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汽车 制动 毕业设计 全套 CAD 图纸

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毕业设计（论文） 题 目 汽车制动系毕业设计 院 （系）专业班级 学生姓名 指导教师 评阅教师 学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日汽车制动系毕业设计 摘要摘 要汽车已成为最主流的交通工具，它在现代社会中发挥出的作用是无与伦比的。高速公路的覆盖率日益提高，汽车行驶速度的加快等等因素对汽车驾驶人员及乘车人员的安全都会产生消极影响，同时也对汽车设计人员提出了更高的要求，尤其是对制动系的研究设计。汽车制动系是整辆汽车中最为重要的系统之一。因为它的性能直接影响着驾驶安全的重要问题。只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。本次名为轿车制动系设计的课题目的在于通过深入了解学习当前广泛用于轻型轿车上的制动系统的基础上分析并计算各类数据设计出制动效果显著，工作可靠性高，成本合理的制动系统。盘式制动器是目前应用最为广泛的制动器结构，无论是在它的制动性能和结构紧凑度上都比传统的鼓式制动器有不小的优势。关键词：汽车安全 制动系统 盘式制动器汽车制动系毕业设计 ABSTRACTABSTRACTCar has been the mainstream traffic tools, the role played by cars is unique in the modern society. The factors such as Highway coverage is increasing day by day, the speed of cars is increasing and so on can produce negative influence on the driver and the safety of the driving, and at the same time, car designers is putted forward higher request, especially for study and design of brake system.Car brake system is the one of the most important system in the whole car . Because its performance directly affect on the safety of driving . Only the car with braking system which is good and reliable enough,it just can performance the high-speed dynamic driving and ensure the safety of the running.The mission named designing brake system whose purpose is analysising of all kinds of data to design the brak system which has high work efficiency,reliability and economic cost thorough understanding and learning car brake system widely used in the current. Disc brake is the most widely used brake, it has more advantage than the traditional drum brake on braking performance and compact of structure.Keywords: car safety brake system disc brake汽车制动系毕业设计 目录目 录摘要IABSTRACTII1 绪论12 制动系统与制动器22.1 