【《某微型电动车制动系统方案的分析与选择案例》5900字】

某微型电动车制动系统方案的分析与选择案例目录TOC\o"1-3"\h\u18714某微型电动车制动系统方案的分析与选择案例 160191.1盘式制动器 1297061.2鼓式制动器 385461.3制动盘方案分析 3168981.3.1前盘后鼓和四轮碟刹 3209571.3.2制动盘尺寸分析 3189561.4 制动驱动机构的结构形式选择 4131641.4.1简单制动系 4260981.4.2动力制动系 454091.4.3伺服制动系 5151671.5 液压分路系统的形式的选择 6220331.6 制动主缸的设计方案 896101.7 驱动电机的选配 8166431.7.1驱动电机的转矩 9214671.7.2驱动电机的功率 988881.7.3驱动电机的转速 91.1盘式制动器按照固定的制动元件及其结构操作方式的巨大差异,盘型式的制动器一般可以分别划分成较为小的钳盘式、完整的钳盘。制动钳由于机械结构运动方式的巨大差异,钳盘式的机械制动器通常可以再此划分为上下固定的轮钳式或盘式的制动器和上下浮动的盘钳式两种。浮钳盘型如图1和图2所示，它的优点在于结构很简单，由于采用单侧油缸，因而制动器的轴向与径向尺寸就变得很小，成本也不高，多用于在一些轿车和一些小型货车。由于在制动时，浮动销在内侧与配件间的间隙导致浮钳向前转动，造成了摩擦片的磨损。因此制动效果并没有鼓式的好。定钳盘式的制动盘和汽车的齿轮紧密地相连,随着汽车的齿轮进行一块旋转,制动钳因为被固定在汽车的桥壳上或者转向节上,导致它不能旋转，不会轴向移动。由于油缸数量较多导致浮动钳过于复杂,很难完全满足当时现代化汽车的应用要求,自70年代以来,逐渐被浮动钳式所取代,浮动钳便迅猛发展。因为固定钳在工作条件较差的情况下,温度升高很快,非常容易引起制动液汽化,浮动钳相比就好了很多,更重要的的是价格不贵[4]。盘式盘形制动器也称蝶式盘形制动器。由一台制动液压车机械制动控制,包括液压制动盘,制动轴和分泵,制动钳,制动液管等制动部件。一般会采用合金不锈钢并将其牢固地紧紧固定在车轮上,随着汽车车轮高速旋转,制动盘部分泵将其固定在汽车制动器的底板上。另外制动钳两侧的两个制动摩擦块,分别同时安装于两个制动盘两侧。制动盘部分泵的动力活塞内部承载着从制动液管两头传递运送过来的大量制动液压压力作用,推动泵的摩擦片被活塞挤压到一个制动盘上,发生了推动摩擦片的制动,动作过程看上去就似乎有点像用一个手指或夹钳紧紧地制动夹紧包住了整个旋转制动过程的其中的制动盘,迫使其制动结束。由于高强度负载工作情况下的抗热耐磨和高温制动性能良好,制动力的效果更加稳定,在风和离心力的巨大影响下使它还有效的能够把风和雨水从干燥空气中迅速飞散的隔开[5]。图1前盘制动器图2后盘制动器1.2鼓式制动器之所以被叫做鼓式制动,顾名思义就是因为它具有一个制动的特点，铁鼓式的制动。制动器的后轮磨损比较少,成本高且易于维修,目前还被广泛应用于一些经济型轿车。一般小轿车手刹式鼓型制动器主要包括内部张型与外束形两种。内张型的制动鼓工作时表面位于内圆柱体表面,外束型的位于外圆柱体表面[6]。制动鼓是直接安装到汽车的轮毂上。在进行汽车制动时,它的轮缸驱动活塞及驱动轮和制动蹄被齿轮推动的力压迫到了制动轮和鼓,制动轮和鼓与活塞齿轮之间的轴向摩擦力因此受到了极大减速,电动汽车齿轮就停止了高速运转。