電動(dòng)車的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)

1、SHANDONG畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書電動(dòng)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院： 交通與車輛工程學(xué)院專 業(yè)： 交運(yùn)1202 學(xué)生姓名： 雷威 學(xué) 號(hào)： 12110202112 指導(dǎo)教師： 魯力群 2016 年 6月中 文 摘 要摘 要制動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的一個(gè)重要構(gòu)成部分，它的工作性能會(huì)影響電動(dòng)汽車的安全性。電動(dòng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)是用以強(qiáng)制行駛中的電動(dòng)汽車減速或泊車、使下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的遇上電動(dòng)汽車在原地保持不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度提高的日趨增大，為了確保行車安全，系統(tǒng)的工作可靠性顯得非常重要。也只有制動(dòng)效能良好、制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠的電動(dòng)汽車，其動(dòng)力性能。氣壓制動(dòng)

2、是最常見的制動(dòng)系統(tǒng)，多用于中。氣壓制動(dòng)系統(tǒng)是發(fā)展最早的一種動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。其供能裝置和傳動(dòng)裝置全都是氣壓式的。其控制裝置大多數(shù)是由制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)和制動(dòng)閥等氣壓控制元件組成。本文以榮威E50電動(dòng)汽車為研究對(duì)象，通過理論分析和計(jì)算對(duì)其氣壓制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，討論氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在純電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：氣壓制動(dòng)；制動(dòng)性；電動(dòng)汽車；制動(dòng)裝置；- II -AbstractAbstract Electric vehicle braking system is an important part, it directly affects the safety of electric vehicles ele

3、ctric vehicle braking system is used to force the running of the electric vehicle to slow or stop, the downhill driving car speed remained stable and was not in electric vehicles in situ resides not actuating mechanism. With the rapid development of Expressway and increase the speed and traffic dens

4、ity increasing day by day, in order to guarantee the traffic safety, vehicle braking system working reliability becomes more and more importannt. Only the braking efficiency, good brake system work reliable electric vehicle, in order to give full play to its dynamic performance.The barometric brake

5、system is the most familiar power servo brake systemThe barometric brake system is the first development of a dynamic braking system. Its energy supply all equipment and gear-type pressure Most of the control device is a brake pedal and the brake and other institutions formed the original. In this p

6、aper, the application of Roewe E50 electric car, Through theoretical analysis and calculation of the structure of its air brake system design, discussion of air brake system on pure electric vehicles.Key words: barometric brake syste;rake performance; Electric vehicle; Brake rigging目錄目錄摘 要IAbstractI

7、I目錄III第一章 緒論11.1 課題背景與意義11.1.1 電動(dòng)汽車歷史11.1.2 我國(guó)電動(dòng)車行業(yè)現(xiàn)狀21.1.3 電動(dòng)汽車發(fā)展前景31.2制動(dòng)系統(tǒng)的作用41.3氣壓制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀51.4本文研究?jī)?nèi)容5第二章 制動(dòng)系的總體設(shè)計(jì)62.1制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求62.2制動(dòng)系的參數(shù)選擇62.3前后軸制動(dòng)力分配系數(shù)與同步附著系數(shù)的確定72.3.1確定同步附著系數(shù)72.3.2確定前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù)92.4 本章小結(jié)9第三章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算103.1制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定103.2鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)113.2.1確定制動(dòng)鼓直徑D113.2.2摩擦襯片寬度b及包角133.2.3摩擦襯片初始角的選取

8、143.2.4確定摩擦襯片的型號(hào)及摩擦系數(shù)143.2.5摩擦襯塊內(nèi)徑R1與外徑 R2153.2.6摩擦襯塊工作面積A153.3制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)的計(jì)算153.4制動(dòng)鼓主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163.4.1摩擦材料173.4.2制動(dòng)鼓173.4.3制動(dòng)蹄183.4.4制動(dòng)底板193.4.5制動(dòng)蹄的支承193.4.6凸輪式張開機(jī)構(gòu)193.5 本章小結(jié)19第四章 氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算204.1 氣壓制動(dòng)系統(tǒng)工作原理204.2制動(dòng)氣室214.3儲(chǔ)氣罐234.4空氣壓縮機(jī)264.5制動(dòng)管路的選擇284.6本章小結(jié)28第五章 制動(dòng)性分析295.1制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)295.2制動(dòng)距離s295.3摩擦襯片（襯塊）

9、的磨損特性計(jì)算315.4本章小結(jié)33第六章 總結(jié)34參考文獻(xiàn)36致 謝37- V -第一章 緒論第一章 緒論1.1 課題背景與意義當(dāng)今社會(huì)的重要交通工具是汽車，為人們提供了便捷、舒適的出行方式。但是傳統(tǒng)燃油車在行駛過程中產(chǎn)生了大量的有害廢氣，并加劇了對(duì)資源的依賴。在能源方面，目前全球汽車大約9.2億輛，并以每年3000萬輛的速率增長(zhǎng)，估計(jì)到2020年全球汽車將增加到112億輛，主要增幅來自發(fā)展中國(guó)家。 就整體而言，我國(guó)的研發(fā)水平、自主創(chuàng)新能力，與世界水平相差距。但在新能源汽車方面，我國(guó)并不落后。進(jìn)入新世紀(jì)以來，以汽車動(dòng)力電氣化能源電動(dòng)汽車技術(shù)飛速發(fā)展。技術(shù)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，鋰電池重大突破，燃料電池技

10、術(shù)不斷進(jìn)步。 我國(guó)目前億度低谷電，可供大約5000萬輛電動(dòng)汽車充電。我國(guó)鋰資源、稀土豐富，可為電動(dòng)汽車原材料資源保障。我國(guó)電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車車已超過5000萬輛，在全球處于領(lǐng)先地位，這為奠定了良好基礎(chǔ)。人們對(duì)電動(dòng)汽車的興趣不斷上升，主要有以下幾個(gè)原因：1、電動(dòng)汽車比汽油動(dòng)力車要少，因此從環(huán)保方面考慮，電動(dòng)汽車是汽油動(dòng)力車的一種方案。 2、任何有關(guān)混合動(dòng)力車的也會(huì)談?wù)摰诫妱?dòng)汽車。 3、由燃料電池是電動(dòng)汽車，而燃料電池現(xiàn)已在新聞中受到了廣泛的關(guān)注。4、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)正在馬達(dá)替換。5、電動(dòng)馬達(dá)從獲取動(dòng)力。1.1.1 電動(dòng)汽車歷史電動(dòng)汽車比內(nèi)燃機(jī)汽車短，它也是最古老的一種汽車，在一定程度上要比Otto

