hgc1050轻型商用车制动系设计说明书(编辑修改稿)

hgc1050轻型商用车制动系设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

：鼓式制动器的设计计算；盘式制动器的设计计算；制动系统操纵机构设计；制动管路布置问题；驻车系统的设计；制动驱动机构设计计算等。 第 2章 制动系统总体方案分析和选择 汽车的制 动性是汽车的主要性能之一。 制动性直接关系到行使安全性，是汽车行使的重要保障。 随着高速公路迅速的发展和车流密度的日益增大，出现了频繁的交通事故。 因此，改善汽车的制动性始终是汽车设计制造和使用部门的主要任务。 制动系统的机能，汽车的适当的减速降速行使到停车；下行行使的时候，车合适的稳定车速；汽车准确的停止停顿和坡道上。 制动系至少两套独立的应有的制动装置，即行车制 动装置和停车制动装置。 前者，保证前的两个功能，后者保证第三项功能。 设计汽车制动系应满足如下主要要求： （ 1）能适应相关标准和法规的规定，（ 2）充分的制动性能在内，行车制动性能和停车刹车性能。 行车制动能力一定刹车初速度下的刹车减速制动距离 2 项指标和评价的；驻坂能力汽车好的路面确实关掉的评价的最大坡度。 （ 3）工作可靠。 行车制动装置至少两套独立驱动制动管路，那一套管路失效时，另一套完整的管路保证汽车制动失效能力不低于规定值的 30%。 行车和驻车制动器装置共同的刹车，驱动机构是各自独立的。 行车制动装置的脚也操纵，很多手 操纵制动装置 （ 4）制动效能的热稳定性好；（ 5）制动效能的水稳定性好； （ 6）在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵稳定性和方向稳定性。 有关方向稳定性的评价标准； （ 7）刹车踏板和方向盘的位置和日程人 机械工学要求，即方便的操作性好，操纵，舒适，可以减少疲劳， （ 8）作用迟到尽量短时间计算在内，刹车踏板达到从一开始动作自定义动功效的水平为止的所要时间从从完全解除制动踏板放开的时间 （ 9）制动时不产生振动和噪声； （ 10）转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或转向时不会引起自行制动； （ 11）应有音响或光信号等警报装置，以便及时发现制动驱动机件的故障和功能失效； （ 12）用寿命长，制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求，应力求减少制动时飞散到大气中的有害人体的石棉纤维； （ 13）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。 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（ ABS）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公害问题，已被逐渐淘汰，取而代之的各种无石棉材料相继研制成功。 本次设计采用前盘后鼓、液压制动、 X 式 (交叉式 )双回路制动控制系统。 其中鼓式制动器采用一般常用的领从蹄式 ,为一个自由度，灰铸铁制动鼓。 制动鼓内径尺寸参照专业标准 QC/T3091999《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》选取。 摩擦衬片宽度 尺寸系列参照 QC/T3091999。 盘式制动器采用浮动钳盘式。 制动盘直径取轮辋直径的 79%。 通风式制动盘厚度取 20mm。 具体的制动系统设计计算过程依据汽车设计教材进行。 制动能源的选择 目前车辆所使用的制动能源多种多样 ， 其型式包括动力制动系、人力制动系、伺服制动系，具体比较 如 表 所示 ： 表 制动能源比较 型式 制动能源 工作介质 动力 制动系 发动机 动 力 转化成势能 空气 或制动液 人力制动系 驾驶员体力 机械传动 伺服制动系 人力和 发动机动力 机械传动和空气或制动液 真空伺服制动系是由发动机驱动的空气压缩机提供压缩空气作为动力源，伺服气压一般可达 ～。 