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1、本科毕业论文(设计）日产轩逸1.6L轿车制动系统优化设计摘 要轿车制动系统直接影响轿车行驶的安全性和停车的可靠性，是轿车十分重要的组成部分。只有制动性能优良，制动系统工作可靠，才能充分发挥轿车的其它性能，而轿车制动系统的结构分析与设计计算是保证和提高轿车制动性能的一个重要步骤。本文围绕轿车制动系统的结构分析与设计计算，对轿车制动性能进行分析研究。首先，对轿车制动系统进行系统全面的整理和归纳，详细说明了轿车制动系统结构组成和各组成部分的基本工作原理，论述了轿车制动系统的功能和轿车制动性能评价方法；然后，应用汽车理论建立轿车制动系统制动受力数学模型，对轿车制动过程，理想制动力分配曲线，前、后轴制动
2、力利用附着系数，制动器制动力矩以及斜坡驻车制动效能等制动性能进行深入理论分析和计算公式的推导；最后，针对某一具体轿车制动系统进行设计计算，对计算结果进行分析论证，进而通过调整轿车制动器型式和结构参数使轿车制动力分配，制动时减速度及斜坡驻车效能等制动性能能够符合我国法规规定要求，之后进行三维建模、二维画图并优化分析。关键词：制动系统；盘式制动器；参数设计；优化设计Nissan Sylphy 1.6L car braking system optimization designAbstractCar braking system which is a very important componen
3、t of the car has a direct impact on car traffic safety and the parking reliability. Only braking performance is good and braking system is reliable, other properties of car can give full play to work. Structural analysis and design calculation of car braking system are an important step of work. Thi
4、s article focused on structural analysis and design calculation of car braking system, and carried out an analytical study of car braking performance.At first, this thesis systematically collated and summarized the car braking performance, detailed the description of the structure and various compon
5、ents, basic working principle of car braking system, discussed the function of car brake system and evaluation methods of car braking performance, specifically described and summed up the design requirements of car brake system and our countrys laws and regulations on requirements of the car braking
6、 system. And then according to automotive theory, this thesis established a mathematical model of car braking system when braking force, and carried out the theoretical analysis and derivation of formula for the car braking process, the ideal braking force distribution curve, the use of front axle a
7、nd rear axle braking force attachment coefficient, the braking torque of brake and the parking brake performance on the slope and so on. Finally, this thesis designed and calculated a specific car braking system, analysed and demonstrated the results of calculation, adjusted the structure parameters
8、 of car brake force distribution system so that the car braking force distribution, the braking deceleration, the parking brake performance on the slope and the braking performance can fully meet the requirements of our countrys laws and regulations. Tnen three-dimensional modeling,two-dimensional d
