5042汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、. . . . 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文題 目 5042汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)08級(jí)汽車檢測(cè)與維修專業(yè)學(xué) 生胡軍劍指導(dǎo)教師余晨光2012年12月20日44 / 47目錄第一章緒論 .汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況11.1汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成11.2 研究制動(dòng)系統(tǒng)的意義31.3對(duì)汽車制動(dòng)系的展望3第二章 汽車總體參數(shù)的選擇與計(jì)算72.1 總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求72.2汽車形式的確定82.3汽車質(zhì)量參數(shù)的確定92.4汽車主要尺寸的確定102.5汽車性能參數(shù)的確定112.6發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇142.7輪胎的選擇18第三章鼓式制動(dòng)器的方案選擇203.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式203.1.5單向增力式制動(dòng)器283.1

2、.6雙向增力式制動(dòng)器283.2鼓式制動(dòng)器方案的確定293.2.1制動(dòng)效能因素293.2.2本設(shè)計(jì)中鼓式制動(dòng)器方案的優(yōu)選30第四章鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算314.1 駐車制動(dòng)能力的計(jì)算314.2 中央制動(dòng)器的計(jì)算334.3壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律344.4 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩364.5 摩擦襯片磨損特性計(jì)算404.6 制動(dòng)因素的計(jì)算414.6.1支承銷式領(lǐng)從蹄制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)424.6.2支承銷式雙領(lǐng)蹄制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)43第五章鼓式制動(dòng)器主要零部件強(qiáng)度分析445.1 制動(dòng)蹄支承銷剪切應(yīng)力計(jì)算445.2緊固摩擦片鉚釘?shù)募羟袘?yīng)力驗(yàn)算45結(jié)論47致48參考文獻(xiàn)49第一章 緒論.汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況

3、從汽車誕生時(shí)起，車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。汽車制動(dòng)系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來(lái)逐漸消耗車輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車輛制動(dòng)減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開(kāi)發(fā)，汽車動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動(dòng)力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。例如電動(dòng)汽車沒(méi)有燃機(jī)，無(wú)法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是

4、利用電動(dòng)真空泵為真空助力器提供真空。汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展是和汽車性能的提高與汽車結(jié)構(gòu)型式的變化密切相關(guān)的，制動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)組成部分都發(fā)生了很大變化。1.1汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成制動(dòng)系統(tǒng)主要由下面的4個(gè)部分組成：(1)供能裝置：也就是制動(dòng)能源，包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量以與各個(gè)部件，產(chǎn)生制動(dòng)能量的部分稱為制動(dòng)能源；(2)控制裝置：包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的部件；(3)傳動(dòng)裝置：包括把制動(dòng)能量傳遞到制動(dòng)器的各個(gè)部件；(4)制動(dòng)器：產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或者運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件，也包括輔助制動(dòng)系統(tǒng)中的部件?，F(xiàn)代的制動(dòng)系統(tǒng)還包括制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和報(bào)警裝置，壓力保護(hù)裝置等輔助裝置。供能裝置的發(fā)展供能裝置主要是指制動(dòng)

5、能源，制動(dòng)能源有人力制動(dòng)、伺服制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)或者上述任兩者的結(jié)合使用。人力制動(dòng)是開(kāi)始有制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的制動(dòng)能源，它有機(jī)械式制動(dòng)、液壓式制動(dòng)兩種形式。機(jī)械式制動(dòng)主要用于駐車制動(dòng)系統(tǒng)中，駐車制動(dòng)系統(tǒng)中要求用機(jī)械鎖止方法保證汽車在原地停止不動(dòng)，在任何情況下不至于滑動(dòng)。液壓式制動(dòng)是通過(guò)制動(dòng)踏板推動(dòng)制動(dòng)主缸，進(jìn)而使制動(dòng)器進(jìn)入工作狀態(tài)。伺服制動(dòng)兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)作為制動(dòng)能源，正常情況下制動(dòng)能量由動(dòng)力伺服系統(tǒng)供給，動(dòng)力伺服系統(tǒng)失效時(shí)可由人力供給制動(dòng)能量，這時(shí)伺服制動(dòng)就變?yōu)槿肆χ苿?dòng)。伺服制動(dòng)可用氣壓能、真空能(負(fù)氣壓能)以與液壓能作為伺服能量，形成各種形式的助力器。動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能源是發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的油泵或者氣泵

6、，人力僅作為控制來(lái)源，可分為氣壓制動(dòng)、氣頂液制動(dòng)、液壓制動(dòng)。其中氣壓制動(dòng)是發(fā)展最早的一種動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。它用空氣壓縮機(jī)提供氣壓，氣頂液制動(dòng)是用氣壓推動(dòng)液壓動(dòng)作，產(chǎn)生制動(dòng)作用。液壓制動(dòng)是目前得到廣泛應(yīng)用的一種制動(dòng)系統(tǒng)，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。目前正在發(fā)展的電液復(fù)合制動(dòng)以與電子制動(dòng)中使用了電機(jī)作為制動(dòng)能源，人力踩制動(dòng)踏板作為控制來(lái)源?？刂蒲b置的發(fā)展最早的人力制動(dòng)，通過(guò)機(jī)械的連接產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作。發(fā)展到人力控制制動(dòng)，通過(guò)踩制動(dòng)踏板啟動(dòng)制動(dòng)，再由傳力裝置把制動(dòng)踏板力傳到真空助力器，經(jīng)過(guò)真空助力器的助力擴(kuò)大后，傳遞到制動(dòng)主缸產(chǎn)生液壓力，然后通過(guò)油路把液壓力傳遞到每個(gè)輪缸，開(kāi)始制動(dòng)。隨著清潔能源汽車和電動(dòng)汽車的研究應(yīng)

7、用，以與電子技術(shù)在汽車上面的廣泛應(yīng)用，制動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置也出現(xiàn)了電子化的趨勢(shì)，其中電制動(dòng)完全改變了制動(dòng)系統(tǒng)的控制和管理，會(huì)使汽車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生革命性的變化，它采用電子控制，可以更加準(zhǔn)確、更高效率地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。傳動(dòng)裝置的發(fā)展人力制動(dòng)時(shí)代是采用機(jī)械式的傳動(dòng)裝置，氣(液)壓制動(dòng)是利用氣(液)壓力和連接管路把制動(dòng)力傳遞到制動(dòng)器。電子制動(dòng)則是利用制動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力直接作用到制動(dòng)器，它的控制信號(hào)來(lái)自控制單元(ECU)，用信號(hào)線傳遞制動(dòng)信號(hào)和制動(dòng)力信息。制動(dòng)器的發(fā)展制動(dòng)器是制動(dòng)的主要組成部分，目前汽車制動(dòng)器基本都是摩擦式制動(dòng)器，按照摩擦副中旋轉(zhuǎn)元件的不同，分為鼓式和盤式兩大類制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器又有領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)