11、 cycle engine還要早。Robert - Anderson從1832年開始，通過7年時(shí)間研發(fā)出電動(dòng)車。1835年， Si brandus Stratingh設(shè)計(jì)了一款車，他的助手克里斯托弗-制造。然而更有使用價(jià)值，更成功的電動(dòng)車，Thomas - Davenport和Robert Davidson于1842年開發(fā)，他們第一次使用了不可。  加斯東普蘭特在1865研發(fā)電池，Camille - Frey在1881對(duì)電池的改進(jìn)，增加電池容量，為電動(dòng)汽車的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。弗朗茨Kravogl于1867年的推出的一二輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車是重大突破。法國(guó)和英國(guó)成為發(fā)展電動(dòng)汽車的國(guó)家。1

12、881年十一月, 不古斯塔夫在巴黎舉辦的國(guó)際上，通過三輪電動(dòng)汽車的示范效應(yīng)成功的引起了世人的注意。1885年起，直到1915年，電動(dòng)汽車迎來了第一次黃金時(shí)期。這一期間，因?yàn)橄鄬?duì)于電動(dòng)汽車還是比較落后，行駛距離短，工作不穩(wěn)定，維修技術(shù)跟不上等許多方面不及電動(dòng)車，所以電動(dòng)車被廣泛認(rèn)同。1967年General Motors Corporation與Ford Motor Company分別開發(fā)了新式電動(dòng)汽車。此后，General Motors Corporation利用自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，迅速建成了全球第一家電動(dòng)汽車總裝廠，正式將電動(dòng)汽車的量產(chǎn)化推向了世人的眼中。Citroen、Peugeot也不甘落后

13、，通過對(duì)電動(dòng)汽車的自我理解與技術(shù)消化，利用現(xiàn)有車輛經(jīng)過改造也擁有了一批自主產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車。以此為契機(jī)，全球掀熱潮。自1800年以來，電動(dòng)車方面的技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，國(guó)內(nèi)外有了質(zhì)的飛躍，其中最為關(guān)鍵的突破就在蓄電池上。氫鎳電池、鐵電池、鋰離子和鋰聚合物電池在電動(dòng)車上應(yīng)用徹底改變了人們對(duì)鉛酸蓄電池的依賴，這些新型電池有效地改善了蓄電池的容量，使得汽車擁有續(xù)航能力，而成本的下降也讓現(xiàn)代電動(dòng)車逐漸成型并量產(chǎn)。1.1.2 我國(guó)電動(dòng)車行業(yè)現(xiàn)狀汽車如今己經(jīng)中的必需品，無論是工作上班，還是外出游玩，都需要一輛汽車來給我們帶來舒適與便捷。在我國(guó)，這種情況更加顯著，經(jīng)過了50多年的發(fā)展，我國(guó)的汽車成熟，然而在某些方面，

14、對(duì)比國(guó)外的發(fā)展水平還是有一定差距。在加入WTO之后，我們?cè)?jīng)一度認(rèn)為國(guó)內(nèi)的汽車行業(yè)會(huì)被國(guó)外沖擊，但是事實(shí)上，在加入WTO的第一年，進(jìn)口汽車所占據(jù)的市場(chǎng)不到4%，這無疑是個(gè)巨大的喜訊。在這個(gè)前提下，國(guó)內(nèi)廠商大力加快生產(chǎn)，我國(guó)如今已經(jīng)是繼美國(guó)，日本之后的全球第三大汽車大國(guó)。就目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車的發(fā)展情況，我覺得我們?cè)谖磥響?yīng)該集中做到以下幾點(diǎn)： 1. 增強(qiáng)企業(yè)與高校，企業(yè)與相關(guān)研究所的合作，提高研發(fā)能力。2.加快汽車產(chǎn)業(yè)集群化建設(shè)。3.扶持龍頭企業(yè)，充分的帶動(dòng)效應(yīng)。4.加強(qiáng)創(chuàng)新與國(guó)際市場(chǎng)的開拓。1.1.3 電動(dòng)汽車發(fā)展前景近年來，由于石油資源匱竭，大氣污染，全球變暖等事件，使得人們?cè)絹碓綋?dān)心環(huán)境惡化所

15、帶來的不良后果。根據(jù)相關(guān)資料的表述，當(dāng)今世界石油產(chǎn)量的30%左右都被汽車消耗，在2015年，世界石油產(chǎn)量突破39億噸，這對(duì)全球的大氣是不能忽略的。在世界范圍內(nèi)各地對(duì)城市的大氣狀況檢測(cè)也日趨完善，汽車尾氣成為了城市大氣污染的主要污染源。在這些大氣污染中，粉塵,微粒，都是城市大氣污染的元兇。然而在汽車數(shù)量較少的城市和農(nóng)村，空氣質(zhì)量往往要優(yōu)于汽車數(shù)量多的大城市。因此在大家使用汽車的同時(shí)，城市的環(huán)境也在逐漸變差，汽車數(shù)量的增加也給環(huán)境帶來了巨大的壓力。我國(guó)已經(jīng)意識(shí)到這種危險(xiǎn)局面不能持續(xù)下去，所以決定全力支持電動(dòng)汽車的發(fā)展，同時(shí)提出“”的口號(hào)，目的就是避免環(huán)境加劇惡化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)人們苦思冥想如何

16、改變環(huán)境惡化的局面時(shí)，電動(dòng)汽車逐步走進(jìn)公眾視野，低碳，環(huán)保，清潔，高效，這些都所不能比擬的。當(dāng)然，電動(dòng)汽車的缺點(diǎn)也很明顯:1.電池的壽命短的費(fèi)用非常高。2.電動(dòng)汽車所攜帶的電池使得空載情況下也比燃油車重。3.單次充電行駛里程短。4.無法像燃油車加油那樣充電方便。從上述缺點(diǎn)可以看出，限制電動(dòng)車發(fā)展的主要問題集中在電池和續(xù)航能力上。燃油車能夠走到今天也是經(jīng)歷了很多技術(shù)上的難題，只要解決這些問題，突破這個(gè)瓶頸，電動(dòng)汽車的發(fā)展才能走向一個(gè)新的高度。在我國(guó)，因?yàn)槭唾Y源不是很豐富，發(fā)展電動(dòng)汽車變得尤為重要。在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)的展過程中，石油消耗所帶來的巨大負(fù)面影響不能忽視，因此，我國(guó)迫切的需要研發(fā)出高效節(jié)能

