【车辆工程类】轿车制动系统设计【6张图纸】【优秀】【毕业论文说明书】
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2, 1, 2009 he to a It s to a a if of of of . n to or is as we in an as in In we 1 by of of in is to to 250 in a 50 in a as as 4. In as AN is or ,TV D at to to in an to is as It is to to be is to on by to to be by is to by of to in In we a to it 5. of or be of 2. he to an as . It in as to of of in is s is to is of or of In s is is s is is of In s is is s is is of In s is if of s to an is if be be . of in is of to a We an to a s we on a a :20. of up m. We to 0 s as (a). (b) of to WM ms 1 ms to s (a) of of ms (a). (b) ms (c) 0ms WM as s is We 0 in to of of to to 0 is of as of by of as If of it to . (a)0 s in b)of . (a) b) 1ms c) 11 ms in If a of WM 5of to of to We 000 to of as , of of As 100, 0110, 0011, 001. by We 100 to . to . of he to if s If s We to WM is s of to of of at , 35, 70, 0. of as of as of 0. We to (a) to (b) at WM of 000, is , is WM (c) of 010. We of as to of WM of as of of s as of of in of by of to 0 s of If WM at 5 . (a) to (b) at WM 000, c) at WM 010. . of to of It 0 of of by of to of of We to by 000. It We of as 1100” of We PM of of in CD as . In CD s is be as of . e to an of It to . . he to on a if a of We We an a as is on a 4. e ho 5. 1 J. H. “of 117, 008, 3031, (in 2 3 M. “ 2007. 4 J. et 1998. 译文 国际 自动化控制学报 第一卷 2，第 1 号， 2009 年 3 月 预碰撞 制动 安全 传感器的 设计 金英书 数字媒体工程，釜山外国语大学，釜山，韩国 电子邮件： 要 汽车 制动系统采用 言设计与制造，两辆车之间保持一定距离。它提供了预碰撞安全系统的智能汽车。该模块可检测前方车辆和司机之间的车距保持恒定距离使用传感器和制动系统强行操作，如果驱动程序不减少汽车的速度。系统显示两车之间的和您的车辆行驶速度的距离。该系统性能良好。 关键词 ： 汽车 制动系统，预碰撞安全，传感器 1 介绍 汽车已被用作人类 移动的东西被发明以来，汽车和汽车技术已在过去数十年的发展。最近，汽车被认为是日常必需品，因为我们花很多时间在汽车和享受 上 ，如游戏娱乐，电子邮件， 行 。在今天与之 适应 的 巡航控制的智能车，行车线保持技术，自动停车系统，轮胎压力监测系统（ 并防止 碰撞 系统已具备，因为我们需要的方便、 智能 的 汽车 1这些新的汽车技术，是通过对半导体技术的发展，光学技术和软件技术 的发展而发展起来的 。 典型的刹车系统包括刹车前 面的磁盘和 磁盘或鼓中的管子链接在每个车轮的刹车总泵刹车系统连接在 后方。与制动系统有关的其他系统包括停车制动器，电力制动助力器和防抱死系统 等 。 汽车电子组件 的应用加速 了 正在努力 进行的 安全性和舒适性 的 提高 。 250 个电子元件被广泛应用于汽车，例如， 50 个微控制器在汽车 中 使用。因此，汽车制造商在欧洲和日本正在开发，如预防碰撞安全 技术 和智能汽车新技术， 例 如汽车智能交通系统（ 后视摄像系统，道路对车辆和车辆间通信系统，自动停车系统，混合动力汽车，电动汽车，氢燃料汽车 4。此外，一些车辆将 被连接 进入网络，而不是如用于 车 载总线的 域网络（ 口商业使用），支持高速传输，而且大多数（媒体导向系统传输）或 1394，其中可以 传输 多媒体数据，即音频和视频信号从多个摄像系统或多媒体设备 传输 ，如 航系统，熔点 3，电视调谐器和 换 等的一次。汽车制造商已经开始制定与系统设备的高端车感巷道条件下使用相机，雷达，传感器等，努力避免发生意外。越来越多的交通意外的汽车产量已经提高。重要的是要防止意外发生，保护司机和行人时，意外发生。因此，预碰撞系统将要求。预碰撞系统是为了防止利用传感器网络，以找到 无形的车辆，这是前端，尾部，右转和能见度差的公路左转入事故是由自主在车辆检测传感器。预碰撞传感器系统，数据处理和控制，以防止车辆前端，尾部意外及不小心驾驶引致的意外。