8、蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向自增力式、雙向自增力式制動(dòng)器等結(jié)構(gòu)型式。盤式制動(dòng)器有固定鉗式、浮動(dòng)鉗式、浮動(dòng)鉗式包括滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗盤式兩種型式?；瑒?dòng)鉗式是目前使用廣泛的一種盤式制動(dòng)器。由于盤式制動(dòng)器熱和水穩(wěn)定性以與抗衰減性能較鼓式制動(dòng)器好，可靠性和安全性也好，而得到廣泛應(yīng)用。但是盤式制動(dòng)器效能低，無(wú)法完全防止塵污和銹蝕，兼做駐車制動(dòng)時(shí)需要較為復(fù)雜的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制，很多車是采用前盤后鼓的制動(dòng)系統(tǒng)組成。電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車上具有再生制動(dòng)能力的電機(jī)，在回收制動(dòng)能量時(shí)起制動(dòng)作用，它引入了新型的制動(dòng)器。作為一種新的制動(dòng)器型式，勢(shì)必引起制動(dòng)器型式的變革。電制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)器是基于

9、傳統(tǒng)的制動(dòng)器，也分為盤式電制動(dòng)器和鼓式電制動(dòng)器，鼓式電制動(dòng)器由于制動(dòng)熱衰減性大等缺點(diǎn)，將來(lái)汽車上會(huì)以盤式電制動(dòng)器為主。1.2研究制動(dòng)系統(tǒng)的意義汽車的“行駛”、“轉(zhuǎn)彎”、“停車”3個(gè)最基本的機(jī)能之一的停車機(jī)能，是由制動(dòng)裝置來(lái)完成的。我們希望輕輕的踩下制動(dòng)踏板時(shí)，汽車就能很平穩(wěn)的停在所需要停車的地方。為了達(dá)到這一目的，必須充分考慮制動(dòng)系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)和制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種性能。制動(dòng)系統(tǒng)是汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的安全性。隨著高速公路的快速發(fā)展和車流密度的日益增大，交通事故也不斷增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車輛本身的問(wèn)題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%。可見(jiàn)，制動(dòng)系

10、統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個(gè)系統(tǒng)。此外，制動(dòng)系統(tǒng)的好壞還直接影響車輛的平均車速和車輛的運(yùn)輸效率，也就是保證運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。雖然近幾年從德國(guó)大眾、法國(guó)雷諾、美國(guó)通用等國(guó)外汽車公司引進(jìn)了轎車，不少零配件的國(guó)產(chǎn)率也比較高，但引進(jìn)的主要是總成和零配件，沒(méi)有引進(jìn)開(kāi)發(fā)技術(shù)，至于輕型貨車的開(kāi)發(fā)技術(shù)引進(jìn)就更少了，所以我國(guó)自行開(kāi)發(fā)輕型貨車與其轎車的能力，跟汽車發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大。近年來(lái)，我國(guó)出版過(guò)一些汽車制動(dòng)方面的專著，但從數(shù)量上和深度上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足汽車工業(yè)運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的要求。特別是在汽車制動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方面與汽車發(fā)達(dá)國(guó)家相比水平差距甚遠(yuǎn)，許多尖端技術(shù)問(wèn)題對(duì)我們來(lái)說(shuō)迄今還不太了解。所以對(duì)于研究

11、設(shè)計(jì)制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，在我國(guó)有著非常重要的影響。1.3對(duì)汽車制動(dòng)系的展望今天，ABS/ASR已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。車輛制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術(shù)的發(fā)展。一方面是擴(kuò)大控制圍、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實(shí)施伺服控制和高精度控制。在第一方面，ABS功能的擴(kuò)充除ASR外，同時(shí)把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴(kuò)展進(jìn)來(lái)，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車輛控制系統(tǒng)。制動(dòng)器開(kāi)發(fā)廠商還提出了未來(lái)將ABS/TCS和VDC與智能化運(yùn)輸系統(tǒng)一體化運(yùn)用的構(gòu)想。隨著電子控制傳動(dòng)、懸架系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展，將產(chǎn)生電子控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，從而產(chǎn)生一些新的功能，如：采用電子控制的離合器可大

12、大提高汽車靜止啟動(dòng)的效率；在制動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)輸入一個(gè)驅(qū)動(dòng)命令給電子懸架系統(tǒng)，能防止車輛的俯仰。在第二個(gè)方面，一些智能控制技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是現(xiàn)在比較新的控制技術(shù)，已經(jīng)有人將其應(yīng)用在汽車的制動(dòng)控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車制動(dòng)中的所有問(wèn)題。因此由ABS/ASR進(jìn)一步發(fā)展演變成電子控制制動(dòng)系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要的方向。但是EBS要想在實(shí)際中應(yīng)用開(kāi)來(lái)，并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。除技術(shù)外，系統(tǒng)的成本和相關(guān)的法規(guī)是其投入應(yīng)用的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)了一百多年的發(fā)展，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來(lái)。隨著電子，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。如凱

13、西-海斯(K-H)公司在一輛實(shí)驗(yàn)車上安裝了一種電液(EH)制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動(dòng)器的操作機(jī)理。通過(guò)采用4個(gè)比例閥和電力電子控制裝置，K-H公司的EBM就能考慮到基本制動(dòng)、ABS、牽引力控制、巡航控制制動(dòng)干預(yù)等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。EBM系統(tǒng)潛在的優(yōu)點(diǎn)是比標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器能更加有效地分配基本制動(dòng)力，從而使制動(dòng)距離縮短5%。一種完全無(wú)油液、完全的電路制動(dòng)BBW(Brake-By-Wire)的開(kāi)發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)裝置成為歷史。BBW是未來(lái)制動(dòng)控制系統(tǒng)的L發(fā)展方向。全電制動(dòng)不同于傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)槠鋫鬟f的是電，而不是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間。其主

