ZQ1080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: ZQ1080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 25日 目 录1 前言11.1制动系的设计意义11.2制动系的发展概况12 制动系的结构类型及选择22.1制动系统的功用及构造22.2制动系统的分类总结43 制动系设计结构方案的选择43.1制动系的设计技术要求43.2制动器结构的确定43.3 制动驱动机构的结构确定73.4制动管路的形式选择94 制动系统设计计算104.1 轻型商用车的主要技术参数104.2 制动系统的主要参数及其选择104.3 制动器因数的确定124.4 制动器的结构参数与摩擦系数的确定134

2、.5 制动器主要零部件的设计165制动驱动机构的设计计算195.1 盘式制动器直径与工作容积的设计计算195.2 鼓式制动器直径与工作容积的计算205.3 制动主缸直径与工作容积的计算215.4制动踏板力与踏板行程的计算216 制动性能分析226.1 制动减速度与制动距离计算226.2 制动衬块的磨损特性计算236 .3 驻车制动计算24设计总结26参考文献27致谢281 前言1.1制动系的设计意义从汽车出现时起，起着非常重要作用的就包括汽车制动系统即刹车，主要在汽车行驶和安全方面。近年来，由于公路的发展越来越好和汽车的数量越来越多，人们对车辆技术和汽车速度要求也越来越高，所以制动系的重要性也

3、就越来越突出来。人们的要求日益增高，对于汽车的行驶安全方面，为人自身和汽车安全的提高，人们要完成一项迫在眉睫的任务，即为汽车设置可靠的制动系统。汽车专家对制动性能方面，贡献一生心血。目前，人们对汽车制动方面的追求，大部分在制动控制方面，包括采用创新理论及实践上的新技术制动控制和方法，要使汽车制动性能来进一步提高，满足人类对汽车的需求。1.2制动系的发展概况 最先的机械控制装置造就了汽车制动器，最开始的控制刹车方式就是司机产生力向制动装置，利用一组简单的机械装置。但随着人们对汽车用途范围变大，就要求较大的载重量，所以人力已不能满足，就需要助力装置来加力。真空助力装置诞生，也就是后来的动力制动系统

4、。1932年，带有真空助力装置的汽车出现了。机械制动产生后液压制动开始发展，液压制动是汽车业的又一重大成果。随着汽车行业的进步，车辆制动即刹车方面又突破了，液压制动器在轿车上成功应用。1924年，四轮液压制动器又问世了。20世纪50年代，我国开始发展汽车工业。到1988年底，我国在一年内已能生产汽车几十万辆，整个国家汽车的确保数量已超400多万辆。但是我国制动系的发展仍难以达到世界先进水平，即使有巨大的汽车行业也无法弥补。从70年代我国开始研制减速制动系统，但并没有得到重视和推广。动力制动系统是我国某些小型商用车中使用的主要制动系统，应用广泛。空气制动系统是国产载重5吨以上车辆的主要使用的制动

5、系统。鼓式制动器在中国各种各样的车辆上应用广泛，是80年代以前国产汽车的主要制动器，到80年代中期，在中国盘式制动器出现，不过很少，只在引进车辆上使用。 20世纪80年代后期,人们对汽车最突出的贡献，就是在汽车上安装防抱死制动系统(ABS)并且大力推广。安装的ABS大大提高了车辆的安全性和操纵性。目前，汽车的ABS进步很快，在各种车辆上都有应用。然而我国与世界先进水平相比，减速制动系统在我国虽已存在，并没有得到充分发展。制动器从50年代到80年代在国内无突出发展，一直使用鼓式制动器。我国在80年代后期引进的车型上应用盘式制动器，像奥迪、桑塔纳等。近年来，我国认识到国产车在制动系统的不足，开始引