17、的電動(dòng)汽車來緩解這一壓力，為經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。再者就是我國(guó)有較強(qiáng)的科研能力，這方面的儲(chǔ)備知識(shí)也不弱，國(guó)內(nèi)目前有大量的研究所和高校都在這個(gè)領(lǐng)域攻堅(jiān)克難，這使得我們?cè)谶@個(gè)行業(yè)有較大的話語權(quán)。這些年來，國(guó)內(nèi)越來越多的汽車生產(chǎn)商進(jìn)入電動(dòng)汽車生產(chǎn)這個(gè)行業(yè)，榮威，申沃，吉利，江淮，宇通，長(zhǎng)安等很多廠商都擁有自己的電動(dòng)汽車型號(hào)并量產(chǎn)進(jìn)入市場(chǎng)。顯而易見，電動(dòng)汽車越來越被公眾接受，這進(jìn)而刺激了各個(gè)汽車生產(chǎn)廠商對(duì)這一領(lǐng)域的介入，一系列的連鎖效應(yīng)使得電動(dòng)汽車的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，抓住機(jī)遇，深入研究電動(dòng)汽車的核心技術(shù)，是領(lǐng)先于國(guó)際的唯一途徑。1.2制動(dòng)系統(tǒng)的作用 現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍的

18、就是汽車，它被公眾認(rèn)為是最方便的交通設(shè)施。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車底盤的重要系統(tǒng)。它是一種裝置，它可以使汽車停止移動(dòng)，并保持靜止。制動(dòng)器作為最重要的安全件，它能夠直接制約汽車的運(yùn)動(dòng)使其進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)。汽車制動(dòng)性能與汽車行駛安全性有關(guān)，其重要性是顯而易見的。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，擁有私家車的人也越來越多，公路上的車流量也在成比例增長(zhǎng),這種情況下對(duì)汽車的安全性和可靠性也相應(yīng)變高，為確保人身和車輛的安全,汽車必須具備相當(dāng)可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主題就是設(shè)計(jì)一套能夠用于電動(dòng)汽車的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。 通過查閱相關(guān)的資料，運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，確定榮威E50制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

19、這套系統(tǒng)應(yīng)該達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：1.制動(dòng)效能能夠滿足汽車的需要并且不礙于汽車行駛安全性；2.制動(dòng)管路選擇X型回路以確保系統(tǒng)工作的可靠性；3.設(shè)計(jì)電控裝置防止空壓機(jī)負(fù)載啟動(dòng)；4.在進(jìn)行材料選擇時(shí)，使用對(duì)人體無害的材料。一個(gè)優(yōu)秀的駕駛員在操作汽車行進(jìn)過程中會(huì)不斷地使用制動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)控制，所以說車輛在制動(dòng)方面的好壞程度將直接影響到駕駛員及乘員的健康和交通質(zhì)量，因此車輛的制動(dòng)性是評(píng)價(jià)一輛車好壞的重要因素。出于種種考慮在設(shè)計(jì)生產(chǎn)車輛時(shí)汽車的制動(dòng)性一直擺在一個(gè)十分突出的位置。在車輛制動(dòng)過程中我們都知道有一個(gè)反向作用力，其實(shí)這個(gè)過程是車?yán)酥苿?dòng)時(shí)收到一個(gè)與開始制動(dòng)時(shí)反向的力，優(yōu)秀的，相應(yīng)的汽車有一個(gè)與

20、行駛方向相反加速度，這樣讓汽車的速度不再和以前一樣快速最終停止，由此來看，汽車制動(dòng)過程是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，所以世界上任何一種汽車的生產(chǎn)設(shè)計(jì)定型都會(huì)分析制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。正是由于汽車制動(dòng)過程十分復(fù)雜,所以在現(xiàn)實(shí)生活中只能通過建立簡(jiǎn)化模型來分析,我們?cè)u(píng)價(jià)汽車的制動(dòng)性主要有下列三個(gè)方面:1)制動(dòng)效能：即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度；2)制動(dòng)效能的恒定性:即抗熱衰退性；3)制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性；實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)一輛汽車的制動(dòng)性好壞就需要我們來進(jìn)行道路實(shí)驗(yàn)。在道路實(shí)驗(yàn)上我們一般需要測(cè)定一下幾個(gè)參數(shù)一是測(cè)定冷制動(dòng)以及高溫下汽車的制動(dòng)距離，二是制動(dòng)減速度，三是制動(dòng)時(shí)間。還有就是一個(gè)比較重要的方

21、面就是要測(cè)定在轉(zhuǎn)彎與變更車道時(shí)汽車制動(dòng)的方向穩(wěn)定性。道路實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谝欢ǔ潭壬戏从称囍苿?dòng)性能的好壞，但是由于基礎(chǔ)條件要求太高，所以很多車企經(jīng)常是使用一些室內(nèi)試驗(yàn)裝置用來測(cè)試汽車的制動(dòng)裝置的詳細(xì)參數(shù)，來查看汽車的制動(dòng)性好壞。我國(guó)現(xiàn)今室內(nèi)試驗(yàn)裝置主要有兩種，一種是平板式，另一種是滾筒式，在上述的兩種方式中都是通過一種間接的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車制動(dòng)裝置的測(cè)評(píng)。1.3氣壓制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀在最早對(duì)動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)的研究上，氣壓制動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)主要的方面。為何叫做氣壓制動(dòng)呢？就是因?yàn)槠鋫鬏斞b置和其能量供給方面是啟動(dòng)式的。因?yàn)槭亲钤绲膭?dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)，以及其他原因使得在制動(dòng)系統(tǒng)上氣壓制動(dòng)成為了主要的方式。氣壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是在

