壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985
機(jī)電工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目: ZQ1080型商用車制動系設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
專業(yè)班級：
指導(dǎo)教師：
20xx年 5月 25日
目 錄
1 前言 1
1.1制動系的設(shè)計(jì)意義 1
1.2制動系的發(fā)展概況 1
2 制動系的結(jié)構(gòu)類型及選擇 2
2.1制動系統(tǒng)的功用及構(gòu)造 2
2.2制動系統(tǒng)的分類總結(jié) 4
3 制動系設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的選擇 4
3.1制動系的設(shè)計(jì)技術(shù)要求 4
3.2制動器結(jié)構(gòu)的確定 4
3.3 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)確定 7
3.4制動管路的形式選擇 9
4 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 10
4.1 輕型商用車的主要技術(shù)參數(shù) 10
4.2 制動系統(tǒng)的主要參數(shù)及其選擇 10
4.3 制動器因數(shù)的確定 12
4.4 制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的確定 13
4.5 制動器主要零部件的設(shè)計(jì) 16
5制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
5.1 盤式制動器直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
5.2 鼓式制動器直徑與工作容積的計(jì)算 20
5.3 制動主缸直徑與工作容積的計(jì)算 21
5.4制動踏板力與踏板行程的計(jì)算 21
6 制動性能分析 22
6.1 制動減速度與制動距離計(jì)算 22
6.2 制動襯塊的磨損特性計(jì)算 23
6 .3 駐車制動計(jì)算 24
設(shè)計(jì)總結(jié) 26
參考文獻(xiàn) 27
致謝 28
1 前言
1.1制動系的設(shè)計(jì)意義
從汽車出現(xiàn)時起，起著非常重要作用的就包括汽車制動系統(tǒng)即剎車，主要在汽車行駛和安全方面。近年來，由于公路的發(fā)展越來越好和汽車的數(shù)量越來越多，人們對車輛技術(shù)和汽車速度要求也越來越高，所以制動系的重要性也就越來越突出來。人們的要求日益增高，對于汽車的行駛安全方面，為人自身和汽車安全的提高，人們要完成一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)，即為汽車設(shè)置可靠的制動系統(tǒng)。
汽車專家對制動性能方面，貢獻(xiàn)一生心血。目前，人們對汽車制動方面的追求，大部分在制動控制方面，包括采用創(chuàng)新理論及實(shí)踐上的新技術(shù)制動控制和方法，要使汽車制動性能來進(jìn)一步提高，滿足人類對汽車的需求。
1.2制動系的發(fā)展概況
最先的機(jī)械控制裝置造就了汽車制動器，最開始的控制剎車方式就是司機(jī)產(chǎn)生力向制動裝置，利用一組簡單的機(jī)械裝置。但隨著人們對汽車用途范圍變大，就要求較大的載重量，所以人力已不能滿足，就需要助力裝置來加力。真空助力裝置誕生，也就是后來的動力制動系統(tǒng)。1932年，帶有真空助力裝置的汽車出現(xiàn)了。
機(jī)械制動產(chǎn)生后液壓制動開始發(fā)展，液壓制動是汽車業(yè)的又一重大成果。隨著汽車行業(yè)的進(jìn)步，車輛制動即剎車方面又突破了，液壓制動器在轎車上成功應(yīng)用。1924年，四輪液壓制動器又問世了。
20世紀(jì)50年代，我國開始發(fā)展汽車工業(yè)。到1988年底，我國在一年內(nèi)已能生產(chǎn)汽車幾十萬輛，整個國家汽車的確保數(shù)量已超400多萬輛。但是我國制動系的發(fā)展仍難以達(dá)到世界先進(jìn)水平，即使有巨大的汽車行業(yè)也無法彌補(bǔ)。從70年代我國開始研制減速制動系統(tǒng)，但并沒有得到重視和推廣。動力制動系統(tǒng)是我國某些小型商用車中使用的主要制動系統(tǒng)，應(yīng)用廣泛?？諝庵苿酉到y(tǒng)是國產(chǎn)載重5噸以上車輛的主要使用的制動系統(tǒng)。鼓式制動器在中國各種各樣的車輛上應(yīng)用廣泛，是80年代以前國產(chǎn)汽車的主要制動器，到80年代中期，在中國盤式制動器出現(xiàn)，不過很少，只在引進(jìn)車輛上使用。
20世紀(jì)80年代后期,人們對汽車最突出的貢獻(xiàn)，就是在汽車上安裝防抱死制動系統(tǒng)(ABS)并且大力推廣。安裝的ABS大大提高了車輛的安全性和操縱性。目前，汽車的ABS進(jìn)步很快，在各種車輛上都有應(yīng)用。
然而我國與世界先進(jìn)水平相比，減速制動系統(tǒng)在我國雖已存在，并沒有得到充分發(fā)展。制動器從50年代到80年代在國內(nèi)無突出發(fā)展，一直使用鼓式制動器。我國在80年代后期引進(jìn)的車型上應(yīng)用盤式制動器，像奧迪、桑塔納等。近年來，我國認(rèn)識到國產(chǎn)車在制動系統(tǒng)的不足，開始引進(jìn)和開發(fā)國外的先進(jìn)技術(shù)，來提高汽車的制動性能。例如重慶發(fā)動機(jī)廠引進(jìn)了康明斯公司的發(fā)動機(jī)排氣制動系統(tǒng)來提高汽車行車的安全性。