6、进和开发国外的先进技术，来提高汽车的制动性能。例如重庆发动机厂引进了康明斯公司的发动机排气制动系统来提高汽车行车的安全性。 经过人们研究发展，时间上已超过百年，固定下来了对于车辆制动系统的结构型式。过去制动系统的工作原理大体都一致，用工作时摩擦产生的热来消耗汽车的机械能，来完成刹车减速或直至停下来。随着电子尤其是大规模、超大规模集成电路高产品的发展以及节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车制动系的机构型式发生翻天覆地的变化。例如凯西-海斯(K-H)公司提高了一般的制动器，他们的技术人员在某一车上设置了电-液(EH)制动系统，该系统不同于一般的制动器。采用电力装置和4个比例阀，K-H公司的EBM就能

7、预测到没有装置此系统的很多功能，不用再增加又一装置。EBM系统是比普通制动器对车辆的基本制动力更合理，使汽车的刹车距离缩短5%左右。传统的液压制动装置成为过去，随着一种彻底的电路制动等一系列新技术研究开发产生。2 制动系的结构类型及选择2.1制动系统的功用及构造为了提高汽车的平均速度，保证车辆安全行驶，增加汽车载重量，在汽车上都设有特制的刹车装置。这样的一系列特制装置我们称为制动系统。我们总结现代的汽车制动系统的功用主要有三个：a.使滚动着的汽车速度降下了以至于停下b.使汽车在下长坡时保持匀速行驶c.使汽车的停驻更可靠。目前，人们总结目前的汽车上采用的制动系统的机构主要分为四大部分：供能机构、

8、控制机构、传动机构、制动器。图2.1是制动系统工作原理示意图。 图 2.1 制动系统工作原理示意图 （1）供能机构：即制动能源也叫刹车来源，各种部件当制动所需的动力和提高性能时。同时司机身体也可作为制动能源。（2）控制机构：这样的部件，有刹车趋势的产生和刹车结果的控制，如图2.1中的1。（3）传动机构：此部件，包含把制动能量传到制动器，图2.1中的4和6。（4）制动器：这样的力部件，用于阻碍汽车运动或者运动意向。一般现代的制动系统还装置了很多辅助设施。图2.2是汽车制动系统的结构示意图见。 图2.2带ABS的传统汽车制动系统示意图车轮制动器、气压传动和液压传动装置构成了制动系统的基本结构组成。

9、车轮制动器包括旋转元件、固定元件和张开机构，制动鼓是旋转元件；制动蹄和制动底板组成固定元件；制动轮缸属于张开机构。踏板、杆件、空气干燥器、制动总阀、制动气室、四回路保护阀和管路等部件组成气压制动传动装置。踏板、杆件、制动轮缸、制动主缸和管路等部件构成液压制动传动装置。2.2制动系统的分类总结 汽车制动系统种类繁多，按制动系统的用途分为：行车制动系统、驻车制动系统、辅助制动系统和第二制动系统；按动力能源分为：人力制动系、动力制动系、伺服制动系；按能量传输方式分为：机械式、液压式、气压式、电磁式和组合式；按回路分为：单回路和双回路制动系统。3 制动系设计结构方案的选择3.1制动系的设计技术要求为了

10、保证制动系工作平稳安全，为设计制动系统要满足以下要求： （1）要有好的制动效能。（2）制动时要有足够好的平稳性。制动柔和、平稳；分离迅速、彻底。（3）制动时稳定性要好。跑偏和侧滑最容易出现要预防。（4）操纵轻便。对于操纵力，一般轿车350N，货车550N，极限力最多700N。 （5）要有足够好的散热性，便利调整。这就要求制动蹄摩擦片耐高温，磨损后能够方便地调整间隙，热传递快，能够防止尘埃、油污，变潮湿后恢复快。（6）避免自行制动。（7）带挂车时，要满足挂车停的时间比主车停的时间短，比主车解除制动晚。3.2制动器结构的确定大部分用于行车制动，有时也可以具有驻车制动和第二制动是车轮制动器的功用。摩