22、制動(dòng)過程中以獲得較大的制動(dòng)力，且主車輛與被拖的掛車以及汽車列車之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)在某些重型貨車等上被廣泛的運(yùn)用。但是氣壓制動(dòng)系統(tǒng)不全是優(yōu)點(diǎn)，其也有不少的缺點(diǎn)主要有整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)因氣壓制動(dòng)系統(tǒng)組成復(fù)雜而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，制造價(jià)格高昂，還有就是因?yàn)闅鈮褐苿?dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在其管路中氣體壓力的出現(xiàn)和消失都較慢有一定的延遲，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，我們?cè)诂F(xiàn)有條件下一般加設(shè)氣動(dòng)的第二級(jí)控制元件繼動(dòng)閥和快放閥氣壓。因?yàn)闅鈮褐苿?dòng)系統(tǒng)的種種不足，使得在工作時(shí)出現(xiàn)氣體壓力的管路壓力達(dá)不到要求，從而我們只能將其在制動(dòng)器之外合適處安放,再通過凸輪式張開機(jī)構(gòu)或楔塊式張開機(jī)構(gòu)帶動(dòng)制動(dòng)蹄,使非簧載

23、質(zhì)量變大。汽車上動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展迅速，尤其是轎車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)更是發(fā)展快速，但并不像載貨車上那樣運(yùn)用成熟，所以這次我的研究主要是針對(duì)轎車來說的。因此這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次大膽的嘗試，討論方案的可行性，其中不足還需日后改進(jìn)。1.4本文研究?jī)?nèi)容運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一套能應(yīng)用于電動(dòng)汽車的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，并通過計(jì)算確定相關(guān)部件的型號(hào)，繪制氣壓制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。- 31 -第二章 制動(dòng)系的總體設(shè)計(jì)第二章 制動(dòng)系的總體設(shè)計(jì)2.1制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求1）能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。2）具有足夠的制動(dòng)效能。3）工作可靠。4）制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好。5）制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性好。6）制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好。7要盡可能地縮短作

24、用滯后的時(shí)間。8) 制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。9)與懸架、不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。 10）制動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)該用電子報(bào)警或指示燈，在出現(xiàn)故障的時(shí)候，方便駕駛員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除。11）制動(dòng)系的機(jī)件應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，以及材料滿足環(huán)境部門的相關(guān)要求。12）能全天候使用。2.2制動(dòng)系的參數(shù)選擇榮威E50電動(dòng)汽車的主要參數(shù)如下表2-1 表2-1榮威E50電動(dòng)汽車的主要參數(shù)長(zhǎng)寬高（mm）356915511540軸 距（mm）2305前 輪 距（mm）1324后 輪 距（mm）1292整備質(zhì)量（kg）1080滿載質(zhì)量（kg）1380最 高 車 速（km/h）130車輪工作半徑（mm）380質(zhì)心高度空載（mm）：hg=48

25、0滿載（mm）：hg= 7102.3前后軸制動(dòng)力分配系數(shù)與同步附著系數(shù)的確定2.3.1確定同步附著系數(shù) 相當(dāng)一部分兩軸汽車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比為一固定值。前車輪制動(dòng)力與車輛的總制動(dòng)力的比率是用來表示的比例的分布，這被稱為制動(dòng)力分配系數(shù)，并用符號(hào)表示，即 （2-1）式中，前制動(dòng)器制動(dòng)力； 汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力；故 ,且 （2-2）下圖給出了某載貨汽車的線，同時(shí)也給出了該貨車空載和滿載時(shí)的I曲線。圖21載貨汽車的曲線與線Figure 2-1 TruckCurve and beta line 圖中線與I曲線（滿載）相交于一點(diǎn)，在這個(gè)時(shí)候的附著系數(shù)值為。我們稱之為線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)，也就是所

26、謂的同步附著系數(shù)。同步附著系數(shù)向我們傳達(dá)著這樣一個(gè)信息，前后制動(dòng)器制動(dòng)力為一恒定比值的汽車，要想使前后車輪在制動(dòng)的時(shí)候同時(shí)抱死，此時(shí)的附著系數(shù)必須是同步附著系數(shù)?，F(xiàn)在我們假定一汽車在同步附著系數(shù)路面上制動(dòng)，此時(shí)前后輪在同一時(shí)間抱死，則得 （2-3）式中，L汽車軸距； a汽車質(zhì)心至后軸中心線的距離； b汽車質(zhì)心至前軸中心線的距離； 汽車質(zhì)心高； (1)當(dāng)時(shí)，前輪先抱死，之后后輪抱死拖滑。這是一個(gè)穩(wěn)定的工作狀況，但汽車是失去了制動(dòng)能力時(shí)，附著力條件沒有充分利用。(2)當(dāng)時(shí)，后輪先抱死，之后前輪抱死拖滑。在這種情況下，后軸是不可能打滑，但是會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑的情況，同樣屬于不穩(wěn)定的工作狀況，附著利用率沒有利

27、用充分。(3)當(dāng)時(shí)，汽車的前、后輪同時(shí)抱死拖滑。這種情況下，可以避免不穩(wěn)定工況的出現(xiàn)。但是如果前轉(zhuǎn)向輪的制動(dòng)力達(dá)到了最大值，同樣會(huì)出現(xiàn)汽車失去轉(zhuǎn)向能力的情況。同之前兩種工況比較，這是利用附著條件最充分的。根據(jù)上述分析表明，在汽車制動(dòng)（前和后車輪在同一時(shí)間鎖定）同步粘附系數(shù)的道路時(shí)，其制動(dòng)減速度為，即，為制動(dòng)強(qiáng)度。要想在非同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到汽車的前、后輪同時(shí)抱死拖滑則需要滿足，這表明只有在同步附著系數(shù)的路面上，才會(huì)出現(xiàn)充分利用附著系數(shù)的情況。根據(jù)相關(guān)資料查出取=0.62.3.2確定前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù) 根據(jù)公式，    （2-4）得：=（1.804-0.6*0

28、.71）/2.305=0.62.4 本章小結(jié) 在網(wǎng)上查找了關(guān)于榮威E50電動(dòng)汽車的一些參數(shù)，并對(duì)制動(dòng)系的設(shè)計(jì)提了相關(guān)基本要求。初步確定了同步系數(shù)以及前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù)，為接下來的計(jì)算奠定基礎(chǔ)。第三章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算第三章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 前后軸最大附著力矩由輪胎與路面附著系數(shù)所決定：         （3-1）式中： 汽車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的最大附著系數(shù)；制動(dòng)強(qiáng)度；車輪有效半徑；后軸最大制動(dòng)力矩；汽車滿載質(zhì)量；汽車軸距；當(dāng)=時(shí)，=，,利用率最高。汽車減速度為： =0.6