这种系统的发展 将 国际自动化控制学报 第一卷 2，第 1 号， 2009 年 3 月 现代汽车制动系统已完善了超过 100 年， 已经是 非常可靠和有效的 了 。 在本文中，我们设计了自动 刹车 系统， 以 保持与前车和司机车距离，以防止意外 的发生。 如果制动失灵，结果可能是损失惨 重的。 使用 这项技术制作 传感器和利用 5。该系统功耗非常小， 其他的 传感器或照相 机将被 更 容易 与之相适应 。该系统性能良好 ，工作可靠 。 2 设计与实现 虚构的 汽车 制动 系统是 传感器和信号处理部分的一部分，以防止 交通 事故 ， 如图 1 所示 。它表现在 道路 监测和传感器信号处理。该传感器将检测汽车嵌入式道路环境，如自身 速度，与 前方车辆的距离，周围的车辆，使用红外线传感器，超声波传感器 感应 。这些传感器是在驾驶操作的 所有 时间 里使用的 。该处理的一部分接受和处理来自传感器的信号产生的信号和指示，并移送生成的指令，以控制 汽车的制动 和 制动装置 实际生活中有三 种案件发生。一个例子是，与前车和司机的车 距 较大时 ， 这种情况 是远远不够 追上前车的 自 身的速度比 同样 前车或前方车 的速度慢。在这种情况下， 自身 的车是连续运行没有使用 C 悬挂的速度。另一个例子是，与前车和 自身 的汽车已接近 而 自 身 距离速度比前车慢。在这种情况下，司机 驾驶 车也没有改变它的速度 是 连续运行。另一个例子是，与前车和 自身的汽车已接近而 自我的距离是速度快于前车的。在这种情况下， 自身 的车是连续运行的只有当司机 主动 减慢车速 时车子的速度才会下降 。但如果司机不减速，自动刹车系统可能会被迫减少 自身的 车速，以保障 避免 事故。原因是，如果驱动程序 继续 不 降低车速的话 ，将发生事故 司机将受到损害。 图 1 汽车制动 系统的工作原理。 在汽车制动系统 中重要的是侦测前方车辆的距离和速度 以防止交通意外。我们选择了一个超声波传感器检测与前车和一个司机的车的距离，因为我们装在一个有 1:20 缩尺微型汽 国际自动化控制学报 第一卷 2，第 1 号， 2009 年 3 月 车的制造系统 中 。超声波传感器的探测范围可达 3 米。 我们已取得 4 时钟信号产生超声波传感器的信号。生成的传感器信号的 宽调制）信号输入信号时 10 微秒给出 如图 2（ a） 的条 ， 图 2（ b） 显示了传感器的输入信号模拟结果发现距离。仿真是用 行。 号是从正面反映了不同的车从 1 毫秒到 11 毫秒之间根据前面车和司机的车程。 图 3（ a） 显示了由前车的距离测量传感器使用 图 2（ a）传感器在示波器屏幕 10 微秒的输入信号（ b）模拟输入信号的结果。 图 3（ a）仿真结果（ b） 1 毫秒的 输出信号（ c） 11 毫秒的 输出信号 4 模拟结果输入信号。该传感器具有 2输入脉冲持续时间为 图 3（ a） 。 图 3（ b）输出脉冲持续时间 1信号。 图 3（ c） 显示了 10脉冲持续时间传感器的输出信号。该传感器的 号持续时间为前方车和司机的车距离的增加。我们分成 10 个值中根据反射传感器信号脉冲宽度反射传感器信号。微型汽车发动机的变化是从低速到高速根据这 国际自动化控制学报 第一卷 2，第 1 号， 2009 年 3 月 10 个不同的值，这些传感器的输出信号。马达控制信号是由 4步进电机时钟信号作为 传感器信号的变化改变了。 图 4 源程序检测电机转速。 图 5 电机 控制信号的仿真结果 步进马达控制反射传感器信号，那就使 汽车的速度变得缓慢，距离 减小 前关闭。如果反射传感器信号脉冲宽度变窄，这意味着我们的车靠近前面的车。因此，司机必须降低车速。如果驱动程序不减少汽车的速度，所制作的自动刹车系统强行 将 高速 减 低。由超声波传感器的 15示输出 号，并决定了电机控制信号，控制电机转速。 图 4 显示了源程序检 测电机转速。我们使用的 4000 柜台的部门，检测车的速度。该方案的仿真结果 ， 如图 5所示 ，其中箭头的长度是指一个旋转的电动机。如上所说，马达如 1100， 0110， 0011 4 1001。步进马达控制 这 4 位信号。我们计算了 1100 信号来测量速度。 国际自动化控制学报 第一卷 2，第 1 号， 2009 年 3 月 图 6（ a）源程序控制刹车踏板（ b）在与 0000 号模拟结果 （ c）在 1010 号与模拟结果。 自动制动系统，制 动踏板提出降低车速， 如果前面的 车和 司机 之间的车程远，脉冲持续时间是相同的，自动制动系统不工作。我们使用伺服电机移动刹车踏板。刹车踏板的控制号，这是根据不同的线路之间的车和司机的车程 确定的。 车的速度改变根据刹车踏板的角度。该刹车踏板角变化在 0 度， 35， 70 和 90 变化。 车的速度作为刹车踏板的角度减少 或 增加。我的车 D 作为刹车踏板角 90 。我们使用伺服电机工作的刹车踏板。 图 6（ a）显示源程序控制刹车踏板和仿真结果。 图 6（ b） 显示了在 号仿真结果时，浸泡电动机状 0 态是 0000，即步进马达停止。 在图 6 中 出 号和 图 6（ c） 模拟 图 7 汽车 刹车系统。 结果 的 显示，当步进电机状态 1010。我们决定了步进电机任意模拟制动踏板。刹车踏板的输出 号是多种多样作为浸泡电动机状态。对司机的车速减慢作为制动角下降。 图 7显示了 汽车 制动系统，其中四个输入信号 时钟， 直接， 汽车制动系统所需的框图。在 时钟信号输入， 入复位信号是停止运作的超声波传感器，直接 国际自动化控制学报 第一卷 2， 第 1 号， 2009 年 3 月 输入的步进电机旋转相反方向，从超声波传感器的输出信号由 数输入信号。