车辆工程毕业设计论文-乘用车制动系统设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-乘用车制动系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

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，仅强于増力式制动器。 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，使结构略闲复杂。 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 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 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。 双从蹄式制动器的两蹄片各有一个固定支点，而却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。 双从蹄式制动器的制动器效能 稳定性最好，但因制动器效能最低，所以很少采用。 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。 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，但行车制动是由电磁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 盘式制动器介绍 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。 钳盘式制动器的固定摩擦元件是制动块，装在与车轴连接且不能绕车轴轴线旋转的制动钳中。 制动衬块与制动盘接触面很小，在盘上所占的中心角一般仅 30~50176。 ，黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 故这种盘式制动器又为点盘式制动器。 全盘式制动器中摩擦副的旋转元件及固定元件均为盘形，制动时各盘摩擦表面全部接触，作用原理如同离 合器，故又称离合器式制动器。 全盘式中用的较多的是多片全盘式制动器。 多片全盘式制动器既可用于车轮制动器，也可用作缓行器。 钳盘式制动器按制动钳的结构不同，分为以下几种： （ 1）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。 ①定钳盘式制动器：这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。 ②浮动盘式制动器：这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。 制动器的选择 与鼓式制动器比较，盘式制动器有如下优点 : （ 1）热稳定性好 .原因是一般无 自行増力作用，衬块摩擦表面压力分布较鼓式中的衬片。 此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄的中部接触，从而降低了制动效能，这称为机械衰退。 制动盘的轴向膨胀极小，径向膨胀根本与性能无关，故无机械衰退问题。 因此，前轮采用盘式制动器，汽车制动时不易跑偏。 （ 2）水稳定性好。 制动块对盘的单位压力高，易于将水挤出，因而浸水后效能降低不多，又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一到两次制动既能恢复正常。 鼓式制动器则需经十余次制动方能恢复。 （ 3）制动力矩与汽车运动方向无关。 （ 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，故衬块磨损也可以。 （ 7）更换衬块简单容易。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 （ 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）易于时间间隙自动调整。 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。 [7] 制动驱动机构 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 液压式的区别。 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 MPa— 12MPa)，缸径尺寸小，可布置在制动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 (25℃和更低时 )，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乘用车、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，在乘用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 车黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 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． 5MPa— o． 7MPa)，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 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。 [7] 分路系统的形式选择 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。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 图 分路系统 型回路介绍 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 II 型。 其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，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。 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 X 型。 其特点是结 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 mm)，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。 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KI 型。 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 LL型。 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、黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 后半个轴的分路型式，简称 HH 型。 这种型式的双回路系统的制功效能最好。 HI、 LL、HH 型的织构均较复杂。 LL 型与 HH型在任一回路失效时，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。 HL 型单用回路，即一轴半时剩余制动力较大，但此时与 LL 型一样，在紧急制动 时后轮极易先抱死。 [7] 综合以上各个管路的优缺点最终选择 X型管路。 制动主缸的选 取 为了提高汽车的行驶安全性，根据交通法规的要求，一些 乘用 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，单腔制动主缸已被淘汰。 制动主缸采用串列双腔制动主缸。 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。 撤出踏板力后，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。