桑塔納3000制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)含3張CAD圖

桑塔納3000制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)含3張CAD圖,桑塔納,3000,制動(dòng),系統(tǒng),設(shè)計(jì),CAD 桑塔納3000制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 引言 隨著我國汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，特別是轎車工業(yè)的發(fā)展，合資企業(yè)的引進(jìn)，國外先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)入，汽車上應(yīng)用盤式制動(dòng)器配置逐步在我國形成規(guī)模。特別是在提高整車性能、保障安全、提高乘車者的舒適性等方面具有顯著作用。制動(dòng)器分車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器兩種后者制動(dòng)傳動(dòng)軸或變速器輸出軸。由于中央制動(dòng)器在應(yīng)急制動(dòng)時(shí)容易造成傳動(dòng)軸超載現(xiàn)在大多數(shù)車在后輪制動(dòng)器上附加手動(dòng)機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使之兼起駐車制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)時(shí)用。從耗散能量的方式分制動(dòng)器有摩擦式液力式電磁式和渦流式。 經(jīng)過80多年的發(fā)展，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。制動(dòng)器在轎車上早期的應(yīng)用主要是采用的前盤后鼓這樣的混合制動(dòng)形式，但隨著高速公路等級(jí)的提高乘車檔次的上升特別上國家安全法規(guī)的強(qiáng)制實(shí)施，現(xiàn)在轎車前后輪采用的基本上都是盤式制動(dòng)器。而在大型客車和重型汽車采用的則是氣壓制動(dòng)器，氣壓盤式制動(dòng)器的出現(xiàn)既保留了傳統(tǒng)的液壓盤式制動(dòng)器的各種優(yōu)點(diǎn)，又克服了其原有的缺點(diǎn)，其性能和可靠性對(duì)于重型汽車的制動(dòng)來說具有獨(dú)特的優(yōu)勢。氣壓制動(dòng)器的主要特點(diǎn)是：熱穩(wěn)定性較好，因?yàn)槠渲苿?dòng)摩擦襯塊的尺寸不長，工作表面的面積僅為制動(dòng)盤面積的12%～6%，故散熱性較好，而且在制動(dòng)時(shí)能在極短時(shí)間使車輛停止。氣壓制動(dòng)器因其優(yōu)越的性能被廣泛應(yīng)用在大型客車和重型汽車等方面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車工業(yè)需追求更高的標(biāo)準(zhǔn)來滿足社會(huì)發(fā)展的需要。 關(guān)鍵詞 汽車制動(dòng)；制動(dòng)系統(tǒng)；制動(dòng)器 汽車制動(dòng)系統(tǒng)定義 能夠產(chǎn)生和控制汽車制動(dòng)力的一套裝置，主要由操縱機(jī)構(gòu)、制動(dòng)助力系統(tǒng)、制動(dòng)液壓系統(tǒng)、制動(dòng)力控制平衡裝置、制動(dòng)器、制動(dòng)系統(tǒng)指示燈等。 按功能分為：行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、輔助制動(dòng)系統(tǒng)等。 按制動(dòng)能量分為：機(jī)械式、液壓式、氣壓式等。 發(fā)展歷史 最原始的制動(dòng)控制只是駕駛員操縱一組簡單的機(jī)械裝置向動(dòng)器施加作用力,這時(shí)的車輛的質(zhì)量比較小,速度比較低,機(jī)械制動(dòng)雖已滿足車輛制動(dòng)的需要,但隨著汽車自質(zhì)量的增加,助力裝置對(duì)機(jī)械制動(dòng)器來說已顯得十分必要。這時(shí),開始出現(xiàn)真空助力裝置。1932年生產(chǎn)的質(zhì)量為2860kg的凱迪拉克V16車四輪采用直徑419.1mm的鼓式制動(dòng)器,并有制動(dòng)踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于1932年推出V12轎車,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)的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展,尤其是軍用車輛及軍用技術(shù)的發(fā)展,車輛制動(dòng)有了新的突破,液壓制動(dòng)是繼機(jī)械制動(dòng)后的又一重大革新。 Duesenberg Eight車率先使用了轎車液壓制動(dòng)器?？巳R斯勒的四輪液壓制動(dòng)器于1924年問世。通用和福特分別于1934年和1939年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。到20世紀(jì)50年代,液壓助力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)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)域最顯著的成就就是防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的實(shí)用和推廣。ABS集微電子技術(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。防抱裝置一般包括三部分:傳感器、控制器(電子計(jì)算機(jī))與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運(yùn)動(dòng)參數(shù),如車輪角速度、角加速度車速等傳送給控制裝置,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1936年,博世公司申請(qǐng)一項(xiàng)電液控制的ABS裝置專利促進(jìn)了防抱制動(dòng)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制動(dòng)器:1971年,克萊斯勒車采用了四輪電子控制的ABS裝置。這些早期的ABS裝置性能有限,可靠性不夠理想,且成本高。1979年,默·本茨推出了一種性能可靠、帶有獨(dú)立液壓助力器的全數(shù)字電子系統(tǒng)控制的ABS制動(dòng)裝置。1985年美國開發(fā)出帶有數(shù)字顯示微處理器、復(fù)合主缸、液壓制動(dòng)助力器、電磁閥及執(zhí)行器“一體化”的ABS防抱裝置。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的出現(xiàn),以及電子信息處理技術(shù)的高速發(fā)展,ABS以成為性能可靠、成本日趨下降的具有廣泛應(yīng)用前景的成熟產(chǎn)品。1992年ABS的世界年產(chǎn)量已超過1000萬輛份,世界汽車ABS的裝用率已超過20%。一些國家和地區(qū)(如歐洲、日本美國等)已制定法規(guī),使ABS成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。 制動(dòng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 當(dāng)考慮基本的制動(dòng)功能量,液壓操縱仍然是最可靠、最經(jīng)濟(jì)的方法。即使增加了防抱制動(dòng)(ABS)功能后,傳統(tǒng)的“油液制動(dòng)系統(tǒng)”仍然占有優(yōu)勢地位。但是就復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性而言,增加的牽引力控制、車輛穩(wěn)定性控制和一些正在考慮用于“智能汽車”新技術(shù)使基本的制動(dòng)器顯得微不足道。傳統(tǒng)的制動(dòng)控制系統(tǒng)只做一樣事情,即均勻分配油液壓力。當(dāng)制動(dòng)踏板踏下時(shí),主缸就將等量的油液送到通往每個(gè)制動(dòng)器的管路,并通過一個(gè)比例閥使前后平衡。而ABS或其他一種制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)則按照每個(gè)制動(dòng)器的需要時(shí)對(duì)油液壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前,車輛防抱制動(dòng)控制系統(tǒng)(ABS)已發(fā)展成為成熟的產(chǎn)品,并在各種車輛上得到了廣泛的應(yīng)用,但是這些產(chǎn)品基本都是基于車輪加、減速門限及參考滑移率方法設(shè)計(jì)的。方法雖然簡單實(shí)用,但是其調(diào)試比較困難,不同的車輛需要不同的匹配技術(shù),在許多不同的道路上加以驗(yàn)證;從理論上來說,整個(gè)控制過程車輪滑移率不是保持在最佳滑移率上,并未達(dá)到最佳的制動(dòng)效果。