货车制动系液压系统设计.doc

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！同时，汽车工业也造就了多位巨人，他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。让我们一起来回望这段历史，品味其中的辛酸与喜悦，体会汽车给我们带来的种种欢乐与梦想汽车同其它现代高级复杂工具如电子计算机等一样，并非是哪一个人坐在那里发明了的。发明之初的汽车也不是现在之个式样，如果你能见到当时的汽车，你也可能认为这不是汽车呢。汽车的发展也有一个漫长的历程，总的说来，汽车发展史可能分为蒸汽机发明前、蒸汽汽车的问世、大量流水生产汽车开始等三个阶段。1879年德国工程师卡尔.苯茨(KartBenz)，首次试验成功一台二冲程试验性发动机。1883年10月，他创立了“苯茨公司和莱茵煤气发动机厂”，1885年他在曼海姆制成了第一辆苯茨专利机动车，该车为三轮汽车，采用一台两冲程单缸0.9马力的汽油机，此车具备了现代汽车的一些基本特点，如火花点火、水冷循环、钢管车架、钢板弹簧悬架、后轮驱动前轮转向和制动手把等。与此同时在1893年就与威廉.迈巴特合作制成了第一台高速汽油试验性发动机的德国人戴姆勒(Daimler)又在迈巴特的协助下，又于1886年在巴特坎施塔特制成了世界上第一辆“无马之车”。该车是在买来的一辆四轮“美国马车”上装用他们制造的功率为1.1马力，转速为每分钟650转的发动机后，该车以每小时18公里的当时所谓“令人窒息”的速度从斯图加特驶向康斯塔特，世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车就此诞生了。实际使用表明，此车使用良好。第二年苯茨第一次把三轮汽车卖给了一个法国巴黎人，由于这种三轮汽车设计可靠，选材和制造精细，受到了好评，销路日广。由于上述原因，人们一般都把1886年作为汽车元年，也有些学者把卡尔.苯茨制成第一辆三轮汽车之年(1885)，视为汽车诞生年。苯茨和戴姆勒则被尊为汽车工业的鼻祖。这是汽车发展史上的第二件大事。中国第一辆自行制造的汽车。1356年7月13日，装配国产载货汽车的时刻的来了！长达150m的装配线，正在进行对1292种零件、569种合件、116种总成及全国各地400孙瑜：货车制动系液压系统设计2余种协作件（共11000多个零件）的最后组合。围观的人挤得水泄不通，当第一辆“解放”开下总装配线时，人群沸腾拉了；这是比节目还要欢腾的时刻，欢呼、跳跃和泪水都不能表达人们的喜悦和兴奋。多少人扶摸着汽车，峡谷、像母亲第一次抱起新生的婴儿一样欢喜；多少人望着汽车，感到光荣、自豪，留下了激动的眼泪。14日下午1时，12辆披红挂彩向吉林省委、长春市委报喜的“解放”，向全世界宣告：中国能自己制造汽车了！长春市市民披上节日盛装涌上街头，整个城市成为红旗的海洋，五彩纸花铺天盖地。当时有些人的手里没有纸花，就将手里的爆米花往新车抛去。每台车子被群众层层围住，几乎开不动了，只能以最慢的速度一点点地往前挪！当年，成批生产出我国自己的CA10解放牌载货汽车1654辆，结束了我国不能制造汽车的历史。虽然该车由前苏联人设计（前苏联的吉斯150型），但从配件生产到整车组装，全部由国人完成，而且是大批量生产的定型产品到1986年9月28日，最后一辆老“解放”缓缓地驶下总装配线，共生产这种汽车1281502辆。制动系设计。汽车制动系是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动效能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置；重型汽车或经常在山区行驶的汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置；牵引汽车应有自动制动装置。行车制动装置用作强制行驶中的汽车减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。其驱动机构常采用双回路或多路结构，以保证其工作可靠。