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实用微型客车设计-车架、制动系设计

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关键词：: 实用微型客车设计车架制动

资源描述：

实用微型客车设计—车架、制动系设计

摘要

汽车制动系是保证汽车及驾驶者生命安全的重要部分，制动系是使行进中的汽车减慢速度或者停止运动。

这次我的毕业设计题目是微型客车设计---车架和制动系设计。在第二章我主要介绍了制动系的概况和设计时应满足的基本要求。第三章主要是制动系的类型及最后确定的方案，其中列出了几种可供选择的类型并进行了分析、比较最后确定的方案如下：行车制动器：前盘后鼓，盘式制动器为通风型浮动钳盘式制动器，鼓式制动器为领从蹄式制动器。第四章主要介绍了制动系主要结构参数的选择并进行了简单的计算，是本设计说明书的核心部分，其中包括鼓式和盘式制动器主要结构参数的选择，例如：制动鼓内径、摩擦衬片宽度和包角、摩擦衬片起始角、制动盘直径和厚度等，同时对制动力和制动力矩分配系数进行了计算。第五章主要对驻车制动和应急制动进行了简单的计算。第六章介绍的是制动器主要零件的结构设计，如制动鼓、制动蹄、制动底板和制动轮缸等。第七章包括制动驱动机构的选择和计算，制动管路的分路系统和液压驱动机构的设计和计算。第八章列出了车架的几种类型，分析比较之后，最后确定选用前窄后宽的边梁式车架，并且在这一章中对车架的弯曲强度进行了计算，对车架的刚度进行了校核。通过这一系列的分析、计算、校核等，这套设计方案是可行的。

THE DESIGN OF PRARECTICAL MINIATURE

CAR’S —THE DESIGN OF FRAME AND BRAKE SYSTEM

ABSTRACT

The brake system is an important part to keep safety for automobile, the purpose of the braking system is to slow down and stop the moving automobile.

My topic in this graduation design is the design of frame and the brake system.In second chapter we mainly introduced something about the brake system and some requests which the brake system should satisfied. The third chapter mainly introduced the type of the brake system and finally determined the plan, in this chapter we listed several kinds to choose, at last we determined the plan through analysis and compare with as follows: In traveling brake system, the former wheels are disc brake and the rear wheels are drum brake. The disc brake for ventilating fluctuation pliers disc brake, and the drum type brake for collar from foot brake. The fourth chapter mainly introduced the main design parameter’s choice and has carried on the simple computation, and this chapter is the most important part. Including drum type and disc brake main design parameter choice, For example: The brake drum inside diameter, the width, the angle and the outset angle, the diameter and thickness of the brake plate and so on, simultaneously have carried on the computation to the brake strength and the braking moment distribution coefficient. The fifth chapter mainly said the vehicle to brake on stopping and momentary through simple computation. The brake major parts structural design, like brake drum, brake shield plate or disc and brake wheel cylinder and so on were designed in the sixth chapter. Seventh chapter including applies the brake the driving mechanism choice and the computation, the brake line by-pass system and the hydraulic pressure driving mechanism design and the computation. Eighth chapter has listed the frame several kind of types, after the analysis comparison, after finally front determined selects the narrow width side beam plate frame, And has carried on the computation in this chapter to the frame bending strength, has carried on the examination to the frame rigidity. Through this a series of analysis, computation, examination and so on, this set of design proposal is feasible