14、要包含以下部分：（1）電制動(dòng)器。其結(jié)構(gòu)和液壓制動(dòng)器基本類似，有盤式和鼓式兩種，作動(dòng)器是電動(dòng)機(jī)；（2）電制動(dòng)控制單元(ECU)。接收制動(dòng)踏板發(fā)出的信號(hào)，控制制動(dòng)器制動(dòng)；接收駐車制動(dòng)信號(hào)，控制駐車制動(dòng)；接收車輪傳感器信號(hào)，識(shí)別車輪是否抱死、打滑等，控制車輪制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)防抱死和驅(qū)動(dòng)防滑。由于各種控制系統(tǒng)如衛(wèi)星定位、導(dǎo)航系統(tǒng)，自動(dòng)變速系統(tǒng)，無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)等的控制系統(tǒng)與制動(dòng)控制系統(tǒng)高度集成，所以ECU還得兼顧這些系統(tǒng)的控制；（3）輪速傳感器。準(zhǔn)確、可靠、與時(shí)地獲得車輪的速度；（4）線束。給系統(tǒng)傳遞能源和電控制信號(hào)；（5）電源。為整個(gè)電制動(dòng)系統(tǒng)提供能源。與其他系統(tǒng)共用?？梢允歉鞣N電源，也包括再生能

15、源。從結(jié)構(gòu)上可以看出這種全電路制動(dòng)系統(tǒng)具有其他傳統(tǒng)制動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：（1）整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)油箱、制動(dòng)主缸、助力裝置。液壓閥、復(fù)雜的管路系統(tǒng)等部件，使整車質(zhì)量降低；（2）制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間短，提高制動(dòng)性能；（3）無(wú)制動(dòng)液，維護(hù)簡(jiǎn)單；（4）系統(tǒng)總成制造、裝配、測(cè)試簡(jiǎn)單快捷，制動(dòng)分總成為模塊化結(jié)構(gòu)；（5）采用電線連接，系統(tǒng)耐久性能良好6）易于改進(jìn)，稍加改進(jìn)就可以增加各種電控制功能。全電制動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)全新的系統(tǒng)，給制動(dòng)控制系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的變革，為將的車輛智能控制提供條件。但是，要想全面推廣，還有不少問(wèn)題需要解決.首先是驅(qū)動(dòng)能源問(wèn)題。采用全電路制動(dòng)控制系統(tǒng)，需要較

16、多的能源，一個(gè)盤式制動(dòng)器大約需要1kW的驅(qū)動(dòng)能量。目前車輛12V電力系統(tǒng)提供不了這么大的能量，因此，將來(lái)車輛動(dòng)力系統(tǒng)采用高壓電，加大能源供應(yīng)，可以滿足制動(dòng)能量要求，同時(shí)需要解決高電壓帶來(lái)的安全問(wèn)題。其次是控制系統(tǒng)失效處理。全電制動(dòng)控制系統(tǒng)面臨的一個(gè)難題是制動(dòng)失效的處理。因?yàn)椴淮嬖讵?dú)立的主動(dòng)備用制動(dòng)系統(tǒng)，因此需要一個(gè)備用系統(tǒng)保證制動(dòng)安全，不論是ECU元件失效，傳感器失效還是制動(dòng)器本身、線束失效，都能保證制動(dòng)的基本性能。實(shí)現(xiàn)全電制動(dòng)控制的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是系統(tǒng)失效時(shí)的信息交流協(xié)議，如TTP/C。系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，立即發(fā)出信息，確保信息傳遞符合法規(guī)最適合的方法是多重通道分時(shí)區(qū)(TDMA)，它可以保證不出

17、現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的信息滯后。TTP/C協(xié)議是根據(jù)TDMA制定的。第三是抗干擾處理。車輛在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有各種干擾信號(hào)，如何消除這些干擾信號(hào)造成的影響，目前存在多種抗干擾控制系統(tǒng)，基本上分為兩種：即對(duì)稱式和非對(duì)稱式抗干擾控制系統(tǒng)。對(duì)稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個(gè)一樣的CPU和同樣的計(jì)算程序處理制動(dòng)信號(hào)。非對(duì)稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個(gè)不同的CPU和不一樣的計(jì)算程序處理制動(dòng)信號(hào)。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。另外，電制動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件和硬件如何實(shí)現(xiàn)模塊化，以適應(yīng)不同種類的車型需要；如何實(shí)現(xiàn)底盤的模塊化，是一個(gè)重要的難題。只有將制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架、導(dǎo)航等系統(tǒng)綜合考慮進(jìn)來(lái)，從算法上模塊化，建立數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，才能以最低的成本獲得

18、最好的控制系統(tǒng)。電制動(dòng)控制系統(tǒng)首先用在混合動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)車輛上，采用液壓制動(dòng)和電制動(dòng)兩種制動(dòng)系統(tǒng)。這種混合制動(dòng)系統(tǒng)是全電制動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)渡方案。由于兩套制動(dòng)系統(tǒng)共存，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本偏高。隨著技術(shù)的進(jìn)步，上述的各種問(wèn)題會(huì)逐步得到解決，全電制動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)真正代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以液壓為主的制動(dòng)控制系統(tǒng)。綜上所述，現(xiàn)代汽車制動(dòng)控制技術(shù)正朝著電子制動(dòng)控制方向發(fā)展。全電制動(dòng)控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動(dòng)控制系統(tǒng)。同時(shí)，隨著其他汽車電子技術(shù)特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子元件的成本與尺寸不斷下降。汽車電子制動(dòng)控制系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動(dòng)式方向擺動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系

19、統(tǒng)、無(wú)人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電控制系統(tǒng)，未來(lái)的汽車中就不存在孤立的制動(dòng)控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個(gè)ECU中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛控制的智能化。但是，汽車制動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展受整個(gè)汽車工業(yè)發(fā)展的制約。有一個(gè)巨大的汽車現(xiàn)有與潛的市場(chǎng)的吸引，各種先進(jìn)的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以與各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車制動(dòng)控制系統(tǒng)中來(lái)。同時(shí)需要各種國(guó)際與國(guó)的相關(guān)法規(guī)的健全，這樣裝備新的制動(dòng)技術(shù)的汽車就會(huì)真正應(yīng)用到汽車的批量生產(chǎn)中。第二章 汽車總體參數(shù)的選擇與計(jì)算2.1 總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求由動(dòng)力裝置、底盤、車身、電器與儀表等四部分組成的汽車，是用來(lái)載送人員和貨物的運(yùn)輸工具

