1、 本科生毕业设计（论文）I摘 要随着高速公路的不断发展，汽车车速的不断提高，车流密度也不断增大。现代汽车对制动系的工作可靠性要求日益提高。因为只有制动性能良好，制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。由此可见，本次制动系统设计具有实际意义。 对于福田风景轻型客车的制动系统设计，首先制定出制动系统的结构方案，本设计确定采用前盘后鼓式制动器，串联双腔制动主缸，HH 型交叉管路布置。其次计算制动系统的主要设计参数(确定同步附着系数，制动力分配系数，制动器最大制动力矩)，制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。再次利用计算机辅助设计绘制装配图，布置图和零件图。最终
2、进行制动力分配编程，对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析。通过本次设计的计算结果表明设计出的制动系统是合理的、符合标准的。其满足结构简单、成本低、工作可靠等要求。关键词：福田风景轻型客车；制动系统设计；前盘后鼓式制动器；制动主缸本科生毕业设计（论文）IIAbstractWith the continuous development of highways, the continuous improvement of vehicle speed, traffic density has increased continuously. Hyundai Motor brake on the wo
3、rk of the increasing reliability requirements. Only good braking performance, the braking system of reliable car to give full play to its high-speed driving performance and to ensure that the momentum on security. Evidently, this braking system design of practical significance.For the design of Foto
4、n View Light Bus,First developed structure of the braking system, the design determined by pre-and post-drum brakes, dual-chamber tandem brake master cylinders, HH-cross-line layout. This was followed by calculation of the main braking system design parameters (attachment coefficient determined simu
5、ltaneously, the braking force distribution coefficient, the biggest brake brake torque), the main parameters of design and brake hydraulic drive system parameters. Drawing once again use computer-aided design assembly drawing, layout plans and parts. Final braking force distribution of programming,
6、the design of the braking system of indicators to evaluate the analysis.Through this design calculations designed to show that the braking system is reasonable, in line with standards. To meet its structure is simple, low cost, reliability requirements.Keywords：Foton View Light Bus；Brake System Desi
7、gn；Qianpanhougu brake； Brake master cylinders本科生毕业设计（论文）III目 录第 1 章 绪论 .11.1 制动系统工作原理 .11.2 汽车制动系统的组成 .21.3 汽车制动系统的类型 .21.4 汽车制动系统的功用和要求 .31.4.1 汽车制动系统的功用 .31.4.2 汽车制动系统的设计要求 .3第 2 章 制动系统设计方案 .42.1 制动器结构形式方案 .42.2 液压制动管路布置方案 .62.3 制动主缸的设计方案 .72.4 制动驱动机构形式方案 .82.4.1 简单制动系 .92.4.2 动力制动系 .92.4.3 伺服制动系
8、.9第 3 章 制动系统主要参数确定 .103.1 轻型货车主要设计参数 .103.2 同步附着系数的确定 .103.3 制动器制动力分配系数 的确定 .113.4 前后制动器最大制动力矩的确定 .123.5 制动器主要参数的确定 .123.5.1 制动鼓直径 D的确定 .123.5.2 制动器主要参数的确定 b和包角 的确定 .133.5.3 摩擦衬片起始角 0的确定 .133.5.4 制动器中心到张开力作用线距离 e的确定 .13本科生毕业设计（论文）IV3.5.5 制动蹄支销连线至制动器中心值 a的确定 .133.5.6 支销中心距 c2的确定 .133.5.7 摩擦片摩擦系数 的确定
9、.13第 4 章 制动器的设计与计算 .144.1 前、后鼓式制动器制动转矩计算 .144.1.1 制动蹄的压力中心 .144.1.2 制动蹄的效能因数 .144.1.3 每一制动器的制动转矩 .154.2 制动性能计算 .154.2.1 制动减速度 j.154.2.2 制动距离 .15第 5 章 制动驱动机构设计 .175.1 制动轮缸直径 d的确定 .175.2 制动主缸直径 0的确定 .175.3 制动踏板力 PF的确定 .175.4 制动踏板工作行程的确定 .18第 6 章 评价分析 .196.1 汽车制动性能评价指标 .196.2 制动效能 .196.3 制动效能的恒定性 .196.
