液压制动系统汽车防抱死系统设计包括有图纸与文档
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液压制动系统汽车防抱死系统设计包括有图纸与文档,液压,制动,系统,汽车,抱死,设计,包括,图纸,文档
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毕业设计说明书摘 要随着中国经济的发展，中国的汽车行业的也在飞速发展，近几年中国自主汽车品牌已经逐渐被人们所认可。越来越多的人由于性能可靠，安全系数高，价格便宜而选择自主品牌汽车。而对于汽车行业来说，一个汽车最重要的系统便是制动系统。由于制动关系着人们的生命安全。而近几年制动失效的事故也在不断出现，从国家法规的要求到企业的发展，汽车的制动系统研究尤为重要，而被动安全系统的出现大大提高了汽车的安全系数。防抱死系统的应用就为汽车制动的发展提供力方向，因此对于汽车防抱死系统的研究尤为重要。本设计中主要是对液压制动汽车防抱死制动系统进行设计，在设计过程中主要通过液压防抱死系统的发展进行分析，结合国内外的发展状况及防抱死系统的分类进行防抱死系统的总体设计。对制动力的分配，制动效能，制动力矩等参数进行计算。利用CAD制图软件对ABS系统进行绘制，借助CATIA三维软件进行 建模分析。最终完成设计说明书。关键字：防抱死系统； 安全性能；ABS执行机构；制动器；制动力；AbstractWith the development of Chinas economy, Chinas automobile industry is also developing rapidly. In recent years, Chinas independent automobile brand has gradually been recognized by people. More and more people choose their own brand cars because of their reliable performance, high safety factor and low price. For the automobile industry, the most important system of an automobile is the braking system. Because braking is related to peoples life safety. In recent years, the accidents of braking failure are also emerging. From the requirements of national laws and regulations to the development of enterprises, the braking system research of automobiles is particularly important, and the emergence of passive safety system greatly improves the safety factor of automobiles. The application of anti-lock braking system provides the direction for the development of automobile braking, so the research of anti-lock braking system is particularly important. In this design, the anti-lock braking system of hydraulic brake vehicle is mainly designed. In the design process, the development of Hydraulic Anti-lock braking system is analyzed, and the overall design of anti-lock braking system is carried out according to the development situation at home and abroad and