汽车工程专业毕业论文--捷达轿车制动系统设计

摘要汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统它是制约汽车运动的装置而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置，是汽车上最重要的安全件汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全必须为汽车配备十分可靠的制动系统本说明书主要设计了哈飞赛豹轿车制动系统首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类，并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析最终确定方案采用液压双回路前盘后鼓式制动器除此之外，它还对前后制动器、制动主缸进行设计计算，主要部件的参数选择及制动管路布置形式等的设计过程关键字制动；鼓式制动器；盘式制动器；液压；制动主缸ABSTRACTAutomobileisthemoderntraffictoolsthemostcommonusedmostalsobethemostconvenienttraffictransportation.Automobilebrakesystemisautomobilechassistoanimportantsystemitisrestrictedbythecarofthemovementofthedevice.Andthebrakeisbrakesystemdirectlyeffecttheautomobilesportinarestrictedkeydeviceisthemostimportantsafetycarparts.Theautomobilebrakingperformancedirectlyinfluencethecardrivingsafety.Withtherapiddevelopmentoftheindustryandhighwaytrafficdensityincreasesdaybydaythepeopletothesafetyandreliabilityofthedemandishigherandhighertoensurethesafetyofthepersonandvehiclesmustbeequippedwithveryreliablecarbrakesystem.Thismanualmainlydesignedsaibaohafeicarbrakesystem.Firstthispaperreviewedtheautomobilebrakingsystemdevelopmentstructureclassificationandthroughtothedrumbrakediscbrakeandthestructureoftheadvantagesanddisadvantagesandanalyzed.Ultimatelydeterminetheschemeadoptshydraulicdoublecircuitqianpanhougutypebrake.Inadditionitsstillaroundtobrakeandbrakemaincylinderdesigncalculationofthemainpartsofparameterselectionandbrakepipethedesignprocessofdecorateaformetc.Keywords:Braking;Brakedrum;Brakedisc;Hydroidpressure；Brakingcylinder第1章绪论

1.1汽车制动系的研究的目的和意义汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停止的汽车停在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构，汽车制动系直接影响着汽车行驶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，为了保证行车安全，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性能汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置，重型汽车或经常在山区行驶的汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置，牵引汽车还应有自动制动装置行车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下断坡时保持适当的稳定的车速其驱动机构常采用双回路或多回路机构，以保证其工作可靠驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压驱动，以免其发生故障应急制动装置用于当行车制动装置意外发生故障而失效时，则可利用其机械力源（如强力压缩弹簧）实现汽车制动应急制动装置不必是独立的制动系统，它可利用行车制动装置或驻车制动装置的某些制动器件应急制动装置也不是每车必备的，因为普通的手力驻车制动器也可以起到应计制动的作用辅助制动装置用在山区行驶的汽车上，利用发动机排气制动或电涡流制动等的辅助制动装置，可使汽车下长坡时长时间而持续地减低或保持稳定车速，并减轻或解除行车制动器的负荷

1.2汽车制动系统的研究现状和发展趋势1）制动控制系统的历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要这时，开始出现真空助力装置1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径

419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装置林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新DuesenbergEight车率先使用了轿车液压制动器克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统ABS的实用和推广ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性防抱装置一般包括三部分传感器、控制器电子计算机与压力调节器传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置，控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令2）制动控制系统的现状当考虑基本的制动功能量，液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法即使增加了防抱制动ABS功能后，传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位但是就复杂性和经济性而言，增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道传统的制动控制系统只做一样事情，即均匀分配油液压力当制动踏板踏下时，主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路，并通过一个比例阀使前后平衡而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节目前，车辆防抱制动控制系统ABS已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的方法虽然简单实用，但是其调试比较困难，不同的车辆需要不同的匹配技术，在许多不同的道路上加以验证；从理论上来说，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未达到最佳的制动效果滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率，另一个难点是车辆速度的测量问题，它应是低成本可靠的技术，并最终能发展成为使用的产品对以滑移率为目标的ABS而言，控制精度并不是十分突出的问题，并且达到高精度的控制也比较困难；因为路面及车辆运动状态的变化很大，多种干扰影响较大，所以重要的问题在于控制的稳定性，即系统鲁棒性，应保持在各种条件下不失控防抱系统要求高可靠性，否则会导致人身伤亡及车辆损坏因此，发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键现在，多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外，增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统，是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统模糊控制法是基于经验规则的控制，与系统的模型无关，具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性，但调整控制参数比较困难，无理论而言，基本上是靠试凑的方法然而对大多数基于目标值的控制而言，控制规律有一定的规律车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题在汽车起动或加速时，因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑此时，车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定，车轮切向力也减少，影响加速性能由此看出，防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率，所以在ABS的基础上发展了驱动防滑系统ASRABS只有在极端情况下车轮完全抱死才会控制制动，在部分制动时，电子制动使可控制单个制动缸压力，因此反应时间缩短，确保在任一瞬间得到正确的制动压力近几年电子技术及计算机控制技术的飞速发展为EBS的发展带来了机遇德国自20世纪80年代以来率先发展了ABS/ASR系统并投入市场，在EBS的研究与发展过程中走到了世界的前列3）制动控制系统的发展今天，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经过了一百多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来随着电子，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化如凯西-海斯K-H公司在一辆实验车上安装了一种电-液EH制动系统，该系统彻底改变了制动器的操作机理通过采用4个比例阀和电力电子控制装置，K-H公司的EBM就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制、巡航控制制动干预等情况，而不需另外增加任何一种附加装置EBM系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力，从而使制动距离缩短5%一种完全无油液、完全的电路制动BBWBrake-By-Wire的开发使传统的液压制动装置成为历史4全电路制动BBWBBW是未来制动控制系统的L发展方向全电制动不同于传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间全电制动的结构如图2所示其主要包含以下部分a电制动器其结构和液压制动器基本类似，有盘式和鼓式两种，作动器是电动机；b电制动控制单元ECU接收制动踏板发出的信号，控制制动器制动；接收驻车制动信号，控制驻车制动；接收车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等，控制车轮制动力，实现防抱死和驱动防滑由于各种控制系统如卫星定位、导航系统，自动变速系统，无级转向系统，悬架系统等的控制系统与制动控制系统高度集成，所以ECU还得兼顾这些系统的控制；c轮速传感器准确、可靠、及时地获得车轮的速度；d线束给系统传递能源和电控制信号；e电源为整个电制动系统提供能源与其他系统共用可以是各种电源，也包括再生能源从结构上可以看出这种全电路制动系统具有其他传统制动控制系统无法比拟的优点a整个制动系统结构简单，省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置液压阀、复杂的管路系统等部件，使整车质量降低；b制动响应时间短，提高制动性能；c无制动液，维护简单；d系统总成制造、装配、测试简单快捷，制动分总成为模块化结构；e采用电线连接，系统耐久性能良好；f易于改进，稍加改进就可以增加各种电控制功能全电制动控制系统是一个全新的系统，给制动控制系统带来了巨大的变革，为将来的车辆智能控制提供条件但是，要想全面推广，还有不少问题需要解决电制动控制系统首先用在混合动力制动系统车辆上，采用液压制动和电制动两种制动系统这种混合制动系统是全电制动系统的过渡方案由于两套制动系统共存，使结构复杂，成本偏高随着技术的进步，上述的各种问题会逐步得到解决，全电制动控制系统会真正代替传统的以液压为主的制动控制系统5结论综上所述，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汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化但是，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约有一个巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引，各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来同时需要各种国际及国内的相关法规的健全，这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中

1.3汽车制动系统的设计要求本设计研究的主要内容设计完成汽车制动系统，包括制动系统的类型选择、总体布置形式，制动系统各零部件的结构设计和性能分析设计要求

（1）各项性能指标除应满足设计任务书的规定和国家要求、法规制定的有关要求外，也要考虑到我的制动系统应符合现在国内汽车市场的低成本和高性能的要求

（2）具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能行车制动效能是由在一定的制动初速度下及最大踏板力下的制动减速器和制动距离两项指标来评定的制动距离直接影响着汽车的行驶安全性