10、4 制动时汽车的方向稳定性 .196.5 前、后制动器制动力分配 .206.5.1 地面对前、后车轮的法向作用力 .206.5.2 理想的前、后制动器制动力分配曲线 .216.6 制动系统的发展趋势 .22第 7 章 结论 .26参考文献 .27致 谢 .28附录一 外文翻译 .29附录二 相关程序 .38本科生毕业设计（论文）V第 1 章 绪论汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（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
11、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，才能充分发挥其动力性能。汽车制动系至少应有行车制动装置和驻车制动装置。行车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下段坡时保持适当的稳定车速。驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停住在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。1.1 制动系统工作原理本设计要求前盘后鼓式制动器，现用鼓式制动系统来说明制动原理。下面是简单的制动系统工作原理示意图 11。本科生毕业设计（论文）2图 11 制动系统工作原理示意图一般制动系统的工作原理可用图 11 所示的一种简单的液压制动系统示意图来说明
12、。一个以内圆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。制动蹄的外圆面上又装有一般是非金属的摩擦片 9。制动底板上还装有液压制动轮缸 6，用油管 5 与装在车架上的液压制动主缸 4 相连通。主缸中的活塞 3 可由驾驶员通过制动踏板 1 来操纵。制动系统不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保持有一定的间隙，使车轮与制动鼓可以自由旋转。要使行驶中的汽车减速，驾驶员应踩下制动踏板 1，通过推杆 2 和主缸活塞3，使主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞 7 推使两制
13、动蹄绕支承销传动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。这样，不旋转的制动蹄就对着旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩 M，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将力矩 M 传到车轮后，由于车轮与路面间有附着作用，车轮对路面作用一个向前的周缘力 F，同时路面也对车轮作用着一个向后的反作用力，即制动力 F。制动力 F 由车轮经车桥和悬架传给车架及车身，迫使整个汽车产生一定的减速度。制动力越大，则汽车减速度也越大。当放开制动踏板时，复位弹簧13 即将制动蹄拉回复位，摩擦力矩 M 和制动力 F 消失，制动作用即行终止。1.2 汽车制动系统的组成任何制动系统都有以下四个基本组成部分：1）功能装置：包括供
14、给调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种零件，其中生产制动能量的部分称为制动能源。2）控制装置：包括产生制动动作和控制动作和效果的各种部件，制动踏板机构即是最简单的一种控制装置。3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件。如制动主缸和制动轮缸。4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。较为完善的制动系统还具有制动力调节装置，压力保护装置等。本科生毕业设计（论文）31.3 汽车制动系统的类型1）按制动系统的功用分类（1）行车制动系统使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。（2）驻车制动系统使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。（3）第二
15、制动系统在行车制动系统失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。（4）辅助制动系统在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。2）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唯一制动能源的制动系统。（2）动力制动系统完全依靠发动机动力转化成的气压或液压进行制动的制动系统。（3）伺服制动系统兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。按照制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种传能方式的制动系统可称为组合式制动系统，如气顶液制动系统。1.4 汽车制动系统的功用和要求1.4.1 汽车制动系统的功用汽车制动系必须具备如下基本功能： 在行车过程中
16、能以适当的减速度使汽车降低到所需值（包括零值） ； 使汽车在下坡行驶时保持适当的稳定速度； 使汽车可靠地在原地（包括在斜坡上）停驻。因此，制动系中至少应有两套独立的制动装置行车制动装置和驻车制动装置。前者用以保证第一项功能，并在坡道不长的情况下保证第二项功能；后者则主要保证第三项功能，并有助于汽车在坡道上起步。1.4.2 汽车制动系统的设计要求对汽车制动系必须具备如下基本功能： 应具有足够的制动力，工作可靠。 操纵应轻便。 制动稳定。本科生毕业设计（论文）4 制动应平稳。 避免自行制动。 散热性好，摩擦片的抗热衰退能力要高，磨损后的间隙应能调整，并且能防水、防油、防尘等。 工作可靠性。 公害程
