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北汽京华客车鼓式制动系统的设计【5张CAD图纸+WORD毕业论文】【车辆专业】

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制动底板.dwg

制动蹄代摩擦片总成.dwg

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关键词：: 京华客车制动系统设计全套 cad 图纸 word 毕业论文车辆专业

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摘要

目前，随着汽车行业的日益兴旺，对汽车零件的要求也越来越高，制动系执行机构-制动器的设计缺陷导致汽车制动系统的忽视进而使汽车交通事故现象越来越严重。因此正确的制动器设计应该被准确深入研究。

本文对应用在豪华客车上的气压制动器的设计，对制动系的参数选择进行详细的分析，并且估算了应用该豪华客车的制动器的参数及结构形式，同时对制动器的制动主要部件制动蹄片进行了受力分析，并且分析在驻车情况下车的受力及坡角。

豪华客车上的气压凸轮制动器对汽车安全性能的提高起到重要作用，这也为以后的研究设计提供了必备的参数。

关键词：客车；制动器；参数；分析；结构。

Abstract

At present, as the auto industry's increasingly prosperous auto parts are also getting higher and higher requirements, implementation of the braking system - brake design flaw led to the neglect of the vehicle braking system so that the phenomenon of more and more serious car accident. Therefore, the correct brake designed to be accurate and in-depth study.

Application of this article in the luxury passenger car brake pressure on the design parameters of the braking system of choice for detailed analysis and estimates the application of the luxury passenger car brakes in the form and structure of the parameters, at the same time the brakes on the brake of the main brake parts Carried out a shoe analysis, and analysis of the situation in the car and get off in the force and slope angle.

The luxury bus cam brake pressure on the improvement of vehicle safety performance has played an important role in this for the future research and design to provide the necessary parameters.

Key words: passenger cars; brakes; parameters; analysis; structure.

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1汽车制动系概述1

1.2汽车制动器的工作原理3

1.3设计的目的和意义4

第2章制动器结构简介5

2.1鼓式制动器5

2.2 盘式制动器6

2.2.1 定钳盘式制动器7

2.2.2 浮钳盘式制动器9

2.2.3 全盘式制动器9

第3章制动系的主要参数及其选择11

3.1 制动力与制动力分配系数11

3.2 同步附着系数12

3.3制动强度和附着系数利用率12

3.4 制动器最大制动力矩12

3.5 制动器因数12

第4章制动器的结构参数与摩擦系数12

4.1制动鼓直径或半径12

4.2摩擦衬片起始角12

4.3张开力的作用线至制动器中心的距离12

4.4制动蹄支销中心的坐标位置12

4.5摩擦片摩擦系数及摩擦材料12

4.6制动器间隙12

第5章制动蹄摩擦面的压力分布规律12

第6章制动蹄片上的制动力矩12

第7章驻车计算12

第8章摩擦衬块:的磨损特性计算12

第9章制动器主要零部件的结构设计12

9.1 制动鼓12

9.2 制动蹄12

9.3 制动底板12

9.4 制动蹄的支承12

9.5 凸轮式张开机构12

9.6 摩擦材料12

9.7 制动间隙调整方法及相应机构12

9.8 制动器主要零部件的强度计算12

9.8.1 制动凸轮轴的计算12

9.8.2 紧固摩擦片铆钉的剪切应力计算12

第10章制动驱动机构选择与设计计算12

10.1 制动驱动机构的结构型式选择12

10.2 制动管路的多回路系统12

10.3 气压制动驱动机构的设计计算12

10.3.1 制动气室12

10.3.2 储气罐12

结论12

参考文献12

第1章绪论

1.1汽车制动系概述

尽可能提高车速是提高运输生产率的主要技术措施之一。但这一切必须以保证行驶安全为前提。因此，在宽阔人少的路面上汽车可以高速行驶。但在不平路面上，遇到障碍物或其它紧急情况时，应降低车速甚至停车。如果汽车不具备这一性能，提高汽车行驶速度便不可能实现。所以，需要在汽车上安装一套可以实现减速行驶或者停车的制动装置——制动系统。

制动系是汽车的一个重要组成部分，它直接影响汽车的行驶安全性。随着高速公路的迅速发展和汽车密度的日益增大，交通事故时有发生。因此，为保证汽车行驶安全，应提高汽车的制动性能，优化汽车制动系的结构。