KEY WORDS: brake system, drum brake, disk brake, frame

第一章前言…………………………………………………………......1

§1.1 汽车的诞生与世界汽车工业的发展……..…….……….…....1

§1.2 我国汽车工业的发展………….………….……………..…....2

第二章制动系概况………………………………………………..…....4

第三章制动系的结构类型及选择………………………………..…....6

§3.1 后轮鼓式制动器的选择…………………………………........6

§3.2 前轮盘式制动器的选择…………………………………...….9

§3.3 盘式制动器的优缺点及确定的方案………………………..10

第四章制动系参数选择及计算…………………………………........11

§4.1 制动器主要结构参数的选择………………………….….....11

§4.2 制动力与制动力矩分配系数………………………………..14

第五章驻车制动和应急制动计算…………………………………....18

§5.1 驻车制动计算………………………………………………..18

§5.2 应急制动计算…………………………………………..…....19

第六章制动器主要零件的结构设计………………………………....20

第七章制动驱动机构的选择及计算………………………………....22

第八章车架…………………………………………………………....26

第九章总结……………………………………………………….…...33

参考文献………………………………………………………….….....34

致谢………………………………………………………………...…...35

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内容简介：: 毕业设计（论文）题目实用微型客车设计车架、制动系设计毕业设计（论文）开题报告（学生填表）院系：车辆与动力工程学院课题名称实用微型客车设计动系统设计学生姓名专业班级课题类型指导教师职称课题来源 1. 设计（或研究）的依据与意义近年来，我国客车市场相继出现了高速增长、平缓调整、全面回升的发展景象： 2003高速发展； 2005 年，随着国家宏观调控政策的全面施行，客车市场受到一定的抑制，销量下滑， 2007 年国民经济稳定快速发展，汽车行业蓬勃向上，汽车市场也走出了 2005 年的低迷状态，表现出良好的回升势头。，当然，随着汽车技术的进步和汽车行驶速度的提高，车架及车辆制动系统在车辆的安全方面占着重要的地位，车架作为汽车的承载基体，为货车，中型及以下的客车，中高级轿车所采用；支撑着发动机，离合器，变速器，转向器，非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。本设计采用边梁式车架。要保证微型客车的良性发展必须采用低成本战略。采用传统技术，以低的投入实现高的效益的增长，发展廉价的中低档车，以适应市场的需求，本设计采用液力制动器，由于降低成本，采用人力制动系统，行车制动系统采用液力式，驻车制动采用机械式。在制动传动机构方面，为适应各国和各地区制动法规的要求，制动管路必须采用双回路传能型式。为保证汽车行驶的安全性，进行车架和制动系的设计是很有必要的。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述车架有边梁式，钢管式等多种形式，目前国内外采用最多的是边梁式，而汽车制动器的种类很多，形式多样。伴随着汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构形式和功能形式发生相应的改变。（ 1）供能装置的发展气压制动是发展最早的一种动力制动系统。液压制动是目前得到广泛应用的一种制动系统，技术已经非常成熟。目前正在发展的电液复合制动以及电子制动中使用了电机作为制动能源，人力踩制动踏板作为控制来源。（ 2）控制装置的发展随着清洁能源汽车和电动汽车的研究应用，以及电子技术在汽车上面的广泛应用，制动系统的控制装置也出现了电子化的趋势，其中电制动完全改变了制动系统的控制和管理，会使汽车制动系统发生革命性的变化，它采用电子控制，可以更加准确、更高效率地实现制动。（ 3）传动装置的发展电子制动是利用制动电机产生制动力直接作用到制动器，它的控制信号来自控制单元，用信号线传递制动信号和制动力信息。（ 4）制动器的发展目前汽车制动器基本都是摩擦式制动器，由于盘式制动器热和水稳定性以及抗衰减性能较鼓式制动器好，可靠性和安全性也好，而得到广泛应用。普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术，随着人们对制动性能要求的提高，防抱死制动系统、驱动防滑转控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统中，需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能，使得制动系统结构复杂化，增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度，制动系统要求结构更加简洁，功能更加全面和可靠，制动系统的管理也成为必须要面对的问题，电子技术的应用是大势所趋。 3. 课题设计（或研究）的内容微型客车的基本参数为：发动机选用高车速为 95km/h，最小转弯半径员人数 6，档位数 4+1。参照长安牌型客车的整体布局参数（网上可以查到）、亚洲牌微型客车底盘实物（车辆实验室整车陈列室内）、长剑牌微型轿车实物（车辆实验室整车拆装室内）和有关的其他车型（查阅有关资料），完成微型客车的车架、制动系设计任务。 4. 设计（或研究）方法（ 1）进行制动系统的总成设计 1，制动系的结构类型及选择 2，制动系参数选择及计算 3，驻车制动和应急制动的计算 4，制动器主要零件的结构设计 5，制动驱动机构的选择及计算（ 2）进行车架的总成设计 5. 实施计划（ 5）进行调研 ,搜集 ,分析资料 ,完成开题报告。（ 6）全组集体讨论，确定总体方案。每个学生确定自己的设计内容与绘图数量。（ 8）整理本设计内容相关的数据资料，进行必要的理论计算，拟说明书草稿，搜集相关外文资料并翻译。（ 10）完成总图设计。（ 12）完成零部件图设计，并完成机绘图。（ 14）按要求整理，编写设计说明书。（ 16）审阅，评阅设计资料，答辩，评定成绩。指导教师意见指导教师签字：年月日研究所（教研室）意见研究所所长（教研室主任）签字：年月日车辆与动力工程学院毕业设计说明书 I 实用微型客车设计车架、制动系设计摘要汽车制动系是保证汽车及驾驶者生命安全的重要部分，制动系是使行进中的汽车减慢速度或者停止运动。这次我的毕业设计题目是微型客车设计第二章我主要介绍了制动系的概况和设计时应满足的基本要求。第三章主要是制动系的类型及最后确定的方案，其中列出了几种可供选择的类型并进行了分析、比较最后确定的方案如下：行车制动器：前盘后鼓，盘式制动器为通风型浮动钳盘式制动器，鼓式制动器为领从蹄式制动器。第四章主要介绍了制动系主要结构参数的选择并进行了简单的计算，是本设计说明书的核心部分，其中包括鼓式和盘式制动器主要结构参数的选择，例如：制动鼓内径、摩擦衬片宽度和包角、摩擦衬片起始角、制动盘直径和厚度等，同时对制动力和制动力矩分配系数进行了计算。第五章主要对驻车制动和应急制动进行了简单的计算。第六章介绍的是制动器主要零件的结构设计，如制动鼓、制动蹄、制动底板和制动轮缸等。第七章包括制动驱动机构的选择和计算，制动管路的分路系统和液压驱动机构的设计和计算。第八章列出了车架的几种类型，分析比较之后，最后确定选用前窄后宽的边梁式车架，并且在这一章中对车架的弯曲强度进行了计算，对车架的刚度进行了校核。