该 分产生的超声波传感器的传感器信号检测距离。该传感器的信号有 10 微秒的脉冲持续时间和时间为 5 毫秒。如果 号的输入，传感器的 号的高值计算在 一部分，使用 15 位计数值。 该 分选择了控制信号，选择步进电机的时钟信号周期。它选择的 10 步进电机的速度和车速不同 ， 是由选定的信号变化。伺服控制部分产生的信号，决定了伺服电机程度按选择信号。该伺服程 度控制了步进电机的速度。我们生成 1 号来计算 4000除以 4 兆赫的速度。这是完成的 一部分。我们已经知道了步进计数多少次“ 1100”出现电机转速。这表明步进电机旋转速度。我们虚拟汽车制动系统用 步进电机的转速，以及刹车踏板角显示在液晶显示面板 。在这种情况下，液晶显示屏显示，司机的车是没有减少的速度运行。距离可转换为真正的距离值。该系统的运作是好的 。 图 8 液晶屏幕上显示距离，速度和角度 我们还实施了系统使用 补充周边传感系统，以防止发生意外。 图 9 显示在计算机显示器上显示的是汽车的速度和刹车踏板的角度 序。这使得很容易实现用户界面。 图 9 通过 执行画面 3 结论 国际自动化控制学报 第一卷 2，第 1 号， 2009 年 3 月 自动制动系统设计利用 制作 以防止意外发生。该系统是安装在微型车和测试。当距离越来越近，自动刹车系统的工作，速度将会减慢，如果驱动程序不减少汽 车的速度。我们还制作了自 动刹车系统采用 。我们将替换为汽车制动系统雷达传感器 ， 超声波传感器是一个真正 在 汽车上安装 的 传感器。 4致谢 我们感谢钟晖园， 赵 庆和 的 测试。 5 参考 文献 1 J 志， 2008， 1（ 117）： 30国）。 2 智能汽车 的 研究 J. 子出版物）。 3见 4南 石仓，最新的混合动力汽车 J2007。 5苏康等人，利用 字系统设计 J1998。 目录 1 绪 论 . 错误 !未定义书签。 动系统设计的意义 . 错误 !未定义书签。 制动系统研究现状 . 错误 !未定义书签。 本次制动系统应达到的目标 . 错误 !未定义书签。 2 制动系统方案论证分析与选择 . 错误 !未定义书签。 动器形式方案 分析 . 错误 !未定义书签。 制动驱动机构的结构形式选择 . 错误 !未定义书签。 液压分路系统的形式的选择 . 错误 !未定义书签。 液压制动主缸的设计方案 . 错误 !未定义书签。 3. 制动系统设计计算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 动器有关计 算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 设计计算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 动踏板力与踏板行程 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 动性能评价指标 . 错误 !未定义书签。 动效能 . 错误 !未定义书签。 动效能的恒定性 . 错误 !未定义书签。 动时汽车的方向稳定性 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 动减速度 j . 错误 !未定义书签。 动距离 S . 错误 !未定义书签。 块）的磨损特性计算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 论 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 中文题目：轿车制动系统设计 外文题目： 业设计 (论文 )共 51 页 (其中：外文文献及译文 16 页 )图纸共 5张 完成日期 2010年 6月 答辩日期 2010 年 6 月 I 摘 要 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。它不仅是衡量汽车好坏的一个指标 ,重要的是它还关系到乘车人员的生命安全问题 比较看重此项的好坏 ,所以研究制动系统对于开拓市场 ,增加汽车销量也有重要作用 !汽车制动系统种类很多，形式多样。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。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。捷达作为轿车，要求制动系统制动平顺，制动距离更短，制动过程中避免因制动效能过高而导致的车轮抱死的情况，满足汽车的安全性和乘员舒适性，因此制动系统的良好设计有利于提高汽车的整体性能。 本说明书主要系统介绍了捷 达 车制动系统的设计。首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类，并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。最终确定方案采用液压双回路前盘后鼓式制动器。除此之外，它还介绍了前后制动器、制动主缸的设计计算，主要部件的参数选择及制动管路布置形式等的设计过程。 关键词：制动；鼓式制动器；盘式制动器；液压 in a to In in of It is an to it is it to of In to or so of in is of in T on by In it of of 目录 1 绪 论 . 1 动系统设计的意义 . 1 制动系统研究现状 . 2 本次制动系统应达到的目标 . 3 2 制动系统方案论证分析与选择 . 