（3）工作可靠为此，设计两套系统行车制动系统和驻车制动系统，且它们的驱动机构是独立的，而行车制动装置的制动驱动机构至少应有两套独立的管路，当其中一套失效时，另一套应保证汽车制动效能不低于正常值的30%；驻车制动装置应采用工作可靠的机械式制动驱动机构

（4）制动效能热稳定性好汽车的高速制动、短时间的频繁重复制动，尤其使下长坡时的连续制动，均会引起制动器的温升过快，温度过高提高摩擦材料的高温摩擦稳定性，增大制动鼓、盘的热容量，改善其散热性或采用强制冷却装置，都是提高抗热衰退的措施

（5）制动效能的水稳定性好制动器摩擦表面浸水后，会因水的润滑作用而使摩擦副的摩擦系数急剧减小而发生所谓的“水衰退”现象一般规定在出水后反复制动5～15次，即应恢复其制动效能良好的摩擦材料的吸水率低，其摩擦性能恢复迅速另外也应防止泥沙等进入制动器摩擦副工作表面，否则会使制动效能降低并加速磨损

（6）制动时的汽车操纵稳定性好即以任何速度制动，汽车均不应失去操纵性和方向稳定性通过ABS来调节前后轮的制动油压来实现为此，汽车前、后轮制动器的制动力矩应有适当的比例，最好能随各轴间载荷转移情况而变化；同一车轴上的左、右车轮制动器的制动力矩应相同否则当前轮抱死而侧滑时，将失去操纵性；当后轮抱死而侧滑甩尾时，会失去方向稳定性；当左、右轮的制动力矩差值超过15%时，会在制动时发生汽车跑偏

（7）制动踏板和手柄的位置和行程符合人—机工程学要求，即操作仪方便性好，操纵轻便、舒适，减少疲劳

（8）制动系的机件应使用寿命长，制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求，应力求减小制动时飞散到大气中的有害于人体的石棉纤维

（9）制动时不应产生振动和噪声

（10）与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动

（11）制动系中应有音响或光信号等警报装置，以便能及时发现制动驱动机件的故障和功能失效；制动系中应有必要的安全装置，在行驶中挂车一旦脱挂，亦应有安全装置驱使驻车制动将其停驻

（12）能全天候使用气温高时液压制动管路不应有气阻现象；气温低时，气制动管路不应出现结冰现象

（13）作用滞后的时间要尽可能短，包括从制动踏板开始动作至达到给定制动效能水平所需的时间和从放开踏板至完全解除制动的时间第2章制动系统总体方案的确定

2.1制动系统的分类及作用制动系统按功用分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统和辅助制动系统汽车制动系至少应有前两套制动系统，而重型汽车或者经常在山区行驶的汽车要增设应急制动系统及辅助制动系统行车制动系统用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速其驱动机构常采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠驻车制动系统使已停驶的汽车驻留在原地不动的一套装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压驱动，以免其产生故障应急制动系统也叫第二制动系统，是在用于行车制动系统发生意外故障而失效时，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置应急系统也不是每车必备的，因为普通的手力驻车装置也可起到应急制动的作用辅助制动系统通常安装在常行驶于山区的汽车上，利用发动机排气或者电涡流制动等的辅助制动装置，可使汽车下长坡时长时间而持续地减低或保持车速，并减轻或解除行车制动器的负荷按制动系统的制动能源分类

（1）人力制动系统—以驾驶员的肌体作为惟一制动能源的制动系统

（2）动力制动系统—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统

（3）伺服制动系统—兼用人力和发动机进行制动的制动系统人力目前仍是国内中低档车最为适合的制动能源，它符合了降低成本同时又有可靠的性能保证所以我选择人力为我的制动系统的能源按照能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式在行车制动系统上我选用液压式，反应迅速，性能好而在驻车制动系统上我选用机械式，性能稳定，故障少通过以上的分析，本次设计主要围绕行车制动系统和驻车制动系统来设计，而应急系统为了节省成本就利用现有的驻车系统来代替本次设计的汽车使用范围是在城市内行驶，所以不设计辅助制动系统（如图

2.1所示）图

2.1总体布置图

2.2制动系统的主要参数的确定及计算在制动器设计中需预先给定的整车参数有表

2.1制动系统整车参数整车质量空载满载1420kg1850kg质心位置ab

1.35m

1.25m质心高度空载满载轴距

0.95m

0.85m

2.6m其他最高车速车轮工作半径轮胎同步附着系数180km/h370mm185/65R14=

0.6而对汽车制动性能有重要影响的制动系参数有制动力及其分配系数、同步附着系数、制动器最大制动力矩与制动器因数等

2.

2.1制动力与制动力分配系数根据公式（

2.1）得

2.

2.2同步附着系数同步附着系数是汽车制动性能的一个重要参数，由汽车结构参数所决定的它是制动器动力分配系数为的汽车的实际前、后制动器制动力分配线，简称线，与汽车理想的前、后制动器动力分配曲线I线的交点对于前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在附着系数等于同步附着系数的路面上，汽车前、后车轮才会同时抱死，当汽车在不同植的路面上制动时，可能出现以下3种情况

（1）当时制动时总是前轮先抱死，这是一种稳定工况，单失去转向能力

（2）当时制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳定性

（3）当时制动时前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也失去转向能力现代的道路条件大为改善，汽车行驶速度也大为提高，因此汽车因制动时后轮先抱死的后果十分严重由于车速高，它不仅会引起侧滑甩尾甚至会发生调头而丧失操纵稳定性，因此后轮先抱死的情况十分严重，所以现在各类汽车的值都均有增大趋势轿车

0.6；货车

0.5（

2.2）故取=

0.

62.

2.3制动器最大制动力矩由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩（

2.3）式中Φ——该车所能遇到的最大附着系数；q——制动强度；——车轮有效半径；——后轴最大制动力矩；G——汽车满载质量；L——汽车轴距；q===

0.66故后轴==

1.57Nmm后轮的制动力矩为=

0.785Nmm前轴=T==

0.67/1-

0.

671.57=

3.2Nmm前轮的制动力矩为

3.2/2=

1.6Nmm

2.

2.4制动器因数制动器因数定义为在制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比，即（

2.4）式中—制动器的摩擦力矩；—制动盘或制动鼓的作用半径；—输入力，一般取加于两制动蹄的张开力的平均值输入力对于钳盘式制动器，设两侧制动块对制动盘的压紧力均为P，即制动盘在其两侧的作用半径上所受的摩擦力为2此处为盘与制动衬块饿摩擦系数，于钳盘式制动器的制动器因数为（

2.5）f——取

0.5得BF=2×

0.5=1对于鼓式制动器，当时，则有如图

2.2，假设在张力P的作用下，制动蹄的摩擦衬片与鼓之间作用力的合力N的B点上这一法向力引起作用于制动蹄衬片上的摩擦力为，为摩擦系数abchR及为结构尺寸图

2.2受力图对领题绕支点A的力矩平衡方程，即（

2.6）由上式得到领蹄的制动蹄因数为（

2.7）代入参数得=

0.79当制动鼓逆转时，上述制动蹄则又成为从蹄，这时摩擦力的方向相反，用上述分析方法，同样可得出从蹄绕支点A的力矩平衡方程，即（

2.8）由上式得从蹄的制动蹄因数为（

2.9）代入参数得=

0.

482.3本章小结本章先选定了要设计的制动系统的类型然后确定了本设计的汽车的技术参数，通过这些参数，计算出了要设计的制动系统的制动力、制动力分配系数、同步附着系数、制动器最大制动力矩、制动器因数等重要参数这些参数是保证该制动系统正常工作的前提第3章制动驱动机构的设计

3.1制动驱动机构的结构型式选择简单制动系即人力制动系，是靠司机作用于制动踏板上或手柄上的力作为制动力源而力的传递方式，又有机械式和液压式我的驻车制动系统为机械式，行车制动系统为液压式驻车制动系统的机械式为杆系传力，其机构简单，造价低廉，而且性能稳定由驾驶员拉动手柄，通过钢丝绳传递力到后驻车制动器，产生驻车效果行车制动系统为液压式，作用滞后时间

0.2s，工作压力10MPa工作原理可用如图3-1所示的一种简单的液压制动系统工作原理示意图来说明一个以内圆柱面为工作表面的金属制动鼓8固定在车轮轮毂上，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蹄10的下端制动蹄的外圆柱面上装有摩擦片9制动底板上还还装有液压制动轮缸6，用油管5与装在车驾上的液压制动主缸4相连通主缸活塞3可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵１制动踏板；２推杆；３制动活塞；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制动蹄回位弹簧图3-1　　制动装置原理图工作原理为驾驶员踩下踏板时，作用力由活塞推杆2传给活塞3，活塞就移动，克服主缸内部的作用力，油液由主缸流出经油管5到达制动器的轮缸，使制动轮缸活塞推动制动蹄产生制动钳盘式制动器原理一样为防止空气进入制动系油液系统，当放松制动踏板时，制动系的油液系统应保持一定的剩余压力（

0.5kg/cm）

3.2液压制动驱动机构的设计计算

3.