另外,由于編制邏輯門限ABS有許多局限性,所以近年來在ABS的基礎(chǔ)上發(fā)展了車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)(WDC)。結(jié)合動(dòng)力學(xué)控制的最佳ABS是以滑移率為控制目標(biāo)的ABS,它是以連續(xù)量控制形式,使制動(dòng)過程中保持最佳的、穩(wěn)定的滑移率,理論上是一種理想的ABS控制系統(tǒng)?；坡士刂频碾y點(diǎn)在于確定各種路況下的最佳滑移率,另一個(gè)難點(diǎn)是車輛速度的測量問題,它應(yīng)是低成本可靠的技術(shù),并最終能發(fā)展成為使用的產(chǎn)品。對(duì)以滑移率為目標(biāo)的ABS而言,控精度并不是十分突出的問題,并且達(dá)到高精度的控制也比較困難:因?yàn)槁访婕败囕v運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化很大,多種干擾影響較大所以重要的問題在于控制的穩(wěn)定性,即系統(tǒng)魯棒性,應(yīng)保持在各種條件下不失控。防抱系統(tǒng)要求高可靠性,否則會(huì)導(dǎo)致人身傷亡及車輛損壞因此,發(fā)展魯棒性的ABS控制系統(tǒng)成為關(guān)鍵。現(xiàn)在,多種魯棒控制系統(tǒng)應(yīng)用到ABS的控制邏輯中來。除傳統(tǒng)的邏輯門限方法是以比較為目的外,增益調(diào)度PID控制、變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制是常用的魯棒控制系統(tǒng),是目前所采用的以滑移率為目標(biāo)的連續(xù)控制系統(tǒng)。模糊控制法是基于經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的控制,與系統(tǒng)的模型無關(guān),具有很好的魯棒性和控制規(guī)則的靈活性,但調(diào)整控制參數(shù)比較困難,無理論而言,基本上是靠試湊的方法。 相關(guān)研究 目前，車輛主要還是采用盤式和鼓式制動(dòng)器的組合形式。雖然盤式制動(dòng)器的使用經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)在有所提高，但是與鼓式制動(dòng)器比起來還是貴得多。當(dāng)然，氣壓盤式制動(dòng)器的性能更優(yōu)越，內(nèi)襯的使用壽命更長，維修間隔和保養(yǎng)技術(shù)也進(jìn)一步提 升。 　　摩擦材料現(xiàn)在更大程度的向有機(jī)材料類型轉(zhuǎn)變，這對(duì)盤式制動(dòng)器的發(fā)展來說是一個(gè)契機(jī)，可以使得氣壓盤式制動(dòng)器在更高的溫度下運(yùn)行，而鼓式制動(dòng)器材料是不能承受這樣的溫度的。鼓式制動(dòng)器的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了最高限度。 　　因此，汽車制動(dòng)器未來的發(fā)展重點(diǎn)是浮鉗式盤式制動(dòng)器。尤其在前輪安裝的通風(fēng)盤式制動(dòng)器又是發(fā)展重點(diǎn)。另外，作為需要在增大制動(dòng)力的一種制動(dòng)產(chǎn)品，雙盤式制動(dòng)器在商用車應(yīng)用的氣壓式雙盤式制動(dòng)器將是未來發(fā)展的方向。在后輪盤式制動(dòng)器中，帶駐車制動(dòng)器功能的盤中鼓式制動(dòng)器將是未來發(fā)展的一種趨勢。 隨著BBW技術(shù)的發(fā)展，盤式電動(dòng)制動(dòng)器是未來發(fā)展的重點(diǎn)方向。 在材料選擇方面：80年代之前，國內(nèi)外都主要采用有石棉樹脂型摩擦材料用于汽車制動(dòng)，但因石棉摩擦產(chǎn)生有毒粉塵吸入人體后對(duì)肺產(chǎn)生影響，以及產(chǎn)生環(huán)境污染，同時(shí)在高速、高溫下，石棉材料的強(qiáng)度、摩擦系數(shù)、耐磨性能等均下降，因此，汽車制動(dòng)系無石棉化已是一種必然的發(fā)展趨勢。國外從70年代就開始禁止采用石棉用做制動(dòng)材料，我國在1999年修改的GB12676-1999法規(guī)也明確規(guī)定“2003年10月1日之后，制動(dòng)襯片應(yīng)不含石棉”。目前國際上第三代摩擦材料誕生——無石棉有機(jī)物NAO片。主要使用玻璃纖維、芳香族聚酰纖維或其它纖維（碳、陶瓷等）作為加固材料。其主要優(yōu)點(diǎn)是：無論在低溫或高溫都保持良好的制動(dòng)效果，減少磨損，降低噪音，延長剎車盤的使用壽命，代表目前摩擦 材料的發(fā)展方向。 目前國內(nèi)多以半金屬纖維增強(qiáng)復(fù)合摩擦材料應(yīng)用最為普遍。但一些企業(yè)和地方根據(jù)本身的特點(diǎn)，也在研究新型摩擦材料，比如由河北工業(yè)大學(xué)所承擔(dān)的科研項(xiàng)目“替代石棉制品汽車制動(dòng)摩擦片的研制”中，采用當(dāng)?shù)氐暮Ｅ菔w維來研制摩擦材料取得初步成功；西安交大與廣東省東方劍麻集團(tuán)有限公司聯(lián)合研制采用劍麻作為增強(qiáng)纖維也初步取得成功，據(jù)報(bào)道該制動(dòng)器的摩擦系數(shù)、磨損率、硬度、沖擊韌性等各項(xiàng)性能均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)、具有摩擦系數(shù)平穩(wěn)、熱恢復(fù)性能好、剎車噪音小、使用壽命長、低成本等優(yōu)點(diǎn)。另外，國內(nèi)還有人研究采用水鎂石做摩擦材料。不同的纖維有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，因此研制一種比較符合各種要求的摩擦材料也就成為人們的追求。但不管如何，未來汽車制動(dòng)摩擦材料必須是環(huán)保 化、安全化、輕量化以及低成本的原則。 另外，現(xiàn)代汽車制動(dòng)控制技術(shù)正朝著電子制動(dòng)控制方向發(fā)展。全電制動(dòng)控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動(dòng)控制系統(tǒng)。同時(shí)，隨著其他汽車電子技術(shù)特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子元件的成本及尺寸不斷下降。汽車電子制動(dòng)控制系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動(dòng)式方向擺動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng)，未來的汽車中就不存在孤立的制動(dòng)控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個(gè)ECU中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛控制的智能化。但是，汽車制動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展受整個(gè)汽車工業(yè)發(fā)展的制約。有一個(gè)巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場的吸引，各種先進(jìn)的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車制動(dòng)控制系統(tǒng)中來。同時(shí)需要各種國際及國內(nèi)的相關(guān)法規(guī)的健全，這樣裝備新的制動(dòng)技術(shù)的汽車就會(huì)真正應(yīng)用到汽車的批量生 產(chǎn)中。 總結(jié) 汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍的，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車制動(dòng)系是汽車底盤上的一個(gè)重要系統(tǒng)，它是制約汽車運(yùn)動(dòng)的裝置。而制動(dòng)器又是制動(dòng)系統(tǒng)中直接制約汽車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵裝置，是汽車上最重要的安全件。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大，人們對(duì)安全性、可靠性要求越來越高，為保證人身和轎車的安全，必須為汽車配備十分可靠的制動(dòng)器。 本課題的研究正是在這樣的研究背景下產(chǎn)生的，本文基于桑塔納3000制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)得到的桑塔納3000制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)未來汽車行業(yè)的進(jìn)步具有一定的參考價(jià)值。 參考文獻(xiàn) [1]吳瑞珍.淺談乘用車制動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].時(shí)代汽車，2020(05):4-5. 