具有導(dǎo)靴和從動(dòng)靴的鼓式制動(dòng)器稱為從動(dòng)靴式制動(dòng)器。前蹄上的摩擦力使蹄子更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故又稱動(dòng)量增蹄；而副蹄上的摩擦力使蹄傾向于離開(kāi)制動(dòng)鼓，即摩擦力矩具有“降電位”的作用，故又稱降電位蹄。 “電位增加”效應(yīng)增加了前蹄上的法向反作用力，而“電位減少”效應(yīng)減少了次蹄上的法向反作用力。圖 2-1 鼓式制動(dòng)器示意圖從動(dòng)蹄制動(dòng)器的性能和穩(wěn)定性處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)和后退時(shí)具有恒定的制動(dòng)性能，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，因此也易于安裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在中重型卡車的前后輪制動(dòng)器和

11、乘用車的后輪制動(dòng)器中仍廣泛使用。2)雙導(dǎo)靴式制動(dòng)器如果在汽車前進(jìn)時(shí)兩個(gè)制動(dòng)蹄是引導(dǎo)蹄，則稱為雙引導(dǎo)蹄制動(dòng)。很明顯，當(dāng)汽車倒車時(shí)，剎車的兩個(gè)剎車蹄就變成了副蹄，所以也可以稱為單向雙導(dǎo)蹄式剎車。如圖2-2 （c）所示，兩個(gè)制動(dòng)蹄分別由一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)。對(duì)稱布置，因此，兩蹄在制動(dòng)鼓上的合力正好相互平衡，屬于平衡式制動(dòng)器。雙引導(dǎo)蹄式制動(dòng)器，前向制動(dòng)效率高，但倒車時(shí)變成雙從動(dòng)蹄式，大大降低了制動(dòng)效率。這種結(jié)構(gòu)常用于中型車的前輪制動(dòng)，因?yàn)檫@類車在前行制動(dòng)時(shí)，前橋的動(dòng)軸載和附著力大于后橋，倒車時(shí)則相反。 .(一) (二)(c) (d)圖 2-2 鼓式制動(dòng)器示意圖3)雙向雙導(dǎo)蹄式制動(dòng)器當(dāng)制動(dòng)鼓正向和反向

12、旋轉(zhuǎn)時(shí)，以雙制動(dòng)助力作為導(dǎo)靴的制動(dòng)器稱為雙向雙導(dǎo)靴制動(dòng)器。它也屬于平衡制動(dòng)器的范疇。由于雙向雙導(dǎo)蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)性能在汽車前進(jìn)后退時(shí)不會(huì)發(fā)生變化，因此廣泛用于中輕卡和部分轎車的前后輪，但用作后輪時(shí)車輪制動(dòng)器，另一個(gè)中央制動(dòng)器為駐車制動(dòng)器提供。4)單向助力制動(dòng)如圖所示，兩個(gè)閘瓦下端通過(guò)頂桿連接，第二閘瓦支撐在制動(dòng)底板上端。在支撐銷上。由于制動(dòng)時(shí)兩塊鞋的正常反作用力不能相互平衡，所以屬于不平衡制動(dòng)。單向助力制動(dòng)器在汽車前行制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效率很高，高于上述各種制動(dòng)器，但在倒車時(shí)制動(dòng)效率最低。因此，僅在少數(shù)輕型和中型面包車和轎車上用作前輪制動(dòng)。第三章制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)3.1.1相關(guān)主

13、要技術(shù)參數(shù)車輛質(zhì)量：空載： 820 kg滿載： 16 00kg質(zhì)心位置：a= 1.274 mb= 0.686 m質(zhì)心高度：空載：hg= 0.68 m滿載：hg= 0.6 5m軸距：L= 1.96 m軸距：前輪： L=1。 235米后輪： L =1.220m最高速度： 90公里/小時(shí)車輪工作半徑： 247.9 mm輪胎：195/60R1 5 85H同步附著系數(shù)：=0.63.1.2同步附著系數(shù)分析(1)當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)，后輪總是先抱死，此時(shí)后橋容易發(fā)生側(cè)滑，汽車失去方向穩(wěn)定性；(3)When=When：剎車時(shí)，汽車前后輪同時(shí)抱死，這是一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)，但同時(shí)也失去了轉(zhuǎn)向能力。分析表明，當(dāng)汽車在路面上

14、以同步附著系數(shù)制動(dòng)（前后輪同時(shí)抱死）時(shí)，制動(dòng)減速度為 ，即制動(dòng)強(qiáng)度。在其他附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，前輪或后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度 這說(shuō)明只有在有=的路面上，才能充分利用地面附著力條件。根據(jù)相關(guān)資料，輕型客車和輕型卡車的同步附著系數(shù)為：0.55 0.70。所以取 = 0.63.2剎車相關(guān)計(jì)算3.2.1確定前后橋制動(dòng)力矩分配系數(shù)根據(jù)公式：(3-1)得到： = 0.553.2.2制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定由輪胎-路面附著系數(shù)確定的前后橋最大附著力矩：(3-2)式中： 汽車所能遇到的最大附著系數(shù)；q制動(dòng)強(qiáng)度；車輪的有效半徑，mm；后橋制動(dòng)力矩，Nmm ；G小車滿載質(zhì)量，Kg ；L車輛的輪距，mm。第四章液壓制

