(畢業(yè)設(shè)計方案)福田輕型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計方案

摘要制動系統(tǒng)是汽車中最重要的系統(tǒng)之一。因為隨著高速公路的不斷發(fā)展，汽車的車速將越來越高，對制動系的工作可靠性要求日益提高,制動系工作可靠的汽車能保證行駛的安全性。由此可見，本次制動系統(tǒng)設(shè)計具有實際意義。本次設(shè)計主要是對輕型貨車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對輕型貨車制動系統(tǒng)的要求，設(shè)計出合理的符合國家標準和行業(yè)標準的制動系統(tǒng)。首先制動系統(tǒng)設(shè)計是根據(jù)整車主要參數(shù)和相關(guān)車型，制定出制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，其次設(shè)計計算確定前、后鼓式制動器、制動主缸的主要尺寸和結(jié)構(gòu)形式等。最后利用計算機輔助設(shè)計繪制出了前、后制動器裝配圖、制動主缸裝配圖、制動管路布置圖。最終對設(shè)計出的制動系統(tǒng)的各項指標進行評價分析。另外在設(shè)計的同時考慮了其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低等因素。結(jié)果表明設(shè)計出的制動系統(tǒng)是合理的、符合國家標準的。關(guān)鍵詞：輕型貨車；制動；鼓式制動器；制動主缸；液壓系統(tǒng).AbstractBrakingsystemisoneofthemostimportantsystemintheautomotive.becauseofthecontinuousdevelopmentwiththehighway.Thecarwillbecomemoreandmorehigh-speed,brakingsystemontheworkoftheincreasingreliabilityrequirements,Brakeworkofareliablecar,guaranteethesafetyoftravelling,Thisshowsthat,Thebrakingsystemdesignofpracticalsignificance.Thebrakingsystemisoneofimportantsystemofactivesafety.Basedonthestructuralanalysisandthedesignrequirementsofintermediatecar’sbrakingsystem,abrakingsystemdesignisperformedinthisthesis,accordingtothenationalandprofessionalstandards.Firstthroughanalyzingthemainparametersoftheentirevehicle,thebrakingsystemdesignstartsfromdeterminationofthestructurescheme.SecondlyCalculatinganddeterminingthemaindimensionandstructuraltypeofthefront、reardrumbrake，brakemastercylinderanssoon，F(xiàn)inallyuseofcomputer-aideddesigndrawingdrawtheengineeringdrawingsofthefrontandrearbrakes,themasterbrakecylinder,thediagramofthebrakepipelines.Furthermore,eachtargetofthedesignedsystemisanalyzedforcheckingwhetheritmeetstherequirements.somefactorsareconsideredinthisthesis,suchassimplestructure,lowcosts,andenvironmentalprotection,etc.Theresultshowsthatthedesignisreasonableandaccurate,comparingwiththerelatednationalstandards.Keywords：lighttruck；brake；drumbrake；mastercylinder；hydraulicpressuresystem目錄第1章緒論11.1本次制動系統(tǒng)設(shè)計的意義11.2本次制動系統(tǒng)應(yīng)達到的目標21.3本次制動系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容21.4汽車制動系統(tǒng)的組成31.5制動系統(tǒng)類型31.6制動系工作原理3第2章汽車制動系統(tǒng)方案確定52.1汽車制動器形式的選擇52.2鼓式制動器的優(yōu)點及其分類62.3盤式制動器的缺點72.4制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式82.4.1簡單制動系82.4.2動力制動系92.4.3伺服制動系92.5制動管路的形式選擇102.6液壓制動主缸方案的設(shè)計11第3章制動系統(tǒng)主要參數(shù)的確定133.1輕型貨車主要技術(shù)參數(shù)133.2同步附著系數(shù)的的確定133.3前、后輪制動力分配系數(shù)的確定143.4鼓式制動器主要參數(shù)的確定143.5制動器制動力矩的確定153.6制動器制動因數(shù)計算163.7鼓式制動器零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計17第4章液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算214.1制動輪缸直徑d的確定214.2制動主缸直徑d的計算214.3制動踏板力224.4制動踏板工作行程Sp22第5章制動性能分析235.1制動性能評價指標235.2制動效能235.3制動效能的恒定性235.4制動時汽車的方向穩(wěn)定性245.5前、后制動器制動力分配245.5.1地面對前、后車輪的法向反作用力245.5.2理想的前、后制動器制動力分配曲線255.5.3實際的前、后制動器制動力分配曲線255.6制動距離S255.8汽車能夠停留在極限上下坡角度計算26第6章總結(jié)27參考文獻28致謝29附錄130附錄237緒論汽車工業(yè)是一個綜合性產(chǎn)業(yè)，汽車工業(yè)的生產(chǎn)水平，能夠代表一個國家的整個工業(yè)水平，汽車工業(yè)的發(fā)展，能夠帶動各行各業(yè)的發(fā)展，進而促進我國工業(yè)生產(chǎn)的總體水品。所以重視發(fā)展汽車工業(yè)，有著深遠的現(xiàn)實意義。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，尤其我國對外貿(mào)易的不斷擴大，汽車工業(yè)受到國外同行業(yè)的強烈競爭，而我國汽車工業(yè)起步比較晚，生成技術(shù)水平較低，因而改進和提高我國的汽車性能及其機構(gòu)是一個迫在眉睫的問題，這關(guān)系到我國汽車工業(yè)的生存與發(fā)展的大事。汽車的行駛速度是汽車的一個重要性能參數(shù)。盡可能提高汽車的行駛速度，是提高運輸生產(chǎn)率的主要技術(shù)措施之一，但必須保證行駛的安全性為前提。因此在道路寬闊平坦，人流和車流又較小的情況下，汽車可以用高速度行駛，而在轉(zhuǎn)向或者行駛在不平路面或兩車交會時，都必須降低車速，特別是在遇到障礙物，或者碰撞行人或其他車輛危險時，更需要在盡可能短的距離內(nèi)將車速降低到最低，甚至為零。如果汽車不具備這一性能，高速行駛就不可能實現(xiàn)。汽車在下長坡時，在重力作用下，有不斷加速到危險程度的傾向，此時應(yīng)當將車速限制在一定的安全性以內(nèi)，并保持穩(wěn)定。此外對已停駛的汽車，應(yīng)使其可靠的駐留在原地不動。上述使行駛中的汽車減速甚至行車，使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定，以及使已靜止的汽車保持不動，這些作用叫做制動。保證這些性能的系統(tǒng)叫制動系統(tǒng)因此對汽車制動系統(tǒng)的研究，開發(fā)是汽車工業(yè)的一個非常重要的課題，如何改善汽車的制動效能，改善制動器的結(jié)構(gòu)使一個重要環(huán)節(jié)。1.1本次制動系統(tǒng)設(shè)計的意義在交通運輸中，公路運輸日益成為主要的交通運輸形式。高速公路的快速發(fā)展使汽車運輸速度加快。但是，在提高車速的同時，汽車應(yīng)能夠及時地制動，減速，停車。特別是在人流、車流比較大的道路上行車，安全行駛是最重要的前提條件。對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上且方向與汽車行駛方向相反的外力，作用在行駛汽車上的滾動阻力，上坡阻力，空氣阻力都能對汽車起制動作用，但這些外力的大小都是隨機的、不可控制的，因此汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝置以便駕駛員能根據(jù)道路和交通情況，利用裝在汽車上的一系列專門裝置，迫使路面在汽車車輪上施加一定的與汽車行駛方向相反的外力，對汽車進行一定程度的強制制動。這種可控制的對汽車進行制動的外力稱為制動力，用于產(chǎn)生制動力的一系列專門裝置稱為制動系統(tǒng)。制動系統(tǒng)的作用：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下穩(wěn)定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。制動系直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。本設(shè)計通過合理的結(jié)構(gòu)分析，制動器形式的確定，并進行了科學合理的計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，縮短了制動距離、保證制動系統(tǒng)具有良好的制動效能的熱穩(wěn)定性以及良好的操縱穩(wěn)定性，對保證制動系統(tǒng)工作可靠具有理論與實際意義。1.2本次制動系統(tǒng)應(yīng)達到的目標1）具有良好的制動效能；2）工作可靠；3）在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性；4）制動能力的熱穩(wěn)定性良好；5）作用滯后性應(yīng)盡可能好；6）摩擦襯片（塊）應(yīng)有足夠的使用壽命；7）摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu)。1.3本次制動系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容1）制動系統(tǒng)參數(shù)計算及制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計；2）制動主缸計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計；3）制動管路布置設(shè)計；4）制動力分配計算編程。1.4汽車制動系統(tǒng)的組成1）供能裝置——包括供給、調(diào)節(jié)制動所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中產(chǎn)生制動能量的部分稱為制動能源。人的肌體也可作為制動能源。