9、rawing and optimization analysis. Key Words：Braking systems;Disc brakes; Parameter design; Optimal design目 录摘 要IAbstractII第一章绪论11.1 引言11.2 国内外汽车制动系统设计技术研究概况21.2.1 国外研究现状21.2.2 国内研究现状31.3 论文目标及主要工作内容4第二章轿车制动系统组成及结构分析52.1 制动系统的作用52.2 制动系统的种类52.3 制动器的选取62.4 本章小结9第三章制动系统的设计计算103.1 制动器的设计要求103.2 设计基础参数10
10、3.3 制动系的主要参数及其选择113.3.1 制动力与制动力分配系数113.3.2 制动力矩的计算153.3.3 同步附着系数163.3.4 制动强度和附着系数利用率183.3.5 汽车的驻车能力计算193.4 盘式制动器结构参数的确定213.4.1 制动盘直径213.4.2 制动盘厚度213.4.3 摩擦衬块的内半径和外半径223.4.4 制动衬块工作面积233.4.5 摩擦片摩擦系数233.4.6 制动衬块的设计计算233.4.7 摩擦衬块磨损特性的计算243.5 盘式制动器间隙的调整方法及相应机构253.6 制动驱动机构设计计算263.6.1 制动驱动机构的结构型式选择263.6.2
11、制动管路的选择263.6.3 制动轮缸的分析计算283.6.4 制动踏板力与踏板行程293.7 本章小结29第四章制动器优化设计与分析304.1 数学模型的建立304.2 设计变量304.3 目标函数314.4 约束条件324.4.1 性能约束324.4.2 几何约束324.5 数学模型334.6 优化结果及其分析334.6.1 优化程序334.6.2 优化结果344.6.3 优化前后结果对比分析354.7 制动钳有限元分析354.8 本章小结36结 论37经济性分析38致 谢39参考文献40- IV -哈尔滨工业大学本科毕业论文(设计）第一章 绪论1.1 引言汽车工业的发展已有一百多年的历史
12、。随着汽车工业迅速发展和人们消费水平日益提高，汽车成为当今世界上最重要的交通运输工具和人类社会活动中难以或缺的重要工具。经过几十年的改革开放，我国经济发展和人民生活水平得到不断提高，汽车工业发展迅速，我国轿车需求量也保持快速增长。根据国家统计局的统计数据如下表1-1可以清晰看到我国的汽车产量从1997年的约158.2万辆猛增到2008年的约934.51万辆；其中轿车从1997年的约48.7万辆迅速增到2008年的约503.73万辆，同时轿车所占的比例从1997年的约30.8%增到2008年的约54.0%。随着轿车的产量和保有量增加，轿车也迅速地改变着现代世界的面貌，加快着社会快节奏地运转。表1
13、-1 近年来我国轿车产量情况年份汽车产量(万辆)轿车产量(万辆)轿车比例(%)1997158.2048.7030.81998162.9050.7031.11999183.0057.0031.12000206.9160.4729.22001233.4070.3029.92002325.10109.1033.52003444.37201.8945.42004507.05231.6345.72005570.77278.8948.82006727.97382.8952.62007888.24479.7754.02008930.59503.8154.120091379.53748.4854.320101
14、826.53957.5952.420111841.601012.7055.0轿车给人们带来快捷和方便的同时，也带来了环境污染与交通事故等一些危害。随着轿车产量和保有量的增长，轿车速度不断提高，道路交通压力加大，道路交通安全问题己成为世界性的社会问题。全世界每年死于道路交通事故的人数估计超过50万人，伤1000万人，而我国则是世界上交通事故最严重的国家。我国道路交通事故起数及死亡人数仍呈逐年上升趋势，且上升幅度逐年加大，这种趋势在随后几年中将仍然持续。严峻的现实使人们不能不正视轿车安全性问题。人们在注重轿车的动力性、经济性、舒适性、通过性、操纵稳定性等性能的同时，更强调轿车的安全性。轿车安全性能
15、越来越为人所关注。轿车安全性能的研究已经成为车辆研究的重点。车辆的制动性能是衡量汽车安全性的一个重要标准。制动效能不佳和制动时方向失控是造成车辆重大交通事故的主要原因之一。轿车安全性研究资料表明40%道路交通事故与轿车的制动性能有关，其中10%的道路交通事故是因轿车高速行驶或在不良路面上行驶进行紧急制动，车轮抱死而发生侧滑或跑偏，使轿车失去操纵性和稳定性引起的。轿车的制动性能直接关系到人们的生命财产安全。从轿车诞生时起，制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。第二次世界大战以后，由于轿车技术的迅速发展和道路条件的不断改善，轿车速度提高很快，与此同时，货车和客车向大型化发展，其最大质量也有不同程度增加。另一方面，由于道路行车密度的日益增大，交通事故频繁发生，引起了公众对道路交通安全的密切关注。这些因素对制动系统提出了更加苛刻的要求促使它做出相应改进。随着电子技术的发展，电子控制制动防抱死系统ABS和电子稳定程序ESP的应用成为可能，它们能有效地防止制动时车轮抱死，从而提高制
