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1、汽车制动器设计作者 yueyue 浏览 951 发布时间 11/09/10 摘要汽车制动系的基本功用是使行驶中的汽车减速或停车，在下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地或坡道上驻留不动的机构。汽车制动系直接影响着汽车的安全性和停车的可靠性。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行驶安全、停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车才能充分发挥其动力性能。汽车的制动系是汽车行车安全的保证，许多制动法规对制动系提出了许多详细而具体的要求，这是我们设计的出发点。从制动系的功用及设计的要求出发，依据给定的设计参数，进行
2、方案论证。对各种形式的制动器的优缺点进行了比较后，选择了钳盘式的形式。这样既保证了较高的制动效能又有很好的稳性。关键词 制动系; 制动盘; 摩擦块; 制动效目录摘 要. IAbstract. II第 1 章 绪论. 31.1 汽车制动系概述. 31.2 汽车制动器的工作原理. 51.3 课程设计的目的和意义. 6第 2 章 制动器结构型式及选择. 82.1 盘式制动器的结构型式及选择. 92.1.1定钳盘式制动器. 112.1.2浮钳盘式制动器. 122.1.3全盘式制动器. 122.2 盘式和鼓式制动器比较. 13第 3 章 制动系的主要参数及其选择. 153.1 制动力与制动力分配. 15
3、3.1.1制动时前、后轮的地面法向反作用力. 153.1.2前、后制动器制动力的理想分配曲线. 173.2 具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数. 193.3 制动器的制动力矩. 203.4 利用附着系数与制动效率. 21第 4 章 制动器的设计计算. 234.1 原始数据和技术参数. 234.2 参数选择以及数据计算. 234.2.1盘式制动器主要参数的确定. 234.2.2摩擦块磨损均匀性验证. 244.2.3紧急制动时前后轮法向反力及附着力距. 244.2.4同步附着系数的确定. 254.2.5制动器的效率. 264.2.6制动力矩以及盘的压力. 264.2.7同步附着系数的验
4、算. 274.2.8摩擦衬块的磨损特性的验算. 27第 5 章 制动驱动机构的结构型式选择与设计计算. 285.1 制动驱动机构型式. 285.1.1简单制动系. 285.1.2动力制动系. 285.1.3伺服制动系. 295.2 分路系统. 305.3 液压制动驱动机构的设计计算. 315.3.1制动轮缸直径d的确定. 315.3.2制动主缸直径do的确定. 315.3.3制动踏板力Fp. 325.3.4制动踏板工作行程Sp. 32总 结 34参考文献 35第 1 章绪论1.1 汽车制动系概述尽可能提高车速是提高运输生产率的主要技术措施之一。但这一切必须以保证行驶安全行为前提。因此，在宽阔人
5、少的路面上汽车可以高速行驶。但在不平路面上，遇到障碍物或其它紧急情况时，应降低车速甚至停车。如果汽车不具备这一性能，提高汽车行驶速度便不可能实现。制动系是汽车的一个重要组成部分，它直接影响汽车的行驶安全性。随着高速公路的迅速发展和汽车密度的日益增大，交通事故时有发生。因此，为保证汽车行驶安全，应提高汽车的制动性能，优化汽车制动系的结构。制动装置可分为行车制动、驻车制动、应急制动和辅助制动四种装置。其中市行驶中的汽车减速至停止的制动系叫行车制动系。使已停止的汽车停驻不动的制动系称为驻车制动系。每种车都必须具备这两种制动系。应急制动系成为第二制动系，他是为了保证在行车制动系失效时仍能有效的制动。辅
