重型貨車制動系說明書畢業論文(完整版)

　　

【正文】 繪制的汽車在空載和滿載兩種工況的I曲線。（3）地面對前、后車輪的法向反作用力圖33所示為，忽略汽車的滾動阻力偶和旋轉質量減速時的慣性阻力偶矩，汽車在水平路面上制動時的受力情況。當踩下制動踏板時，首先消除制動系間隙后，制動器制動力開始增加。（1）地面制動力假設滾動阻力偶矩、車輪慣性力和慣性力偶矩均可忽略圖，則車輪在平直良好路面上制動時的受力情況如圖41所示。汽車在行駛過程中駕駛員要經常使用制動器，為了減輕駕駛員的工作強度，目前汽車基本上都采用了伺服制動系統或動力制動系統。各種形式的動力制動在動力系統失效時，制動作用即全部喪失。其制動系的液壓系統與動力轉向的液壓系統相同，也有開式（常流式）和閉式（常壓式）兩種。其伺服能源分別為真空能（負氣壓能），氣壓能和液壓能。液壓式簡單制動系（通常簡稱為液壓制動系）用于行車制動裝置。所以在本設計中選用的是鼓式凸輪制動器。這些制動塊及其促動裝置都裝在橫跨制動盤兩側的夾鉗形支架中，總稱為制動鉗。7）制動踏板和手柄的位置和行程符合人機工程學的要求，即操作方便性好，操縱輕便、舒適，能減少疲勞。也應防止泥沙、污物等進入制動器工作表面，否則會使制動效能降低并加速磨損。包括行車制動效能和駐坡制動效能。同時，隨著其他汽車電子技術特別是超大規模集成電路的發展，電子元件的成本及尺寸不斷下降。另外，電制動控制系統的軟件和硬件如何實現模塊化，以適應不同種類的車型需要；如何實現底盤的模塊化，是一個重要的難題。實現全電制動控制的一個關鍵技術是系統失效時的信息交流協議，如TTP/C。液壓閥、復雜的管路系統等部件，使整車質量降低；（2）制動響應時間短，提高制動性能；（3）無制動液，維護簡單；（4）系統總成制造、裝配、測試簡單快捷，制動分總成為模塊化結構；（5）采用電線連接，系統耐久性能良好；（6）易于改進，稍加改進就可以增加各種電控制功能。接收制動踏板發出的信號，控制制動器制動；接收駐車制動信號，控制駐車制動；接收車輪傳感器信號，識別車輪是否抱死、打滑等，控制車輪制動力，實現防抱死和驅動防滑。如凱西海斯(KH)公司在一輛實驗車上安裝了一種電—液(EH)制動系統，該系統徹底改變了制動器的操作機理。隨著電子控制傳動、懸架系統及轉向裝置的發展，將產生電子控制系統之間的聯系網絡，從而產生一些新的功能，如：采用電子控制的離合器可大大提高汽車靜止啟動的效率；在制動過程中，通過輸入一個驅動命令給電子懸架系統，能防止車輛的俯仰。車輛制動控制系統的發展主要是控制技術的發展。但一些企業和地方根據本身的特點，也在研究新型摩擦材料。目前，人力僅是來控制操縱機構，助力系統分為伺服制動、氣定液壓制動、液壓制動。行車制動裝置的驅動機構，分液壓和氣壓兩種型式。應急制動裝置也不是每車必備，因為普通的手力駐車制動器也可以起應急制動的作用。也只有制動性良好、制動系工作可靠的汽車，才能充分發揮其動力性能。 Transmission device。當今，隨著高速公路網的不斷擴展、汽車車速的提高以及車流密度的增大，對汽車制動系的工作可靠性要求顯得日益重要。重型貨車制動系統設計摘要汽車作為陸地上的現代重要交通工具，由許多保證其性能的大部件，即所謂“總成”組成，制動系就是其中一個重要的總成，它直接影響汽車的安全性。只有制動性能良好和制動系工作可靠的汽車才能充分發揮出其高速行駛的動力性能并保證行駛的安全性。5目錄1 緒論 1 研究制動系統的意義 1 制動系統的發展狀況 2 對汽車制動系統的展望 32 制動系的總體設計 6 制動系的設計要求 6 汽車參數的選擇 7 制動器方案的選擇 7 制動驅動機構方案選擇 93 制動過程的動力學參數計算 12 12 19 20 234 制動器的結構及主要零部件設計 25 制動器的結構參數 25 制動鼓內徑D 25 摩擦襯片寬度b包角 26 摩擦襯片起始角 27 制動器中心到張開力作用線的距離 27 制動蹄支承點位置坐標 和 27 摩擦片摩擦系數 27 鼓式制動器主要零部件的設計 28 制動蹄 28 制動鼓 28 摩擦襯片 29 制動底板 30 摩擦材料 30 蹄與鼓之間的間隙調整裝置 30 制動器支撐裝置 32 凸輪式張開機構 325 鼓式制動器的設計計算 33 駐車制動能力的計算 33 中央制動器的計算 34 壓力沿襯片長度方向的分布規律 35 計算蹄片上的制動力矩 37 檢查制動蹄有無自鎖 40 摩擦襯片磨損特性計算 406 氣壓制動驅動機構的設計計算 43 制動氣室 44 貯氣罐 46 空氣壓縮機 487 經濟技術性分析 498 總結 51致謝 52參考文獻 53附錄A 譯文 54附錄B 外文 63遼寧工程技術大學畢業設計（論文）1 緒論 研究制動系統的意義 近百年來，汽車工業之所以常勝不衰主要得益于汽車作為商品在世界各處都有廣闊的市場，生產批量大而給企業帶來豐厚的利潤。