ZQ1050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: ZQ1050型商用车制动系设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 年 月 日目录1 前言12 制动系概况及组成22.1 制动系的组成22.2 制动系统功用和性能要求22.3 制动系统的分类33 制动器的结构类型及选择33.1 制动器的结构类型33.2 制动器结构的选择74 制动系的主要参数及其选择84.1 相关给定参数84.2 制动系主要参数的确定85 制动系的设计与计算105.1 同步附着系数与制动器分配系数105.2 最大制动力矩115.3 制动器因数计算125.4 制动性能计算146 制动器主要零部件的结构设计147 液压制动驱动机构的

2、计算167.1 制动驱动机构的选择167.2 制动轮缸直径与工作容积167.3 制动踏板力与踏板行程18设计总结20参考资料22致谢2311 前言随着我国汽车工业的大力发展和普及，人们对于汽车的安全性要求更加高。而汽车中对安全性影响最大的制动系，日益成为了近年来汽车改进的重点目标。由此可见，本次制动系统设计具有实际意义。汽车的刹车装置是指可以让汽车从运动状态静止状态或者保持静止状态的一种装置。汽车行驶的过程中，虽然受到很多力，比如地面的阻力，风的阻力，但这些力都不足以让车有行驶状态转变为静止状态，在不施加外力的情况下。所以，为了让车停止，不得不提供一套装置，一套提供外力的装置，从而使车辆停止，

3、需要安装的这套装置便是车辆制动系，即是车辆的制动装置。车辆的制动系统都是应该由供能装置、传动装置、控制装置、制动器这样四个基本部分组成。形式有多样。传统的制动系统结构主要有气动式、液压式、机械式、气液混合式等型式。汽车的制动装置组成包括控制和传动装置，制动力的提供设备，刹车盘等组成。特别是近几年，随着新技术的研发出来，车速的提升，人们对汽车制动的需求越来越高，制动系的形式越来越多样化。传统的鼓式因散热问题逐渐被淘汰，散热较好，热衰退慢的盘式制动系越来越受到重用。特别是通风盘式，受到了很多车企和消费者的青睐。这几种工作原理制动结构原理是一样的，都是摩擦达到减速的效果，最后把动能转换成热能，从而达

4、到降低速度的目的，如果有需要，可以达到停止的状态。随着技术的进步，和新技术，新材料的研究和研发，同时，出现了一些新的结构，新型的刹车系统层出不近。最近几年，纯电动汽车开始兴起，传统的制动系统也需要发生相应的改变，如液压制动变成了电动的。汽车制动的发展，说到底还是材料科学的发展和电子科技的不断前进与发展。因而，分两方面发展。从第一个方面来讲，智能控制技术是一个发展的大方向。特别是近年来的ABS/ASR技术，取得了世界公认的制动效果，但是，ABS/ASR与不能解决车辆制动中的所有问题，还需汽车企业进一步研究。因此，随着防抱死系统的应用，刹车系统不仅仅再是刹车用的了，可以通过电脑和防抱死系统的结合，

5、变为车身稳定系统，它是根据制动力的需要，选择某个车轮进行刹车，从而平衡车身，达到平衡车身的需要从而使车身在拐弯时不宜翻车，从而大大增加了汽车安全性能，现在越来越多的人把车身稳定系统看的越来越重要，甚至不买没有车身稳定系统的轿车。在EBS实际应用中，已成为越来越多企业的选择，事实证明，EBS起到了很好的车身稳定。第二个方面，随着计算机技术的持续性进步，汽车制动系统越来越高级，实用性越来越强，伴随着新材料的新研发和对防抱死系统的不断完善，制动系统的安全性能得到了前所未有的提升。制动系统ABS/TCS将逐步与智能化、一体化一起发展已经不再是一个构想，慢慢的已经逐步成为现实。将控制设备，转弯的系统，与