4 动器形式方案分析 . 4 制动驱动机构的结构形式选择 . 7 液压分路系统的形式的选择 . 9 液压制动主缸的设计方案 . 10 3. 制动系统设计计算 . 12 动系统主要参数数值 . 12 动器有关计 算 . 13 动器制动因数计算 . 15 式制动器的设计计算 . 16 式制动器的设计计算 . 19 动器主要零部件的结构设计 . 19 . 22 轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算 . 22 轮盘式制动器液压驱动机构计算 . 22 动主缸与工作容积设计计算 . 23 动踏板力与踏板行程 . 24 . 26 动性能评价指标 . 26 动效能 . 26 动效能的恒定性 . 26 动时汽车的方向稳定性 . 26 动器制动力分配曲线分析 . 27 动减速度 j . 28 动距离 S . 29 擦衬片（衬块）的磨损特性计算 . 29 车制动计算 . 30 . 32 论 . 33 致 谢 . 35 辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 1 1 绪 论 随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密集度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。汽车制动系应至少有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置；行车制动装置用作强制行驶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。其驱动机构常 采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠。驻车制动装置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，它也有助于汽车在坡路上起步。驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压式的以免其产生故障。行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮，而驻车制动则多采用手制动杆操纵，且具有专门的中央制动器或利用车轮制动器进行制动。行车制动和驻车制动这两套制动装置必须具有独立的制动驱动机构，而且每车必备。行车制动装置的驱动机构，分液压和气压两种型式。用液压传递操纵力时还应有制动主缸和制动轮缸以及管路 ；用气压操纵时还应有空气压缩机、气路管道、贮气简、控制阀和制动气室等。 动系统设计的意义 汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统 ,它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大 ,人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全 ,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。本次毕业设计题目为轿车 制动系统设 计。 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。它不仅是衡量汽车好坏的一个指标 ,重要的是它还关系到乘车人员的生命安全问题 所以研究制动系统对于开拓市场 ,增加汽车销量也有重要作用 !汽车制动系统种类很多，形式多样。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。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生刘振兴：轿车制动系统设计 2 的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以 达到车辆制动减速，或直至停车的目的。以捷达 车为例，它要求制动系统制动平顺，制动距离更短，制动过程中避免因制动效能过高而导致的车轮抱死的情况，满足汽车的安全性和乘员舒适性，因此制动系统的良好设计有利于提高汽车的整体性能。 通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定捷达 车制动系统的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求： 具有足够的制动效能以保证汽车的安全性； 本系统采用 采用真空助力器使其操纵轻便； 同时在材料的选择上尽量采用对人 体无害的材料。 制动系统研究现状 随着车辆安全性的日益提高，车辆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 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车辆线控系统的研究，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。 国内， 随着科学技术的发展及汽车工业的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。 上世纪 80 年代 液压制动技术 以是较 成熟、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，另外，汽车防抱死制动系统（ 已经成为电子制动的标准配置。 