6、助制动系是使汽车下坡时车速稳定的制动系。汽车制动系统是一套用来使四个车轮减速或停止的零件。当驾驶员踩下制动踏板时，制动动作开始。踏板装在顶端带销轴的杆件上。踏板的运动促使推杆移动，移向主缸或离开主缸。 主缸安装在发动机室的隔板上，主缸是一个由驾驶员通过踏板操作的液压泵。当踏板被踩下，主缸迫使有压力的制动液通过液压管路到四个车轮的每个制动器。液压管路由钢管和软管组成。它们将压力液从主缸传递到车轮制动器。盘式制动器多用于汽车的前轮，有不少车辆四个车轮都用盘式制动器。制动盘装在轮辋上、与车轮及轮胎一起转动。当驾驶员进行制动时，主缸的液体压力传递到盘式制动器。该压力推动摩擦衬片靠到制动盘上，阻止制动盘
7、转动。图1-1汽车制动系统的基本部件1.液压助力制动器 2.主缸和防抱死装置 3.前盘式制动器 4.制动踏板 5.驻车制动杆 6.防抱死计算机 7.后盘式制动器很多汽车都采用助力制动系统减少驾驶员在制动停车时必须加到踏板上的力。助力制动器一般有两种型式。最常见的型式是利用进气歧管的真空，作用在膜片上提供助力。另一种型式是采用泵产生液压力提供助力。 驻车制动器总成用来进行机械制动，防止停放的车辆溜车，在液压制动完全失效时实现停车。绝大部分驶车制动器用来制动两个后车轮。有些前轮驱动的车辆装有前轮驻车制功器，因为在紧急停车中绝大部分的制动功需要用在车辆的前部。驻车制动器一般用手柄或脚踏板操作。当运用
8、驻车制动器时，驻车制动钢索机械地拉紧施加制动的秆件。驻车制动器由机械控制，不是由液压控制。 每当以很强的压力进行制动时，车轮可能完全停止转动。这叫做“车轮抱死”。这并不能帮助车辆停下来，而是使轮胎损失些与路面的摩擦接触，在路面上滑移。轮胎滑移时，车辆不再是处于控制下的停车，驾驶员处在危险之中。有经验的驾驶员知道，防止车轮抱死的对策是迅速上、下踩动制动踏板。这样间歇地对制动器提供液压力，使驾驶员在紧急制动时能控制住车辆。 现今许多新型车辆装备了防抱死制动系统(ABS)。防抱死制动系统做的工作与有经验驾驶员做的相同，只是更快、更精确些。它感受到某车轮快要抱死或滑移时，迅速中断该车轮制动器去的制动压
9、力。在车轮处的速度传感器监测车轮速度，并将信息传递给车上计算机。于是，计算机控制防抱死制动装置，输送给即将抱死的车轮的液压力发生脉动。1.2 汽车制动器的工作原理一般制动系的工作原理可用下图所示的一种简单的液压制动系示意图来说明。个以内圆面为工作表面的金属的制动鼓8固定在车轮轮毅上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板11上，有两个支承销12，支承着两个弧形制动卸10的下端。制动蹄的外圆面上又装有一般是非金属的摩擦片9。制动底板上还装有液压制动轮缸6，用油管5与装在车架上的液压制动主缸4相连通。主缸中的活塞3可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。 制动系不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆
10、面之间保持有一定的间隙，使车轮和制动鼓可以自由旋转。 要使行驶中的汽车减速，驾驶员应跺下制动踏板l，通过推杆2和主缸活塞3，使主缸内的油液在一定压力下流人轮缸6，并通过两个轮缸活塞7推使两制动蹄10绕支承销12转动，上端向两边分开而以其摩擦片9压紧在制动鼓的内圆面上。这样，不旋转的制动卸就对旋转着的制动鼓作用一个摩擦力矩M，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绕力F，同时路面也对车轮作用一个向后的反作用力，即制动力F。制动力F由车轮经车桥和悬架传给车架及车身，迫使整个汽车减速。制动力愈大，汽车减速度也愈大。当故开制动踏板时回
