買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答 辯優(yōu)秀 本科 學(xué) 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 車用盤式電磁制動(dòng)器設(shè)計(jì) 院系名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 葉春暉 指導(dǎo)教師 ： 安永東 職 稱 ： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答 辯優(yōu)秀 s he of 011龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就起著決定性作用。汽車的制動(dòng)系統(tǒng)種類很多，傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣液混合式。液壓制動(dòng)技術(shù)是如今最成熟、最經(jīng)濟(jì)的制動(dòng)技術(shù)，并應(yīng)用在當(dāng)前絕大多數(shù)乘用車上。 目前，汽車所用制動(dòng)器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。盤式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是在高速剎車時(shí)能迅速制動(dòng)，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車 ,制動(dòng)效能的恒定性好 ,便于安裝像 盤式電磁制動(dòng)器是一種以電控制的摩擦型制動(dòng)器，目前主要應(yīng)用于拖車尤其是房車制動(dòng)上，但是隨著汽車的發(fā)展，高動(dòng)力性能的汽車技術(shù)的突破，汽車制動(dòng)系統(tǒng)也將發(fā)生變化，而電磁制動(dòng)器則是利用電磁阻力的原理將汽車動(dòng)能轉(zhuǎn) 化為熱量消耗實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，電磁制動(dòng)器的安全性，靈活性，簡(jiǎn)單性，可操作性，將會(huì)是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向，由于盤式電磁制動(dòng)器的控制原理，結(jié)構(gòu)與技術(shù)成熟的液壓盤式制動(dòng)器相似，所以加工技術(shù)方便，通過對(duì)盤式電磁制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算可以得到滿足汽車制動(dòng)時(shí)候的制動(dòng)效果，從而實(shí)現(xiàn)汽車的安全制動(dòng)。 但是目前國內(nèi)研究仍處于起步階段，對(duì)電磁制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與研究停留在房車和拖車上，對(duì)于微型汽車的電磁制動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究較少，本文提出一種微型汽車電磁制動(dòng)器方案，以電磁鐵作為動(dòng)力源，通過機(jī)械增力機(jī)構(gòu)將電磁力放大并推動(dòng)摩擦襯塊產(chǎn)生制動(dòng) ,以達(dá)到制動(dòng)目 的，并對(duì)設(shè)計(jì)的電磁制動(dòng)器進(jìn)行 仿 真分析。 關(guān)鍵詞： 電磁制動(dòng)器；電磁體；盤式制動(dòng)器；制動(dòng)系統(tǒng)；增力機(jī)構(gòu)； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) he in to a of of of is to on be of at to as is a in on a s in is of to to of be of to of to so to of be of in to in in a as to in to of 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 題背景及目的 . 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 2 計(jì)應(yīng)解決的難點(diǎn) . 4 第 2 章 制動(dòng)器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 5 . 5 . 5 . 6 . 7 . 7 h . 7 . 8 . 8 . 8 . 9 第 3 章 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 10 . 10 . 10 . 11 . 11 . 12 . 13 第 4 章 增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 14 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 18 . 20 . 22 . 25 第 5 章 電磁體的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 26 . 27 . 27 . 28 . 28 . 28 . 29 . 29 . 30 第 6 章 電磁制動(dòng)器的仿 真分析 . 31 . 31 . 32 . 33 . 36 結(jié) 論 . 38 參考文獻(xiàn) . 39 致 謝 . 40 附錄 A . 41 附錄 B . 