EQ1041汽车制动系统的设计
42页 18000字数+说明书+任务书+开题报告+6张CAD图纸
A0盘式制动器装配图.dwg
A0鼓式制动器装配图.dwg
A1制动管路布置.dwg
A2制动底板.dwg
A2制动盘.dwg
A2制动鼓.dwg
EQ1041汽车制动系统的设计开题报告.doc
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摘 要
从汽车诞生时起,车辆制动系统在车辆的安全方面就起着决定性作用。汽车的制动系统种类很多,传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。液压制动技术是如今最成熟、最经济的制动技术,并应用在当前绝大多数乘用车上。
目前,汽车所用制动器几乎都是摩擦式的,可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器的主要优点是在高速刹车时能迅速制动,散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备。鼓式制动器的主要优点是刹车蹄片磨损较少,成本较低,便于维修、由于鼓式制动器的绝对制动力远远高于盘式制动器,所以普遍用于后轮驱动的卡车上,但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统,使其造价较高,故轻型车一般还是使用前盘后鼓式。
本设计为前轴制动器采用浮动钳盘式制动器,后轴制动器为领从蹄式鼓式制动器。制动驱动形式为液压驱动形式,前后式(Ⅱ式)双回路制动控制系统。
关键词:汽车;制动系统;制动器;设计;真空液压
ABSTRACT
Born from the car, the vehicle braking system on the vehicle's security plays a decisive role. The vehicle brake system have many types. The traditional type of braking system structure mainly mechanical, pneumatic, hydraulic, gas-liquid hybrid. Now hydraulic brake technology is the most mature and most economical technology, and applied to the most cars on present.
Currently, almost cars are used in friction brakes that is the drum and the disc. The main advantage of disc brakes is at high speed braking rapidly, resist heat is better than drum brakes, brake performance constant, easy to install as advanced electronic devices like ABS.The main advantage of drum brakes, brake shoe wear small, low cost, easy maintenance, because the absolute braking power of drum brakes is far higher than disc brakes ,so drum brakes are widely used for rear-wheel drive truck, but because In order to improve the braking performance and increased power brake system must be added to make it cost more, so light vehicles generally or to use front disc,rear drum brake.
The design for the front axle floating brake caliper disc brakes, rear brake for the leading shoe drum brakes from. Drive in the form of brake hydraulic drive form, before and after the type (Ⅱ type) dual circuit brake control system.
Key words:Brake;Parking Brake;Drum Brake;Disc Brakes;Hydraulic Drive
目 录
摘要Ⅰ
AbstractⅡ
第1章 绪论1
1.1 课题背景及目的1
1.2 国内外研究现状1
1.3 课题研究方法2
1.4 本设计应解决的难点2
第2章 总体设计方案3
2.1 制动能源的选择4
2.2 驻车制动系5
2.3 行车制动系5
2.4 制动管路的布置及原理5
2.4.1 制动管路的布置示意图5
2.4.2 制动原理和工作过程6
2.5 制动器的结构方案分析7
2.6 本章小结....................8
第3章 制动系主要参数确定9
3.1基本参数9
3.2同步附着系数的确定9
3.3 制动器最大制动力矩确定11
3.4鼓式制动器的主要参数选择12
3.4.1 制动鼓直径D12