汽車制動系統至少有兩套獨立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置：重型汽車或經常在山區行駛的汽車要增設應急制動裝置及輔助制動裝置；牽引車還應有自動制動裝置。輔助制動裝置用于山區行駛的汽車上，利用發動機排氣制動或電渦流制動等輔助制動裝置，則可使汽車下長坡時長時間而持續地減低或保持穩定車速并減輕或解除行車制動器的負荷。用液壓傳遞操縱力時還應有制動主缸和制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應有空氣壓縮機、氣路管道、貯氣簡、控制閥和制動氣室等。液壓制動是目前得到廣泛應用的一種制動系統。大約從20世紀60年代開始，電子技術的進步成為汽車工業發展的最大動力。一方面是擴大控制范圍、增加控制功能；另一方面是采用優化控制理論，實施伺服控制和高精度控制。在第二個方面，一些智能控制技術如神經網絡控制技術是現在比較新的控制技術，已經有人將其應用在汽車的制動控制系統中。通過采用4個比例閥和電力電子控制裝置，KH公司的EBM就能考慮到基本制動、ABS、牽引力控制、巡航控制制動干預等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。由于各種控制系統如衛星定位、導航系統，自動變速系統，無級轉向系統，懸架系統等的控制系統與制動控制系統高度集成，所以ECU還得兼顧這些系統的控制；（3）輪速傳感器。全電制動控制系統是一個全新的系統，給制動控制系統帶來了巨大的變革，為將來的車輛智能控制提供條件。系統一旦出現故障，立即發出信息，確保信息傳遞符合法規最適合的方法是多重通道分時區(TDMA)，它可以保證不出現不可預測的信息滯后。只有將制動、轉向、懸架、導航等系統綜合考慮進來，從算法上模塊化，建立數據總線系統，才能以最低的成本獲得最好的控制系統。汽車電子制動控制系統將與其他汽車電子系統如汽車電子懸架系統、汽車主動式方向擺動穩定系統、電子導航系統、無人駕駛系統等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統，未來的汽車中就不存在孤立的制動控制系統，各種控制單元集中在一個ECU中，并將逐漸代替常規的控制系統，實現車輛控制的智能化。3）工作可靠。某些越野汽車為了防止水相泥沙侵入而采用封閉的制動器。8）作用滯后的時間要盡可能地短。這種由制動盤和制動鉗組成的制動器稱為鉗盤式制動器。 制動驅動機構方案選擇制動驅動機構將來自駕駛員或其他力源的力傳給制動器，使之產生制動力矩。液壓制動的優點是：作用滯i后時間短(～)，工作壓力高(可達10～12MPa)，輪缸尺寸小，可布置在制動器內部作為制動蹄張開機構或制動塊壓緊機構，使之結構簡單、緊湊、質量小、造價低；機械效率高。真空伺服制動系是利用發動機進氣管中節氣門后的真空度(負壓，～ MPa)作動力源，一般的柴油車若采用真空伺服制動系時，則需有專門的真空源—由發動機驅動的真空泵或噴吸器構成。開式（常流式）系統在不制動時，制動液在無負荷狀況下由油泵經制動閥到儲液罐不斷地循環流動，制動時則借助于閥的節流而產生所需的液壓進入輪缸。氣壓制動系統是發展最早的一種動力制動系統。載重汽車一般均采用動力制動系統。圖31 車輪制動時受力簡圖FIG. 31 wheel braking force diagram是車輪制動器中摩擦片與制動鼓或盤相對滑動時的摩擦力矩，單位為；是地面制動力，單位為N；為車輪垂直載荷、為車軸對車輪的推力、為地面對車輪的法向反作用力，它們的單位均為N。開始時踏板力較小，制動器制動力也較小，地面制動力足以克服制動器制動力，而使得車輪滾動。圖 33 制動時的汽車受力圖FIG. 