2.1制动轮缸直径与工作容积前轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算（

3.1）式中p——考虑到制动力调节装置作用下的轮缸或灌录液压，p=8Mp～12Mp.取p=10Mp根据轿车使用与维护手册得P=19625N得=50mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取因此轮缸直径为50mm一个轮缸的工作容积（

3.2）式中——一个轮缸活塞的直径；n———轮缸活塞的数目；δ——一个轮缸完全制动时的行程（

3.3）取δ=2mm——消除制动蹄与制动鼓间的间隙所需的轮缸活塞行程——由于摩擦衬片变形而引起的轮缸活塞，——分别为鼓式制动器的变形与制动鼓的变形而引起的轮缸活塞行程得一个轮缸的工作容积=3925mm全部轮缸的工作容积（

3.4）式中m——轮缸的数目；V=2V+2V=22826+23925=13502mm

3.

2.2制动主缸直径与工作容积制动主缸应有的工作容积（

3.5）式中V——全部轮缸的总的工作容积；——制动软管在掖压下变形而引起的容积增量；V=13502mm轿车的制动主缸的工作容积可取为=

1.1V=

1.1×13502=

14852.2mm主缸直径和活塞行程S（

3.6）一般S=

0.8-

1.2d取S=d得===

26.65mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取因此主缸直径为28mm==28mm

3.

2.3制动踏板力与踏板的行程制动踏板力可用下式验算（

3.7）式中—制动主缸活塞直径；—制动管路的液压；—制动踏板机构传动比，=4；—制动踏板机构及制动主缸的机械效率，可取=

0.9求得=1710N500N-700N所以需要加装真空助力器（

3.8）式中真空助力比，取4=1710/4=

427.5N500N-700N所以符合要求（

3.9）式中—主缸中推杆与活塞的间隙，取2mm；—主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的极限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔的行程，取2mm求得=128mm＜150mm，符合设计要求

3.3本章小结这一章进行了液压驱动机构的设计，通过对不同的制动能源的利弊分析，选用了液压式作为这套制动系统的行车制动的能源，又选用了机械式作为驻车制动的能源然后开始了对液压制动驱动结构的计算包括制动轮缸、制动主缸、真空助力器、踏板的行程与制动踏板力、油管和油管接头等一些重要元件第4章制动器设计和计算汽车制动器几乎均为机械摩擦式，通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与路面的附着作用，产生路面对车轮的制动力，以使汽车减速或停车汽车制动器按其在汽车上的位置分为车轮制动器和中央制动器前者安装在车轮处，并用脚踩制动踏板进行操纵，故又称为脚制动；后者安装在传动系的某轴上，并用手拉操纵杆进行操纵，故又成为手制动车轮制动器一般应用于行车制动，也有兼用第二制动和驻车制动中央制动器一般只用于驻车制动和缓速制动

4.1制动器方案确定

4.

1.1鼓式制动器鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上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袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓车轮制动器的制动鼓均固定在轮鼓上制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦路片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外因柱表面与制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作一些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构鼓式制动器按蹄的类型分为

（1）领从蹄式制动器汽车倒车时制动鼓的旋转方向变为反向旋转，则相应地使领蹄与从蹄也就相互对调了这种当制动鼓正、反方向旋转时总具有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓式制动器称为领从蹄式制动器领蹄所受的摩擦力使蹄压得更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故又称为增势蹄；而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减势”作用，故又称为减势蹄“增势”作用使领蹄所受的法向反力增大，而“减势”作用使从蹄所受的法向反力减小领从蹄式制动器的效能及稳定性均处于中等水平，但由于其在汽车前进与倒车时的制动性能不变，且结构简单，造价较低，也便于附装驻车制动机构，故这种结构仍广泛用于中、重型载货汽车的前、后轮制动器及轿车的后轮制动器

（2）双领蹄式制动器若在汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器，则称为双领蹄式制动器显然，当汽车倒车时这种制动器的两制动蹄又都变为从蹄故它又可称为单向双领蹄式制动器两制动蹄各用一个单活塞制动轮缸推动，两套制动蹄、制动轮缸等机件在制动底板上是以制动底板中心作对称布置的，因此，两蹄对制动鼓作用的合力恰好相互平衡，故属于平衡式制动器双领蹄式制动器有高的正向制动效能，但倒车时则变为双从蹄式，使制动效能大降这种结构常用于中级轿车的前轮制动器，这是因为这类汽车前进制动时，前轴的动轴荷及附着力大于后轴，而倒车时则相反

（3）双向双领蹄式制动器当制动鼓正向和反向旋转时，两制动助均为领蹄的制动器则称为双向双领蹄式制动器它也属于平衡式制动器由于双向双领蹄式制动器在汽车前进及倒车时的制动性能不变，因此广泛用于中、轻型载货汽车和部分轿车的前、后车轮，但用作后轮制动器时，则需另设中央制动器用于驻车制动

（4）单向增力式制动器单向增力式制动器如图所示两蹄下端以顶杆相连接，第二制动蹄支承在其上端制动底板上的支承销上由于制动时两蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一种非平衡式制动器单向增力式制动器在汽车前进制动时的制动效能很高，且高于前述的各种制动器，但在倒车制动时，其制动效能却是最低的因此，它仅用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器

（5）双向增力式制动器将单向增力式制动器的单活塞式制动轮缸换用双活塞式制动轮缸，其上端的支承销也作为两蹄共用的，则成为双向增力式制动器对双向增力式制动器来说，不论汽车前进制动或倒退制动，该制动器均为增力式制动器双向增力式制动器在大型高速轿车上用的较多，而且常常将其作为行车制动与驻车制动共用的制动器，但行车制动是由液压经制动轮缸产生制动蹄的张开力进行制动，而驻车制动则是用制动操纵手柄通过钢索拉绳及杠杆等机械操纵系统进行操纵双向增力式制动器也广泛用作汽车的中央制动器，因为驻车制动要求制动器正向、反向的制动效能都很高，而且驻车制动若不用于应急制动时也不会产生高温，故其热衰退问题并不突出但由于结构问题使它在制动过程中散热和排水性能差，容易导致制动效率下降因此，在轿车领域上己经逐步退出让位给盘式制动器但由于成本比较低，仍然在一些经济型车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动所以本次设计最终采用的是双向曾力式制动器

4.

1.2盘式制动器盘式制动器按摩擦副中定位原件的结构不同可分为钳盘式和全盘式两大类

（1）钳盘式钳盘式制动器按制动钳的结构型式又可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等

①定钳盘式制动器这种制动器中的制动钳固定不动，制动盘与车轮相联并在制动钳体开口槽中旋转具有下列优点除活塞和制动块外无其他滑动件，易于保证制动钳的刚度；结构及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多，容易实现从鼓式制动器到盘式制动器的改革；能很好地适应多回路制动系的要求

②浮动盘式制动器这种制动器具有以下优点仅在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管加之液压缸冷却条件好，所以制动液汽化的可能性小；成本低；浮动钳的制动块可兼用于驻车制动

（2）全盘式在全盘式制动器中，摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆形盘，制动时各盘摩擦表面全部接触，其作用原理与摩擦式离合器相同由于这种制动器散热条件较差，其应用远没有浮钳盘式制动器广泛通过对盘式、鼓式制动器的分析比较可以得出盘式制动器与鼓式制动器比较有如下均一些突出优点:

（1）制动稳定性好.它的效能因素与摩擦系数关系的K-p曲线变化平衡，所以对摩擦系数的要求可以放宽，因而对制动时摩擦面间为温度、水的影响敏感度就低所以在汽车高速行驶时均能保证制动的稳定性和可靠性

（2）盘式制动器制动时，汽车减速度与制动管路压力是线性关系，而鼓式制动器却是非线性关系

（3）输出力矩平衡.而鼓式则平衡性差

（4）制动盘的通风冷却较好，带通风孔的制动盘的散热效果尤佳，故热稳定性好，制动时所需踏板力也较小

（5）车速对踏板力的影响较小综合以上优缺点最终确定本次设计采用前盘后鼓式前盘选用浮动盘式制动器，后鼓采用双向曾力式制动器

4.2鼓、盘式制动器的主要参数的确定

4.