制动系统分类22.1.1 按制动系统功用分类22.1.2 按制动系统制动能源分类22.2 制动器分类22.2.1 鼓式制动器22.2.2 盘式制动器52.2.3 驻车制动器62.3 盘式制动器与鼓式制动器比较73 制动系统设计计算93.1 制动系统主要参数93.1.1 汽车相关原始参数93.1.2 同步附着系数的确定93.1.3 制动时前后法向反力103.2 制动器相关计算113.2.1 确定前后轮制动力矩分配系数113.2.2 制动器制动力矩确定113.2.3 盘式制动器主要参数确定133.2.4 制动盘所需的压紧力133.3 制动器主要部件的结构设计134 液压驱动机构的形式选择及设计计算154.1 液压驱动机构形式选择154.2 制动管路的多回路系统164.3 制动轮缸直径与工作容积计算184.4 制动主缸直径与工作容积计算184.5 制动踏板力与踏板行程194.5.1 制动踏板力194.5.2 制动踏板行程195 制动性能分析215.1 制动减速度与制动距离215.2 制动衬块的磨损特性计算215.3 驻车制动计算22结论24参考文献25致谢26汽车制动系毕业设计 1绪论1 绪论汽车制动器是汽车上的关键的组成部分之一，其性能的好坏直接关系到汽车的安全性，可靠性，制动噪音的高低直接影响到人类的生存环境。因此，设计、研究制动性能优良，噪音低的制动器就成为汽车安全设计的重要任务之一。目前最主流的汽车制动器还是盘式制动器，尤其是浮钳盘式制动器，可是随着人们对制动性能的要求不断提高，传统的制动系统中开始加入了大量的电子控制系统。虽然这些高科技制动系统只是应用于高档轿车里，但是未来汽车制动系统大的发展方向肯定是高度智能化的电子控制制动系统。制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的重要部件。其结构及各个参数、尺寸的不恰当选择将直接影响制动性能和寿命，甚至会产生制动噪音污染环境。盘式制动器设计的一般流程为：在有关的整车总布置参数确定之后，参考已有的同等级汽车的同类型制动器，初选制动器的主要参数，并据以进行制动器结构的初步设计；然后进行制动力矩和磨损性能的验算，并与所要求的数据比较，直到达到设计要求。制动盘是最重要的零件之一，其结构型式和性能对制动性能影响很大，它的作用是通过与制动块的摩擦作用而把动能转变为热能，制动盘吸收部分热能并释放给大气。制动钳体及其支架有高的强度和刚度。钳体中有加工出制动油缸。活塞由铸铝合金或钢制造。为了提高耐磨损性能活塞的工作表面进行镀铬处理。制动钳中装有橡胶密封圈以实现间隙的自动调整及防止液压油外泄。制动衬块采用长圆形，其大部分面积被活塞和制动钳压住，以免卷角引起尖叫声。本设计主要是对轻型轿车盘式制动器的主要部件进行设计，通过对制动器结构、部件的深入学习了解之后，对各制动工况进行分析。对主要组件制动衬块、制动钳总成、制动盘进行设计并利用制图软件绘制装配图和零件图。30汽车制动系毕业设计 2制动系统与制动器2 制动系统与制动器2.1 制动系统的分类制动系统是由制动器和制动驱动机构组成的。2.1.1按制动系统的功用分类1）行车制动系统-使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套装置。它是在行车过程中经常使用的。2）驻车制动系统-使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置，一般叫做手刹。3）第二制动系统-在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系统也是汽车必须必备的。4）辅助制动系统-在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。2.1.2按制动系统的制动能源分类1）人力制动系统-以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统。2）动力制动系统-完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系统。3）伺服制动系统-兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。