33 braking by trying to the car因為制動時車速較低，空氣阻力可忽略不計，則分別對汽車前后輪接地點取矩，整理得前、后輪的地面法向反作用力、為 （35）式中：，為制動強度，—汽車所受重力； —汽車軸距；—汽車質心離前軸距離；—汽車質心離后軸距離； —為汽車質心高度（滿載時=850mm）；—重力加速度；若在附著系數為的路面上制動，前、后輪都抱死（無論是同時抱死或分別先后抱死），此時。圖34 I曲線示意圖FIG. 34 I curve schemes根據方程組（330）的兩個方程也可直接繪制I曲線。故，且 （313）若用表示，則其為一條直線，此直線通過坐標原點，且其斜率為它是實際前、后制動器制動力實際分配線，簡稱為線。代入數據得：顯然，故本設計符合要求。將以下數據汽車的重力G==5100mm，質心距前軸a=3480mm,質心距后軸b=。本設計中，（滿足要求）根據所定的同步附著系數，由式（310）及式（313）得 （318） （319）進而求得 （320） （321）當=時：，故，=；=1當時：可能得到的最大總制動力取決于前輪剛剛抱死的條件，即。對于常遇的道路條件較差，車速較低因而選取了較小的同步附著系數值的汽車，為了保證在的良好的路面上（例如=）能夠制動到后軸和前軸先后抱死滑移（此時制動強度），前、后軸的車輪制動器所能產生的最大制動力力矩為 （330） （331）對于選取較大值的汽車，從保證汽車制動時的穩定性出發，來確定各軸的最大制動力矩。制動鼓的直徑小，剛度就大，并有利于保證制動鼓的加工精度。通常是將摩擦襯片布置在制動蹄外緣得得中央。,取為40mm 摩擦片摩擦系數選擇摩擦片時不僅希望其摩擦系數要高些，更要求其熱穩定性要好，受溫度和壓力的影響要小。本車制動蹄HT200鑄造 制動鼓 制動鼓應具有非常好的剛性和大量的熱容量，制動時其溫升不應超過極限值。鼓筒變形后的不圓柱度過大容易引起自鎖或踏板扳動。一般鑄造制動鼓的壁厚：轎車為7mm12mm；中、重型載貨汽車為13mm18mm。（3）要有盡可能小的壓縮率和膨脹率。以前制動器摩擦襯片使用的是由增強材料（石棉及其他纖維），粘結劑，摩擦性能調節劑組成的石棉摩阻材料。剛度不足會使制動力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。模壓材料的撓性較差．故應按襯片或襯塊規格模壓。使用中因磨損會增大此間隙，過分大的間隙會帶來許多不良的后果：制動器產生制動作用的時間增長；各制動器因磨損不同，間隙也不一樣，結果導致各制動器產生制動作用的時間不同，即同步制動性能變壞；增加了壓縮空氣或制動液的消耗量，并使制動踏板行程增加。因此，可將這種自調裝置稱為一次調準式。如果在制動時柱塞的行程超過棘齒的軸向螺距，則棘爪移動一個齒。具有長支承銷的支承能可靠地保持制動蹄的止確安裝位置，避免側向偏擺。中央駐車制動器的制動力矩上限值為，為后驅動橋的主減速比。制動器摩擦材料的摩擦系數及所產生的摩擦力對制動器因數BF有很大的影響，掌握制動提摩擦面上的壓力分布規律，有助于正確分析制動器因數。摩擦襯片表面任意點沿制動提轉動的切線方向的變形即為線段在半徑延長線上的投影，即線段。f=c′==摩擦力的作用半徑=式中125o所以制動器不會自鎖，合格。各種汽車的總質量及其制動襯片的摩擦面積各不相同，因而有必要對相對的量最為評價能量負荷的指標。管路工作壓力較低(～),因而制動氣室的直徑大,只能置于制動器之外,再通過桿件及凸輪或楔塊驅動制動蹄,使非簧載質量增大。為了在空氣壓縮機停止工作的時間內仍能保證制動氣室、空氣伺服氣室、駐車制動操縱氣缸以及汽車上的其他氣動裝置正常工作，貯氣罐有也應有較大的容積儲備。例如，當采用非平衡式凸輪張開裝置時，兩蹄的張開力與制動氣室輸出的推力Q之間的關系可由下式 （ 61）式中:a是兩蹄張開力F1,F2對凸輪中心的力臂；hQ力對凸輪軸線的力臂。為了輸出推力Q,則制動氣室的工作面積應為A==cm2 （62）式中：p制動氣室的工作壓力。 氣壓系統設計首先要解決好空氣壓縮機、貯氣罐等壓縮空氣的供給裝置與制動氣室、空氣伺服氣室、駐車制動操縱氣缸等氣壓使用裝置間的合理匹配。圖61為一汽車的氣壓雙回路制動系示意圖。比能量耗散率又稱為單位功負荷或能量負荷。但實驗表明，影響磨損特性的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。為此必需先求出