the classification of anti-lock braking system. The distribution of braking force, braking efficiency, braking moment and other parameters are calculated. The ABS system is plotted by CAD drawing software and modeled and analyzed by CATIA three-dimensional software. Final completion of the design instructions. Key words: anti-lock braking system; safety performance; ABS actuator; brake; brake force;目 录摘 要1Abstract2第一章 绪论51.1课题研究的目的与意义51.2液压防抱死系统的简介51.3 防抱死制动系统的发展状况61.4 防抱死制动系统的发展方向71.5 研究的方法及技术路线71.5.1研究方法71.5.2研究技术路线7第二章 总体设计52.1 汽车制动过程的分析82.1.1 制动时汽车受力分析82.1.2 车轮抱死时运动分析92.2侧滑的分析112.3附着系数的分析112.5 采用防抱死制动系统的运动分析142.6 防抱死制动系统介入工况15第三章 防抱死制动系统主要零部件的设计1631 防抱死制动系统的布置形式163.2 防抱死制动系统的组成193.3.1霍尔传感器的设计223.3.2传感器齿盘的设计2234 防抱死制动系统的压力分配23第四章 制动系统的参数计算244.1 分配基础制动力244.2 同步附着系数的选择244.3 制动力矩的计算244.4 制动因数的确定254.5 液压系统的设计计算254.5.1 制动轮缸的计算254.5.2 制动主缸的计算264.5.3 制动力的计算274.6制动盘直径设计284.7制动盘厚度设计284.8摩擦衬块设计284.9 制动器压力的计算284.9.1磨损特性分析284.9.2热容量的核算294.9.3 制动力矩的计算30总 结31参考文献33致 谢35第一章 绪论1.1课题研究的目的与意义制动系统是每辆车的必备系统。随着我国经济的快速发展，我国公路建设逐步形成了运输网络。此外，为了满足人们的需要，方便人们生活，高速公路的限速越来越高。高速公路部分路段已达到120公里/小时，对于汽车厂来说，发展高性能、快速的汽车是一种趋势。但不管多快，紧急停车和减速是最重要的。因此，它关系到人身安全。每辆车投入市场生产前，必须进行车辆可靠性路考和国家法律法规的申报，制动时间和制动距离的测试是必不可少的。这就是刹车的作用。任何汽车都必须有两个独立的制动机构。主要包括两种制动：行车制动和驻车制动。行车制动装置主要用于在各种路况和紧急情况下减速或停车。该机构主要由驾驶员踏板控制。驻车制动主要是车辆在停车或半坡起步时为防止车辆打滑而采用的制动装置。目前，停车制动装置主要有手动停车、电子停车、自动停车等。该机构主要通过驾驶员的手动操作或车辆电子控制系统的自动识别来实现。在一些山区或斜坡上，驻车制动是必不可少的。另外，在一些特殊车辆上还设有紧急制动、辅助制动等机构或系统，以保证车辆和人员的安全1.2液压防抱死系统的简介 任何一个曾经驾驶过汽车的人都有这样的经历：当汽车在浸水的沥青路上或冰雪路上刹车时，车灯会侧滑、掉头、甩尾甚至剧烈旋转。如果制动力太大，车轮将被锁定。当车辆的方向失控时，如果弯道不是弯道，可以滑出路边或进入对面车道。即使不是弯道，也无法避免障碍物。造成这些危险情况的原因是汽车的车轮在制动过程中被锁住了。此时，车轮相对于路面的运动不再是滚动，而是滑动。作用在轮胎上的侧向滑动摩擦力和纵向制动力变得非常小。路面越滑，车轮就越容易。总之，如果车轮在制动过程中抱死，会产生以下不利影响：方向失控、侧滑、甩尾、甚至翻车；制动效率降低，制动距离延长；轮胎过度磨损，导致“小瘪”甚至爆胎。此外，ABS使用方便、可靠。ABS的使用与普通制动系统几乎相同。紧急制动时，只有踩下制动踏板，ABS才会根据情况进入工作状态。即使路面很滑，ABS也会将制动状态保持在最佳状态。ABS采用计算机控制车轮制动力，充分发挥制动效率，提高制动减速度，缩短制动距离，有效提高车辆制动稳定性，防止车辆侧滑和尾摆，减少事故发生，是提高车辆行驶安全性的有效措施。