按照制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。2.2制动器分类制动器是制动系统中用以产生阻碍车俩运动或运动趋势的力的部件，后一提法适用于驻车制动器。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦作用产生制动力矩的制动器，都称为摩擦制动器。目前各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。2.2.1鼓式制动器鼓式制动器有内张型和外束型两种。前者的制动鼓以内圆柱面为工作表面，在汽车上应用非常广泛；后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，目前极少数汽车用做驻车制动器。内张型鼓式制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。位于制动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠到制动鼓内圆柱面上，产生摩擦力矩。凡对蹄端加力使蹄转动的装置，统称为制动蹄促动装置。通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构，鼓式制动器按蹄的类型分为:1) 领从蹄式制动器图2-1为领从蹄式制动器的示意图。制动时，两蹄1和2在制动轮缸中液压的作用下，各自绕其支撑销3和4向外旋转，紧压到制动鼓5上。解除制动时，撤出液压，两蹄便在回位弹簧的作用下回位。设汽车前进时制动鼓旋转方向如图中箭头所示，沿箭头方向看去前制动蹄1的支撑点在其前端，制动轮缸所施加的促动力作用于其后端，因而该制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向一致。具有这种属性的制动蹄为领蹄。与此相反，后制动鼓2的支撑点在后端，促动力施加于前端，张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄为从蹄。当汽车倒车时，前制动蹄1变成从蹄，而后制动蹄2变成领蹄。这种在制动鼓正向旋转和反向旋转时都有一个领蹄和一个从蹄制动器称为领从蹄式制动器。图2-1 领从蹄式制动器1-领蹄 2-从蹄 3、4-支点 5-制动鼓 6-制动轮缸活塞2）双领蹄式制动器如图2-2所示，在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。显然，当汽车倒车时这种制动器的两制动蹄又都变为从蹄故它又可称为双向领蹄式制动器。如图所示，两制动蹄各用一个单活塞制动轮缸推动，两套制动蹄、制动轮缸等机件在制动底板上是以制动底板中心作对称布置的，因此，两蹄对制动鼓的作用的合力恰好相互平衡，故属于平面式制动器。图 2-2双领蹄式制动器1-制动轮缸活塞 2-制动蹄 3-支点 4-制动鼓3）双向双领蹄式制动器如图2-3所示，在前进制动时，所有的制动轮缸活塞都在液压作用下向外移动，将两个制动蹄压靠到制动鼓上。在制动鼓的摩擦力矩作用下，两蹄都绕车轮中心，按箭头所示的车轮旋转方向转动，将两轮缸活塞外端的支座推回，直到顶靠着轮缸端面为止。此时，两轮缸的支座变成制动蹄的支点，制动器的工作情况便同双领蹄制动器一样。倒车制动时，摩擦力矩方向改变，使两制动蹄绕车轮中心你箭头方向转过一定角度，同时两个制动轮缸的另一个支座成为新的支点。这样两个制动蹄仍然都是领蹄，其制动效果与前进制动时完全一样。图 2-3双向双领蹄式制动器4) 单向增力式制动器单向增力式制动器如图2-4所示两蹄下端以顶杆相连接，第二制动蹄支承在其上端制动地板上的支承销上，由于制动时两蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一种非平衡式的制动器。单向增力式制动器在汽车前进制动时的制动效能很高，且高于前述的各种制动器，但在倒车制动时，其制动效能却是最低的。因此，它用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器。图 2-4 单向增力式制动器1-第一制动蹄 2-支撑销 3-制动鼓 4-第二制动蹄 5-顶杆 6-制动轮缸5）双向增力式制动器将单向增力式制动器的单活塞式轮缸换成双活塞式轮缸，上端的支撑销也作为两蹄共用的支点，则称为双向增力式制动器（如图2-5所示），对双向增力式制动器来说不论汽车前进制动或倒退制动，该制动器均为增力式制动器。