通过这一系列的分析、计算、校核等，这套设计方案是可行的。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 F F he is an to of is to My in is of we of in we to at we as In s on is of so on to to on or so on in of on in to on to a of so of is 辆与动力工程学院毕业设计说明书录第一章前言 . 车的诞生与世界汽车工业的发展 . . . . 国汽车工业的发展 . . . .二章制动系概况 . .三章制动系的结构类型及选择 . . 轮鼓式制动器的选择 . 轮盘式制动器的选择 . 式制动器的优缺点及确定的方案 .四章制动系参数选择及计算 . 制动器主要结构参数的选择 . . 制动力与制动力矩分配系数 .五章驻车制动和应急制动计算 . 车制动计算 . 急制动计算 . .六章制动器主要零件的结构设计 .七章制动驱动机构的选择及计算 .八章车架 .九章总结 . .考文献 . .谢 . . he of in (1) to it is no be a a or it be to at If (2) (3) it be so in (4) to If to is to to (5) or If is or is in (6) If is or is or of (7) or or it be of is or (8) if so if so on is if so or if or （ 9） in If a It is to by is (10) of be if if if if or if is (11) on is a of be so be It is to be of on in of to be in a of to it is in is a to of to or of of of of to is at so be of on to to it is to in a (1) t a it is on (2) or a of on on to be of A or be to of up be to or is of be of is of in a In In is is to a a in a it be to a on be in (1) On do to on an a (2) If a it is on up so If is of be a on it to A of be on of or to to is as a or is on to is or is of of so in be is a or at a of 50 . be a is is is a on in In be is in a to in or as to in so is of to of to on of to of an of on of to 75 13 is or a on if On an is on On is on 外文资料翻译 1 翻译备有独立悬挂时，当车轮行驶在颠簸道路作上下的反复运动时，可以使轨迹改变，是轮胎在微小的角度范围内转动。尤其是颠簸发生在一侧时可以影响侧向力、方向的稳定性和滚动阻力。路面的侧向力由于轨迹的改变而产生的。图中所示的是型号为 175/65R 14 82 H 的轮胎在充气至、负荷为 380 千克及时速 80 画出的轮胎轨迹的改变和外连接杆的轨迹在双叉骨悬挂上的 U 点交汇可以进行计算，如的图形所示。方便计算出轨迹的改变的图形可以用于双叉骨悬挂和纵连接轴系统。正如水平线先前表明的那样，在图中沿着 C、 D 点周围的弧直到颠簸的最高点 W 上下行程为后用铅笔一步步记录下点 W、 U 的运动轨迹。由这种方法而画出的连接各点的线可以显示轨迹的改变和连接杆的运动，但没有考虑悬挂控制臂所产生的弹力。（参见若是在纵向臂状控制轴情况下，必须在 D 点的下端画一个弧，同时必须在旋转的悬挂控制臂状轴上画一条过点 1 的垂线。同时，一个如的模形沿着弧和垂线运动以决定轮距的变化。麦克佛森支撑杆在轮槽里有个最高点 E（当车轮行驶在颠簸道路上时较低的圆形连接点 2 到 C 点的距离变短，当轮胎反弹时则变长。这个模型必须考虑像这种长度的变化，它在支撑减震器中线向上有个槽。经常且必须出现在模型中的点 2 在 D 点周围的弧上运动，同时开口向上越过点 C。应该在画板上做个小标记。若在 P 点周围画弧，那么双重连接摆动轴轨迹的改变可以容易的画出。时说明了这个和降低车尾的好处。例如，完成一较小的弧度角和较高的侧面弧形力。在全独立悬挂情况下， P 的位置决定了轮距的瞬间改变量 b。如果双叉骨悬挂的悬挂控制臂的长度固定不变使该点在车轮受外文资料翻译 2 挤压或反弹时从一边到另一边作水平运动时（轮距的改变可以完全得到避免。这可以用计算、画图或者考虑任何弹力的模型来表明车轮运动距离 s= 70间（定纵向连接轴轨迹的改变和外连接杆交汇于 U 的轨迹在表示。对于此悬挂系统的说明参见参考文献 2中的画图的方法计算麦克佛森减震器轮距的改变，减振器中心线 E 方向必须有个槽。在研究两轮一轴的汽车时，轮距的改变量可以看作一个由两平行车轮单侧改变时引起车轮往复运动距离的方程。车轮的平行运行是必要的，因为在车轮颠簸在最高点或最低点时，运动轨迹的微小改变会使测量数据失真。用图形表示，车轮的改变应标在 y 轴上，示的是麦克佛森支撑杆减震器的单轮轨迹改变和 U 点的变化。 C 点是麦克佛森支撑杆上部的槽的中心；这个点在被标为 E。低悬挂的控制臂支点 P 可以减少双摆动轴轨迹的改变，使车身的重心从到需要一个更宽的轮距。若车上有两名乘客时，轮胎上会产生负曲面效应 ,尽管这样做的优点是吸收更多的侧面力，但缺点是不利于减少颠簸。使轮距不改变就要求车的滚动中心位于水平面上。同时还会取得较好的运动性能。要与轴的运动方向一致，即上弹为正下弹为负。原点应与设计重量一致，换句话说有两个或三个体重 68 千克的人的重量。空车是不符合实际的。两个轮子轨迹的改变量 b 标在 x 轴，向右表示增加，向左表示减少。需要指出的是目前轨迹处在原点位置。轮距在满载或空车时的改变量 b 可以由弹簧的弹性来界定。弹簧在弹性范围内从原点运动距离而得出一个 b 关于 s 的方程的曲线。图显示的是一辆前轮驱动汽车的前轮弹簧的情况，用 115 毫米减掉 80 毫米就得到了反弹距离，到原点的距离 s=35车在允许的负重范围内，在颠簸路况行驶距离为 22 毫米。路线被显示在 4 286外文资料翻译 3 立悬挂系统中的轮距 b 取决于负荷。图示的是双叉骨悬挂系统和麦克佛森支撑杆系统轮距的改变，图中显而易见的是较低的改变值。正如在细节描述的那样，曲线的形状取决于重心的高低。在三座位的车型中，地面以上，当满载时会灵敏的下降。若汽车制造商设计较低的重心作为标准，那么重心随后再下降则会走向反面。地面以下时，方向的稳定性会受损，尤其是宽轮胎时。在双叉骨悬挂系统中，弹簧位于控制臂的上方或下方，无论哪种情况，猛然一下的提升会使轮距变化曲线发生轻微变动。同时引起重心的轻微变化（曲线的形状取决于装有弹簧的汽车上的测量量。在任何情况下曲线的变化表明了正确的高度。典型的后轮悬挂轮距的变化 . 迪宝阿斯特拉、和本田雅阁的前轮距的变化曲线。其中本田是唯一装备双叉骨悬挂的乘用车；行使方面的优势显而易见。汽车重心高见下表，单位是文资料翻译 4 制动系的保养和维修鼓式液压制动系统所发生的故障有以下几种类型 : (1)制动踏板移至汽车底板 :发生这种情况时 ,由于整个踏板位移 ,不能提供满意的制动 ,意味着没有踏板行程余量。这对于装有双管路的制动系统来说 ,是极不可能发生的事， (前部或后部的 )一套管路可能损坏，但两套管路同时损坏是极少见的。