应急制动装置用于当行车制动装置意外发生故障而失效时，这时则可利用应急制动装置的机械力源（如强力压缩弹簧）实现汽车制动。应急制动装置不必是独立的制动系统，他可利用行车制动装置或驻车制动装置的某些制动器件。应急制动装置也不是每车必备，因为普通的手力驻车制动器也可以起应急制动的作用。任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成。制动器有鼓式与盘式之分。行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮，而驻车制动则多采用手制冻杆操纵，且具有专门的中央制动器或利用车轮制动器来进行制动。中央制动器位于变速器之后的传动系中，用于制动变速器第二轴或传动轴。行车制动和驻车制动这两套制辽宁工程技术大学毕业设计（论文）动装置必须具有独立的制动驱动机构，而且每车必备。行车制动装置的驱动机构，分液压和气压两种型式。用液压传递操纵力时还应有制动主缸和制动轮缸以及管路；用气压操纵时还应有空气压缩机、气路管道、贮气筒，控制阀和制动气室等。过去，大多数汽车的驻车制动和应急制动都使用中央制动器，其优点是制冻位于主减速器之前的变速器第二轴或传动轴的制动力矩较小，容易满足操纵手力小的要求。但在用作应急制动时，往往使传动轴超载。现代汽车由于车速提高，对应急制动的可靠性要求更严，因此，在中、高级轿车和部分总质量在1.5t以下的载货汽车上，多在后轮制动器上附加手操作的机械式驱动机构，使之兼起驻车制动和应急制动的作用，从而取消了中央制动器。重型载货汽车由于采用气压制动，故多对后轮制动器另设独立的由气压控制而以强力弹簧作为制动力源的应急兼驻车制动驱动机构，也不再设置中央制动器。但也有一些重型汽车除了采用上述措施外，还保留了由气压驱动的中央制动器，以便提高制动系的可靠性。孙瑜：货车制动系液压系统设计41制动系要求能适应有关标准和法规的规定。各项性能指标除应满足设计任务书的规定和国家标准、法规规定的有关要求外，也应考虑销售对象国家和地区的法规和用户要求。具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能。行车制动效能是用在一定的制动初速度下或最大踏板力下的制动减速度和制动距离两项指标来评定。欧、美、日等国的有关标准或法规对这两项指标的规定。综合国外有关标准和法规，可以认为：进行制动效能试验时的制动减速度j，载货汽车应为4.45.52sm相应的最大制动距离ts货车为0.15v+2v/115,式中第一项为反应距离；第二项为制动距离，ts的单位为m；v的单位为km/h.工作可靠，汽车至少应有行车制动和驻车制动两套制动装置，且它们的制动驱动机构应是各自独立的。行车制动装置的制动驱动机构至少应有两套独立的管路，当其中一套失效时另一套应保证汽车制动效能不底于正常的30%；驻车制动装置应采用工作可靠的机械式制动驱动机构。制动效能的热稳定性好。汽车的高速制动、短时间内的频繁重复制动，尤其是下长破时的连续制动，都会引起制动器的温升过快，温度过高特别下长坡时的频繁制动可使制动器摩擦副的温度达3000C4000C有时甚至高达7000C.此时，制动摩擦副的摩擦系数会急剧减小，使制动效能下降而发生热衰退现象。制动器发生热衰退后，经过散热、降温和一定次数的和缓使用使摩擦表面得到磨合，其制动效能可重复恢复，这称为热恢复。提高摩擦材料的高温摩擦稳定性，增大制动鼓、盘的热容量，改善其散热性或采用强制冷却装置，都是提高抗热衰退的措施。制动效能的水稳定性好。制动器摩擦表面浸水后，会因水的润滑作用使摩擦系数急剧减少而发生所谓的“水衰退”现象。一般规定在出水后反复制动515次，即应恢复其制动效能。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢复迅速。也应防泥沙、污物等进入制动器工作表面，否则会使制动效能降低并加速磨损。某些越野车为了防止水和泥沙浸入而采用封闭的制动器。制动时的操作稳定性好。即使任何速度制动，汽车都不应当失去操作性和方向稳定性。为此，汽车前、后轮制动器的制动力矩应相同。