20、。汽車主要在寬度有限的道路上行駛，同時(shí)與汽車比較，還有人、自行車、摩托車等弱勢(shì)群體也在使用同一道路，因此存在交通隱患。為了在有限的道路上容納更多的車輛運(yùn)行、減少交通事故以與從汽車造型和減輕質(zhì)量等方面考慮，對(duì)汽車的外形尺寸需要予以限制。使用汽車加快了人得生活節(jié)奏，提高了工作效率，出門遠(yuǎn)行也更方便；與使用火車、飛機(jī)、船舶等交通工具相比較，受到的約束減少了很多。因此，更多的人愿意選擇汽車作為交通工具。幾十年來(lái)，汽車的保有量始終居高不下，凡是人類密集的地方，汽車也密集，由此而引起的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。共同保護(hù)好人類的生存環(huán)境已經(jīng)受到全世界的重視，各國(guó)政府普遍采用制定相關(guān)法規(guī)的形式來(lái)從事交通方面的管

21、理工作。交通工具具有在自然環(huán)境條件下使用的特點(diǎn)，汽車也不例外。自然環(huán)境的變化因素很多，有些還沒(méi)有規(guī)律，如溫度、濕度、霧、白晝與黑夜、干燥的硬路面與泥濘深淺不定的軟路面等等，要求汽車能適應(yīng)這些環(huán)境而安全地行駛，就必須制定有關(guān)法規(guī)強(qiáng)制企業(yè)執(zhí)行，這也是工程技術(shù)人員從事設(shè)計(jì)的工作依據(jù)之一。進(jìn)行汽車總體設(shè)計(jì)工作應(yīng)滿足如下基本要求：（1）汽車的各項(xiàng)性能、成本等，要求達(dá)到企業(yè)在商品計(jì)劃中所確定的指標(biāo)。（2）嚴(yán)格遵守和貫徹有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，注意不要侵犯專利。（3）盡最大可能地去貫徹三化，即標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。（4）進(jìn)行有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的校核，保證汽車有正確的運(yùn)動(dòng)和避免運(yùn)動(dòng)干涉。（5）拆裝與維修方便。我

22、國(guó)制定的有關(guān)方面的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)正在得到不斷的完善，它們中有些是結(jié)合我國(guó)具體條件制定的，有些是參照國(guó)外的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)制定的。這些法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)涉與的面很廣，如有關(guān)汽車外廓尺寸標(biāo)準(zhǔn)（GB15891989汽車外廓尺寸限界）、汽車的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以與有關(guān)公路法規(guī)對(duì)汽車軸荷限定的要求等等。在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)工作時(shí)，要特別注意正在實(shí)施的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)目前已有40項(xiàng)，隨著時(shí)間的遷移還會(huì)有變化。這些強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)與汽車類型有關(guān)，設(shè)計(jì)師要嚴(yán)格遵守。2.2汽車形式的確定汽車的分類按照GB/T3730.12001將汽車分為乘用車和商用車。乘用車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上主要用于載運(yùn)乘客與其隨身行禮或臨時(shí)物品的汽車，包括駕駛員座位在的

23、最多不超過(guò)9個(gè)座位。它也可以牽引一輛掛車。商用車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上用于運(yùn)送人員和貨物的汽車，并且可以牽引掛車，且商用車又有客車、半牽引掛車、貨車之分。不同形式的汽車，主要體現(xiàn)在軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、以與布置形式上有區(qū)別。（1）軸數(shù)汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎負(fù)荷能力以與汽車的結(jié)構(gòu)等。包括乘用車以與汽車總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，均采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低廉的兩軸方案?？傎|(zhì)量在19t26t的公路運(yùn)輸車采用三軸形式，總質(zhì)量更大的汽車宜采用四軸或四軸以上的形式。由于本設(shè)計(jì)

24、中汽車的裝載質(zhì)量是兩噸，其總質(zhì)量小于19t，所以采用兩軸的布置方案。（2）驅(qū)動(dòng)形式汽車驅(qū)動(dòng)形式有4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等，其中第一個(gè)數(shù)字代表汽車的車輪總數(shù)，第二個(gè)數(shù)字表示驅(qū)動(dòng)輪數(shù)。乘用車和總質(zhì)量小些的商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的4×2驅(qū)動(dòng)形式?？傎|(zhì)量在19t以上至26t的公路運(yùn)輸車，用6×4或6×2的型式，總質(zhì)量更大的公路運(yùn)輸車則采用8×4型式。所以本設(shè)計(jì)采用4×2的驅(qū)動(dòng)形式。(3)布置形式貨車可以按照駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置不同，分為平

25、頭式、短頭式、長(zhǎng)頭式和偏置式四種。貨車又可按發(fā)動(dòng)機(jī)位置不同，分為發(fā)動(dòng)機(jī)前置、中置和后置三種布置形式。平頭式貨車的發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室，其主要優(yōu)點(diǎn)是：汽車總長(zhǎng)和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動(dòng)性能好；不需要發(fā)動(dòng)機(jī)罩和翼子板，汽車整備質(zhì)量減小，駕駛員視野得到明顯改善，采用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時(shí)能改善發(fā)動(dòng)機(jī)與其附件的接近性；汽車貨箱與整車的俯視面積之比比較高。平頭式貨車得到廣泛的應(yīng)用。所以本設(shè)計(jì)采用平頭式的布置形式，并且采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)。2.3汽車質(zhì)量參數(shù)的確定汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量、軸荷分配等。（1）整車整備質(zhì)量整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨行工

26、具、備胎等），加滿燃料、水，但沒(méi)有裝貨和載人時(shí)額整車質(zhì)量。其對(duì)汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有影響。（2）裝載質(zhì)量汽車的裝載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好的路面上行駛時(shí)所允許的額定裝載質(zhì)量。商用貨車裝載質(zhì)量的確定首先應(yīng)與企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃符合，其次要考慮到汽車的用途和使用條件。本設(shè)計(jì)中給出了裝載質(zhì)量t。（3）質(zhì)量系數(shù)質(zhì)量系數(shù)是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平，值越大，說(shuō)明該汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平越先進(jìn)。參考同類型的汽車的質(zhì)量系數(shù)值（表2-1）后，綜合選定本設(shè)計(jì)中的質(zhì)量系數(shù)值表 2-1 不同類型汽車的質(zhì)量系數(shù)汽車類型貨車輕型080-110中型120-135重型130-17