如果发生这种情况，驾驶员很可能在一套管路失灵的情况下已经行驶了一段时间。 (2)一边制动器咬死 :这意味着解除制动时，制动蹄片不能从制动鼓上分开。 (3)全部制动器咬死 :如果所有的制动器都咬死，可能是由于踏板未能充分地起作用，致使制动总泵中的活塞不能完全返回。 (4)汽车跑偏 :如果制动时发生汽车跑偏 ,即意味着提供的制动力一边比另一边要大。 (5)制动踏板发软或如踏在海绵上 :如果踩踏板时，感觉发软或像踏在海绵上，可能是系统中进了空气。不过，调整不当的制动蹄片也会发生这种现象。 (6)制动作用不佳，需加大踏板压力 :如果制动衬片被油或制动液浸渍，就会失去作用。调整不当的制动衬片或是使用的制动衬片有毛病均会引起同样的问题。 (7)制动器反应过于灵敏或猛烈 :制动器过于灵敏，或轻轻踏下制动踏板，即猛然刹车，可能是衬片被油浸渍、制动片脱出、使用的是有毛病的衬片、以及制动鼓工作面擦伤或凹凸不平所至。 (8)制动噪音 :制动器衬片磨损严重，致使铆钉直接与制动鼓接触；制动蹄翘曲，使其直接触及制动鼓上的压力不均；制动蹄上的铆钉松动，使其直接触及制动鼓；制动鼓凹凸不平或磨损；这些情况都会使制动器产生噪音。 (9)空气进入系统 :如果空气进入系统，就会产生制动不良和踩下踏板不能产生制动力。也可能是拆卸加注口螺栓时， (用扳手不当 )偶然堵住排气口所至。 (10)制动液流失 :如果制动总泵渗漏，连接管松动或破损，均会使制动外文资料翻译 5 液流失。 (11)制动时 (双管路系统 )警示灯亮 :这是两路制动系统之一发生故障的信号，检查 (前后 )两个系统以便发现并排除故障。带着这类故障行车是非常危险的，即使还可实现制动，也仅仅是因为半数车轮还能够实现制动。在盘式制动系统中制动盘与鼓式制动系统所发生的大部分故障相类似。无论何时制动出故障，总要尽力去分析并确定其原因。有时，所要做的仅仅是对制动器稍做调整，以减少衬片磨损。目前带有自动调校装置的制动器，可自动调整以减少衬片的磨损。制动器的其它维修工作还包括 :添加制动液，排出液压系统的空气，修理或更换制动总泵和分泵，更换制动衬片和整修制动鼓工作表面。轮胎的维修包括定期充气，保证轮胎气压正常；定期检查轮胎可以及时发现和修理较小的损坏，以免发展为大故障。维修还包括拆卸、修理和更换轮胎。不适当的轮胎充气会引起多种类型的转向和制动障碍。压力低会使转向沉重，前轮摆振，转向回跳以及转动时轮胎发出噪音；各轮胎压力不均匀将增加汽车跑偏的倾向。由于这些原因，保持轮胎的正常气压是非常重要的。在给轮胎充气时，应注意以下几点 : （ 1）轮胎在热状态下时不要充气。例如，在高速公路上长途行驶之后。（ 2）检查气压或充气后，应该把轮胎气门盖放回原处。在小型车辆上更换和拆卸轮胎并不困难。但是在重型车辆上，需使用专门的工具进行拆卸和操作。开始拆卸轮胎时 ,首先应从内胎中排除空气 ,轮胎的轮缘一侧应推向轮辋的中心，可用轮胎工具或扁平的翘棒把轮缘的一端从轮辋辋圈上翘起。要当心不要损坏轮胎轮缘或内胎。当用工具使轮缘从轮辋辋圈中脱出后，轮缘的剩余部分可用手将其扒过辋圈。再用类似的方法拆卸另一边的轮缘。轮胎商店每天都更换很多轮胎，所使用的是专门的轮胎更换设备。使用这种设备时，只要把轮胎安装到位，气压装置就把轮缘从辋圈中压出，这种装置在几秒钟的时间内即可将轮胎从辋圈中拆下来。此外，还可以很快地把轮胎装入辋圈内。维修轮胎时，应该认真遵守下列注意事项 : (1)维修无内胎轮胎时，不能使用撬棒强行把轮缘从轮辋上拆卸下来。这样容易损坏轮缘上的轮辋止口，并造成空气泄漏。应该使用专门工具。外文资料翻译 6 (2)如果轮胎已经没气了 ,不要在汽车负载时给轮胎充气。在充气前，通常应该用千斤顶顶起汽车，使内胎能够均匀地沿着轮胎的每一处扩充起来。如果不这样做，内胎的某一部分就比其它部分膨胀的更多，这一部分内胎可能就会因拉的过紧而引起爆裂。轮胎和内胎的维修范围为修补钉子划破的口子、破洞、或切口，以及用新的胎冠材料热补外胎。后者就是大家都知道的轮胎翻新，因为是在轮胎上加了一层胎纹。维修过程要依据是无内胎轮胎，还是有内胎轮胎而定。修补内胎的破口，需拆下轮胎，粘补内胎破口。需用专门工具。硫化或热补的温度大约为 150 。通常修补无内胎轮胎的破口时，无需将轮胎从轮辋上取下。一种方法是橡皮塞修整的与胎冠一样高，修理工作就完成了。较大的轮胎破口和切口可用补胎片在内侧进行修补。另外，轮胎磨损后，可在外胎上热补新的胎面，使外胎翻旧如新。轮胎有两种功能。首先，轮胎吸收路面的冲击。轮胎具有可弯性，也就是弹性。在遇到颠簸路面时，可以减少对车上乘员的冲击。其次，轮胎提供了车轮与路面的摩擦接触，保证汽车稳定行驶。轮胎的这些功能可以使汽车在突然加速时传递驱动力，在汽车转弯时避免打滑，在汽车刹车时快速停车。轮胎有两种基本形式，实心轮胎和充气轮胎。实心轮胎的使用范围极为有限，仅在某些特定的工业方面应用。充气轮胎又分为有内胎式和无内胎式两种。轮胎的充气量取决于轮胎的种类和用途。载人轿车的轮胎充气量为 275千帕到 413 千帕。把导入空气的橡胶软管夹在气门上，空气就被打入轮胎 (或内胎 )。有内胎式轮胎气门是直接做在内胎上的 ,无内胎式轮胎的气门安装在轮毂上。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 1 第一章前言车的诞生与世界汽车工业的发展德国工程师卡尔奔驰 1885 年在曼海姆制成一辆力的四行程汽油发动机，最高车速为 15km/h 的三轮汽车。 1886 年 1 月 29 日立案专利，世界上具有真正意义的第一辆汽车诞生。同时德国的另一位工程师戴姆勒及其助手迈巴赫在 1886年也制成一辆装有驰及戴姆勒被公认为现代汽车的发明者。他们各自成立了自己的公司，奔驰公司生产了著名的“维洛”、“凤凰”小客车；戴姆勒公司生产了著名的“默谢台斯”小客车。 1926 碾月两公司合并后成立了“戴姆勒司，使汽车工业实现了规模化生产，为世界汽车工业的发展起了重要的作用。 1891 年法国的别儒公司研制成功齿轮式变速器、差速器； 1891 年法国人首次采用了前置发动机后轮驱动汽车、研制成功摩擦片式离合器； 1895 年采用了充气橡胶轮胎； 1898 年采用了带万向节的传动轴； 1902 年采用了狄第安后桥半独立悬架。另外， 1893 年德国人发明了化油器； 1896 年英国首先采用了石棉制动片和方向盘； 1905 年美国开始采用挡风玻璃。在汽车的初期发展阶段，他们在汽车结构、性能等方面做出了很大的贡献。从 19 世纪末到 20 世纪初，世界上相继出现了许多著名的汽车制造公司，如美国的福特公司、通用公司，英国的罗尔斯国的别儒公司、雪铁龙公司，意大利的菲亚特公司等，并形成一定规模的生产，产生了许多著名品牌的汽车。 1908 年美国福特公司推出了著名的“ T”型车，并在 1913年率先采用了流水线大批生产，使“ T”型车的产量迅速上升，成本大幅度下降，使汽车一度成为少数富人的奢侈品变为大众经济实用的交通工具成为现实。由于“ T”型车结构紧凑、坚固耐用、容易驾驶、价格低廉，所以非常受欢迎。仅在以后的 20 年期间，“ T”型车共生产 1500 万辆，产生了很大的社会影响。应该说，汽车的发明在德国，促进汽车的初期发展在法国，形成大规模生产在美国。 1937 年，德国政府为了使普通百姓能够买得起汽车，建立了“大众汽车车辆与动力工程学院毕业设计说明书 2 公司”，并推出了著名的、大众化的“甲壳虫”轿车。从 1940 年投产至 1975年停产，并将该车型转移至南美洲继续生产，至 1891 年累计生产 2000 万辆，成为世界上生产时间最长和产量最多的车型，为汽车真正意义上的大众化作出了贡献。第二次世界大战后，日本工业经过 10 年的恢复调整， 20 年的创业、投资和高速发展，汽车工业也迅速发展，先后出现了丰田、日产、本田等著名汽车公司，汽车产量不断攀升， 1890 年到 1993 年汽车产量超过美国，跃居世界第一位。