經(jīng)過人們研究發(fā)展，時間上已超過百年，固定下來了對于車輛制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式。過去制動系統(tǒng)的工作原理大體都一致，用工作時摩擦產(chǎn)生的熱來消耗汽車的機(jī)械能，來完成剎車減速或直至停下來。隨著電子尤其是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路高產(chǎn)品的發(fā)展以及節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車制動系的機(jī)構(gòu)型式發(fā)生翻天覆地的變化。例如凱西-海斯(K-H)公司提高了一般的制動器，他們的技術(shù)人員在某一車上設(shè)置了電-液(EH)制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)不同于一般的制動器。采用電力裝置和4個比例閥，K-H公司的EBM就能預(yù)測到?jīng)]有裝置此系統(tǒng)的很多功能，不用再增加又一裝置。EBM系統(tǒng)是比普通制動器對車輛的基本制動力更合理，使汽車的剎車距離縮短5%左右。傳統(tǒng)的液壓制動裝置成為過去，隨著一種徹底的電路制動等一系列新技術(shù)研究開發(fā)產(chǎn)生。
2 制動系的結(jié)構(gòu)類型及選擇
2.1制動系統(tǒng)的功用及構(gòu)造
為了提高汽車的平均速度，保證車輛安全行駛，增加汽車載重量，在汽車上都設(shè)有特制的剎車裝置。這樣的一系列特制裝置我們稱為制動系統(tǒng)。
我們總結(jié)現(xiàn)代的汽車制動系統(tǒng)的功用主要有三個：a.使?jié)L動著的汽車速度降下了以至于停下b.使汽車在下長坡時保持勻速行駛c.使汽車的停駐更可靠。
目前，人們總結(jié)目前的汽車上采用的制動系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)主要分為四大部分：供能機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、制動器。圖2.1是制動系統(tǒng)工作原理示意圖。
圖 2.1 制動系統(tǒng)工作原理示意圖
（1）供能機(jī)構(gòu)：即制動能源也叫剎車來源，各種部件當(dāng)制動所需的動力和提高性能時。同時司機(jī)身體也可作為制動能源。
（2）控制機(jī)構(gòu)：這樣的部件，有剎車趨勢的產(chǎn)生和剎車結(jié)果的控制，如圖2.1中的1。
（3）傳動機(jī)構(gòu)：此部件，包含把制動能量傳到制動器，圖2.1中的4和6。
（4）制動器：這樣的力部件，用于阻礙汽車運(yùn)動或者運(yùn)動意向。
一般現(xiàn)代的制動系統(tǒng)還裝置了很多輔助設(shè)施。圖2.2是汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖見。
圖2.2帶ABS的傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)示意圖
車輪制動器、氣壓傳動和液壓傳動裝置構(gòu)成了制動系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成。
車輪制動器包括旋轉(zhuǎn)元件、固定元件和張開機(jī)構(gòu)，制動鼓是旋轉(zhuǎn)元件；制動蹄和制動底板組成固定元件；制動輪缸屬于張開機(jī)構(gòu)。
踏板、桿件、空氣干燥器、制動總閥、制動氣室、四回路保護(hù)閥和管路等部件組成氣壓制動傳動裝置。
踏板、桿件、制動輪缸、制動主缸和管路等部件構(gòu)成液壓制動傳動裝置。
2.2制動系統(tǒng)的分類總結(jié)
汽車制動系統(tǒng)種類繁多，按制動系統(tǒng)的用途分為：行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、輔助制動系統(tǒng)和第二制動系統(tǒng)；按動力能源分為：人力制動系、動力制動系、伺服制動系；按能量傳輸方式分為：機(jī)械式、液壓式、氣壓式、電磁式和組合式；按回路分為：單回路和雙回路制動系統(tǒng)。
3 制動系設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的選擇
3.1制動系的設(shè)計(jì)技術(shù)要求
為了保證制動系工作平穩(wěn)安全，為設(shè)計(jì)制動系統(tǒng)要滿足以下要求：
（1）要有好的制動效能。
（2）制動時要有足夠好的平穩(wěn)性。制動柔和、平穩(wěn)；分離迅速、徹底。
（3）制動時穩(wěn)定性要好。跑偏和側(cè)滑最容易出現(xiàn)要預(yù)防。
（4）操縱輕便。對于操縱力，一般轎車≤350N，貨車≤550N，極限力最多700N。
（5）要有足夠好的散熱性，便利調(diào)整。這就要求制動蹄摩擦片耐高溫，磨損后能夠方便地調(diào)整間隙，熱傳遞快，能夠防止塵埃、油污，變潮濕后恢復(fù)快。
（6）避免自行制動。
（7）帶掛車時，要滿足掛車停的時間比主車停的時間短，比主車解除制動晚。
3.2制動器結(jié)構(gòu)的確定
大部分用于行車制動，有時也可以具有駐車制動和第二制動是車輪制動器的功用。摩擦式、電磁式和液力式是制動器的三個主要形式。
3.2.1電磁式制動器