按照各种制动蹄式所承受力的传动方式不同,制动器又分为领从双导蹄式,双从双领蹄式，双领蹄式(单向和双面),自动递增制动力式(单向和双面)。一般类型汽车的所有驻车门和制动器(有时也可以叫之为鼓式驻车手刹)都必须是直接采用了带有鼓式的驻车制动器,而且都必须是直接手动安装在带有前轮门和盘式的驻车制动器内,因此当你在汽车右侧拉起了带有驻车门和制动器的两个手柄时,制动器的效应只对两个类型汽车的前和后轮盘式发挥作用[7]。1.3制动盘方案分析1.3.1前盘后鼓和四轮碟刹车辆在制动时，受到惯性，前轮的负荷更多，因此前轮制动力比后轮要大。汽车厂家为了降低成本，一般采用前盘后鼓制动。因为如果前后制动分布不平衡，如后轮制动力过大，就容易导致车辆制动过程中不稳定，发生意外。一些大型货车采用鼓式最主要的原因是，在停车时需要更大的驻车力，一般大车有安装喷水器，也就不会因为鼓式刹车的热衰退而造成制动力下降。但是微型车不要用那么大的驻车力，从某汽车品牌官网看，大多数车型都采用了四轮蝶式制动，在各种路面有不错的制动效果，而且空气可以直接进入制动盘，所以散热非常好。另外盘式制动寿命也长，美观也比鼓式好。1.3.2制动盘尺寸分析一般来说，四个轮制动盘的大小是不一样的，前轮刹车要偏大一些。正常情况下汽车前面和后面轮胎受到的力是一样的，但是在刹车时，因为受到惯性，车头向下压，前面偏重，冲击力更强，与路面的附着力增大，抓地力增强，所以需要更强的刹车力来控制前轮，以便增大阻力矩[9]。1.4 制动驱动机构的结构形式选择依照制动动力来源不同、机构可以划分为简单制动、动力制动和伺服制动三类。因制动传力介质的不同,分机械、液压、气压、电磁制动。低速农用车一般选机械式,但大部分都采用液压传力方式;轿车全部采用液压传力方式;中小货车采用气压和液压,大货车全部采用气压。1.4.1简单制动系简单的制动体系即机械或者是液压油的传力系,人通过机械或者是液压油的传力系统称为人力制动,只适用于微型车,不适合大车和货车。而且机械制动装置结构简单,成本非常低,很少出现问题,然而由于机械效率过高,易导致造成左右侧汽车车轮制动力的分配不均衡,因此常用于微型汽车的制动系统内。它的运行时滞较短为0.1s~0.3s;工作时压力高为(10~12mpa),另外因为轮缸尺寸不太大,所以它们都是可以放置在制动器里面的设备,从而实现结构紧凑简单、质量不大、成本相对也比较少。但是,它有限的动力传递比约束着它在车辆上的运行范围。还有,当一个液压管路发生过热,会在管道中形成一个气泡,从而影响到液压的传输,从而造成制动效能的降低。然而,当温度太低时,制动液的黏性就会随之增加,使其更好地可靠运行。当出现一些损坏后,系统无法正常运转。简单制动体系曾被普遍地应用在汽车、轻型货物运输机构及总质量较差的商业货物运输机构上。但这种操控相对较费力,因此它无法满足现代车辆设计的要求,为了提高操控便携性,现在仅用于微型车,在轻型和中型货车使用很少。1.4.2动力制动系动力制动的制动力源全部来自发动机动力的气压或液压形势的势能。开车人操控施加到刹车踏板及电动方向盘上的运动摩擦力控制只能用来作为对司机操纵各个动力回路的运动控制的一部分。可以把加大踏板进行制动时的减小踏板力和加大踏板制动行程相加并对应地测量构成一个呈正反比例的测量关系。