2.1鼓式制动器的结构参数和摩擦系数1．结构参数1制动鼓直径D或半径R当输入力P一定时，制动鼓的直径越大，则制动力矩就越大，且使制动器的散热性能越好但直径D的尺寸受到轮辋直径的限制，而且D的增大也使制动鼓的质量增加，使汽车的非悬挂质量增加，不利于汽车的平顺性制动鼓与轮辋之间应有一定的间隙，此间隙一般不应小于20mm～30mm，以利于散热通风，也可避免由于轮辋过热而损坏轮胎由此间隙要求及轮辋的尺寸即可求得制动鼓D的尺寸另外，制动鼓直径D与轮辋直径之比的一般范围为；轿车=

0.64～

0.74货车=

0.70～

0.83轿车制动鼓内径一般比轮辋外径小125mm～150mm综上取得制动鼓内径D=220mm，轮辋直径=350mm制动鼓外径269mm

（2）制动蹄摩擦衬片的包角及宽度b如图4．1所示，包角通常在=范围内选取，试验表明，摩擦衬片包角=～时磨损最小，制动鼓的温度也最低，而制动效能则最高再减小虽有利于散热，但由于单位压力过高将加速磨损包角也不宜大于，因为过大不仅不利于散热，而且易使制动作用不平顺，甚至可能发生自锁选取=摩擦衬片宽度b较大可以降低单位压力、减少磨损，但b的尺寸过大则不易保证与制动鼓全面接触通常是根据在紧急制动时使其单位压力不超过

2.5MPa的条件来选择衬片宽度b的选取b=45mm

（3）摩擦衬片起始角摩擦衬片起始角通常为了适应单位压力的分布情况，将衬片相对于最大压力点对称布置，以改善制动效能和磨损的均匀性取图

4.1制动蹄摩擦衬片参数

（4）张开力的作用线至制动器中线的距离a在满足制动轮缸或凸轮能布置在制动鼓内的条件下，应使距离a尽可能地大，以提高其制动效能a=

0.8R左右，求得a=

99.6mm

（5）制动蹄支削中心的坐标位置k与c制动蹄支销中心的坐标尺寸k应尽可能地小，以使尺寸c尽可能地大，初步设计可取c=

0.8R左右，取c=

99.6mm2．摩擦片摩擦系数选择摩擦片时，不仅要希望其摩擦系数要高些，而且还要求其稳定性好受温度和压力的影响小不宜单纯地追求摩擦材料的高摩擦系数，应提高对摩擦系数的稳定性和降低制动器对摩擦系数偏离正常值的敏感性的要求后者对蹄式制动器是非常重要的各种制动器用摩擦材料的摩擦系数的稳定值约为

0.3～

0.5，少数可达到

0.7一般来说，摩擦系数愈高的材料，起耐磨性愈差所以在制动器设计时，并非一定要追求高摩擦系数的材料选取f=

0.

34.

2.2盘式制动器主要参数的确定

1.制动盘直径D制动盘直径D希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬快的单位压力和工作温度但制动盘直径D受轮辋直径的限制通常，制动盘的直径D选择为轮辋直径的70%～79%所以求得制动盘直径D=256mm

2.制动盘厚度h制动盘厚度直接影响制动盘质量和工作时的温升为使质量不致太大，制动盘厚度应取小些；为了降低制动时的温升，制动盘厚度不宜过小通常，实心制动盘厚度可取为10mm～20mm；只有通风孔道的制动盘的两丁作面之间的尺寸，即制动盘的厚度取为20mm～50mm，但多采用20mm～30mm取h=20mm

3.摩擦衬块内半径与外半径推荐摩擦衬块的外半径与内半径的比值不大于

1.5若此比值偏大，工作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，则其磨损就会不均匀，接触面积将减小，最终会导致制动力矩变化大

4.摩擦衬块厚度与摩擦面积摩擦衬块厚度取14mm推荐根据制动摩擦衬块单位面积占有的汽车质量在

1.6kg/～

3.5kg/内选取摩擦面积取76cm

4.3制动器的设计与计算

4.

3.1制动蹄摩擦面的压力分布规律及径向变形规律由前面的分析可知，制动器摩擦材料的摩擦系数及所产生的摩擦力对制动蹄因数BF有很大影响掌握制动蹄摩擦面上的压力分布规律，有助于正确分析制动器因数但用分析方法精确计算沿蹄片长度方向上的压力分布规律比较困难，因为除了摩擦衬片有弹性变形外，制动蹄、制动鼓以及支承也会有弹性变形，但与摩擦衬片的变形量相比，则相对很小故在通常的近似计算中只考虑衬片径向变形的影响，其他零件变形的影响较小，可忽略不计即通常作以下一些假定

（1）制动鼓、制动蹄为绝对刚性体；

（2）在外力作用下，变形仅发生在摩擦衬片上；

（3）压力与变形符合虎克定律可根据图4-2来分析计算具有一个自由度的增势蹄摩擦衬片的径向变形规律和压力分布规律此时摩擦衬片在张开力和摩擦力的作用下，绕支承销中心转动d角摩擦衬片表面任意点沿制动蹄转动的切线方向饿变形即为线段，其径向变形分量是线段在半径延长线上的投影，即线段由于d角很小，可以认为=90则所求的摩擦衬片的径向变形为（

4.1）图

4.2摩擦衬片的径向变形规律和压力分布考虑到，则由等腰三角形可知（

4.2）代入上式，得摩擦衬片的径向变形和压力分别为（

4.3）通过上式可看出摩擦片的径向变形和压力都是关于张开角的正弦函数

4.

3.2制动蹄片上的制动力矩在计算鼓式制动器时，必须建立制动蹄对制动鼓的压紧力与所产生的制动力矩之间的关系增势蹄产生的制动力矩可表达如下（

4.4）式中​—摩擦系数（前面以选择

0.3）；—单元法向力的合力；—摩擦力的作用半径如图4-3求得力与张开力的关系式，写出制动蹄上力的平衡力方程式（

4.5）图

4.3制动蹄对制动鼓的压紧力关系式中—支承反力在轴上的投影；—轴与力的作用线之间的夹角-对式（

4.5）求解，得（

4.6）将式（

4.6）代入（

4.4），得增势蹄的制动力矩为=（

4.7）所以增势蹄的力矩是关于的直线函数对于减势蹄同上

4.

3.3摩擦衬块的磨损特性计算摩擦衬片的磨损与摩擦副的材质，表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素汽车的制动过程，是将其机械能（动能、势能）的一部分转变为热量而耗散的过程在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务此时由于在短时间内制动摩擦产生的热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度升高此即所谓制动器的能量负荷能量负荷愈大，则摩擦衬片（衬块）的磨损亦愈严重1）比能量耗散率双轴汽车的单个前轮制动器和单个后轮制动器的比能量耗散率分别为（

4.8）（

4.9）式中汽车回转质量换算系数，紧急制动时，；汽车总质量；，汽车制动初速度与终速度，/；计算时轿车取

27.8/；制动时间，；按下式计算t==

27.8/6=

4.6制动减速度，，

0.6×106；，前、后制动器衬片的摩擦面积；=7600mm质量在

1.5—

2.5/t的轿车摩擦衬片面积在200-300cm故取=30000mm制动力分配系数则==

5.7轿车盘式制动器的比能量耗散率应不大于

6.0，故符合要求==

0.7轿车鼓式制动器的比能量耗散率应不大于

1.8，故符合要求2）比滑磨功磨损和热的性能指标可用衬片在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬片面积的滑磨功，即比滑磨功来衡量（

4.10）式中汽车总质量车轮制动器各制动衬片的总摩擦面积，==752cm；:[]许用比滑磨功，轿车取1000J/～1500J/L=1497J/≤1000J/～1500J/故符合要求

4.