44 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 題背景及目的 汽車制動(dòng)系統(tǒng)是用于使行駛中的汽車減速或停車，使下坡行駛的汽車車速保持穩(wěn)定以及使停駛的汽車在原地（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。汽車制動(dòng)系統(tǒng)直接影響 著汽車行駛的安全性和停車的可靠性，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)性能良好，制動(dòng)系統(tǒng)工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮出其動(dòng)力性能。汽車制動(dòng)系統(tǒng)依操縱和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)力源的不同，有四種基本組合的方式即：機(jī)械式、氣壓式、液壓式和電氣式。其中電氣式汽車制動(dòng)系統(tǒng)又可分為電磁式、電動(dòng)式和電液式。氣壓式機(jī)構(gòu)復(fù)雜，有氣泵、氣筒、制動(dòng)閥、制動(dòng)氣室及管路等一整套設(shè)備，制動(dòng)系統(tǒng)不論是否制動(dòng)，氣泵都要隨發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，若汽車停放的時(shí)間較長(zhǎng)，管路密封不嚴(yán)，重新開動(dòng)還要重啟，這就增加了不必要的消耗。液壓式所需的操 縱力大，若要求制動(dòng)力矩較大時(shí)，需要增力，不但要增加結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，有的還消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。機(jī)械式大多用在拖拉機(jī)及拖車上，它所需要的制動(dòng)力大，制動(dòng)強(qiáng)度低，左右制動(dòng)不容易調(diào)整同步。這三種形式的制動(dòng)機(jī)構(gòu)都存在著不同程度的反應(yīng)時(shí)間慢的缺點(diǎn)。 機(jī)械式多用于汽車的駐車制動(dòng)系統(tǒng)：氣壓式和液壓式以及這兩種方式的結(jié)合，目前在汽車行車制動(dòng)中占主導(dǎo)地位，電氣式的突出優(yōu)點(diǎn)在于 : （ 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、安裝、維護(hù)方便。 （ 2）可靠性高。用電纜代替管路，可方便地通過增加冗余電路來達(dá)到提高汽車制動(dòng)系統(tǒng)可靠性的目的。用電氣式取代液壓式，防止 液壓的氣阻現(xiàn)象，增加了汽車制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。 （ 3）集成方便。未來汽車上的電子裝置將越來越多。電控轉(zhuǎn)向、 子驅(qū)動(dòng)控制、主動(dòng)懸架、電子穩(wěn)定裝置都非常容易與電氣制動(dòng)系統(tǒng)集成在一起。電子控制器可根據(jù)需要設(shè)計(jì)不同回路的控制器，對(duì)汽車實(shí)施單回路、雙回路和多回路制動(dòng)，也可對(duì)某個(gè)車輪單獨(dú)制動(dòng)。 （ 4）易實(shí)現(xiàn) 制計(jì)算機(jī)發(fā)車的電信號(hào)不用經(jīng)過電子 液壓，再液壓 機(jī)械的復(fù)雜轉(zhuǎn)換，提高了控制動(dòng)作的準(zhǔn)確性和可靠性。 （ 5）代表制動(dòng)器的發(fā)展趨勢(shì)。電磁制動(dòng)系統(tǒng)出了具有一般電制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，還有其他的一些特點(diǎn)：與現(xiàn) 有汽車制動(dòng)系統(tǒng)兼容性好，安裝、拆卸方便；沒有液壓油的污染問題，有利于環(huán)保。所以它適合作為汽車的制動(dòng)系統(tǒng)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 電磁制動(dòng)器系統(tǒng)是一個(gè)全新的系統(tǒng)，為將來的汽車智能控制提供條件。汽車電磁制動(dòng)系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)機(jī)構(gòu)，不再使用液壓油，減少了液壓燃油的危險(xiǎn)，提高了安全性，也減輕了汽車的質(zhì)量；電磁制動(dòng)系統(tǒng)中采用了轉(zhuǎn)速反饋控制系統(tǒng)，顯著改善了制動(dòng)力矩和防滑性能，縮短了制動(dòng)距離，提高了輪胎和制動(dòng)裝置的使用壽命。而且，電磁制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效率優(yōu)于液壓系統(tǒng)。電磁制動(dòng)系統(tǒng)將是機(jī)動(dòng)車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的新方向。 現(xiàn)在汽車工業(yè)已全球化，自主 研發(fā)性能優(yōu)越、可靠性高、成本低的汽車電磁制動(dòng)器，將使我國的汽車電磁制動(dòng)器產(chǎn)業(yè)拋棄高價(jià)購買國外技術(shù)，擁有自己的先進(jìn)技術(shù)，大大提高中國汽車業(yè)在全球的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車電磁制動(dòng)器，對(duì)趕超國際先進(jìn)水平，提高我國汽車制動(dòng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，汽車電磁制動(dòng)器的普遍應(yīng)用將會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 電磁制動(dòng)器作為一種新型制動(dòng)器。