真空伺服制动系多用于总质量在 ～ 以上的轿车及装载质量在 6t 以下的轻、中型载货汽车上；气压伺服制动系则广泛用于装载质量为 6～ 12t 的中、重型货车以及极少数高级轿车上。 液压制动行车制动装置。 油压制动器的优点：作用延迟时间短（ ～ s）；工作压力高（ 10～ 20MPa），所以车轮汽缸尺寸小，刹车的内部可以安装在直接制动蹄展开机构（或闸块固结机构 ），不需要制动臂等传达零件的结构简单，质量小的，机械的效率较高（液压系统自润滑的作用）。 油压制动器的主要的缺点：过度热后，部分制动液管气化，气泡，形成严重影响液压传输，让制动系统的性能 下降 ，甚至完全失效。 液压制动广泛应用在乘用车和总质量不大的商用车上。 所以，本次所设计的制动系采用液压油为工作介质的动力制动系。 驻车制动系 制动系统用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至斜坡上，也有助于汽车在斜坡上起步。 驻车制动系统应采用机械式驱动机构而不用液压或气压式，以免其产生故障。 后轮驻车制动：轮缸或轮 制动器，（对领丛蹄制动器，只需附加一个驻车制动推杆和一个驻车杠杆即可）使用驻车制动时，由人搬动驻车制动操纵杆，通过操纵缆绳。 平衡臂和拉杆（拉绳）拉动驻车制动杠杆使两蹄张开。 通过类比采用：手动驻车制动操纵杆、驻车制动杠杆作用于后轮。 用后轮制动兼用驻车制动器。 行车制动系 制动系统用作强制行使中的汽车减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。 其驱动机构多采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠。 现在、制动广泛应用的轿车，一些高性能车的车轮上全部之外，几乎只使用前轮刹车鼓，后轮刹车配合，汽车期 更高的刹车时的方向稳定性。 卡车也被采用盘式制动器。 四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的 70%80%，前轮制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用，因此为了节省成本，就采用前盘后鼓的制动方式。 液压分路系统的形式的选择 图 5种分路方案 为了提高制动驱动机构的信赖性，保证行车安全制动驱动机构，至少应该两套独特的系统，也就是说是双电路系统，也就是说，汽车的全部的行车制动液压和气压管路分成两个以上的独立。 使当 一个电路故障失效时，其他的完全 的电路能工作正常。 II 型回路 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。 X 型回路 后轮制功管路对角连接两个独立的电路系统，也就是前轴一侧车轮刹车和后车轮刹车桥的对面是属于一个电路和十字型，简称 X 型。 其特征是，结构简单，电路失效时 50%的制动性能可以保持，然后制动力的分布系数和同期粘着系数没有变化，保证了制动时和车辆的适应性。 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，采用这种分路方案的汽车，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。 其他类型回路 左，右制动轮汽缸的半数都后轮刹车分泵构成和独立的电路，前轮刹车的另一半车轮汽缸构成另一半电路，半轴轴的分路型式，简称 KI 型。 两个单独的问路各自两侧前轮刹车的半数车轮汽缸和后轮刹车组成，即半轴和已经半轴和另一轮的瑚式，简称 LL 型。 两个独立的电路，所有的前、后刹车的半数汽缸组成，即前，后半轴前，后半轴的分路型式，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。 通过对比各个管路的优缺点， X 型管路结构较为简单，成本较低，工作稳定性好，在同类车型运用广泛。 因此，最终选择 X 型管路系统。 制动原理和工作过程 制动系统主要由制动器、液压传动机构等组成，车轮制动器主要由旋转部分和固定部分组成。 