制动装置可分为行车制动、驻车制动、应急制动和辅助制动四种装置。其中行驶中的汽车减速至停止的制动系叫行车制动系。使已停止的汽车停驻不动的制动系称为驻车制动系。每种车都必须具备这两种制动系。应急制动系成为第二制动系，它是为了保证在行车制动系失效时仍能有效的制动。辅助制动系的作用是使汽车下坡时车速稳定的制动系。

汽车制动系统是一套用来使四个车轮减速或停止的零件。当驾驶员踩下制动踏板时，制动动作开始。踏板装在顶端带销轴的杆件上。踏板的运动促使推杆移动，移向主缸或离开主缸。

主缸安装在发动机室的隔板上，主缸是一个由驾驶员通过踏板操作的液压泵。当踏板被踩下，主缸迫使有压力的制动液通过液压管路到四个车轮的每个制动器。液压管路由钢管和软管组成。它们将压力液从主缸传递到车轮制动器。

盘式制动器多用于汽车的前轮，有不少车辆四个车轮都用盘式制动器。制动盘装在轮辋上、与车轮及轮胎一起转动。当驾驶员进行制动时，主缸的液体压力传递到盘式制动器。该压力推动摩擦衬片靠到制动盘上，阻止制动盘转动。

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内容简介：: 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计哈工大华德学院毕业设计（论文）评语姓名：杨硕学号： 089311202 专业：交通运输（车辆工程）毕业设计（论文）题目：北汽京华客车鼓式制动系统工作起止日期： 2011 年 10 月 11 日起 2011 年 12 月 30 日止指导教师对毕业设计（论文）进行情况，完成质量及评分意见：指导教师签字：指导教师职称：评阅人评阅意见：评阅教师签字：评阅教师职称： nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计答辩委员会评语：根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况，答辩委员会作出如下评定：学生毕业设计（论文）答辩成绩评定为：对毕业设计（论文）的特殊评语：答辩委员会主任（签字）职称：答辩委员会副主任（签字）：职称：答辩委员会委员（签字）：年月日 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计毕业设计（论文）任务书学生姓名杨硕系部汽车工程系专业、班级车辆工程0893112 指导教师姓名孙凤霞职称助教从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称北汽京华客车鼓式制动系统一、设计（论文）目的、意义使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力，上坡阻力，空气阻力都能对汽车起制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设置一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些部分施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力统称为制动力。这样一系列装置即为制动系。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法） 1.汽车主要参数轴距： 3800mm 轴数： 2 前轮距： 1910mm 后轮距： 1740mm 尺寸参数：长 /宽 /高 8090/2350/2960mm 总质量： 9000kg nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计空载质量： 6200kg 满载质量： 9000kg 轮胎规格： 11R20,10R20 质心高度（空载 /满载）： 600mm 最高车速： 110km/h 前悬 /后悬 :1830/2460 2.技术要求 1、 10000 字以上的设计计算说明书； 2、设计计算说明书中涉及参考文献不少于 10 篇，其中外文文献不少于 2 篇。 3、 2 张 A0 图纸设绘工作量。三、设计（论文）完成后应提交的成果制动盘内径；制动鼓厚度；摩擦衬片宽度和包角；摩擦片起始角制动器中心到蹄片张开力作用线的距离；制动蹄支撑点位置坐标（二）图纸部分 A0 图纸两张 A2 图等四、设计（论文）进度安排 2011年 10 月 9 日与指导教师见面并下达毕业设计（论文）任务书。 2011年 10 月 21 日开题，指导教师进行开题检查。 2011年 11 月 18 日草图、论文草稿，指导教师中期自检。 2011年 11 月 25 日完成草图，系中期检查。 2011年 12 月 9日完成正式图、论文草稿，并经指导老师结题检查。 2011年 12 月 19 日上交论文、图纸、毕业设计材料。 2011年 12 月 29 日答辩。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计五、主要参考资料 1 王望予 .汽车设计 .第四版 .北京：机械工业出版社 .2004 2 张景田、季雅娟 .画法几何及机械制图 .哈尔滨工业大学出版社 3 王连明、宋宝玉 .机械设计课程设计 .哈尔滨工业大学出版社 4 王黎钦、陈铁鸣 .机械设计 . 哈尔滨工业大学出版社 5 陈红 .