電磁式制動器的優(yōu)點(diǎn)：作用延后性能好、每個接頭處連接穩(wěn)定而且比較容易連接等。但其缺點(diǎn)：工藝結(jié)構(gòu)太復(fù)雜麻煩，資金太高，只在少數(shù)商用車上，總重量比較大的才能采用，車輪制動器或緩速器是具體的用途。
3.2.2液力式制動器
作為緩速器是液力式制動器的普遍用途。
3.2.3摩擦式制動器
現(xiàn)在汽車上的制動器絕大多數(shù)都使用摩擦式制動器。根據(jù)旋轉(zhuǎn)部分的結(jié)構(gòu)不同劃分，摩擦式制動器包括鼓式和盤式兩種。圖3.1和圖3.2分別是鼓式和盤式制動器結(jié)構(gòu)型式。
圖3.1鼓式制動器示意圖
圖3.2盤式制動器示意圖
(1)鼓式制動器
鼓式制動器分為內(nèi)張型和外束型鼓式制動器，根據(jù)制動蹄的張開方向。目前只有某些車輛上才使用外束型鼓式制動器，內(nèi)張型鼓式制動器則被廣泛安裝在現(xiàn)代汽車上。
鼓式制動器用途廣泛，都使用在各種類型車上，在商用車上更普遍。同時鼓式制動器的力矩比盤式制動器大得多，還有鼓式制動器內(nèi)部具有緊湊的結(jié)構(gòu)，制造資金比較低，相應(yīng)銷售價格便宜，還有與過去的設(shè)計(jì)理念相同，設(shè)計(jì)簡單，所以廣泛應(yīng)用。所以在很多重型車現(xiàn)在仍使用四個車輪全是鼓式制動器。
內(nèi)張型鼓式制動器根據(jù)其元件受力不同，分為領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向自增力式、雙向自增力式制動器。各自的制動鼓對制動效能的影響都不相同，由于它們的受外力方式、車輪滾動方向以及制動狀況，各種內(nèi)張型鼓式制動器結(jié)構(gòu)見圖3.3。
圖3.3鼓式制動器簡圖
領(lǐng)從蹄式制動器的很多特性，在所有制動器居中；不變的制動效果無輪怎樣行駛；投資的資金成本低，結(jié)構(gòu)簡單緊湊；蹄片之間的間隙可調(diào)；在駐車制動方便，對于此制動器的附屬安裝。因此廣泛應(yīng)用在中、重型載貨汽車，尤其是此制動器用作后輪制動器在乘用車和總重量較小的商用車上。
雙領(lǐng)蹄式制動器優(yōu)點(diǎn)：汽車前進(jìn)剎車時，具有高的制動效能。缺點(diǎn)：又充當(dāng)了雙從蹄式，當(dāng)?shù)管嚂r，此時大大降低了制動效能。很多轎車的前輪常用此磁制動器。
雙向雙領(lǐng)蹄式制動器優(yōu)點(diǎn)：其制動效能不變，無論汽車向前、向后，所以在中型以上載貨汽車和某些轎車的前，后輪都有用到。缺點(diǎn)：其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜麻煩，投資資金較高，還要用中央制動器。
單向自增力式制動器優(yōu)點(diǎn)：汽車向前剎車時，制動效能比各種制動器都要高。缺點(diǎn)：它的制動效能是所有制動器中最小的，在汽車后退制動。所以用途較少僅用于部分車作前輪制動器。
雙向自増力式制動器只用在少數(shù)轎車上，總是作為手剎與腳剎共同的制動器，汽車中央制動器也是其用途。
本次設(shè)計(jì)中型商用車總質(zhì)量相對較小，采用資金低、造價便宜，緊湊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的領(lǐng)從蹄式鼓式制動器。
(2)盤式制動器
盤式制動器所具備的優(yōu)勢，如下所示：
（1）制動效能穩(wěn)定；
（2）抗熱衰退；
（3) 抗水衰退；
（4）在產(chǎn)生制動力矩相同時，外形尺寸和制動器質(zhì)量?。?
（5）制動力矩與汽車的工況沒有關(guān)系；
（6）間隙的調(diào)整比較容易，其后期的保養(yǎng)修理也較容易；
（7）在磨損時，摩擦襯塊更容易換，整個結(jié)構(gòu)也簡單緊湊。
作為一種輕卡載貨汽車，綜合考慮成本、結(jié)構(gòu)、維修等各方面因素，采用盤式制動器安裝在前輪，鼓式制動器安裝在后輪方案。
固定鉗式和浮動鉗式是前盤式制動器兩大類。浮動鉗式又分為滑動鉗式和擺動鉗式。其中浮動前盤式制動器緊湊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，投資資金低，布置的空間小，制動器與輪轂可挨得很近，一組制動塊同時用作手剎和腳剎制動。因此作為輕卡載貨商用車前輪制動器采用浮動式制動器是最佳選擇。
3.3 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)確定
由制動來源的區(qū)別，制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)分為三大類型：人力制動（簡單制動）、伺服制動以及動力制動。按力的傳遞分為大四類：機(jī)械式、氣壓式、液壓式和氣-液壓式。各種型式的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)區(qū)別，如表3.1所示。
表3.1制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式
制動力源
力的傳遞方式
用途
型式
制動力源
工作介質(zhì)
型式
工作介質(zhì)
人力制動系
司機(jī)體力
機(jī)械式
桿系或鋼絲繩
僅限于駐車制動
液壓式
制動液
部分微型汽車的行車制動
動力制動系
氣壓動力
制動系
發(fā)動機(jī)動力
空氣
氣壓式
空氣
中、重型汽車的行車制動
氣壓-液壓式
空氣、制動液
液壓動力
制動系
制動液
液壓式
制動液
伺服制動系
真空伺服
制動系
司機(jī)體力與發(fā)動機(jī)動力
空氣
液壓式
制動液
轎車，微、輕、中型汽車的行車制動