2）控制裝置——包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的各種部件，如制動踏板、制動閥等。3）傳動裝置——包括將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件，如制動主缸和制動輪缸等。

4）制動器——產(chǎn)生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力的部件。

較為完善的制動系統(tǒng)還具有制動力調(diào)節(jié)裝置、報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。1.5制動系統(tǒng)類型1）按制動系統(tǒng)的功用分類

（1）行車制動系統(tǒng)——使行駛中的汽車減低速度甚至停車的一套專門裝置。

（2）駐車制動系統(tǒng)——使已停駛的汽車駐留原地不動的一套裝置。

（3）第二制動系統(tǒng)——在行車制動系統(tǒng)失效的情況下保證汽車仍能實現(xiàn)減速或停車的一套裝置。

（4）輔助制動系統(tǒng)——在汽車下長坡時用以穩(wěn)定車速的一套裝置。

2）按制動系統(tǒng)的制動能源分類

（1）人力制動系統(tǒng)——以駕駛員的肌體作為唯一制動能源的制動系統(tǒng)。

（2）動力制動系統(tǒng)——完全依靠發(fā)動機動力轉(zhuǎn)化成的氣壓或液壓進行制動的制動系統(tǒng)。

（3）伺服制動系統(tǒng)——兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系統(tǒng)。

按照制動能量的傳輸方式，制動系統(tǒng)又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁式等。同時采用兩種傳能方式的制動系統(tǒng)可稱為組合式制動系統(tǒng)。1.6制動系工作原理一個以內(nèi)圓面為工作表面的金屬制動鼓固定在車輪輪轂上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。在固定不動的制動底板上，有兩個支承銷，支承著兩個弧形制動蹄的下端。制動蹄的外圓面上又裝有一般是非金屬的摩擦片。制動底板上還裝有液壓制動輪缸，用油管與裝在車架上的液壓制動主缸相連通。主缸中的活塞可由駕駛員通過制動踏板來操縱。制動系統(tǒng)不工作時，制動鼓的內(nèi)圓面與制動蹄摩擦片的外圓面之間保持由一定的間隙，使車輪和制動鼓可以自由轉(zhuǎn)動。制動系統(tǒng)看圖1-6要使行駛中的汽車減速，駕駛員應(yīng)踩下制動踏板，通過推桿和主缸活塞，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流入輪缸，并通過兩個輪缸活塞推動兩制動蹄繞支撐銷轉(zhuǎn)動，上端向兩邊分開而以其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動蹄就對旋轉(zhuǎn)的制動鼓作用一個摩擦力矩，其方向與車輪行駛方向相反。制動鼓將該力矩傳到車輪后，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對路面作用一個向前的圓周力，同時路面也對車輪作用著一個向后的反作用力，即制動力。制動力由車輪經(jīng)過車橋和懸架傳給車架及車身，迫使整個汽車產(chǎn)生一定的減速度，制動力越大，則汽車減速度越大。當放開制動踏板時，復(fù)位彈簧將制動蹄拉回復(fù)位，摩擦力矩和制動力消失，制動作用即行終止。1-6制動系統(tǒng)圖汽車制動系統(tǒng)方案確定汽車制動系統(tǒng)的設(shè)計是一項綜合性、系統(tǒng)性的設(shè)計，它涉及到制動系統(tǒng)的整體設(shè)計和零件設(shè)計，設(shè)計要求中既體現(xiàn)了對整體的要求，又有對各零件各自性能的要求。對制動系整體性能，除了上面所說的以外，還有使用性能良好，故障少等要求。對零部件除了能實現(xiàn)各自功能外，還要求它與其他組裝起來的配合能力，協(xié)作能力良好，因此，在制動系統(tǒng)設(shè)計前，應(yīng)先提出制動系統(tǒng)綜合設(shè)計方案。2.1汽車制動器形式的選擇1）制動器按其直接作用對象的不同可分為車輪制動器和中央制動器。前者的旋轉(zhuǎn)元件固定裝在車輪或半軸上，即制動力矩直接作用在兩側(cè)車輪上。后者的制動力矩必須經(jīng)過驅(qū)動橋在分配到兩側(cè)車輪上。車輪制動器一般用于行車制動，也有兼用第二制動和駐車制動的。中央制動器用于駐車制動，其優(yōu)點式制動力矩須經(jīng)過驅(qū)動軸放大后傳到車輪。因而容易滿足操縱手力小的要求，但在應(yīng)急制動時往往造成傳動軸超載?，F(xiàn)在，由于車速高，對應(yīng)急制動的可靠性要求更嚴格。在中、高級轎車及總重在15T以下的貨車上，多在后輪制動器上附加手動機械驅(qū)動機構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動器。2）制動器所用張開式裝置的型式可分為液壓輪缸、非平衡式凸輪式、平衡凸輪式、楔塊式機械張開機構(gòu)3）制動系按制動能量的傳輸方式制動系統(tǒng)可分為機械式、液壓式、氣壓式、電磁式等。同時采用兩種以上傳能方式的制動系稱為組合式制動系統(tǒng)。本次設(shè)計的輕型貨車采用的是液壓式制動系統(tǒng)。4）一般制動器都是通過其中的固定元件對旋轉(zhuǎn)元件施加制動力矩，使后者的旋轉(zhuǎn)角速度降低，同時依靠車輪與地面的附著作用，產(chǎn)生路面對車輪的制動力以使汽車減速。凡利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦而產(chǎn)生制動力矩的制動器都成為摩擦制動器。目前汽車所用的摩擦制動器就其摩擦副的結(jié)構(gòu)型式可分為鼓式和盤式帶式三大類。他們的區(qū)別在于前者的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動鼓，其圓柱面為工作表面；后者的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為圓盤壯制動盤，其端面為工作表面。帶式之用做中央制動器。本次設(shè)計輕型貨車制動器為雙鼓式液壓輪缸式制動器2.2鼓式制動器的優(yōu)點及其分類鼓式制動器具有自剎作用：由于剎車時令蹄片外張，車輪旋轉(zhuǎn)連帶著外張的剎車鼓扭曲一個角度，剎車時蹄片外張力(剎車制動力)越大，則情形就越明顯，因此，一般大型車輛還是使用鼓式剎車，除了成本較低外，大型車與小型車的鼓剎，差別只有大型車采用氣動輔助，而小型車采用真空輔助來幫助剎車。鼓式制動器制造技術(shù)要求比較低，因此制造成本要比碟式剎車低。所以本次設(shè)計所采用的制動器為鼓式制動器。鼓式制動器有內(nèi)張型和外束型兩種。前者的制動鼓以內(nèi)圓為工作表面，應(yīng)用廣泛。后者制動鼓的工作表面則是外圓柱面，應(yīng)用較少。鼓式制動器按蹄的類型還分為領(lǐng)從蹄式制動器如圖a，雙領(lǐng)蹄式如圖b，雙向雙領(lǐng)蹄式如圖c，雙從蹄式如圖d，單向自增力式如圖e，雙向自增力式制動器如圖f。比較各種制動器的效能因數(shù)于摩擦系數(shù)可知：增力式制動器效能最高、雙領(lǐng)蹄次之、領(lǐng)從蹄又次之、而雙從蹄效能最低。但若就效能因數(shù)穩(wěn)定性而言，名詞排列正好相反，雙從蹄最好，增力式最差。雙領(lǐng)蹄式制動器正向效能相當高，但倒車時則變成雙從蹄式，效能大降。很多中級轎車的前輪制動器采用雙領(lǐng)蹄式，這是由于這類汽車前進制動時前軸的動軸荷及附著力大于后軸，倒車制動時則相反，正與這種制動器的特點相適應(yīng)。雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在前進和倒退制動時效能不變，故廣泛應(yīng)用于中，輕型貨車及部分轎車的前后輪。但用作后輪制動器時需另設(shè)中央制動器。雙領(lǐng)蹄式制動器荷雙向雙領(lǐng)蹄式制動器中有兩個輪缸。雙領(lǐng)蹄式制動器兩蹄片各有其固定支點，并用各具有一個活塞的兩個輪缸張開蹄片。雙向雙領(lǐng)蹄式制動器，兩蹄片浮動。用各有兩個活塞的輪缸張開雙蹄片。與雙領(lǐng)蹄式制動器比較，雙向雙領(lǐng)蹄式制動器的特點式制動鼓無論朝哪個方向轉(zhuǎn)動，制動效能都不變。