它主要通過控制器發(fā)出的制動(dòng)信號(hào)以電流的形式通過電磁體，利用改變通入電磁體的電流來改變制動(dòng)器的制動(dòng)力。由于電磁制動(dòng)器具有與傳統(tǒng)制動(dòng)器的不同特點(diǎn)和要求，它涉及 到對(duì)電磁制動(dòng)器的性能、環(huán)境及材料等諸多因素的綜合分析和比較，本文根據(jù)電磁制動(dòng)器的特點(diǎn)和要求，以制動(dòng)器功能為目標(biāo)，設(shè)計(jì)一種電磁制動(dòng)器，為開發(fā)和研制電磁制動(dòng)器提供理論基礎(chǔ)。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 汽車制動(dòng)系統(tǒng)在汽車的安全方面扮演至關(guān)重要的角色。早期的制動(dòng)控制操縱一組簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置向制動(dòng)器施加作用力 ,那時(shí)的汽車比較小，速度較低，機(jī)械制動(dòng)雖已滿足需要，但隨著汽車自身質(zhì)量的增加 ,開始出現(xiàn)真空助力裝置。 1932 年生產(chǎn)的質(zhì)量為2860凱迪拉克 四輪采用直徑 鼓式制動(dòng)器，并有制動(dòng)踏板控制的真空助力裝置。美國林肯汽車公司也于 1932 年推出 車，該車采用通過四根軟索控制真空加力器的鼓式制動(dòng)器。隨著科學(xué)技術(shù)及汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車制動(dòng)有了新突破。液壓制動(dòng)是繼機(jī)械制動(dòng)的又一重大革新 。 率先使用了液壓制動(dòng)器?？巳R斯勒的四輪液壓制動(dòng)器于 1924 年問世，美國通用和福特公司分別于 1934年和 1939 年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。到 20 世紀(jì) 50 年代，液壓動(dòng)力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)。在液壓鼓式制動(dòng)器出現(xiàn)若干年后，人們又發(fā)現(xiàn)了液壓鉗盤式制動(dòng)器。由液壓控制，主要部件有制動(dòng)盤、分泵、制動(dòng)鉗、油 管等。制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。制動(dòng)卡鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)器兩側(cè)。 20 世紀(jì) 80 年代后期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，世界汽車技術(shù)領(lǐng)域最顯著的 成就是 實(shí)用與推廣。 微電子技術(shù)、精密加工技術(shù)、液壓控制技術(shù)為一體，是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車的主動(dòng)安全性和操縱性。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 防抱死裝置一般包括三部分：傳感器、控制器與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運(yùn)動(dòng)參數(shù)給控制裝置。控制裝置進(jìn)行計(jì)算并與規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行比較后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令。規(guī)模集成電路和超大規(guī) 模集成電路的出現(xiàn)，以及電子信息處理技術(shù)的高速發(fā)展， 本日趨下降的具有廣泛應(yīng)用前景的成熟產(chǎn)品。 隨著人們對(duì)制動(dòng)性能要求的不斷提高， 引力控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動(dòng)碰撞技術(shù)等功能融入制動(dòng)系統(tǒng)中，越來越多的附加機(jī)構(gòu)安裝在制動(dòng)系統(tǒng)上，使得制動(dòng)系統(tǒng)更加復(fù)雜，也增加了液壓管路泄漏的隱患以及裝配維修的難度。因此結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)捷，功能更可靠的汽車制動(dòng)系統(tǒng)呼之欲出。 電磁制動(dòng)器系統(tǒng)是一個(gè)全新的系統(tǒng)，為將來的汽車智能控制提供條件。電磁制動(dòng)控制因其巨大的優(yōu)越性，必將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的制動(dòng)控制系 統(tǒng)。其主要包括以下部分： （ 1）電磁制動(dòng)器 其結(jié)構(gòu)和液壓制動(dòng)器基本相似，有盤式和鼓式兩種；電磁制動(dòng)器是電磁制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，正是由于它的加入，使得制動(dòng)系統(tǒng)節(jié)省了很多液壓管路和液壓油，減少了污染漏油等。