畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要比亞迪F3轎車制動系統(tǒng)設(shè)計摘要：近年來，我國的汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，汽車的保有量也持續(xù)增長，隨之而來的卻是居高不下的事故率，因此汽車的安全問題已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必須考慮的重要問題之一，而汽車的制動系統(tǒng)無疑是汽車安全最重要的保障。簡單說，汽車制動系統(tǒng)的功用是就使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直到停車,在下坡行駛時使汽車保持適當(dāng)穩(wěn)定的車速，使汽車安全地停在原地或坡道上。因此汽車制動系統(tǒng)的性能直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。本說明書主要介紹了比亞迪F3轎車的制動系統(tǒng)設(shè)計。首先介紹了汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、分類等，并通過對鼓式制動器和盤式制動器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析。最終確定方案是采用液壓雙回路前盤后鼓式的制動器。除此之外，該說明書還介紹了前后制動器及制動主缸的設(shè)計與計算，主要部件的參數(shù)選擇及制動管路布置形式等的設(shè)計過程。關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)鼓式制動器盤式制動器液壓雙回路制動管路布置形式河北工業(yè)大學(xué)2011河北工業(yè)大學(xué)2011屆畢業(yè)設(shè)計說明書#礦二2X根據(jù)公式 】其中：m——輪缸的數(shù)目V=2V"+2V詭=2焚2826+2x3925=13502mm‘制動主缸與工作容積設(shè)計計算制動主缸應(yīng)有的工作容積匕=卩+卩'其中：V——全部輪缸的總的工作容積廣一一制動軟管在掖壓下變形而引起的容積增量匕可取為1.1V轎車的制動主缸的工作容積可取為匕T?l*13502=14852.2*^3主缸直彳徑姬和活塞行程So卩=_d2S根據(jù)公式：0400一般So=(Q8?1叫 取So=do:布d=23，一o=26.65mm得0V，根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取，則確定主缸直徑為28mmS=d=28mm0 0制動踏板力與踏板行程9.1制動踏板力耳F=-d2P--根據(jù)公式：「40疽式中：d0 制動主缸活塞直徑P——制動管路的液壓站 制動踏板機(jī)構(gòu)傳動比；取站二4叩——制動踏板機(jī)構(gòu)及制動主缸的機(jī)械效率，可取叩=0.85-0.95O取#=0.9314 11F=-—*282*10*106*—*一*10-6=1710NA700N根據(jù)上式得：「 4 40.9因此需要加裝真空助力器。I%=L口式中： /——真空助力比，取4。磚=1710/4=427.5NY500N, 因此符合要求9.2制動踏板工作行程七X]f=矽（SK十Al十%）其中：古mi 主缸推桿與活塞的間隙，一般取1.5?2mm；取^i=2mm占応一一主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程；根據(jù)上式得：％一生"*2*刀=128mmV150mm, 故符合設(shè)計要求。制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計⑸10.1前制動器前制動器為盤式，采用單缸浮動鉗式結(jié)構(gòu)。前制動器由制動盤、制動鉗、車輪軸承及制動摩擦罩盤組成。下圖1所示為比亞迪F3型轎車浮鉗盤式制動器的剖視圖。1-支架2-制動鉗殼體3-活塞防塵罩4-活塞密封圈5-螺栓6-導(dǎo)套7-導(dǎo)向防塵罩8-活塞9-止動彈簧10-放氣螺釘11-外摩擦塊12-內(nèi)摩擦塊13-制動盤圖1浮鉗盤式制動器浮鉗盤式制動鉗的工作原理：制動鉗殼體2用螺栓5與支架1相連接，螺栓5兼作導(dǎo)向銷。支架1固定在前懸架焊接總成（亦稱車輪軸承殼體）的法蘭板上，殼體2可沿導(dǎo)向銷與支架作軸向相對移動。支架固定在車軸上，摩擦塊11和12布置在制動盤13的兩側(cè)。制動分泵8設(shè)在制動鉗內(nèi)。制動時，制動鉗內(nèi)油缸活塞8在液壓力作用下推動內(nèi)摩擦塊12,壓靠到制動盤內(nèi)側(cè)表面后，作用于分泵底部的液壓力使制動鉗殼體在導(dǎo)向銷上移動，推動外摩擦塊11壓向制動盤的外側(cè)表面。內(nèi)、外摩擦塊在液壓作用下，將制動盤的兩側(cè)面緊緊夾住。由于制動盤是緊固在前輪轂上的，因此實(shí)現(xiàn)了前輪的制動。10.2后制動器后制動器為鼓式，簡單非平衡式制動器，為內(nèi)張式液壓制動輪缸式制動器。即它是以制動鼓內(nèi)圓柱面作為摩擦工作表面，用液壓制動輪缸來推動制動蹄壓靠制動鼓內(nèi)表面而實(shí)現(xiàn)制動的，見圖2。1-制動底板2-銷軸3、4、11、12-回位彈簧5-壓桿6-制動桿7-帶杠桿裝置的制動蹄8-支架9-止擋板10-鉚釘13-檢測孔14-壓簧15-夾緊銷16-彈簧座17-帶斜楔支承制動蹄18-摩擦襯片19-斜楔支承20-楔形快21-制動輪缸