6、电子科技控制的系统，用行车电脑链接联系起来，再通过编程，自动控制，便可研发出一些有实用性的新的、能提高安全性的控制装置。通过上面的大量叙述，我们可以清楚的认识到，高科技的电子制动控制将是未来汽车制动系统的前进方向。传统的制动系统也将发生巨大的改变，液压控制将消失，电子电力的刹车系统才是未来的灯塔。同时，近年来科技进步巨大，电子方面，如超大规模集成电路的发展与应用，电子元件的材料与制造工艺、成本将不断下降。本次设计的首要目标是根据汽车主要参数和车型，制定相对合理的结构框架，然后通过计算和分析，确定制动器的形式，结构和尺寸，最后经过校验和反馈。2 制动系概况及组成2.1 制动系的组成制动系作为汽车

7、相对来说较为重要的系统，有着限制汽车行驶速度和紧急刹车等的功能。制动系是由制动器和制动驱动机构组成。2.2 制动系统功用和性能要求制动系统主要用来满足减速行驶，行车中停车，水平路或者坡道上稳定停车等功能。随着科技的进步，制动系统更是得到进一步得到提高，并且现在政府对城市道路和农村道路的大力修建，民众对汽车的安全性要求越来越高。而汽车的安全性很大的程度上在于制动系统性能的好坏。所以，现在的民众在选择购买汽车时越来越看看中汽车制动性能。汽车制动时须： 1）要有非常大的制动力，能够短时间内让车停下来。 2）工作可靠。要求在一些苛刻条件下制动系功能依然稳定。要有两个以上的独立的制动回路，保证在一个损坏

8、时，另一个依然能保证汽车安全行驶。 3）具有一定的平稳性。大约在同一轴车轮制动器的制动力矩应该是一样的，避免制动轮在某一侧首先侧滑，导致汽车无法操纵，失去方向稳定性或旋转，运行偏差，甚至出现掉头的危险处境。2.3 制动系统的分类制动系统的部件在市场上有很多不同的类，但是一般都是由电源设备、控制设备、制动器、传动设备组成。在这个制动系统里，有几个部分组成。分别如下：1、动力部分，它来自人的力量，手人大脑的控制。2、它的作用部分，也就是核心部分，为制动器。因此，当人为因素去除后，刹车的性能，如刹车的距离，便通过制动器的制动性能表现出来。3 制动器的结构类型及选择制动器结构常见及经常用到的种类不太多

9、，摩擦式、电磁式、液力式等形式比较常见，下面详细的介绍一下。电磁式好处：滞后性好、可靠性高，成本高是其最大的短板，商用车基本不用此类制动器，高端的商用车上才会有使用；缓速器常常使用液力式制动结构，其制动效果好。此种形式用的最多。3.1 制动器的结构类型3.1.1 鼓式制动器结构1) 领从蹄式制动器如图3-1所示，正常刹车时，领蹄是张开方向和箭头方向一致；领蹄则相反。当发生倒车时，从蹄为蹄1，领蹄为蹄2。这就是领从蹄式制动器的工作原理。1-领蹄 2-从蹄 3，4-支点 5-制动鼓 6-制动轮缸图3-1 领从蹄式制动器2) 双领蹄式制动器如图3-2所示，双领蹄式制动器有很高的的正向制动效能，所以，

10、自该种制动系诞生以来，使用就非常的广泛，一般用在商用车的后轮。1-制动轮缸 2-领蹄 3-支撑销 4-制动鼓图3-2 双领从蹄式制动器3) 双向双领蹄式制动器如图3-3所示，当汽车在正常行驶中进行刹车时，一切制动轮缸的活塞都要把制动蹄顶靠开外。把他们压在制动鼓上，在液压的的推动之下。在运动的过程中会产生一个力矩，会使双蹄顺着一定的方向移动，直到顶开活塞到一定的位置停止。图3-3 双向双领蹄式制动器 4) 单向增力式制动器如下图3-4所示，单向增力式制动器，在连接杆的顶部和二次制动时，在制动底板支撑销的支撑销上的底部部分，由于制动蹄切削对反力并没有得到及时的平衡，因此它是一种不平衡的制动器。因此