27、0由此可以確定整車整備質(zhì)量，t。（4）汽車的總質(zhì)量汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，并按照規(guī)定裝滿客，貨時(shí)的整車質(zhì)量。商用貨車的總質(zhì)量由整備質(zhì)量、裝載質(zhì)量和駕駛員以與隨行人員質(zhì)量三部分組成，即Kg式中，為包括駕駛員與隨行人員數(shù)在的人數(shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。代入數(shù)據(jù)，n=2，t，可得到總質(zhì)量t。（5）軸荷分配汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直負(fù)荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來(lái)表示。軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的許多使用性能有影響。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個(gè)車輪的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過(guò)性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷，而從動(dòng)軸上的負(fù)荷可以適當(dāng)減小

28、，以利減小從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力和提高在環(huán)路面上的通過(guò)性，為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不應(yīng)過(guò)小，因此，可以得出作為很重要的軸荷分配參數(shù)，各使用性能對(duì)其要相互矛盾的，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)整車的性能要求，使用條件等，合理地選擇軸荷分配。各類汽車的軸荷分配見(jiàn)表2-2。表2-2 各類汽車的軸荷分配車型滿載空載前軸后軸前軸后軸乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)47% 60%45% 50%40% 46%40% 53%50% 55%54% 60%56% 66%51% 56%38% 50%34% 44%44% 49%50% 62%商用貨車后輪單胎后輪雙胎，長(zhǎng)、短頭式后

29、輪雙胎，平頭式后輪雙胎32% 40%25% 27%30% 35%19% 25%60% 68%73% 75%65% 70%75% 81%50% 59%44% 49%48% 54%31% 37%41% 50%51% 56%46% 52%63% 69%本設(shè)計(jì)選擇后輪雙胎，平頭式的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。2.4汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸參數(shù)有外廓尺寸，軸距，輪距，前懸，后懸，貨車車頭長(zhǎng)度和車廂尺寸等。（1）外廓尺寸汽車的長(zhǎng)、寬、高稱為汽車的外廓尺寸。在公共路上和市行駛的汽車最大外廓尺寸受有相關(guān)法規(guī)限制不能隨意確定，而非公路用車輛可以不接受法規(guī)限制。GB1589-1989汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車，整體

30、式客車總長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)12m，單鉸鏈?zhǔn)娇蛙嚥怀^(guò)18m，半掛汽車列車不超過(guò)16.5m，全掛汽車不超過(guò)20m，不包括后視鏡，汽車寬不超過(guò)2.5m，空載，頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車不超過(guò)4m，后視鏡等單側(cè)外伸量不得超過(guò)最大寬度處250mm，頂窗，換氣裝置開(kāi)啟時(shí)不得超出車高300mm。影響乘用車總高的因素有軸間底部離地高，地板與下部零件高、室高和車頂造型高度等。軸間底部離地高應(yīng)大于最小離地間隙。一般在1120-1380mm之間。車頂造型高度大約在20-40mm圍變化。因此綜合考慮，選擇此輕型貨車的外廓尺寸為（）。汽車的質(zhì)心高度參考同類型輕型貨車可以選擇空載時(shí)的質(zhì)心高度為=710mm，滿載時(shí)的質(zhì)心高度取為=93

31、0mm。（2）軸距軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑等有影響。當(dāng)軸距小時(shí)，上述指標(biāo)均減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配、傳動(dòng)軸夾角有影響。軸距過(guò)短，會(huì)帶來(lái)一系列缺點(diǎn)，車廂長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)，制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大，使汽車的制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞，車身縱向角震動(dòng)過(guò)大，此外還會(huì)導(dǎo)致萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角過(guò)大等問(wèn)題。表2-3顯示了各類汽車的軸距和輪距。 表2-3 各類汽車的軸距和輪距 車型 汽車總質(zhì)量/ t軸距Lmm輪距Bmm 商用車（4X2貨車）1.81700-2900 1150-1350 1.8-6.02300-3600 1300-16506.0-14.03600-55

32、00 1700-200014.04500-5600 18402000綜合各方面數(shù)據(jù)選擇輕型貨車的軸距L=3300mm。2.5汽車性能參數(shù)的確定（1）前輪距和后輪距改變汽車輪距B會(huì)影響車廂或駕駛室寬，總車寬度，總質(zhì)量，傾斜剛度，最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。增大輪距則車廂寬度隨之增大，并有利于增加側(cè)傾剛度，汽車橫向穩(wěn)定性變好；但是汽車的總寬和總質(zhì)量與最小轉(zhuǎn)彎半徑等增加，并導(dǎo)致汽車的比功率、比轉(zhuǎn)矩指標(biāo)下降，機(jī)動(dòng)性變壞。受汽車總寬度不超過(guò)2.5m的限制，輪距不宜過(guò)大，在選定前輪距圍，應(yīng)能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)，車架，前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架，車輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)間隙。在確定后

33、輪距時(shí)，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度，懸架寬度和輪胎寬度與它們之間應(yīng)留有的必要的間隙。根據(jù)表2-3選擇此輕型汽車的mm。（2）前懸和后懸前懸尺寸對(duì)汽車通過(guò)性，碰撞安全性，駕駛員視野，前鋼板彈簧長(zhǎng)度，上車和下車的方便性以與汽車造型等均有影響。初選前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置下個(gè)總成，部件的同時(shí)應(yīng)盡可能短些。對(duì)于平頭式車，考慮到正面碰撞能有足夠多的結(jié)構(gòu)部件吸收碰撞能量，保護(hù)前排乘員的安全，這又要求前懸有一定的尺寸。選擇此輕型貨車的前懸為800mm。后懸尺寸對(duì)汽車通過(guò)性，汽車追尾時(shí)的安全性，貨廂長(zhǎng)度或行箱長(zhǎng)度，汽車造型等都有影響，并取決于軸距和軸荷分配的要求?？傎|(zhì)量在1.8-14t的貨車后懸一般在120

34、0-2200mm之間。此輕型貨車的后懸mm。（3）貨車車頭長(zhǎng)度貨車車頭長(zhǎng)度是指從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。長(zhǎng)頭型貨車車頭長(zhǎng)度尺寸一般在2500-3000mm之間，平頭型貨車一般在1400-1500mm之間。選擇此輕型貨車的車頭長(zhǎng)度為1400mm。2.5汽車性能參數(shù)的確定（1）動(dòng)力性參數(shù)汽車動(dòng)力性參數(shù)包括最高車速、加速時(shí)間t、上坡能力、比功率和比轉(zhuǎn)矩等。最高車速 隨著道路條件的改善，特別是高速公路的修建，汽車尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)大些的乘用車最高車速有逐漸提高的趨勢(shì)。而此設(shè)計(jì)中任務(wù)書(shū)給定的最高車速km/t。加速時(shí)間t 汽車在平直的良好的路面上，從原地起步開(kāi)始以最大加速度加速到一定車速所用去的時(shí)間，