電磁制動(dòng)器的控制單元（ 收制動(dòng)器踏板發(fā)出的信號(hào)，控制制動(dòng)器制動(dòng)；接收駐車制動(dòng)信號(hào)，控制駐車制動(dòng)；接收車輪傳感器信號(hào)，識(shí)別車輪是否抱死、打滑等，控制車輪制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)防抱死和驅(qū)動(dòng)防滑。由于各種控制系統(tǒng)如衛(wèi)星定位、導(dǎo)航系統(tǒng)，自動(dòng)變速系統(tǒng)，無極轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)等的控制系統(tǒng)與制動(dòng)控制系統(tǒng)高度集成，所以 得兼顧這些系統(tǒng)的控制。 （ 2）車速傳感器 準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)地獲得車輪的速度。 （ 3）線束 給系統(tǒng)傳遞能源和電控制信號(hào)。 （ 4）電源 為整個(gè)電控制系統(tǒng)提供能源，也可以與其他系統(tǒng)共用。 從結(jié)構(gòu)上可以看出這種電磁制動(dòng)系統(tǒng)具有其他傳動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）整個(gè)汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去了傳統(tǒng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)油箱、制動(dòng)主缸，助力裝置、液壓閥、復(fù)雜的管路系統(tǒng)等部件，使整車質(zhì)量降低。 （ 2）制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間短，提高了制動(dòng)性能。 （ 3）無制動(dòng)液，維護(hù)簡(jiǎn)單。 （ 4）系統(tǒng)總成制造、裝配、測(cè)試簡(jiǎn)單快 捷，制動(dòng)分總成為模塊化結(jié)構(gòu)。 （ 5）采用電線連接，系統(tǒng)耐久性能好。 （ 6）易于改進(jìn)，稍加改進(jìn)就可以增加各種電控制功能。 對(duì)于汽車電磁制動(dòng)器的最早研究和應(yīng)用都是拖掛車上的汽車電磁制動(dòng)器。早在 1942年，美國的 司就申請(qǐng)了主要用于拖車的汽車電磁制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)專利。國外著名汽車制造商和專業(yè)制動(dòng)器生產(chǎn)企業(yè)在這方面也表現(xiàn)得十分活躍。隨后半個(gè)多世紀(jì)，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 國外的電氣汽車制動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)工作開展迅速深入，其中用電磁力驅(qū)動(dòng)的汽車電磁制動(dòng)器已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用狀態(tài)，但這種汽車電磁制動(dòng)器大部分都應(yīng)用于拖車的制動(dòng)系統(tǒng)中。同時(shí)各國都對(duì)汽車 電磁制動(dòng)器進(jìn)行不斷改進(jìn)，主要表現(xiàn)在電磁體和控制器兩部分。而對(duì)控制器的改進(jìn)主要集中在拖掛車中主車與拖車的制動(dòng)力匹配上。近幾 年，國外的汽車電磁制動(dòng)器的發(fā)展較緩慢，基本保持了 20 世紀(jì)的形式，只是在此基礎(chǔ)上不斷完善，努力使汽車電磁制動(dòng)器能夠適應(yīng)普遍汽車的行車制動(dòng)。為使汽車電磁制動(dòng)器能在汽車上廣泛應(yīng)用，需研究電磁體的特性、制動(dòng)器的性能及電磁制動(dòng)器控制器的控制策略。國外廠商在近幾年內(nèi)開始研制具有 能的汽車電磁制動(dòng)器控件器。國內(nèi)汽車電磁制動(dòng)器的研究起步遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外。近幾年國內(nèi)部分學(xué)者開始致力于這方面的研究，其中江 蘇大學(xué)在這方面的研究較為突出。另外，有些汽車配件企業(yè)和一些中外合資企業(yè)涉及汽車電磁制動(dòng)器及其零部件的制造，但基本上都是采 用國外的商業(yè)成品技術(shù)。 國內(nèi)關(guān)于汽車電磁制動(dòng)器的專利申請(qǐng)保護(hù)內(nèi)容，基本上跟國外 50 年前的技術(shù)相同，與目前國際同類技術(shù)相差甚遠(yuǎn)。所以自 20 世紀(jì) 90 年代，尤其是加入 ，我國汽車工業(yè)才得以突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們生活水平隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展不斷得到提高，人均擁有汽車量大大增加，而城市用汽車的數(shù)量更是與日俱增，為此研究適用于城市工況的汽車電磁制動(dòng)器應(yīng)運(yùn)而生。其次，汽車電磁制動(dòng)器的制動(dòng)力是電磁鐵的線圈通電后產(chǎn)生的，由于不再靠液壓油產(chǎn)生制動(dòng)力，因此不再適用液壓油，也節(jié)省了液壓制動(dòng)管路，取而代之的是線束，這一變革使得電磁制動(dòng)器更易于與 汽 車上的電子裝置集成，且相對(duì)于制動(dòng)主缸、液壓閥及制動(dòng)管路，線束的維修與更換都要簡(jiǎn)單得多。另外，由于使用線束代替機(jī)械液壓制動(dòng)裝置及制動(dòng)管路，也減少了制動(dòng)時(shí)的非線性和制動(dòng)力矩相對(duì)于制動(dòng)力的遲滯效應(yīng)，因此汽車電磁制動(dòng)器代替液壓制動(dòng)器將成為必然 1 。 