汽车机械基础 .机械工业出版社 6 李哲 .机械精度设计与检测基础 .哈尔滨工业大学出版社 7 毕大升 .汽车电动助力转向器教材 .2005 8Joseph Constanse， DFMA leaming to Design for Manufacture and Assembly，Meeh， Erg， 2007. 9A.Higuchi， Y.Saitoh.Optimal Control of Four Wheel Steering Vteering Vehicle:Vehicle System Dynamic， 12（ 2007）， pp.397-410 六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 I 摘要目前，随着汽车行业的日益兴旺，对汽车零件的要求也越来越高，制动系执行机构 -制动器的设计缺陷导致汽车制动系统的忽视进而使汽车交通事故现象越来越严重。因此正确的制动器设计应该被准确深入研究。本文对应用在豪华客车上的气压制动器的设计，对制动系的参数选择进行详细的分析，并且估算了应用该豪华客车的制动器的参数及结构形式，同时对制动器的制动主要部件制动蹄片进行了受力分析，并且分析在驻车情况下车的受力及坡角。豪华客车上的气压凸轮制动器对汽车安全性能的提高起到重要作用，这也为以后的研究设计提供了必备的参数。关键词：客车；制动器；参数；分析；结构。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 II Abstract At present, as the auto industrys increasingly prosperous auto parts are also getting higher and higher requirements, implementation of the braking system - brake design flaw led to the neglect of the vehicle braking system so that the phenomenon of more and more serious car accident. Therefore, the correct brake designed to be accurate and in-depth study. Application of this article in the luxury passenger car brake pressure on the design parameters of the braking system of choice for detailed analysis and estimates the application of the luxury passenger car brakes in the form and structure of the parameters, at the same time the brakes on the brake of the main brake parts Carried out a shoe analysis, and analysis of the situation in the car and get off in the force and slope angle. The luxury bus cam brake pressure on the improvement of vehicle safety performance has played an important role in this for the future research and design to provide the necessary parameters. Key words: passenger cars; brakes; parameters; analysis; structure.nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 1 目录摘要 . I Abstract .II 第 1 章绪论 . 1 1.1 汽车制动系概述 . 1 1.2 汽车制动器的工作原理 . 3 1.3 设计的目的和意义 . 4 第 2 章制动器结构简介 . 5 2.1 鼓式制动器 . 5 2.2 盘式制动器 . 6 2.2.1 定钳盘式制动器 . 7 2.2.2 浮钳盘式制动器 . 9 2.2.3 全盘式制动器 . 9 第 3 章制动系的主要参数及其选择 . 11 3.1 制动力与制动力分配系数 . 11 3.2 同步附着系数 . 15 3.3 制动强度和附着系数利用率 . 16 3.4 制动器最大制动力矩 . 17 3.5 制动器因数 . 19 第 4 章制动器的结构参数与摩擦系数 . 22 4.1 制动鼓直径或半径 . 22 4.2 摩擦衬片起始角 . 22 4.3 张开力的作用线至制动器中心的距离 . 23 4.4 制动蹄支销中心的坐标位置 . 23 4.5 摩擦片摩擦系数及摩擦材料 . 23 4.6 制动器间隙 . 24 第 5 章制动蹄摩擦面的压力分布规律 . 25 第 6 章制动蹄片上的制动力矩 . 