目前广泛运用的制动器包括：鼓式制动器和盘式制动器。 要正确设计制动系统，对制动器制动过程和原理的研究是必不可少的。 鼓式制动器制动原理和过程 图 鼓式制动工作原理 行使车的司机减速，刹车踏板推杆，和主缸活塞缸内的油液掌握一定的压力下流入车轮汽缸两个车轮汽缸活塞推进 2 制动蹄支撑销，向两侧分开上端那个摩擦片压没关系制动鼓的内圆面。 这个，旋转的制动蹄回转的制动鼓作用的摩擦力矩，其方向相反轮子旋转方向。 制动鼓力矩车轮车轮传到了为了路面间附着的作用，车轮路面作用的前的周围力的同时，路面车轮作用的向后的反力，也就是制动力。 制动力车轮经车桥和悬挂传框架和车身，迫使整个汽车产生一定的减速。 制动力越大，刹车减速大。 刹车踏板放时，返回弹簧制动蹄拉回复位，摩擦力矩和制动力消失，刹车的作用 结束。 盘式制动器制动原理和过程 浮钳盘式制动器的工作原理如图 所示， 制动卡钳帐篷固定在身体和拳套制动钳柱轴沿着滑块导销。 制动时，活塞的液压的作用下， 活动刹车片刹车盘。 与此同时，作用制动钳身体上的反力推进制动钳沿着身体导向销向左移动，固定 制动钳身体上的制动压力制动盘上块。 于是刹车盘两侧的摩擦块，两个力的作用下夹紧制动刹车盘盘上产生运动方向相反的制动转矩，促使汽车刹车 图 盘式制动器制动原理 制动器的形式方案分析 汽车制动器几乎均为机械摩擦式，即利用旋转元件与固定元件两工作表面间的摩擦产生的制动力矩使汽车减速或停车。 一般摩擦式 制动器按其旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类。 鼓式制动器 车轮刹车主要常用制动时也兼停车刹车。 制动摩擦式，主要是油压式，电磁式等三种形式。 电磁式刹车作用性好，并且迟到容易连接器等优点的信赖，成本 太高，只是一部分的总质量大的商用车的车轮刹车和缓速器使啊；油压式刹车一般只有缓速器。 现在广泛使用的是摩擦式 制动器。 摩擦式制动器按摩擦副结构不同，可以分为鼓式、盘式和带式三种。 带式只用于中央制动器；鼓式和盘式应用最为广泛。 鼓式制动器广泛应用于商用车，同时鼓式制 动器结构简单、制造成本低。 鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器。 内张型鼓式制动器的固定摩擦元件，摩擦制动器嘶嘶的，后者是刹车板上安装，刹车板梁关闭前和后桥壳的法兰（对车轮刹车）和变速器壳和那个固定支架（中央制动器），其旋转摩擦元件固定枢纽和变速器第二轴后端的制动鼓，并利用制动鼓的圆柱的内表面摩擦和制动蹄片外和表面摩擦制动鼓表面产生摩擦力矩，故被称为蹄式制动器。 外面束型鼓式制动器摩擦元件的固定有摩擦片且刚性的小制动带，其旋转零件摩擦制动鼓，并利用制动鼓外圆筒表面和制动摩擦片的内弧面的话表面摩擦 ，摩擦力矩作用 制动鼓 ，故又称为带式制动器。 现外束型鼓式制动器主要用于中央制动器的设计。 鼓式制动器可按其制动蹄的受力情况分类 (见图 )，它们的制动效能、制动鼓的受力平衡状况以及车轮旋转方向对制动效能的影响均不同 [2]。 （ A） （ B） （ C） （ D） （ E） （ F） （ B）领从 蹄式（制动轮缸张开）； （ C）双领蹄式（非双向，平衡式）；（ D）双向双领蹄式；（ A）领从蹄式（凸轮张开）；（ E）单向增力式；（ F）双向增力式 图 制动蹄按其张开时的转动方向和制动鼓的旋转方向是否一致，有领蹄和从蹄之分。 制动蹄张开的转动方向与制动鼓的旋转方向一致的制动蹄，称为领蹄；反之，则称为从蹄。 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；易于调整蹄片之间的间隙。 因此得到广泛的应用，特别是用于乘用车和 总质量较小的商用车的后轮制动器。 轻型商用车总质量较小，因此采用结构简单，成本低的领从蹄式鼓式制动器。 盘式制动器 盘式制动器按摩擦副中定位原件的结构区别可分为钳盘式与全盘式两大类。 （ 1）钳盘式 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。