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The International Journal of Life Cycle Assessment,2020,25(1). 9 I桑塔納 3000 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)Design of Santana 3000 brake system摘 要自汽車發(fā)明以來，制動(dòng)系統(tǒng)就是整個(gè)車輛必須具備的結(jié)構(gòu)，制動(dòng)性能的好壞直接決定著整個(gè)車輛性能的行駛安全性。本文正是在現(xiàn)代對(duì)高品質(zhì)、高追求的歷史背景下，基于乘用車對(duì)高制動(dòng)性能的需求，設(shè)計(jì)了前盤后鼓式制動(dòng)結(jié)構(gòu)。本文針對(duì)桑塔納 3000 前盤后鼓式制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先介紹了制動(dòng)器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上制定桑塔納3000 前盤后鼓式制動(dòng)器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行了桑塔納 3000 制動(dòng)器類型和桑塔納3000 制動(dòng)管路設(shè)計(jì)。然后基于桑塔納 3000 基本參數(shù)，確定了桑塔納 3000 同步附著系數(shù)，計(jì)算了桑塔納 3000 制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩，分別完成桑塔納 3000 后橋鼓式制動(dòng)器制動(dòng)鼓直徑等主要參數(shù)設(shè)計(jì)、桑塔納 3000 前橋盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤直徑、制動(dòng)摩擦片等主要參數(shù)設(shè)計(jì)。通過桑塔納 3000 制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算、制動(dòng)襯片的耐磨性計(jì)算、制動(dòng)距離計(jì)算完成了桑塔納 3000 制動(dòng)器設(shè)計(jì)。然后對(duì)制動(dòng)操作裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)類型、分路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鼓式制動(dòng)器的工作過程、盤式制動(dòng)器的工作過程分析，其中液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括制動(dòng)輪缸直徑、制動(dòng)主缸直徑、制動(dòng)踏板力、制動(dòng)踏板工作行程、制動(dòng)主缸結(jié)構(gòu)、制動(dòng)分配調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)。最后繪制了桑塔納 3000 前盤后鼓式制動(dòng)器的裝配圖及零件圖圖紙，并編寫了桑塔納 3000 前盤后鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)說明書。通過本文的設(shè)計(jì)，對(duì)乘用車制動(dòng)器設(shè)計(jì)具有一定的參考作用。關(guān)鍵詞：乘用車；盤式；鼓式；制動(dòng)器；設(shè)計(jì)計(jì)算IIAbstractSince the invention of the automobile, the braking system is the structure that the whole vehicle must have. The braking performance directly determines the driving safety of the whole vehicle performance. Under the historical background of modern pursuit of high quality, based on the demand for high braking performance of passenger cars, this paper designs the front disc and rear drum brake structure. In this paper, Santana 3000 front disc rear drum brake is designed. Firstly, the research status of the brake at home and abroad is introduced. On this basis, the overall structure design of Santana 3000 front disc and rear drum brake is formulated. The types of Santana 3000 brake and the design of Santana 3000 brake pipeline are mainly carried out. Then, based on the basic parameters of Santana 3000, the synchronous adhesion coefficient of Santana 3000 is determined, the maximum braking torque of Santana 3000 brake is calculated, and the main parameters such as brake drum diameter of Santana 3000 rear axle drum brake, brake disc diameter of Santana 3000 front axle disc brake and brake friction plate are designed respectively. The design of Santana 3000 brake is completed through the calculation of braking torque, wear resistance of brake lining and braking distance. Then the brake operating device is designed, mainly including the type of brake drive mechanism, shunt system design, working process of drum brake, working process analysis of disc brake. The hydraulic brake drive mechanism includes brake wheel cylinder diameter, brake master cylinder diameter, brake pedal force, brake pedal working stroke, brake master cylinder structure, brake master cylinder diameter, brake pedal force, brake pedal working stroke, brake master cylinder structure, brake master cylinder diameter, brake master cylinder diameter, brake master cylinder diameter, brake master cylinder diameter, brake pedal force, brake master cylinder diameter, brake master cylinder structure Design of brake distribution adjustment device. Finally, the assembly drawing and parts drawing of Santana 3000 front disc rear drum brake are drawn, and the design specification of Santana 3000 front disc rear drum brake is compiled. Through the design of this paper, it has a certain reference for the design of passenger car brake. Keywords: Passenger car; disc; drum; brake; design and calculationIII目 錄摘 要.IABSTRACT.II1 緒論.11.1 課題研究背景及意義.11.1.1 研究背景.11.1.2 研究意義.21.2 制動(dòng)器國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀.31.