35、稱為加速時(shí)間。對(duì)于最高車速 km/t的汽車，加速時(shí)間常用加速到100km/h所需的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。上坡能力 用汽車滿載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)來(lái)表示汽車上坡能力。此設(shè)計(jì)中任務(wù)書(shū)給定的。汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩 比功率是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定的最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比，即。它可以綜合反映汽車的動(dòng)力性，比功率大的汽車加速性能、速度性能要好于比功率小的汽車。我國(guó)GB72582004機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件規(guī)定：農(nóng)用運(yùn)輸車與運(yùn)輸用拖拉機(jī)的比功率kW/t，而其它機(jī)動(dòng)車kW/t。比轉(zhuǎn)矩是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比，。它能反映汽車的牽引能力。貨車總質(zhì)量在1.86.0之間，則比功率在1525kw/

36、t的圍，比轉(zhuǎn)矩在3844Nm/t的圍。初取=20kW/t，=40Nm/t，則=82.6kw，=165.2kW。（2）燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里燃油消耗量來(lái)評(píng)價(jià)。該值越小燃油經(jīng)濟(jì)性越好。本設(shè)計(jì)中取百公里燃油消耗量為3.1L/(100tkm)。（3）汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑由任務(wù)書(shū)中給定的值為12.5m。（4）通過(guò)性幾何參數(shù)總體設(shè)計(jì)要確定的通過(guò)性幾何參數(shù)有：最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過(guò)半徑等。表2-4汽車通過(guò)性的幾何參數(shù)車型/mm/()/()/m42貨車180300406025452.36.0計(jì)算可得=250mm，初取

37、=，=，=3.5m。（5）操縱穩(wěn)定性參數(shù)轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車具有一定程度的不足轉(zhuǎn)向。通常用汽車以0.4g的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后輪側(cè)偏角之差()作為評(píng)價(jià)參數(shù)。此參數(shù)1°3°為宜，取=2°。（6）車身側(cè)傾角汽車以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車身側(cè)傾角控制在3°以較好，最大不允許超過(guò)7°。（7）制動(dòng)前俯角為了不影響乘坐舒適性，要求汽車以0.4g減速度制動(dòng)時(shí)，車身的前俯角不大于1.5°。 2.6發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇（1）發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇當(dāng)前汽車上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是以往復(fù)式燃機(jī)為主。它分為汽油機(jī)、柴油機(jī)兩類

38、。與汽油機(jī)比較，柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在一樣的續(xù)駛里程，可以設(shè)置容積小些的油箱。柴油機(jī)壓縮比可以達(dá)到1523，而汽油機(jī)一般控制在810；柴油機(jī)熱效率高達(dá)38，而汽油機(jī)為30；柴油機(jī)工作可靠，壽命長(zhǎng)，排污量少。柴油機(jī)的主要缺點(diǎn)是：由于提高了壓縮比，要求活塞和缸蓋的間隙盡可能小，加工精度比汽油機(jī)要求更高；因自燃產(chǎn)生的爆發(fā)壓力很大，因此要求柴油機(jī)各部分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比汽油機(jī)高，使尺寸和質(zhì)量加大，振動(dòng)與噪聲大。柴油機(jī)主要用于貨車、大型客車上。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，輕型車和轎車用柴油機(jī)有日益增多的趨勢(shì)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列形式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)有直列、水平對(duì)置和V型三種。氣缸直列式排列具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

39、、寬度窄、布置方便等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多時(shí)，長(zhǎng)度尺寸過(guò)長(zhǎng)，在汽車上布置困難，因此直列式適用于6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，直列式還有高度尺寸大的缺點(diǎn)。與直列發(fā)動(dòng)機(jī)比較，V型發(fā)動(dòng)機(jī)具有長(zhǎng)度尺寸短因而曲軸剛度得到提高，高度尺寸小，發(fā)動(dòng)機(jī)系列多等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是用于平頭車時(shí)，因發(fā)動(dòng)機(jī)寬而布置上較為困難，造價(jià)高。水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是平衡好，高度低。V型發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于中、高級(jí)和高級(jí)轎車以與重型貨車上，水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)在少量大客車上得到應(yīng)用。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)分為水冷與風(fēng)冷兩種。大部分汽車用水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂欣鋮s均勻可靠、散熱良好、噪聲小和能解決車供暖問(wèn)題，以與加大散熱器面積后，能較

40、好適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后散熱的需要等優(yōu)點(diǎn)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是冷卻系結(jié)構(gòu)復(fù)雜；使用與維修不方便；冷卻性能受環(huán)境溫度影響較大，夏季冷卻水容易過(guò)熱，冬季又容易過(guò)冷，并且在室外存放，水結(jié)冰后能凍壞氣缸缸體和散熱器。當(dāng)選用尺寸和質(zhì)量小的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，不僅有利于汽車小型化、輕量化，同時(shí)在保證客廂部有足夠空間的條件下，還能節(jié)約燃料。 由于天然氣資源充足，在今后一個(gè)階段天然氣汽車將得到應(yīng)用。無(wú)排氣公害無(wú)噪聲的電動(dòng)汽車，是理想的低污染車，在解決高能蓄電池和降低成本后會(huì)在汽車上得到推廣使用。太陽(yáng)能汽車也是理想的低污染汽車，目前還未達(dá)到商品化階段。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速根據(jù)所需要的最高車速

41、 (kmh)，用下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率式中，為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；為傳動(dòng)系效率，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋用單級(jí)主減速器的42汽車可取為90；為汽車總質(zhì)量(kg)；g為重力加速度(m/s)；為滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)轎車=0.0165 1+0.01(-50)，對(duì)貨車取0.02，礦用自卸車取0.03，用最高車速代入；為空氣阻力系數(shù)，轎車取0.300.35，貨車取0.801.00，大客車取0.60070；A為汽車正面投影面積(m)；為最高車速。參考同級(jí)汽車的比功率統(tǒng)計(jì)值，然后選定新設(shè)計(jì)汽車的比功率值，并乘以汽車總質(zhì)量，也可以求得所需的最大功率值。最大功率轉(zhuǎn)速的圍如下：汽油機(jī)的在30007000rmin，因轎車最高車速高