镇定。目前，ABS已广泛应用于国内外高档轿车和客车。1.3 防抱死制动系统的发展状况ABS装置最早应用在飞机和火车上，而在汽车上的应用比较晚。铁路机车在制动时如果制动强度过大，车轮就会很容易抱死在平滑的轨道上滑行。由于车轮和轨道的摩擦，就会在车轮外圆上磨出一些小平面，小平面产生后，车轮就不能平稳地行驶，产生噪声和挣动。1908年英国工程师J. E. Francis提出了“铁路车辆车轮抱死滑动控制器”理论，但却无法将它实用化。接下来的30年中，包括Karl Wessel的“刹车力控制器”、Werner Mhl的“液压刹车安全装置”与Richard Trappe的“车轮抱死防止器”等尝试都宣告失败。在1941年出版的汽车科技手册中写到：“到现在为止，任何通过机械装置防止车轮抱死危险的尝试皆尚未成功，当这项装置成功的那一天，即是交通安全史上的一个重要里程碑”，可惜该书的作者恐怕没想到这一天竟还要再等30年之久。在其诞生的前三年，ABS系统因成本过高而无法开拓市场。从1978年到1980年底，博世仅销售了24000套ABS系统。幸运的是，它在第二年增长到了76000台。在市场的积极响应下，博世开始了TCS可追溯控制系统的研发计划。1983年引进的ABS 2S系统的重量从5.5公斤降到了4.3公斤，控制部件的数量也降到了70个。到1985年中期，世界上超过1%的新车首次配备了ABS系统。通用汽车还决定将ABS列为其主要雪佛兰标准。图1-1 BOSCH防抱死制动系统1.4 防抱死制动系统的发展方向ABS控制技术的改进。现代汽车防抱死制动装置大多由计算机控制，这也反映了现代汽车制动系统向电子化方向发展的趋势。基于转差率的控制算法易于实现连续控制，具有非常清晰的理论指导意义，但制约其发展的瓶颈主要是实现成本。随着尺寸更小、价格更低、可靠性更高的速度传感器的出现，在ABS系统中增加速度传感器、准确快速地确定车轮打滑率成为可能。随着汽车技术含量的不断提高，控制系统的总线技术不可避免地会产生庞大的布线系统。因此，有必要采用总线结构将各个系统连接起来，实现数据和资源信息的实时共享，减少传感器的数量，从而降低整车成本，朝着系统集成的方向发展。目前，CAN控制器局域网（CAN控制器局域网）主要用于汽车内部测量和执行部件之间的数据通信协议。1.5 研究的方法及技术路线1.5.1研究方法（1）通过查阅相关资料，掌握防抱死制动系统的主要参数。（2）结合现有防抱死制动系统的优缺点，确定了防抱死制动系统的总体设计方案，并分析了现有装置的缺点。（3）对设计的防抱死制动系统进行修改和优化，最终设计出满足要求的防抱死制动系统。1.5.2研究技术路线（1）根据标题和原始数据，可以查阅相关资料，了解国内外防抱死制动系统的发展现状和前景，撰写文献综述和专题报告。（2）根据产品功能和技术要求，提出各种设计方案，对各种方案进行综合评价，从中选择较好的方案，对所选方案进行进一步修改或优化，最终确定总体设计方案。（3）具体设计汽车防抱死制动系统的驱动装置、工作装置等。 （4）对所设计的机械结构中的重要零件进行校核计算，保证设计的合理性和可行性。；（5）绘制零件图、装配图，完成要求的图纸量；（6）整理各项设计资料，撰写论文。第二章 防抱死制动系统的总体方案确定2.1 汽车制动过程的分析2.1.1 制动时汽车受力分析在制动过程中，汽车主要受地面对汽车的作用力、风的阻力和自身重力的影响。地面作用在车辆上的力分为垂直于车轮地面的支撑力和平行于车轮地面的力。当车辆直线行驶时，受到横向外部干扰和转向的影响，地面对车辆的作用力如图2-1所示。fx是作用在每个车轮上的地面制动力。其大小取决于路面的纵向附着系数和车轮上的载荷。所有车轮上的地面制动力之和作为车辆的总地面制动力，从而缩短了车辆的制动时间速度和停止的主要力量。fy是地面作用于每个车轮的侧向滑动摩擦力。侧滑摩擦力的大小取决于侧向附着系数和车轮上的载荷。当车轮抱死时，侧滑摩擦力会变得非常小，几乎为零。当车辆在直线上制动时，如果受到横向干扰，如侧风或不平路面，车辆将产生侧滑摩擦，以保持车辆的直线方向，如图2-1（a）所示图2-1 汽车直线和转弯制动时的平面受力简图2.1.2 车轮抱死时运动分析当车轮抱死时，汽车的侧滑摩擦力会变得非常小，从而使制动时保持汽车方向操纵性和方向稳定性的转向力和侧向力变得非常小，使汽车在制动时出现一些危险的运动状态。对于ABS系统，必须防止这些危险情况发生。