GD1091型商用车制动系设计.doc

1、机电工程学院毕业设计说明书设计题目: GD1091型商用车制动系设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 20xx 年 5 月 15 日目 录1 前言 .22 制动系概况及组成 .33 制动系的结构类型及选择 .53.1制动器的结构类型.53.1.1 鼓式制动器结构 .53.1.2 盘式制动器结构 .93.2 制动器结构的选择 .94 制动系的主要参数及其选择 .104.1 相关给定参数 .104.2 制动系主要参数的确定 .105 制动系的设计与计算 .125.1 同步附着系数与制动器分配系数 .12 5.2 最大制动力矩 .135.3 制动器因数计算 .145.4 制动性能计算

2、.16 6 制动器主要零部件的结构设计 .166.1 制动蹄 .17 6.2 制动底板 .17 6.3 制动蹄的支承 .176.4 制动轮缸 .176.5 制动器间隙的调整及机构 .187 液压制动驱动机构的计算 .187.1 制动轮缸直径与工作容积 .187.2 制动主缸直径与工作容积 .197.3 制动踏板力与踏板行程 .20设计总结 .22参考资料 .24致谢 .251 前言汽车的制动装置可以让车辆放慢速度或静止、使正在坡上移动的车辆速度保持不变以及使已经静止的车辆保持静止状态不变。对汽车起到主要阻力作用的外力有空气阻力，滚动阻力，上坡阻力，但遗憾的是这些外力的大小都是随着外界的因素的改

3、变而发生变化的，无法进行人为的控制。所以，我们得给车辆安装制动系，他可以帮助驾驶员进行人为的控制车辆的制动力。所有车辆的制动系统都应该由供能装置、控制装置、传动装置、制动器这样四个基本部分组成。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。新型

4、动力系统的出现也要求制动系统结构型式和功能形式发生相应的改变。例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源，一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。 今天，ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。 车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能；另一方面是采用优化控制理论，实施伺服控制和高精度控制。 在第一方面，ABS功能的扩充除ASR外，同时把悬架和转向控制扩展进来，使ABS不仅仅是防抱死系统，而成为更综合的车辆控制系统。制动器开发厂商还提出了未来将ABS/TCS和VDC与智能化运输系统一体化运用的构想。随着电子控制传动、悬架

5、系统及转向装置的发展，将产生电子控制系统之间的联系网络，从而产生一些新的功能。 在第二个方面，一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术，已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS)，这将是控制系统发展的一个重要的方向。但是EBS要想在实际中应用开来，并不是一个简单的问题。除技术外，系统的成本和相关的法规是其投入应用的关键。综上所述，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时，随着其他汽车电子技术

6、特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。2 制动系概况及组成 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。 制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳。 对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。 为了保证汽车安全行驶，提高汽车的平均行驶车速，以提高运输生产率，在各种汽车上都设有专用制动机

7、构。这样的一系列专门装置即称为制动系。 汽车制动系功用: 1）保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车; 2）保证车辆可靠停放;3) 保证汽车在下坡时具有一定的速度。汽车制动系统的类型：（1）按功用分：行车制动系统，驻车制动系统，第二制动系统，辅助制动系统。1）行车制动系是由驾驶员用脚来操纵的，故又称脚制动系。它的功用是使正在行驶中的汽车减速或在最短的距离内停车。2）驻车制动系是由驾驶虽用手来操纵的，故又称手制动系。它的功用是使已经停在各种路面上的汽车驻留原地不动。3）第二制动系在行车制动系失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系也是汽车必须具备的

8、。4）辅助制动系经常在山区行驶的汽车以及某些特殊用途的汽车，为了提高行车的安全性和减轻行车制动系性能的衰退及制动器的磨损，用以在下坡时稳定车速。（2）按制动能量传输分：机械式，液压式，气压式，电磁式，组合式。（3）按回路多少分：单回路制动系统，双回路制动系统。（4）按能源分：人力制动系统，动力制动系统，伺服制动系统。1）人力制动系以驾驶员的肌体作为唯一的制动能源的制动系。2）动力制动系完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系。3）伺服制动系兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。任何制动系统都具有以下四个基本组成部分：（1）供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传

9、动介质状态各种部件。 （2）控制装置：产生制动动作和控制制动效果各种部件，如制动踏板。 （3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件如制动主缸、轮缸。 （4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件。为了保证汽车行使安全，发挥高速行使的能力，制动系必须满足下列要求。（1）制动效能好。评价汽车制动效能的指标有：制动距离、制动减速度、制动时间 。（2）操纵轻便，制动时的方向稳定性好。制动时，前后车轮制动力分配合理，左右车轮上的制动力应基本相等，以免汽车制动时发生跑偏和侧滑。（3）制动平顺性好。制动时应柔和、平稳；解除时应迅速、彻底。（4）散热性好，调整方便。这要求制动蹄摩擦片抗高温能力强，

10、潮湿后恢复能力快，磨损后间隙能够调整，并能够防尘、防油。（5）带挂车时，能使挂车先于主车产生制动，后于主车解除制动；挂车自行脱挂时能自行进行制动。（6）在任何速度下制动时，汽车都不应该丧失操纵性和方向稳定性。(7)防治水河污泥进入制动器表面。（8)制动时，制动系产生的噪声尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。（9）作用滞后性应尽可能好。作用滞后性是指制动反应时间，以制动踏板开始动作至达到给定的制动效能所需的时间来评价。（10）摩擦衬片应具有足够的使用寿命。（11）当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或信号等报警提示。3 制动

11、器的结构类型及选择制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种形式。电磁式制动器虽然有作用滞后性好、易于连接而且接头可靠等优点，但因成本高，只有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作缓速器。目前广泛使用的为摩擦式制动器。摩擦式制动器按摩擦副结构形式不同，可分为鼓式、盘式和带式三种。带式制动器只用作中央制动器；鼓式和盘式制动器的结构形式有多种。3.1制动器的结构类型3.1.1 鼓式制动器结构鼓式制动器具有各种不同的结构形式，不同形式鼓式制动器的主要区别有：（1）蹄片固定支点的数量和位置不同。（2）张开装置的形式与数量不同。（3）制动时两块蹄片之间有无相互作用。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两种结构型式。内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有 圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半轴套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件作为制动鼓。车轮制动器的制动鼓均固定在轮毂上。制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制