近年来，韩国、西班牙、中国、巴西、墨西哥等国家汽车工业也发展迅速，已形成较大规模的生产。其中，韩国、西班牙生产的汽车已成功地打入了国际市场。一百多年来，汽车以它的灵便、快速和高效的特点，受到越来越多人的喜欢和重视，获得了巨大的发展。目前，世界汽车保有量已超过 7 亿辆，是最多、最普及、最重要的交通运输工具。汽车工业已成为许多国家的支柱产业，也成为世界现代文明的重要标志之一。国汽车工业的发展新中国成立以前，我国没有汽车制造工业，自 1953 年在长春兴建第一汽车制造厂， 1956 年制造出第一辆“解放”牌运输车，宣告了中国不能生产汽车历史的结束。 1968 年，国家在湖北十堰开始建设第二汽车制造厂， 1975年生产出“东风”牌运输车。一汽、二汽当时以生产中型运输车为主，虽然1958 年后相继建立了南京、北京、济南、上海、重庆大足、陕西延安等汽车制造厂，但产量均较少，使我国汽车工业缺重少轻，轿车工业几乎没有。 1977年，我国汽车年产量仅有辆。 1978 年后，国家实行了改革开放，在 1985 年的“七划中建议把汽车工业作为支柱产业的方针。 1987 年，国务院又确定了“将发展轿车工业作为振兴汽车工业”的发展战略，从此确立了汽车的“三大、三小”生产基地，并对内实行了联合重组，对外实行了引进、合资，使我国汽车工业迅速发展，不仅从品种上增多而且产量上大幅度提高。到 1993 年我国汽车年产量已达到辆，居世界第 12 位。 1994 年，国家颁布了汽车工业产业政策，对我国汽车工业的健康发车辆与动力工程学院毕业设计说明书 3 展和准备加入世界贸易组织起了重要作用。近年来，由于国家加大了对汽车工业的改组、改革；加大投资、合资力度；社会需求量的增加以及加入我国的汽车工业迅猛发展。 2003 年，我国汽车总产量突破了 400 万辆大关，轿车产量已达 180 万辆，而且质量上有了很大的提高。 2004 年国家发改委发布了汽车产业发展政策，将进一步推进汽车产业结构调整和升级，全面提高汽车国际竞争力，力争 2010 年我国有几家具有国际竞争力的大型汽车企业集团进入世界 500 强，并确定了我国汽车产业在 2010 年前发展成为国民经济的支柱产业。中国汽车工业已成为世界汽车工业的重要组成部分。改革开放 20 年来，与国际上各大汽车及零部件制造商相继建立了 600 余家中外合资企业，积累了资本 200 多亿美元；引进了 1000 多项汽车新技术，绝大部分都与国外处于同等水平； 2002 年，汽车进出口贸易总额达 100 亿美元，占世界汽车市场的1/20 的份额。 2010 年我国汽车产量的目标是 600 万辆，占世界汽车市场的1/10；若按 5%的增长率计算， 2020 年我国的汽车产量将达到 1000 万辆，将占世界汽车市场的 1/5，中国的汽车工业将由生产大国走向强国。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 4 第二章制动系概况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。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，后者则用来保证第三项功能。行车制动的驱动机构常采用双回路或多回路，以保证其工作可靠，驻车制动装置则采用机械驱动机构而不用液压或气压以防止产生故障。除此以外，有些汽车还设有应急制动、辅助制动和自动制动装置。应急制动装置利用机械力源进行制动，在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动。辅助制动装置可实现汽车下长坡时，持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或解除行车制动装置的负荷。自动制动装置可实现当挂车与牵引车连接的制动管路渗漏或断开时，使挂车自动制动。任何一套制动装置都由制动器和制动驱动机构两部分组成。设计制动时应满足如下基本要求： 1）具有足够的制动效能。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。 2）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。 3）在任何速度下制动时，汽车都不应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）制动能力的热稳定性良好。 6）操纵轻便，并具有良好的随动性。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 5 7）制动时，制动系产生的噪声尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。 8）作用滞后性应尽可能好。作用滞后性是指制动反映时间，以制动踏板开始动作至达到给定的制动效能所需的时间来评价。气制动汽车的反映时间较长，要求不得超过于汽车列车，不得超过 9）摩擦衬片应有足够的使用寿命。 10）摩擦副磨损后，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。 11）当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警提示。防止制动时车轮被抱死有利于提高汽车在制动过程中的转向操纵性和方向稳定性，缩短制动距离，所以近年来防抱死制动系统在汽车上得到了很快的发展和应用。此外，由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有致癌公害问题已被逐渐淘汰，取而代之的各种无石棉型材料相继研制成功。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 6 第三章制动器的结构类型及选择制动器是制动系中用于以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。后一种提法适用与驻车制动器。除了竞赛汽车上才装设的、通过张开活动翼板以增加空气动力的空气动力缓速装置以外，一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。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，都成为摩擦制动器，除各种缓速装置以外，行车制动、驻车制动及第二制动系统所用的制动器，几乎都属于摩擦制动器。目前，各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式合盘式两大类。前者摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；后者的旋转元件则为圆盘状的制动盘，以端面为工作表面。旋转元件固装在车轮或半轴上，即制动力矩分别直接作用于两侧车轮上的制动器，称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系统的传动轴上，其制动力矩须经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器，则称为中央制动器。车轮制动器一般用于行车制动，也有兼用于第二制动和驻车制动。中央制动器一般只用于驻车制动和缓速制动。本次设计的题目是紧凑型家用轿车的制动系，故采用的制动系方案为：行车制动的制动器前轮为浮动钳盘式制动器，后轮为鼓式制动器，其驱动机构为液压驱动。轮鼓式制动器的选择鼓式制动器按其制动蹄的受力分为：领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、单向增力式和双向增力式。 