11、位弹簧13即将制动蹄拉回原位，摩擦力矩M和制动力F消失，制动作用即行终止。 图1-2 鼓式制动器结构图1.制动踏板 2.推杆 3.主缸活塞 4.制动主缸 5.油管 6.制动轮缸 7.轮缸活塞 8.制动鼓 9.摩擦片 10.制动蹄 11.制动底板 12.支承销 13.制动体回位弹簧图中所示的制动器中，由制动鼓8、摩擦片9和制动蹄10所构成的系统产生了一个制动力矩(摩擦力矩M)以阻碍车轮转动该系统称为制动器。显然，阻碍汽车运动的制动力F不仅取决于制动力矩M，还取决于轮胎与路面间的附着条件。如果完全丧失附着，则这种制动系事实上不可能产生制动汽车的效果。不过，在讨论制动系的结构问题时，一般都假定具备良
12、好的附着条件。1.3 课程设计的目的和意义课程设计和毕业论文是大学生培养方案中的重要环节。学生通过课程设计，综合性地运用所学知识去分析、解决一个问题，在作课程设计的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。不少学生在作完课程设计后，感到自己的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，去创造的自信心。通过大学的学习，从理论与实践上均有了一定程度的积累。课程设计就是对我们以往所学的知识的综合运用与进一步的巩固加深，并对解决实际问题的能力的训练与检验。其目的在于：1、培养正确的设计思想与工作作风。2、进一步培养制图、绘图的能力。3、学会分析与评价汽车及其各总成的结构与
13、性能，合理选择结构方案及其有关参数。4、学会汽车一些主要零部件的设计与计算方法以及总体设计的一般方法，以毕业后从事汽车技术工作打下良好的基础。5、培养独立分析、解决问题的能力。第 2 章 制动器结构型式及选择汽车的制动器设计究竟采用哪一种结构方案较为合理，能够最大限度的发挥制动器的功用，首先应该从制动器设计的一般原则上谈起。2.1 盘式制动器的结构型式及选择盘式制动系统的基本零件是制动盘，轮毂和制动卡钳组件。制动盘为停止车轮的转动提供摩擦表面。车轮通过双头螺栓和带突缘的螺母装到制动盘毂上。毂内有允许车轮转动的轴承。制动盘的每一面有加工过的制动表面。 液压元件和摩擦元件装在制动卡钳组件内。制动卡
14、钳装到车辆上时，它跨骑在制动盘和轮毂的外径处。 进行制动时，靠主缸的液压力，制动卡钳内的活塞被迫外移。活塞压力通过摩擦块或制动蹄夹住制动盘。由于施加在制动盘两侧的液压力是方向相反、大小相等的，制动盘不会变形，除非制动过猛或持续加压。制动盘表面的摩擦能生成热。由于制动盘在转动。表面没有遮盖，热很容易消散到周围空气中。由于迅速冷却的特性，即使在连续地猛烈制动之后，盘式制动器比抗制动衰退的鼓式制动器工作得要好。许多车辆的前部采用盘式制动器的主要理由就是它抗制动衰退性好和停车平稳。 图2-2 盘式制动器结构图1.制动卡钳组件 2.制动盘和毂组件 3.轮毂 4.双头螺栓 5.摩擦面 6.摩擦块2.1.1 定钳盘式制动器钳盘式制动器主要有以下几种结构型式：图2-3 钳盘式制动器示意图 a)、d) 固定钳式 b) 滑动钳式 c) 摆动钳式固定钳式制动器，如图（a）所示，制动盘两侧均有油缸。制动时，仅两侧油缸中的活塞驱使两侧制动块向盘面移动。这种制动器的主要优点是：（1）除活塞和制动块外无其它滑动件，易于保证钳的刚度；（2）结构及制造工艺与一般的制动轮缸相差不多，容易实现从鼓式到盘式的改型；（3）很能适应分路系统的要求；就目前汽车发展趋势来看，随着汽车性能要求的提高，固定钳结构上的缺点也日益明显。主要有以下几个方面
