车辆工程毕业设计论文-hgc1050轻型商用车制动系设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-hgc1050轻型商用车制动系设计(编辑修改稿)内容摘要：

～ 12t 的中、重型货车以及极少数高级轿车上。 液压制动用于行车制动装置。 液压制动的优点是：作用滞后时间短（ ～ ）。 工作压力高（可达 10～ 20MPa），因而轮缸尺寸小，可以安装在制动器内部，直接作黑龙件工程学院本科生毕业设计 为制动蹄的张开机构（或制动块的压紧机构），而不需要制动臂等传动件，使之结构简单，质量小；机械效率较高（液压系统有自润滑作用）。 液压制动的主要缺点是：过度受热后，部分 制动液汽化，在管路中形成气泡，严重影响液压传输，使制动系统的效能降低，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。 目前，盘式制动器已广泛应用于轿车，但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮以外，大都只用作前轮制动器，而与后轮的鼓式制动器配合，以期汽车有较高的制动时的方向稳定性。 在货车上，盘式制动器也有采用。 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 黑龙件工程学院本科生毕业设计 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。 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、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。 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，黑龙件工程学院本科生毕业设计 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 要使行使中的汽车减速，驾驶员应踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞，使主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞推动两制动蹄绕支撑销转动，上端向两边分开而其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。 这样，不旋转的制动蹄就对旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反。 制动鼓将该力矩传到车轮后，由于车轮与路面间有附着作用，车轮对路面作用一个向前的周缘力，同时路面也对车轮作用一个向后的反作用力，即制动力。 制动力由车轮经车桥和悬架传给车架和车身，迫使整个汽车产生一定的减速度。 制动力越大，制动减速度越大。 当放开制动踏板时，复位弹簧即将制动蹄拉回复位，摩擦力矩和制动力消失，制动作用即行终止。 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，制动钳支架固定在转向节上，制动钳体与支架可沿导向销轴向滑动。 制动时，活塞在液压力的作用下，将活动制动衬块推向制动盘。 以此同时，作用在制动钳体上的反作用力推动制动钳体沿导向销向左移动，使固定在制动钳体上的制动块压靠到制动盘上。 于是制动盘两侧的摩擦块在两个力的作用下夹紧制动盘，使之在 制动盘上产生与运动方向相反的制动力矩，促使汽车制动。 黑龙件工程学院本科生毕业设计 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 车轮制动器主要用于行车制动系统，有时也兼作驻车制动之用。 制动器主要有摩擦式、液力式、和电磁式等三 种形式。 电磁式制动器虽有作用滞后性好、易于连接而且接头可靠等优点，但因成本太高，只在一部分总质量较大的商用车上用作车轮制动器或缓速器；液力式制动器一般只用缓速器。 目前广泛使用的仍为摩擦式制动器 [2]。 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是一对带有摩擦蹄片的制动蹄，后者又安装在制动底板上，而制 动底板则又紧固于前梁或后桥壳的凸缘上 (对车轮制动器 )或变速器壳或与其相固定的支架上(对中央制动器 )；其旋转摩擦元件为固定在轮毂上或变速器第二轴后端的制动鼓，并利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。 外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带；其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外圆柱表面和制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，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。 黑龙件工程学院本科生毕业设计 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） （ a）领从蹄式（凸轮张开）；（ 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；（ 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不同可分为钳盘式和全盘式两大类。 （ 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黑龙件工程学院本科生毕业设计 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 [2]。 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。 本章小结 本章确定了制动系统方案为行车制 动系统采用液压制动控制机构，前轴制动器为浮动钳盘式制动器，后轴采用领从蹄式鼓式制动器。 回路系统采用交叉式双回路控制系统。 驻车制动系统控制机构为机械式，由鼓式制动器兼做驻车制动器。 黑龙件工程学院本科生毕业设计 第 3 章 制动系主要参数确定 整车相关基本参数 与汽车制动系设计相关的 整车 基本 参数如表 所示。 表 制动系主要参数 空载 满载 汽车质量 3095kg 5455kg 轴荷分配 前轴 1600kg 1900kg 后轴 1495kg 3555kg 质心高度 mmhg 10000  mmhg 9001  轴距 3800mm 前制动器 浮动钳盘式 后制动器 鼓式领丛蹄式 确定同步附着系数和前后轴制动力分配系数 制动时的汽车受力图如图 所示。 图 汽车制动受力分析 对汽车前后车轮与地面的接触点分别取矩可得： LGLZ 21 黑龙件工程学院本科生毕业设计 mmggG LZL 13245455 3800190012  可得 mmL 24761 一般汽车根据前、后轮制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素，当制动力足够时，制动过程出现前后轮同时抱死拖滑时附着条件利用最好。 任何附着系数 φ 路面上前后同时抱死的条件为（ φ =）： GFF ff  21 （ ） ggff hL hLFF 1221 （ ） 式中： G — 汽车重力； 1fF — 前制动器制动力 ， N； 2fF — 后制动器制动力 ， N； 1L — 质心到前轴的距离 ， mm； 2L — 质心到后轴的距离 ， mm。 可 得： 1fF =25006N 2fF =20481N 一般常用制动器制动力分配系数  来表示分配比例 ffFF （ ） 前、后制动器制动力分配的比例影响到汽车制动时方向稳定性和附着条件利用程度。 要确定  值首先就要选取同步附着系数  0。 一般来说，我们总是希望前轮先抱死 （ 0 ）。 根据有关文献推荐以及我国道路条件，车速不高，所以本车型 0 取。