下面从直线和路面转弯制动两个方面简要论述了车轮抱死时汽车的运动。从以上对这些危险运动的分析可以看出，在制动过程中车轮抱死会导致车辆发生各种危险运动。本质上，车辆失去侧滑摩擦力，以保持其方向稳定性和方向机动性。也就是说，由于车轮抱死，车辆的侧滑摩擦力为零。车轮抱死程度与地面制动力和车辆侧滑摩擦力有一定的关系。防抱死制动系统能够防止车辆在制动时发生危险运动的原因是根据这一关系调整车轮的运动状态，以避免侧滑摩擦力为零。图2-2 汽车直线制动车轮抱死时的运动情况图2-3 汽车转弯制动车轮抱死时的运动情况2.2侧滑的分析汽车制动过程中的阻力一般有两种：一种是制动片与制动鼓或制动盘之间的摩擦阻力，称为制动系统的阻力。由于它在制动时提供制动力，又称制动系统的制动力；另一种是轮胎与路面之间的摩擦阻力，又称地面制动力。地面对轮胎的切向反作用力的极限值称为轮胎路面附着力，等于地面对轮胎的法向反作用力与轮胎路面附着系数的乘积。如果制动力小于轮胎-道路附着力，则汽车制动力时会保持稳定状态，反之，如果制动力大于轮胎-道路附着力，则汽车制动力时会出现车轮抱死和滑动。地面制动力受地面附着系数的限制。当制动产生的制动系统制动力增大到一定值（大于粘着）时，轮胎会在地面上打滑。汽车的实际速度与车轮滚动的圆周速度之差称为车轮的滑动率。滑移率S的定义式为: -（2-3） 式中:S 滑移率;Vt 汽车的理论速度(车轮中心的速度) ; 汽车车轮的角速度;r 汽车车轮的滚动半径。由公式可以看出，当车轮中心速度（即实际车速）Vt等于车轮角速度_与车轮滚动半径r的乘积时，滑移率为零（s=0），车轮为纯滚动；当_0，s=100%时，车轮完全抱死并滑动；当0s100%，轮子既滚动又滑动。2.3附着系数的分析图2-4显示了具有滑移率的车轮和路面的纵向和横向粘着系数的典型曲线。当轮胎纯滚动时，纵向附着系数为零；当滑移率为15%-30%时，纵向附着数达到峰值；当滑移率继续增加时，纵向附着系数继续下降，直至车轮抱死（S=100%），纵向附着系数Dr操作到较低的值。此外，随着滑移率的增加，侧向粘结系数也急剧降低。当车轮锁定时，横向附着系数几乎为零。从图1可以看出，如果车轮打滑率可以控制在15%-30%的范围内，纵向附着系数可以接近峰值，也可以考虑较大的横向附着系数。这样，车辆可以获得最佳的制动效率和方向稳定性。ABS是基于这一原则。图2-4 滑移率与附着系数关系试验表明，路面附着系数与车轮结构、材料、路面形状和材料有关。道路附着系数随性能的不同而变化较大。图2.5显示了不同类型路面的滑动率和纵向附着系数之间的关系。 图2-5 不同路面上纵向、侧向附着系数与滑移率关系曲线从图2-5可以看出，各种道路的总体变化趋势是一致的。滑移率与纵向附着系数的关系曲线随路面类型的不同而变化，峰值滑移率随路面类型的不同而变化。纵向附着系数曲线对应于不同路面类型，峰值附着系数后随不同速度下降，干路面略有下降，湿路面略有下降。一般情况下，干洗平整水泥沥青路面的垂直峰值粘着力系数高达0.8-0.9，冰雪路面的垂直峰值粘着力系数低达0.1-0.2。如果不同路面类型的差异明显，在设计ABS系统控制方法时必须考虑不同的控制目标和策略。如果同一类型道路上车辆制动的初始速度不同，纵向附着系数与车轮滑移率的关系曲线将略有不同。制动速度越高，车轮的纵向附着系数越低。但是，在同一路面上以不同的初始制动速度制动时，车轮的滑移率曲线变化不大。2.4 制动时车轮运动分析制动过程单轮受力如图2-6所示。 图 2-6 制动过程车轮受力简图制动轮的轴荷与支承力n平衡，制动轮的转动惯量j、半径r:、轴平动速度v、旋转角速度和制动力矩m通常与车轮的制动压力成正比，并有地面制动力。紧急制动时不考虑滑动阻力。然后有Mr=Jddt=M-Fbr=Kp-Fbr-2-4Fb=Fs-2-5制动时，制动力远大于空气阻力和滚动阻力，分别为右前轮和后轮制动力，车辆初始速度为m（重力g），质心c到前后轴距离，轴距l，轴距b，质心高hg，车辆制动减速a。是 mdvdt=Fb1l+Fb2r+Fb2l+Fb2r-2-6前轴载荷 N1=Gl2L+dVdthgLg-2-7后轴载荷 N2=Gl1L-dVdthgLg-2-8制动时附加转向力矩Ms=Fb1l+Fb2l-Fb1r+Fb2rB=Fb1l-Fb1r+Fb2l-Fb2r-2-9V=v0+0tdVdtdt-2-10 公式（2-4）表明，调整制动压力可以改变车轮的角减速度。公式（2-10）计算制动时的瞬时速度v，计算车轮的打滑率，公式（2-7）（2-8）和轴荷可以判断道路附着系数，并对其进行调整。