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重型汽车
制动器
设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份。53页，21000字。
开题报告一份。
外文翻译一份。
图纸共3张，如下所示
A0-制动器装配图.dwg
A0-制动系统总成.dwg
A1-制动鼓.dwg
- 内容简介：
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- 1 he is in If be of on a as as in of of on of on to or by - 2 of is to it is is by a or is is of is is to s to at to in “by to of in or in by a of at to or or at or or or so is In is a is a in to a in s is is to At or or or or or in or is on of a r so as is a no If a of or to as as of to it - 3 a of a to to to a of in as at up as as of at If a a is to If is a be to a it of an a is to of or to is on is a of To to To of it a of a A or is on of to to of or of a or by or is in in - 4 is of to to to or If is to is to of is to it is is by a is is A is in be of to he a be be to in of it is or of to on or a on an of in 990s. a to of be by a if So to of to at a of in or An if of a - 5 a is to a to to at is to a at a In to in do to or a At to if in to A on a in ), is a A is at to of a a to is is is a a a as of an is in o in to s be is to If is to - 6 to it or it it by of a a of is by by by a to or is it is to a is to - 7 汽车制动系统 制动系统是汽车中最重要的系统。 如果制动失灵，结果可能是损失惨重的。制动器实际就是能量转换装置，它将汽车的动能（动量）转化成热能（热量）。当驾驶员踩下制动踏板，所产生的制动力是汽车运动时动力的 10 倍。制动系统能对四个刹车系统中的每个施加数千磅的力。 每辆汽车上使用两个完全独立的制动系统，即行车制动器和驻车制动器。 行车制动器起到减速、停车、或保持车辆正常行驶。制动器是由司机用脚踩、松制动器踏板来控制的。驻车制动器的主要作用就是当车内无人的时候，汽车能够保持静止。当独立的驻车制动器 踏板或手杆，被安装时，驻车制动器就会被机械地操作。 制动系统是由下列基本的成分组成 :位于发动机罩下方，而且直接地被连接到制动踏板的“制动主缸”把驾驶员脚的机械力转变为液压力。钢制的“制动管路”和有柔性的“制动软管”把制动主缸连接到每个轮子的“制动轮缸”上。 制动液 , 特别地设计为的是工作在极端的情况，填充在系统中。“制动盘”和“衬块”是被制动轮缸推动接触“圆盘”和“回转体”如此引起缓慢的拖拉运动 , (希望 )使汽车减慢速度。 典型的制动系统布置有前后盘式，前盘后鼓式，各个车轮上的制动器通过一套管路系统连接到 制动主缸上。 基本上讲，所有的汽车制动器都是摩擦制动器。当司机刹车时，控制装置会迫使制动蹄，或制动衬片与车轮处的旋转的制动鼓或制动盘接触。接触后产生的摩擦使车轮转动减慢或停止，这就是汽车的制动。 在最基本的制动系统中，有一个制动主缸，这个主缸内部填充制动液，并包含两个部分，每个部分里都有一个活塞，两个活塞都连接驾驶室里的制动踏板。当制动踏板被踩下时，制动液会从制动主缸流入轮缸。在轮缸中，制动液推动制 - 8 止的制动蹄或制动衬片与旋转的制动鼓或制动盘之间产生摩擦力使汽车的运 动逐渐减缓或停止。 