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第1章绪论
汽车是现代交通工具中用得最多,最普遍,也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置,是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高,为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。
通过查阅相关的资料,运用专业基础理论和专业知识,确定汽车制动系统的设计方案,进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求:具有足够的制动效能以保证汽车的安全性;本系统采用Ⅱ型双回路的制动管路以保证制动的可靠性;采用真空助力器使其操纵轻便;同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。
车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作,由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全,因此制动性能是车辆非常重要的性能之一,改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。当车辆制动时,由于车辆受到与行驶方向相反的外力,所以才导致汽车的速度逐渐减小至零,对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计,因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础,由于这一过程较为复杂,因此一般在实际中只能建立简化模型分析,通常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价:
(1)制动效能:即制动距离与制动减速度;
(2)制动效能的恒定性:即抗热衰退性;
(3)制动时汽车的方向稳定性;
目前,对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行,由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量,因此,多数有关传动系!制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶,其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据,在汽车道路试验中
,如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化,则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。
(1)研究、确定制动控制采用气压方式还是液压(真空助力、真空增压或油气
混合)方式
(2)研究、确定制动系统的构成
1)设计制动系统示意图。
2)驻车制动采用的形式。
3)是否需要有辅助制动。
(3)汽车必需制动力及其前后分配的确定
前提条件一经确定,与前项的系统的研究、确定的同时,研究汽车必需的制动力
并把它们适当地分配到前后轴上,确定每个车轮制动器必需的制动力。
(4) 确定制动器制动力、摩擦片寿命及构造、参数
制动器必需制动力求出后,考虑摩擦片寿命和由轮胎尺寸等所限制的空间,选定制动器的型式、构造和参数,绘制布置图,进行制动力制动力矩计算、摩擦磨损计算。
(5) 制动器零件设计
零件设计、材料、强度、耐久性及装配性等的研究确定,进行工作图设计。
(6) 制动操纵系统设计
制动系操纵部件(阀类、加力器、制动气室等)的研究、选定或设计,操纵机构设计;
(7) 管路设计
管路布置、设计。
制定出制动系统的结构方案,确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用计算机辅助设计绘制装配图,布置图和零件图,并对制动器进行三维建模。
第2章制动系统总体方案设计
汽车制动系统总体方案设计,主要涉及制动器的结构型式选择,制动驱动机构的结构型式选择,制动管路布置结构型式的选择等三个方面。本章将就这三个方面的问题进行分析论证。
制动器的结构型式的选择
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