增力式制動器的兩蹄片之間相互連接，兩蹄都式領(lǐng)蹄，次領(lǐng)蹄的輪缸張開后的作用效果很西歐啊或次領(lǐng)蹄的輪缸不存在張開。然而由主領(lǐng)蹄的自行增勢作用所造成且比主領(lǐng)蹄張開力后大得多的支點反力F傳到次領(lǐng)蹄的下端，成為次領(lǐng)蹄的張開力，采用增力式制動器后，及時制動驅(qū)動機構(gòu)中不用伺服裝置，也可以借很西歐啊的踏板力得到很大的制動力矩。但因其效能大不穩(wěn)定且效能因數(shù)太高容易發(fā)生制動自饋，故設(shè)計時應(yīng)妥善選擇幾何參數(shù)，把效能因數(shù)限制在一定程度，且需選用摩擦性能穩(wěn)定的摩擦片。單向增力時制動器在倒車制動時效能大為降低，之有少數(shù)輕，中型貨車和轎車用作前輪制動器。此外，雙領(lǐng)蹄式制動器，由于其結(jié)構(gòu)呈中心對稱，因而領(lǐng)蹄對鼓作用的合力恰好相互平行，屬于平衡式制動器。領(lǐng)從蹄與其他型式制動器均不能保證這種平衡，是非平衡式制動器。非平衡式制動器將對輪轂軸成造成附加徑向載荷而且領(lǐng)蹄或次領(lǐng)蹄摩擦片表面單位壓力大于從蹄磨損較嚴重，為使襯片壽命均衡可將從蹄式的襯片包角適當減小。由于本次設(shè)計的是輕型貨車制動器，汽車在制動時軸荷要前移原理前輪的制動力應(yīng)大于后輪，如果后輪制動力大于前輪且先制動于后輪即后輪先抱死時汽車將出現(xiàn)制動跑偏或側(cè)滑現(xiàn)象，這將極易造成嚴重的交通事故！所以本次設(shè)計前輪選用雙增力式鼓式制動器，后輪選用領(lǐng)從蹄式鼓式制動器。2.3盤式制動器的缺點盤式制動器的缺點：1）效能較低。故用于汽車制動時所需制動促動管路壓力較高。一般用于伺服裝置2）難以完全防止塵污和銹蝕3）兼用于駐車制動時，需要加裝的駐車制動傳動裝置較鼓式制動器復(fù)雜。盤式制動器又稱為碟式制動器，這種制動器兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜,摩擦片的耗損量較大，成本貴，襯塊工作面小，磨損快，使用壽命短，需要用高材質(zhì)的襯塊，需要的制動液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用，所以只能適用于轎車和一些微型車上，不適合用于貨車上，因此我們選用鼓式制動器。2.4制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式制動驅(qū)動機構(gòu)用于將駕駛員或其它力源的力傳給制動器，使之產(chǎn)生需要的制動轉(zhuǎn)矩。制動系統(tǒng)工作的可靠性在很大程度上取決于制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和性能。所以首先保證制動驅(qū)動機構(gòu)工作可靠性；其次是制動力的產(chǎn)生和撤除都應(yīng)盡可能快，充分發(fā)揮汽車的制動性能；再次是制動驅(qū)動機構(gòu)操縱輕便省力；最后是加在踏板上的力和踩下踏板的距離應(yīng)該與制動器中產(chǎn)生的制動力矩有一定的比例關(guān)系。保證汽車在最理想的情況下產(chǎn)生制動力矩。根據(jù)制動力源的不同，制動驅(qū)動機構(gòu)一般可以分為簡單制動、動力制動和伺服制動三大類。2.4.1簡單制動系簡單制動系即人力制動系，是單靠駕駛員作用于制動踏板上或手柄上的力作為制動力源，而力的傳遞方式又有機械式和液壓式兩種。機械式的靠桿系或鋼絲繩傳力，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，工作可靠，但機械效率低，傳動比小，潤滑點多，且難以保證前后軸制動力的正確比例和左右輪制動力的均衡所以在汽車的行車制動裝置中已被淘汰。因為這種方式結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟性好，工作可靠等優(yōu)點廣泛地應(yīng)用于中，小型汽車的駐車制動器中。液壓制動用于行車制動裝置。制動的優(yōu)點是作用滯后時間短(0.1s～0.3s)，工作壓力大(可達10MPa～12MPa)，缸徑尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部作為制動蹄的張開機構(gòu)或制動塊的壓緊機構(gòu)，而不需要制動臂等傳動件。這樣就減少了非黃載質(zhì)量。液壓制動也有器缺點。主要是過度受熱后會有一部分制動液液化，在管路中形成氣泡，嚴重影響液壓傳輸，使制動系效能降低，甚至完全失效，液壓制動廣泛應(yīng)用在轎車，輕型貨車及一部分中型貨車上。2.4.2動力制動系動力制動即利用發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢能作為汽車制動的全部力源，駕駛員施加于踏板或手柄上的力僅用于回路中的控制元件的操縱。從而可式踏板力較小，同時又又適當?shù)奶ぐ逍谐?。?）氣壓制動系氣壓制動系是動力制動系最常見的型式，由于可獲得較大的制動驅(qū)動力，且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單、連接和斷開均很方便，因此被廣泛用于總質(zhì)量為8t以上尤其是15t以上的載貨汽車、越野汽車和客車上。但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機、儲氣筒、制動閥等裝置，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、輪廓尺寸大、造價高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢，作用滯后時間較長(0.3s～0.9s)，因此，當制動閥到制動氣室和儲氣筒的距離較遠時，有必要加設(shè)氣動的第二級控制元件——繼動閥(即加速閥)以及快放閥；管路工作壓力較低(一般為0.5MPa～0.7MPa)，因而制動氣室的直徑大，只能置于制動器之外，再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，使非簧載質(zhì)量增大；另外，制動氣室排氣時也有較大噪聲。（2）氣頂液式制動系氣頂液式制動系是動力制動系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源的一種制動驅(qū)動機構(gòu)。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點。由于其氣壓系統(tǒng)的管路短，故作用滯后時間也較短。顯然，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價高，故主要用于重型汽車上，一部分總質(zhì)量為9t—11t的中型汽車上也有所采用。（3）全液壓動力制動系全液壓動力制動系除了具有一般液壓制動系統(tǒng)的優(yōu)點外，還具有操縱輕便、制動反應(yīng)快、制動能力強、受氣阻影響較小、易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置，及可與動力轉(zhuǎn)向、液壓懸架、舉升機構(gòu)及其他輔助設(shè)備共用液壓泵和儲油罐等優(yōu)點。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，并未得到廣泛應(yīng)用，目前僅用于某些高級轎車、大型客車以及極少數(shù)的重型礦用自卸汽車上。2.4.3伺服制動系伺服制動系是在人力液壓制動系中增加由其他能源提供的助力裝置，使人力與動力并用。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在伺服系統(tǒng)失效時，仍可全由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動力。因此，在中級以上的轎車及輕、中型客、貨車上得到了廣泛的應(yīng)用。按伺服系統(tǒng)能源的不同，又有真空伺服制動系、氣壓伺服制動系和液壓伺服制動系之分。其伺服能源分別為真空能(負氣壓能)、氣壓能和液壓能。綜上所述，經(jīng)過比較與分析，本次設(shè)計輕型貨車采用液壓傳動。2.5制動管路的形式選擇為了提高制動驅(qū)動機構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動管路一般都采用分立系統(tǒng)，即全車的所有行車制動器的液壓或氣壓管路分屬于兩個或更多的相互隔絕的回路。這樣，即使其中一個回路失效后，另一個回路仍然可以起作用。