11、擦式、电磁式和液力式是制动器的三个主要形式。3.2.1电磁式制动器 电磁式制动器的优点：作用延后性能好、每个接头处连接稳定而且比较容易连接等。但其缺点：工艺结构太复杂麻烦，资金太高，只在少数商用车上，总重量比较大的才能采用，车轮制动器或缓速器是具体的用途。 3.2.2液力式制动器作为缓速器是液力式制动器的普遍用途。3.2.3摩擦式制动器现在汽车上的制动器绝大多数都使用摩擦式制动器。根据旋转部分的结构不同划分，摩擦式制动器包括鼓式和盘式两种。图3.1和图3.2分别是鼓式和盘式制动器结构型式。 图3.1鼓式制动器示意图 图3.2盘式制动器示意图(1)鼓式制动器鼓式制动器分为内张型和外束型鼓式制动器

12、，根据制动蹄的张开方向。目前只有某些车辆上才使用外束型鼓式制动器，内张型鼓式制动器则被广泛安装在现代汽车上。 鼓式制动器用途广泛，都使用在各种类型车上，在商用车上更普遍。同时鼓式制动器的力矩比盘式制动器大得多，还有鼓式制动器内部具有紧凑的结构，制造资金比较低，相应销售价格便宜，还有与过去的设计理念相同，设计简单，所以广泛应用。所以在很多重型车现在仍使用四个车轮全是鼓式制动器。内张型鼓式制动器根据其元件受力不同，分为领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器。各自的制动鼓对制动效能的影响都不相同，由于它们的受外力方式、车轮滚动方向以及制动状况，各种内张型鼓式制动

13、器结构见图3.3。图3.3鼓式制动器简图 领从蹄式制动器的很多特性，在所有制动器居中；不变的制动效果无轮怎样行驶；投资的资金成本低，结构简单紧凑；蹄片之间的间隙可调；在驻车制动方便，对于此制动器的附属安装。因此广泛应用在中、重型载货汽车，尤其是此制动器用作后轮制动器在乘用车和总重量较小的商用车上。双领蹄式制动器优点：汽车前进刹车时，具有高的制动效能。缺点：又充当了双从蹄式，当倒车时，此时大大降低了制动效能。很多轿车的前轮常用此磁制动器。 双向双领蹄式制动器优点：其制动效能不变，无论汽车向前、向后，所以在中型以上载货汽车和某些轿车的前，后轮都有用到。缺点：其内部结构复杂麻烦，投资资金较高，还要用

14、中央制动器。单向自增力式制动器优点：汽车向前刹车时，制动效能比各种制动器都要高。缺点：它的制动效能是所有制动器中最小的，在汽车后退制动。所以用途较少仅用于部分车作前轮制动器。双向自増力式制动器只用在少数轿车上，总是作为手刹与脚刹共同的制动器，汽车中央制动器也是其用途。本次设计中型商用车总质量相对较小，采用资金低、造价便宜，紧凑的内部结构的领从蹄式鼓式制动器。(2)盘式制动器 盘式制动器所具备的优势，如下所示：（1）制动效能稳定；（2）抗热衰退； （3) 抗水衰退；（4）在产生制动力矩相同时，外形尺寸和制动器质量小；（5）制动力矩与汽车的工况没有关系；（6）间隙的调整比较容易，其后期的保养修理也较容易；（7）在磨损时，摩擦衬块更容易换，整个结构也简单紧凑。作为一种轻卡载货汽车，综合考虑成本、结构、维修等各方面因素，采用盘式制动器安装在前轮，鼓式制动器安装在后轮方案。固定钳式和浮动钳式是前盘式制动器两大类。浮动钳式又分为滑动钳式和摆动钳式。其中浮动前盘式制动器紧凑的内部结构，投资资金低，布置的空间小，制动器与轮毂可挨得很近，一组制动块同时用作手刹和脚刹制动。因此作为轻卡载货商用车前轮制动器采用浮动式制动器是最佳选择。3.3 制动驱