計(jì)應(yīng)解決的難點(diǎn) （ 1） 電磁制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ； （ 2）制動(dòng)器參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 3）增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的放大與傳遞； （ 4） 電磁體的設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 5）電磁制動(dòng)器的仿真分析 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 制動(dòng)器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 本參數(shù)的確定 已知汽車質(zhì)量： 1100輪滾動(dòng)半徑： 286 根據(jù) 258動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件中所規(guī)定的，乘用車制動(dòng)規(guī)范對(duì)制動(dòng)器制動(dòng)性的要求，汽車在制動(dòng)過程中，制動(dòng)初速度為 50km/h 時(shí)，汽車制動(dòng)距離不得大于 22m。 動(dòng)距離的計(jì)算 分析制動(dòng)距離是，需要對(duì)制動(dòng)距離過程有一個(gè)全面的了解。圖 駛員在接受緊急制動(dòng)信號(hào)后，制動(dòng)壓力、汽車制動(dòng)減速度與制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系曲線。 圖 駕駛員接到緊急停車信號(hào)時(shí)，并沒有立即行動(dòng) ,而要經(jīng)過 1 后才意識(shí)到應(yīng)進(jìn)行緊急制動(dòng)，并移動(dòng)右腳，再經(jīng)過 1 后才踩著制動(dòng)踏板。從 a 點(diǎn)到 b 點(diǎn)所經(jīng)過的時(shí)間111 稱為駕駛員反映時(shí)間。 1 一般為 間。在 b 點(diǎn)以后，隨著駕駛員踩踏板的動(dòng)作，制動(dòng)壓力迅速增大，至 d 點(diǎn)到達(dá)最大值。不過由于制動(dòng)襯塊與制動(dòng)盤之間存在間隙，所以要經(jīng)過 2 ，即至 c 點(diǎn)，制動(dòng)力才起作用，使汽車開始產(chǎn)生減速度。由 c 點(diǎn)到 e 點(diǎn)是制動(dòng)器制動(dòng)力增長(zhǎng)過程所需的時(shí)間 2 。 222 總稱為制動(dòng)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 器的作用時(shí)間。制動(dòng)器作用時(shí)間一方面取決于駕駛員踩踏板的速度，另外更重要的是受制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的影響。 2 一般為 間。由 e到 其減速度基本不變。到 f 點(diǎn)式駕駛員松開踏板，但制動(dòng)力的消除還需要一段時(shí)間 4 。從制動(dòng)的全過程來看，總共包括駕駛員見到信號(hào)后作出行動(dòng)反映、制動(dòng)器起作用、持續(xù)制動(dòng)和放松制動(dòng)器四個(gè)階段。一般所指制動(dòng)距離是開始踩著制動(dòng)踏板到完全停車的距離。故總的制動(dòng)距離為： (20022 （ 式中： 2 制動(dòng)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間，取 ； 2 制動(dòng)作用時(shí)間，取 2 ； 0u 制動(dòng)初速度， 00 ； a 制動(dòng)加速度，取路面附著系數(shù)為 2/ 。 故總的制動(dòng)距離為 s 2 ）（ 因此設(shè)計(jì)滿足 258動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件中關(guān)于制動(dòng)器制動(dòng)性能的規(guī)定。 從式中可以看出，決定汽車制動(dòng)距離的主要因素是：制動(dòng)器起作用的時(shí)間、最大制動(dòng)減速度、附著力以及起始制動(dòng)車速。附著力越大、起始制動(dòng)車速越低，制動(dòng)距離越短 2 。 動(dòng)力矩的計(jì)算 車輪滾動(dòng)周長(zhǎng)： ( 在制動(dòng)距離內(nèi)車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)： 制動(dòng)過程中車輪轉(zhuǎn)過總的角度 ： = （ 車子的總動(dòng)能為： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 1 0 6 1 1 2 . 6 6 . 8 91 3 . 8 91 1 0 00 （ 制動(dòng)力分配系數(shù)： 2111 （ 式中： 1F 前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力； 2F 后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力 汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力。 