一般多設(shè)計成雙回路。下圖為雙軸汽車的液壓式制動驅(qū)動機構(gòu)的雙回路系統(tǒng)的5種分路方案圖。選擇分路方案時，主要是考慮其制動效能的損失程度、制動力的不對稱情況和回路系統(tǒng)的復(fù)雜程度等。（a）（b）（c）（d）（e）圖2—2雙軸汽車液壓雙回路系統(tǒng)的5種分路方案圖1—雙腔制動主缸2—雙回路系統(tǒng)的一個回路3—雙回路系統(tǒng)的另一分路圖2—2（a）為一軸對一軸II型，前軸制動器與后橋制動器各用一各回路。其特點是管路布置最為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸鼓式制動器相配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別使商用車上用的最廣泛。對于這種形式，若后輪制動回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動能力。對于采用前輪驅(qū)動因而前輪制動強于后輪的乘用車，當前制動回路失效而單用后橋制動時，制動力將嚴重不足，并且，若后橋負荷小于前軸負荷，則踏板力過大時易使后橋車輪抱死而汽車側(cè)滑。圖2—2（b）X型的結(jié)構(gòu)也很簡單，直行制動時任一回路失效，剩余的總制動力都能保持正常值的50%，但是，一旦某一管路破損造成制動力不對稱，此時前輪超制動力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車喪失穩(wěn)定性。因此這種方案適用于主銷偏移距為（達20mm）的汽車上，這時，不平衡的制動力使車輪反向轉(zhuǎn)動，改善了汽車穩(wěn)定性。圖2—3（c）一軸版對半軸HI型。兩側(cè)前制動器的半數(shù)輪缸和全部后輪制動器輪缸屬一個回路，其余的前輪缸屬另一回路。圖2—4（d）半軸一輪對半軸一輪LL型。兩個回路分別對兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器器作用。圖2—5（e）雙半軸對雙半軸HH型。每個回路均只對每個前、后制動器的半數(shù)輪缸器作用。這種形式的雙回路制動效能最好。HI，LL，HH型的結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜。LL型與HH型在任一回路失效時，前、后制動力的比值均與正常情況下相同，剩余的總制動力可達到正常值的50%左右。HI型單用一軸半回路時剩余制動力較大，但此時與LL型一樣，緊急制動情況下后輪極易先抱死。綜合各個方面的因素和比較各回路形式的優(yōu)缺點。本次設(shè)計選擇了為一軸對一軸II型2.6液壓制動主缸方案的設(shè)計為了提高汽車的行駛安全性，現(xiàn)代汽車的行車制動裝置均采用雙回路制動系統(tǒng)。雙回路制動系統(tǒng)的制動主缸為串列雙腔制動主缸，因此用與單回路制動系的單腔制動主缸已被淘汰。制動主缸由灰鑄鐵制造，也可以采用低碳鋼冷擠成形；活塞可用灰鑄鐵，鋁合金或中碳鋼制造。主缸的作用是將駕駛員踩到制動踏板上的壓力傳遞到四個車輪的制動器以使汽車停車。主缸將駕駛員在踏板上的機械壓力轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤毫?，在車輪制動器處液壓力轉(zhuǎn)（變?yōu)闄C械力。主缸利用液體不可壓縮原理，將駕駛員的踏板運動傳送到車輪制動器。主缸由儲液罐和主缸體構(gòu)成。儲液罐提供主缸工作的制動液?，F(xiàn)在的所有儲液罐都是分體設(shè)計，即兩個獨立的活塞有兩個獨立的儲液區(qū)域。分體設(shè)計分別為前輪和后輪，或一個前輪一個后輪的液壓系統(tǒng)供液，以防一個液壓系統(tǒng)失效影響另一個液壓系統(tǒng)。本次設(shè)計采用的制動主缸為串列雙腔制動主缸。如圖所示，該主缸相當于兩個單腔制動主缸串聯(lián)在一起而構(gòu)成。儲蓄罐中的油經(jīng)每一腔的進油螺栓和各自旁通孔、補償孔流入主缸的前、后腔。在主缸前、后工作腔內(nèi)產(chǎn)生的油壓，分別經(jīng)各自得出油閥和各自的管路傳到前、后制動器的輪缸。主缸不制動時，前、后兩工作腔內(nèi)的活塞頭部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自得旁通孔和補償孔之間。當踩下制動踏板時，踏板傳動機構(gòu)通過制動推桿15推動后腔活塞12前移，到皮碗掩蓋住旁通孔后，此腔油壓升高。在液壓和后腔彈簧力的作用下，推動前腔活塞7前移，前腔壓力也隨之升高。當繼續(xù)踩下制動踏板時，前、后腔的液壓繼續(xù)提高，使前、后制動器制動。撤出踏板力后，制動踏板機構(gòu)、主缸前、后腔活塞和輪缸活塞在各自的回位彈簧作用下回位，管路中的制動液在壓力作用下推開回油閥流回主缸，于是解除制動。若與前腔連接的制動管路損壞漏油時，則踩下制動踏板時，只有后腔中能建立液壓，前腔中無壓力。此時在液壓差作用下，前腔活塞7迅速前移到活塞前端頂?shù)街鞲赘左w上。此后，后缸工作腔中的液壓方能升高到制動所需的值。若與后腔連接的制動管路損壞漏油時，則踩下制動踏板時，起先只有后缸活塞12前移，而不能推動前缸活塞7，因后缸工作腔中不能建立液壓。但在后腔活塞直接頂觸前缸活塞時，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液壓而制動。由此可見，采用這種主缸的雙回路液壓制動系，當制動系統(tǒng)中任一回路失效時，串聯(lián)雙腔制動主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車制動距離增長，制動力減小。大大提高了工作的可靠性。第3章制動系統(tǒng)主要參數(shù)的確定3.1輕型貨車主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計參數(shù)：整車質(zhì)量：滿載：5200kg，空載：2200kg質(zhì)心位置：a=2.0mb=1.6m，重心高度：hg=0.74m(空載)hg=0.82m（滿載）軸距：L=3.6m輪距:B=1.50m輪胎規(guī)格：7.0—163.2同步附著系數(shù)的的確定轎車制動制動力分配系數(shù)采用恒定值得設(shè)計方法。欲使汽車制動時的總制動力和減速度達到最大值，應(yīng)使前、后輪有可能被制動同步抱死滑移，這時各軸理想制動力關(guān)系為F+F=GF/F=（L2-G）/(L1-hg)式中：F：前軸車輪的制動器制動力F：后軸車輪的制動器制動力G：汽車重力L1：汽車質(zhì)心至前軸中心線的距離L2：汽車質(zhì)心至后軸中心線的距離hg：汽車質(zhì)心高度由上式可知，前后輪同時抱死時前、后輪制動器制動力是的函數(shù)，如果汽車前后輪制動器制動力能按I曲線的要求匹配，則能保證汽車在不同的附著系數(shù)的路面制動時，前后輪同時抱死。然而，目前大多數(shù)汽車的前后制動器制動力之比為定值。常用前制動器制動力與汽車總制動力之比來表明分配的比例，稱為制動器制動力分配系數(shù)，并以符號來表示，即=F/F當汽車在不同值的路面上制動時，可能有以下3種情況。1)當＜時，線在I線下方，制動時總是前輪先抱死。這是一種穩(wěn)定工況，但在制動時汽車有可能喪失轉(zhuǎn)向能力，附著條件沒有充分利用。2)當＞時，線在I線上方，制動時總是后輪先抱死，因而容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。3）當=時，前、后輪同時抱死，是一種穩(wěn)定的工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力。前、后制動器的制動器制動力分配系數(shù)影響到汽車制動時方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。要確定值首先要選取同步附著系數(shù)。