氣壓
制動系
空氣
液壓伺服
制動系
制動液
3.3.1人力制動系
機(jī)械式和液壓式是人力制動范疇。桿系傳力是機(jī)械式的傳動方式，但是效率低，需要多處潤滑，小的傳動比，對于制動力對于前、后軸和左、右輪均衡難以達(dá)到，在行車制動系統(tǒng)中已消失。因結(jié)構(gòu)緊湊，投資的資金低，出現(xiàn)的事故少，還在中，在某些小汽車的駐車制動中還可以看見。
液壓制動在行車制動范圍中應(yīng)用廣泛。液壓制動優(yōu)點(diǎn)：壓力高，反應(yīng)時間短；輪缸的面積小，重量輕，緊湊的結(jié)構(gòu)；機(jī)械效率較高。液壓制動缺點(diǎn)是：受熱變長后，使液壓傳送困難，制動液會變質(zhì)，改變了制動效能，產(chǎn)生氣泡堵在管路中，重則失效。過去在轎車、輕型貨車和少數(shù)中型貨車上液壓制動廣泛采用。
3.3.2動力制動系
動力制動由發(fā)動機(jī)起作用，具體表現(xiàn)為能量轉(zhuǎn)化。司機(jī)在踏板或手柄上的力，只是控制元件。
（1）氣壓制動系
氣壓制動是最常見的。其主要優(yōu)點(diǎn)：操縱力不大，工作平穩(wěn)可靠，保養(yǎng)維修便利，氣源還能為其它裝置采用。其缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較麻煩、很重，投資資金高，制動氣室排氣噪聲很大。氣壓制動多用在中級以上的貨車、客車以及列車。
（2）氣頂液制動系
氣頂液制動涵蓋了液壓式和氣壓式制動的優(yōu)點(diǎn)，較短的管路，持續(xù)時間較短。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)麻煩面積大占得空間大、重量笨重、投資高，所以集中在重型車上。
（3）全液壓動力制動系
全液壓動力制動但因結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，也要求比較高的系統(tǒng)的密性，目前并不常見，僅在某些高檔次轎車、豪華客車和某些特設(shè)自卸車上使用。
3.3.3伺服制動系
伺服制動的能源來自人力和發(fā)動機(jī)。一般狀況下，工作時產(chǎn)生的壓力絕大部分由動力伺服系統(tǒng)完成。在伺服系統(tǒng)不能用時，還能有人力產(chǎn)生力，即司機(jī)作用的力。所以，大多數(shù)轎車以及一般的輕、中型商用車，都使用伺服制動。伺服制動根據(jù)其伺服能源不同，分為真空、空氣和液壓伺服制動。
在產(chǎn)生相同的力時，真空伺服氣室的面積比氣壓伺服氣室大很多。同時，真空伺服系統(tǒng)比氣壓伺服系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要簡單很多。裝載質(zhì)量在6t以下的載貨汽車及總質(zhì)量在1.1t-1.35t的轎車上，真空伺服制動系使用廣泛。裝載質(zhì)量為6～12t的商用車和少數(shù)乘用車上，氣壓伺服制動系較多應(yīng)用。
經(jīng)過比較與分析，此次的商用車制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用真空助力式伺服系統(tǒng)。
3.4制動管路的形式選擇
保證制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)工作可靠，汽車安全，其裝置最少得有兩套相互獨(dú)立無關(guān)的系統(tǒng)，即雙管路回路。把車的所有利用腳剎的管路分成兩個或兩個以上無關(guān)回路，如果一個回路壞時，不影響其他的回路。
圖3.4為雙軸汽車五種分路方案圖，是對于液壓式制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的雙回路系統(tǒng)。選擇分路方案主時是把其制動力、制動效能和回路系統(tǒng)等綜合考慮的。
1-雙腔制動主缸；2-雙回路系統(tǒng)的一個分路；3-雙回路的另一分路
圖3.4雙軸汽車液壓雙回路系統(tǒng)的5種分路方案圖
圖3.4(a)一軸對一軸的Ⅱ型。其優(yōu)點(diǎn)：管路分布最容易，制造便宜。都有采用在各種類型車輛上，最常見的是貨車。
圖3.4(b)X型。其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，一個回路出故障時約一半的制動效能仍可以產(chǎn)生，還有不變的分配關(guān)系和附著關(guān)系，確保了制動時與整車受力一致性。這樣的汽車，其主銷偏移距為取負(fù)(約20mm)，所以此時的制動力使車輪反向，方向感大大提高，因此在中級以下的某些轎車多采用此方案。
圖3.4(c)一軸半對半軸HI型。
圖3.4（d）半軸一輪對半軸一輪LL型。
圖3.4（e）雙半軸對雙半軸HH型。
HI，LL，HH型的分布都不簡單。LL型與HH型在任一回路出故障時，LL型的剩余力為原來80%左右，HH型為50%左右，單用回路的HI型剩余力大，在突發(fā)狀況時，最容易先卡死的是后輪，這是一種不穩(wěn)定工況。
此次的管路設(shè)計(jì)采用圖3.4(a)所示Ⅱ回路系統(tǒng)，滿足GB 7258—2004對制動管路布置的需求。
4 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 輕型商用車的主要技術(shù)參數(shù)
本次設(shè)計(jì)中ZQ1080型商用車所參照的汽車HFC1084相關(guān)數(shù)據(jù)如表4.1。
表4.1 ZQ1080整車參數(shù)
已知參數(shù)
車型ZQ1080
軸距L（mm）
3650
整車整備質(zhì)量（Kg）
3000