29、9.8=5.88，即=, 附著系數(shù)利用率用來表示，可定義為 （3-2）式中 汽車總的地面制動(dòng)力； 汽車所受重力； 制動(dòng)強(qiáng)度；故后軸= 后輪的制動(dòng)力矩為=N·mm （3-3）前軸=0.6/(1-0.6)1.4=2.1 N·mm前輪的制動(dòng)力矩為2.1/2=1.05 N·mm （3-4）3.2鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)3.2.1確定制動(dòng)鼓直徑D 輸入力為一固定值時(shí)，因?yàn)橹苿?dòng)力矩為制動(dòng)力與制動(dòng)鼓半徑的乘積，所以隨著制動(dòng)鼓直徑的增大，制動(dòng)力矩也會(huì)同比例的增長(zhǎng)。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記載，制動(dòng)鼓內(nèi)徑與它的散熱能力也有很大的關(guān)系，但不是說制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，散熱能力就越好，因?yàn)橹苿?dòng)鼓的直徑要受

30、到其外側(cè)輪輞內(nèi)徑的約束。制動(dòng)鼓直徑增大的同時(shí)，它會(huì)增加制動(dòng)鼓的質(zhì)量，導(dǎo)致汽車質(zhì)量的提高，對(duì)汽車的乘坐舒適性有不利影響。作為聯(lián)系比較緊密的制動(dòng)鼓與輪輞，它們之間的間隙也不是隨隨便便就能決定的，考慮種種原因，在通常的情況下，該間隙應(yīng)該取值大于20mm。如果這兩者的間隙小于20mm，不僅僅會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)鼓散熱能力下降，同時(shí)因?yàn)殚g隙過小，輪輞的溫度會(huì)異常升高，在這種情況下，烤壞氣門芯，黏住內(nèi)胎都是比較危險(xiǎn)的。制動(dòng)鼓的壁厚應(yīng)符合剛度和熱用量的要求，以確保制動(dòng)時(shí)的溫升在一定的安全范圍內(nèi)，這就需要制動(dòng)鼓的壁厚取值合適。從金屬工藝的角度來考慮，小的制動(dòng)鼓直徑，在進(jìn)行加工的時(shí)候，精度容易提高，剛度相應(yīng)也比較大。通過

31、以上的分析，確定制動(dòng)鼓的直徑主要從兩個(gè)方面來考慮，一就是間隙要求，二就是輪輞的尺寸，在一般情況下，制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑的比值的取值范圍如下：表3-1 D/Dr的取值范圍D/Dr轎車0.640.74貨車0.700.83家用汽車輪輞外徑通常情況下要比制動(dòng)鼓內(nèi)徑大125mm-150mm，然而重型汽車的制動(dòng)鼓內(nèi)徑則要求比輪輞外徑小80mm-100mm。與深槽輪輞相比，因?yàn)槠渲醒肷钕莶糠值某叽绫容嗇y名義直徑小得多，所以應(yīng)該注意其制動(dòng)鼓與輪輞之間的間隙會(huì)一定程度的減小。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑的確定可以從輪輞直徑這方面來考慮，具體數(shù)據(jù)如下表3-1：表3-2制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑Tablet .3-2 The la

32、rgest diameter brake drum輪輞直徑/in121314151620，22.5制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑/mm轎車180200240260-貨車、客車220240260300320420輪胎規(guī)格為175/60 R13輪輞為13mm   查表得制動(dòng)鼓內(nèi)徑D=200mmD=根據(jù)轎車D/在0.640.74之間選取取=0.7D=231mm3.2.2摩擦襯片寬度b及包角 制動(dòng)鼓半徑R既定后，影響襯片的摩擦面積的變量只有兩個(gè)，一個(gè)是摩擦襯片寬度b，另一個(gè)就是其包角。根據(jù)來看，制動(dòng)蹄各蹄總的摩擦面積對(duì)單位壓力的影響是相當(dāng)重要的，其值越大，力的作用就越分散，單位壓力就能得到有效的緩

33、解，這樣材料磨損就比較輕，磨損特性也大大增強(qiáng)。單個(gè)車輪蹄式制動(dòng)器的也不是不受任何變量的約束，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料記載，其值與汽車的總重有正比例關(guān)系。具體數(shù)據(jù)如下表3-2表3-3 摩擦襯片面積Tablet .3-3 Friction lining area汽車類別汽車總重力單個(gè)制動(dòng)器的襯片摩擦面積轎車9-1515-25100-200200-300貨車10-1515-2525-3535-7070-120120-170100-200150-250250-400300-650550-1000600-1500制動(dòng)蹄摩擦襯片的角度在=范圍內(nèi)選擇，取=根據(jù)車重，選擇一個(gè)單一的制動(dòng)襯片區(qū)域范圍在200300取A=

34、300b/D=0.18b=3.2.3摩擦襯片初始角的選取 根據(jù) =-（/2）= （3-5）把張開力P作用線至制動(dòng)器中心的距離記作a根據(jù)a=0.8R得：a=0.8×115.5=92.4mm根據(jù)c=0.8R得：c=0.8×115.5=92.4mm3.2.4確定摩擦襯片的型號(hào)及摩擦系數(shù)摩擦襯片的選用不僅要求較高的摩擦系數(shù)，還需具有良好的熱穩(wěn)定性，受溫度和壓力影響的影響不大。不能一味地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性，同時(shí)提高制動(dòng)器對(duì)摩擦系數(shù)偏離正常值的容錯(cuò)率這兩個(gè)方面對(duì)蹄式制動(dòng)器來說是相當(dāng)重要的。摩擦襯片的型號(hào)及性能如表3-3表3-4內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器襯片型號(hào)性能及用

35、途Tablet.3-4 Shoe brake linings Model Properties and Applications產(chǎn)品規(guī)格摩擦系數(shù)硬度（HBS）適用范圍SY-11070.39-0.4520-50主要用于轎車等輕負(fù)荷車SY02040.36-0.4220-50主要用于中型載重汽車SY-90020.38-0.4320-50主要用于重型載貨汽車在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，取f=0.42使得計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際值。此外，在選擇摩擦材料時(shí)，還應(yīng)考慮盡量采用無污染和對(duì)人體無害的材料。所以綜合各方面因素來考慮，最終選定SY-1107規(guī)格， 其中摩擦系數(shù)選取=0.423.2.5摩擦襯塊內(nèi)徑