制动液的装置位于主缸的顶部。目前大多数的车都有一个容易看见的装制动液的装置，为的是不用打开盖子就可以看得见制动液的油面。随着制动踏板的运动制动液就会缓慢的下降，正常情况下是这样的。如果制动液在很短的时间内下降得明显或者下降了三分之二，那么就要尽快的检查你的制动系统了。保持制动液装置充满制动液除非你需要维修它，制动液必须保持很高的沸点。位于在空气中的制动液就会吸收空气中的潮气引起制动液低于沸点。 制动液通过一系列的管路从主缸到达各车轮。橡胶软管只用在需要弹力的地方，比如应用在前轮。在车的行 进中上下来回运动。系统的其它部分在所有的连接点上都应用了无腐蚀性的无缝钢管。如果钢线需要修理的话，最好的方法就是代替这条线。如果这不符合实际，那么为了制动系统可以用特殊的装置修理它。你不可以用铜管来修理制动系。它们是危险也是不正确的。 鼓式制动器包括制动鼓，一个轮缸，回拉弹簧，一个制动底版，两个带摩擦层的制动蹄。制动底版固定在轮轴外部的法兰或转向节。制动鼓固定在轮毂上。制动鼓的内部表面与制动蹄的内层之间有空隙。要使用制动器时，司机就要踩下踏板，这时轮缸扩大制动片，对其施加压力，是制动蹄触碰制动鼓。制动鼓与摩擦片之间产生的摩擦制动了车轮，从而使汽车停止。要释放制动器时，司机松开踏板，回拉弹簧拉回制动片，这样车轮会自由转动。 盘式制动器包括制动盘而不是鼓，在它的两面上各有一个薄的制动片或叫盘式制动器的制动片。制动片是靠挤住旋转的制动盘来停住汽车。制动主缸里流出的制动液迫使活塞向里部的金属盘移动，这便使摩擦片紧紧地贴住制动盘。这时制动片与制动盘产生的摩擦使汽车减速、停止，出现了制动行为。活塞分金属或塑料。盘式制动器主要有三种，即：浮动卡钳型、固定卡钳型和滑动卡钳型。浮动卡钳型和滑动卡钳型盘式制动器使用单活塞。固定卡钳型盘式制动器既可以使用两个活塞有可以使用四个活塞。 制动系统是由机械能，液压能或气压能装置驱动的。在机械杠杆适合所有 的汽车的驻车制动器中使用。当踩下制动踏板时，杠杆就会推动制动器主缸的活塞给制动液施加压力，制动液通过油管流入轮缸。制动液的压力施加到轮缸活塞以使制动片被压到制动鼓或制动盘上。如果松开踏板，活塞回到原来的位置上，回拉弹簧拉回制动片，制动液返回制动主缸，这样制动停止。 - 9 汽车静止不动。如果车内安装的是独立的驻车制动器，那么驻车制动器是由司机手动的控制。驻车制动器正常是当车已经停止时使用的。向后拉手闸，并把手柄卡在正确的位置上。现在，即使离开汽车也不用害怕它会自己滑走。如果司机要 再次启车时，他必须在松开手杆之前按下按钮。在行车制动器失灵的情况下，手闸必须能停住车。正因为这样，手闸与脚闸分开，手闸使用的是绳索或杠杆而不是液力系统。 防抱死制动系统是使汽车制动更安全、更方便的制动装置，它既有调节制动系统的压力来防止车轮被完全抱死的功能，又有防止轮胎在滑的路面上行驶或紧急停车时的滑动。 防抱死制动系统最早应用在航空飞行器上，而且在二十世纪 90 年代一些国内的汽车内也安装了这种系统。近来，几个汽车制造商引进了更为复杂的防抱死系统。欧洲使用这种系统已有几十年的时间，通过对其的调查，一位汽车制 造商坦言，如果所有的汽车都安装上防抱死制动系统，同时，一些权威人士预测这种系统会提高汽车的安全性。 防抱死制动系统可以在一秒钟内调节几次制动时车轮上的受力，使车轮的滑移受到控制，而且所有的系统基本上都以相同的方式完成。每个车轮都会有一个传感器，电子控制装置能连续检测来自车轮传感器传来的脉冲电信号，并将它们处理转换成和轮速成正比的数值；如果其中一个传感器的信号不断下降，那么这就表明了相应的轮胎趋于抱死，这时电子控制装置向该车轮的制动器发出降低压力的指令。当信号显示车轮转速恢 复正常时，电子控制装置会增加制动器的液压。这种循环像司机一样调节制动器，但它的速度更快，达到了每秒循环数次。 防抱死制动系统除了上面基本操作，还有两个特点。首先，当制动系统的压力上升到使轮胎抱死或即将抱死的时候，防抱死制动系统才会启动；当制动系统在正常情况下，防抱死制动系统停止运作。其次，如果防抱死制动系统有问题时，制动器会独立地继续运行。但控制板上的指示灯亮起提醒司机系统出现问题。 目前欧洲汽车生产商，如：宝马、奔驰、宝时捷等广泛使用的是波许（ 抱死制动系统。这种系统基本组成包括车轮转速传感器 ，电子控制装置和调节装置。 每个有一个向电子控制装置发出车轮转动情况的信号的传感器，它一般由磁感应传感头和齿圈组成。前面的传感器安在轮毂上，齿圈安在轮网上。