15、動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1后輪制動(dòng)輪缸直徑和工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)公式：(4-1)式中：p考慮輪缸或記錄制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的液壓，一般不大于10Mp12Mp。取 p = 10MP打開(kāi)力，N；d輪缸直徑，mm；根據(jù)公式： k= ( 4-2 )K是效率因子；輸出接地制動(dòng)力矩，Nmm；R制動(dòng)鼓半徑，mm。導(dǎo)靴制動(dòng)蹄后輪： k=（ 4-3 ）0.826 =4564.85= 24 毫米_根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸，輪缸直徑為24mm 。一個(gè)輪缸的工作容積根據(jù)公式： （ 4-4 ）式中：輪缸活塞直徑，mm ；n輪缸活塞的數(shù)量；輪缸完全制動(dòng)時(shí)的行程，mm。初步設(shè)計(jì)時(shí)，可為2mm-2.5mm=2

16、mm- 消除制動(dòng)蹄和制動(dòng)鼓之間的間隙所需的輪缸活塞行程。- 由于摩擦襯片變形導(dǎo)致的輪缸活塞。, 分別為鼓式制動(dòng)器變形和制動(dòng)鼓變形引起的輪缸活塞行程。一個(gè)輪缸的工作容積 = 1808.64 mm前輪： k=（ 4-5 ）0.826 =5579.35N=根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸，輪缸直徑為26mm 。一個(gè)輪缸的工作容積根據(jù)公式： （ 4-6 ）式中： 輪缸活塞直徑，mm ；n輪缸活塞的數(shù)量；輪缸完全制動(dòng)時(shí)的行程，mm。第五章制動(dòng)性能分析任何一套制動(dòng)裝置都由兩部分組成：制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。汽車的制動(dòng)性能是指汽車在下長(zhǎng)坡時(shí)，利用外力將汽車的速度強(qiáng)行降低到停車或保持一定速度的能力。5.1

17、制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車的制動(dòng)性能主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：1）制動(dòng)效率，即制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度；2）制動(dòng)效率的穩(wěn)定性，即抗衰退性能；3）汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，即汽車在制動(dòng)時(shí)不跑偏、不側(cè)滑、不失去轉(zhuǎn)向能力的性能。5.2 制動(dòng)效率制動(dòng)效率是指汽車以一定的初速制動(dòng)，在良好的路面上停車時(shí)，汽車的制動(dòng)距離或減速度。制動(dòng)效率是制動(dòng)性能中最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。制動(dòng)距離越小，制動(dòng)減速度越大，汽車的制動(dòng)性能就越好。5.3 制動(dòng)效率的一致性制動(dòng)效率的恒定性主要是指對(duì)熱衰減的抵抗力。當(dāng)汽車在高速或長(zhǎng)坡下連續(xù)制動(dòng)時(shí)保持制動(dòng)效率的程度。由于制動(dòng)過(guò)程實(shí)際上是通過(guò)制動(dòng)器的吸收將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，因此在制動(dòng)器溫度升高后能否

18、在冷態(tài)保持制動(dòng)效率成為設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)需要考慮的重要問(wèn)題。 .5.4 剎車時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性剎車時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性通常通過(guò)剎車時(shí)汽車在給定路徑上行駛的能力來(lái)評(píng)估。如果發(fā)生制動(dòng)、打滑或失去轉(zhuǎn)向能力。那么汽車就會(huì)偏離原來(lái)的路徑。汽車在制動(dòng)過(guò)程中保持直線或遵循預(yù)定曲線的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的三個(gè)條件包括制動(dòng)偏差、后軸打滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力。當(dāng)剎車、打滑或失去轉(zhuǎn)向能力時(shí)，汽車會(huì)偏離給定的行駛路徑。因此，汽車沿給定路徑行駛的能力常被用來(lái)評(píng)價(jià)汽車在制動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性，而在測(cè)試制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度兩個(gè)指標(biāo)時(shí)需要測(cè)試通道的寬度。從制動(dòng)偏差、側(cè)滑和轉(zhuǎn)向能力喪失等方面對(duì)方向穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試。剎車漂移的原因有兩個(gè)1）汽車左右輪特別是轉(zhuǎn)向軸左右輪制動(dòng)力不均等。2）制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)桿系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)拉桿運(yùn)動(dòng)學(xué)不一致（相互干擾）前者是由于剎車調(diào)整錯(cuò)誤，是非系統(tǒng)性的。后者是系統(tǒng)性錯(cuò)誤。側(cè)滑是指車輛在制動(dòng)時(shí)一個(gè)軸或兩個(gè)軸的車輪橫向打滑的現(xiàn)象。最危險(xiǎn)的情況是高速制動(dòng)時(shí)后橋打滑。為防止后橋打滑，應(yīng)同時(shí)鎖定前后橋或先鎖定前橋，