27 第 7 章驻车计算 . 28 第 8 章摩擦衬块 :的磨损特性计算 . 29 第 9 章制动器主要零部件的结构设计 . 30 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 2 9.1 制动鼓 . 30 9.2 制动蹄 . 30 9.3 制动底板 . 31 9.4 制动蹄的支承 . 31 9.5 凸轮式张开机构 . 31 9.6 摩擦材料 . 31 9.7 制动间隙调整方法及相应机构 . 32 9.8 制动器主要零部件的强度计算 . 33 9.8.1 制动凸轮轴的计算 . 33 9.8.2 紧固摩擦片铆钉的剪切应力计算 . 33 第 10 章制动驱动机构选择与设计计算 . 34 10.1 制动驱动机构的结构型式选择 . 34 10.2 制动管路的多回路系统 . 34 10.3 气压制动驱动机构的设计计算 . 34 10.3.1 制动气室 . 34 10.3.2 储气罐 . 35 结论 . 36 参考文献 . 38 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 1 第 1 章绪论 1.1 汽车制动系概述尽可能提高车速是提高运输生产率的主要技术措施之一。但这一切必须以保证行驶安全为前提。因此，在宽阔人少的路面上汽车可以高速行驶。但在不平路面上，遇到障碍物或其它紧急情况时，应降低车速甚至停车。如果汽车不具备这一性能，提高汽车行驶速度便不可能实现。所以，需要在汽车上安装一套可以实现减速行驶或者停车的制动装置制动系统。制动系是汽车的一个重要组成部分，它直接影响汽车的行驶安全性。随着高速公路的迅速发展和汽车密度的日益增大，交通事故时有发生。因此，为保证汽车行驶安全，应提高汽车的制动性能，优化汽车制动系的结构。制动装置可分为行车制动、驻车制动、应急制动和辅助制动四种装置。其中行驶中的汽车减速至停止的制动系叫行车制动系。使已停止的汽车停驻不动的制动系称为驻车制动系。每种车都必须具备这两种制动系。应急制动系成为第二制动系，它是为了保证在行车制动系失效时仍能有效的制动。辅助制动系的作用是使汽车下坡时车速稳定的制动系。汽车制动系统是一套用来使四个车轮减速或停止的零件。当驾驶员踩下制动踏板时，制动动作开始。踏板装在顶端带销轴的杆件上。踏板的运动促使推杆移动，移向主缸或离开主缸。主缸安装在发动机室的隔板上，主缸是一个由驾驶员通过踏板操作的液压泵。当踏板被踩下，主缸迫使有压力的制动液通过液压管路到四个车轮的每个制动器。液压管路由钢管和软管组成。它们将压力液从主缸传递到车轮制动器。盘式制动器多用于汽车的前轮，有不少车辆四个车轮都用盘式制动器。制动盘装在轮辋上、与车轮及轮胎一起转动。当驾驶员进行制动时，主缸的液体压力传递到盘式制动器。该压力推动摩擦衬片靠到制动盘上，阻止制动盘转动。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 2 图 1-1 汽车制动系统的基本部件 1.液压助力制动器 2.主缸和防抱死装置 3.前盘式制动器 4.制动踏板 5.驻车制动杆 6.防抱死计算机 7.后盘式制动器很多汽车都采用助力制动系统减少驾驶员在制动停车时必须加到踏板上的力。助力制动器一般有两种型式。最常见的型式是利用进气歧管的真空，作用在膜片上提供助力。另一种型式是采用泵产生液压力提供助力。驻车制动器总成用来进行机械制动，防止停放的车辆溜车，在液压制动完全失效时实现停车。绝大部分驻车制动器用来制动两个后车轮。有些前轮驱动的车辆装有前轮驻车制功器，因为在紧急停车中绝大部分的制动功需要用在车辆的前部。驻车制动器一般用手柄或脚踏板操作。当运用驻车制动器时，驻车制动钢索机械地拉紧施加制动的秆件。驻车制动器由机械控制，不是由液压控制。每当以很强的压力进行制动时，车轮可能完全停止转动。这叫做“车轮抱死”。这并不能帮助车辆停下来，而是使轮胎损失些与路面的摩擦接触，在路面上滑移。轮胎滑移时，车辆不再是处于控制下的停车，驾驶员处在危险之中。有经验的驾驶员知道，防止车轮抱死的对策是迅速上、下踩动制动踏板。这样间歇地对制动器提供液压力，使驾驶员在紧急制动时能控制住车辆。现今许多新型车辆装备了防抱死制动系统 (ABS)。防抱死制动系统做的工作与有经验驾驶员做的相同，只是更快、更精确些。它感受到某车轮快要抱死或滑移时，迅速中断该车轮制动器的制动压力。在车轮处的速度传nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 3 感器监测车轮速度，并将信息传递给车上计算机。于是，计算机控制防抱死制动装置，输送给即将抱死的车轮的液压力发生脉动。 1.2 汽车制动器的工作原理一般制动系的工作原理可用下图所示的一种简单的液压制动系示意图来说明。个以内圆面为工作表面的金属的制动鼓 8 固定在车轮轮毅上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板 11 上，有两个支承销 12，支承着两个弧形制动卸 10 的下端。制动蹄的外圆面上又装有一般是非金属的摩擦片 9。制动底板上还装有液压制动轮缸 6，用油管 5与装在车架上的液压制动主缸 4相连通。主缸中的活塞 3可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。