通 常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价 : 1)制动效能 :即制动距离与制动减速度； 2)制动效能的恒定性 :即抗热衰退性； 3)制动时汽车的方向稳定性； 目前 ,对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行 ,由于在汽车道路试验中车辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 3 轮扭矩不易测量 ,因此 ,多数有关传动系 !制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶 ,其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据 ,在汽车道路试验中 ,如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化 ,则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。 本次制动系统应达到的 目标 1）足够的制动能力 ； 2）工作可靠 ； 3）不应当丧失操纵性和方向稳定性 ； 4）防止水和污泥进入制动器工作表面。； 5）热稳定性良好 ； 6）操纵轻便，并具有良好的随动性 ； 7）噪声尽可能小； 8）作用滞后性应尽可能短 ； 9）摩擦衬片（块）应有足够的使用寿命 ； 10）调整间隙工作容易 ； 11）报警装置 。 通过查阅相关资料 ,运用专业基础理论和专业知识，确定轿车制动系统的设计发案 ,进行部件的设计计算和结构设计，绘制出总装配图、各部分零件图，制动管路布置图、制动主缸装配图等总计 纸 以及编写了说明书一份。达到综合运用所学知识分析汽车基本性能和部件设计的训练 ,实现既定的目标。 通过查阅相关资料 ,运用专业基础理论和专业知识，确定轿车制动系统的设计发案 ,进行部件的设计计算和结构设计，绘制出总装配图、各部分零件图，制动管路布置图、制动主缸装配图等总计 纸以及编写了说明书一份。达到综合运用所学知识分析汽车基本性能和部件设计的训练 ,实现既定的目标。 刘振兴：轿车制动系统设计 4 2 制动系统方案论证分析与选择 动器形式方案分析 汽车制动器几乎均为机械摩擦式，即利用旋转元件与固定元件两工作表面间的摩擦产生 的制动力矩使汽车减速或停车。一般摩擦式制动器按其旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类。 式制动器 鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上。鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种结构型式。内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓。车轮制动器的制动鼓均固定在轮鼓上。制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦路片的外表 面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外因柱表面与制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作一些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用。所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，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 如图 2示，若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 )，则蹄1 为领蹄，蹄 2 为从蹄。汽车倒车时制动鼓的旋转方向变为反向旋转，则相应地使领蹄与从蹄也就相互对调了。这种当制动鼓正、反方向旋转时 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。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，故又称为增势蹄；而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 5 趋势， 即摩擦力矩具有“减势”作用，故又称为减势蹄。“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。领从蹄式制动器的效能及稳定性均处于 中等水平，但由于其在汽车前进与倒车时的制动性能不变，且结构简单，造价较低，也便于附装驻车制动机构，故这种结构仍广泛用于中、重型载货汽车的前、后轮制动器及轿车的后轮制动器。 2、双领蹄式制动器 若在汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器，则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单向双领蹄式制动器。如图 2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，两蹄对制动鼓作用的合力恰好相互平衡，故属于平衡式制动器。双领蹄式制动器有高的正向制动效能，但倒车时则变为双从蹄式，使制动效能大降。