因此，ABS可以使用dw/dt（角加速度）或转差率s，或转差率和角加速度的组合作为控制参数。2.5 采用防抱死制动系统的运动分析直线行驶时，汽车突然刹车，车轮抱死，汽车仍在向前滑动，轮胎和地面发出可怕的摩擦声，汽车终于停了下来。在日常生活中，我们可能会遇到这种现象。如果一辆车发生了交通事故，交警在到达后总是检查车辆的刹车痕迹，以确定司机在事故中是否采取了刹车措施。然后测量制动距离，看制动效果是否良好。当轮胎的滑移率在8%到25%之间时，轮胎与胎面之间的摩擦（粘着）最大。如果轮胎的打滑率太大，则会降低粘合力。如果驾驶员在制动时能控制轮胎的打滑率，使其保持在8%-25%的范围内，那么汽车将在较短的制动距离内停车。上面的驱动程序做不到的很多事情都可以通过传感器来完成。计算机很容易对传感器数据进行分类、判断和转换，为执行机构提供必要的信息。在机械结构中，按计算机指令进行操作并不是一个大问题。ABS系统调节每个车轮制动缸的制动液压，以防止车轮因过度制动而随时抱死。当无法再固定车轮时，恢复正常压力。滑移率控制在一定范围内。这不仅提高了车辆的稳定性，增强了车辆方向的可控性，而且缩短了制动距离。2.6 防抱死制动系统介入工况 ABS系统是通过在制动时按一定规律不断改变制动液压力使车轮不产生抱死状态的。这种对制动液压力的改变过程实际上就是ABS系统控制方法实施的过程。下面以基于车轮加减速度逻辑门限值的控制方法对直线单一路面的制动过程的控制为例，简单说明ABS的基本工作原理。 制动时ABS系统对制动油压的控制过程如图2-7所示。当汽车开始制动时，驾驶员踩下制动踏板，制动管路中的油压从零开始上升。制动器在车轮上产生制动力矩，地面制动力使汽车和车轮开始减速。在ABS中，每个车轮都装有一个速度传感器，每个车轮的速度信号输入到电子控制单元ECU中。电子控制单元根据每个车轮转动传感器的输入信号对每个车轮的运动状态进行监视和判断，并形成相应的控制指令。制动调压装置主要由压电电磁阀总成、电动泵总成、储液罐等组成，通过制动管路与主制动缸和各制动轮缸连接。制动调压装置由电子控制装置控制，调节各制动轮缸的制动压力。图2-7 基于车轮加减速度逻辑门限值控制方法的ABS系统油压控制循环图第三章 防抱死制动系统主要零部件的设计31 防抱死制动系统的布置形式在ABC系统中，有能力独立调节刹车压力的制动通道叫做控制通道。如果车轮上的刹车压力可以单独调节，则可调整地面刹车压力。如果两个（或两个以上）轮上的刹车压力共同调节，则称为同一个。制动压力调节的基础是确保大离合器轮不致有刹车锁闭，这叫做按你的原则控制。高选择性；如果对制动压力进行调节的基础是确保小附着力轮胎不致发生制动锁闭，那么这种调节叫做控制ABC由四个渠道，三个渠道，两个渠道和一个渠道组成，其配置各不相同。我愿意。然而，由于一次通过的ABC可以大大提高车辆制动过程中的线路稳定性，并具有结构简单和低成本优势，广泛使用坐在轿车里。 3.2 防抱死制动系统的组成 ABS系统主要由三个组成部分组成：传感器、电子控制装置和电磁阀门。这些传感器通常安装在轮子上，以测量轮子的转速，通常是电磁的。传感器的轮子，通常是符合ECU电压要求的矩形波，然后将程序合并到ECU中，以确定每一轮刹车液的压力如何与每一轮的速度匹配和传送？a与每轮电压控制单元相应的控制单元。液压控制单元接受信号并调整轮胎的压力。传感器的作用是向ECU提供轮胎运动的信息，ECU爪哇由ABC控制中心操作，向ECU固化过程实际上是ABC控制方法，液压元件是ABC控制方法的执行机。构。 3-2（a） ABS系统的组成（分置式）1、前轮速度传感器 2、制动压力调节装置 3、ABS电控单元 4、ABS警告灯 5、后轮速度传感器 6、停车灯开关 7、制动主缸 8、比例分配阀 9、制动轮缸 10、蓄电池 11、点火开关3-2（b）系统原理结构框图 图 3-2 ABS系统的组成轮子速度传感器是汽车车轮速度控制元件，产生近似正弦电信信号，与车速成正比电子控制单元是整个刹车系统的中心控制部件短路，它通过计算符合逻辑判断的电气信号，接受轮子速度传感器的信号频率，并操纵电磁在质的意义上，当车轮的滑移速度没有控制，ECU发出控制信号，指示打开或关闭打开电磁阀，这样做可以控制制动缸的压力，以提高或降低车轮的速度，控制车轮在一定限度内的转速，并为车辆提供安全可靠的制动。图3和图3显示了电子控制模块的原理。电磁阀是一个夹子式刹车系统的操作部件，如果您不知道的话。