制动系不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保持有一定的间隙，使车轮和制动鼓可以自由旋转。要使行驶中的汽车减速，驾驶员应跺下制动踏板 l，通过推杆 2 和主缸活塞 3，使主缸内的油液在一定压力下流人轮缸 6，并通过两个轮缸活塞7 推使两制动蹄 10 绕支承销 12 转动，上端向两边分开而以其摩擦片 9 压紧在制动鼓的内圆面上。这样，不旋转的制动卸就对旋转着的制动鼓作用一个摩擦力矩 M，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将该力矩传到车轮后，由于车轮与路面间有附着作用，车轮对路面作用一个向前的周绕力 F，同时路面也对车轮作用一个向后的反作用力，即制动力 F。制动力 F 由车轮经车桥和悬架传给车架及车身，迫使整个汽车减速。制动力愈大，汽车减速度也愈大。当撤开制动踏板时回位弹簧 13即将制动蹄拉回原位，摩擦力矩 M和制动力 F 消失，制动作用即行终止。图 1-2 鼓式制动器结构图 1.制动踏板 2.推杆 3.主缸活塞 4.制动主缸 5.油管 6.制动轮缸 7.轮缸活塞 8.制动鼓 9.摩擦片 10.制动蹄 11.制动底板 12.支承销 13.制动体回位弹簧图中所示的制动器中，由制动鼓 8、摩擦片 9和制动蹄 10所构成的系nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 4 统产生了一个制动力矩 (摩擦力矩 M)以阻碍车轮转动该系统称为制动器。显然，阻碍汽车运动的制动力 F 不仅取决于制动力矩 M，还取决于轮胎与路面间的附着条件。如果完全丧失附着，则这种制动系事实上不可能产生制动汽车的效果。不过，在讨论制动系的结构问题时，一般都假定具备良好的附着条件。 1.3 设计的目的和意义毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业设计，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业设计的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。不少学生在作完毕业设计后，感到自己的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，去创造的自信心。通过大学四年的学习，从理论与实践上均有了一定程度的积累。毕业设计就是对我们以往所学的知识的综合运用与进一步的巩固加深，并对解决实际问题的能力的训练与检验，目的在于： 1、培养正确的设计思想与工作作风。 2、进一步培养制图、绘图的能力。 3、学会分析与评价汽车及其各总成的结构与性能，合理选择结构方案及其有关参数。 4、学会汽车一些主要零部件的设计与计算方法以及总体设计的一般方法，以毕业后从事汽车技术工作打下良好的基础。 5、培养独立分析、解决问题的能力。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 5 第 2 章制动器结构简介汽车的制动器设计究竟采用哪一种结构方案较为合理，能够最大限度的发挥制动器的功用，首先应该从制动器设计的一般原则上谈起。 2.1 鼓式制动器图 2-1 l-调整楔 2-推杆 3-制动蹄 4-连接弹簧 5-上回位弹簧 6-弹簧座 7-手制动拉杆 8-下回位弹簧 9-车轮制动缸 l0-制动底板 ll 旋塞 12-制动摩擦片 l3-弹簧鼓式制动器总成的主要零部件有：制动鼓和轮毅总成、制动蹄总成、制动底板、液压轮缸、制动蹄回位弹簧压紧装置、调节机构和驻车制动机构。为制动车轮、制动鼓和制动蹄提供摩擦表面，制动鼓的内圆周是一加工过的制动表面。车轮通过螺母和双头螺栓安装到制动鼓轮毅上。该轮毂安放在允许车轮总成转动的车轮轴承上。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 6 各种鼓式制动器的示意图如下： 1、领从蹄式 2、双领蹄式 3、双向领从蹄式 4、双从蹄式 5、单向增力式 6、双向增力式图 2-2 2.2 盘式制动器盘式制动系统的基本零件是制动盘，轮毂和制动卡钳组件。制动盘为停止车轮的转动提供摩擦表面。车轮通过双头螺栓和带突缘的螺母装到制动盘毂上。毂内有允许车轮转动的轴承。制动盘的每一面有加工过的制动表面。液压元件和摩擦元件装在制动卡钳组件内。制动卡钳装到车辆上时，它跨骑在制动盘和轮毂的外径处。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 7 进行制动时，靠主缸的液压力，制动卡钳内的活塞被迫外移。活塞压力通过摩擦块或制动蹄夹住制动盘。由于施加在制动盘两侧的液压力是方向相反、大小相等的，制动盘不会变形，除非制动过猛或持续加压。制动盘表面的摩擦能生成热。由于制动盘在转动。表面没有遮盖，热很容易消散到周围空气中。由于迅速冷却的特性，即使在连续地猛烈制动之后，盘式制动器比抗制动衰退的鼓式制动器工作得要好。许多车辆的前部采用盘式制动器的主要理由就是它抗制动衰退性好和停车平稳。图 2-3 盘式制动器结构图 1.制动卡钳组件 2.制动盘和毂组件 3.轮毂 4.双头螺栓 5.摩擦面 6.