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀.31.2.2 國外研究現(xiàn)狀.51.3 本文主要研究內(nèi)容.62 桑塔納 3000 制動(dòng)系總體方案設(shè)計(jì).82.1 桑塔納 3000 制動(dòng)系基本要求.82.2 制動(dòng)器類型的選擇.102.2.1 鼓式制動(dòng)器.102.2.2 盤式制動(dòng)器.132.3 制動(dòng)器的主要結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì).152.3.1 制動(dòng)鼓.152.3.2 制動(dòng)蹄.162.3.3 摩擦材料分析.172.3.4 制動(dòng)底板.182.3.5 制動(dòng)蹄支承結(jié)構(gòu).182.3.6 制動(dòng)系制動(dòng)輪缸.182.3.7 制動(dòng)盤.182.3.8 制動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu).182.4 制動(dòng)操縱裝置.192.4.1 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理.192.4.2 氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理.202.4.3 液壓氣壓混合制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理.21IV2.5 桑塔納 3000 制動(dòng)管路設(shè)計(jì).212.5.1 桑塔納 3000 制動(dòng)管路原理圖.222.5.2 制動(dòng)原理和工作過程.223 桑塔納 3000 制動(dòng)系主要參數(shù)設(shè)計(jì).243.1 桑塔納 3000 基本參數(shù).243.2 桑塔納 3000 同步附著系數(shù)的確定.243.3 桑塔納 3000 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩設(shè)計(jì).263.4 桑塔納 3000 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)設(shè)計(jì).273.4.1 桑塔納 3000 制動(dòng)鼓直徑 D 設(shè)計(jì) .273.4.2 桑塔納 3000 摩擦襯片寬度 b 與包角 設(shè)計(jì).283.4.3 桑塔納 3000 制動(dòng)器中心到張開力 P 作用線和距離 e.293.4.4 桑塔納 3000 動(dòng)蹄支銷中心坐標(biāo)位置 k 和 c 設(shè)計(jì) .293.4.5 桑塔納 3000 摩擦片摩擦系數(shù)設(shè)計(jì).293.5 桑塔納 3000 盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)設(shè)計(jì).303.5.1 桑塔納 3000 制動(dòng)盤直徑 D 設(shè)計(jì) .303.5.2 桑塔納 3000 制動(dòng)盤厚度 h 設(shè)計(jì).303.5.3 桑塔納 3000 摩擦襯塊外半徑 R2 與內(nèi)半徑 R1 設(shè)計(jì).303.5.4 桑塔納 3000 摩擦襯塊工作面積 A 設(shè)計(jì) .314 桑塔納 3000 制動(dòng)器設(shè)計(jì).324.1 桑塔納 3000 制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算.324.1.1 桑塔納 3000 后橋鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力矩.324.1.2 桑塔納 3000 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算.354.2 桑塔納 3000 駐車制動(dòng)力矩設(shè)計(jì).354.3 桑塔納 3000 制動(dòng)襯片的耐磨性計(jì)算.374.4 桑塔納 3000 制動(dòng)距離設(shè)計(jì).395 桑塔納 3000 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).415.1 桑塔納 3000 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)類型設(shè)計(jì).415.2 桑塔納 3000 分路系統(tǒng).415.3 桑塔納 3000 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).415.3.1 桑塔納 3000 制動(dòng)輪缸直徑 d 設(shè)計(jì).41V5.3.2 桑塔納 3000 制動(dòng)主缸直徑 d0 的確定.425.3.3 桑塔納 3000 制動(dòng)踏板力 FP設(shè)計(jì).435.3.4 桑塔納 3000 制動(dòng)踏板工作行程 SP.445.3.5 桑塔納 3000 制動(dòng)主缸設(shè)計(jì).445.3.6 桑塔納 3000 制動(dòng)力分配調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì).455.4 桑塔納 3000 鼓式制動(dòng)器工作過程.455.5 盤式制動(dòng)器工作過程.46結(jié)論.48參考文獻(xiàn).50致 謝.5211 緒論1.1 課題研究背景及意義1.1.1 研究背景自汽車發(fā)明以來，制動(dòng)系統(tǒng)就是整個(gè)車輛必須具備的結(jié)構(gòu)，制動(dòng)性能的好壞直接決定著整個(gè)車輛性能的行駛安全性1。 在遇到一些特殊的情況，比如路上遇到行人，或是當(dāng)進(jìn)行錯(cuò)車的時(shí)候，這時(shí)就要使行駛的汽車進(jìn)行制動(dòng)，可以避免交通事故的發(fā)生，在汽車的整體結(jié)構(gòu)上放置一個(gè)傳動(dòng)裝置可以使車子按照駕駛員的意圖進(jìn)行停止，這一系列制動(dòng)裝置的操控機(jī)構(gòu)稱之為制動(dòng)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是當(dāng)前每臺(tái)汽車上都必須配置有的必備結(jié)構(gòu)，只有制動(dòng)器的汽車才能夠達(dá)到國家驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)，它的組成有以下幾個(gè)部分組成，主要的組成如下圖 1.1 結(jié)構(gòu)所示：21-表示助力器； 2-表示制動(dòng)燈翹板開關(guān)； 3-表示警示燈； 4-表示駐車制動(dòng)過壁接頭；5-表示制動(dòng)器； 6-表示制動(dòng)燈； 7-表示駐車制動(dòng)踏板； 8-表示制動(dòng)踏板；9-表示制動(dòng)主缸；10-表示制動(dòng)鉗；11-表示發(fā)動(dòng)機(jī)； 12-表示制動(dòng)氣管； 13-表示輪輞圖 1.1 汽車制動(dòng)系主要組成繼七十年代末實(shí)行改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)逐漸發(fā)展，制造業(yè)水平也逐漸提高，生成力不斷增強(qiáng)，解決了人們的基本物質(zhì)需求。人們對(duì)物質(zhì)的需求從數(shù)量逐漸轉(zhuǎn)型成為對(duì)高質(zhì)量、高品質(zhì)的迫切需要。根據(jù)哲學(xué)理論可知，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑，只有物質(zhì)基礎(chǔ)達(dá)到一定的程度，才會(huì)有更高的精神追求。目前，政府和學(xué)校極大程度上鼓勵(lì)企業(yè)、學(xué)生勇于創(chuàng)新，用新角度、新視角去看待問題，用新方法區(qū)解決問題。社會(huì)進(jìn)步、科技的發(fā)展離不開創(chuàng)新。在產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，基于現(xiàn)有產(chǎn)品的使用性能、體驗(yàn)舒適感等多方面調(diào)研，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品目前的缺陷，鉆研問題的關(guān)鍵，不斷改進(jìn)產(chǎn)品，就是創(chuàng)新。本文正是在現(xiàn)代對(duì)高品質(zhì)、高追求的歷史背景下，基于乘用車對(duì)高制動(dòng)性能的需求，設(shè)計(jì)了前盤后鼓式制動(dòng)結(jié)構(gòu)。1.1.2 研究意義我國是一個(gè)轎車擁有量極大的國家，但大部分轎車底盤服役齡較長，采取對(duì)轎車3底盤設(shè)計(jì)來提高設(shè)備的先進(jìn)性和生產(chǎn)效率，是一個(gè)極其有效和實(shí)用的途徑2。轎車底盤制動(dòng)性能的好壞決定了轎車的安全性、穩(wěn)定性、可靠性等。本文基于設(shè)計(jì)任務(wù)書要求設(shè)計(jì)了一種桑塔納3000，對(duì)于桑塔納3000設(shè)計(jì)主要是基于目前現(xiàn)有的桑塔納3000改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，然后進(jìn)行桑塔納3000結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。