滿載質(zhì)量（Kg）
8190
滿載時質(zhì)心距前軸中心線的距離（mm）
2220
滿載時質(zhì)心距后軸中心線的距離（mm）
1430
空載時質(zhì)心高度（mm）
890
滿載時質(zhì)心高度（mm）
986
車輪滾動半徑（mm）
405
4.2 制動系統(tǒng)的主要參數(shù)及其選擇
4.2.1 同步附著系數(shù)的確定
根據(jù)《汽車?yán)碚摗泛汀镀囋O(shè)計(jì)》
(1)，剎車時一般是前車輪首先卡死，此時是一種汽車的穩(wěn)定狀況，但失去了車輪轉(zhuǎn)向的能力；
(2），剎車時一般是后車輪先卡死，此時后軸側(cè)滑、甩尾最容易發(fā)生導(dǎo)致汽車失去穩(wěn)定的方向的能力；
(3），剎車時一般是一起卡死，前后車輪同時，此時是一種汽車的穩(wěn)定狀況，但同時也失去了汽車的轉(zhuǎn)向能力。
研究表明，汽車剎車時，同步附著系數(shù)為時，減速度為，=,為剎車時的制動強(qiáng)度。而在別的附著系數(shù)的路面上剎車時，而前輪或后輪將要抱死的制動強(qiáng)度,只在的路面上，才可以充分利用地面的附著條件。
查閱文獻(xiàn)資料，車裝滿時的同步附著系數(shù)，一般的車?。回涇嚾?。綜和考慮此車的狀況值，取=0.6。
4.2.2 制動器制動力分配系數(shù)的確定
（4－1）
=
=0.429
4.2.3 制動器最大制動力矩的確定
在良好路面時取值在0.7～0.9之間，取 =0.8，是該車所能
遇到的最大附著系數(shù)（汽車制動系統(tǒng)的使用與維修）
（4－2）
=
=6386.2N.m
（4－3）
=8466.0N.m
則單個車輪制動器應(yīng)有的最大制動力矩
=3193.1N.m =2116.5N.m
式中: --滿載時汽車質(zhì)心高度； --汽車的軸距；--汽車滾動半徑；
--滿載時汽車質(zhì)心位置離后軸距離；--汽車整備時所受重力；--地面附著系數(shù)。
由求得：
N （4－4）
4.3 制動器因數(shù)的確定
4.3.1 前輪盤式制動效能因數(shù)
根據(jù)公式 （4－5）
f——取0.5
前輪盤式制動器
=2×0.5=1.0
摩擦材料系數(shù)的值為，少數(shù)可取0.7?？傮w表明所用材料，摩擦系數(shù)與耐磨性，二者成反比關(guān)系?，F(xiàn)在中國的摩擦片在不足250℃時，控制摩擦系數(shù)=0.35~0.40安全。此處的制動器摩擦系數(shù)取0.4，在接下來的鼓式制動器設(shè)計(jì)中其摩擦材料的摩擦系數(shù)取0.3。
4.3.2 后輪鼓式制動器效能因數(shù)
(1）領(lǐng)蹄制動蹄因數(shù)：
圖4.1鼓式制動器尺寸參數(shù)示意圖
（4－5）
=2;=0.8
得=0.79
(2）從蹄制動因數(shù)：
（4－6）
得=0.48
整個領(lǐng)從蹄制動器的制動因數(shù)
4.4 制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的確定
4.4.1 鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)
(1)制動鼓直徑
由于ZQ1080采用后輪胎規(guī)格為7.50-1614PR，16的輪輞所以取，制動鼓直徑與輪輞直徑之比：貨車 。
=406.4mm
mm
(2)制動蹄摩擦片寬度、制動蹄摩擦片的包角和單個制動器摩擦面積
由《制動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列》的規(guī)定，選取制動蹄摩擦片寬度mm；摩擦片厚度mm
摩擦襯片包角的選擇，摩擦襯片包角最合適，由于保護(hù)的好，制動鼓散發(fā)的熱量也少，所以高的制動效能。如若再降低達(dá)到散熱的程度不能與單位壓力過高將造成訊速磨損相抵消。包角也不能高于，如若過大產(chǎn)生的后果較嚴(yán)重，可能導(dǎo)致自鎖。
綜上所述選取領(lǐng)蹄，從蹄
單個制動器摩擦面積：
（4－7）
式中：——單個制動器摩擦面積，mm2
——制動鼓直徑，mm；
——摩擦片有效寬度，mm；
——為兩制動蹄的襯片包角，（）。
cm2
表4.2制動器襯片摩擦面積
汽車類別
汽車總質(zhì)量t
單個制動器摩擦面積cm2
轎車
客車與貨車
（多為）
（多為）
由表4.2制動器襯片摩擦數(shù)據(jù)可知設(shè)計(jì)滿足要求。
(3)摩擦襯片起始角
摩擦襯片起始角，如圖4.2的幾何圖所示?？偸悄Σ烈r片在制動蹄邊上，并令。
領(lǐng)蹄包角
從蹄包角
圖4.2鼓式制動器的主要幾何參數(shù)示意圖
(4)張開力的作用線至制動器中心的距離
根據(jù)實(shí)際情況，（見圖4.2）大點(diǎn)好，來滿足制動效能。開始設(shè)計(jì)計(jì)算時可取左右，由設(shè)計(jì)圖取mm
(5)制動蹄支銷中心的坐標(biāo)位置與
如圖4.2所示，支承銷中心距,取=34，同時也大，開始設(shè)計(jì)計(jì)算可約取，根據(jù)實(shí)際情況取mm。
4.4.2盤式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)
(1)制動盤直徑D
制動盤直徑D足夠大，制動盤的有效半徑也相應(yīng)變大，因此制動鉗產(chǎn)生的力就減小了，對摩擦襯塊的影響也就小了。制動盤的直徑密切相關(guān)于輪輞直徑有，制動盤的直徑D取輪輞直徑的，大多數(shù)的汽車取79%。
mm
取制動盤直徑mm
(2)制動盤厚度h
制動盤厚度h影響重要。為了使制動器的質(zhì)量輕，制動盤厚度h小些，又不能太小。實(shí)心盤的厚度h在給定范圍內(nèi)選取，此次制動盤厚度h=10mm