后面的传感器安在后部的监测系统上，齿圈安在轮轴上。传感器本身是缠绕电磁核的电线 - 10 - 圈，电磁核才线圈的周围产生磁场。当齿圈的齿移动到磁场时，就会改变线圈的电流。电子控制装置会监测这种变化，然后判断车轮是否即将抱死。 电子控制装置有三个作用，即：信号的处理，编辑和安全防护。信号的处理起到转换器的作用，它是将接受的脉冲电信号处理转换成数值，为编辑做准备。编辑就是分 析这些数值，计算出需要制动压力。如果检测出车轮即将抱死，电控装置就会计算出数值向调节装置发出指令。 当接受到电子控制装置的指令后，液压执行装置会调节制动轮缸的液压的大小。调节装置能保持或减小来自制动主缸的液压，而装置本身是不能启用制动器的。这种装置有三个高速率的电磁阀，两个油液存储器和一个带有内外检测阀的传动泵。调节装置中的电子连接器隐藏在塑料盖下。 每个电磁阀都是其独立控制的，并作用于前轮。后部的制动轮缸受到一个电磁阀控制，并依照 防抱死制动系统运行时，电子控制装置会使电磁阀循 环运作，这样既能收回又能释放制动器的压力。当压力释放时，它会释放到液压单元。前部的制动器电路有一个单元。存储器低压存储器，它在低压下存储油液，直到回流泵打开，油液流经制动轮缸进入制动主缸。 河南科技大学毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 院系： 车辆与动力工程学院 2013 年 4 月 15 日 课题名称 重型自卸汽车设计（制动系统设计 ） 学生姓名 兰超 专业班级 车辆 093 课题类型 工程设计 指导教师 曹艳玲 薛运起 职 称 副教授 高工 课题来源 结合生产 1. 设计（或研究）的依据与意义 车辆的制动性能是车辆主动安全性能中最重要的性能之一。汽车的制动性能是由汽车的制动系统决定的，它主要是给安全行驶提供保证，其中其制动器性能的优劣将直接影响汽车整车性能的优劣，直接关系到驾乘人员的生命财产安全，重大交通事故往往与制动距离过长、紧急制动时发生侧滑和失去转向能力等情况有关，因此汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。据有关资料介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的 45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏还直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。制动系既可以使行驶中的汽车减速，又可保证停车后的汽车能驻留原地不动。由此可见，汽车 制动系对于汽车行驶的安全性，停车的可靠性和运输经济效益起着重要的保证作用。汽车的制动过程是很复杂的，它与汽车总布置和制动系各参数选择有关。汽车制动系统主要由供能装置、传能装置、控制装置和制动器组成，制动器的实际性能是整个制动系中最复杂和最不稳定的因素，因此制动器的设计在整车设计中显得非常重 。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 随着汽车安全性的日益提高，汽车制动系统也历经了数次变迁和改进。从最初的皮革摩擦制动，到后来的鼓式、盘式制动器，再到机械式 动系统，紧接着伴随电子技术的发展又出现了模拟电子 动系统、数字式电控 动系统，等等。近 10 年来，西方发达国家又兴起了对汽车线控系统的研究，线控制动系统应运而生，并开展了对电控机械制动系统的研究。简单来说，电控机械制动系统就是把原来液压或者压缩空气驱动的部分改为电动机驱动，借以提高响应速度，增加制动效能 , 同时大大简化了结构，降低了装配和维护的难度。 由于人们对制动性能要求的不断提高，传统的液压或者空气制动系统在加入大量电子控制系统 (如 ，结构和管路布置越来越复杂，加大了液压 (空气 )回路泄漏的隐患，同时装配和维修的难度也 随之提高；因此，结构相对简单、功能集成可靠的电控机械制动系统越来越受到青睐。可以预见， 最终取代 1 传统的液压 (空气 )制动器，成为未来汽车制动系统的发展方向 。 长期以来，为了充分发挥蹄鼓式制动器的重要优势，旨在克服其主要缺点的研究工作和技术改进一直在进行中，尤其是对蹄鼓式制动器工作过程和性能计算分析方法的研究受到高度重视。这些研究工作的重点在于制动器结构和实际使用因素等对制动器的效能及其稳定性等的影响，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比较可行、有效的改进措施，制动器的性能也有了一定程度的提高。 