摩擦块 2.2.1 定钳盘式制动器钳盘式制动器主要有以下几种结构型式： nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 8 图 2-4 钳盘式制动器示意图 a)、 d) 固定钳式 b) 滑动钳式 c) 摆动钳式固定钳式制动器，如图（ a）所示，制动盘两侧均有油缸。制动时，仅两侧油缸中的活塞驱使两侧制动块向盘面移动。这种制动器的主要优点是：（ 1）除活塞和制动块外无其它滑动件，易于保证钳的刚度；（ 2）结构及制造工艺与一般的制动轮缸相差不多，容易实现从鼓式到盘式的改型；（ 3）很能适应分路系统的要求；就目前汽车发展趋势来看，随着汽车性能要求的提高，固定钳结构上的缺点也日益明显。主要有以下几个方面：（ 1）固定钳式至少要有两个油缸分置于制动盘两侧，因而必须用跨越制动盘的内部油道或外部油管（桥管）来连通，这就使制动器的径向和轴向的尺寸都比较大，因而在车轮中布置比较困难；（ 2）在严酷的使用条件下，固定钳容易使制动液温度过高而汽化，从而使制动器的制动效能受到影响；（ 3）固定前盘式制动器为了要兼充驻车制动器，必须在主制动钳上另外附装一套供驻车制动用的辅助制动钳，或者采用盘鼓结合式制动器，其中用于驻车制动的鼓式制动器只能是双向增力式的，但这种双向增力式制动器的调整不方便。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 9 2.2.2 浮钳盘式制动器浮钳盘式制动器的制动钳一般设计成可以相对于制动盘轴向滑动。其中只在制动盘的内侧设置油缸，而外侧的制动块则附装钳体。浮动钳式制动器可分为滑动钳式（图 b）和摆动钳式（图 c）。与固定钳式制动器相比较，其优点主要有以下几个方面： (1).钳的外侧没有油缸，可以将制动器进一步移近轮毂。因此，在布置时较容易； (2).浮动钳没有跨越制动盘的油管或油道，减少了受热机会，且单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮遮蔽减少而冷却条件较好等原因，所以其制动液汽化可能性较小； (3).浮动钳的同一组制动块可兼用于行车和驻车制动； (4).采用浮动钳可将油缸和活塞等紧密件减去一半，造价大为降低。这一点对大批量生产的汽车工业式十分重要的。与定钳盘式制动器相反，浮钳盘式制动器的单侧油缸结构不需要跨越制动盘的油道，故不仅轴向和径向尺寸较小，有可能布置得更接近车轮轮毂，而且制动液受热气化的机会就少。此外，浮钳盘式制动器在兼充行车和驻车制动器的情况下，不用加设驻车制动钳，只须在行车制动钳的油缸附近加装一些用以推动油缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。 2.2.3 全盘式制动器与鼓式制动器相比较，盘式制动器有如下优点： 1、一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定。 2、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、制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，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： nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 10 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，这可不是闹着玩的，制动器直接关乎生命。仅从这一点上，您就应该理解为什么盘式制动器会逐步取代鼓式制动器了吧。目前，在中高级轿车上前后轮都已经采用盘式制动器。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 11 第 3 章制动系的主要参数及其选择原始数据与技术参数表 3-1 尺寸参数长 /宽 /高 (mm) 8090 / 2350 / 2960 轴距 (mm) 3800 前 /后悬 (mm) 1830 / 2460 质量参数满载总质量 (kg) 9000 乘载人数 (人 ) 45 性能参数最高车速 (km/h) 110 最大爬坡度 (%) 25 3.1 制动力与制动力分配系数汽车制动时，如果忽略路面对车轮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 : 0 eBf rFT (3-1) 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，其方向与车轮转方向相反， N m； BF 地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称为地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反， N； er 车轮有效半径， m。 eff rTF （ 3-2）并称之为制动器制动力，它是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 12 力，因此又称为制动周缘力。fF与地面制动力 BF 的方向相反，当车轮角速度 0时，大小亦相等，且fF仅由制动器结构参数所决定。