17、度。第 2 章 制动系统设计方案汽车制动系统的设计是一项综合性、系统性的设计，它涉及到制动系统的整体设计和零件设计，设计要求中体现了既有对整体的要求，又有对各零件各自性能的要求。对制动系整体性能，除了上面所说的以外，还有使用性能良好，故障少等要求。对零部件除了能实现各自功能外，还要求它与其他组装起来的配合能力，协作能力良好，因此，在制动系统设计前，应先提出制动系统综合设计方案。根据对制动系统的要求，并配合制动系统得结构形式的特点，参考近年来制动系统设计趋势，综合设计题目要求等。福田风景轻型客车的制动系设计方案确定如下：2.1 制动器结构形式方案目前各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类
18、。福田风景轻型客车制动系统采用前盘后鼓式的制动器。鼓式制动器的摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面。鼓式制动器有内张型和外束型两种。前者的制动鼓以内圆柱面为工作表面，在汽车上应用广泛；后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，目前只有极少数汽车用作驻车制动器。内张型鼓式制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。位于制动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠在制动鼓内圆面上，产生摩擦力矩（制动力矩） 。鼓式制动器按制动蹄的属性分类为：领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式和双向增力式六种。领从蹄式制动器的效能和稳定性都处于中游，但由于其顺、倒车制动的
19、性能不变，构造简单，造价较低，便于附装驻本科生毕业设计（论文）5车制动驱动机构，故鼓式制动器我选用领从蹄式制动器。盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。 盘式制动器的旋转元件是一个垂向安放且以两侧表面为工作表面的制动盘，其固定摩擦元件一般是位于制动盘两侧并带有摩擦片的制动块。制动时，当制动盘被两侧的制动块夹紧时，摩擦表面便产生作用于制动盘上的摩擦力矩。其固定元件则有着多种结构型式，大体上可分为两类。一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有 24 个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳
20、组成的制动器称为钳盘式制动器。另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。 全盘式制动器的旋转件也是以端面工作的金属圆盘，其固定元件是呈圆盘形的金色背板和摩擦片。工作时制动盘和摩擦片间的摩擦面间的摩擦面全部接触。1）固定钳式盘式制动器固定钳式盘式制动器如图 2-1 中 a）图所示，其制动钳体固定在转向节上，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装有一个活塞。当压力油液进入两个油缸外腔时，推动两个活塞向内将位于制动钳两侧的制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减小时，回味弹簧则将两制动块总成及活塞推离制动盘
21、。固定钳盘式制动器在汽车上的应用较浮动钳式的要早，其制动钳的刚度好，除活塞和制动块外无其他滑动件。但由于需采用两个油缸并分置于制动盘的两侧，使结构尺寸较大，布置也较困难；需两组高精度的液压缸和活塞，成本较高；制动产生的热经制动钳体上的油路传到制动油液，易使其由于温度过高而产生气泡，影响制动效果。另外，由于两侧制动块均靠活塞推动，很难兼用于由机械操纵的驻车制动，必须另加装一套驻车制动用的辅助制动钳，或是采用盘鼓结合式后轮制动器，其中作为驻车用的鼓式制动器由于直径较小，只能是双向增力式的。这种“盘中鼓”的结构很紧凑，但双向增力式制动器的调整不方便。本科生毕业设计（论文）6图 2-1 钳盘式制动器示
22、意图a)定钳盘式制动器；b)滑动钳盘式制动器；c）摆动钳盘式制动器2）浮动钳式盘式制动器浮动钳盘式制动器的制动钳体是浮动的。其浮动方式有两种，如图 b)滑动钳盘式制动器 c)摆动钳盘式制动器。它们的制动油缸都是单侧的，且与油缸同侧的制动块总成为活动的，而另一侧的制动块总成则固定在钳体上。制动时在油液压力作用下，活塞推动该侧活动的制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动块总成的受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在于与制动盘垂直的平面内摆动。这就要求制动摩擦衬片为楔形的，摩擦表面对其背面的倾斜角为 6左右。在
23、使用过程中，摩擦衬块逐渐磨损到各处残存厚度均为 1mm 后既应更换。当浮动钳式盘式制动器兼用作行车制动器和驻车制动器时，可不必加设驻车制动用的制动钳，而只需在行车制动钳的液压油缸附近加装一些用于推动液压油缸活塞的驻车制动用的机械传动件即可。浮动钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，其结构简单，造价低廉，易于布置，结构尺寸紧凑，可将制动器进一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车制动和驻车制动由于浮动钳没有跨越制动盘的油道和油管，减少了油液的受热机会，单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮遮蔽较少，使冷却条件较好。另外，单侧油缸的活塞比两侧油缸的活塞要长， 图 2-2 盘式制动器结构图也增大了油缸的散 0 热面积，因此制动油液温度比定钳式的低 3050，汽化的可能性较小。但由于制动钳体为浮动的，必须设法减少滑动处或摆动中心处的摩擦，磨损和噪声。经过前面各式制动器的优缺点的比较后，由于浮动钳盘式制动器有结构紧凑，制动块磨损均匀的优点，前轮采用了浮动钳盘式制动器。后轮采用鼓式领从蹄式制动器。2.2 液压制动管路布置方案为了提高制动驱动机构的工作可靠性，保证行车安全，制动驱动架构至少应有两套独立的系统，即应是双管路制动系统，也就是说应将汽车的全部制动的液压或气压管路分成两个或更多个相互独立的回路，以便当一个回路发生故障失效