3.4.2 摩擦衬片宽度b和包角β12
3.4.3 制动器中心到张开力P作用线和距离e13
3.4.4动蹄支销中心的坐标位置是k 与 c13
3.4.5摩擦片摩擦系数14
3.5盘式制动器的主要参数选择14
3.5.1制动盘直径D14
3.5.2制动盘厚度h14
3.5.3摩擦衬块外半径R2和内半径R114
3.5.4摩擦块工作面积A15
3.6本章小结....................15
第4章 制动器的设计与计算16
4.1制动器摩擦面的压力分布规律16
4.2 单个制动器制动力矩计算16
4.2.1 鼓式制动器制动力矩计算16
4.2.2 盘式制动器制动力矩计算19
4.3驻车制动的制动力矩计算19
4.4 制动衬片的耐磨性计算20
4.5制动距离的计算22
4.6本章小结.....................24
第5章 液压制动驱动机构的设计计算25
5.1 制动驱动机构的形式25
5.2 分路系统25
5.3 液压制动驱动机构的设计计算26
5.3.1 制动轮缸直径d的确定26
5.3.2 制动主缸直径d0的确定27
5.3.3 制动踏板力FP27
5.3.4 制动踏板工作行程SP28
5.3.5 制动主缸29
5.3.6制动力分配调节装置的选取29
5.4 真空助力器的设计计算30
5.5 制动器的主要结构元件31
5.5.1 制动鼓31
5.5.2 制动蹄31
5.5.3 摩擦衬(片)块32
5.5.4 制动底板32
5.5.5 支承32
5.5.6 制动轮缸32
5.5.7 制动盘33
5.5.8 制动钳33
5.5.9 制动块33
5.6 自动间隙调整机构33
5.7 本章小结............34
结论35
参考文献36
致谢37
附录138
附录240
1.1 课题背景及目的
汽车制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车;在下坡行驶时,使汽车保持适当的稳定车速;使汽车可靠地停在原地或坡道上。因此,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,然后进行汽车的制动系统的设计以满足汽车安全行驶的要求。据有关资料的介绍,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。因此制动系统设计是汽车设计中重要的环节之一。
1.2 国内外研究现状
从汽车诞生时起,车辆制动系统在车辆的安全方面就起着决定性作用。汽车的制动系统种类很多,传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。液压制动技术是如今最成熟、最经济的制动技术,并应用在当前绝大多数乘用车上。汽车液压制动系统可以分为行车制动、辅助制动、伺服制动等,主要制动部件包括制动踏板机构、真空助力器、制动主缸、制动软管、比例阀、制动器和制动警示灯等。在制动系统,真空助力器、制动主缸和刹车制动器是最为重要的部分。目前,汽车所用都制动器几乎都是摩擦式的,可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器的主要优点是在高速刹车时能迅速制动,散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备.鼓式制动器的主要优点是刹车蹄片磨损较少,成本较1.3 课题研究方法
根据课题内容,任务要求深入了解汽车制动系统的构造及工作原理;并收集相关紧凑型轿车制动系统设计资料;参考现有研究成果,并进行深入的学习和分析,借鉴经验;同时学习有关汽车零部件设计准则;充分学习和利用画图软件,并再次学习机械制图,画出符合标准的设计图纸,通过自己的研究分析;发挥自己的设计能力并通过试验最终确定制动系统设计方案。
1.4 本设计的内容
(1)确定制动系各参数,分析其制动性能。
(2)制动器的设计计算。
(3)液压制动驱动机构的设计计算。
(4)制动系统图纸设计。
第2章 总体设计方案
汽车的制动性是汽车的主要性能之一。制动性直接关系到行使安全性,是汽车行使的重要保障。随着高速公路迅速的发展和车流密度的日益增大,出现了频繁的交通事故。因此,改善汽车的制动性始终是汽车设计制造和使用部门的主要任务。
制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行使直至停车;在下坡行使时,使汽车保持适当的稳定车速;使汽车可靠地停在原地或坡道上。
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。前者用来保证前两项功能,后者用来保证第三项功能。
设计汽车制动系应满足如下主要要求:
(1)应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车制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两项指标来评定的;驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠地停驻的最大坡度来评定的。详见QC/T239-1997;
(3)工作可靠。行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器的管路,当其中一套管路失效时,另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时规定值的30%。行车和驻车制动装置可以有共同的制动器,而驱动机构应各自独立。行车制动装置都用脚操纵,其他制动装置多为手操纵;