1997 年，提出了一种“电控自增力鼓式制动器”设计方案，该制动器是通过机械的方法来实现鼓式制动器的自增力，制动效能因数的变化范围为 2 6。应用一套电控机械装置调整领蹄的支承点来提高制动器的制动效能数，以补偿由于摩擦材料的热衰退而引起的摩擦系数降低。该制动器达到相同的制动力矩所要求的输入力是盘式制动器 1/7。该系统的控制装置允许每个制动器单独工作，从而提高了行车的安全性，另外对驾驶和操纵舒适性也有所提高，但仍然存在一些问题，诸如系统复杂、高能耗、高成本、维护困难等。 1999 年提出一种四蹄八片（块）式制动器，通过对结构参数合理匹配设计，制动效能因数有一定地提高，同时制动效能 _因数对摩擦系数的敏感性也可以有适当地改善，这就在一定程度上改善了制动效能的稳定性。 2000 年，提出一种具有多自由度联动蹄的新型蹄鼓式制动器，该型式的制动器使得制动效能因数及其稳定性得到显著提高；摩擦副间压力分布趋于均匀，可保证摩擦副间接触状态的稳定，并延长摩擦片使用寿命；性能参数可设计性强，可根据对制动效能的需要，较灵活地进行制动器设计。 另外，近年来则出现了一些全新的制动器结构形式，如磁粉制动 器、湿式多盘制动器、电力液压制动臂型盘式制动器、湿式盘式弹簧制动器等。对于关键磁性介质 磁粉，选用了抗氧化性强、耐磨、耐高温、流动性好的军工磁粉；磁毂组件选用了超级电工纯铁 证了空转力矩小、重复控制精度高的性能要求；在热容量和散热等方面，采用了双侧带散热风扇，设计了散热风道等，使得该技术有着极好的应用前景。尽管对蹄鼓式制动器的设计研究取得了一定的成绩，但是对传统蹄鼓式制动器的设计仍然有着不可替代的基础性和研发性作用，也可为后续设计提供理论参考。 3. 课题设计（或研究）的内容 （ 1） 参考同类车型 及整车参数，完成重型自卸汽车的制动系统结构方案选型与设计计算。 （ 2） 绘制制动系的总装配图、部件图和部分零件图，总工作量不少于 3 张 0 号图纸，其中至少一张一号机绘或手绘图。 （ 3） 编写设计说明书，内容不少于 12000 字，并要求计算机打印；编写不少于400 字的中文摘要，并翻译成外文。 （ 4） 要有 1 万字符与专业有关的外文翻译资料。 4. 设计（或研究）方法 根据所给技术指标，参考同类车型，首先确定制动系结构形式：汽车制动系设计为气压双回路动力制动系统。制动器均采用凸轮领从蹄式制动器，制动蹄采用浮式支撑，兼充驻车制动器 ，并可用于应急制动。之后确定制动器的结构参数与摩擦系数，进行制动器设计计算。对主要零部件进行结构设计与强度计算。再确定驱动机构结构形式并对其进行设计计算。最后根据计算数据绘制草图。 5. 实施计划 5 周： 调研、收集、分析资料； 6 周： 全组集体讨论，制定、确定总体方案； 79 周： 完成主要总图设计； 1012 周：完成零件图、部件图、设计说明书等； 13 周： 整理图纸及全部设计资料，上交所有设计资料； 14 周： 审核、互审评阅设计； 15 周： 答辩，评定成绩。 指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日 研究所（教研室）意见 教研室主任签字： 年 月 日 I 重型自卸汽车设计（制动系设计） 摘 要 本次我们设计的课题是 64的任务是负责汽车的制动系的设计。该制动系统的主要用途是使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡的汽车速度保持平稳，以及使已停驶的汽车保持不动。 本次设计的制动系主要设计方案包含行车制动系统与驻车制动系统两套系统。结构形式方面选用凸轮驱动领从蹄式制动器。采用双回路气力驱动制动系统。前制动气室采用膜片式制动气室，后制动气室采用复合式制动气室。行车 制动系统作用在前、后轮上。驻车制动系统为放气制动式，作用于中、后轮上，用手制动阀操纵。当 行车制动失效时，驻车制动可做紧急制动用。 本次制动系的设计在工作过程中安全可靠，在初速为 30km/车坡度大于 35%，制动轻便等都满足了设计要求；而且在任何速度下制动时，汽车都不丧失操纵性和方向稳定性。当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏时，汽车制动系都通过传感器传递信号对驾驶员给于音响或光信号等报警提示。从而提高行车安全性。 