3.4制动器热容量和温升的核算制动器热容量和温升是否满足下列条件（

4.11）式中—各制动鼓（盘）的总质量；—与各制动鼓（盘）相连的受热金属件（如轮毂、轮辐、轮辋、制动钳体等）的总质量；—制动鼓（盘）材料的比热容，对铸铁c=482，对铝合金c=880；—与制动鼓（盘）相连的受热金属件的比热容；—制动鼓（盘）的温升（一次=30km/h到完全停车的强烈制动，温升不应超过15）；L—满载汽车制动时由动能转变的热能，由于制动过程迅速，可以认为制动产生的热能全部为前、后制动器所吸收，并按前、后制动力的分配比率给前、后制动器，即（

4.12）式中—满载汽车总质量；—汽车制动时的初速度，可取=；—汽车制动器制动力分配系数式中的=5kg=20kg.将其他已知的参数代入式（4-8）得前轮钳盘式制动器和后鼓式制动器的热容量和温升都满足

4.

3.5盘式制动器制动力矩的计算盘式制动器的计算用简图4-4若衬块表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为图

4.4盘式制动器的计算用简图式中—摩擦系数；—单侧制动块对制动盘的压紧力；—作用半径对于常见的扇形摩擦衬块，其径向尺寸不大了，R为平均半径或有效半径已足够精确平均半径为（

4.13）式中；—扇形摩擦衬块的内半径和外半径所以盘式制动器的力矩方程为，是关于活塞给予制动块对制动盘的压紧力的一个直线函数根据图

4.4，在任一单元面积上的摩擦力对盘中心的力矩为，式中q为衬块与制动盘之间的单位面积上的压力，则单侧制动块作用于制动盘上的制动力矩为（

4.14）单侧衬块给予制动盘的总摩擦力为（

4.15）得有效半径为（

4.16）令，则有（

4.17）因，故当但当m过小即扇形的径向宽度过大时，衬块摩擦表面在不同半径处的滑磨速度相差太大，磨损将不均匀，因而单位压力分布将不均匀，则上述计算方法失效

4.

3.6驻车制动计算汽车在上坡路上停驻时的受力简图如图4-5由该图得出汽车上坡停驻时的后轴附着力为（

4.18）同样求出汽车下颇停驻的后轴车轮的附着力为（

4.19）根据后轴车轮附着力与后轮驻车制动的制动力相等的条件可求得汽车在上坡路和下坡路上停驻的坡度极限倾角，即由（

4.20）求得汽车在上坡时可能停驻的极限上坡路倾角为（

4.21）代入汽车参数，求得

23.22汽车在下坡时可能停驻的极限下坡路倾角为（

4.22）代入汽车参数，求得

16.83一般要求各类汽车的最大停驻坡度不应小于16%～20%图

4.5驻车制动计算模型汽车后轴的单个后轮驻车制动器的制动力矩的最大上限为T=（

4.23）代入汽车参数求得T=

760.

684.4制动器主要零部件的结构设计

4.

4.1制动鼓制动鼓应当有足够的强度，刚度和热容量，与摩擦衬片材料相配合，又应当有较高的摩擦因数（a）铸造制动鼓；bc组合式制动鼓1-冲压成型幅板；2-铸造鼓筒；3-灰铸铁内鼓筒；4-铸铝合金制动鼓图

4.6制动鼓中型，重型载货汽车和中型，大型客车多采用灰铸铁HT200或合金铸铁制造的制动鼓见图4-6（a）；轻型货车和一些轿车则采用由钢板冲压成型的的辐板与铸铁鼓筒部分铸成一体的组合式制动鼓（见图4-6（b））；带有灰铸铁内鼓筒的铸铝合金制动鼓（见图4-6（c））在轿车上得到了日益广泛的应用铸铁内鼓筒与铝合金制动鼓也是铸到一起的，这种内镶一层珠光体组织的灰铸铁作为工作表现，其耐磨性和散热性都很好，而且减小了质量制动鼓相对于轮毂的中如图4-6所示，是以直径为的圆柱表面的配合来定位，并在两者装配紧固后精加工制动鼓内工作表面，以保证两者的轴线重合两者装配后还需进行动平衡其许用不平衡度对轿车为15～20N·cm；对货车为30—40N·cm微型轿车要求其制动鼓工作表面的圆度和同轴度公差制动鼓鼓壁厚的选取主要是从其刚度和强度方面考虑壁厚取大些也有利于增大其热容量，但实验表明，壁厚由增至时，摩擦表面的平均最高温度变化并不大一般铸造制动鼓的壁厚轿车为；中，重型载货汽车为制动鼓在闭合一侧外缘可开小孔，用于检查制动器间隙本次设计采用的材料是HT20-

404.

4.2制动蹄轿车和微型，轻型载货汽车的制动蹄广泛采用T形型钢碾压或钢板冲压—焊接制成；大吨位载货汽车的制动蹄则多用铸铁，铸钢或铸铝合金制成制动蹄的结构尺寸和断面形状应保证其刚度好，但小型车用钢板制的制动蹄腹板上有时开有一，两条径向槽，使蹄的弯曲刚度小些，以便使制动蹄摩擦衬片与制动鼓之间的解除压力均匀，因而使衬片的磨损较为均匀，并可减少制动时的尖叫声重型汽车制动蹄的断面有工字形，山字形几种本设计中制动蹄采用T形型钢辗压焊接制成制动蹄腹板和翼缘的厚度，轿车的约为；货车的约为摩擦衬片的厚度，轿车多为；货车多为以上衬片可铆接或粘贴在制动蹄上，粘贴的允许其磨损厚度较大，使用寿命增长，但不易更换衬片；铆接的噪声小本次制动蹄采用的材料为HT

2004.

4.3制动底板制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置制功底板承受着制动器工作时的制动反力矩，因此它应有足够的刚度为此，由钢板冲压成形的制动底板均只有凹凸起伏的形状重型汽车则采用可联铸铁KTH370—12的制动底板刚度不足会使制动力矩减小，踏板行程加大，衬片磨损也不均匀本次设计采用45号钢

4.

4.4制动蹄的支承二自由度制动蹄的支承，结构简单，并能使制动蹄相对制动鼓自行定位为了使具有支承销的一个自由度的制动蹄的工作表面与制动鼓的工作表面同轴心，应使支承位置可调例如采用偏心支承销或偏心轮支承销由45号钢制造并高频淬火其支座为可锻铸铁或球墨铸铁件青铜偏心轮可保持制动蹄腹板上的支承孔的完好性并防止这些零件的腐蚀磨损具有长支承销的支承能可靠地保持制动蹄的正确安装位置，避免侧向偏摆有时在制动底板上附加一压紧装置，使制动蹄中部靠向制动底板，而在轮缸活塞顶块上或在张开机构调整推杆端部开槽供制动蹄腹板张开端插入，以保持制动蹄的正确位置

4.

4.5制动轮缸制动轮缸为液压制动系采用的活塞式制动蹄张开机构，其结构简单，在车轮制动器中布置方便轮缸的缸体由灰铸铁HT250制成其缸筒为通孔，需镗磨活塞由铝合金制造活塞外端压有钢制的开槽顶块，以支承插入槽中的制动蹄腹板端部或端部接头轮缸的工作腔由装在活塞上的橡胶密封圈或靠在活塞内端面处的橡胶皮碗密封多数制动轮缸有两个等直径活塞；少数有四个等直径活塞；双领蹄式制动器的两蹄则各用一个单活塞制动轮缸推动本次设计采用的是HT

2504.