根據(jù)汽車知識手冊查表得一般貨車取=0.65-0.7本次輕型貨車設(shè)計取取=0.73.3前、后輪制動力分配系數(shù)的確定根據(jù)公式：制動力分配系數(shù)=（b+hg）/L得：=（1600+0.7820）/3600=0.6式中：同步附著系數(shù)b：汽車重心至后軸中心線的距離L：軸距hg:汽車質(zhì)心高度3.4鼓式制動器主要參數(shù)的確定1）制動鼓直徑D轎車D/Dr=0.64~0.74貨車D/Dr=0.70~0.83這里選D/Dr=0.8Dr=16×25.4=406.4mmD=0.8×406.4=325.12mm所以，前后輪制動鼓直徑D=330mm摩擦襯片寬度b和包角θ制動鼓半徑R確定后，摩擦襯片的寬度b和包角θ便決定了襯片的摩擦面積Ap，Ap越大則制動時所受單位面積的正壓力和能量負荷越小，從而磨損特性越好Ap隨汽車總重而增加，給定的輕型總重量Ga=5200×9.8/1000=50.96KN查汽車設(shè)計書得Ap=150~250(cm)所以選取Ap=220cm由Ap=Rbθ得b=85mm摩擦襯片起始角=-=-=制動器中心到張開力P作用線的距離e在保證輪缸或制動凸輪能夠布置于制動鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離e盡可能大，以提高制動效能。e=0.8R=130.048mm4）制動蹄支承點位置坐標a和ca取0.8R=130.048mmc=30mm5）整車制動性能同步附著系數(shù)按公式計算=(L-b)/hgL軸距Hg—重心高--制動分配系數(shù)=（b+hg）/L得：=（1600+0.7820）/3600=0.6=(36000.6-1600)/820=0.686）制動器的溫升計算制動時，由于制動鼓和摩擦片之間作用，產(chǎn)生了大量的熱。在緊急制動時，因時間短，熱量來不及散到大氣中去，幾乎全被制動鼓所吸收使之溫度升高。實踐表明，從速度Va=30km/h緊急制動到完全停車制動鼓的溫升不應(yīng)超過15°其溫升按下式計算:t=Gv/（ncg1084584.19）=6.6℃<15℃合格3.5制動器制動力矩的確定為保證汽車有良好的制動效能和穩(wěn)定性，應(yīng)合理的確定前、后輪制動器制動力矩。對于選取較大的各類汽車，應(yīng)從保證汽車制動時的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動力矩。當＞時，相應(yīng)的極限制動強度q＜，故所需的后軸和前軸的最大制動力矩為M=（b+hg）rM=輪胎規(guī)格：7.0-16r=203.2mmM=（b+hg）r=52000/3.6（1.6+0.7×0.82)×0.7×0.2088=4589.7Nm一個前輪的制動力矩M/2=2294.85Nm后軸制動力矩M==（1-0.604）/0.604×4589.7=3009.2Nm一個后輪的制動力矩M/2=1504.6Nm3.6制動器制動因數(shù)計算在評價不同結(jié)構(gòu)型式的制動器效能時，常用一種無因數(shù)指標，稱為制動器效能因數(shù)。也就是在制動鼓或制動盤的作用半徑上所得到的摩擦力與輸入力之比1.后輪領(lǐng)從蹄效能因數(shù)：1）領(lǐng)蹄的效能因數(shù)Kt==1.6/(0.8×cos2.53°/1.1cos5.83°sin16.7°-1)=1.03制動蹄支承點位置坐標a=130.048mm=h/R=(a+e)/R=(130.048+130.048)/162.56=1.6制動器中心到張開力P作用線的距離e=130.048mm制動鼓半徑R=162.56mm摩擦襯片包角=90°=l/R=178.91/162.56=1.10l=(4sin/2)/(+sin)R=178.91mm摩擦片摩擦系數(shù)=0.3~0.5取0.3=arctan=arctan0.3=16.7°θ=90°—θ/2=90°—90°/2=45°=arctan°2）從蹄的效能因數(shù)-+=16.7°-5.83°+20°=30.87°Kt==1.6/(0.8×cos30.87°/1.1×cos5.83×sin16.7+1)=0.5后輪總的效能因數(shù)Kt=Kt+Kt=1.03+0.5=1.532.前輪雙向自增力效能因數(shù)：摩擦襯片包角θ=102°θ=123°摩擦襯片起始角θ=48°θ=30°制動蹄支承點位置坐標a=118mm制動蹄支承點位置坐標c=132mm制動器中心到張開力P作用線的距離e=90mm制動鼓半徑R=162.56mm摩擦襯片包角=90°摩擦片摩擦系數(shù)=0.3~0.5取0.3=arctan=arctan0.3=16.7°θ=90°—θ/2=90°—90°/2=45°=/2+-θ-θ/2=7.7°Kt==0.92次領(lǐng)蹄制動效能因數(shù)Kt==2.5雙增力總的效能因數(shù)Kt=Kt+Kt=3.423.7鼓式制動器零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）摩擦襯片摩擦襯片選擇應(yīng)滿足以下條件：具有穩(wěn)定的摩擦因數(shù)，有良好的耐磨性。要盡可能小的壓縮率和膨脹率。制動時不易產(chǎn)生噪音，對環(huán)境無污染。應(yīng)采用對人體無害的摩擦材料。有較高的耐擠壓強度和沖擊強度，和抗剪切能力。摩擦襯塊的熱導(dǎo)率應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。2）制動底板制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置，制動底版承受著制動器工作時的制動反力矩，故應(yīng)有足夠的剛度，為此本次設(shè)計選用具有凹凸起伏形狀的鋼板沖壓成型的制動底板。3）摩擦材料對汽車的摩擦材料有如下要求：（1）具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，熱衰退應(yīng)該較為緩和，不能在溫升到某一值后，摩擦系數(shù)驟然下降。（2）耐磨性好（3）吸水性和吸油率低（4）有較高的耐擠壓強度和沖壓強度（5）制動時不發(fā)生噪聲和臭氣（6）盡量采用減少污染和對人體無害的摩擦材料摩擦材料目前廣泛采用的是模壓材料，模壓材料是將石棉纖維與樹膠粘結(jié)劑，由無機粉粒及橡膠聚合樹脂等配成的用以調(diào)態(tài)摩擦性能的填充劑，以及主要成分為石墨的噪聲消除劑等混合后，在高溫下保持較高的機械強度。另一種為編織材料。其沖擊強度比模壓材料高4~5倍。但耐磨性差。只適用于輕、中型汽車的鼓式和帶式制動器。特別是帶式中央制動器。各種摩擦材料的磨損系數(shù)的穩(wěn)定性為0.3~0.5。計算制動器制動力矩時，一般取值0.3調(diào)整摩擦性能的填充劑與噪聲消除劑等混合后，在高溫下模壓成型的。模壓材料的撓性較差故應(yīng)安襯片或襯塊規(guī)格模壓，其優(yōu)點是可以選用各種不同的聚合樹脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能和其它性能?；谑蘩w維它的優(yōu)點，本次設(shè)計摩擦材料選用無石棉材料。4）制動蹄轎車和微型車，輕型載貨汽車的制動蹄廣泛采用T形鋼輾壓或鋼板沖壓焊接制成。制動蹄腹板和翼緣的厚度分別選用了6mm，襯片的厚度選用了6mm制動蹄和摩擦片可以鉚接，也可以粘接。粘接的優(yōu)點在于襯片更換前允許磨損的厚度較大，其缺點在于工藝較復(fù)雜，且不易更換襯片。鉚接的噪聲較小。本次設(shè)計采用鉚接的。制動鼓制動鼓在工作載荷下將變形，使蹄鼓間單位壓力不均勻，且?guī)砹松僭S踏板行程損失，鼓變形后的不圓柱度過大容易引起制動時的自鎖或引起踏板振動。為提高制動鼓的剛度，沿鼓口外圓邊鑄有周向肋條，也有鑄成若干軸向肋條的。加肋條還可以提高散熱性能。制動鼓的內(nèi)工作面應(yīng)在制動鼓與輪輞裝配后進行加工，可以保證兩軸線重合。并應(yīng)在兩者裝配條件下進行動平衡。需用不平衡度為0.30~0.40N.m制動鼓壁厚，轎車為7~2mm，中型以上貨車為13~18mm。壁厚取大些有利于增加熱容量。制動鼓應(yīng)具有高的剛性和較大的熱容量，制動時其溫升不應(yīng)超過極限值。制動鼓的材料與摩擦襯片的材料相匹配，應(yīng)能保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻中噸位和重型貨車以及大型客車的制動鼓材料多用灰鑄鐵，一方面由于鑄鐵耐磨，易于加工，另一方面單位體積的熱容量大。另外，也有用合金鑄鐵的。不少輕型貨車和轎車的制動鼓是組合式的。其圓柱部分用鑄鐵鑄造，腹板用鋼板沖壓成型。這樣可以減少制動鼓質(zhì)量。故本次設(shè)計選用由鋼板沖壓成型的輻板與鑄鐵鼓筒部分鑄成一體的組合式制動鼓。6）制動器間隙調(diào)節(jié)裝置為了保證制動鼓在不轉(zhuǎn)動時能自由轉(zhuǎn)動，制動鼓與制動蹄襯片必須保留一定的間隙，但是又不能過大。因為這樣將使制動踏板行程過大，以致駕駛員操縱不便，同時也會推遲制動器起作用的時刻。一般合適的間隙范圍在0.25～0.5mm之間；采用間隙自動調(diào)節(jié)裝置時，制動器安裝到車上以后，不需要人工精細調(diào)整，只需進行一次完全制動即自動調(diào)準到合適范圍，并在行車過程中能隨時補償過量間隙。（1）手動調(diào)整裝置