42、，值多在4000rmin 以上，輕型貨車的值在40005000rmin之間，中型貨車的值更低些。柴油機(jī)的值在18004000rmin之間，轎車和輕型貨車用高速柴油機(jī)，值常取在32004000rmin之間，重型貨車用柴油機(jī)的值取得低。發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩與相應(yīng)轉(zhuǎn)速用下式計(jì)算確定式中，為最大轉(zhuǎn)矩(N·m)；a為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.11.3之間選取；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；為最大功率轉(zhuǎn)速(rmin)。要求在1.42.0之間選取。 （3）發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置汽車是多自由度的振動(dòng)體，并受到各種振源的作用而發(fā)生振動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)就是振源之一。發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)懸置元件安裝在車架上。懸置元件既是彈性元件又是減振裝置

43、，其特性直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車體的傳遞，并影響整車的振動(dòng)與噪聲。合理的懸置不但可以減小振動(dòng)、降低噪聲以改善乘坐舒適性，還能提高零部件和整車壽命。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置設(shè)計(jì)越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者的重視。 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置應(yīng)滿足下述要求：因懸置元件要承受動(dòng)力總成的質(zhì)量，為使其不產(chǎn)生過(guò)大的靜位移而影響工作，因此要求懸置元件剛度大些為好；發(fā)動(dòng)機(jī)本身的激勵(lì)以與來(lái)自路面的激勵(lì)都經(jīng)過(guò)懸置元件來(lái)傳遞，因此又要求懸置元件有良好的隔振性能；因發(fā)動(dòng)機(jī)工作頻帶寬，大約在10500Hz圍，要求懸置元件有減振降噪功能，并要求懸置元件工作在低頻大振幅時(shí)(如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài))提供大的阻尼特性，而在高頻低幅振動(dòng)激勵(lì)下提供低的動(dòng)剛度特性，以衰減

44、高頻噪聲；懸置元件還應(yīng)當(dāng)滿足耐機(jī)械疲勞、橡膠材料的熱穩(wěn)定性與抗腐蝕能力等方面的要求。傳統(tǒng)的橡膠懸置由金屬板件和橡膠組成，見(jiàn)圖2-1。圖2-1橡膠懸置結(jié)構(gòu)圖其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但動(dòng)剛度和阻尼損失角(阻尼損失角越大表明懸置元件提供的阻尼越大)的特性曲基本上不隨激勵(lì)頻率變化，如圖2-2所示。液壓阻尼式橡膠懸置(以下簡(jiǎn)稱液壓懸置)的動(dòng)剛度與阻尼損失角有很強(qiáng)的變頻特性，見(jiàn)圖2-2。從圖2-2a看到，液壓懸置的動(dòng)剛度在10Hz左右達(dá)到最小，在20Hz左右達(dá)到最大，而后開(kāi)始下降；在頻率超過(guò)30Hz以后趨于平穩(wěn)。圖2-2b表明液壓懸置阻尼損失角在525Hz圍比較大，這一特性對(duì)于衰減發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻段(一

45、般為2025Hz)的大幅振動(dòng)十分有利。 圖2-2 橡膠懸置和液壓懸置動(dòng)特性圖2-3液壓懸置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1螺紋連接桿；2限位擋板；3上慣性通道體；4橡膠膜；5盤狀加強(qiáng)圈；6下慣性通道體；7橡膠底膜；8底座；9橡膠主簧座；10慣性通道體；11橡膠主簧；12金屬骨架圖2-3所示為液壓懸置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖中螺紋聯(lián)接桿1與發(fā)動(dòng)機(jī)支承臂聯(lián)接，底座8的螺孔與車身聯(lián)接，液壓懸置主要由橡膠主簧11、慣性通道體10、橡膠底膜7和底座8構(gòu)成。慣性通道體把液壓懸置分為上、下兩個(gè)液室，部充滿液體。由具有節(jié)流孔的慣性通道體連通上下兩個(gè)液室。通常下室體積剛度比上室低。當(dāng)經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)支承臂傳至螺紋聯(lián)接桿的載荷發(fā)生變化時(shí)，上室的壓力跟隨變

46、化。如果上室液體受到壓縮，則液體經(jīng)節(jié)流孔流人下室；當(dāng)上室受到的壓力解除后，液體又流回上室。液體經(jīng)節(jié)流孔上、下流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的阻尼吸收了振動(dòng)能量，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車身(架)的傳遞，起到隔振作用。液壓懸置目前在轎車上得到比較廣泛的應(yīng)用。 發(fā)動(dòng)機(jī)前懸置點(diǎn)應(yīng)布置在動(dòng)力總成質(zhì)心附近，支座應(yīng)盡可能寬些并布置在排氣管之前。2.7輪胎的選擇在總體設(shè)計(jì)開(kāi)始階段就要選好輪胎的型式和尺寸。因?yàn)樗鼈兪抢L制總布置圖和進(jìn)行性能計(jì)算的重要原始數(shù)據(jù)之一。輪胎的型號(hào)主要根據(jù)車型，使用條件，輪胎的靜負(fù)荷，輪胎的額定負(fù)荷與車速來(lái)選擇。所選輪胎在使用中承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的靜負(fù)荷值，我國(guó)各種汽車的輪胎和輪輞的規(guī)格與其額定

47、負(fù)荷可查輪胎的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表2-8提供了一些貨車的輪胎規(guī)格和特征。表中各列數(shù)據(jù)中如無(wú)帶括號(hào)的數(shù)據(jù)，表示該列數(shù)據(jù)對(duì)斜交輪胎和子午線輪胎通用，否則，不帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于斜交胎，而帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于子午線輪胎，貨車上雙胎并裝時(shí)，負(fù)荷約比單胎使用時(shí)的負(fù)荷增加10%15%。轎車輪胎標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)GB2978-82.輪胎多承受的最大靜負(fù)荷與輪胎額定負(fù)荷之比稱為輪胎負(fù)荷系數(shù)。為了避免超載，此系數(shù)取0.91.0之間。對(duì)于在良好路面上行駛，車速不高的貨車，此系數(shù)允許取1.1。但不得大于1.2。因?yàn)檩喬コd20%，其壽命將下降30%左右。轎車與輕型貨車的車速高，動(dòng)負(fù)荷大，系數(shù)應(yīng)取下限；重型貨車，重型自卸車的車速低，此系數(shù)可