控制系统符合正常的制动系统，并产生最大的直接输出制动压力；当ECU发送一个在电磁阀的控制下，电磁阀的作用调节圆柱体的压力，以调节转轮的运动速度，使转轮在峰值区附近流动，但没有到达峰值区。鉴于霍尔传感器的比较优点，本设计采用霍尔轮速传感器。3.3.1霍尔传感器的设计本系统采用的是三通道四传感器布置形式，需要四个传感器。霍尔传感器的组成：传感头，齿圈。传感头由永磁体霍尔元件和电子电路组成。3.3.2传感器齿盘的设计 根据传感器的测量范围，在设计与其配合的齿盘时应保证产生的轮速信号频率在这个范围内，而这个频率是由车轮的轮速和齿盘齿数决定的。 ABS控制转速为：5KM/H300KM/H 传感器采集数据频率：1HZ100KHZ 车速的计算公式： 式中：r-车轮的半径 z-齿圈齿数 f-频率对于确定的系统，为确定的常数。计算齿数的范围： 本系统拟选定齿数为100个。 在轮速传感器的齿盘的外直径和齿数确定以后，齿盘的齿顶宽和齿槽宽外圆之和就可如下计算：34 防抱死制动系统的压力分配 液压调节器工作原理如图3-10所示。图3-10 液压调节器工作原理图1、助力器 2、主缸 3、三位三通电磁阀 4、回液泵5、限位阀6、电动机 7、回液过滤器 8、油箱9、制动器第四章 制动系统的参数计算4.1 分配基础制动力 根据公式： （4.1）得：式中：L2为质心位置； hg为质心高度； L为轴距4.2 同步附着系数的选择同步耦合因子是车辆结构参数确定的车辆制动性能的一个重要参数。制动力分配系数的实际制动力分布线位于综合安全分遣队理想曲线的第一交点。车辆制动强度：对于有固定的前轮和前轮刹车的车辆，只有在粘贴系数等于同步粘贴系数的道路上，前轮和前轮才能同时被阻挡。如果车辆在不同的情况下停下来。这是一个计划，可能有以下三种情况：。（1）：刹车前前轮始终锁定。这是一个稳定的工作条件。（2）当时制动器一直锁定时，后桥首先被锁定，容易发生后轴打滑，导致车辆失去方向稳定性。（3）当时：制动时前轮和后轮锁定在一起，这是一个稳定的工作状态，但也失去了转向能力。 （4.2）故取=0.64.3 制动力矩的计算由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩： （4.3）式中：该车所能遇到的最大附着系数；q制动强度；车轮有效半径；最大制动力矩；G汽车满载质量；L汽车轴距；q=0.66 制动力矩为1010N.m4.4 制动因数的确定制动器因数定义为在制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比，即 （4.4）式中：制动器的摩擦力矩； 制动盘的作用半径； 输入力，一般取加于两制动蹄的张开力的平均值输入力。对于钳盘式制动器，设两侧制动块对制动盘的压紧力均为P，即制动盘在其两侧的作用半径上所受的摩擦力为2,此处为盘与制动衬块饿摩擦系数，于钳盘式制动器的制动器因数为 （4.5）f取0.5得BF=20.5=14.5 液压系统的设计计算4.5.1 制动轮缸的计算前轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算 （4.6）式中：p考虑到制动力调节装置作用下的轮缸或灌录液压，p=8Mp12Mp.取p=10Mp查Santana3000轿车使用与维护手册得P=19625N得=50mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取,因此轮缸直径为50mm。一个轮缸的工作容积 （4.7）式中：一个轮缸活塞的直径；n 轮缸活塞的数目；一个轮缸完全制动时的行程： （4.8）取=2mm消除制动蹄与制动鼓间的间隙所需的轮缸活塞行程。由于摩擦衬片变形而引起的轮缸活塞。，分别为鼓式制动器的变形与制动鼓的变形而引起的轮缸活塞行程。得一个轮缸的工作容积=3925mm全部轮缸的工作容积 （4.9）式中：m轮缸的数目；V=2V+2V=22826+23925=13502mm4.5.2 制动主缸的计算制动主缸应有的工作容积 （4.10）式中：V全部轮缸的总的工作容积；制动软管在掖压下变形而引起的容积增量；V=13502mm轿车的制动主缸的工作容积可取为=1.1V=1.113502=14852.2 mm主缸直径和活塞行程S （4.11）一般S=(0.8-1.2)d取S= d得=26.65mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取,因此主缸直径为28mm。