(4)制动效能的热稳定性好。具体要求详见QC/T582-1999;
(5)制动效能的水稳定性好;
(6)在任何速度下制动时,汽车都不应丧失操纵稳定性和方向稳定性。有关方向稳定性的评价标准,详见QC/T239-1997;
(7)制动踏板和手柄的位置和行程符合人-机工程学要求,即操作方便性好,操纵轻便、舒适、能减少疲劳;
(8)作用滞后的时间要尽可能短,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和从放开踏板至完全解除制动的时间;
(9)制动时不产生振动和噪声;
(10)转向装置不产生运动干涉,在车轮跳动或转向时不会引起自行制动;
(11)应有音响或光信号等警报装置,以便及时发现制动驱动机件的故障和功能失效;第3章 制动系主要参数确定
3.1基本参数
表3.1 制动系主要参数
空载满载
汽车质量2230kg4110kg
轴荷分配前轴1070.4kg1233kg
后轴1159.6kg2877kg
质心高度hg0=850mmHg1=750mm
轴距3100 mm
前制动器浮动钳盘式
后制动器鼓式领丛蹄式
3.2同步附着系数的确定
汽车制动时,若忽略路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩,则对任意角速度>0的车轮,其力矩平衡方程为
(12)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,应力求减少制动时飞散到大气中的有害人体的石棉纤维;
(13)磨损后,应有能消除因磨损而产生间隙的机构,且调整间隙工作容易,最好设置自动调整间隙机构。
本次设计采用前盘后鼓,液压制动, II式(前后式)双回路制动控制系统。采用真空助力器.其中鼓式制动器采用一般常用的领从蹄式,为一个自由度.灰铸铁制动鼓。制动鼓内径尺寸参照专业标准QC/T309-1999《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》选取。摩擦衬片宽度尺寸系列参照QC/T309-1999。盘式制动器采用浮动钳盘式.制动盘直径取轮辋直径的70%。通风式制动盘厚度取20mm。具体的制动系统设计计算过程依据汽车设计教材进行。
2.1 制动能源的选择
经过同多种类型的车辆比较,如下表:
表2.1 制动能源比较
供能装置传能装置
型式制动能源工作介质型式工作介质
气压伺服制动系驾驶员体力与发动机动力空气液压制动系制动液
真空伺服制动系是由发动机驱动的空气压缩机提供压缩空气作为动力源,伺服气压一般可达0.05~0.07MPa。 真空伺服制动系多用于总质量在1.1~1.35t以上的轿车及装载质量在6t以下的轻、中型载货汽车上;气压伺服制动系则广泛用于装载质量为6~12t的中、重型货车以及极少数高级轿车上。
液压制动用于行车制动装置。液压制动的优点是:作用滞后时间短,(0.1~0.3s);工作压力高(可达10~20M),因而轮缸尺寸小,可以安装在制动器内部,直接作为制动蹄的张开机构(或制动块的压紧机构),而不需要制动臂等传动件,使之结构简单,质量小;机械效率较高(液压系统有自润滑作用)。液压制动的主要缺点是:过度受热后,部分制动液汽化,在管路中形成气泡,严重影响液压传输,使制动系统的效能降低,甚至完全失效。液压制动广泛应用在乘用车和总质量不大的商用车上。
2.2 驻车制动系
制动系统用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至斜坡上,也有助于汽车在斜坡上起步。驻车制动系统应采用机械式驱动机构而不用液压或气压式,以免其产生故障。
通过类比采用:手动驻车制动操纵杆、驻车制动杠杆作用于后轮。用后轮制动兼用驻车制动器。
后轮驻车制动:轮缸或轮制动器,(对领丛蹄制动器,只需附加一个驻车制动推杆和一个驻车杠杆即可)使用驻车制动时,由人搬动驻车制动操纵杆,通过操纵缆绳。平衡臂和拉杆(拉绳)拉动驻车制动杠杆使两蹄张开。
2.3 行车制动系
制动系统用作强制行使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。其驱动机构多采用双回路或多回路结构,保证其工作可靠。
目前,盘式制动器已广泛应用于轿车,但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮以外,大都只用作前轮制动器,而与后轮的鼓式制动器配合,以期汽车有较高的制动时的方向稳定性。在货车上,盘式制动器也有采用。四轮轿车在制动过程中,由于惯性的作用,前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%,前轮制动力要比后轮大,后轮起辅助制动作用,因此为了节省成本,就采用前盘后鼓的制动方式。
2.4 制动管路的布置及原理
II式(前后式): 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,一条回路连接前桥(轴)车轮制动器,另一条回路连接后桥(轴)车轮制动器,如图1a)所示。前桥车轮制动器与后桥车轮制动器各用一个回路。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。在各类汽车上都有采用。通过分析,II式(前后式)制动器结构简单,成本较低,因此采用的就是II式(前后式)双回路制动系。
2.4.1 制动管路的布置示意图(II型)
如下图所示,为制动管路的布置示意图。驾驶员通过踩制动踏板,给予制动主缸一个压力,使得制动主缸内液体通过个管路到达制动轮缸。制动轮缸通过液压给