其工作原理如同单向增力制动器。图2-5 双向增力制动器1-前制动蹄 2-顶杆 3-后制动蹄 4-制动轮缸 5-支撑销2.2.2盘式制动器盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，此圆盘称为制动盘。其固定元件则有多种结构形式，大体上可分为两类。1）钳盘式制动器钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。 定钳盘式制动器的制动钳固定安装在车桥上，既不能旋转，也不能沿制动盘轴线方向移动，因而必须在制动盘两侧的钳体中都装设制动块促动装置，以便分别将两侧的制动块压向制动盘。其工作原理如图2-6。图 2-6 定钳盘式制动器 浮钳盘式制动器的制动钳一般设计得可以相对制动盘轴向滑动或摆动它只在制动盘的内侧设置液压缸，外侧的制动块附装在钳体上。其工作原理如图2-7。图2-7 浮钳盘式制动器2）全盘式制动器在重型和超重型载货汽车上，要求有更大的制动力，为此采用了全盘式制动器。全盘式制动器摩擦副的固定元件和旋转元件都是圆盘形的，分别称为固定盘和旋转盘。2.2.3驻车制动器按在汽车上安装位置的不同，驻车制动装置分中央驻车制动装置和车轮驻车制动装置两类。前者的制动器安装在传动轴上，称为中央制动器；后者和行车制动装置共用一套制动器，结构简单紧凑，已在轿车上得到普遍应用。图 2-8 驻车制动器进行驻车制动时，将驾驶室中的手动驻车制动操纵杆拉到制动位置，经一些列杠杆和拉绳传动，将驻车制动杠杆的下端向前拉，使之绕平头销转动，其中间支点推动制动推杆左移，将前制动蹄推向制动鼓。待前制动蹄压靠到制动鼓上之后，推杆停止移动，此时制动杠杆绕中间支点继续转动。于是制动杠杆的上端向右移动，使后制动蹄压靠到制动鼓上，施以驻车制动。其工作原理如图2-8。2.3盘式制动器和鼓式制动器比较盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：1)热稳定性好。一般是无自行增力作用。2)水稳定性好。浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常。3)在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小。4)制动盘沿轴向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏扳行程过大。5)较易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。与鼓式制动器比较，盘式制动器有如下缺点：1）效能较低，故用于液压制动系时所需制动促动管路压力较高，一班要用伺服装置。2）兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂，因而在后轮的应用受到限制。盘式制动器将逐步取代鼓式制动器，主要是由于盘式制动器和鼓式制动器的优缺点决定的。 盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，而且空气直接通过盘式制动盘，故盘式制动器的散热性很好。但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器。 相对于盘式制动器来说，鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而且由于散热性不好，鼓式制动器存在热衰退现象。当然，鼓式制动器也并非一无是处，它便宜，而且符合传统设计。 我们知道，高速行驶的轿车，由于频繁使用制动，制动器的摩擦将会产生大量的热，使制动器温度急剧上升，这些热如果不能很好地散出，就会大大影响制动性能，出现所谓的制动效能热衰退现象，这种现象可导致非常严重的后果。不过，当今我们开的大部分轿车，采用的还不完全是盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器(即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动器)，这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动的要求比较大，一般来说前轮用了盘式制动器就够使了。