通常，轎車的 值取 每個(gè)前輪要分擔(dān)的動(dòng)能為 : 02E 1 （ 每個(gè)后輪要分擔(dān)的動(dòng)能為 : 2 2 2%402E 2 （ 則每個(gè)前輪所需總制動(dòng)力矩為 : （ 每個(gè)后輪所需總制動(dòng)力矩為 : （ 后輪制動(dòng)器制 動(dòng)負(fù)荷較小，所以電磁盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)以制動(dòng)負(fù)荷較大的前制動(dòng)器設(shè)計(jì)為例 3 。 式制動(dòng)器的主要參數(shù)選擇 動(dòng)盤直徑 D 制動(dòng)盤直徑 D 應(yīng)盡量取大些，這樣制動(dòng)盤的有效半徑增大，可以減小制動(dòng)鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。 制動(dòng)盤直徑受輪輞直徑的限制。 通常 ，制動(dòng)盤的直徑為輪輞直徑的 70% 79%。查閱輪胎規(guī)格，滾動(dòng)半徑為 286輪胎，輪輞尺寸為 14 1mm ， 則輪輞直徑為 制動(dòng)盤直徑， 取 80 。 動(dòng)盤厚度 h 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 制動(dòng)盤 的 厚度對(duì)制動(dòng)盤的質(zhì)量和溫升有影響。為使質(zhì)量小些，厚度不宜太大，為了減少溫升，厚度又不宜過小。 通常實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取 1020有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤多采用 2030設(shè)計(jì)選用厚度為 22 擦襯塊內(nèi) 半徑 2 制動(dòng) 襯 塊由摩擦塊和金屬背板構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌或粘合在一起，輕型汽車摩擦塊厚度在 16間，取厚度為 10 塊 的外半徑 與內(nèi)半徑之比不大于 比值偏大，摩擦襯塊外緣內(nèi)緣速度相差較大，磨損不均勻，接觸面積將減小，導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。選取 襯 塊內(nèi)半徑 01 ,外半徑 2 ，選取 襯 塊圓心角為 80o 4 。 擦襯塊工作面積 A 22122 92 （ 在確定盤式制動(dòng)器制動(dòng)襯塊的工作面積時(shí)， 根據(jù)制動(dòng)襯快單位面積占有的汽車質(zhì)量， 推薦在 圍內(nèi)選取。 50 1 0 0 （ 求得單位襯塊面積占有汽車質(zhì)量 2/34.2 ，符合設(shè)計(jì)要求。 動(dòng)襯 塊上壓緊力的計(jì)算 單側(cè)制動(dòng)襯塊作用于制動(dòng)盤上的制動(dòng)力矩為： )(322 3132 （ 壓緊力： （ 式中： q 摩擦襯塊與制動(dòng)盤之間單位面積上的壓力； f 摩擦片摩擦系數(shù)，取 35.0f 。 94)(43)(9231322122 5 3)(8 )(3 31322122 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 制動(dòng)器工作時(shí)，內(nèi)側(cè)制動(dòng)襯塊與外側(cè)制動(dòng)襯塊，同時(shí)壓靠在制動(dòng)盤兩側(cè)，使制動(dòng)盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在電磁制動(dòng)器中，為了使經(jīng)增力機(jī)構(gòu)放大的電磁力，能夠順利地作用在制動(dòng)盤兩側(cè)，在設(shè)計(jì)中，選用液壓缸，液壓缸兩側(cè)油壓相等，在制動(dòng)過程中液壓缸只起到傳力作用。汽車制動(dòng)時(shí)，在油壓的作用下，活塞推動(dòng)內(nèi)側(cè)制動(dòng)襯塊壓靠到制動(dòng)盤上，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定與其上的外側(cè)制動(dòng)襯塊壓想 制動(dòng)盤的另一側(cè)，直到制動(dòng)盤兩側(cè)的制動(dòng)襯塊受力均等為止。 液壓缸的工作容積： 32 （ 式中： l 制動(dòng)間隙； d 制動(dòng)鉗體中活塞的直徑，取 d=33 液壓缸直徑應(yīng)在 524 87 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取，選取液壓缸直徑為 16 章小結(jié) 本章確 定了制動(dòng)器的基本參數(shù)，首先選取制動(dòng)力分配系數(shù)，然后進(jìn)一步確定制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，確定了盤式制動(dòng)器主要參數(shù)包括制動(dòng)盤直徑、制動(dòng)盤厚度、摩擦襯塊內(nèi)半徑外半徑、摩擦塊工作面積，制動(dòng)間隙。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第 3 章 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 制動(dòng)盤一般用珠光體灰鑄鐵制成，或用添加 的合金鑄鐵制成。其結(jié)構(gòu)形狀有平板形（用于全盤式制動(dòng)器）和禮帽形（用于鉗盤式制動(dòng)器）兩種。禮帽形制動(dòng)盤的圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。 制動(dòng)盤在工作時(shí)不僅承受著制動(dòng)襯塊作用的法向力和切向力，而且承受著熱載荷。為 了改善冷卻效果，鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤有的鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤，這樣可大大地增加散熱面積，降低溫升約 20% 30%，但盤的整體厚度較厚。