即fF取决于制动器的结构型式、尺寸、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气压成正比。当加大踏板力以加大fT，fF和 BF 均随之增大。但地面制动力 BF 受着附着条件的限制，其值不可能大于附着力F7，即 BF ZF （ 3-3）或 ZFF B m ax（ 3-4）式中轮胎与地面间的附着系数 0.8； Z 地面对车轮的法向反力。当制动器制动力 fF 和地面制动力 BF 达到附着力 F 值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩 fT 即表现为静摩擦力矩，而 eff rTF / 即成为与 BF 相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 BF 达到附着力 F 值后就不再增大，而制动器制动力 fF 由于踏板力 PF 的增大使摩擦力矩 fT 增大而继续上升 (见图 1-1)。根据汽车制动时的整车受力分析 9，考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮的法向反力 Z1， Z2为： NdtdughLLGZ g 5 7 0 7 8610600205038009 0 0 0 0)( 21 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 13 NdtdughLLGZ g 3 2 9 2 16106 0 01 7 5 03 8 0 09 0 0 0 0)( 12 （ 3-5）式中 G 汽车所受重力 90000N； L 汽车轴距 3800mm； 1L 汽车质心离前轴距离 1750mm； 2L 汽车质心离后轴距离 2050mm； gh 汽车质心高度 600mm； g 重力加速度 10N/kg； dtdu 汽车制动减速度 6.0m/s2。汽车总的地面制动力为 NGqdtdugGFFF BBB 5 4 0 0 010 0.69 0 0 0 021 （ 3-6）式中 q（ 6.0gdtduq）制动强度，亦称比减速度或比制动力； 1BF ， 2BF 前后轴车轮的地面制动力。由以上两式可求得前、后轴车轮附着力为212( ) ( ) 4 5 6 6 3gBghL GF G F L q h NL L L 121( ) ( ) 2 6 3 3 6 4gBghL GF G F L q h NL L L （ 3-7）当汽车各车轮制动器的制动力足够时，根据汽车前、后轴的轴荷分配，前、后车轮制动器制动力的分配、道路附着系数和坡度情况等，制动过程3可能出现的情况有三种，即 1)前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑； 2)后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑； 3)前、后轮同时抱死拖滑。在以上三种情况中，显然是最后一种情况的附着条件利用得最好。 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 14 由式 (1-6)、式 (1-7)不难求得在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是 NGFFFF BBff 7 2 0 0 09 0 0 0 08.02121 80.0)/()(/ 122121 ggBBff hLhLFFFF 式中 1fF 前轴车轮的制动器制动力， NZFFBf 4.4 5 6 6 2111 ； 2fF 后轴车轮的制动器制动力， NZFFBf 8.2 6 3 3 6222 ； 1BF 前轴车轮的地面制动力； 2BF 后轴车轮的地面制动力； 1Z ， 2Z 地面对前、后轴车轮的法向反力； G 汽车重力； 1L ， 2L 汽车质心离前、后轴距离； gh 汽车质心高度。由式 (1-8)可知，前、后车轮同时抱死时，前、后轮制动器的制动力 1fF ，2fF 是的函数。由式 (1-8)中消去，得 )2(421112222 fgfggf FhGLFGLhLhGF 式中 L 汽车的轴距。将上式绘成以1fF，2fF为坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线，简称 I 曲线，如图 1-3 所示。如果汽车前、后制动器的制动力1fF，2fF能按 I 曲线的规律分配，则能保证汽车在任何附着系数的nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 15 路面上制动时，都能使前、后车轮同时抱死。然而，目前大多数两轴汽车尤其是货车的前、后制动器制动力之比值为一定值，并以前制动1fF与汽车总制动力fF之比来表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数： 63.02111 fffffFFFFF （ 3-10）又由于在附着条件所限定的范围内，地面制动力在数值上等于相应的制动周缘力，故又可通称为制动力分配系数。 3.2 同步附着系数式 (3-10) 可表达为 112ffFF(3-11) 图 3-1 上式在图 3-1中是一条通过坐标原点且斜率为 (1- )/ 的直线，它是具有制动器制动力分配系数为的汽车的实际前、后制动器制动力分配线，简称线。