(3)摩擦襯塊工作面積A
推薦根據(jù)制動器摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在范圍內(nèi)選取。
由參考值可取1.8，汽車質(zhì)量3000kg，所以摩擦襯塊單片的有效面積取為。
(4)摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑
查閱資料，摩擦襯塊的兩半徑比值≤1.5。如果結(jié)果大，對摩擦襯塊產(chǎn)生不良影響，最后引起難以預(yù)料到的制動力矩。本次中摩擦襯塊形狀選擇扇形，如圖4.3。
圖4.3摩擦襯塊示意圖
取摩擦襯塊外半徑，內(nèi)半徑
則
選取的摩擦襯塊半徑滿足要求。
4.5 制動器主要零部件的設(shè)計(jì)
4.5.1 鼓式制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)制動鼓
制動鼓也有要求：熱容量大和剛性高，制動時的溫度升高小。材料也有要求：較高的摩擦系數(shù)和接觸面磨損均勻。中型以上的客車、中型以上的貨車使用鑄造的制動鼓(圖3.13(a))；輕型載貨汽車和少數(shù)轎車一般使用組合式制動鼓(圖3.13(b))；鑄鋁合金制動鼓(圖3.12(c))在轎車上已普便，壽命較長而且減輕了其質(zhì)量，性能都很突出。
（a）鑄造制動鼓；（b），（c）組合式制動鼓
1—沖壓成形輻板；2—鑄鐵鼓筒；3—灰鑄鐵內(nèi)鼓；4—鑄鋁臺金制動鼓
圖4.4制動鼓示意圖
選取的有剛度和強(qiáng)度的要求制動鼓壁厚。壁厚大些能保證熱容量足夠大。摩擦表面總體并不明顯對于溫度變化，壁厚從。制鼓的壁厚：轎車，中型以上貨車。為了檢查制動器間隙，要在制動鼓閉口側(cè)開小洞。
ZQ1080屬于輕型載貨汽車，因此制動鼓壁厚度為12mm，采用HT200。
(2)制動蹄
制動蹄一般用T形鋼碾壓或鋼板沖壓制成對于轎車和輕型以下載貨汽車。制動蹄要有剛度較好的結(jié)構(gòu)和斷面形狀，部分車上制動蹄腹板用鋼板制的，上開有一兩條徑向槽，能使制動蹄的剛度變小，使制動蹄摩擦襯片與制動鼓間的工作壓力，也使摩擦襯片的磨損更為均勻，同時降低制動噪音。
摩擦襯片與制動蹄的連接要用鉚接或粘貼的方式，磨損厚度可以增大，壽命延長，但是對于更換襯片不容易；噪聲低。此次制動蹄的設(shè)計(jì)為HT200。
(3)制動底板
制動底板是制動器大多數(shù)零件的構(gòu)架。制功底板要承擔(dān)制動器的反力矩，所以它的剛度要夠大。只有凹凸起伏的形狀制動底板才滿足。否則，制動力矩小由于剛度不到，增大了踏板行程，摩擦襯片不均勻磨損，造成嚴(yán)重結(jié)果。本次設(shè)計(jì)是輕卡采用HT250。
(4)制動蹄的支承
制動蹄的支承自由度為二，此緊湊結(jié)構(gòu)，使制動蹄自己確定。為使支承銷作用的制動蹄與制動鼓兩個工作面心重合，要有可調(diào)的支承位置。支承銷由由45號鋼制成。它的支座為可由KTH 370—12或QT 400—18制造。青銅偏心輪有利于腹板上的支承孔的工作完整性并能防止其它零件的磨損。
要穩(wěn)定地保持制動蹄的安裝位置就要用長支承銷，防止側(cè)向偏擺位置不正確。還有在制動底板上另設(shè)一機(jī)構(gòu)，制動蹄與制動底板合適定位，在相應(yīng)的零件上采取措施，來確定制動蹄的定位。
本次設(shè)計(jì)目的是支承銷的制動蹄一個自由度與制動鼓兩工作面同心，所以采用支承銷。
(5)制動輪缸
制動輪缸是重要機(jī)構(gòu)，其緊湊的結(jié)構(gòu)，布置簡單在車輪制動器中。其缸體制造可用HT250。它的缸筒為打通的孔?？捎娩X合金制造活塞。開槽頂塊與活塞外端緊靠，來支承制動蹄腹板端部或接頭部分。輪缸的工作腔要用橡膠密封圈或橡膠皮碗緊密封緊。大多的制動輪缸有兩個活塞直徑相同；部分有四個活塞；雙領(lǐng)蹄式的兩蹄，蹄用一個單活塞動。此次的領(lǐng)從蹄式的制動器，缸體材料采用HT250的鑄鐵，兩個活塞推動。如圖4.5所示
圖4.5 制動輪缸示意圖
4.5.2 盤式制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)制動盤
灰鑄鐵或混合Cr或Ni等合金鑄鐵是制動盤的材料。制動盤的表面光滑。本次設(shè)計(jì)制動盤材料為HT250，結(jié)構(gòu)圖如圖4.6所示。
圖4.6 制動盤示意圖
(2)制動鉗
制動鉗的制造，它的材料可用K TH370—12 或QT400—18 ，也可用輕合金，成兩個由螺栓連接，制造成整體形狀。其制動鉗結(jié)構(gòu)圖如圖4.7所示。本次設(shè)計(jì)制動鉗采用45號鋼。
圖4.7 制動鉗示意圖
(3)制動塊
背板和摩擦襯塊成制動塊。襯塊的形狀一般為扇面形。活塞要盡量壓制較多的制動塊，使面積較多，防止襯塊卷角而導(dǎo)致噪音。背板用鋼板沖壓而成。制動塊的厚度取14mm。
(4)摩擦材料
摩擦材料的摩擦系數(shù)高且不變，受熱衰退影響?。徊牧铣惺苣p，低吸水，能承受擠壓和沖擊；制動時無噪聲和氣味，摩擦材料應(yīng)使用無污染材料。
現(xiàn)在在制動器中模壓材料使用較多，用石棉纖維混合粘結(jié)劑、填充劑與噪聲消除劑等模壓成型。模壓材料的優(yōu)點(diǎn)：使具有不同的摩擦性能和不同作用的摩擦襯片。
5制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 盤式制動器直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算
根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》《汽車?yán)碚摗饭剑?