國產(chǎn)引進(jìn)車型 奧迪、桑塔納 2000、富康（ ）轎車和切諾基吉普車均采用帶有通風(fēng)槽的制動(dòng)盤，其厚度在 20間。而一般不帶通風(fēng)槽的轎車制動(dòng)盤，其厚度約在 1013間。 制動(dòng)盤的工作表面應(yīng)光潔平整，制造時(shí)應(yīng) 嚴(yán)格控制表面的跳動(dòng)量、兩側(cè)表面的平行度（厚度差）及制動(dòng)盤的不平衡量。有的文獻(xiàn)認(rèn)為：制動(dòng)盤兩側(cè)表面不平行度不應(yīng)大于 的表面擺差不應(yīng)大與 動(dòng)盤表面粗糙度不應(yīng)大于 在本設(shè)計(jì)中采用帶有通風(fēng)槽的禮帽形制動(dòng)盤。 動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按照制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式，可分為固定鉗式和浮動(dòng)鉗式兩種。 固定式制動(dòng)鉗體固定在轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝有一個(gè)活塞。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個(gè)油缸活塞外腔時(shí)，推動(dòng)兩個(gè)活塞向內(nèi)將位于制動(dòng)盤兩側(cè)的制動(dòng)塊總成壓緊到制動(dòng)盤上，從而將車輪制動(dòng) 。當(dāng)放松制動(dòng)踏板時(shí)，回位彈簧將兩側(cè)制動(dòng)襯塊總成及活塞推離制動(dòng)盤。 浮動(dòng)鉗式的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。其浮動(dòng)方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng)，另一種的制動(dòng)鉗體可繞一支撐銷擺動(dòng)。故有滑動(dòng)鉗式與擺動(dòng)鉗式之分。但它們的制動(dòng)油缸都是單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動(dòng)襯塊總成為活動(dòng)的，而另一側(cè)的制動(dòng)襯塊總成則固定在鉗體上。制動(dòng)時(shí)在油液壓力作用下，活塞推動(dòng)該側(cè)活動(dòng)的制動(dòng)襯塊總成壓靠到制動(dòng)盤，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定于其上的制動(dòng)襯塊總成壓向制動(dòng)盤的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動(dòng)襯塊總成的受力均等為止。對(duì)擺動(dòng)式制動(dòng)鉗來說，鉗體不是滑 動(dòng)而是在與制動(dòng)盤垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。這就要求制動(dòng)摩擦襯塊為楔形的，摩擦表面對(duì)其背面的傾斜率為 06 左右。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 制動(dòng)鉗由可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵 造，也有用輕合金制造的，例如用鋁合金壓鑄。可做成整體的，也可以做成兩半并由螺栓連接。其外緣留有開口，以便不必拆下制動(dòng)鉗便可檢查或更換制動(dòng)襯塊。制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。一般多在鉗體中加工出制動(dòng)油缸，也有將單獨(dú)制造的油缸裝嵌入鉗體中的。鉗盤式制動(dòng)器油缸直徑比鼓式制動(dòng)器中的輪缸大得多，日本轎車鉗盤式制動(dòng)器油 單缸）或 缸），客車和貨車可達(dá) 缸）或 缸）。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，多將杯形活塞的開口端頂靠制動(dòng)襯塊的背板。有的將活塞開口端部切成階梯狀，形成兩個(gè)相對(duì)且在同一平面內(nèi)的小半圓環(huán)形端面?；钊设T鋁合金制造或由鋼制造。為了提高其耐磨損性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。當(dāng)制動(dòng)鉗體由鋁合金制造時(shí)，減少傳動(dòng)給制動(dòng)液的熱量則成為必須解決的問題。為此，應(yīng)減小活塞與制動(dòng)襯塊背板的接觸面積，有時(shí)，也可采用非金屬活塞。 制動(dòng)鉗在汽車上的安裝位置可在車軸的 恰恰前方或后方。制動(dòng)鉗位于車方軸前可避免輪胎甩出來的泥、水進(jìn)入制動(dòng)鉗，位于車軸后方則可減小制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷。在設(shè)計(jì)中采用整體的單缸浮動(dòng)式制動(dòng)鉗。 動(dòng)襯塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 制動(dòng)襯塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌或鉚接或粘接在一起。襯塊多為扇形，也有舉行、正方形或長(zhǎng)圓形的。活塞應(yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)襯塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而一起尖叫聲。