当然，前后轮都使用盘式制动器是汽车制动器大的发展方向。本次设计将选择浮钳盘式制动器（前后轮均采用）为设计对象。汽车制动系毕业设计 3制动系统设计计算3 制动系统设计计算3.1制动系统主要参数3.1.1 汽车相关主要参数本次设计中所需要的汽车相关数据如表3.1。表3.1汽车相关主要参数编号名称符号数值单位备注1整备质量（空载）m01100kg2前轴载荷（空载）m01671Kg3后轴载荷（空载）m02429Kg4质心高度（空载）hg0616mm5总质量（满载）ma1475Kg6前轴载荷（满载）ma1826Kg7后轴载荷（满载）ma2649Kg8质心高度（满载）hg700mm9轴距L2471mm10滚动半径rr281mm11轮胎规格185/60 R143.1.2 同步附着系数的确定根据汽车设计688-6891）当时：制动时总是前轮先抱死，这是一种稳定工况，但丧失了转向能力；2）当时：制动时总是后轮先抱死，这是容易发生后轴策划而使汽车丧失方向稳定性；3）当时：制动时汽车前后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也丧失了转向能力。分析表明，汽车在同步系数为的路面上制动（前后轮同时抱死）时，其制动减速度为，即q=,q为制动强度。而在其他附着系数的路面上制动时，达到前轮或者后轮即将抱死的制动强度q,这表明只有在的路面上，地面的附着条件才可以得到充分利用。国外有的文献推荐满载时的同步附着系数，轿车取；货车取。综上所述本设计中同步附着系数取为0.7。3.1.3 制动时前后轮的法向反力图3-1汽车制动时受力情况根据汽车设计 P684公式与图3-1所示的受力关系可得； （3.1） （3.2）式中，,各为质心至前轴和后轴的距离；为轴距；，前轴载荷，后轴和汽车总质量。空载时：质心至前轴的距离 ：质心至后轴的距离 ：满载时：质心至前轴的距离 ：质心至后轴的距离 ：根据 汽车设计P686公式 （3.3） （3.4）式中，,各为前轴和后轴的法向反力；汽车重量；轴距；,质心至前轴和后轴的距离；路面的同步附着系数；质心高度。空载时：前轴法向反力：后轴法向反力：满载时：前轴法向反力：后轴法向反力：3.2制动器相关计算3.2.1确定前后制动力矩分配系数根据汽车设计P689公式 （3.5）空载时的制动力矩分配系数满载时的制动力矩分配系数3.2.2制动器制动力矩确定在汽车应急制动时，假设前后轮同时抱死。根据汽车设计P689公式，此时每个前轮所需的制动力矩为: （3.6）式中，前轴的法向反力；同步附着系数；轮胎有效半径。空载时：满载时：因为;，所以有空载和满载时的每个后轮所需的制动力矩；。3.2.3盘式制动器的主要参数确定1）制动盘制动盘的直径D为轮辋直径的70%79%。轮辋直径d为14inx25.4=356mm。即，制动盘直径D的范围为249.2mm281.2mm，取270mm。2）制动盘厚度制动盘厚度对制动盘质量和工作时的温升有影响。为使质量小些，制动盘厚度不宜取得大；为了降低温度，制动盘厚度又不宜取得过小。制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风的需要在制动盘中间铸出通风孔道。一般实心制动盘厚度可取为1020mm，通风式制动盘厚度取为2050mm，采用较多的是2030mm。在高速运动下紧急制动, 制动盘会形成热变形, 产生颤抖。为提高制动盘摩擦面的散热性能, 大多把制动盘做成中间空洞的通风式制动盘, 这样可使制动盘温度降低20%30%。本次设计采用通风式制动盘，厚度为25 mm。3）摩擦衬块的尺寸根据制动盘直径可确定出摩擦衬块的外半径R2=130mm。摩擦衬块的外半径R2与内半径R1的比值应小于1.5，原因在于若比值较大的话，制动时衬块外缘与内测的圆周速度相差较大，磨损不均匀，最终导致制动力矩变化大。所以取R1的值为90mm。本次设计中摩擦衬块形状选择扇形，如图3-2。图3-2 摩擦衬块4）摩擦衬块的摩擦系数选择摩擦片时不仅希望其摩擦系数要高些，更要求其热稳定性要好，受温度和压力的影响要小。