1、领从蹄式制动器制动蹄按其张开的方向和制动鼓的旋转方向是否一致分为领蹄和从蹄，制动蹄张开旋转方向和制动鼓的旋转方向一致则该制动蹄就称为领蹄；相反，车辆与动力工程学院毕业设计说明书 7 制动蹄的张开时的旋转方向和制动鼓的旋转方向相反则该制动蹄就称为从蹄。在制动鼓正向和反向旋转时都有一个领蹄和一个从蹄制动器成为领从蹄式制动器。领蹄和从蹄的受力情况：领蹄的摩擦力矩使蹄压的更紧，即摩擦力矩具有“增式”作用故称为增式蹄；而从蹄受的摩擦力矩使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减式”作用，故称为减式蹄。图 3式制动器示意图领从蹄式制动器的每块蹄片都有自己的固定支点，而且两固定支点位于两蹄的同一端（图 3张开装置有两种形式 ,第一种用凸轮或楔块式张开装置 (图 3其中，平衡凸块式（ 3楔块式（图 3开装置中的制动凸轮和制动楔块是浮动的，故能保证作用在两蹄上的张开力相等。非平衡式的制动凸轮（图 3中心是固定的，所以不能保证作用在两蹄上的张开力相等。第二种用两个活塞直径相等的轮缸，可保证作用在两蹄上的张开力相等。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 8 领从蹄式制动器的效能和效能稳定性，在各式制动器中居中游；前进、倒退行驶的制动效果不变；结构简单，成本低；便于附装驻车制动驱动机构；易于调整蹄片与制动鼓间的间隙。但领从蹄式制动器也有两蹄片上单位压力不等，因而两蹄衬片磨损不均匀、寿命不同的缺点。此外，因只有一个轮缸，两蹄必须在同一驱动回路下工作。为使摩擦衬片磨损寿命均衡，可将从蹄的摩擦片包角适当减小，但是这样会使得两蹄的摩擦不能互换，从而增加了零件总数和制造成本，故本设计选择两蹄的摩擦片包角相等。 2、单向双领蹄式单向双领蹄式制动器的两块蹄片各有自己的固定支点，而且两固定支点位于梁体的不同端，如图 3示：领蹄的固定端在下方，从蹄的固定端在下方。每块蹄片有各自独立的张开装置，且位于与固定支点相对应的一方。汽车前进制动时，这种制动器的制动效能相当高。由于有两个轮缸，故可以用两个各自独立的回路分别驱动两蹄片。除此以外，这种制动器还有易于调整蹄片与两制动鼓之间的间隙，两蹄片上的单位压力相等，使其磨损程度相近、寿命相同等优点。单向双领蹄式制动器的制动效能稳定性，仅强于增力式制动器。当倒车制动时，由于两蹄片皆为双从蹄，使制动效能明显下降。与领从蹄式制动器比较，由于多了一个轮缸，使结构略显复杂。这种制动器适用于前进制动时前轴动轴荷及附着力大于后轴，而倒车制动时则相反的汽车前轮上。它之所以不用于后轮，还因为两个互相成中心对称的轮缸，难于附加驻车制动驱动机构。 3、双向双领蹄式双向双领蹄式制动器的结构特点是两蹄片浮动，用各有两个活塞的两轮缸张开蹄片（图 3 无论是前进或者是倒退制动，这种制动器的两块蹄片始终为领蹄，所以制动效能相当高，而且不变。由于制动器内设有两个轮缸，所以适用于双回路驱动机构。当一套管路失效后，制动器转变为领从蹄式制动器。除此以外，双向双领蹄制动器的两蹄片上单位压力相等，因而磨损程度相近，寿命相同。双向双领蹄式制动器因有两个轮缸，故结构上复杂，且蹄片与制动鼓之间的间隙调整困难是它的缺点。这种制动器得到比较广泛的应用。如用于后轮，则需另设中央驻车制动器。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 9 4、双从蹄式双从蹄式制动器的两蹄片只有一个固定支点，而且两固定支点位于两蹄片的不同端，并用各有一个活塞的两轮缸张开蹄片（图 3 轮盘式制动器的选择盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属盘，此圆盘称为制动盘。其固定元件则有着多种形式，大体可分为两类。一类是工作面积不大的摩擦块和其金属背板组成的制动块，每个制动器有 24 个制动块。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的钳形支架中，总称制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。另一类是固定元件的金属背板和摩擦片也呈椭圆形。使用这种固定元件，因其制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，故该制动器称为全盘式制动器。 1、钳盘式制动器的结构类型（ 1）固定钳盘式制动器固定钳盘式制动器在制动钳体上有两个液压缸，其中各装有一个活塞。当压力油液进入两个油缸活塞的外腔时推动两个活塞向内将位于制动盘的制动块总成压紧到制动盘上，从而使车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减少时，回位弹簧将两制动块总成及活塞推离制动盘。（ 2）浮动钳盘式制动器浮动钳盘式制动器的制动钳体是浮动的，其浮动方式有两种，一种是制动钳体可以平行滑动；另一种是制动钳体可以围绕一支撑摆动。但他们的制动油缸均为单侧，且与油缸同侧的制动块总是活动的，另一侧的制动块总成则固定在钳体上。当制动时在油液压力作用下，活塞推动制动块总成压靠到制动盘上，而反作用力则推动制动钳体连同制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两制动块总成受力一样为止。式制动器的优缺点及确定的方案 1、与鼓式制动器相比盘式制动器有以下优点：（ 1）热稳定性好。这是因为制动盘对摩擦衬块无摩擦增力作用，且制动摩擦车辆与动力工程学院毕业设计说明书 10 衬块的尺寸不大其工作表面仅为制动盘面积的 12%16%，故散热性好。（ 2）水稳定性好。制动块对盘的单位压力高，易于将水挤出，因而进水后效能降低不多；又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一、二次制动即能恢复正常。鼓式制动器则需经十余次制动方能恢复。（ 3）制动力矩与汽车方向无关。（ 4）易于构成双回路制动系，使系统有较高的可靠性和安全性。（ 5）尺寸小、质量小、散热良好。（ 6）压力在制动衬块上的分布比较均匀，故衬块磨损也均匀。（ 7）更换衬块简单容易。（ 8）衬块与制动盘之间的间隙小（从而缩短了制动协调时间。（ 9）易于实现间隙自动调整。 2、盘式制动器的主要缺点是：（ 1）难于完全防止尘污和锈蚀。（ 2）兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂。（ 3）在制动驱动机构中必须装有助力器。（ 4）因为衬块工作面积小，所以磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块。总之，目前盘式制动器已广泛应用于轿车，但除了一些高级轿车上用全盘式以外，大都只用作前轮制动器，而与后轮鼓式制动器配合使用，以获得汽车在高速下制动时的方向稳定性。 3、确定的方案如下：根据以上对制动器性能的分析，确定制动器的方案如下：行车制动器：前盘后鼓，盘式制动器为通风型浮动钳盘式制动器，鼓式制动器为领从蹄式制动器。驱动机构为：液压双回路驱动。驻车制动装置采用：车轮制动器，与后轮共用一个制动器，即后轮鼓式制动器。驱动机构为机械式驱动机构，即拉索机构。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 11 第四章制动参数选择及计算制动器设计中需要的重要参量：汽车轴距： L=1860轮滚动半径： R r =270 车满载质量： m=1400车空载质量： m =820载时轴荷的分配：前轴负荷 48%，后轴负荷 52% 空载时轴荷的分配：前轴负荷 52%，后轴负荷 48% 满载时质心高度： 25载时质心高度： =550心距前轴的距离： a=968 a =892心距后轴的距离： b=892 b =968汽车制动性有影响的重要参数还有：制动力及其分配系数、同步附着系数、制动强度、附着系数利用率、最大制动力矩与制动因数等。