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轻型 汽车底盘 液压 制动器 设计

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南华大学船山学院毕业设计（论文） 南 华 大 学毕业设计(论文)综述报告题 目 轻型汽车底盘鼓式制动器设计 学院名称 南华大学船山学院 指导教师 罗 金 良 职 称 副 教 授 班 级 机械 072班 学 号 20079410211 学生姓名 李 确 2011年 5 月 29 日1. 本设计（课题）研究的目的和意义汽车的“行驶”、“转弯”、“停车”3个最基本的机能之一的停车机能，是由制动装置来完成的。我们希望轻轻的踩下制动踏板时，汽车就能很平稳的停在所需要停车的地方。为了达到这一目的，必须充分考虑制动系统的控制机构和制动执行机构的各种性能。制动系统是汽车的一个重要组成部分，它直接影响汽车的安全性。随着高速公路的快速发展和车流密度的日益增大，交通事故也不断增加。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。虽然近几年从德国大众、法国雷诺、美国通用等国外汽车公司引进了轿车，不少零配件的国产率也比较高，但引进的主要是总成和零配件，没有引进开发技术，至于轻型货车的开发技术引进就更少了，所以我国自行开发轻型货车及其轿车的能力，跟汽车发达国家相比差距还很大。近年来，我国出版过一些汽车制动方面的专著，但从数量上和深度上都远远不能满足汽车工业运输业发展的要求。特别是在汽车制动系统的开发设计方面与汽车发达国家相比水平差距甚远，许多尖端技术问题对我们来说迄今还不太了解。所以对于研究设计制动器来说，在我国有着非常重要的影响。2. 本设计（课题）国内外研究历史与现状今天，ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能；另一方面是采用优化控制理论，实施伺服控制和高精度控制。在第一方面，ABS功能的扩充除ASR外，同时把悬架和转向控制扩展进来，使ABS不仅仅是防抱死系统，而成为更综合的车辆控制系统。制动器开发厂商还提出了未来将ABS/TCS和VDC与智能化运输系统一体化运用的构想。随着电子控制传动、悬架系统及转向装置的发展，将产生电子控制系统之间的联系网络，从而产生一些新的功能，如：采用电子控制的离合器可大大提高汽车静止启动的效率；在制动过程中，通过输入一个驱动命令给电子悬架系统，能防止车辆的俯仰。在第二个方面，一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术，已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS)，这将是控制系统发展的一个重要的方向。但是EBS要想在实际中应用开来，并不是一个简单的问题。除技术外，系统的成本和相关的法规是其投入应用的关键。经过了一百多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来。随着电子，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。如凯西.海斯(K.H)公司在一辆实验车上安装了一种电液(EH)制动系统，该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用4个比例阀和电力电子控制装置，K.H公司的EBM就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制、巡航控制制动干预等情况，而不需另外增加任何一种附加装置。EBM系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力，从而使制动距离缩短5%。一种完全无油液、完全的电路制动BBW(Brake.By.Wire)的开发使传统的液压制动装置成为历史。3. 目前存在的主要问题电子制动首先应用到飞机上，目前处于向汽车领域应用的研究和改进阶段，随着技术进步，各种问题会逐步得到解决，电制动系统最终会取代传统的以液压为主的制动控制系统以及电液复合制动系统。电制动或者线控制动(BBW)是未来制动系统发展的方向。电制动器和电制动控制单元、制动力模拟器是其重要组成部分，反馈制动力给制动踏板产生制动感觉。从结构上，电制动具有其它传统制动无法比拟的优点：(1)结构简单，系统质量较传统制动系统降低很多，从而减少了整车质量；(2)制动响应时间短，提高制动性能，缩短制动距离；(3)系统中不存在制动液，维护容易、简单，采用电线连接，系统的耐久性能良好；(4)系统总成的制造、装配、调试、标定更快，易于采用模块化结构；(5)已经开发出具有容错功能的适用于汽车的网络通讯协议如TTP/C，Flex Ray等通讯协议可以应用到电制动系统中。(6)易于进行改进和功能的增加，可以并入汽车CAN通讯网络进行集中管理和共享信息。