不能单纯地追求摩擦材料的高摩擦系数，应提高对摩擦系数的稳定性和降低制动器对摩擦系数偏离正常值的敏感性的要求，后者对蹄式制动器是非常重要的。各种制动器用擦材料的摩擦系数的稳定值为0.30.5，少数可达0.7。一般说来，摩擦系数愈高的材料，其耐磨性愈差。所以在制动器设计时并非一定要追求高摩擦系数的材料。当前国产的制动摩擦片材料在温度低于 250时，保持摩擦系数=0.350.40 已无大问题。所选择摩擦系数=0.40。5）摩擦衬块的工作面积及厚度对于盘式制动器衬块工作面积A，推荐根据制动衬块单位面积占有的汽车质量在范围内选。参考桑塔纳2000轿车，工作面积选取，制动衬块厚度选取10mm。3.2.4制动器制动力矩和制动衬块对制动盘的压力-考虑到汽车在满载情况下有着良好的制动稳定性，其表现为前轮先抱死，后轮后抱死。汽车制动时前轮制动器产生的制动力矩与相应车轮的附着力矩相等。根据汽车设计P708公式 （3.7）式中，摩擦因数；单侧制动块对制动盘的压紧力；作用半径。因为满载时对制动器的制动性能要求更高，所以在计算制动衬块对制动盘压力时利用的前轮所需制动力矩为满载时的制动力矩。对于常见的具有扇形摩擦表面的衬块，若其径向宽度不是很大。在实际计算中取制动衬块的平均半径即可。式中，各为摩擦衬块的内，外缘的半径。前轮制动器的制动力矩为所以后轮制动器的制动力矩为所以3.3 制动器主要零部件的结构设计1）制动盘制动盘一般用珠光体灰铸铁制成，或用添加Cr或Ni等合金铸铁制成。本次设计采用的材料为HT250，外观如图3-3。图3-3 制动盘2）制动钳 制动钳由可锻铸铁KTH370-12或球墨铸铁QT400-18制造，也有用轻合金制造的，例如用铝合金压铸，外观如图3-4。图 3-4 制动钳3）摩擦材料摩擦材料应具有稳定的摩擦系数和良好的抗热衰退性。不应在温度升到某一数值以后摩擦系数突然急剧下降，材料应有好的耐磨性，低的吸水（油、制动液）率，低的压缩率、低的热传导率和低的热膨胀率，高的抗压、抗剪切、抗弯曲性能和耐冲击性能，制动时应不产生噪声、不产生不良气味、应尽量采用污染小对人体无害的摩擦材料。当前，制动器广泛采用模压材料。本设计采用芳纶纤维。4）制动块制动块由背板和摩擦衬快组成，两者直接牢固地压嵌或铆接或粘结在一起。汽车制动系毕业设计 4液压驱动机构的形式选择及设计计算4.液压驱动机构的形式选择及设计计算4.1液压驱动机构的形式选择根据制动力原的不同，制动驱动机构可分为简单制动、动力制动以及伺服制动三大类型。而力的传递方式又有机械式、液压式、气压式和气压-液压式的区别。1） 简单制动系简单制动系即人力制动系，是靠司机作用于制动塌板上或手柄上的力作为制动力原。而传力方式有、又有机械式和液压式两种。机械式的靠杆系或钢丝绳传力，其结构简单，造价低廉，工作可靠，但机械效率低，因此仅用于中、小型汽车的驻车制动装置中。液压式的简单制动系通常简称为液压制动系，用于行车制动装置。其优点是作用滞后时间短(0.1s0.3s)，工作压力大(可达10MPa12MPa)，缸径尺寸小，可布置在制动器内部作为制动蹄的张开机构或制动块的压紧机构，使之结构简单、紧凑，质量小、造价低。但其有限的力传动比限制了它在汽车上的使用范围。另外，液压管路在过度受热时会形成气泡而影响传输，即产生所谓“汽阻”，使制动效能降低甚至失效；而当气温过低时(-25和更低时)，由于制动液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及当有局部损坏时，使整个系统都不能继续工作。液压式简单制动系曾广泛用于轿车、轻型及以下的货车和部分中型货车上。但由于其操纵较沉重，不能适应现代汽车提高操纵轻便性的要求，故当前仅多用于微型汽车上，在轿车和轻型汽车亡已极少采用。2） 动力制动系动力制动系是以发动机动力形成的气压或液压势能作为汽车制动的全部力源进行制动，而司机作用于制动踏板或手柄上的力仅用于对制动回路中控制元件的操纵。在简单制动系中的踏板力与其行程间的反比例关系在动力制动系中便不复存在，因此，此处的踏板力较小且可有适当的踏板行程。动力制动系有气压制动系、气顶液式制动系和全液压动力制动系3种。气压制动系气压制动系是动力制动系最常见的型式，由于可获得较大的制动驱动力，且主车与被拖的挂车以及汽车列车之间制动驱动系统的连接装置结构简单、连接和断开均很方便，因此被广泛用于总质量为8t以上尤其是15t以上的载货汽车、越野汽车和客车上。