动器主要结构参数选择一、鼓式制动器主要结构参数的确定 1、制动鼓内径 D 输入力定时，制动鼓内径越大，制动力矩越大，且散热能力也越强。但增大 D 要受到轮辋内径的限制。制动鼓与轮辋之间要保持足够的间隙，通常要求该间隙不小于 20则不仅制动器的散热条件条件差，而且轮辋受热后可能沾住内胎或烤坏气门嘴。制动鼓应该有足够的壁厚，用来保证有足够的刚度和热容量，以减小制动时的温升。制动鼓的直径小，刚度就大，并有利保证制动鼓的加工精度。制动鼓直径与轮辋直径之比 D/范围如下：轿车： D/车： D/辆与动力工程学院毕业设计说明书 12 轿车制动鼓内径一般比轮辋外径小 125150货汽车和客车的制动鼓内径一般比轮辋外径小 80100于深槽轮辋，由于其中间深陷部分的尺寸比轮辋名义直径小的多，所以其制动鼓与轮辋之间的间隙有所减小，设计时可按轮辋直径初步确定制动鼓内径。轮辋直径 304动鼓最大内径 220制动鼓内径 D=200 R=100 4式制动器的主要几何参数 2、摩擦衬片宽度 b 和包角摩擦衬片宽度磨损尺寸 b 的选取对摩擦衬片的使用寿命有影响。衬片的宽度尺寸去窄些，则磨损速度快，衬片寿命短；衬片宽度取宽些，则质量大，不易加工，且加工成本增加。实验表明，摩擦衬片包角 =90o100o 时，磨损最小，制动鼓温度最低，且制动效能最高。角减小虽然有利于散热，但单位压力过高将加速磨损。实际上包角两端处单位压力最小，因此过分延伸衬片两端以增加包角，对减小单位压力的作用不大，而且将使制动不平顺，容易使制动器发生自锁，因此这里取包角为 95o。衬片的磨损面积为 b。制动器各蹄衬片总的摩擦面积越大，制动时所受单位面积的正压力和能量负荷越小，从而磨损特性越好。对于（ t 的微型客车，单个制动器总的摩擦面积（ 120200）辆与动力工程学院毕业设计说明书 13 这里取 20求得 b=75 3、摩擦衬片起始角 0 一般将衬片布置在制动蹄的中央，令 0=90o /2。有时为了适应单位压力的分布情况，将衬片相对于最大压力点对称布置，以改善磨损均匀性和制动效能。由以上可知 0=90= 4、制动器中心到张开力用线的距离 e 在保证轮缸或制动凸轮能够布置于制动鼓内的条件下，应使距离 e 尽可能大，以提高制动效能，设计时定 e=右，根据图样取得 e=80 5、制动蹄支撑点位置坐标 a 和 k 应在保持两蹄支撑端毛面不致互相干涉的情况下，使 a 尽可能大而 c 尽可能小，这里定 a=右，实际取值为 a=100mm,k=15 二、盘式制动器主要结构参数的确定 1、制动盘直径 D 制动盘直径 D 应尽可能取大些，这时制动盘的有效半径得到增大，可以降低制动钳的夹紧力，减少衬块的单位压力和工作温度。受轮辋直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辋直径的 70%79%，对于总质量小于 2t 的汽车，D 尽可能取大，求得 D=（这里取 D=250 D/2=125 2、制动盘厚度 h 制动盘的厚度 h 对制动盘的质量和工作时的温升有影响。为了使质量小些，制动盘的厚度不宜取得很大；为了降低温度，制动盘的厚度不宜取得过小。制动盘可做成实心的，或者为了散热通风的需要在制动盘中间铸出通风孔道。一般实心制动盘可取 1020风式制动盘厚度取 2050采用 2030设计采用的是通风型制动盘，制动盘厚度取 h=20 3、摩擦衬块外半径内半径荐摩擦衬块的外半径内半径值不大于此比值偏大，工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差教多，磨损不均匀，接触面积减小，最终导致制动力矩变化大。本设计取 1100 4、制动衬块面积 A 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围内选用。 m/8A=(得 A=（ 50 A=70 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 14 5、摩擦衬块扇形角摩擦衬块扇形角应满足下式 =2A/（由计算得 = /2=、制动间隙一般鼓式制动器的制动间隙为一般盘式制动器的制动间隙为制动力与制动力矩分配系数 1、地面对前后车轮的法向反作用力 2+L( （ 4 式中： 1L g 汽车制动时，如果不记车轮的滚动阻力矩和汽车的回转质量的惯性力矩，则任何角速度 0 的车轮，其力矩平衡方程为（ 4 式中：制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反， N m；地面与轮胎之间的摩擦力，又称地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反， N； m 令 e 并称之为制动器的制动力，它是在轮胎周缘克服制动器的摩擦力矩所需车辆与动力工程学院毕业设计说明书 15 的力，因此又称为制动周缘力。车轮角速度 0 时，大小亦相等，且由制动器的参数所决定，即寸，摩擦副的摩擦系数及车轮的有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成正比。当增大踏板力以增大，随之增大，但地面制动力受附着条件的限制其值不可能大于附着力 F ， F =Z (4F =Z (4式中：当制动器的制动力地面制动力值时，车轮即被抱死并在地面上滑移，此后制动力矩表现为静摩擦力矩，而制动力车轮角速度=0 以后，地面制动力 F 值后就不再增大，而制动器的制动力图 4示图 4动器制动力、地面制动力与踏板力的关系根据汽车制动时的整车受力分析，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力 L( 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 16 L( （ 4 代入 G=13720N L=1860 25 a=968 b=892到： (4式中： g 2、制动器制动力分配系数 = f (4b+ ( (4 (4可得 =f= =(b+ ( b+ (b+ L (4即： =b/L+ (4其中 b=892L=186025取 =得到 = 步附着系数 0=（ b） / (4= 0=入式 (4 可得：即： M m M m 对于盘式：摩擦系数 f=2)/2=(110+80)/2=95M 辆与动力工程学院毕业设计说明书 17 对于鼓式：参照图 4 =k/a= 0=42.5 o =95 o 则 a 180o 0 o a a 1001=4R/(a a )2+(2 a +a )21/2=为紧蹄和从蹄大小尺寸相同故 =液力驱动时所需张开力为 o= M (2)= 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 18 第五章驻车制动和应急制动计算车制动计算满载时：汽车在上坡路上停驻的受力情况如图所示，由此不难得出停驻时的后桥附着力为 2F = ( 1汽车在下坡路上停驻时的后桥附着力为 2F = ( 1汽车可能停驻的极限上坡路倾角 a ，可根据后桥上的附着力与制动力相等的条件求得即 ( 1 到 a= = . 7 5 9 6 8(1 8 6 0 0 . 7 5 5 2 5 )=理，可推导汽车可能停驻的极限下坡路倾角为 = =载时：分析同上把参数代入得：汽车上坡时能停驻的极限倾角1为 1= . 7 5 8 9 2(1 8 6 0 0 . 7 5 5 5 0 )=车在下坡时能停驻的极限倾角为车辆与动力工程学院毕业设计说明书 19 1 = . 7 5 8 9 2(1 8 6 0 0 . 7 5 5 5 0 )= 急制动计算应急制动时，后轮一般都将抱死滑移，故后桥制动力为 2F =1h = 1 4 0 0 9 . 