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1、河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）院系： 车辆与动力工程学院 2013 年 4 月 15 日课题名称 重型自卸汽车设计（制动系统设计）学生姓名 兰超 专业班级 车辆 093 课题类型 工程设计指导教师 曹艳玲薛运起 职 称 副教授 高工 课题来源 结合生产1. 设计（或研究）的依据与意义车辆的制动性能是车辆主动安全性能中最重要的性能之一。汽车的制动性能是由汽车的制动系统决定的，它主要是给安全行驶提供保证，其中其制动器性能的优劣将直接影响汽车整车性能的优劣，直接关系到驾乘人员的生命财产安全，重大交通事故往往与制动距离过长、紧急制动时发生侧滑和失去转向能力等情况有关，因此汽车的制动性
2、能是汽车安全行驶的重要保障。据有关资料介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏还直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。制动系既可以使行驶中的汽车减速，又可保证停车后的汽车能驻留原地不动。由此可见，汽车制动系对于汽车行驶的安全性，停车的可靠性和运输经济效益起着重要的保证作用。汽车的制动过程是很复杂的，它与汽车总布置和制动系各参数选择有关。汽车制动系统主要由供能装置、传能装置、控制装置和制动器组成，制动器的实际性能是整个制动系中最复杂和最不稳定的因素
3、，因此制动器的设计在整车设计中显得非常重。2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述随着汽车安全性的日益提高，汽车制动系统也历经了数次变迁和改进。从最初的皮革摩擦制动，到后来的鼓式、盘式制动器，再到机械式 ABS 制动系统，紧接着伴随电子技术的发展又出现了模拟电子 ABS 制动系统、数字式电控 ABS 制动系统，等等。近 10 年来，西方发达国家又兴起了对汽车线控系统的研究，线控制动系统应运而生，并开展了对电控机械制动系统的研究。简单来说，电控机械制动系统就是把原来液压或者压缩空气驱动的部分改为电动机驱动，借以提高响应速度，增加制动效能, 同时大大简化了结构，降低了装配和维护的难度。由于人们
4、对制动性能要求的不断提高，传统的液压或者空气制动系统在加入大量电子控制系统(如 ABS、TCS、ESP)后，结构和管路布置越来越复杂，加大了液压(空气)回路泄漏的隐患，同时装配和维修的难度也随之提高；因此，结构相对简单、功能集成可靠的电控机械制动系统越来越受到青睐。可以预见，EMB 将最终取代 1 传统的液压(空气)制动器，成为未来汽车制动系统的发展方向。长期以来，为了充分发挥蹄鼓式制动器的重要优势，旨在克服其主要缺点的研究工作和技术改进一直在进行中，尤其是对蹄鼓式制动器工作过程和性能计算分析方法的研究受到高度重视。这些研究工作的重点在于制动器结构和实际使用因素等对制动器的效能及其稳定性等的影
5、响，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比较可行、有效的改进措施，制动器的性能也有了一定程度的提高。1997 年，提出了一种“电控自增力鼓式制动器”设计方案，该制动器是通过机械的方法来实现鼓式制动器的自增力，制动效能因数的变化范围为 26。应用一套电控机械装置调整领蹄的支承点来提高制动器的制动效能数，以补偿由于摩擦材料的热衰退而引起的摩擦系数降低。该制动器达到相同的制动力矩所要求的输入力是盘式制动器 1/7。该系统的控制装置允许每个制动器单独工作，从而提高了行车的安全性，另外对驾驶和操纵舒适性也有所提高，但仍然存在一些问题，诸如系统复杂、高能耗、高成本、维护困难等。1999 年提出一种四蹄八片
6、（块）式制动器，通过对结构参数合理匹配设计，制动效能因数有一定地提高，同时制动效能_因数对摩擦系数的敏感性也可以有适当地改善，这就在一定程度上改善了制动效能的稳定性。2000 年，提出一种具有多自由度联动蹄的新型蹄鼓式制动器，该型式的制动器使得制动效能因数及其稳定性得到显著提高；摩擦副间压力分布趋于均匀，可保证摩擦副间接触状态的稳定，并延长摩擦片使用寿命；性能参数可设计性强，可根据对制动效能的需要，较灵活地进行制动器设计。另外，近年来则出现了一些全新的制动器结构形式，如磁粉制动器、湿式多盘制动器、电力液压制动臂型盘式制动器、湿式盘式弹簧制动器等。对于关键磁性介质磁粉，选用了抗氧化性强、耐磨、耐
7、高温、流动性好的军工磁粉；磁毂组件选用了超级电工纯铁 DT4，保证了空转力矩小、重复控制精度高的性能要求；在热容量和散热等方面，采用了双侧带散热风扇，设计了散热风道等，使得该技术有着极好的应用前景。尽管对蹄鼓式制动器的设计研究取得了一定的成绩，但是对传统蹄鼓式制动器的设计仍然有着不可替代的基础性和研发性作用，也可为后续设计提供理论参考。3. 课题设计（或研究）的内容（1）参考同类车型及整车参数，完成重型自卸汽车的制动系统结构方案选型与设计计算。（2）绘制制动系的总装配图、部件图和部分零件图，总工作量不少于 3 张 0 号图纸，其中至少一张一号机绘或手绘图。（3）编写设计说明书，内容不少于 12
8、000 字，并要求计算机打印；编写不少于400 字的中文摘要，并翻译成外文。（4）要有 1 万字符与专业有关的外文翻译资料。4. 设计（或研究）方法根据所给技术指标，参考同类车型，首先确定制动系结构形式：汽车制动系设计为气压双回路动力制动系统。制动器均采用凸轮领从蹄式制动器，制动蹄采用浮式支撑，兼充驻车制动器，并可用于应急制动。之后确定制动器的结构参数与摩擦系数，进行制动器设计计算。对主要零部件进行结构设计与强度计算。再确定驱动机构结构形式并对其进行设计计算。最后根据计算数据绘制草图。5. 实施计划5 周： 调研、收集、分析资料；6 周： 全组集体讨论，制定、确定总体方案；79 周： 完成主要总图设计；1012 周：完成零件图、部件图、设计说明书等；13 周： 整理图纸及全部设计资料，上交所有设计资料；14 周： 审核、互审评阅设计；15 周： 答辩，评定成绩。指导教师意见指导教师签字： 年 月 日研究所（教研室）意见教研室主任签字： 年 月 日