既可以滿足當(dāng)前的市場需求，也具有重要的研究前景，如果桑塔納3000實(shí)現(xiàn)批量化的生產(chǎn)，不僅可以推廣至中國生產(chǎn)力落后的中西部地區(qū)，還可以對(duì)外售往非洲等生產(chǎn)力落后的貧困國家。全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使桑塔納3000數(shù)量穩(wěn)步上升，因此，對(duì)桑塔納3000研究不僅能夠滿足當(dāng)前的巨大市場需求，還具有一定研究意義，可以提高我國轎車的科技水平，實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國，如果桑塔納3000實(shí)現(xiàn)批量化的生產(chǎn)，不僅可以降低生產(chǎn)成本，還可以為企業(yè)、為國家創(chuàng)造巨大的效益，既可以遠(yuǎn)售非洲等貧困落后地區(qū)，還可以提高中國在國際上的地位以及國際影響力，推動(dòng)創(chuàng)建人類命運(yùn)共同體。1.2 制動(dòng)器國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀制動(dòng)器是汽車最為重要組成部分的裝置的一個(gè)，它的性能對(duì)于整車的性能影響較大，在一八八一年的時(shí)候，有一位法國的 Gust Troy，他設(shè)計(jì)并制造了第一個(gè)制動(dòng)器，后續(xù)因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展的速度過慢，還有一些限制性的因素影響制動(dòng)器的發(fā)展，隨著時(shí)間的推移，技術(shù)的發(fā)展逐漸變快，對(duì)于汽車的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性，可靠性及舒適性都提出了較高的要求，在歐洲的一些國家，如德國很早就開始研究制動(dòng)器相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)優(yōu)惠，當(dāng)前國內(nèi)外每年都由國家進(jìn)行該方面的競賽，競賽的部分主要是有三個(gè)板塊組成，第一個(gè)是工程設(shè)計(jì)模塊，第二個(gè)是靜態(tài)評(píng)比模塊，第三個(gè)是成本控制的模塊。制動(dòng)系主要分行車、駐車、應(yīng)急及輔助制動(dòng)四大類，一般而言，制動(dòng)系分制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和制動(dòng)器兩部分2-10。本文主要對(duì)國內(nèi)外制動(dòng)器進(jìn)行分析。1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我們國家對(duì)于制動(dòng)器的研究還沒有進(jìn)入的特別深入，對(duì)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也沒有進(jìn)行過多的專題性研究，但對(duì)于整個(gè)制動(dòng)器的散熱，噪聲的處理還有材料的加工工藝及精度4的要求等等，最為重要的是制動(dòng)器的使用壽命，是否安裝維護(hù)較為方便都做了深入的研究，在一些實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，并逐步完成各項(xiàng)性能指標(biāo)的優(yōu)化。在上個(gè)世紀(jì)六十年代的時(shí)候，我們國家逐步對(duì)于制動(dòng)器的研究有了慢慢的了解，由于當(dāng)時(shí)的資金有限，所以對(duì)它投入的科研經(jīng)費(fèi)都是較少的，也沒有形成規(guī)模，但到了二十世紀(jì)八十年代的時(shí)候，中國逐漸開始對(duì)于制動(dòng)器進(jìn)行了深入的研究，國家在進(jìn)行五年規(guī)劃的同時(shí)，國內(nèi)的很多生產(chǎn)廠家及科學(xué)研究院都取得了豐碩的成果，在這個(gè)年代，國家設(shè)立很多個(gè)科研項(xiàng)目專項(xiàng)，也確定了三橫三縱的布局及戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，在十一五期間，對(duì)于制動(dòng)器的突出地位進(jìn)一步進(jìn)行了確定，國家要大力研發(fā)制動(dòng)器，鞏固我國的科研地位，接著在十二個(gè)五年規(guī)劃期間，國家又進(jìn)一步出臺(tái)了一系列的利好政策，例如明確了制動(dòng)器的零部件未來發(fā)展的規(guī)劃，并且計(jì)劃我國可以在本世紀(jì)中葉對(duì)于制動(dòng)器的整體數(shù)量及生產(chǎn)規(guī)模都要達(dá)到世界的領(lǐng)先水平，未來政府還會(huì)繼續(xù)加大力度用于科學(xué)研發(fā)，大量的資金投入打造高端的生產(chǎn)行業(yè)鏈條，強(qiáng)力發(fā)展制動(dòng)器的關(guān)鍵部件的研發(fā)技術(shù)，所以對(duì)于制動(dòng)器的突飛猛進(jìn)的發(fā)展是一定為達(dá)成的目標(biāo)。目前，中國汽車行業(yè)非常多，市面上已經(jīng)有許許多多的汽車配套、配件廠家在研發(fā)試制制動(dòng)器11-17。如圖 1.2 所示，是中國北方制動(dòng)股份有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)開發(fā)的一種 S 凸輪制動(dòng)器，S 凸輪制動(dòng)器包括制動(dòng)器本體、凸輪、制動(dòng)底板、調(diào)整臂等，由于 S 凸輪制動(dòng)器制作簡單，市場售價(jià)低，可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，滿足多種汽車的使用需求，但是，其使用壽命較短，通用性較差，制造的零部件精準(zhǔn)度也較差，制動(dòng)效能較低。圖 1.2 一種 S 凸輪制動(dòng)器1.2.2 國外研究現(xiàn)狀5進(jìn)行工業(yè)革命時(shí)間最靠前的國家是英國，他們國家最早開始使用制動(dòng)器零部件，它是當(dāng)前人民所駕駛的汽車必備的組成部分，它承受著地面的反作用力沖擊載荷，這些反作用的方向不一致，有垂直于地面的有，也有與地面相交的，所以制動(dòng)性能的好壞是作為評(píng)價(jià)整個(gè)汽車好壞的重要因素，所以將制動(dòng)器進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)的剖分是非常必要的，而且意義也是十分巨大的，制動(dòng)器的性能穩(wěn)定可靠決定了整車的安全性能，所以在設(shè)計(jì)制動(dòng)器的過程中要充分考慮它的強(qiáng)度及剛度是否符合我們設(shè)計(jì)的要求，并且規(guī)定它在行駛的過程中發(fā)生形變的可能性達(dá)到最低，為了使它可以在最大程度上減少對(duì)它的沖擊力，制動(dòng)器必須要在行駛的過程中可以吸收一定的沖擊能量的特點(diǎn)，對(duì)于一些特殊賽事的制動(dòng)器要進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。如果該車型為越野車，那么它的制動(dòng)器部件將會(huì)承受巨大的載荷及作用力，框架結(jié)構(gòu)的作用是主要支撐整車的零部件，也是整個(gè)車的承載能力最為強(qiáng)大的部件，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最為重要的影響是可以將外部的沖擊力分散到其他的部件上去，這樣可以有效的減少了集中載荷的沖擊，有較為有效的將材料及結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，在能夠達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度的條件下，要進(jìn)一步減輕制動(dòng)器的總質(zhì)量，所以要使整車輕量化，還要保證其具有較好的動(dòng)力性，還能保證盡可能地減少生產(chǎn)成本，質(zhì)量減輕，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高對(duì)于越野車地性能有著較為重要的影響，在進(jìn)行比賽地過程中，越野車地最高速度可以得到進(jìn)一步的提高，進(jìn)而可以使比賽地成績得到提升，同時(shí)也將為接下來再設(shè)計(jì)車型及制動(dòng)器地改進(jìn)和創(chuàng)新提供了較為可靠地方法及思路，從從而使汽車設(shè)計(jì)進(jìn)入一個(gè)良好地發(fā)展循環(huán)。 汽車制動(dòng)器材料進(jìn)行優(yōu)化現(xiàn)在已經(jīng)可以將整個(gè)車子地制動(dòng)性能進(jìn)行提升，同時(shí)整車的性能安全性能提高，運(yùn)行時(shí)間長，現(xiàn)在得汽車正朝著新的方向進(jìn)行發(fā)展，例如人工智能，無人駕駛等科學(xué)技術(shù)都較好得應(yīng)用于汽車，所以更加期待汽車相關(guān)的法律法規(guī)得到進(jìn)一步的完善和提高，同時(shí)制動(dòng)的法規(guī)也得到提升和完善。