11、，正向制动的制动效率高，而在相反的制动效率一般是最低的。在一小部分轻、中、重型卡车和汽车上使用前轮制动器。1-第一制动蹄 2-支撑销 3-制动鼓 4第二制动蹄 5-顶杆 6-制动轮缸图3-4 单向增力式制动器5）双向增力式制动器如图3-5所示，上述单向伺服制动单轮缸活塞为双活塞式，在支撑柱的上端也作为双脚在共同的支点，即为双伺服制动一个变量，无论车为什么刹车，双伺服制动总是增加力量式制动器。1-后制动蹄 2-顶杆 3-前制动蹄 4-制动轮缸 5-支撑销图3-5 双向增力式制动器不同形式鼓式制动器的主要区别有： 1）张开装置的形式与数量的不同。2）蹄片固定支点的数量和位置的不同。3）制动时，两块

12、蹄之间没有互动作用双领和双向双领蹄式制动器蹄式适合双制动系统，但由于有两个制动轮缸，数量增加，成本较高，而且容易出现漏油，油管损坏现象。双从蹄制动器稳定性最好，但因为装置配置要求较高，因此其广泛程度不高。增力式制动虽然与其他形式相比有制动效率高，但效率不稳定，自锁太容易发生的制动形式。单向增力式换向制动时制动力效率降低，只有少数中型卡车和轿车的前轮刹车运用。双向增力式在任何方向、制动效率非常高，可以产生大的停车制动转矩。不是用于紧急刹车，不产生高温，可以节省助力驱动机制。3.1.2 盘式制动器结构盘式制动器可分为钳盘式和全盘式两种。1）钳盘式盘式制动器制动效能低，热稳定性较差。摩擦片磨损较高，

13、成本是昂贵的，衬快工作面小，磨损快，使用寿命短，需要使用高材料衬套，需要高制动液压压力，必须要有具有动力装置的车辆使用，所以只适合一些汽车和微型汽车，不应该用于卡车。制动器能更好的靠近轮毂；不需要跨越制动盘的油路或油管，液压缸冷效果比较好，所以制动液不容易；另外，制造成本低；浮动盘的制动块可作为驻车制动。2）全盘式这个制动器的特点适合上一种是相反的，制动盘是锁死在上面的。这样的特点导致这样的制动器被多多的使用在了重型的车上。因为能产生非常大的制动力。3.2 制动器结构的选择综合上面的描述，我们发现盘式制动器也有以下缺点： 1）不能严密的阻止锈蚀和防止油泥尘污(密封的多片全盘制动装置)。 2)

14、可以兼做停车制动装置，但是所需的附加的动手接构会很复杂。 3）在制动驱动机构里必须加装助力器。 4) 因为其衬块的工作表面积太小，盘式制动器装置在车辆前面轮上得到广泛的采用。鼓磨损较快，行使寿命较低，需要用高材质，高价格的衬块。盘式制动器制动效能低，热稳定性较差。摩擦片磨损较高，成本是昂贵的，衬快工作面小，磨损快，使用寿命短，需要使用高材料衬套。需要高制动液压压力，必须要有具有动力装置的车辆使用，所以只适合一些汽车和微型汽车，不应该用于卡车。目前，小排量和中排量的大多使用盘式制动器。而鼓式制动器主要应用在大型的客车和火车上。盘式制动器会有如下优势：1）热稳定性好。2)水稳定性好。3)输出制动力

15、矩相同时，尺寸和质量相对较小。4)装有鼓式制动器的汽车长时间行驶时会导致制动鼓发热膨胀。但是膨胀会相当的厉害，当当达到一定的程度会把制动器的间隙变得太大。最终会导致制动踏板行程越来越大。相比鼓式制动器，盘式的在受热时顺着轴方向的热膨胀就变得微弱至极。5)间隙的自动调整容易进行。虽然盘式制动器有如上诸多优秀的性能，缺点也是显而易见的。和鼓式的相比不足之处如下： 1）制动效能较低。2）兼用于驻车制动时，需加装复杂辅助设备。不过盘式制动器必将成为主流制动器。3）制造成本较高。盘式结构相对更紧密一些，导致制动效能和制动稳定性会更加可靠。鼓式的虽然结构简单一些，但是制动性能还是可以达到一定的技术要求的。总结，由于是皮卡车制动器的设计，轴向载荷的汽车制动原理达到前轮刹车力应大于后轮，如果后轮制动力大于前轮，那么后轮刹车时，后轮自锁时将会出现刹车徘徊或侧滑现