48、略偏高。近年來(lái)，貨車上普遍采用高強(qiáng)度尼龍簾布輪胎，使輪胎承受能力提高。因此，同樣載重量的汽車所用的輪胎尺寸已減少。越野汽車長(zhǎng)用胎面寬，直徑大的超低壓輪胎。山區(qū)使用的汽車，制動(dòng)鼓與輪輞的間隙應(yīng)大些，故采用輪輞較大的輪胎。轎車為降低質(zhì)心和提高行駛平穩(wěn)性，采用直徑較小的寬輪輞低壓輪胎。按輪胎胎體中簾線的排列不同，常見(jiàn)的有三種型式可供選擇，即普通斜線胎，子午線胎和帶束斜交胎等，普通斜線胎的胎體簾線層較多，胎側(cè)厚，使用中不易劃破，側(cè)向剛性也大。其缺點(diǎn)是緩沖性較差；子午線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是簾線呈子午向排列，這樣簾線的強(qiáng)度就能得到充分利用。此外，選用高強(qiáng)度材料組成多層緩沖層，加強(qiáng)了胎冠，使緩沖性能得到提高，與普通

49、斜線胎相比較，子午線輪胎還有使用壽命長(zhǎng)，滾動(dòng)阻力小，附著性能好等優(yōu)點(diǎn)。子午線胎的缺點(diǎn)是胎側(cè)較薄，側(cè)向穩(wěn)定性差，胎側(cè)易發(fā)生裂口，制造技術(shù)要求高。由于子午線胎的優(yōu)點(diǎn)較多，今年來(lái)在汽車上應(yīng)用日益增多。帶束斜交胎的結(jié)構(gòu)和性能介于普通斜交胎和子午線胎之間，其耐磨性和壽命雖比普通斜交胎好，但不如子午線胎，僅側(cè)向穩(wěn)定性比子午線胎好，所以應(yīng)用不廣。由以上的分析可知，選用斜交輪胎。表2-8給出了國(guó)產(chǎn)輪胎的規(guī)格與其特征。表2-8 國(guó)產(chǎn)汽車輪胎規(guī)格與特征輪胎規(guī)則層數(shù)主要尺寸使用條件斷面寬外直徑最大負(fù)荷相應(yīng)氣壓p0.1標(biāo)準(zhǔn)輪輞允許使用輪輞普通花紋加深花紋越野花紋N輕型貨車，中，小客車與其掛車輪胎6.50-146818

50、0705-585069003.24.245J6.50-16(6.50R16)68755765765-635075503.2(3.5)4.2(4.6)5.50F5.50E5.50F7.55-15(7.00R15)68200750760-680080003.2(3.5)4.2(4.6)5.50F6.00G7.00-16(7.00R16)810200780790-850096504.2(4.6)5.3(5.6)5.50F6.00G7.50-15(7.50R15)810220785790-9300106004.2(4.6)5.3(5.6)6.00G5.50F6.50F7.50-16(7.50R16)8

51、1012220810820-970011050124004.2(4.6)5.3(5.6)6.3(6.7)6.00G5.00F6.50H8.25-16(8.25R16)12240860870-135005.3(5.6)6.50H6.00G9.00-16(9.00R16)810225890900-12200135503.5(3.9)4.2(4.6)6.50H6.00G根據(jù)最大負(fù)荷的要求，可以初步選擇輪胎的規(guī)格為7.50R16（12層）。車輪的有效半徑 ：0.37m式中，輪胎變形系數(shù)，圍10%12%。第三章 鼓式制動(dòng)器的方案選擇3.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式鼓式制動(dòng)器一般可按其制動(dòng)蹄受力情況進(jìn)行分類（

52、見(jiàn)圖3-1），它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀態(tài)以與車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同。圖3-1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式鼓式制動(dòng)器的各種結(jié)構(gòu)形式如圖3-2a-f所示。圖3-2 鼓式制動(dòng)器示意圖（a）領(lǐng)從蹄式（用凸輪開(kāi)）；（b）領(lǐng)從蹄式（用制動(dòng)輪缸開(kāi)）；（c）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）；（d）雙向雙領(lǐng)蹄式；（e）單向增力式；（f）雙向增力式不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：（1）蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。（2）開(kāi)裝置的形式與數(shù)量不同。（3）制動(dòng)時(shí)兩蹄片之間有無(wú)相互作用。因蹄片的固定支點(diǎn)和開(kāi)力位置不同，使不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不一樣。制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所輸

53、出的力或力矩，稱為制動(dòng)效能。在評(píng)比不同形式制動(dòng)器的效能時(shí)，常用一種稱為制動(dòng)效能因素的無(wú)因次指標(biāo)。制動(dòng)效能因素的定義為：在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑R上所得到的摩擦力（）與輸入力之比，即式中，K為制動(dòng)器效能因素；為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。制動(dòng)效能的穩(wěn)定性是指其效能因素K對(duì)摩擦因素的敏感性。使用中隨溫度和水濕程度變化。要求制動(dòng)器的效能穩(wěn)定性好，即是其效能對(duì)的變化敏感性小。3.1.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器如圖3-2(a)、(b)所示，圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn))，蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，隨之領(lǐng)蹄與從蹄相互對(duì)調(diào)。制動(dòng)鼓正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄

54、和一個(gè)從蹄的型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。由圖3-2(a)、(b)可見(jiàn)，領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故又稱增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開(kāi)制動(dòng)鼓的趨勢(shì)，即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用，故又稱減勢(shì)蹄。“增勢(shì)”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢(shì)”作用使從蹄所受的法向反力減小。對(duì)于兩蹄的開(kāi)力的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，如圖3-2(b)所示，兩蹄壓緊制動(dòng)鼓的法向力相等。但當(dāng)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)，領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢(shì)”作用，使其進(jìn)一步壓緊制動(dòng)鼓而使其所受的法向反力加大；從蹄由于摩擦力矩的“減勢(shì)”作用而使其所受的法向反力減小。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值由車輪輪轂軸承承受。這種制動(dòng)時(shí)兩蹄法向反力不能相互平衡的制動(dòng)器也稱為非平衡式制動(dòng)器。液壓或楔塊驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器均為非平衡式結(jié)構(gòu)，也叫做簡(jiǎn)單非平衡式制動(dòng)器。非平衡式制動(dòng)器將對(duì)輪轂軸承造成附加徑向載荷，而且領(lǐng)蹄摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的，磨損較嚴(yán)重。為使襯片壽命均衡，可將從蹄的摩擦襯片包角適當(dāng)?shù)販p小。對(duì)于如圖3-2 (a)所示具有定心凸輪開(kāi)裝置的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄等位移，作用于兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力矩分別相等，而作