=28mm4.5.3 制动力的计算制动踏板力可用下式验算： （4.12）式中：制动主缸活塞直径； 制动管路的液压； 制动踏板机构传动比，=4； h制动踏板机构及制动主缸的机械效率，可取h=0.9。求得：=1710N500N-700N所以需要加装真空助力器。 （4.13）式中：真空助力比，取4。=1710/4=427.5N500N-700N所以符合要求 （4.14）式中：主缸中推杆与活塞的间隙，取2mm ； 主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的极限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔的行程，取2mm 。求得：=128mm150mm，符合设计要求。4.6制动盘直径设计制动盘直径D希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬快的单位压力和工作温度。但制动盘直径D受轮辋直径的限制。通常，制动盘的直径D选择为轮辋直径的70%79%。所以求得制动盘直径D=256mm 。4.7制动盘厚度设计制动盘厚度直接影响制动盘质量和工作时的温升。为使质量不致太大，制动盘厚度应取小些；为了降低制动时的温升，制动盘厚度不宜过小。通常，实心制动盘厚度可取为10 mm20 mm；只有通风孔道的制动盘的两丁作面之间的尺寸，即制动盘的厚度取为20 mm50 mm，但多采用20 mm30 mm。 取h=20mm 。4.8摩擦衬块设计推荐摩擦衬块的外半径与内半径的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，则其磨损就会不均匀，接触面积将减小，最终会导致制动力矩变化大。摩擦衬块厚度取14mm,推荐根据制动摩擦衬块单位面积占有的汽车质量在1.6kg/3.5 kg/内选取。摩擦面积取76cm。4.9 制动器压力的计算4.9.1磨损特性分析磨擦衬里的磨损是由表面处理条件、温度、压力和相对磨损速度等多种因素造成的，因此，理论上很难准确估计磨损的性能，但试验表明，温度、压力和磨损的相对速度是由温度造成的。（n）摩擦系数和摩擦表面状态是影响磨损的重要因素。汽车制动过程是将其部分机械动力（动能和潜力）转化为热能，在高度制动的紧急制动期间，刹车几乎控制了车辆的全部动力，当时刹车的温度比磨擦产生的热量还要高。这是刹车的能量负荷，能量负荷越大，磨擦衬里的磨损就越大，因此，在短时间内无法从刹车中逃脱。双轴汽车的单个前轮制动器的比能量耗散率分别为 （4.15）式中：汽车回转质量换算系数，紧急制动时，； ：汽车总质量； ，：汽车制动初速度与终速度，/；计算时轿车取27.8/； ：制动时间，；按下式计算 t=27.8/6=4.6 ：制动减速度， 0.6106； ，：前制动器衬片的摩擦面积；=7600mm,质量在1.52.5/t的轿车摩擦衬片面积在200-300cm,故取=30000mm ：制动力分配系数。则 =5.7轿车盘式制动器的比能量耗散率应不大于6.0，故符合要求。4.9.2热容量的核算制动器热容量和温升是否满足下列条件： （4.16）式中：各制动盘的总质量； 与各制动盘相连的受热金属件（如轮毂、轮辐、轮辋、制动钳体等）的总质量； 制动盘材料的比热容，对铸铁c=482，对铝合金c=880； 与制动盘相连的受热金属件的比热容； 制动盘的温升（一次=30km/h到完全停车的强烈制动，温升不应超过15）； L满载汽车制动时由动能转变的热能，由于制动过程迅速，可以认为制动产生的热能全部为前、后制动器所吸收，并按制动力的分配比率给前、后制动器，即 （4.17）式中：满载汽车总质量； 汽车制动时的初速度，可取=； b汽车制动器制动力分配系数。式中的=5kg, =20kg.将其他已知的参数代入式（4-8）得：前轮钳盘式制动器的热容量和温升都满足。4.9.3 制动力矩的计算盘式制动器的计算用简图4-1若衬块表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为 图4.1盘式制动器的计算用简图式中：摩擦系数； 单侧制动块对制动盘的压紧力； 作用半径。对于常见的扇形摩擦衬块，其径向尺寸不大了，R为平均半径或有效半径已足够精确。平均半径为 （4.20）式中；扇形摩擦衬块的内半径和外半径。