36、R1與外徑 R2外徑R2和摩擦襯片的內(nèi)徑R1的比例不應(yīng)超過1.5。如果此比例偏大，在工作時(shí)候，難免會(huì)因?yàn)槟Σ烈r塊外緣的圓周速度與內(nèi)緣圓周速度不同步，致使其磨損不均勻，隨著磨損的加重，接觸面積將減少，日積月累使得制動(dòng)力矩波動(dòng)變大，工作穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響。3.2.6摩擦襯塊工作面積A 根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果，選取A=3003.3制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)的計(jì)算3.3.1領(lǐng)蹄制動(dòng)蹄因數(shù)根據(jù)公式              （3-6）h/b=2;c/b=0.8得=0.793.3.2從蹄制動(dòng)蹄

37、因數(shù)根據(jù)公式              （3-7）得 =0.483.4制動(dòng)鼓主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鼓式制動(dòng)器是最早形式的電動(dòng)汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用干各類電動(dòng)汽車上。鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩種結(jié)構(gòu)型式。制動(dòng)鼓的結(jié)構(gòu)圖如下：1.前制動(dòng)蹄2.制動(dòng)蹄回位彈簧3.摩擦襯片4.滾輪5.凸輪6.制動(dòng)蹄回位彈簧7.后制動(dòng)蹄8.支撐銷圖3-1 制動(dòng)鼓的裝配圖3.4.1摩擦材料根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果，摩擦材料的基本要求：1）摩擦系數(shù)高而

38、穩(wěn)定。2）耐磨性好。3）有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的工藝性。4）有一定的耐油、耐濕、抗腐蝕及抗膠合性能。5）容許比壓力大及不傷制動(dòng)輪。6）制動(dòng)時(shí)要求噪聲小，不產(chǎn)生對(duì)人體有害的氣體。綜合以上的要求，本次設(shè)計(jì)采用的是模壓材料。3.4.2制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓最起碼應(yīng)該滿足兩點(diǎn)要求，其中在材料方面的要求就是，有良好的剛度以滿足長(zhǎng)時(shí)期的磨損；在物理性能方面的要求就是，大的比熱容防止制動(dòng)鼓在制動(dòng)的時(shí)候溫升過大影響制動(dòng)的安全性。還有一點(diǎn)就是，制動(dòng)鼓的材料不宜與摩擦襯片的材料差異性太大，最好的選擇就是兩者的材料能夠互相匹配。滿足以上要求，不僅能確保其有較高的摩擦系數(shù)，同時(shí)也能使工作表面的磨損均勻。制動(dòng)鼓在工作載荷作用下會(huì)

39、發(fā)生變形，從而使蹄與滾筒之間的壓力不均，從而導(dǎo)致一個(gè)小踏板行程的損失。鼓筒受力變形后，它的圓柱體形狀難以保持，這是制動(dòng)器發(fā)生自鎖以及踏板震動(dòng)的主要原因。為了杜絕這些現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)該提高制動(dòng)鼓的剛度。除此之外，鑄有整圈的加強(qiáng)肋條的鼓口，同時(shí)也常加鑄一些軸向肋條，這些方式都可以增強(qiáng)其散熱能力。關(guān)于如何確定制動(dòng)鼓的壁厚，主要是從兩個(gè)方面入手，一個(gè)是剛度，另一個(gè)是強(qiáng)度。制動(dòng)鼓壁厚的增加，對(duì)于其熱容量的增大是很有益處的。然而參考相關(guān)文獻(xiàn)，壁厚在11mm20mm之間波動(dòng)的時(shí)候，摩擦表面的最高溫度變化倒不是特別的明顯。一般制動(dòng)鼓的壁厚的范圍如下表：表3-5 制動(dòng)鼓壁厚范圍壁厚（mm）轎車712中、重型載貨汽車

40、1318制動(dòng)鼓在閉口的側(cè)外緣可開小孔，方便檢查制動(dòng)器間隙。本次設(shè)計(jì)采用的材料是HT20-40。3.4.3制動(dòng)蹄汽車、小型車和輕型卡車的剎車蹄片通常由鋼或鋼板焊接而成。制動(dòng)蹄應(yīng)該滿足兩點(diǎn)要求，第一點(diǎn)就是它的構(gòu)造尺寸應(yīng)該有益于剛度的增強(qiáng)；第二點(diǎn)就是它的斷面形狀應(yīng)使制動(dòng)蹄的剛度得到相應(yīng)的增強(qiáng)。但是從材料力學(xué)的方向出發(fā)，制動(dòng)蹄的摩擦襯片與制動(dòng)鼓之間的接觸壓力應(yīng)該盡量均勻，這主要是為了讓兩者之間的摩擦均勻，降低汽車在制動(dòng)時(shí)的噪音，這就需要在制動(dòng)蹄的腹板上，開上一到兩條的徑向槽，以此來縮小制動(dòng)蹄的彎曲剛度。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度如下表： 表3-6 制動(dòng)蹄腹板厚度厚度（mm）轎車35貨車58兩蹄的材料采用H

41、T200。3.4.4制動(dòng)底板制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓、制動(dòng)部件在安裝時(shí)的基準(zhǔn)，應(yīng)保證安裝的各部分相對(duì)位置是正確的。當(dāng)制動(dòng)器工作時(shí)，制動(dòng)器基片會(huì)受到制動(dòng)力矩的反向作用，所以良好的剛性可以保證工作的可靠性。如果制動(dòng)底板的剛度不夠，就會(huì)招致制動(dòng)力矩減小，踏板行程變大，最終導(dǎo)致襯片的磨損不均勻。作為小型汽車，本次設(shè)計(jì)采用45號(hào)鋼。3.4.5制動(dòng)蹄的支承在進(jìn)行制動(dòng)蹄支撐的選擇的時(shí)候，二自由度制動(dòng)篩的支承是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。首先它的構(gòu)造簡(jiǎn)單，其次就是它能夠根據(jù)制動(dòng)鼓的位置讓制動(dòng)蹄自動(dòng)找到自己所在的位置。一個(gè)可調(diào)節(jié)位置的的支承，能夠確保制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓這兩者工作表面同軸心。偏心支承銷或偏心輪可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。支承銷的