8 9 6 8 0 . 7 51 8 6 0 0 . 7 5 5 2 5 = 此时所需后桥制动力矩为 2 辆与动力工程学院毕业设计说明书 20 第六章制动器主要零件的结构设计一、制动鼓制动鼓应具有较高的刚性和大的热容量，制动时其温升不应超过极限值。制动鼓的材料与摩擦衬片的材料相匹配，应能保证具有高的摩擦系数并使工作表面磨损均匀。制动鼓有铸造的和组合两种。铸造制动鼓多选用灰铸铁，具有机械加工容易、耐磨、热容量大的优点。组合式制动鼓的特点是质量小，工作面耐磨，并有较高的摩擦因数。综上所述，故选用铸铁制动鼓，并且制动鼓的外圆周部分铸有肋，用来加强刚度和增加散热效果。制动鼓壁厚的选择主要是从刚度和强度方面考虑。壁厚取大些也有助于增大热容量，但实验表明，壁厚从 11至 20擦表面平均最高温度变化并不大。一般铸造制动鼓的壁厚：轿车为 7 12、重型货车为 1318 故取壁厚为 10 二、制动蹄轿车和轻型货车的制动蹄广泛采用 T 形型钢辗压或用钢板焊接制成，其腹板上往往开一条或两条径向槽，使蹄的弯曲刚度小些，其目的是衬片磨损较为均匀，并减小制动时的尖叫声，制动蹄腹板和翼缘的厚度，轿车为35车为 58设计中，制动蹄腹板厚度取 5缘的厚度取 6 三、制动底板制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零应有足够的刚度。故选用由钢板冲压成型的制动底板并且有凹凸起伏的形状。四、制动轮缸采用活塞式制动蹄张开结构。轮缸的缸体由灰铸铁成。其缸筒为通孔，需镗磨。活塞由铝合金制成。活塞外端压有钢制的开槽顶车辆与动力工程学院毕业设计说明书 21 块，以支承插入槽中的制动蹄腹板端部。轮缸的工作腔由靠在活塞内端面处的橡胶密封圈密封。五、摩擦材料应该具有一定的稳定的摩擦因数，在温度升高时其摩擦因数变化不大；应该具有良好的耐磨性；应有尽可能小的压缩率和膨胀率且制动时不会产生噪声。以前制动摩擦衬片的材料是由增强材料、粘合剂、摩擦性能调节剂组成的石棉摩擦材料，但是其耐热性差，摩擦因数随温度的变化大，磨耗高和对环境有污染，特别是石棉能致癌，所以已经遭淘汰。由金属纤维、粘结剂和摩擦性能调节剂组成的半金属摩擦材料，具有较高的耐热性和耐磨性，特别是因为没有石棉粉尘公害，得到广泛应用。六、制动盘制动盘的材料一般是珠光灰铸铁，其形状有平板形和礼帽形两种。制动盘工作表面应光滑平整，两侧表面不平行度应不大于厚度不均匀能引起制动踏板振动，盘式摆差不大于差过大将发生制动块反撞，顶推活塞，导致制动踏板振动，踏板行程也会加大。七、制动钳制动钳由可锻铸铁或球墨铸铁制造，也有用轻合金制造的，可做成整体或两半由螺栓连接。其外缘有开口，以便不拆制动钳便可以换制动块。制动钳应有高的强度和刚度，一般多在钳体中加工出制动油缸，也可把油缸嵌入钳体中，活塞由铝合金或缸制造。为了提高耐磨性，对活塞的工作表面进行镀铝处理。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 22 第七章制动驱动机构的选择及计算一、制动驱动机构形式的选择制动驱动机构将来自驾驶员或其它力源的力传给制动器，使之产生制动力矩。根据制动力源的不同，制动驱动机构一般分为简单制动、动力制动和伺服制动三大类。、简单制动简单制动单靠驾驶员施加的踏板力或手柄力作为力源，也称为人力制动。其中又分为机械式和液压式。机械式由于效率低、传动比小、润滑点多且难以保证前后轴制动力的正确比例和左右轮制动力的均衡，所以在汽车制动装置中已被淘汰，但因其结构简单、成本低、故障少还广泛用于中小型汽车的驻车制动中。、动力制动动力制动是利用发动机的动力转化而成，并表现为气压或液压形式的势能作为汽车制动的全部力源。驾驶员施加于踏板或手柄上的力，仅用于回路中控制元件的操纵。因此简单制动中的踏板力和踏板行程之间的反比关系，在动力制动中便不存在了，从而使踏板力较小，同时又有适当的踏板行程。、伺服制动伺服制动是在人力液压制动系中增加由其它能源提供的助力装置，使人力与动力并用。在正常情况下，其输出工作压力主要由动力伺服系统产生，而在伺服系统失效时，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、中型客车、货车上得到广泛的应用。综上所述，故选用伺服制动驱动机构。二、制动管路的分路系统为了提高工作的可靠性，制动油路应该采用分路系统，即全车的所有行车制动器的液压或气压管路分为两个或多个相互独立的回路，其中一个回路失效后，仍可利用其他完好的回路起制动作用。双轴汽车的双回路制动系统主要有以下五种分路形式：、一轴对一轴型（型），前轴制动器与后桥制动器各用一条回路。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 23 、交叉型（型），前轴的一侧车轮制动器与后桥的对侧车轮制动器同属一条回路。、一轴半对半轴型，两侧前制动器的半数轮缸和全部后制动器的轮缸属于一条回路，其余的前轮缸属于一条回路。、双半轴对双半轴型，每个回路均只对每个前后制动器的半数轮缸起作用。型的管路布置较为简单，可与传统的单轮缸鼓式制动器配合使用，成本较低，目前在各类汽车特别是商用汽车上用的最广泛。对于这种形式，若后制动回路失效，则一旦前轮抱死则极丧失转弯制动能力。对于采用前轮制动，因而，前制动器强于后制动器的汽车，当前制动回路失效而单用后桥制动时，制动力将严重不足（小于正常情况的一半），并且若后桥负荷小于前轴负荷，则踏板力过大时易使后桥车轮抱死而汽车侧滑。本设计采用型制动回路。三、液压驱动机构的设计与计算 1、制动轮缸直径 d 的确定制动轮缸对制动蹄（块）施加的张开力轮刚直径 d 和制动管路压力 p 的关系为 d= 4 7 制动管路压力不超过 10 12 取 p=11 由以前所得数据可以求得前后制动轮缸直径为 d 前 =55 d 后 =、制动主缸的直径 d 0 的确定。第 i 个轮缸的工作容积为 14 （ 7 式中，第 i 个轮缸活塞的直径： n 为轮缸中活塞的数目； i 为第在初步设计时，对鼓式制动器可取 i =2 所有轮缸的总工作容积为车辆与动力工程学院毕业设计说明书 24 311 0 1 5 8 . 6 9m iV v m m（ 7 式中：在初步设计时，制动主缸的工作容积可取为 0 7 主缸活塞行程 4/0200 （ 7 一般：因为主缸的直径在标准规定尺寸系列中选取，故取 2 3、制动踏板力动踏板力下式计算 20114 i（ 7 将 2 mm p=i p =8 = 入上式得到制动踏力为 2 111 1 . 84 8 0 . 922 =中： 4 、制动踏板工作行程踏板行程（计入衬片或衬片的允许磨损量）对轿车最大不应大于100 对商用车不大于 180本次设计中根据本车的特点，故取Sp 。 5 、制动距离初速度 0V = 3 0 K m / h g = 0 . 7 5 0 8 9 . 8 = 7 . 3 6 20 0V =2 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 25 S= 7m 所以符合要求。车辆与动力工程学院毕业设计说明书 26 第八章车架一、车架的功用与要求车架实际上是汽车的骨架，汽车的主要总成、部件和货物等都要安装在它上面，因此它是个重要的承载总成。同时，它还要承受由悬架机构产生的各种反作用力和行驶中产生的动载荷，因此，车架又是个受力很大的部件。车架应满足下列要求： 1、足够的强度，保证在各种复杂的工况下长期使用不致发生严重的损坏。 2、有合适的刚度，车架应保证车辆在各种使用条件下，固定在车架上的个总成和部件的相对位置变化较小，是它们能正常工作。另一方面，当车辆在不平路面上行驶时，为提高其平顺性和通过能力，又要求车架具

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