所以盘式制动器的力矩方程为：，是关于活塞给予制动块对制动盘的压紧力的一个直线函数。根据图4.4，在任一单元面积上的摩擦力对盘中心的力矩为，式中q为衬块与制动盘之间的单位面积上的压力，则单侧制动块作用于制动盘上的制动力矩为 （4.21）单侧衬块给予制动盘的总摩擦力为 （4.22）得有效半径为 （4.23）令，则有 （4.24）因，故当。但当m过小即扇形的径向宽度过大时，衬块摩擦表面在不同半径处的滑磨速度相差太大，磨损将不均匀，因而单位压力分布将不均匀，则上述计算方法失效。总 结汽车的制动系统是一个汽车的关键，也是人身安全的保证。从我接到毕业设计起，自己心里面都在打鼓，现在是验证自己在大学期间学习内容的时候。从设计最初的构思到论文的逐步成型，从零件图的绘制到零件的三维模型的建立，让自己在制作过程中将学习到的内容更加的深入的了解。也让自己明白了自己的不足之处。在论文的书写过程中，从零部件的材料选择，到零件的尺寸设计，到零件的最终确定，自己都是进行逐一的分析，这段时间内也是长时间泡在图书馆，不断地去查找相关的资料，不断的学习，吸收新的知识，对论文的修改也是一次一次的进行。很多时候，遇到自己不懂不明白的地方，往往都在一瞬间想放弃的时候，还是被自己一次次的说服，想着不能就这么就放弃，这样，让自己一步步的坚持下来了。看着自己完成的论文，图纸，犹如自己的荣誉一般，很开心自己在这段时间的付出是有成绩的。在这段时间内，我不断的与我的指导老师对接相关内容，很多的计算，图纸的绘制，自己都是不懂得，或者十不完善的，是我的指导老师不断的对其进行启发，不断的进行指导，很多时候他不是点对点的对问题进行指导，而是从大面上对我的设计进行分析，进而一步一步的进行牵引，不断的给自己一些启发，让我自己能够理解或者明白自己哪方面做的不对。在这一方面我就特别的佩服我的指导老师，他让我的思维不在进行固化，让我的思维形成发散式，往往能够很好的抓住自己的问题，这在以后的生活中，学习中也是一项很好的技能，也能给自己带来意想不到的收获。现在，毕业设计这一份大学学习内容的试题我已经通过自己的不谢努力完成了，在以后的生活中，工作中会不断的遇到这个那个的试卷，需要我们不断的去面对，去解决，这样就需要我们在面对这些事情的时候，不畏艰难，勇与寻找突破口，不在出现逃避问题的想法，这样将是自己在人生中的一项重大的成就。很多时候，往往自己在人生的十字路口不知道该如何的抉择，这个时候就需要那个给你指导迷津的人，在大学这个小社会里面，同学，朋友，老师都是那个给予一点亮光带你走出困境的人。在以后的人生中我们往往要怀着感恩的心去面对他们，给予自己最真诚的帮助。参考文献1 张月相 赵英君编著，电控汽车ABS培训教程，黑龙江科学技术出版社，20072 冯渊编著，汽车电子控制技术，机械工业出版社，20073 付百学 编著，汽车电子控制技术，机械工业出版社，20004 齐晓杰 赵晨光 李延臣编著，汽车制动系统，化学工业出版社，20055 齐晓杰 安永东 王祥之编著，汽车液压、夜力与气压传动，化学工业出版社，20076 李朝青编著，单片机原理及接口技术，北京航空航天大学出版社，20057 A. R. Savkoor. The Relation of the Adhesion Friction of Rubber to the Friction Between Tire and Ground. l Ith FISITA Congress, June 19968 J. L. Harried et al. Measurement of Tire Brake Force Characteristics as Related to Wheel Slip (Antilock) Control. SAE paper 690214, Detroit,USA, 19699 B. Yim, G. R. Olsson, P. G. Fielding. Highway Vehicle Stability in Braking Maneuvers. SAE Trans. 79, 1970, 70051510 James P, Cook P. Using rap id p rototyp ing tools for the integration of control system for comp lex technology concep tvehi
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