关键词 :制动系，制动蹄，气力驱动，凸轮 F F he of 4T is of My is s is to in or of to to of in in of to a of on in by a. to in of in 0km/h of 0m, is 5% of so in do of of of to to or in So as to 录 第一章 绪论 . - 1 - 课题的目的和意义 . - 1 - 车制动系在国内外的研究状况及发展趋势 . - 1 - 式制动器技术研究进展和现状 . - 2 - 究重点 . - 3 - 第二章 汽车总体参数的选择及计算 . - 4 - . - 4 - 数 . - 4 - 动形式 . - 4 - 置形式 . - 4 - . - 5 - 量系数 . - 5 - 车总质量 . - 5 - 荷分配 . - 5 - . - 6 - 心高度 . - 6 - 距 . - 6 - 第三章 制动器的结构型式及要求 . - 7 - . - 8 - 从蹄式制动器 . - 10 - 向双领蹄式制动器 . - 13 - 向双领蹄式制动器 . - 14 - 从蹄式制动器 . - 15 - 向增力式制动器 . - 15 - 向增力式制动器 . - 16 - . - 17 - 第四章 理想制动力及其分配 . - 17 - 动力与制动力分配系数 . - 17 - 步附着系数 . - 23 - . - 23 - 第五章 制动器的设计计算 . - 25 - 式制动器的结构参数 . - 25 - 动鼓内径 D . - 25 - 擦衬片宽度 b 和包角 . - 26 - 擦衬片起始角 0 . - 27 - 动器中心到张开力 0F 作用线的距离 e . - 27 - 动蹄支承点位置坐标 a 和 c . - 27 - 擦片摩擦系数 f . - 28 - . - 28 - 车制动效能计算 . - 30 - 车制动计算 . - 31 - 擦衬片的磨损特性计算 . - 33 - 第六章 制动器的结构及主要零部件设计 . - 35 - . - 35 - . - 35 - . - 36 - . - 37 - . - 38 - . - 40 - . - 40 - . - 40 - 第七章 制动驱动机构的结构形式选择与设计计算 . - 41 - 动驱动机构的结构形式选择 . - 41 - 压驱动机构的设计计算 . - 42 - 第八章 结论 . - 45 - 参考文献 . - 46 - . - 47 - 外文资料 . 错误 !未定义书签。 外文资料译文 . 错误 !未定义书签。 - 1 绪论 课题的目的和意义 车辆的制动性能是车辆主动安全性能中最重要的性能之一。汽车的制动性能是由汽车的制动系统决定的，它主要是给安全行驶提供保证，其中其制动器性能的优劣将直接影响汽车整车性能的优劣，直接关系到驾乘人员的生命财产安全，重大交通事故往往与制动距离过长、紧急制动时发生侧滑和失去转向能力等情况有关，因此汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。汽车的制动过程是很复杂的，它与汽车总布置和制动系各参数选择有关。汽车制动系统主要由供能装置、传能装置、控制装置和制动器组成，制动器的实际性能是整个制动系中最复杂和最不稳定的因素，因此制动器的设计在整车设计中显得非常重 。 车制动系在国内外的研究 状况及发展趋势 随着汽车安全性的日益提高，汽车制动系统也历经了数次变迁和改进。从最初的皮革摩擦制动，到后来的鼓式、盘式制动器，再到机械式 动系统，紧接着伴随电子技术的发展又出现了模拟电子 字式电控 等。近 10 年来，西方发达国家又兴起了对汽车线控系统的研究，线控制动系统应运而生，并开展了对电控机械制动系统的研究。简单来说，电控机械制动系统就是把原来液压或者压缩空气驱动的部分改为电动机驱动，借以提高响应速度，增加制动效能 , 同时大大简化了结构，降低了装配和维护的难度。 由于 人们对制动性能要求的不断提高，传统的液压或者空气制动系统在加入大量电子控制系统 (如 ，结构和管路布置越来越复杂，加大了液压 (空气 )回路泄漏的隐患，同时装配和维修的难度也随之提高；因此，结构相对简单、功能集成可靠的电控机械制动系统越来越受到青睐。可以预见， 传统的液压 (空气 )制动器，成为未来汽车制动系统的发展方向 。 - 2 -式制动器技术研究进展和现状 长期以来，为了充分发挥蹄鼓式制动器的重要优势，旨在克服其主要缺点的研究工作和技术改进一直在进行中，尤其是对蹄鼓式制 动器工作过程和性能计算分析方法的研究受到高度重视。