4.6制动盘制动盘一般用珠光体灰铸铁制成其结构形状有平板形和礼帽形两种后一种的圆柱部分长度取决于布置尺寸制动盘在工作时不仅承受着制动块作用的法向力和切向力，而且承受着热负荷为了改善冷却效果，钳盘式制动器的制动盘有的铸成中间有径向通风槽的双层盘，这样可大大地增加散热面积，降低温升约20%～30%，但盘的整体厚度较厚国产引进车型——奥迪、桑塔纳

2000、富康轿车和切诺基吉普车均采用带有通风槽的制动盘，其厚度在20～

22.5之间而一般不带通风槽的轿车制动盘，其厚度约在10～13之间

4.

4.7制动钳制动钳由可锻铸铁KTH370-12或球墨铸铁QT400-18制造，也有用轻合金制造的，例如用铝合金呀铸可做成整体的，也可做成两半由螺栓连接，其外缘留有开口，以便不必拆下制动迁便可检查或更换制动块制动钳体应有高的强度和刚度一般多在钳体中加工出制动油缸，钳盘式制动器油缸直径比鼓式制动器的轮缸大的多为了减少传给制动液的热量，多将杯形活塞的开口端顶靠制动块的背板活塞又铸铝合金制造或由刚制造为了提高其耐磨损性能，活塞的工作面进行镀铬处理制动钳在汽车上的安装位置可在车轴的前方或后方制动钳位于车轴前可避免胎甩出来的泥、水进入制动钳，位于车轴后则可减小制动时轮毂轴承的合成载荷

4.

4.8制动块制动块由背板和摩擦衬块构成，两者直接牢固地压嵌或铆接或粘接在一起材料多为扇形，也有矩形、正方形或长圆形的活塞应能压住尽量多的制动块面积，以免衬块发生卷角而引起尖叫声制动块背板由钢板制成，为了避免制动时产生的热量传给制动钳而引起制动液气化和减小制动噪声，可在摩擦衬块与背板之间或在背板后粘一层隔热振垫由于单位压力和工作温度高等原因，摩擦衬块的磨损较快，因此其厚度较大据统计，轿车和轻型车的厚度在

7.5mm～16mm之间

4.

4.9摩擦材料制动摩擦材料应只有角而稳定的摩擦系数，抗热衰退性能要好，不应在温升到某一数值后摩擦系数突然急剧下降，材料应有好的耐磨性，低的吸水油、制动液率，低的压缩率、低的热传导率要求摩擦衬块么300℃的加热板上作用30min后，背板的温度不越过190℃和低的热膨胀率，高的抗压、抗打、抗剪切、抗弯购性能和耐冲击性能；制动时应不产生噪声、不产生不良气味，应尽量采用污染小印对人体人害的库擦材料当前，在制动器巾广泛采用着模压材料，它是以石棉纤维为主并均树脂粘站剂、调整摩擦性能的填充刑出无机粉粒及橡胶、聚合树脂等配成勺噪声消除别主要成分为石墨等混合后，在高温厂模压成型的模压材料的挠性较差．故应佐按衬片或衬块规格模压其优点是可以选用各种不同的聚合树脂配料，使衬片或衬块具有不同的摩擦性能及其他性能本次设计采用的是模压材料

4.

4.10制动器间隙的调整方法及响应机构制动鼓与摩擦衬片之间或制动盘与摩擦衬快之间在未制动的状态下均应有工作间隙，以保证制动鼓或制动盘能自由转动制动鼓制动间隙为

0.2mm～

0.5mm；盘式制动器的为

0.1mm～

0.3mm（单侧为

0.05mm～

0.15mm）此间隙的存在会导致踏板或手柄的行程损失，故间隙要越小越好另外，制动器杂工作过程中会由于摩擦衬片或摩擦衬块的磨损而使间隙加大，因此制动器必须设有间隙调整机构鼓式制动器工作间隙的调节的方法是在两蹄片间装有一个调整机构，主要元件为调整杆，当摩擦材料有磨损时，可以通过调整调整机构的调整杆来减小间隙盘式制动器工作间隙的调整，钳盘式制动器不仅制动间隙小（单侧

0.05mm～

0.15mm），而且制动盘受热膨胀后对轴向间隙几乎没有影响，所以一般都采用一次调准式间隙自调装置最简单且常用的结构是在缸体和活塞之间装有一个兼起复位和间隙自调作用的带有斜角的橡胶密封圈，制动时密封圈的刃边是在活塞给予的摩擦力的作用下产生弹性变形，与极限摩擦力对应的密封圈变形量即等于设定的制动间隙当衬块磨损而导致所需的活塞形成增加时，在密封圈达到极限变形之后，活塞可在液压作用下克服密封圈的摩擦力，继续前移到实现完全完全制动为止活塞与密封圈之间这一不可恢复的相对位移便补偿了这一过量间隙解除制动后活塞在弹力作用下退回，直到密封圈的变形完全消失为止，这时摩擦块与制动盘之间重新恢复到设定间隙

4.5本章小结本章主要是对制动器进行了设计，确定了前盘后鼓的结构型式然后确定了鼓、盘式制动器的主要参数确定了这些结构参数后，根据他们对制动器进行了校核计算最后对鼓式制动器和盘式制动器的主要零部件进行了设计结论本次毕业设计是以哈飞赛豹轿车的制动系统为研究对象，通过对轿车制动系统的结构和形式进行分析后，对制动系统的前、后制动器，制动管路布置，制动主缸进行了设计及计算，使该制动系统有足够的制动效能来保证汽车的安全性本次设计在保证汽车的安全性和舒适性的同时也适当的提高了经济性，所以设计的哈飞赛马轿车经过理论和实际分析采用了前盘、后鼓式制动器；串联双腔的液压主缸；采用X型双管路制动系统由计算可知人力无法满足制动力的要求，加装了真空助力器采用的驻车制动满足国家对汽车驻车坡度的要求，其他相关评价指标也完全符合最后设计的汽车制动系统基本达到了预期的目标此次毕业设计通过查阅大量的有关汽车制动系统资料后，使我学到了很多先进的制动系统的相关知识，这对我是一次十分重要的学习经历此次设计也是一次难得理论联系实际的机会，在这期间克服了许多困难，也是对大学学习成果的一次检验，使我受益匪浅参考文献