对于大部分人来说，电制动系统是全新的制动系统，它为将来的智能化车辆提供了条件。基于现在的技术条件，要全面应用电制动，还有很多问题需要面对：(1)驱动能源问题，采用电子制动需要较多的电能，一个盘式制动器峰值需要lkW的驱动能量，目前12V的车辆电力系统无法提供这么大的能量，未来的车辆动力系统需要采用高压电，加大能源供应，以满足各系统能量的需求，同时解决好高压电的安全问题；(2)没计制动系统时必须要考虑的是制动系统的失效问题，电制动不存在主动的备用制动系统，不论是ECU、传感器、还是制动器本身、线束失效，都能使制动系统保证制动的基本性能，除了ECU可以采用冗余设计外，实现电制动的一个关键技术是相同失效时的信息交流协议如TTP/C等的研究应用；(3)实现和汽车底盘其他控制系统的集成，仍有待研究；(4)采用电制动后整车质量有所减少，但是非簧载质量可能会有所增加，这是要注意的；(5)制动器在持续制动或高强度制动过程会产生高温，这对电机和传动装置的性能和散热提出了高的要求。(6)成本比原有液压制动系统高，提高电制动系统的性价比是需要解决的问题。随着技术的进步，上述的各种问题会逐步得到解决。戴姆勒.克莱斯勒汽车公司已经把一种电制动系统测控一体化制动系统安装在奔驰乘用车上，它是一种功能强大的机电一体化的系统，在汽车运行中，系统感知制动踏板的动作，并把相关信息传递给控制单元，控制单元发出指令给执行器进行各车轮的制动，它可以根据制动踏板的加速度来识别驾驶员是否正在进行紧急制动并做出迅速反应，缩短制动距离，这种系统会增加驾驶者的安全感和舒适感，使停车过程平顺。可以预见不久的将来会有更多的电制动系统得到装车应用。4. 本设计（课题）拟解决的关键问题和研究方法根据设计要求，本设计中采用了前轮采用双领蹄式制动器，后轮采用领从蹄式制动器，驻车制动采用中央带式制动器，紧急制动是驻车制动和行车制动相结合的制动方式。驱动形式采用加真空助力器的液压驱动。设计中制动系的每一部分的的设计均按照相关要求进行，并且进行了验证和校核，在制动距离，制动减速度，制动器主要零部件的选取等等方面均满足要求，达到了设计的预期要求。虽然本设计中在每一个单独的设计部分满足要求，但是汽车是一个相当复杂的整体，在设计过程中对于汽车整个制动性能部分和其它部件的匹配或者影响考虑的不够，所以难免对于汽车的制动性能这一块有一定影响本设计对制动器进行了优选，使它更适用。5. 参考文献1. 迪特马尔鲍曼；汉尼尔施密特；赫伯特福勒特；弗里德尔凯勒.鼓式制动装置.中国专利:CN1386174，2002.12.182. 行业标准.机械(CSIC.JB). JB/T 7021.2006.鼓式制动器连接尺寸.北京：机械工业出版社,2007.01.043. 张平. 汽车鼓式制动器 P. 中国专利:CN2908908,2007.06.06.4. 王宣锋.鼓式制动器动力学性能的研究.硕士学位论文.黑龙江.哈尔滨工业大学,20065. 徐永康.汽车制动器.汽车实用技术，2004，01：47506. 王望予主编.汽车设计.北京：机械工业出版社.20077. 余志生主编.汽车理论（第2版）.北京：机械工业版社.19898. 陈家瑞主编.汽车构造（第4版）.北京：人民交通出版社,20029. 制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列.QC/T 309199910. 梁萍主编.机械工程制图.成都：西南交通大学出版社.200311. 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.北京：人民交通出版社，200212. 谢进，万朝燕，杜力杰主编.机械原理.北京：高等教育出版社,200413. 机械工程材料，于永泗，齐民编，大连理工大学出版社，2007。14. 濮良贵、纪名刚 主编. 机械设计（第8版）. 北京：高等教育出版社，200615. 孙恒、陈作模、葛文杰 主编. 机械原理（第7版）. 北京：高等教育出版社，200116. 成大先主编.机械设计手册（单行本）.北京：化学工业出版社，2004.4.17. 液压与气压传动（第二版） 高等教育出版社18. 互换性与技术测量 华中科技大学出版社19. 汽车构造与原理 （下册 底盘 车身）第2版 机械工业出版社20. 刘惟信编著.汽车制动系的结构分析与设计计算.北京:清华大学出版社,200421. 张洪欣主编.汽车设计.北京：机械工业出版社,199822. William Singhose.Doorookim.Michael Kenison.Input Shaping Control of Double.Pendulum Bridge Crane OscillationsJ,2008.23. Moskvin.P.Diangnosing and forecasting the residual service life of Welded metal structures of bridge cranes using met