否则当前轮抱死而侧滑时，将失去操作性；后轮抱死而侧滑甩尾，会失去方向稳定性；当左、右轮的制动力矩差值超过50%时，会发辽宁工程技术大学毕业设计（论文）生制动时汽车跑偏。制动踏板和手柄的位置和行程符合人机工程学的要求，即操作方便性好，操作轻便，舒适，能减少疲劳。踏板形成；对货车应不大于160200mm。各国法规规定，制动的最大踏板力一般为150N（轿车）700N（货车）。设计时，紧急制动（约占制动总次数的5%10%）踏板力的选取范围：货车为350550N，采用伺服制动或动力制动装置时取其小值。应急制动时的手柄拉力以不大于400500N为宜。作用滞后的时间要尽可能地短，包括从制动踏板开始动作至达到给定制动效能水平所需的时间（制冻滞后时间）和从放开踏板至完全解除制动的时间（解除制动滞后时间）。制动时不应产生震动和噪音。与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动。制动系中应有音响或光信号等警报装置以便能及时发现制动驱动机件的故障和功能失效；制动系中也有必要的安全装置，例如一旦主、挂车之间的连接制动管路损坏，应有防止压缩空气继续漏失的装置；在行驶过程中挂车一旦脱挂，亦应有安全装置驱动使驻车制动将其挺驻。能全天候使用，气温高时液压制动管路不应有气阻现象；气温低时液压制动管路不应出现结冰。制动系的机件应使用寿命长、制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求，应力求减小制动时飞散到大气的有害于人体的石棉纤维孙瑜：货车制动系液压系统设计62制动系的选择货车的主要参数为：长宽高（mm）489419302085轴距（mm）2800前轮距（mm）1480后轮距（mm）1470最小离地间隙（mm）186整车整备质量（mm）1985最大装载质量（mm）1500前满载轴荷分配（mm）1057后满载轴荷分配（mm）2797最高车速）（hkm/不底于902.1汽车总质量汽车的总质量是指已整备完好、装备齐全并按规定载满客、货时的汽车质量。除包括汽车的整备质量0m及装载量gm外，载货汽车还应计入驾驶室坐满人的质量，如有附加设备还应考虑附加设备（非常规随车装备）的质量FM，每人按65kg计。Gammm0（21）=1985+1500=3385kg2.2轴荷分配和质心位置的计算为此，需确定个总成、部件的质量im和质心位置。对已有产品或样品的总成、部件可直接度量以获取数据，对新设计、尚无实物的可按图纸估算或与类似的实物的质量对比后估算。将各总成、部件的质心和质量值标在总布置草图上并量出各质心；离前轮中心的水平距离ix和离地高度iy，则根据力矩平衡原理可算得前后轴的静负荷1G和2G，汽车质心辽宁工程技术大学毕业设计（论文）离前后轴的位置1L、2L及汽车质心高度gh。质心离前轮中心线的水平距离ix取1.8m，离地高度iy取0.2m。LgxmGii)(2=8.28.98.13385）（=21325.5N（22）1GLgxLmGGiia)(2=8.28.98.18.23385）（=11847.5N（23）21GGGa=11847.5+21325.5=33173N（24）aGLGL21=331738.25.11847=1.8m（25）aGLGL12=m1331738.25.21325（26）aiigGgymh)(331738.9)2.03385(=0.2m（27）21LLL=1.8+1=2.8m（28）式中aG汽车满载时所受的重力，N；L汽车轴距，m；g重力加速度，2sm；2.2.1制动力与制动力分配系数汽车制动时，如果忽略路面对车露的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，则任一角速度0的车轮，其力矩平衡方程为：0eBfrFT（29）eBfrFT=16586.50.47=7795.7mN式中fT制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向反力，Nm；BF地面作用于车轮上的制动力，即地面与车轮之间的摩擦力，又称为地面制动力，其方向与汽车行驶方向反力，N；