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15.1thereisafluid-filledcylindercalledmastercylinderwhichcontainstwoseparatesectionsthereisapistonineachsectionandbothpistonsareconnectedtoabrakepedalinthedriver’scompartment.Whenthebrakeispusheddownbrakefluidissentfromthemastercylindertothewheels.Atthewheelsthefluidpushesshoesorpadsagainstrevolvingdrumsordisks.Thefrictionbetweenthestationaryshoesorpadsandtherevolvingdrumsordisksslowsandstopsthem.Thisslowsorstopstherevolvingwheelswhichinturnsloworstopthecar.Thebrakefluidreservoirisontopofthemastercylinder.Mostcarstodayhaveatransparentrreservoirsothatyoucanseethelevelwithoutopeningthecover.Thebrakefluidlevelwilldropslightlyasthebrakepadswear.Thisisanormalconditionandnocauseforconcern.Iftheleveldropsnoticeablyoverashortperiodoftimeorgoesdowntoabouttwothirdsfullhaveyourbrakescheckedassoonaspossible.Keepthereservoircoveredexceptfortheamountoftimeyouneedtofillitandneverleaveacamofbrakefluiduncovered.Brakefluidmustmaintainaveryhighboilingpoint.Exposuretoairwillcausethefluidtoabsorbmoisturewhichwilllowerthatboilingpoint.Thebrakefluidtravelsfromthemastercylindertothewheelsthroughaseriesofsteeltubesandreinforcedrubberhoses.Rubberhosesareonlyusedinplacesthatrequireflexibilitysuchasatthefrontwheelswhichmoveupanddownaswellassteer.Therestofthesystemusesnon-corrosiveseamlesssteeltubingwithspecialfittingsatallattachmentpoints.Ifasteellinerequiresarepairthebestprocedureistoreplacethecompeteline.Ifthisisnotpracticalalinecanberepairedusingspecialsplicefittingsthataremadeforbrakesystemrepair.Youmustneverusecoppertubingtorepairabrakesystem.Theyaredangerousandillegal.Drumbrakesitconsistsofthebrakedrumanexpanderpullbackspringsastationarybackplatetwoshoeswithfrictionliningsandanchorpins.Thestationarybackplateissecuredtotheflangeoftheaxlehousingortothesteeringknuckle.Thebrakedrumismountedonthewheelhub.Thereisaclearancebetweentheinnersurfaceofthedrumandtheshoelining.Toapplybrakesthedriverpushespedaltheexpanderexpandstheshoesandpressesthemtothedrum.Frictionbetweenthebrakedrumandthefrictionliningsbrakesthewheelsandthevehiclestops.Toreleasebrakesthedriverreleasethepedalthepullbackspringretractstheshoesthuspermittingfreerotationofthewheels.Diskbrakesithasametaldiskinsteadofadrum.Aflatshoeordisk-brakepadislocatedoneachsideofthedisk.Theshoessqueezetherotatingdisktostopthecar.Fluidfromthemastercylinderforcesthepistonstomoveintowardthedisk.Thisactionpushesthefrictionpadstightlyagainstthedisk.Thefrictionbetweentheshoesanddiskslowsandstopsit.Thisprovidesthebrakingaction.Pistonsaremadeofeitherplasticormetal.Therearethreegeneraltypesofdiskbrakes.Theyarethefloating-calipertypethefixed-calipertypeandthesliding-calipertype.Floating-caliperandsliding-caliperdiskbrakesuseasinglepiston.Fixed-caliperdiskbrakeshaveeithertwoorfourpistons.Thebrakesystemassembliesareactuatedbymechanicalhydraulicorpneumaticdevices.Themechanicalleverageisusedintheparkingbrakesfittedinallautomobile.Whenthebrakepedalisdepressedtherodpushesthepistonofbrakemastercylinderwhichpressesthefluid.Thefluidflowsthroughthepipelinestothepowerbrakeunitandthentothewheelcylinder.Thefluidpressureexpandsthecylinderpistonsthuspressingtheshoestothedrumordisk.Ifthepedalisreleasedthepistonreturnstotheinitialpositionthepullbackspringsretracttheshoesthefluidisforcedbacktothemastercylinderandbrakingceases.Theprimarypurposeoftheparkingbrakeistoholdthevehiclestationarywhileitisunattended.Theparkingbrakeismechanicallyoperatedbythedriverwhenaseparateparkingbrakinghandleverisset.Thehandbrakeisnormallyusedwhenthecarhasalreadystopped.Aleverispulledandtherearbrakesareapproachedandlockedinthe“on”position.Thecarmaynowbeleftwithoutfearofitsrollingaway.Whenthedriverwantstomovethecaragainhemustpressabuttonbeforethelevercanbereleased.Thehandbrakemustalsobeabletostopthecarintheeventofthefootbrakefailing.Forthisreasonitisseparatefromthefootbrakeusescableorrodsinsteadofthehydraulicsystem.Anti-lockBrakeSystemAnti-lockbrakesystemsmakebrakingsaferandmoreconvenientAnti-lockbrakesystemsmodulatebrakesystemhydraulicpressuretopreventthebrakesfromlockingandthetiresfromskiddingonslipperypavementorduringapanicstop.Anti-lockbrakesystemshavebeenusedonaircraftforyearsandsomedomesticcarwereofferedwithanearlyformofanti-lockbrakinginlate1990’s.Recentlyseveralautomakershaveintroducedmoresophisticatedanti-locksystem.InvestigationsinEuropewhereanti-lockbrakingsystemshavebeenavailableforadecadehaveledonemanufacturetostatethatthenumberoftrafficaccidentscouldbereducedbysevenandahalfpercentifallcarshadanti-lockbrakes.Sosomesourcespredictthatallcarswillofferanti-lockbrakestoimprovethesafetyofthecar.Anti-locksystemsmodulatebrakeapplicationforceseveraltimespersecondtoholdthetiresatacontrolledamountofslip;allsystemsaccomplishthisinbasicallythesameway.Oneormorespeedsensorsgeneratealternatingcurrentsignalwhosefrequencyincreaseswiththewheelrotationalspeed.Anelectroniccontrolunitcontinuouslymonitorsthesesignalsandifthefrequencyofasignaldropstoorapidlyindicatingthatawheelisabouttolockthecontrolunitinstructsamodulatingdevicetoreducehydraulicpressuretothebrakeattheaffectedwheel.Whensensorsignalsindicatethewheelisagainrotatingnormallythecontrolunitallowsincreasedhydraulicpressuretothebrake.Thisrelease-applycycleoccursseveraltimepersecondto“pump”thebrakeslikeadrivermightbutatamuchfasterrate.Inadditiontotheirbasicoperationanti-locksystemshavetwootherthingsincommon.Firsttheydonotoperateuntilthebrakesareappliedwithenoughforcetolockornearlylockawheel.Atallothertimesthesystemstandsreadytofunctionbutdoesnotinterferewithnormalbraking.Secondiftheanti-locksystemfailinanywaythebrakescontinuetooperatewithoutanti-lockcapability.Awarninglightontheinstrumentpanelalertsthedriverwhenaproblemexistsintheanti-locksystem.ThecurrentBoschcomponentAnti-lockBrakingSystemABSⅡisasecondgenerationdesignwildlyusedbyEuropeanautomakerssuchasBWMMercedes-BenzandPorsche.ABSⅡsystemconsistsof:fourwheelspeedsensorelectroniccontrolunitandmodulatorassembly.Aspeedsensorisfittedateachwheelsendssignalsaboutwheelrotationtocontrolunit.Eachspeedsensorconsistsofasensorunitandagearwheel.Thefrontsensormountstothesteeringknuckleanditsgearwheelispressedontothestubaxlethatrotateswiththewheel.Therearsensormountstherearsuspensionmemberanditsgearwheelispressedontotheaxle.Thesensoritselfisawindingwithamagneticcore.Thecorecreatesamagneticfieldaroundthewindingandastheteethofthegearwheelmovethroughthisfieldanalternatingcurrentisinducedinthewinding.Thecontrolunitmonitorstherateochangeinthisfrequencytodetermineimpendingbrakelockup.Thecontrolunit’sfunctioncanbedividedintothreeparts:signalprocessinglogicandsafetycircuitry.Thesignalprocessingsectionistheconverterthatreceivesthealternatingcurrentsignalsformthespeedsensorsandconvertsthemintodigitalformforthelogicsection.Thelogicsectionthenanalyzesthedigitizedsignalstocalculateanybrakepressurechangesneeded.Ifimpendinglockupissensedthelogicsectionsendscommandstothemodulatorassembly.ModulatorassemblyThehydraulicmodulatorassemblyregulatespressuretothewheelbrakeswhenitreceivescommandsfromthecontrolutuit.Themodulatorassemblycanmaintainorreducepressureoverthelevelitreceivesfromthemastercylinderitalsocanneverapplythebrakesbyitself.Themodulatorassemblyconsistsofthreehigh-speedelectricsolenoidvalvestwofluidreservoirsandaturndeliverypumpequippedwithinletandoutletcheckvalves.Themodulatorelectricalconnectorandcontrollingrelaysareconcealedunderaplasticcoveroftheassembly.Eachfrontwheelisservedbyelectricsolenoidvalvemodulatedindependentlybythecontrolunit.Therearbrakesareservedbyasinglesolenoidvalveandmodulatedtogetherusingtheselect-lowprinciple.Duringanti-brakingsystemoperationthecontrolunitcyclesthesolenoidvalvestoeitherholdorreleasepressurethebrakelines.Whenpressureisreleasedfromthebrakelinesduringanti-brakingoperationitisroutedtoafluidreservoir.Thereisonereservoirforthefrontbrakecircuit.Thereservoirsarelow-pressureaccumulatorsthatstorefluidunderslightspringpressureuntilthereturndeliverypumpcanreturnthefluidthroughthebrakelinestothemastercylinder.汽车制动系统制动系统是汽车中最重要的系统如果制动失灵，结果可能是损失惨重的制动器实际就是能量转换装置，它将汽车的动能（动量）转化成热能（热量）当驾驶员踩下制动踏板，所产生的制动力是汽车运动时动力的10倍制动系统能对四个刹车系统中的每个施加数千磅的力每辆汽车上使用两个完全独立的制动系统，即行车制动器和驻车制动器行车制动器起到减速、停车、或保持车辆正常行驶制动器是由司机用脚踩、松制动器踏板来控制的驻车制动器的主要作用就是当车内无人的时候，汽车能够保持静止当独立的驻车制动器—踏板或手杆，被安装时，驻车制动器就会被机械地操作制动系统是由下列基本的成分组成:位于发动机罩下方，而且直接地被连接到制动踏板的“制动主缸”把驾驶员脚的机械力转变为液压力钢制的“制动管路”和有柔性的“制动软管”把制动主缸连接到每个轮子的“制动轮缸”上制动液特别地设计为的是工作在极端的情况，填充在系统中“制动盘”和“衬块”是被制动轮缸推动接触“圆盘”和“回转体”如此引起缓慢的拖拉运动希望使汽车减慢速度典型的制动系统布置有前后盘式，前盘后鼓式，各个车轮上的制动器通过一套管路系统连接到制动主缸上基本上讲，所有的汽车制动器都是摩擦制动器当司机刹车时，控制装置会迫使制动蹄，或制动衬片与车轮处的旋转的制动鼓或制动盘接触接触后产生的摩擦使车轮转动减慢或停止，这就是汽车的制动在最基本的制动系统中，有一个制动主缸，这个主缸内部填充制动液，并包含两个部分，每个部分里都有一个活塞，两个活塞都连接驾驶室里的制动踏板当制动踏板被踩下时，制动液会从制动主缸流入轮缸在轮缸中，制动液推动制动蹄或制动衬片与旋转的制动鼓或制动盘接触静止的制动蹄或制动衬片与旋转的制动鼓或制动盘之间产生摩擦力使汽车的运动逐渐减缓或停止制动液的装置位于主缸的顶部目前大多数的车都有一个容易看见的装制动液的装置，为的是不用打开盖子就可以看得见制动液的油面随着制动踏板的运动制动液就会缓慢的下降，正常情况下是这样的如果制动液在很短的时间内下降得明显或者下降了三分之二，那么就要尽快的检查你的制动系统了保持制动液装置充满制动液除非你需要维修它，制动液必须保持很高的沸点位于在空气中的制动液就会吸收空气中的潮气引起制动液低于沸点制动液通过一系列的管路从主缸到达各车轮橡胶软管只用在需要弹力的地方，比如应用在前轮在车的行进中上下来回运动系统的其它部分在所有的连接点上都应用了无腐蚀性的无缝钢管如果钢线需要修理的话，最好的方法就是代替这条线如果这不符合实际，那么为了制动系统可以用特殊的装置修理它你不可以用铜管来修理制动系它们是危险也是不正确的鼓式制动器包括制动鼓，一个轮缸，回拉弹簧，一个制动底版，两个带摩擦层的制动蹄制动底版固定在轮轴外部的法兰或转向节制动鼓固定在轮毂上制动鼓的内部表面与制动蹄的内层之间有空隙要使用制动器时，司机就要踩下踏板，这时轮缸扩大制动片，对其施加压力，是制动蹄触碰制动鼓制动鼓与摩擦片之间产生的摩擦制动了车轮，从而使汽车停止要释放制动器时，司机松开踏板，回拉弹簧拉回制动片，这样车轮会自由转动盘式制动器包括制动盘而不是鼓，在它的两面上各有一个薄的制动片或叫盘式制动器的制动片制动片是靠挤住旋转的制动盘来停住汽车制动主缸里流出的制动液迫使活塞向里部的金属盘移动，这便使摩擦片紧紧地贴住制动盘这时制动片与制动盘产生的摩擦使汽车减速、停止，出现了制动行为活塞分金属或塑料盘式制动器主要有三种，即浮动卡钳型、固定卡钳型和滑动卡钳型浮动卡钳型和滑动卡钳型盘式制动器使用单活塞固定卡钳型盘式制动器既可以使用两个活塞有可以使用四个活塞制动系统是由机械能，液压能或气压能装置驱动的在机械杠杆适合所有的汽车的驻车制动器中使用当踩下制动踏板时，杠杆就会推动制动器主缸的活塞给制动液施加压力，制动液通过油管流入轮缸制动液的压力施加到轮缸活塞以使制动片被压到制动鼓或制动盘上如果松开踏板，活塞回到原来的位置上，回拉弹簧拉回制动片，制动液返回制动主缸，这样制动停止驻动制动器的主要作用是车内无人时，使汽车静止不动如果车内安装的是独立的驻车制动器，那么驻车制动器是由司机手动的控制驻车制动器正常是当车已经停止时使用的向后拉手闸，并把手柄卡在正确的位置上现在，即使离开汽车也不用害怕它会自己滑走如果司机要再次启车时，他必须在松开手杆之前按下按钮在行车制动器失灵的情况下，手闸必须能停住车正因为这样，手闸与脚闸分开，手闸使用的是绳索或杠杆而不是液力系统防抱死制动系统是使汽车制动更安全、更方便的制动装置，它既有调节制动系统的压力来防止车轮被完全抱死的功能，又有防止轮胎在滑的路面上行驶或紧急停车时的滑动防抱死制动系统最早应用在航空飞行器上，而且在二十世纪90年代一些国内的汽车内也安装了这种系统近来，几个汽车制造商引进了更为复杂的防抱死系统欧洲使用这种系统已有几十年的时间，通过对其的调查，一位汽车制造商坦言，如果所有的汽车都安装上防抱死制动系统，那么交通事故的发生率会降低