如圖 1.3 所示，是 ate 汽車零部件有限公司設(shè)計(jì)開發(fā)的一種汽車防銹涂層鼓式制動(dòng)器，汽車防銹涂層鼓式制動(dòng)器主要包括制動(dòng)器本體、制動(dòng)底板、制動(dòng)氣室、滾輪等構(gòu)成，汽車防銹涂層鼓式制動(dòng)器成本較高，單個(gè)汽車防銹涂層鼓式制動(dòng)器市場價(jià)格在30000 元以上，制作要求較高，但是，其使用壽命較長，通用性較一般，制造的制動(dòng)器零部件精準(zhǔn)度也較高，制動(dòng)效能也高。6圖 1.3 一種鼓式制動(dòng)器綜上所述，中國國內(nèi)的制動(dòng)器大多引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行改制，很少有中國創(chuàng)造，成本低，經(jīng)濟(jì)效益較好，但制作的制動(dòng)器零部件精度較差，制動(dòng)效能較低，而國外生產(chǎn)制作的制動(dòng)器雖然零部件精準(zhǔn)度高，制動(dòng)效能好，但是成本非常高，因而，迫切地需要一種成本較低，同時(shí)零部件精準(zhǔn)度高，制動(dòng)效能也非常好的制動(dòng)器。1.3 本文主要研究內(nèi)容本文針對(duì)桑塔納 3000 制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要研究內(nèi)容如下：1）介紹了制動(dòng)器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上制定桑塔納 3000 前盤后鼓式制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括制動(dòng)系的基本設(shè)計(jì)要求，制動(dòng)器的類型選擇、主要結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì)、三種制動(dòng)操縱裝置原理分析、制動(dòng)管路設(shè)計(jì)等。2）基于桑塔納 3000 設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)參數(shù)完成桑塔納 3000 制動(dòng)系主要參數(shù)設(shè)計(jì)，分別完成桑塔納 3000 制動(dòng)系統(tǒng)中的同步附著系數(shù)的確定、最大制動(dòng)力矩設(shè)計(jì)，桑塔納 3000 后橋鼓式制動(dòng)器制動(dòng)鼓直徑等主要參數(shù)設(shè)計(jì)、桑塔納 3000 前橋盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤直徑、制動(dòng)摩擦片等主要參數(shù)設(shè)計(jì)。3）通過桑塔納 3000 制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算、制動(dòng)襯片的耐磨性計(jì)算、制動(dòng)距離計(jì)7算完成桑塔納 3000 制動(dòng)器設(shè)計(jì)。4）針對(duì)桑塔納 3000 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要包括制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)類型、分路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鼓式制動(dòng)器的工作過程、盤式制動(dòng)器的工作過程分析，其中液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括制動(dòng)輪缸直徑、制動(dòng)主缸直徑、制動(dòng)踏板力、制動(dòng)踏板工作行程、制動(dòng)主缸結(jié)構(gòu)、制動(dòng)分配調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)。5）繪制桑塔納 3000 前盤后鼓式制動(dòng)器的裝配圖及零件圖圖紙，6）編寫桑塔納 3000 前盤后鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)說明書。82 桑塔納 3000 制動(dòng)系總體方案設(shè)計(jì)2.1 桑塔納 3000 制動(dòng)系基本要求桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)的基本要求主要包括以下幾個(gè)方面5： （1）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)必須符合國家相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足通用化、系列化、互換性等，避免出現(xiàn)專用件等，否則一旦出現(xiàn)故障，無法及時(shí)對(duì)故障件進(jìn)行更換維修，影響整車的維修性能。（2）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)該具有整車行駛要求的制動(dòng)效能，主要分整車行車制動(dòng)效能與整車駐車制動(dòng)效能、特別的汽車還具有排氣制動(dòng)效能。桑塔納 3000 制動(dòng)系行車制動(dòng)能力的好壞主要通過整車制動(dòng)減速度與整車制動(dòng)距離作為桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)制動(dòng)性能的等級(jí)判斷指標(biāo)，而桑塔納 3000 制動(dòng)系駐坡能力的衡量標(biāo)準(zhǔn)是最大駐車坡度進(jìn)行判斷，無論是行車制動(dòng)還是駐車制動(dòng)，其性能指標(biāo)判斷依據(jù)都應(yīng)該滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。（3）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足可靠性要求，換句話說就是整車必須具有兩條相互獨(dú)立的制動(dòng)回路，如果出現(xiàn)故障，不會(huì)導(dǎo)致桑塔納 3000 制動(dòng)系直接功能缺失，只會(huì)損壞其中一條回路，另外的回路可以繼續(xù)完成制動(dòng)功能，只是制動(dòng)效能相對(duì)降低，設(shè)計(jì)時(shí)確保制動(dòng)效能降低幅度不會(huì)低于 30%。（4）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足良好的熱穩(wěn)定性能，即整個(gè)制動(dòng)回路、制動(dòng)器、制動(dòng)操縱裝置等具有良好的散熱性能，尤其是制動(dòng)器中的摩擦片，不會(huì)因?yàn)轭l9繁踩剎車導(dǎo)致過熱損壞，不會(huì)由于過熱而損壞周圍的零部件。（5）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)制應(yīng)該具有良好的水穩(wěn)定性，即整個(gè)制動(dòng)回路、制動(dòng)器、制動(dòng)操縱裝置等具涉水性能較好，尤其是制動(dòng)器中的摩擦片，不會(huì)因?yàn)轭l繁踩剎車導(dǎo)致過熱后遇到水而損壞，桑塔納 3000 制動(dòng)系中的零部件不會(huì)涉水而損壞零部件，否則無法滿足整車在下雨、下雪等極端天氣的使用。（6）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足全壽命周期的操縱穩(wěn)定性與行駛方向穩(wěn)定性，不會(huì)由于緊急制動(dòng)、頻繁制動(dòng)等非正常行駛時(shí)導(dǎo)致整車翻車、側(cè)滑、跑偏等故障發(fā)生，影響整車的安全性，現(xiàn)代汽車為做到這一點(diǎn)，基本上已經(jīng)在整車配置 ABS 防抱死系統(tǒng)。（7）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足人-機(jī)工程學(xué)要求，制動(dòng)踏板行程與操作位置都應(yīng)該符合絕大部分駕駛員的操縱要求，避免出現(xiàn)操縱的不合理，避免出現(xiàn)疲勞駕駛，影響整車的安全性。（8）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)該確保制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間快，即當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板以后或者拉下駐車制動(dòng)操縱裝置以后，整車可以快速響應(yīng)制動(dòng)，以達(dá)到制動(dòng)的安全性與可靠性要求，同時(shí)解除制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間也應(yīng)該較短，避免等車重新啟動(dòng)時(shí)間過長，影響交通行駛效率。（9）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)該確保低振動(dòng)噪聲，不會(huì)影響駕駛員的操縱舒適性；（10）桑塔納 3000 制動(dòng)系應(yīng)該設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)，避免摩擦片的磨損后出現(xiàn)安全隱患。