这些研究工作的重点在于制动器结构和实际使用因素等对制动器的效能及其稳定性等的影响，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比较可行、有效的改进措施，制动器的性能也有了一定程度的提高。 1997年，提出了一种“电控自增力鼓式制动器”设计方案，该制动器是通过机械的方法来实现鼓式制动器的自增力，制动效能因数的变化范围为 2 6。应用一套电控机械装置调整领蹄的支承点来提高制动器的制动效能数，以补偿由于摩擦材料的热衰退而引起的摩擦系数降低。该制动器达到相同的制动力矩所要求的输入力是盘式制动器 1/7。该系统的控制装置允许每个制动器单独工作，从而提高了行车的安全性，另外对驾驶和操纵舒适性也有所提高，但仍然存在一些问题，诸如系统复杂、高能耗、高成本、维护困难等。 1999年提出一种四蹄八片（块）式制动器，通过对结构参数合理匹配设计，制动效能因数有一定地提高，同时制动效能 _因数对摩擦系数的敏感性也可以有适当地改善，这就在一定程度上改善了制动效能的稳定性。 2000 年，提出一种具有多自由度联动蹄的新型蹄鼓式制动器，该型式的制动器使得制动效能因数及其稳定性得到显著提高；摩擦副间压力分布 趋于均匀，可保证摩擦副间接触状态的稳定，并延长摩擦片使用寿命；性能参数可设计性强，可根据对制动效能的需要，较灵活地进行制动器设计。 另外，近年来则出现了一些全新的制动器结构形式，如磁粉制动器、湿式多盘制动器、电力液压制动臂型盘式制动器、湿式盘式弹簧制动器等。对于关键磁性介质 磁粉，选用了抗氧化性强、耐磨、耐高温、流动性好的军工磁粉；磁毂组件选用了超级电工纯铁 证了空转力矩小、重复控制精度高的性能要求；在热容量和散热等方面，采用了双侧带散热风扇，设计了散热风道等，使得该技术有着极好的应用前景 。 尽管对 蹄鼓式制动器的设计研究取得了一定的成绩，但是对传统蹄鼓式制动器的设计仍然有着不可替代的基础性和研发性作用，也可为后续设计提供理论参考。 - 3 -究重点 根据设计车型的特点，进行参数选择；确定制动器的结构方案；完成制动器的总体和主要零部件的设计。 - 4 章 汽车总体参数的选择及计算 汽车的分类按照 2001将汽车分为乘用车和商用车。不同形式的汽车，主要体现在轴数、驱动形式、以及布置形式上有区别。 数 汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎负荷能力以及汽车的结构等。 包括乘用车以及汽车总质量小于 19梁限制的不在公路上行驶的车辆，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。总质量在 19公路运输车采用三轴形式，总质量更大的汽车宜采用四轴或四轴以上的形式。 由于本设计的汽车是重型，所以采用三轴布置方案。 动形式 由于本设计的汽车总质量大于 19t，所以采用 6 4的驱动形式。 置形式 货车可以按照驾驶室与发动机相对位置不同，分为平头式、短头式、长头式和偏置式四种。货车又可按发动机位置不同，分为发动机前置、中置和后置三种布置形式。 平头式货车的发动机位于驾驶室内，其主要优点是：汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能好；不需要发动机罩和翼子板，汽车整备质量减小，驾驶员视野得到明显改善，采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性；汽车货箱与整车的俯视面积之比比较高。平头式货车得到广泛的应用。 所以本设计采用 偏置 式的布置形式，并且采用发动机前置后桥驱动。 - 5 -车质量 参数的确定 汽车的质量参数包括整车整备质量 0m 、载客量、装载质量、质量系数 0m 、汽车总质量 、轴荷分配等。 本设计中给出装载质量1t。 量系数 质量系数 0m 是指汽车装载质量与整车整备质量的比值，即0m /m。该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，0m值越大，说明该汽车的设计水平和工艺水平越先进。 参考同类型的汽车的质量系数值（表 2，综合选定本设计中的质量系数值 表 2同类型汽车的质量系数0m汽车类型 0m货车 轻型 0 8010 中型 1 2035 重型 1 3070 由此可以确定 质量系数 0m ， 0m =41000/23000= 车总质量 汽车总质量按照规定装满客，货时的整车质量。 