7.5%同时，一些权威人士预测这种系统会提高汽车的安全性防抱死制动系统可以在一秒钟内调节几次制动时车轮上的受力，使车轮的滑移受到控制，而且所有的系统基本上都以相同的方式完成每个车轮都会有一个传感器，电子控制装置能连续检测来自车轮传感器传来的脉冲电信号，并将它们处理转换成和轮速成正比的数值；如果其中一个传感器的信号不断下降，那么这就表明了相应的轮胎趋于抱死，这时电子控制装置向该车轮的制动器发出降低压力的指令当信号显示车轮转速恢复正常时，电子控制装置会增加制动器的液压这种循环像司机一样调节制动器，但它的速度更快，达到了每秒循环数次防抱死制动系统除了上面基本操作，还有两个特点首先，当制动系统的压力上升到使轮胎抱死或即将抱死的时候，防抱死制动系统才会启动；当制动系统在正常情况下，防抱死制动系统停止运作其次，如果防抱死制动系统有问题时，制动器会独立地继续运行但控制板上的指示灯亮起提醒司机系统出现问题目前欧洲汽车生产商，如宝马、奔驰、宝时捷等广泛使用的是波许（Bosch）防抱死制动系统这种系统基本组成包括车轮转速传感器，电子控制装置和调节装置每个有一个向电子控制装置发出车轮转动情况的信号的传感器，它一般由磁感应传感头和齿圈组成前面的传感器安在轮毂上，齿圈安在轮网上后面的传感器安在后部的监测系统上，齿圈安在轮轴上传感器本身是缠绕电磁核的电线圈，电磁核才线圈的周围产生磁场当齿圈的齿移动到磁场时，就会改变线圈的电流电子控制装置会监测这种变化，然后判断车轮是否即将抱死电子控制装置有三个作用，即信号的处理，编辑和安全防护信号的处理起到转换器的作用，它是将接受的脉冲电信号处理转换成数值，为编辑做准备编辑就是分析这些数值，计算出需要制动压力如果检测出车轮即将抱死，电控装置就会计算出数值向调节装置发出指令调节装置当接受到电子控制装置的指令后，液压执行装置会调节制动轮缸的液压的大小调节装置能保持或减小来自制动主缸的液压，而装置本身是不能启用制动器的这种装置有三个高速率的电磁阀，两个油液存储器和一个带有内外检测阀的传动泵调节装置中的电子连接器隐藏在塑料盖下每个电磁阀都是其独立控制的，并作用于前轮后部的制动轮缸受到一个电磁阀控制，并依照------的原理进行调节当防抱死制动系统运行时，电子控制装置会使电磁阀循环运作，这样既能收回又能释放制动器的压力当压力释放时，它会释放到液压单元前部的制动器电路有一个单元存储器低压存储器，它在低压下存储油液，直到回流泵打开，油液流经制动轮缸进入制动主缸PAGE44。