动态动力制动组合系统可以大致分为以下三种：（1）气压制动系制动系统的一种常见形式,因为它在行驶时可以产生很大的气动驱动力,而且在车辆和悬挂车及汽车列车之间采用气动刹车系统,该系统具有简易结构的传动装置,连接和切断都比较方便,广泛应用于15t以上重卡、有轨车辆和客车上。由于需要采用带有气压式减速制动阀的系统必须尽量选择带有空压机、储气罐、制动减速阀等气压装置,使其系统结构过于复杂、体积大、造价高;而且管道过程中的空气压力和污垢去除都非常缓慢,也就是说一个滞后的制动时间不会很长(0.3~0.9s),从而容易导致两个制动阀的距离比较长,因此很快就有必要根据实际需要在液压制动减速阀和液压进气缸之间的长度差距几米处分别设计增加一个液压减速制动阀和快放式液压制动减速阀。管道的内部工作排气压力相对较低(一般压力可达0.5~0.7mpa),因为位于制动器排气室的整个管道开口直径很大,所以一个制动蹄弹簧只能被单独存放在一个制动器外面,制动蹄主要是由动力杆件和制动凸轮或者制动楔子结合来进行驱动,从而可能会大幅增大压在制动器弹簧下的空气质量。另外,制动器的气室还可能会因此产生极其严重的制动噪音。（2）气顶液式制动系气式压顶液式动力制动综合系统也就是另一种技术形式的液压动力系统制动综合系统,它主要指的也就是一种以主动气压系统的普通气顶液压动力制动综合系统为基础,以液压主动气缸驱力为动力的普通气顶气式液压制动作为机械基础进行动力制动。另外它还有液压动力制动、气压动力制动等诸多好处。但由于采用空气电子动力学的传递系统传动回路短,滞后期长,结构复杂、质量高、造价不低,因而主要被广泛应用于大中小型车的卡车,还有一些总体生产量应用范围一般为9~11t的车型具有大中小型车的汽车。（3）全液压动力制动系液压动力制动系统的制动力来源于由发动机推动液压泵驱动的液压力,分为闭式(常压型)和启动式(常流型)。除了它具有普通的液压式制动器传递系统之外,它还具有操纵方便,制动能力强,取消了空气流量,简化了传递系统。同时也避免了在气路系统中由于含有大量水分而导致的管道及制动器等元件发生锈蚀,和易于在制动力调节装置中,防止打滑装置等优点。从而提高系统可靠性。但是由于其结构复杂,精密元器件检查繁多,系统的密封性能要求很高,因此并没有广泛被运用,只用于一些先进的汽车和重型矿车。1.4.3伺服制动系一套以人力液压制动系为基础的动力辅助制动器。而且人力和引擎均可以供给制动能。大多数情况下,系统的输出电流和压力主要是由动力控制伺服系统来提供的,当这个伺服系统无法使用时,还需要它可以在一定程度上由汽车驾驶员提供,因此,在一些轻型、中型及以上的乘用车上被广泛应用。依照伺服动力来源的差异,伺服制动主要包括真空伺服,空气伺服和液压伺服三类。其中真空伺服和空气伺服实际工作的原理其实在一定程度上是相同的,由于电动机和驱动力源压力的不同,真空伺服的电动机负压为0.05~0.07mpa,空气伺服的电压为0.6~0.7mpa。但它们进气室的直径一样,在输入力相等的情况之下,空气伺服相对很小。1.5 液压分路系统的形式的选择为安全可靠地停车行驶,提高行车制动时的稳定和可靠度,应首先考虑涉及到如何采用各种行车分路液压控制制动系统,即将行驶全车的所有整个行车液压制动器的整个液压或者特别是其他气压制动管道系统划分开成为两个或更多的相互独立的一个液压回路,当任一个回路中被丢掉后,仍然能够可以充分地综合利用其他完善的一个回路在未来可以起到对行车制动的保护作用。