（5-1）
根據(jù)前面算得的結(jié)果：，選取MPa，求：
mm
由此，選取制動輪缸的直徑mm
根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》《汽車?yán)碚摗饭?
（5-2）
式中，
——一個輪缸活塞的直徑；
——輪缸活塞的數(shù)目；
——輪缸完全制動時的行程；
初步設(shè)計(jì)時，一般取為2mm～2.5mm，選取m，求一個輪缸的工作容積。
mm3
5.2 鼓式制動器直徑與工作容積的計(jì)算
，選取MPa，由式(4.2)，求：
mm
選取制動輪缸的直徑mm
選取mm，，求一個輪缸的工作容積。
mm3
全部輪缸的總工作容積為
(5-3)
式中：——輪缸的數(shù)目。
mm
5.3 制動主缸直徑與工作容積的計(jì)算
制動主缸應(yīng)有的工作容積
(5-4)
式中：——所有輪缸的工作容積；
——在液壓下制動軟管形狀改變而導(dǎo)致的容積增量。
在開始設(shè)計(jì)計(jì)算時，考慮變形，制動主缸的工作容積，轎車，貨車，式中為所有輪缸的工作容積之和。
根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》《汽車?yán)碚摗饭剑?
主缸活塞直徑和活塞行程可由下式確定：
(5-5)
取因此
mm
根據(jù)GB 7524—87的系列尺寸取=30mm。
5.4制動踏板力與踏板行程的計(jì)算
5.4.1 制動踏板力的計(jì)算
根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》公式
（5-6）
式中，
——制動主缸活塞直徑；
——制動管路的液壓；
——制動踏板機(jī)構(gòu)傳動比，取=4；
——制動踏板機(jī)構(gòu)及制動主缸的機(jī)械效率，取=。
N
制動操縱力應(yīng)滿足的要求；轎車≤500N，貨車≤700N。設(shè)計(jì)計(jì)算時操縱力選取范圍在200N～350N。
因得出的踏板力大于最大踏板力，此處需安裝真空助力器，
（5-7）
式中，——真空助力比，取。=2355/10=235.5N，所以符合要求。
5.4.2 制動踏板行程的計(jì)算
根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》公式
制動踏板工作行程為
(5-8)
式中，
——推桿與活塞的間隙，在1.5～2mm范圍內(nèi)取值；取=2mm；
——主缸活塞空行程。
mm<170mm~180mm
所以符合設(shè)計(jì)要求。
6 制動性能分析
6.1 制動減速度與制動距離計(jì)算
根據(jù)《汽車?yán)碚摗贰镀囋O(shè)計(jì)》，制動系的制動性能，可用以下兩個量來確定。
假設(shè)汽車是在特定道路上行駛，特定工況。本次任務(wù)中jmax=0.6g
（6-1）
式中，
——摩擦襯塊與制動盤的間隙時間，取0.1s；
——制動力增長過程所需的時間，取0.2s；
v——制動時的汽車速度，速度取為較大值90km/h。
則：
汽車的最大制動距離為
所以滿足本次設(shè)計(jì)要求。
6.2 制動襯塊的磨損特性計(jì)算
溫度、摩擦力、滑磨速度，以及襯片等許多因素是制動襯塊的磨損評價指標(biāo)，所以用數(shù)據(jù)也就很難。摩擦?xí)r的溫度高低和力大小重要影響著磨損。
汽車的制動過程即是將汽車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能消耗的過程。在緊急制動過程中，制動器基本承受了汽車全部的動能消耗。此時，制動時間太短，產(chǎn)生的熱能還未散熱到空氣中就已經(jīng)被制動器吸收，造成溫度急劇升高。即能量荷載。對于盤式制動器的襯塊，制動盤的溫度高于制動鼓。
由于各種類型的汽車總質(zhì)量和制動襯塊的接觸面積都不相同，用一種量作為指標(biāo)。目前，常用的指標(biāo)是比能量消散率，通常所用的計(jì)量單位為。
在緊急制動到停車的情況下，雙軸汽車的單個前輪及后輪制動器的比能量
耗散率分別為：
（6-2）
式中，
——汽車總質(zhì)量；
——制動初速度；
t——制動時間；
、——前、后制動襯片（襯塊）的面積；
——制動力分配系數(shù)。
制動初速度：汽車用90km/h(25m/s)。汽車的盤式制動器滿足上面的和，比能量耗散率≤。比能量耗散率太高會導(dǎo)致襯片（襯塊）磨損加速，又使制動鼓或制動盤更早產(chǎn)生裂痕。
其中，=0.6 =4.25s =25m/s
=== 34830mm2
盤式制動器的比能量耗散率≤，所以設(shè)計(jì)滿足要求。
6 .3 駐車制動計(jì)算
根據(jù)《汽車?yán)碚摗贰镀囋O(shè)計(jì)》公式
滿載時汽車在上坡路上停駐時的后橋附著力為
=ma g (+) （6－3）
汽車在下坡路上停駐時的后橋附著力為
＇=ma g (－) （6－4）
汽車可能停駐的極限上坡路傾角為 a
可根據(jù)后橋上的制動力與附著力相等的條件求得
即
ma g (+)= （6－5）
得到 a= （6－6）
=
=
同理，汽車停駐的極限下坡路角為
= （6－7）
=
要求各種類型汽車的最大停駐坡度≥ 9°～11°，所以設(shè)計(jì)滿足要求。
設(shè)計(jì)總結(jié)
本次ZQ1080商用車制動系設(shè)計(jì)應(yīng)用前輪盤式制動器，后輪為鼓式制動器。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過查閱汽車制動系的有關(guān)資料完成此次的設(shè)計(jì)任務(wù)。
本次設(shè)計(jì)的方法是從理論上對給定的汽車參數(shù)和技術(shù)要求，比較不同的各種制動器的特點(diǎn)，來確定制動器的結(jié)構(gòu)形式。然后通過對制動力矩、制動效能因數(shù)、制動距離、制動磨損等的計(jì)算、校核以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)有資料對制動器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)并進(jìn)行了相關(guān)的校核，并且符合GB7258—2004中對制動系統(tǒng)的要求。