圖2鼓式制動器后制動器的結(jié)構(gòu)是極為普通的鼓式制動器，并兼作駐車制動器。制動底板1緊固在后橋焊接件的軸端支承座上，底板上固定了制動輪缸21（亦稱分泵），分泵直徑為617.46mm,支架8、止擋板9用鉚釘10緊固底板下方。止擋板兩端有凹槽，與制動輪缸（即分泵）上的耳槽一起用以嵌進(jìn)左面帶杠桿裝置的制動蹄和右面帶斜模支承的制動蹄的幅板。夾緊銷15、彈簧座16和壓簧14將制動蹄緊壓在制動底板的支承平面上,防止制動蹄的軸向竄動。制動底板支承面上有6個儲油平臺，制動蹄采用浮式支承，可以沿分泵活塞的平面、止擋板的凹槽面作適量的浮動；并可作自動定心以保證制動蹄與制動鼓全面接觸。制動蹄17上的固定斜模支承19是用來支承調(diào)節(jié)間隙用的模形塊20的。制動蹄7上端有可繞銷軸2自由擺動的制動桿6,制動桿6下端有一小鉤槽，以鉤住駐車制動拉索的夾子。制動蹄的工作表面用空心鉚釘鉚上摩擦襯片18。制動蹄7和17下端用彈簧11拉緊，上端分別靠彈簧3、4拉向壓桿5,并使制動蹄上端貼牢分泵左右端面，下端緊靠在止擋板兩端面上。制動時，分泵活塞在制動液壓力作用下推動制動蹄，使其繞制動蹄與止擋板的接觸點(diǎn)向外旋轉(zhuǎn)，致使制動蹄的摩擦片壓向制動鼓，產(chǎn)生制動力矩實(shí)現(xiàn)制動鼓的制動。而制動鼓是與后輪輪轂用輪胎螺栓連接的，這樣實(shí)現(xiàn)了汽車車輛制動。消除制動時，制動液壓力消失，制動蹄在回位彈簧3、4、11作用下復(fù)位。后制動器的制動間隙是自動調(diào)節(jié)的。當(dāng)制動間隙因蹄片磨損超過正常值時，位于壓桿和制動蹄之間的楔形塊20，通過彈簧拉力作用向下移動，以補(bǔ)償壓力桿和楔形塊之間的間隙增量，使制動蹄進(jìn)一步向制動鼓方向張開，以補(bǔ)償摩擦片的磨損量。制動鼓上觀察孔，用來檢查制動蹄摩擦片磨損情況，極限磨損量為2.5mm。10.3制動管路制動管路由6根制動硬管和4根軟管組成，如下圖所示。制動主缸的結(jié)構(gòu)如下圖所示1-竹杠缸體2-出油閥座 3-出油閥4-出油管接頭5-空心螺栓6-密封墊7-前缸活塞8-旁通孔 9-補(bǔ)償孔 10-后缸活塞 11-擋圈12-護(hù)罩13-推桿 14-后缸密封圈15-后活塞皮碗16-后缸彈簧17-前缸密封圈18—密封墊 19-定位螺釘20-前活塞皮碗 21-前缸彈簧22-回油閥制動主缸由缸體、活塞、彈簧、彈簧座、油封、過濾器組成。制動主缸（總泵）由兩只螺栓和助力器前端連接。主缸上部裝置制動貯液罐。主缸內(nèi)串聯(lián)前后兩個工作腔。當(dāng)踩下制動踏板時，推動主缸中推桿18左移，使密封圈堵住前進(jìn)油孔，在前腔內(nèi)產(chǎn)生液壓，進(jìn)而再推動活塞23左移，堵住后進(jìn)油孔，在后腔產(chǎn)生油壓，通過制動硬管和制動軟管分別連接到左前車輪制動器，右后車輪制動器，右前車輪制動器和左后車輪制動器，組成“X”型二套獨(dú)立的制動回路。11.制動性能分析[7]任何一套制動裝置都是由制動器和制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)兩部分組成。汽車的制動性是指汽車在行駛中能利用外力強(qiáng)制地降低車速至停車或下長坡時能維持一定車速的能力。11.1制動性能評價指標(biāo)汽車制動性能主要由以下三個方面來評價：1） 制動效能，即制動距離和制動減速度；2） 制動效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能；3） 制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。11.2制動效能制動效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。制動效能是制動性能中最基本的評價指標(biāo)。制動距離越小，制動減速度越大，汽車的制動效能就越好。11.3制動效能的恒定性制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度。因為制動過程實(shí)際上是把汽車行駛的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時的制動效能，已成為設(shè)計制動器時要考慮的一個重要問題。11.4制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動時汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動時汽車給定路徑行駛的能力來評價。若制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車將偏離原來的路徑。制動過程中汽車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的包括制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，汽車將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力來評價汽車制動時的方向穩(wěn)定性，對制動距離和制動減速度兩指標(biāo)測試時都要求了其試驗通道的寬度。方向穩(wěn)定性是從制動跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗。制動跑偏的原因有兩個1）汽車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動器制動力不相等。