10（11）桑塔納 3000 制動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足環(huán)保要求，使用的材料對(duì)環(huán)境無污染。2.2 制動(dòng)器類型的選擇制動(dòng)器主要分為鼓式和盤式兩大類，然后每一種制動(dòng)器類型都可以分為氣壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要?jiǎng)澐诸愋鸵妶D 2.1 所示。圖 2.1 不同分類方式下制動(dòng)器分類2.2.1 鼓式制動(dòng)器鼓式制動(dòng)器主要有兩種形式，內(nèi)張式和外鼓式。下圖所示的制動(dòng)器是在很久以前的最為傳統(tǒng)的制動(dòng)器類型，這個(gè)類型的制動(dòng)器形狀有點(diǎn)像馬蹄，主要可以分為的類別有下述幾種：11圖 2.3 鼓式制動(dòng)器簡圖（a）表示凸輪張開制動(dòng)器；（b）表示制動(dòng)輪缸張開領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器；（c）表示非雙向領(lǐng)蹄式制動(dòng)器；（d）表示雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器；（e）表示單向增力式制動(dòng)器；（f）表示雙向增力式制動(dòng)器（1）領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器根據(jù)上圖的凸輪張開的及制動(dòng)輪張開領(lǐng)從蹄制動(dòng)器，從它們的結(jié)構(gòu)可以得知，這兩種制動(dòng)器一般在重型載貨汽車上使用的較為常見，在汽車向前行駛的過程中，制動(dòng)器轉(zhuǎn)向的位置是在前面的，但是當(dāng)進(jìn)行倒車行駛時(shí)，制動(dòng)器的朝向就向后面了。（2）雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器這種結(jié)構(gòu)形狀與馬蹄十分相似的制動(dòng)器，當(dāng)制動(dòng)力進(jìn)行增加的過程，整體的作用力要求是后輪應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前面的車輪，這種類型的制動(dòng)器主要用于慣性力巨大的車輛。（3）雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器從上述的第四個(gè)圖片可以看出這個(gè)鼓式的制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱布置的，在汽車正向行駛及倒車行駛的過程，它的制動(dòng)效果都是比較明顯的，這個(gè)制動(dòng)器主要應(yīng)用在卡車和貨車等（4）單向增力式制動(dòng)器從上面的 e 圖得出其結(jié)構(gòu)的屬于馬蹄雙鏈接形式，但是這種結(jié)構(gòu)的馬蹄形是屬于單向進(jìn)行制動(dòng)的，它的應(yīng)用范圍為轎車和一些輕型的載貨汽車。12雙向增力式制動(dòng)器簡介從上面的最后一個(gè)圖片 f 圖可以得出這種制動(dòng)器屬于帶活塞形式的互換増力制動(dòng)，整體的制動(dòng)效果非常好，同時(shí)具有良好的散熱性能。根據(jù)圖 2.3 可知，鼓式制動(dòng)器又可以分為多種類型，制動(dòng)性能的好壞絕大部分取決的就是制動(dòng)器的好壞。制動(dòng)器的制動(dòng)分方向的，如果選擇的是領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，不管我們的車輛是向前還是向后行駛，領(lǐng)蹄和從蹄都可以相互為領(lǐng)蹄和從蹄，也就是說可以互換，這樣可以保證我們制動(dòng)的方向不會(huì)因車輛行駛的方向改變而改變，我們目前常見的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器其張開機(jī)構(gòu)，主要又可以分為非平衡凸輪式、平衡凸塊式、楔形塊狀三種結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)張開機(jī)構(gòu)張力的不同，設(shè)計(jì)不同的車輛可以選擇不同的結(jié)構(gòu)形式，楔形塊狀張開機(jī)構(gòu)的鼓式制動(dòng)器可以保證每個(gè)張力相當(dāng)，這樣就可以保證剎車片的磨損一致，從而可以延長剎車片的使用壽命。而雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)性能跟我們的車輛是向前還是向后行駛有關(guān)，當(dāng)車輛向前行駛的時(shí)候，都是領(lǐng)蹄，因此，對(duì)于整車行駛的制動(dòng)效能比較高，但是當(dāng)車輛向后行駛，即倒車的時(shí)候，領(lǐng)蹄和從蹄都變成了從蹄，因此制動(dòng)效能急劇下降，對(duì)于整車倒車的制動(dòng)性能減小，所以采用這樣的結(jié)構(gòu)，對(duì)需要經(jīng)常倒車行駛的車輛具有風(fēng)險(xiǎn)，安全性較低，可靠性較差，但對(duì)于不需要倒車行駛的車輛，就具有很好的作用，因而極大地提高制動(dòng)性能。制動(dòng)器的制動(dòng)分方向的，如果選擇的是雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，不管我們的車輛是向前還是向后行駛，領(lǐng)蹄和從蹄都可以相互為領(lǐng)蹄和從蹄，也就是說可以互換，這樣可以保證我們制動(dòng)的方向不會(huì)因車輛行駛的方向改變而改變。同時(shí)雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器制動(dòng)效能因素較高，剎車片的磨損也一致。制動(dòng)器如果選擇的是雙從蹄式制動(dòng)器，不管我們的車輛是向前還是向后行駛，領(lǐng)蹄和從蹄都是從蹄，對(duì)于整車行駛的制動(dòng)效能比較高，但是當(dāng)車輛向后行駛，即倒車的時(shí)候，領(lǐng)蹄和從蹄都變成了從蹄，因此制動(dòng)效能急劇下降，對(duì)于整車倒車的制動(dòng)性能減小，所以采用這樣的結(jié)構(gòu)，對(duì)需要經(jīng)常倒車行駛的車輛具有風(fēng)險(xiǎn)，安全性較低，可靠性較差，但對(duì)于不需要倒車行駛的車輛，就具有很好的作用，因而極大地提高制動(dòng)性能。如圖 2.3 所示，是一種常見的鼓式制動(dòng)系統(tǒng)分解結(jié)構(gòu)圖。13圖 2.3 一種常見的鼓式制動(dòng)系統(tǒng)分解結(jié)構(gòu)圖上述六種鼓式制動(dòng)器，因結(jié)構(gòu)形式不同其制動(dòng)效能也不盡相同，根據(jù)不同的應(yīng)用場合，選擇合適的制動(dòng)器類型，可以盡可能地提高整車制動(dòng)性能，保證整車操作穩(wěn)定性、可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等。2.2.2 盤式制動(dòng)器根據(jù)圖 2.1 可知，盤式制動(dòng)器的各種類型，其中鉗盤式制動(dòng)器包括制動(dòng)鉗和制動(dòng)塊、摩擦片、制動(dòng)盤等，如圖 2.4、2.5 所示。圖 2.4 一種鉗盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)14圖 2.5 盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖盤式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)如下：性能優(yōu)勢：利于進(jìn)行整體散熱；不粘連水，脫水性強(qiáng)；結(jié)構(gòu)簡單緊湊，質(zhì)量較?。荒p的系數(shù)較低，可以進(jìn)行充分調(diào)整；便于更換、利于維修；具備自我檢查修復(fù)的功能；更容易將轉(zhuǎn)向助力等裝置添加進(jìn)去；性能劣勢：防腐蝕性能較差； 對(duì)于進(jìn)行人工操作需要有一定的技術(shù)要求；盤的表面會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的情況。上述兩種盤制動(dòng)器，因結(jié)構(gòu)形式不同其制動(dòng)效能也不盡相同，根據(jù)不同的應(yīng)用場合，選擇合適的制動(dòng)器類型，可以盡可能地提高整車制動(dòng)性能，保證整車操作穩(wěn)定性、可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等。