图中线与 I曲线交于 B点，可求出 B点处的附着系数 =0,则称线与 I 曲线交点处的附着系数0为同步附着系数。它是汽车制动性能的一个重要参数，由汽车结构参数所决定。同步附着系数取： 57.06 0 0 2 0 5 063.03 8 0 020 ghLL nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 16 对于前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在附着系数等于同步附着系数0的路面上，前、后车轮制动器才会同时抱死。此汽车在给定值的路面上制动时， 0，线位于 I 曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。为了防止汽车的前轮失去转向能力和后轮产生侧滑，希望在制动过程中，在即将出现车轮抱死但尚无任何车轮抱死时的制动减速度，为该车可能产生的最高减速度。分析表明，汽车在同步附着系数0的路面上制动 (前、后车轮同时抱死 )时，其制动减速度为 du/dt=qg=0g，即 q=0， q为制动强度。而在其他附着系数的路面上制动时，达到前轮或后轮即将抱死时的制动强度 q 0 时的 q和。根据所定的同步附着系数 0 ，可以由式（ 1-8）及式（ 1-10）求得 63.03 8 0 0 6 0 057.02 0 5 002 L hL g (3-13) nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 17 37.01 01 L hL g (3-14) 进而求得 1 20( ) 3 3 9 9 1B B gGF F G q L h q NL （ 3-15） NqhLLGGqFF gBB 20008)()1()1( 012 (3-16) 由式（ 3-8）、式（ 3-9）、式（ 3-12）和式（ 3-16）得 NhL GLF gB 6 6 7 3 76 0 057.08.01 7 5 0 8.01 7 5 09 0 0 0 0)( 01 1 (3-17） 74,060057.08.01750 8.01750)( 01 1 ghL Lq (3-18) 92.0)(011 ghLL(3-19) 对于值恒定的汽车，为使其在常遇附着系数范围内不致过低，其0值总是选得小于可能遇到的最大附着系数。所以在 0的良好路面上紧急制动时，总是后轮先抱死。 3.4 制动器最大制动力矩应合理地确定前、后轮制动器的制动力矩，以保证汽车有良好的制动效能和稳定性。最大制动力是在汽车附着质量被完全利用的条件下获得的，这时制动力与地面作用于车轮的法向力 1Z , 2Z 成正比。由式 (9)可知，双轴汽车前、后车轮附着力同时被充分利用或前、后轮同时抱死时的制动力之比为 nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 18 58.002011212 ggf hLhLZZFF f 式中 1L , 2L 汽车质心离前、后轴距离 ; 0 同步附着系数； gh 汽车质心高度。通常，上式的比值：客车约为 0.5 0.7 符合条件。制动器所能产生的制动力矩，受车轮的计算力矩所制约，即 mNrFT eff 7.9 3 6 0205.04.4 5 6 6 211 mNrFT eff 5 3 9 92 0 5.08.2 6 3 3 622 式中 1fF 前轴制动器的制动力， 11 ZFf ； 2fF 后轴制动器的制动力， 22 ZFf ； 1Z 作用于前轴车轮上的地面法向反力； 2Z 作用于后轴车轮上的地面法向反力； er 车轮有效半径。对于常遇到的道路条件较差、车速较低因而选取了较小的同步附着系数 0 值的汽车，为了保证在0的良好的路面上（例如 =0.7）能够制动到后轴和前轴先后抱死滑移（此时制动强度 q ），前、后轴的车轮制动器所能产生的最大制动力力矩为 mNrhLLGrZT egef 7.9360205.08.057078)( 21m a x1 mNTT ff 5.5 4 9 77.9 3 6 063.0 37.01 m a xm a x 12 (3-21) nts哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 19 对于选取较大0值的各类汽车，则应从保证汽车制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩。当0时，相应的极限制动强度 q ，故所需的后轴和前轴的最大制动力矩为 2 m a x 1( ) 5 3 9 9f g eGT L q h r N mL (3-22) mNTT ff 9.9 1 9 21 m a xm a x 21 (3-23) 式中该车所能遇到的最大附着系数； q 制动强度，由式 (1-6)确定； er 车轮有效半径。 3.5 制动器因数制动器因数 BF6的表达式（即，P fNfNBF 21），它表示制动器的效能，因此又称为制动器效能因数。其实质是制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩，用于评比不同结构型式的制动器的效能。制动器因数可定义为

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