2）制動時懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）前者是由于制動調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指汽車制動時某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動的現(xiàn)象。最危險的情況是在高速制動時后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死。理論上分析如下，真正的評價是靠實(shí)驗的。11.5制動減速度j制動系的作用效果，可以用最大制動減速度及最小制動距離來評價。假設(shè)汽車是在水平的，堅硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制動力是由制動器產(chǎn)生。此時.Mj=—(r*m)r,1卩2M€2(M+M)€2(655+966)=3242N.m,1卩2其中:rr其中:rr――滾動半徑m€1560kg3242； €6.76m/s2善*15602*1000則可得轎車制動減速度應(yīng)在5.8~7m/s2，符合要求11.6制動距離S在勻減速度制動時，制動距離S為s=—(t+L)v+-D勻減速時3.612a254p勻減速時其中：‘1――消除制動蹄與制動鼓間隙時間，取0.1s‘2 制動力增長過程所需時間！2sS€丄(0.1+°2)30+ —€6.67m3.6 2 254*0.7V2v為30km/hS,€0.1v+——v為30km/h轎車制動距離 1505,=0.1*30+302€9m€S150 ,符合要求11.7摩擦襯片（襯塊）的磨損特性計算摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計算磨損性能是困難的。但試驗表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。汽車的制動過程，是將其機(jī)械能（動能、勢能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強(qiáng)度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動力的任務(wù)。此時由于在短時間內(nèi)制動摩擦產(chǎn)生的熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器溫度升高。此即所謂制動器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴(yán)重。11.7.1比能量耗散率雙軸汽車的單個前輪制動器和單個后輪制動器的比能量耗散率分別為1,m（v2一v2）,e€ a——1 『p2 2tA1_18m（v2—v2） ）e— 住—1 2—（1一p）2 2tA2式中：8:汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動時七=°，,€Lma:汽車總質(zhì)量;v1，v2:汽車制動初速度與終速度，m/s；計算時轎車取27.8m/s；t:制動時間，s；按下式計算v一v—1 2-t=j=27.8/6=4.6sj：制動減速度，m/s2，j—°.6…g0.6X10-6m/s2；A1，A2:前、后制動器襯片的摩擦面積；A1=7600mm2，質(zhì)量在1.5—2.5/1的轎車摩擦襯片面積在200-300cm2,故取A2=30000mm2P:制動力分配系數(shù)。e-1乂—咋€ 1550x27.82 …匕,5x寸大€ x0.67122件-2x2x4.6x7600 =5.7w/mm2轎車盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于"mm2,故符合要求。1mv2e(1_p)222tA21550x2購x(1-0.67)=2x2x4.6x30000 =0.yw/mm2轎車鼓式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于"mm2,故符合要求。11.7.比滑磨功匕磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動過程中由最高制動初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功匕來衡量：式中：ma:汽車總質(zhì)量AE:車輪制動器各制動襯片的總摩擦面積，Av,2A+2Acm2=2x300+76x2=752cm2?… 1 2v,v ,160km/h,44m/samax?amax:Lf］：許用比滑磨功，轎車取1000J/cm2?1500J/cm2。1550x442Lf=2x7521497J/Cm2<1000J/cm2?1500J/cm2故符合要求。12.