42、材料采用經(jīng)過高溫淬火的45鋼。支承材料為可鍛鑄鐵(KTH37012)。 3.4.6凸輪式張開機(jī)構(gòu)凸輪式張開機(jī)構(gòu)的凸輪及其軸是由45號(hào)鋼模鍛成一體的毛坯制造，在機(jī)加工后經(jīng)高頻淬火處理。凸輪及其軸是由可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵的支架支撐，而支架則用螺栓或鉚釘固定在制動(dòng)底板上。為了提高機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，制動(dòng)時(shí)凸輪是經(jīng)過滾輪推動(dòng)制動(dòng)蹄張開。滾輪由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。3.5 本章小結(jié) 本章的主要任務(wù)是根據(jù)E50電動(dòng)汽車的相關(guān)參數(shù)，確定制動(dòng)器的制動(dòng)力。然后根據(jù)制動(dòng)器應(yīng)達(dá)到的目的，進(jìn)行相關(guān)的強(qiáng)度計(jì)算，確定制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)形式。最后進(jìn)行制動(dòng)鼓，制動(dòng)蹄，制動(dòng)底板，制動(dòng)盤等的材料選定。第四章 氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)

43、計(jì)計(jì)算第四章 氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 氣壓制動(dòng)系統(tǒng)工作原理 應(yīng)用于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)與電動(dòng)汽車的有著本質(zhì)的差別。前者由內(nèi)燃機(jī)提供能量，經(jīng)過帶傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)。所以，只要內(nèi)燃機(jī)工作，就會(huì)帶動(dòng)空壓機(jī)一直連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。一般情況下，它只在壓力達(dá)到規(guī)定的最大值（如）時(shí)，觸發(fā)卸載閥，讓空壓機(jī)中的空氣排到大氣中。這種情況下的空壓機(jī)并沒有停止運(yùn)轉(zhuǎn)。但是電動(dòng)車能在這方面表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，那就是電驅(qū)動(dòng)的空壓機(jī)可以進(jìn)行間斷工作。在某一個(gè)設(shè)定氣壓范圍內(nèi)，例如0.6MPa0.8MPa，當(dāng)氣壓低于0.6MPa時(shí)，空壓機(jī)通電工作；當(dāng)高于0.8MPa時(shí)，空壓機(jī)斷電停止。通過這種電控切換，可以避免相當(dāng)一部分的空壓

44、機(jī)的功率損失，這不僅節(jié)約了能源，同時(shí)也減少了空壓機(jī)的磨損，理論上可以延長(zhǎng)空壓機(jī)的使用壽命。但是在實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程的時(shí)候，有一個(gè)問題是不得不解決的，那就是如何避免再次啟動(dòng)的空壓機(jī)負(fù)載啟動(dòng)？這個(gè)問題不解決，減少空壓機(jī)的磨損，延長(zhǎng)空壓機(jī)的使用壽命就是一句笑談。因此在進(jìn)行了大量的文獻(xiàn)閱讀之后，我覺得可以設(shè)計(jì)一種保險(xiǎn)裝置來解決這個(gè)問題。通過電控控制的啟動(dòng)卸載裝置來防止負(fù)載啟動(dòng)。下圖為電動(dòng)空壓機(jī)啟動(dòng)卸載裝置的工作原理圖：圖4-1 電動(dòng)空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)卸載裝置工作原理：當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力未達(dá)到設(shè)定的壓力值時(shí)(例如小于0.6MPa)，二位三通閥處于圖示位置，管路k與大氣相通，壓力開關(guān)處于閉合狀態(tài)，電機(jī)帶動(dòng)空壓機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，空

45、氣壓縮機(jī)排出的空氣經(jīng)濕罐、干燥器進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。當(dāng)壓力達(dá)到二位三通閥設(shè)定壓力值時(shí)（如0.8MPa），二位三通閥切換，使二位二通閥動(dòng)作，空壓機(jī)至單向閥的空氣通過二位二通閥排入大氣，同時(shí)，壓力開關(guān)斷開，空壓機(jī)停止供氣，此時(shí)管路k中的壓強(qiáng)與儲(chǔ)氣罐中的壓強(qiáng)相等。當(dāng)儲(chǔ)氣罐氣壓降至二位三通閥設(shè)定的滯回壓力值時(shí)（如0. 6MPa），二位三通閥復(fù)位，管路k中壓力與大氣壓相同，壓力開關(guān)閉合，空壓機(jī)重新工作。因此，管路k中空氣壓力在0.60.8MPa與OMPa之間變化。k管內(nèi)壓力為0.60.8MPa時(shí)，電機(jī)斷電空壓機(jī)停止供氣。k管內(nèi)壓力與大氣壓相同時(shí)，電機(jī)通電，空壓機(jī)重新工作。 利用電控裝置，準(zhǔn)確控制電動(dòng)空壓機(jī)的工作

46、時(shí)機(jī)，在合理的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)卸載裝置，防止電機(jī)啟動(dòng)過載。4.2制動(dòng)氣室 制動(dòng)氣室分為膜片和活塞式兩種。膜片式與活塞式相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：1.構(gòu)造簡(jiǎn)單；2.室壁的加工精度不高；3. 冇摩擦副；4.密封性好?？墒悄て降娜秉c(diǎn)也是很明顯的，與活塞式相比它的容許程小，使用壽命較短。制動(dòng)氣室輸出的推力Q作用在制動(dòng)器的制動(dòng)蹄上，因此，推力Q應(yīng)與蹄的張力保持一致。兩者之間的具體關(guān)系可由下式表示Q= 7065N （4-1）式中:a/2，對(duì)凸輪中心的力臂；hQ力對(duì)凸輪軸線的力臂。為了輸出推力7065N,則制動(dòng)氣室的工作面積應(yīng)為A=cm2 （4-2）式中：p-制動(dòng)氣室的工作壓力。對(duì)于活塞式制動(dòng)氣室：A=式中:D活塞或

47、氣缸直徑。 (4-3)膜片的有效承壓面積可按下式近似地計(jì)算：A= =cm2 (4-4）結(jié)合表4-1,根據(jù)電動(dòng)汽車的質(zhì)量，初步選取的膜片式制動(dòng)氣室的型號(hào)為16型，此時(shí)D=128mm，d=100mm表4-1膜片式制動(dòng)氣室的參數(shù)Tablet.4-1 Diaphragm brake chamber parameters型號(hào)D（mm）d（mm）d/D沖壓殼體壁厚（mm）卡箍壁厚（mm）推桿最大行程（mm）161281000.7813.02.545241551200.7753.02.557301761330.7563.03.060據(jù)已求得尺寸a=35mm與h=328mm，制動(dòng)氣室推桿行程為= （4-5）式