但气压制动系必须采用空气压缩机、储气筒、制动阀等装置，使其结构复杂、笨重、轮廓尺寸大、造价高；管路中气压的产生和撤除均较慢，作用滞后时间较长(0.3s0.9s)，因此，当制动阀到制动气室和储气筒的距离较远时，有必要加设气动的第二级控制元件继动阀(即加速阀)以及快放阀；管路工作压力较低(一般为0.5MPa0.7MPa)，因而制动气室的直径大，只能置于制动器之外，再通过杆件及凸轮或楔块驱动制动蹄，使非簧载质量增大；另外，制动气室排气时也有较大噪声。气顶液式制动系气顶液式制动系是动力制动系的另一种型式，即利用气压系统作为普通的液压制动系统主缸的驱动力源的一种制动驱动机构。它兼有液压制动和气压制动的主要优点。由于其气压系统的管路短，故作用滞后时间也较短。显然，其结构复杂、质量大、造价高，故主要用于重型汽车上，一部分总质量为9t11t的中型汽车上也有所采用。全液压动力制动系全液压动力制动系除具有一般液压制动系统的优点外，还具有操纵轻便、制动反应快、制动能力强、受气阻影响较小、易于采用制动力调节装置和防滑移装置，及可与动力转向、液压悬架、举升机构及其他辅助设备共用液压泵和储油罐等优点。但其结构复杂、精密件多，对系统的密封性要求也较高，故并未得到广泛应用，目前仅用于某些高级轿车、大型客车以及极少数的重型矿用自卸汽车上。3） 伺服制动系伺服制动系是在人力液压制动系的基础上加设一套出其他能源提供的助力装置使人力与动力可兼用，即兼用人力和发动机动力作为制功能源的制动系。在正常情况下，其输出工作压力主要出动力伺服系统产生，而在动力伺服系统失效时，仍可全由人力驱动液压系统产生一定程度的制动力。因此，在中级以上的轿车及轻、中型客、货汽车上得到了广泛的应用。 按伺服系统能源的不同，又有真空伺服制动系、气压伺服制动系和液压伺服制动系之分。其伺服能源分别为真空能(负气压能)、气压能和液压能。4.2 制动管路的多回路系统为了提高制动驱动机构的工作可靠性，保证行车安全，制动驱动机构至少应有两套独立的系统，即应是双回路系统，也就是说应将汽车的全部行车制动器的液压或气压管路分成两个或更多个相互独立的回路，以便当一个回路发生故障失效时，其他完好的回路仍能可靠地工作。图4-1双轴汽车的液压式驱动机构的双回路系统的五种分类方案图4-1（a）为前、后轮制动管路各成独立的回路系统，即一轴对一轴的分路型式，简称II型。其特点是管路布置最为简单，可与传统的单轮缸(或单制动气室)鼓式制动器相配合，成本较低。这种分路布置方案在各类汽车上均有采用，但在货车上用得最广泛。这一分路方案总后轮制动管路失效，则一旦前轮制动抱死就会失去转弯制动能力。对于前轮驱动的轿车，当前轮管路失效而仅由后轮制动时，制动效能将明显降低并小于正常情况下的一半，另外，由于后桥负荷小于前轴，则过大的踏板力会使后轮抱死而导致汽车甩尾。图4-1（b）后轮制功管路呈对角连接的两个独立的回路系统，即前轴的一侧车轮制动器与后桥的对侧车轮制动器同属于一个回路，称交叉型，简称X型。其特点是结构也很简单，一回路失效时仍能保持50的制动效能，并且制动力的分配系数和同步附着系数没有变化，保证了制动时与整车负荷的适应性。此时前、后各有一侧车轮有制动作用，使制动力不对称，导致前轮将朝制动起作用车轮的一侧绕主销转动，使汽车失去方向稳定性。因此，采用这种分路力案的汽车，其主销偏移距应取负值(至20mm)，这样，不平衡的制动力使车轮反向转动，改善了汽车的方向稳定性。图4-1（c）的每侧前制动器的半数轮缸与全部后制动器轮缸构成一个独立的回路；而两前制动器的另半数轮缸构成另一回路。可看成是一轴半对半个轴的分路形式，简称HI型。图4-1（d）的两个独立的回路分别为两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器所组成，及半个轴与一轮对另半个轴与另一轮的形式，简称LL型。图 4-1（e）的两个独立的回路君由每个前、后制动器的半数缸所组成，即前、后半个轴对前、后半个轴的分路形式。简称HH型。综上所述，最终选择X型4.3制动轮缸直径与工作容积的计算根据汽车设计P724公式，制动轮缸对制动衬块施加的力与轮缸直径和制动管路压力的关系为 （4.1）式中，应取制动盘所需的压紧力；制动管路压力一般不超过1012，取。