①轉(zhuǎn)動調(diào)整凸輪和帶偏心軸頸的支承銷

凸輪固定在制動底板上，支承銷固定在制動蹄上，沿某一方向轉(zhuǎn)動調(diào)整凸輪時，通過支承銷將制動蹄向外頂，制動器間隙將減小。②轉(zhuǎn)動調(diào)整螺母

有些制動器輪缸兩端的端蓋制成調(diào)整螺母，用一字螺絲刀撥動調(diào)整螺母的齒槽，使螺母轉(zhuǎn)動，帶螺桿的可調(diào)支座便向內(nèi)或向外作軸向移動，使制動蹄上端靠近或遠離制動鼓，制動間隙減小或增大。間隙調(diào)整好以后，用鎖片插入調(diào)整螺母的齒槽中，固定螺母位置。③調(diào)整可調(diào)頂桿長度

可調(diào)頂桿由頂桿體、調(diào)整螺釘和頂桿套組成。頂桿套一端具有帶齒的凸緣，套內(nèi)制有螺紋，調(diào)整螺釘借螺紋旋入頂桿套內(nèi)。撥動頂桿套帶齒的凸緣，可使調(diào)整螺釘沿軸向移動，從而改變了可調(diào)頂桿的總長度，調(diào)整了制動器間隙。（2）自動調(diào)整裝置

現(xiàn)在很多汽車的制動器都裝有制動器間隙自動調(diào)整裝置，它可以保證制動器間隙始終處于最佳狀態(tài)，不必經(jīng)常人工檢查和調(diào)整。摩擦限位式間隙自調(diào)裝置