这种结构常用于中级轿车的前轮制动器，这是因为这类汽车前进制动时，前轴的动轴荷及 附着力大于后轴，而倒车时则相反。 3、双向双领蹄式制动器 当制动鼓正向和反向旋转时，两制动助均为领蹄的制动器则称为双向双领蹄式制动器。它也属于平衡式制动器。由于双向双领蹄式制动器在汽车 前进及倒车时的制动性能不变，因此广泛用于中、轻型载货汽车和部分轿车的前、后车轮，但用作后轮制动器时，则需另设中央制动器用于驻车制动。 4、单向增力式制动器 单向增力式制动器如图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底板上的支承销上。由于制动时两蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居 于一种非平刘振兴：轿车制动系统设计 6 衡式制动器。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，它仅用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器。 5、双向增力式制动器 将单向增力式制动器的单活塞式制动轮缸换用双活塞式制动轮缸，其上端的支承销也作为两蹄共用的，则成为双向增力式制动器。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。双向增力式制动器在大型高速轿车上用的较多，而且常常将其作为行车制动与驻车制动共用的制动器，但行车制动是由液压经制动轮缸产生制动蹄的张开力进行制动，而驻车制动则是用制动操纵手柄通过钢索拉绳及杠杆等机械操纵系统进行操纵。双向增力式制动器也广泛用作汽车的中央制动器，因为驻车制动要求制动器正向、反向的制动效能都很高，而且驻车 制动若不用于应急制动时也不会产生高温，故其热衰退问题并不突出。 但由于结构问题使它在制动过程中散热和排水性能差，容易导致制动效率下降。因此，在轿车领域上己经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济型车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。本次设计最终采用的是领从蹄式制动器。 盘式制动器 盘式制动器按摩擦副中定位原件的结构不同可分为钳盘式和全盘式两大类。 （ 1）钳盘式 钳盘式制动器按制动钳的结构型式 又可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等。 种制动器中的制动钳固定不动，制动盘与车轮相联并在制动钳体开口槽中旋转。具有下列优点：除活塞和制动块外无其他滑动件，易于保证制动钳的刚度；结构及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多，容易实现从鼓式制动器到盘式制动器的改革；能很好地适应多回路制动系的要求。 种制动器具有以下优点：仅在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管加之液压缸冷却条件好，所辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 7 以制动液汽化的可能性小；成本低；浮动钳的制 动块可兼用于驻车制动。 （ 2）全盘式 在全盘式制动器中，摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆形盘，制动时各盘摩擦表面全部接触，其作用原理与摩擦式离合器相同。由于这种制动器散热条件较差，其应用远没有浮钳盘式制动器广泛。 通过对盘式、鼓式制动器的分析比较可以得出盘式制动器与鼓式制动器比较有如下均一些突出优点 : 1、制动稳定性好 以对摩擦系数的要求可以放宽，因而对制动时摩擦面间为温度、水的影响敏感度就低。所以在汽车高速行驶时均能保证制动的稳定性和可靠性。 2、盘式制动 器制动时，汽车减速度与制动管路压力是线性关系，而鼓式制动器却是非线性关系。 3、输出力矩平衡 4、制动盘的通风冷却较好，带通风孔的制动盘的散热效果尤佳，故热稳定性好，制动时所需踏板力也较小。 5、车速对踏板力的影响较小。 综合以上优缺点最终确定本次设计采用前盘后鼓式。前盘选用浮动盘式制动器，后鼓采用领从蹄式制动器。 制动驱动机构的结构形式选择 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 。 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 (o 1s o 3s)，工作压力大 (可达 10 12缸径尺寸小，可布置在制动刘振兴：轿车制动系统设计 8 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(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。 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。 1、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 (o 3s o 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 o 5o 7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。 