轮缸直径应在GB7524-87标准规定的尺寸系列中选取,具体为19mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm、50mm、55mm。因此取前轮制动轮缸直径为30mm、后制动轮缸直径为19mm。根据汽车设计P725公式 （4.2）式中，一个轮缸活塞的直径；轮缸活塞的数目；一个轮缸完全制动时的行程：初步设计时，一般取为2mm2.5mm，此处取2mm。得一个轮缸的工作容积 全部制动轮缸的工作容积。4.4 制动主缸直径与工作容积的计算制动主缸应有的工作容积 （4.3）式中，全部轮缸的总的工作容积；制动软管在掖压下变形而引起的容积增量。制动主缸的工作容积可取为。根据汽车设计P725公式 （4.4）式中，主缸直径 ； 活塞行程。=（0.8-1.2），取 =轮缸直径从标准规定的尺寸中选取，取19mm。4.5 制动踏板力与踏板行程4.5.1 制动踏板力根据汽车设计P725公式 （4.5）式中，制动主缸活塞直径； P制动管路的液压； 制动踏板机构传动比，取=4。制动踏板机构及制动主缸的机械效率，可取=0.850.95，取=0.9。制动踏板力应满足以下要求；最大踏板力为500N（轿车）或700N（货车）。设计时踏板力可在200N-350N的范围内选取。因得出的踏板力大于最大踏板力，此处需安装真空助力器， （4.6）式中，真空助力比，取3。=787/3=262N，所以符合要求。4.5.2 制动踏板行程根据汽车设计P689公式 （4.7）式中，主缸推杆与活塞的间隙，一般取1.52mm；取=2mm；主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的极限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所经过的行程；踏板行程（计入衬片或衬块的允许磨损量）对轿车最大应不大于100-150mm，对货车不大于180mm，符合设计要求。汽车制动系毕业设计 5制动性能分析5 制动性能分析5.1 制动减速度与制动距离根据汽车设计P706制动系的制动效果，可以用最大制动减速度及最小制动距离来评价。假设汽车是在水平的，坚硬的道路上行驶，并且不考虑路面附着条件，因此制动力是由制动器产生。此时 （5.1）式中，摩擦衬块与制动盘的间隙时间，取0.1s； 制动力增长过程所需的时间，取0.2s; 制动时的汽车速度，速度取为较大值100km/h。轿车的最大制动距离为所以符合要求。5.2 制动衬块的磨损特性计算根据汽车设计P706制动衬块的磨损受温度、摩擦力、滑磨速度、制动鼓（制动盘）的材质及加工情况，以及衬片本身材质等许多因素的影响，因此在理论上计算磨损性能极为困难。但试验表明，影响磨损的最重要的因素还是摩擦表面的温度和摩擦力。从能量的观点来说，汽车制动过程即是将汽车的机械能（动能和势能）的一部分转变为热能而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了汽车全部动能耗散的任务。此时，由于制动时间很短，实际上热能还来不及逸散到大气中就被制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是所谓制动器的能量负荷。能量负荷越大，则衬片（衬块）的磨损越严重。对于盘式制动器的衬块，其单位面积上的能量负荷比鼓式制动器衬片大许多倍，所以制动盘的表面温度比制动鼓的高。各种汽车的总质量及其制动衬块的摩擦面积各不相同，因而有必要用一种相对的量作为评价能量负荷的指标。目前，各国常用的指标是比能量消散率，即单位时间内衬块单位摩擦面积耗散的能量，通常所用的计量单位为。比能量耗散率有时也称为单位功负荷，或简称能量负荷。双轴汽车的单个前轮及后轮制动器的比能量耗散率分别为 （5.2） （5.3） （5.4）式中，汽车总质量；汽车回转质量换算系数；、制动初速度和终速度（）；制动减速度（）；t为制动时间；、前、后制动衬片（衬块）的摩擦面积；制动力分配系数。在紧急制动到停车的情况下，并可认为，故 （5.5） （5.6）据有关文献推荐，计算时取减速度。制动初速度：轿车用100km/h(27.8m/s)。轿车的盘式制动器在同上的和的条件下，比能量耗散率应不大于。比能量耗散率过高不仅引起衬片（衬块）的加速磨损，且又可能使制动鼓或制动盘更早发生龟裂。盘式制动器的比能量耗散率应不大于，故符合要求。5.3 驻