用以限定不制動時制動蹄內(nèi)極限位置的限位摩擦環(huán)裝在輪缸活塞內(nèi)，限位摩擦環(huán)是一個有切口的彈性金屬環(huán)，壓裝入輪缸后與缸壁之間的摩擦力可達400～550N。如果制動器間隙過大，活塞向外移動靠在限位環(huán)上仍不能正常制動，活塞將在油壓作用下克服制動環(huán)與缸壁間的摩擦力繼續(xù)向外移動，摩擦環(huán)也被帶動外移，解除制動時，制動器復(fù)位彈簧不可能帶動摩擦環(huán)回位，也即活塞的回位受到限制，制動器間隙減小。制動器的過量間隙一部分由于襯片或襯塊磨損所致，另一部分是由于制動器元件變形所致。本次設(shè)計過程中，對后制動器采取了手動調(diào)節(jié)裝置。這樣裝置從結(jié)構(gòu)上分析較簡單，并且加工工藝簡單。前制動器采用自動調(diào)節(jié)。7）制動液制動液應(yīng)能保證液壓系統(tǒng)工作的可靠性。對于它有以下幾點要求：（1）高溫下不易汽化，否則將在管路中產(chǎn)生汽阻現(xiàn)象，使制動系失效。（2）低溫下有良好的流動性。（3）對液壓系統(tǒng)起良好的潤滑作用。（4）不會使之與經(jīng)常接觸的金屬件腐蝕，橡膠發(fā)生膨脹，變硬或損壞。（5）吸水性差而溶水性良好，因而選用了國內(nèi)常用的50%作用的溶劑（丁醇，酒精和甘油等）配成。8）制動主缸制動主缸有的與貯液室鑄成一體，也有二者分制而裝合在一起或用油管連接的。我所設(shè)計的輕型貨車采用了后者。由于制動管路的布置采用了雙回路液壓制動管路，因而制動主缸采用了串聯(lián)雙腔式制動主缸9）制動輪缸制動輪缸有雙活塞式和單活塞式兩種。由于前輪制動器采用了雙向自增力式，因此輪缸采用雙活塞式，后輪為領(lǐng)從蹄式所以也采用單活塞式制動輪缸。第4章液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算4.1制動輪缸直徑d的確定后輪鼓式制動器制動輪缸直徑：制動力矩M=KtdPRM=2M=3009.2Nmd=26.4mm取28一個輪缸工作容積Vi=d=2822=2461.76mmd一個輪缸活塞的直徑n輪缸中活塞的數(shù)目--一個輪缸活塞在完全制動時的行程，對鼓式制動器可取2mm后軸上所有輪缸工作容積V==22461.76=4923.52mm前輪鼓式制動器制動輪缸直徑：制動力矩M=KtdPRM=2M=4589.7Nmd=21.86mm取25一個輪缸工作容積Vi=d=2522=1962.5mmd一個輪缸活塞的直徑n輪缸中活塞的數(shù)目--一個輪缸活塞在完全制動時的行程，對鼓式制動器可取2mm后軸上所有輪缸工作容積V==21962.5=3925mm4.2制動主缸直徑d的計算考慮到制動軟管容積變形，則制動主缸應(yīng)有的工作容積為V=1.3VV=1.3VV=1.38848.52=11503.076mmV=dSd=11503.076d=24.5mmd