在這次的設(shè)計(jì)過程中，我翻看很多的工具書和參考資料，最后在老師的指導(dǎo)下了確立了最終的設(shè)計(jì)方案。由于對汽車的知識掌握有限，所以整個設(shè)計(jì)還存在很多細(xì)節(jié)上的不足，這些問題需要進(jìn)一步地進(jìn)行思考改善。設(shè)計(jì)和計(jì)算，這一部分時計(jì)算最繁瑣的一部分，涉及到了大量的公式，需要查閱和參考大量的相關(guān)文獻(xiàn)，很多零件的設(shè)計(jì)都需要參考設(shè)計(jì)手冊來確定。通過大量的查閱資料，我也知道了一些常用零件的確定方法。畫圖，設(shè)計(jì)說明書只能確定主要零件的基本尺寸，而剩下的其他零部件就都需要我們在畫圖的過程中自己找參考書來確定。我對CAD本來就很陌生，我找同學(xué)幫助，看視頻，看相關(guān)書籍，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我的CAD繪圖水平有了很大的提高，經(jīng)過幾個月的幸苦努力這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成了。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對自己的專業(yè)知識有了更進(jìn)一步的了解， 提高了
運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力，同時也我認(rèn)識到合作的重要性。在這次畢業(yè)設(shè)
計(jì)的過程中，馬老師和吳老師都給了我們細(xì)心的指導(dǎo)和督促，在此向兩位老師
表示衷心的感謝。
參考文獻(xiàn)
[1] 王望予．汽車設(shè)計(jì) [M]．第4版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8
[2]吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室編.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981
[3] 劉惟信．汽車設(shè)計(jì) [M]．第1版．北京：清華大學(xué)出版社，2001.7
[4]張洪欣主編.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989
[5]《汽車工程手冊》編輯委員會．汽車工程手冊．基礎(chǔ)篇[M]．北京：人民交通出版社，2001.6
[6]《汽車工程手冊》編輯委員會．汽車工程手冊．設(shè)計(jì)篇[M]．北京：人民交通出版社，2001.6
[7]（日）武田信之著.載貨汽車設(shè)計(jì).方泳龍譯.北京：人民交通出版社，1998
[8] 林寧.汽車設(shè)計(jì).第1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004
[9]司利增編著.汽車防滑控制系統(tǒng)-ABS與ASR.北京：人民交通出版社，1996
[10] 陳家瑞．汽車構(gòu)造 [M]．第2版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1
[11] 王望予.汽車設(shè)計(jì).第4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社
[12] 余志生．汽車?yán)碚?. 第三版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10
[13]孟嗣宗，崔艷萍編著.現(xiàn)代汽車防抱死制動系統(tǒng)和驅(qū)動力控制系統(tǒng).北京：北京理工大學(xué)出版社，1997
[14] 黃天澤、黃金陵．汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.10
[15] 林寧．汽車設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999
[16] 黎亞洲．汽車底盤構(gòu)造與維修圖解．北京：電子工業(yè)出版社，2009
[17] 齊志鵬．汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和檢修．北京：人民郵電出版社，2002
[18] 濮良貴．機(jī)械設(shè)計(jì)．第八版．北京：高等教育出版社，2006
[19]L.?？嘶舳?D.克林恩喬克,厄爾賈維克.汽車制動系統(tǒng).第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998.8
[20]申晉憲,王鐵.載貨汽車總體設(shè)計(jì)分析.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.4
[21](德)Erich Hoepke著.朱思洪，繆小紅譯.載貨汽車技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.8
[22]齊小杰.制動系統(tǒng).第一版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005.5
[23]林秉華.最新汽車實(shí)用手冊.黑龍江：黑龍江人民出版社，2001.1
致謝
首先感謝馬老師和吳老師在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我耐心的輔導(dǎo)、講解和督促以及所有任課老師教導(dǎo)的相關(guān)專業(yè)知識，是你們讓我獲得寶貴的知識，讓我可以順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，在此真誠的表達(dá)我對你們的敬意！
其次我也要感謝和我一組做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)和我設(shè)計(jì)題目相同的同學(xué)，他們在畢業(yè)設(shè)計(jì)中也同樣遇到了許多困難，但我們之間相互學(xué)習(xí)和幫助，最終我們一起克服了許多的難題，順利的完成各自的畢業(yè)設(shè)計(jì)。要是沒有他們的幫助，此次的設(shè)計(jì)肯定又要難了不少。
也是馬老師和吳老師的嚴(yán)格要求讓我們在這最后一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)到了許多，從word的排版編輯到CAD繪圖軟件的使用，都有了很大的提高，再次感謝兩位老師在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我們的幫助和指導(dǎo)。
最后感謝母校四年來對我的大力栽培，我會用我所學(xué)來報(bào)答母校和回饋社會！謝謝！
附錄：中英文文獻(xiàn)翻譯名稱——基于使用DTFC最優(yōu)滑動控制的新型混合防抱死制動系統(tǒng)電動汽車
30