2、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 9t 11t 的中型汽车上也有所采用。 3、全液压动力制动系 辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 9 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。 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。 液压分路系统的形式的选择 液压分路系统的形式主要分为： 回路、 X 型回路、其他类型回路。 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。 回路 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 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，刘振兴：轿车制动系统设计 10 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。 X 型回路 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 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 20 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。 其他类型回路 左、右前轮制动器的半数轮缸与全部后轮制动器轮缸构成一个独立的回路，而两前轮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型式，简称 两个独立的问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，即半个轴与一轮对另半个轴与另一轮的瑚式，简称 。 两个独立的回路均由每个前、后制动器的半数缸所组成，即前、后半个轴对前、后半个轴的分路型式，简称 。这种型式的双回路系统的制功效能最好。 的织构均较复杂。 与 在任一回路失效时，前、后制动力的比值均与正常情况下相同，且剩余的总制动力可达到正常值 的 50左占。 单用回路，即一轴半时剩余制动力较大，但此时与 紧急制动时后轮极易先抱死。 综合以上各个管路的优缺点最终选择 液压制动主缸的设计方案 为了提高汽车的行驶安全性，根据交通法规的要求，一些轿车的行车制动装置均采用了双回路制动系统。双回路制动系统的制动主缸为串列双腔制动主缸，单腔制动主缸已被辽宁工程技术大学毕业设计 (论文 ) 11 淘汰。 轿车制动主缸采用串列双腔制动主缸。如图所示，该主缸相当于两个单腔制动主缸串联在一起而构成。储蓄罐中的油经每一腔的进油螺栓和各自旁通孔、补偿孔流入主缸的前、后腔。在主缸前 、后工作腔内产生的油压，分别经各 自得出油阀和各自的管路传到前、后制动器的轮缸。 主缸不制动时，前、后两工作腔内的活塞头部与皮碗正好位于前、后腔内各自得旁通孔和补偿孔之间。 当踩下制动踏板时，踏板传动机构通过制动推杆推动后腔活塞前移，到皮碗掩盖住旁通孔后，此腔油压升高。在液压和后腔弹簧力的作用下，推动前腔活塞前移，前腔压力也随之升高。当继续踩下制动踏板时，前、后腔的液压继续提高，使前、后制动器制动。 图 2-9 出踏板力后，制动踏板机构、主缸前、后腔活塞和轮缸活塞在各自的回位弹簧作用下回位，管路中的制动液在压力作用下推开回油阀流回主缸，于是解除制动。 若与前腔连接的制动管路损坏漏油时，则踩下制动踏板时，只有后腔中能建立液压，前腔中无压力。此时在液压差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端顶到主缸缸体上。此后，后缸工作腔中的液压方能升高到制动所需的值。若与后腔连接的制动管路损坏漏油时，则踩下制动踏板时，起先只有后缸活塞前移，而不能推动前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液压。但在后腔活塞直接顶触前缸活塞 时，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液压而制动。 由此可见，采用这种主缸的双回路液压制动系，当制动系统中任一回路失效时，串联双腔制动主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，导致汽车制动距离增长，制动力减小。大大提高了工作的可靠性。 刘振兴：轿车制动系统设计 12 3. 制动系统设计计算 动系统主要参数数值 关主要技术参数 整车质量： 空载： 1030载： 1520心位置： a=b=心高度： 空载： 载： 距： L= 距（前 /后） : 1422/1429高车速： 190km/h 车轮工作半径： 370 胎： 195/605H 同步附着系数：0= 同步附着系数的分析 (1)当 0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 0时：制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳定性； (3)当 0时：制动时汽车前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也丧
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