取28S=(0.8~1.2)d取S=d4.3制動踏板力根據(jù)公式：式中：——制動主缸活塞直徑；P——制動管路的液壓，p=8MPa～12MPa。取p=10MPa——制動踏板機構(gòu)傳動比；取=6；——制動踏板機構(gòu)及制動主缸的機械效率，可取=0.85～0.95。根據(jù)上式得：=24.5101/0.851/4=924.4N>(500-700)N安裝助力裝置4.4制動踏板工作行程Sp式中：——主缸推桿與活塞的間隙，一般取1.5～2mm；取1.5mm?！鞲谆钊招谐?，即主缸活塞由不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程；取1.5mm根據(jù)上式得：Sp=6(24.5+1.5+1.5)=165mm＜（150-200）mm符合設(shè)計要求。第5章制動性能分析任何一套制動裝置都是由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成。汽車的制動性是指汽車在行駛中能利用外力強制地降低車速至停車或下長坡時能維持一定車速的能力。5.1制動性能評價指標汽車制動性能主要由以下三個方面來評價：1）制動效能，即制動距離和制動減速度；2）制動效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能；3）制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。5.2制動效能制動效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。制動效能是制動性能中最基本的評價指標。制動距離越小，制動減速度越大，汽車的制動效能就越好。本次所設(shè)計的《輕型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計》在經(jīng)過前述的參數(shù)選擇和設(shè)計計算后，經(jīng)過汽車標準手冊的驗證，保證了輕型貨車所能達到的性能，計算結(jié)果符合要求。5.3制動效能的恒定性制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度。因為制動過程實際上是把汽車行駛的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時的制動效能，已成為設(shè)計制動器時要考慮的一個重要問題。本次設(shè)計的制動器是用珠光體灰鑄鐵制成制動盤，無石棉作為摩擦材料，正常制動時，摩擦副的溫度在200℃左右。5.4制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動時汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動時汽車給定路徑行駛的能力來評價。若制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車將偏離原來的路徑。制動過程中汽車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的包括制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，汽車將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力來評價汽車制動時的方向穩(wěn)定性，對制動距離和制動減速度兩指標測試時都要求了其實驗通道的寬度。表征制動效能恒定性的制動器抗熱衰退性，分析表明，制動器溫度上升后，制動器，摩擦力矩顯著下降，對溫升有要求。規(guī)定，以速度30Km/h的緊急制動到完全停車的制動鼓溫升不超過15°，該車滿足要求。方向穩(wěn)定性是從制動跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗。制動跑偏的原因有兩個1）汽車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動器制動力不相等。2）制動時懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運動學上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）前者是由于制動調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指汽車制動時某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動的現(xiàn)象。最危險的情況是在高速制動時后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死。理論上分析如下，真正的評價是靠實驗的。5.5前、后制動器制動力分配對于一般汽車而言，根據(jù)其前、后軸制動器制動力的分配、載荷情況及路面附著系數(shù)和坡度等因素，當制動器制動力足夠時，制動過程可能出現(xiàn)如下三種情況：1）前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑。2）后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。3）前、后輪同時抱死拖滑。所以，前、后制動器制動力分配將影響汽車制動時的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計汽車制動系必須妥善處理的問題。5.5.1地面對前、后車輪的法向反作用力在分析前、后制動器制動力分配比例以前，必須先了解在制動時地面作用于前、后車輪的法向反作用力。地面對前輪法向反作用力為地面對后輪的法向反作用力5.5.2理想的前、后制動器制動力分配曲線制動時前、后車輪同時抱死，對附著條件的利用、制動時汽車的方向穩(wěn)定性均較為有利。此時的前、后輪制動器制動力和的曲線關(guān)系，常稱為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線。在任何附著系數(shù)的道路上，前、后輪同時抱死的條件是：前、后制動器制動力之和等于附著力，并且前、后輪制動力分配等于各自的附著力，即消去變量，得由上式畫成的曲線，即前、后輪同時抱死時，前、后制動器制動力的關(guān)系曲線。5.5.3實際的前、后制動器制動力分配曲線綜合上述，通過合理選擇同步附著系數(shù)，計算制動器制動力實際分配曲線，把理想曲線和實際曲線進行比較、分析、論證。保證貨車實際制動系統(tǒng)在制動性能達到要求，可以實現(xiàn)其制動系統(tǒng)功能。充分說明了實際制動力分配的合理性與可行性。當I線與β線相交時，前、后輪同時抱死。當I線在β線下方時，前輪先抱死。當I線在β線上方時，后輪先抱死。5.6制動距離S在勻減速度制動時，制動距離S:我國交通法規(guī)定，Va=30Km/h輕型貨車制動距離在7m以下，中型貨車不得大于8m公式S=1/3.6（t+t/2）Va+Va/254式中，t:消除蹄與制動鼓間隙時間，取0.1st：制動坡長減速度上升所需時間取0.2s故S=1/3.6（0.1+0.2/2）30+30/254×0.7=6.6m滿足要求5.8汽車能夠停留在極限上下坡角度計算上坡角1)汽車可能停駐的極限上坡路傾斜角==24.8式中：：車輪與輪面摩擦系數(shù)，取0.7；a：汽車質(zhì)心至前軸間距離，2000；：軸距，=3600；：汽車質(zhì)心高度，820。最大停駐坡高度應(yīng)不小于16%～20%，故符合要求。下坡角2）汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角===18.5最大停駐坡高度應(yīng)不小于16%～20%，故符合要求。第6章總結(jié)歲月流逝，很快大學四年即將結(jié)束了。體驗感受大學是人一生中最重要的階段，我的人生價值也得到了很大的升華。畢業(yè)設(shè)計是我們作為學生在學習階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一種綜合應(yīng)用，是一種綜合的再學習再提高的過程，一方面培養(yǎng)我們能夠獨立運用所學知識與技巧，解決專業(yè)范圍內(nèi)有實際意義的設(shè)計制造，科研實驗，生產(chǎn)管理等課題。另一方面培養(yǎng)我們綜合分析問題的能力，達到一次工程技術(shù)的基礎(chǔ)訓練。為我們以后工作和科學研究積累了一定的經(jīng)驗具有深遠的意思。本次設(shè)計的對象是輕型貨車的制動系統(tǒng)，通過對貨車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形式進行分析后，對制動系統(tǒng)的前、后鼓式制動器、制動管路布置、制動主缸進行了設(shè)計及計算，并繪制出了前、后制動器裝配圖、制動主缸裝配圖、主動管路布置圖、并通過應(yīng)用MATLAB軟件編寫程序，繪制出實際汽車制動力分配曲線。為了提高汽車的安全性和舒適性，設(shè)計的輕型貨車制動器經(jīng)過理論和實際分析采用了前、后鼓式制動器；采用II型雙管路制動系統(tǒng)和間隙可調(diào)的制動器滿足設(shè)計要求。通過計算制動器的制動力能滿足汽車對制動力的需求，可以充分利用地面的附著力。為了滿足環(huán)保的需要，摩擦塊采用無基石棉材料，滿足溫升的要求。采用的駐車制動滿足國家對汽車駐車坡度的要求。最后設(shè)計的汽車制動系統(tǒng)達到了預(yù)期的目標。本次畢業(yè)設(shè)計從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。但在畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己很多不足比如專業(yè)基礎(chǔ)掌握不足，缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，對繪圖軟件掌握不牢固等等。參考文獻[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通出版社,2005[2]王望予.汽車設(shè)計第4版[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004[3]余志生主編.汽車理論[M].北京：清華大學出版社,2000[4]胡亞莊.轎車與輕型商用汽車[M].北京：北京人民交通出版社，1993[5]李尹熙.汽車設(shè)計標準資料手冊[M].天津：天津科學技術(shù)出版社，1994[6]陳禮璠,顧劍青.現(xiàn)代汽車知識手冊.第一版[M].上海：上?？茖W技術(shù)文獻出版社,2002.8[7]孫存真.中外汽車構(gòu)造圖冊[M].長春：吉林科學技術(shù)出版社，1994[8]劉惟信主編.《汽車設(shè)計》[M].北京：清大學出版社,2001[9]劉惟信.《汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算》[M].清大學出版社,2004[10]（英）朱利安.哈皮安-史密斯.《現(xiàn)代汽車設(shè)計概論》[M].化學工業(yè)出版社,2006[11]周明衡.離合器、制動器選用手冊.第一版[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003.5[12]簡曉春,韶毅明,曾宏達.633x微型車制動穩(wěn)定性理論分析[J].汽車工程，13，2003（2）[13]龔微寒.汽車現(xiàn)代設(shè)計制造.第一版[M].北京：人民交通出版社,1995.8[14]吳宗澤.機械零件設(shè)計手冊.第一版[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004.8[15]L.?？嘶舳?D.克林恩喬克,厄爾賈維克.汽車制動系統(tǒng).第一版[M].北京：機械工業(yè)出版社,1998.8[16]肖永清,楊忠敏.汽車制動系統(tǒng)的使用與維修.第一版[M].北京：中國電力出版社,2004.4[17]劉惟信.機械可靠性設(shè)計.第一版[M].北京：清華大學出版社,2003.2[18]齊小杰.制動系統(tǒng).第一版[M].北京：化學工業(yè)出版社,2005.5[19]黃韶炯,欒志強.汽車專業(yè)英語.第一版[M].北京：人民交通出版社,2005[20]RudolfLimpert.BrakeDesignandSafety(SecondEdition)[M].Warrendale,[21]Aczinczel,Astegmaier,BrakingsystemswithABSforpassengerCars[M],BochCoLtd,1995致謝經(jīng)過三個月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，在此我要感謝每一個幫助過我的人。首先，我要感謝教過我的所有老師，感謝和我共同學習、生活了四年的同學。老師不僅教給了我們文化知識，還教我們?nèi)绾巫鋈?。其次，能夠圓滿的完成這次畢業(yè)設(shè)計，是我們所有畢業(yè)生的心愿，這次畢業(yè)設(shè)計的收獲是巨大的，必將成為大學時代美好的回憶，也會為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。這除了我個人的努力外，更多的是老師和同學們給我的幫助。在此向他們表示深深的謝意。本次設(shè)計過程中得到了許多同學的幫助和老師的細心教導(dǎo)。尤其是指導(dǎo)教師張立軍老師。張老師平日里工作繁忙，但在我們做畢業(yè)設(shè)計的每個環(huán)節(jié)，從畢業(yè)實習到查閱相關(guān)資料，方案確定到草圖的繪制，中期檢查，后期畢業(yè)設(shè)計等整個過程中都給予了我細心的指導(dǎo)。除了敬佩張老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，這將積極影響我今后的學習和工作。附錄1HydraulicBrakeSystemsThebrakingsystemisthemostimportantsystemincars.Ifthebrakesystemfail,theresultcanbedisastrous.Whenyousteponthebrakepedal,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,sotheymaynotbeyourbestchoiceforheavydutyuseormountaindriving.Inmostcases,theseliningswillwearsomewhatfasterthanmetalliccompoundpads,soyouwillusuallyreplacethemmoreoften.But,whenusingthesepads,rotorstendtolastlonger.Semi-metallicormetalliccompoundbrakeliningswillvaryinperformancebasedonthemetalliccontentsofthecompound.Again,generallyspeaking,thehigherthemetalliccontent,thebetterthefrictionmaterialwillresistheat.Thismakesthemmoreappropriateforheavydutyapplications,butattheexpenseofbrakingperformancebeforethepadreachesoperatingtemperature.Thefirstfewapplicationsonacoldmorningmaynotgivestrongbraking.Also,metallicandsemi-metallicaremorelikelytosqueal.Inmostcases,metalliccompoundslastlongerthannon-metallicpads,buttheytendtocausemorewearontherotors.Ifyouusemetallicpads,expecttoreplacetherotorsmoreoften.Whendecidingwhattypeofbrakeliningisrightforyou,keepinmindthattoday'smoderncarshavebrakematerialswhicharematchedtotheexpectedvehicle＇sperformancecapabilities.Changingthemater