駐車制動計算12.1汽車可停駐的極限上坡路傾斜角以機(jī) 0.7*1.35a,arctan 1—,arctan =23.50L-^h 2.6-0.7*0.5g其中：中——車輪與路面摩擦系數(shù)為0.712.2汽車可停駐極限下坡路傾斜角a,?La,，arctan 1—，arctanL+qhg0.7*1.352.6+0.7*0.5，19.70最大停駐坡度應(yīng)不小于16%~20%（約10.1。0~12.57。）,故符合要求結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)是以比亞迪F3轎車的制動系統(tǒng)為研究對象，以最終完美的達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計目的。通過對該類型汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能的分析以及計算，加以對比后最終確定比亞迪F3轎車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案和各種參數(shù)，在此基礎(chǔ)之上利用所學(xué)過的AutoCad軟件繪制了鼓式制動器裝配圖、盤式制動器裝配圖、制動主缸原理圖、管路布置以及鼓式和盤式制動器零件圖各一張。為了提高所設(shè)計的比亞迪F3轎車的安全性和舒適性，我經(jīng)過理論參考和實(shí)際分析等步驟采用了前盤、后鼓式制動器；串聯(lián)雙腔的液壓主缸和X型雙管路制動系統(tǒng)。在設(shè)計任務(wù)過程中，通過計算我又得出此制動系統(tǒng)需要添加真空助力器才能達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過檢驗最后設(shè)計的汽車制動系統(tǒng)基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，我設(shè)計所得的相關(guān)設(shè)計內(nèi)容也全部符合國家有關(guān)規(guī)定。在這次設(shè)計過程當(dāng)中，我運(yùn)用了所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論和知識，并查閱了和此有關(guān)的資料，全面細(xì)致的去分析比較各類汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)和分類，從中擇優(yōu)最終確定了設(shè)計方案和各項參數(shù)，以至最終作圖定稿。我深知在我的設(shè)計中還存在著許多不足，有待完善，但是在一定程度上也解決了汽車制動系統(tǒng)中所存在的一些問題。這個畢業(yè)設(shè)計還是對我大學(xué)四年來所學(xué)知識的一種檢驗，通過這個契機(jī)我會更加努力,將學(xué)習(xí)的精神貫穿與以后的工作和生活之中。劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001左建民.液壓與氣壓制動.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007龍振宇.機(jī)械設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002王國權(quán)襲國慶.汽車設(shè)計-課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.11陳家瑞.汽車構(gòu)造（下冊）.人民交通出版社司利增.汽車防滑控制系統(tǒng)——ABS與ASR.北京：人民交通出版社，1996余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000張洪欣.汽車設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999田夏.桑塔納2000轎車使用與維護(hù)手冊M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.2龔微寒.汽車現(xiàn)代設(shè)計制造M].北京：人民交通出版社，1995林寧.汽車設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999張國忠.現(xiàn)代設(shè)計方法在汽車設(shè)計中的應(yīng)用[M].沈陽：東北大學(xué)出版社，2002粟利萍.汽車實(shí)用英語M].北京：電子工業(yè)出版社，2005劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004崔靖.汽車構(gòu)造[M].陜西：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1984王望予.汽車設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室.汽車設(shè)計M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981RudolfLimpert.BRAKEDESIGNandSAFETY[M].Warrendale,PA15096,USA:SAE,Inc，1992JohnFenton.HandBookofVehicleDesignAnalysis[M].Warrendale,PA，USA:Societ