商用货车的总质量 整备质量 0m 、装载质量 驾驶员以及随行人员 质量三部分组成，即 10 65m m n 中，为包括驾驶员及随行人员数在内的人数，应等于座位数。代入数据， n=1，0m=23t， 1 荷分配 汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的 百分比来表示。 轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。从各轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的负荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷，而从动轴上的负荷可以适当减小，以利减小从动 - 6 了保证汽车有良好的操纵稳定性，又要求转向轴的负荷不应过小，因此，可以得出作为很重要的轴荷分配参数，各使用性能对其要求是相互矛盾的，这就要求设计时应根据对整车的性能要求，使用条件等，合理地选择轴荷分配。 表 2类汽车的轴荷分配 车型 满载 空载 前轴 后轴 前轴 后轴 乘 用 车 发动机前置前轮驱动 发动机前置后轮驱动 发动机后置后轮驱动 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 货 车 42 后轮单胎 42 后轮双胎，长、短头式 42 后轮双胎，平头式 64 后轮双胎 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% 本设计选择 64 后轮双胎， 平头式的数据进行计算。 心高度 汽车的质心高度参考同类型重型货车可以选择空载时的质心高度为1044载时的质心高度取为464 距 轴距 车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。当轴距小时，上述指标均减小。此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。轴距过短，会带来一系列缺点，车厢长度不足或后悬过长，制动或上坡时轴荷转 移过大，使汽车的制动性和操纵稳定性变坏，车身纵向角震动过大，此外还会导致万向节传动的夹角过 大等问题。 综合各方面数据选择重型货车的轴距 L=4580 - 7 章 制动器的结构型式及要求 汽车制动器除各种缓速装置外，几乎都是机械摩擦式的，即是利用固定元件与旋转元件工作表面间的摩擦而产生制动力矩使汽车减速或停车的，根据旋转元件的不同分为鼓式和盘式两大类，不过对于重型车来说，由于车速一般不是很高，鼓式刹车蹄的耐用程度也比盘式制动器高， 而且盘式制动器比鼓式制动器要贵些，因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。 其工作原理如图 3 图 3式制动器工作原理 1、 2 制动蹄 3、 5 支承销 4 制动鼓 带有摩擦片的制动蹄 1、 2通过支承销 5、 3铰装在制动底版上。制动时，轮缸活塞（转动凸轮轴）对制动蹄施加张开力 P，使其绕支承销转动，并抵靠在制动鼓 4表面上。这是制动蹄 1、 2分别受到制动鼓作用的法向反力 1Y 、 2Y ，和切向力 1X 、 2X ，而制 动蹄的切向反力对制动鼓产生一个与其旋转方向相反的制动力矩 （ 1X + 2X ） R，（ 从而达到使汽车减速的目的。 制动系应满足如下要求： (1)能适应有关标准和法规的规定。 (2)具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻坡制 动效能。 (3)工作可靠。 (4)制动效能的热稳定性好。 - 8 -(5)制动效能的水稳定性好。 (6)制动时的操纵稳定性好。 (7)制动踏板和手柄的位置和行程符合人机工程学要求 。 (8)作用滞后的时间要 尽可能地短。 (9)制动时制动系噪声尽可能小，且无异常声响。 (10)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。 (11)能全天候使用，气温高时液压制动管路不应有气阻现象；气温低时气制动管路不应出现结冰。 (12)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中的有害于人体的石棉纤维 6。 鼓式制动器一般可按其制动蹄受力情况进行分类（见图 3它们的制动效能、制动鼓的受力平衡状态以及车轮旋 转方向对制动效能的影响均不同。 - 9 鼓式制动器的各种结构形式如图 3 图 3式制动器示意图 （ a）领从蹄式（用凸轮张开）；（ b）领从蹄式（用制动轮缸张开）；（ c）双领蹄式（非双向，平衡式）；（ d）双向双领蹄式；（ e）单向增力式；（ f）双向增力式 不同形式鼓式制动器的主要区别有：（ 1）蹄片固定支点的数量和位置不同。（ 2）张开装置的形式与数量不同。（ 3）制动时两蹄片之间有无相互作用。 - 10 - 因蹄片的固定支点和张开力位置不同，使不同形式鼓式制动器的领、从蹄数量有差别，并使 制动效能不一样。 在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩，称为制动效能。在评比不同形式制动器的效能时，常用一种称为制动效能因素的无因次指标。制动效能因素的定义为：在制动鼓或制动盘的作用半径 R 上所得到的摩擦力（ /）与输入力 0F 之比，即 0R 式中， 制动效能的稳定性是 指其效能因素 的敏感性。使用中 随温度和水湿程度变化。要求制动器的效能稳定性好，即是其效能对 的变化敏感性小。 从蹄式制动器 如图 3-3(a)、 (b)所示，图上方的旋向箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向 (制动鼓正向旋转 )，蹄 1为领蹄，蹄 2为从蹄。汽车倒车时制动鼓的变为反向旋转，随之领蹄与从蹄相互对调。制动鼓正、反向旋转时总具有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓式制动器称为领从蹄式制动器。由图 3-3(a)、 (b)可见，领蹄所受的摩擦力使蹄压得更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故又称增势蹄；而 从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减势”作用，故又称减势蹄。“增势”作用使领蹄所受的法向反力增大，而“减势”作用使从蹄所受的法向反力减小。 对于两蹄的张开力 21 的领从蹄式制动器结构，如图 3-3(b)所示，两蹄压紧制动鼓的法向力相等。但当制动鼓旋转并制动时，领蹄由于摩擦力矩的“增势”作用，使其进一步压紧制动鼓而使其所受的法向反力加大；从蹄由于摩擦力矩的“减势”作用而使其所受的法向反力减小。这样，由于两蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值由车轮 轮毂轴承承受。这种制动时两蹄法向反力不能相互平衡的制动器也称为非平衡式制动器。液压或楔块驱动的领从蹄式制动器均为非平衡式结构，也叫做简单非平衡式制动器。非平衡式制动器将对轮毂轴承造成附加径向载荷，而且领蹄摩擦衬片表面的单位压力大于从蹄的，磨损较严重。为使衬片寿命均衡，可将从蹄的摩擦衬片包角适当地减小。 对于如图 3-3(a)所示具有定心凸轮张开装置的领从蹄式制动器，制动时，凸轮机构保证了两蹄等位移，作用于两蹄上的法向反力和由此产生的制动力矩分别相等，而作用于两蹄的张开力 必然有 车轮，其力矩平衡方程为 : 0 （ 4 - 18 - 式中： 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相反， N m； 地面作用于车轮上的制动力，之间的摩擦力，又称为地面制即地面与轮胎动力，其方向与汽车行驶方向相反， N； 车轮有效半径， m。 令 fT/即制动器制动力，它是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，因此又称为制动周缘力。F 的方向相反，当车轮角速度 0时，大小亦相等，且寸、摩擦副的摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成正比。当加大踏板力以加大fT，F 均随之增大。但地面制动力 受着附着条件的限制，其值不可能大于附着力F，即 （ 4 式中 轮胎与地面间的附着系数； Z 地面对车轮的法向反力。 当制动器制动力F 达到附着力轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩即成为与 平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到 =0以后，地面制动力 到附着力制
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