常见的分路形式如图3所示，现主要了解Ⅱ型回路和X型回路的不同。（a）（b）（c）（d）（e）（a）Ⅱ型（b）X型（c）HI型（d）LL型（e）HH型图3分路系统Ⅱ型回路Ⅱ型制动管路的两种布置方式是一种,如图3（a）所示，它指一条回路主要用于布置连接前轴和两侧车轮的专用制动器,另一条管式回路主要用于布置连接后轴和两侧车轮的专用制动器,两者各用一个回路,独立循环。它的主要设计特点之一是那就是车体结构轻和布置简单,可与各种传统的单个齿轮缸(或单独的齿轮制动器或空气动机房)和制动鼓式齿轮制动器进行相互配合,成本相对比较低,目前已经在各种不同大小的轻型汽车尤其特别是重型货车上已经得到了广泛应用。如果一套回路线被丢掉,那么对于前轴或者就是后轴的整个车轮制力驱动力就可能会大大丧失,将来会导致车辆整车车轮制动系统效率大大幅度下降。后制动装置回路在被丢掉或者失效时,对于那些没有使用防抱死制动装置的微型车辆,此时当汽车前轮防抱死就非常容易丧失其对一些急转弯前后制动的适应能力。还有一种情况就是车辆前轴停车制动系统失效,队医一些没有使用ABS装置的车辆不仅极有可能因为会直接导致车辆后轮被前车抱死而完全失去了制动稳定性,而且由于前轴停车减速制动这种装置都主要是通过施加后轴制动来对其起到保护作用,所以尽管车辆施加了前轴停车减速制动也是很难挽救车辆前轴制冷驱动力的严重损坏。X型回路一条回路连接右前轮和左后轮制动器，另一条回路连接左前轮和右后轮制动器，即前轴左侧车轮制动器与后轮右侧车轮制动器共用一个回路。如图3（b）所示。X型管道结构布置方便。当采用直行侧向制动时,其中一套侧向制动燃料回路发生侧向漏液后,剩余的侧向总制造驱动力都会很有可能始终能够维持到正常制动数值的50%,并且侧向制动时也不会完全失去侧向稳定性,因为侧向没有制造的动力一侧向的车轮就已经可以完全承载整个侧向制造的动力。但是,一旦某个主销管道被制冷损坏从而发生制冷漏液,就会造成两侧制冷机动力不平衡,这时制动前轮要朝着制动力大的那个方向围绕主销进行高速转动,出现两侧制动力的跑偏。不过可以通过手动调节后轮主销的反向偏移动力差距,让它变正为负，这时不同的平衡制力机动力偏差会直接促使制动车轮高速发生一个反向高速旋转,避免两侧制力机动力不均而直接导致两侧制动力的跑偏。但是以上主销的高速偏移转向差距的数值一般也都不宜太小,否则不仅可能会直接使得车辆转向轮胎变得沉重,而且当车辆轮胎在高速转向时,会直接使得车辆轮胎和两侧路面之间还会产生很大的转向摩擦力,加剧了车辆轮胎的严重磨损。双回路联合制动增压系统的排气管路结构布设及其形式宜尽量不要选择Ⅱ型或者是X型。对于中型和重型等具有后轮较大载荷的轻型商业用途重型汽车,最好不要选择Ⅱ型三轴布置的后轮形式;对于驾驶品质比较偏前的重型车辆,如中型乘用车及轻型用途轿车多数都会采用Ⅱ或X型后轮布置。另外三种类型结构相对前两者较复杂，它们分别为：HI型，如图3（c）所示，指两个前轮制动器的半数轮缸和后轮制动器轮缸为一条回路。LL型，如图3（d）所示，指两个前轮制动器的半数轮缸和后轮单个制动器构成回路，共两个回路。HH型，如图3（e）所示，指两个前轮制动器的半数轮缸和两个后轮制动器的半数轮缸公用一个回路。1.6 制动主缸的设计方案为了大大改善高速驾驶安全