48、中：行程儲(chǔ)備系數(shù)，其取值如表4-2表4-2 的取值中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（種類）剛性1.21.4帶摩擦副2.22.4這里取=2.35，代入式：=<55mm符合要求制動(dòng)氣室的工作容積： =A= （4-6）=公式中膜片式之所以用兩倍行程計(jì)算，是因?yàn)榭紤]到輸入氣壓很高，膜片產(chǎn)生最大限度的變形，在進(jìn)行計(jì)算的的時(shí)候應(yīng)該以極限值來考量，只有這樣才能保證在工作的時(shí)候元件即使達(dá)到極限值也不會(huì)失去工作的可靠性。4.3儲(chǔ)氣罐 設(shè)儲(chǔ)氣罐容積為，全部制動(dòng)管路的總?cè)莘e為，各制動(dòng)氣室壓力腔最大容積之和為。通常大約是的25%-50%。 （4-7）制動(dòng)其工作前，儲(chǔ)氣罐與制動(dòng)管路、制動(dòng)氣室是不相通。制動(dòng)室的壓力室的容積為零，管路中

49、的絕對(duì)壓力與大氣壓力相同。記儲(chǔ)氣罐中的相對(duì)壓力為，那么制動(dòng)器工作前，系統(tǒng)中空氣的絕對(duì)壓力與容積的乘積之總和為： （4-8）制動(dòng)器完全工作時(shí)，儲(chǔ)氣罐中的壓縮空氣迅速擴(kuò)散到制動(dòng)管路中，再經(jīng)過制動(dòng)閥，最終到達(dá)制動(dòng)氣室，至此之后，管路以及氣室中的氣壓與制動(dòng)閥的最大工作壓力相等，制動(dòng)閥動(dòng)作，切斷儲(chǔ)氣罐與制動(dòng)氣室的聯(lián)通。在這種情況下，制動(dòng)氣室壓力腔容積達(dá)到最大值，空壓機(jī)停止工作后，儲(chǔ)氣罐中的相對(duì)壓力再次回到。此時(shí)上述系統(tǒng)中的空氣絕對(duì)壓力與容積的乘積得總和為 （4-9）假設(shè)系統(tǒng)中空氣的膨脹過程是等溫過程，則 即因此在空氣壓縮機(jī)停止工作的時(shí)候，完成一次完全制動(dòng)后的儲(chǔ)氣罐壓力將為與調(diào)壓器調(diào)定的儲(chǔ)氣罐氣壓相比，壓

50、力降不應(yīng)超過0.03。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候通常取儲(chǔ)氣罐的總?cè)莘e為：=（20-40）=38580cm2 （4-10）設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)周全地顧慮到空氣壓縮機(jī)有停止工作的情況，這個(gè)時(shí)候可以求得儲(chǔ)氣罐中氣壓由最大值降至最小安全壓力前的連續(xù)制動(dòng)次數(shù)n為n= （4-11）式中: 儲(chǔ)氣罐內(nèi)空氣的最高絕對(duì)壓力和最低絕對(duì)壓力。一般要求n=8-12次儲(chǔ)氣罐的直徑在通常情況下要比壁厚大得多，在某種程度上來講，儲(chǔ)氣罐其實(shí)是一薄壁結(jié)構(gòu)物件，因此在進(jìn)行壁厚強(qiáng)度計(jì)算的時(shí)候，應(yīng)按薄壁圓筒的模型進(jìn)行分析計(jì)算。如圖4-2所示，在儲(chǔ)氣罐壁上任取一單元體進(jìn)行分析，其水平側(cè)面作用著拉應(yīng)力，垂直側(cè)面作用著拉應(yīng)力。單元體的外表面為自由表面，內(nèi)表面為

51、圓筒壁，作用著內(nèi)壓。根據(jù)材料力學(xué)的公式，可求出：= （4-12）式中：-貯氣罐內(nèi)的氣壓D-貯氣罐圓筒部分內(nèi)徑t-貯氣罐壁厚。圖4-2儲(chǔ)氣罐強(qiáng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖Fig4-2.Tank strength calculation diagram因?yàn)閺较驊?yīng)力從里面到外面有到0的變化，在壁厚極其薄的條件下，值與、值比較起來相當(dāng)小，因此可以忽略不計(jì)，還有就是，因?yàn)槿萜鞯膶?duì)稱性，故單元體界面上也不存在有剪切應(yīng)力作用。這樣，單元體的三個(gè)主應(yīng)力：=；=；=0 （4-13）按第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件-有：-0 (4-14)4.4空氣壓縮機(jī) 設(shè)每次制動(dòng)所消耗的壓縮空氣的容積和壓縮空氣的質(zhì)量為： 8842+1208=2976c

52、m3 （4-15）= （4-16）式中:V制動(dòng)氣室的工作容積；制動(dòng)管路的工作容積；p制動(dòng)管路壓力，Pa；R空氣的氣動(dòng)常數(shù)，計(jì)算時(shí)可取為29.27；T絕對(duì)溫度，K； T=273+tt周圍大氣溫度，本次設(shè)計(jì)取值30。單位時(shí)間內(nèi)所消耗的壓縮空氣質(zhì)量：=0.031.2=0.036 （4-17）式中：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的制動(dòng)次數(shù)，本次設(shè)計(jì)取值1.2汽車的總消耗氣率：=+=0.038 （4-18）式中：汽車各種啟動(dòng)裝置的耗汽率的總和， 單位時(shí)間內(nèi)的容許漏氣量，通常取空氣壓縮機(jī)的出氣率應(yīng)為：=（56）=0.190.228 （4-19）取空氣密度為1.3，那么空氣壓縮機(jī)出氣率為：=（56）=0.1460.175 （4-20）表4-2列出了部分空氣壓縮機(jī)的主要技術(shù)參數(shù),結(jié)合上述的計(jì)算結(jié)果，根據(jù)表格初選空壓機(jī)的型號(hào)為V-0.17/710表4-3空氣壓縮機(jī)型號(hào)規(guī)格型號(hào)工作電壓V排氣量排氣壓力MPa(g)安全閥開啟壓力轉(zhuǎn)速r/min配備功率KW機(jī)組重量外形尺寸mmZ-0.12/72200.121.01.110301.1120800*420*820V-0.14/710380(220)0.140.71.01.1860