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。為了避免制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量傳給制動(dòng)鉗而引起制動(dòng)液氣化和減小制動(dòng)噪聲，可在摩擦襯塊與背板之間或在背板后粘（或噴涂）一層隔熱減振墊（膠）。由于 單位壓力大和工作溫度高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，16間，中、重型汽車的摩擦襯塊的厚度在 1422間。一些盤式制動(dòng)器裝有摩擦襯塊磨損達(dá)到極限時(shí)的報(bào)警裝置，以便能及時(shí)更換制動(dòng)襯塊。設(shè)計(jì)中的制動(dòng)襯塊厚度為 15板與摩擦襯片粘接在一起。 擦材料的選擇 制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能要好，不應(yīng)在溫升到某一數(shù)值后 摩擦系數(shù)突然急劇下降，材料應(yīng)有好的耐磨性，低的吸水（油、制動(dòng)液）率，低的壓縮率、低的熱傳導(dǎo)率（要求制動(dòng)襯塊在 加熱板上作用 30，背板的溫度不超過 和低的熱膨脹率，高的抗壓、抗拉、抗剪切、抗彎曲性能和耐沖擊性能；制動(dòng)時(shí)應(yīng)不產(chǎn)生噪聲、不產(chǎn)生不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用污染小和對(duì)人體無害的摩擦材料。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 當(dāng)前，在制動(dòng)器中廣泛采用這模壓材料，它是以石棉纖維為主并與樹脂粘結(jié)劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑（由無機(jī)粉粒及橡膠、聚合樹脂等配成 ）與噪聲消除劑（主要成分為石墨）等混合后，在高溫下模壓成型的。模壓材料的撓性較差，故應(yīng)按襯片或襯塊規(guī)格模壓，其優(yōu)點(diǎn)是可以選用各種不同的聚合樹脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能及其它性能。 另一種為編織材料，它是用長(zhǎng)纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織的布，浸以樹脂結(jié)合劑經(jīng)干燥后輥壓制成。其撓性好，剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動(dòng)蹄或制動(dòng)帶上。在 度下，它具有較高的摩擦系數(shù)（ 4.0f ），沖擊強(qiáng)度比模壓材料高 4 5倍。但其耐熱性差，在 上即不能承受較高的單位壓力，磨損加快。因此，這種材料僅適用于中型以下的汽車的鼓式制動(dòng)器，尤其是帶式中央制動(dòng)器。 無石棉摩擦材料是以多種金屬、有機(jī)、無機(jī)材料的纖維或粉末代替石棉作為增強(qiáng)材料，其他成分和制造方法與石棉模壓摩擦材料大致相同 。若金屬纖維（多為鋼纖維）和粉末的含量在 40%以上，則稱為半金屬摩擦材料，這種材料在美、歐各國廣泛用于轎車的盤式制動(dòng)器上，已成為制動(dòng)摩擦材料的主流。 粉末冶金摩擦材料是以銅粉或鐵粉為主要成分（占總質(zhì)量的 60% 80%），摻上石墨粉、陶瓷粉等非金屬粉末作為摩擦系數(shù)調(diào)整劑，用粉末冶金方法制成。其抗熱衰退和抗水衰退性能好，但造價(jià)高，適用于高性能轎車和行駛條件惡劣的貨車等制動(dòng)器負(fù)荷重的汽車。 各種摩擦材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 數(shù)可達(dá) .0f 。選用摩擦材料時(shí)應(yīng)考慮到：通常，摩擦系數(shù)愈高的材料其耐磨性愈差。設(shè)計(jì)中選擇摩擦材料為無石棉摩擦材料，取 3.0f 。 式制動(dòng)器工作間隙的調(diào)整 制動(dòng)盤與摩擦襯塊之間在未制動(dòng)的狀態(tài)下應(yīng)有 一定的 工作間隙，以保證制動(dòng)盤能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。此間隙的存在會(huì)導(dǎo)致踏板或手柄的行程損失，因而間隙量應(yīng)盡量小。 鉗盤式制動(dòng)器不僅制動(dòng)間隙?。▎蝹?cè) 而且制動(dòng)盤受熱膨脹后對(duì)軸向間隙幾乎沒有影響，所以一般都采用一次調(diào)準(zhǔn)式間隙自調(diào)裝置。最簡(jiǎn)單且常用的結(jié)構(gòu)是在缸體和活塞之間裝一個(gè)兼起復(fù)位和間隙自調(diào)作用的帶有斜角的橡膠密封圈，制動(dòng)時(shí)密封圈的刃邊是在活塞給予的摩擦力的作用下產(chǎn)生彈性變形，與極限摩擦力對(duì)應(yīng)的密封圈變形量即等于設(shè)定的制動(dòng)間隙。當(dāng)摩擦襯塊磨損而導(dǎo)致所需的活塞行程增大時(shí)，在密封圈達(dá)到極限變形之后，活塞與密封圈之間這一不可恢復(fù)的相對(duì)位移便補(bǔ)償了這黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 一過量間隙。解除制動(dòng)后活塞在彈力作用下退回，直到密封圈的變形完全消失為止，這時(shí)摩擦襯塊與制動(dòng)盤之間重 新恢復(fù)到設(shè)定間隙。 重型車輛的多片全盤式制動(dòng)器也有采用這種自調(diào)方式的，只是必須增加密封圈數(shù)，以保證足以保持活塞在不制動(dòng)位置時(shí)的摩擦力。