通過對(duì)比鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器可知，采用鼓式整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)具有操縱輕便，不會(huì)產(chǎn)生駕駛疲勞，熱穩(wěn)定性能好，不會(huì)由于頻繁踩剎車導(dǎo)致剎車失靈或制動(dòng)性能減低，同時(shí)制動(dòng)反應(yīng)迅速，包括前制動(dòng)后制動(dòng)不應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間有過大的反應(yīng)時(shí)間差，相對(duì)鼓式制動(dòng)器而言，盤式制動(dòng)器散熱好即水穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，但是容易進(jìn)灰塵，防15塵能力較差，所以容易銹蝕，使用壽命較低，同時(shí)必須兼作駐車制動(dòng)，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，同時(shí)根據(jù)參考文獻(xiàn)汽車底盤設(shè)計(jì)中的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)比分析六種鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，以及對(duì)比鉗盤式和全盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，最終確定本文設(shè)計(jì)的桑塔納 3000前橋制動(dòng)器類型選擇浮動(dòng)鉗式制動(dòng)器，后橋制動(dòng)器選擇鼓式制動(dòng)器，具體類型為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。經(jīng)過比較分析桑塔納 3000 將采用浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器，主要原因是浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)非常的簡單，滿足輕量化設(shè)計(jì)要求，同時(shí)可靠性較好，制造成本較低，散熱性能較好，維修性也比較好。如果將制動(dòng)器的位置進(jìn)行移動(dòng)可以將制動(dòng)器設(shè)計(jì)為行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)。當(dāng)桑塔納 3000 前輪制動(dòng)器選擇浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器時(shí)，需要考慮由于制動(dòng)器中心摩擦產(chǎn)生的損耗與噪聲，因此，需要對(duì)浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩進(jìn)行設(shè)計(jì)校核并分析制動(dòng)效能，從而合理的設(shè)計(jì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸。2.3 制動(dòng)器的主要結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì)2.3.1 制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓有鑄造和組合式兩種。鑄造制動(dòng)鼓多選用灰鑄鐵鑄造，具有機(jī)械加工容易、耐磨、熱容量大等優(yōu)點(diǎn)。為防止制動(dòng)鼓工作時(shí)受載變形，常在制動(dòng)鼓的外圓周部分鑄有加強(qiáng)肋，用來加強(qiáng)剛度和散熱效果（圖 2.6a） 。制動(dòng)鼓鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其熱容量，但實(shí)驗(yàn)表明，壁厚由增至20mm 時(shí)，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動(dòng)鼓的壁厚：轎車為5mm-8mm 乘用車為 7-12 mm；商用車為 13-18 mm。制動(dòng)鼓在閉合一側(cè)外緣可開小孔，用于檢查制動(dòng)器間隙。本次設(shè)計(jì)桑塔納制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)鼓壁厚的選取從其剛度和強(qiáng)度方面考慮，選擇168mm，材料為灰鑄鐵 HT200。組合式制動(dòng)鼓的圓柱部分可以用鑄鐵鑄出，腹板部分用鋼板沖壓成形（圖 2.6b） ；也可以在鋼板沖壓的制動(dòng)鼓內(nèi)側(cè)，鑲裝用離心澆鑄的合金鑄鐵組合構(gòu)成制動(dòng)鼓（圖2.6c） ；或主體用鋁合金鑄成，內(nèi)鑲一層珠光體組成的灰鑄鐵作為工作表面（圖 2.6d） 。組合式制動(dòng)鼓的共同特點(diǎn)是質(zhì)量小，工作面耐磨，并有較高的摩擦系數(shù)。 圖 2.6 制動(dòng)鼓的結(jié)構(gòu)形式2.3.2 制動(dòng)蹄制動(dòng)蹄選擇方案為下圖 2.7 中 a 方案，截面圖如圖所示，參考相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在蹄腹板開設(shè)徑向槽，達(dá)到的目的是讓摩擦片與鼓之間的壓力分布均勻。圖 2.7 汽車制動(dòng)蹄的斷面形狀17圖 2.8 鑄鐵制動(dòng)蹄的結(jié)構(gòu)形式為了提高效率，增加制動(dòng)蹄的使用壽命和減小磨損，在總質(zhì)量較大的商用車的鑄造制動(dòng)蹄靠近張開凸輪一端，設(shè)有滾輪或鑲裝有支持張開凸輪的墊片（圖 2.8） 。設(shè)計(jì)時(shí)襯片鉚接在制動(dòng)蹄上，制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度轎車的為 58mm，本次設(shè)計(jì)為 8mm。2.3.3 摩擦材料分析帶式中央制動(dòng)器采用編織材料，它是先用長纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織成布，再浸以樹脂粘合劑經(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 100 C120 C 溫度下，它具有較高的摩擦系數(shù)(=0.4 以上)，f沖擊強(qiáng)度比模壓材料高 45 倍。但耐熱性差，在 200 C250 C 以上即不能承受較高的單位壓力，磨損加快。各種摩擦材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 0.30.5。設(shè)計(jì)計(jì)算中制動(dòng)器時(shí)摩擦系數(shù)一般選用=0.30.4。f2.3.4 制動(dòng)底板制動(dòng)底板主要承擔(dān)的功能是作為制動(dòng)器的安裝基體，其在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮其安裝孔的分布可以使得安裝在其上的零件均處于合理的位置，同時(shí)根據(jù)上面分析的內(nèi)容可以得知，桑塔納 3000 制動(dòng)底板必須滿足一定的剛度要求。182.3.5 制動(dòng)蹄支承結(jié)構(gòu)借鑒以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定桑塔納 3000 制動(dòng)蹄支承結(jié)構(gòu)為偏心支承銷，其材料型號(hào)是 45 鋼，為了保證其足夠的力學(xué)性能和使用性能，對(duì)其采取的的熱處理方式為高頻淬火。2.3.6 制動(dòng)系制動(dòng)輪缸由于活塞式液壓制動(dòng)輪缸結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，同時(shí)在后期裝配是，該機(jī)構(gòu)在車輪制動(dòng)器中安裝方便。查閱相關(guān)資料，此次設(shè)計(jì)選擇桑塔納 3000 制動(dòng)系統(tǒng)輪缸材料型號(hào)是HT250。此外在設(shè)計(jì)時(shí)，需要在活塞外端配置開槽頂塊。2.3.7 制動(dòng)盤一般轎車制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)材料選擇的是灰鑄鐵，常見的制動(dòng)盤外形是平板形和禮帽形。制動(dòng)盤尺寸的大小主要是根據(jù)輪輞的結(jié)構(gòu)大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般設(shè)計(jì)的尺寸和輪輞直徑相差不大，目的是增大散熱面積，提高制動(dòng)盤的可靠性，延長制動(dòng)盤的使用壽命。2.3.8 制動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)桑塔納 3000 制動(dòng)系統(tǒng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)選擇的是手動(dòng)調(diào)整，即在桑塔納 3000 制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)底板設(shè)計(jì)觀察孔，在進(jìn)行檢測間隙時(shí)借助一定的輔助工具再通過該孔即可測量到間隙值，當(dāng)間隙值不在合理范圍之內(nèi)時(shí)，可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)，此次設(shè)計(jì)選擇的是一個(gè)調(diào)整凸輪，來調(diào)整間隙到合適值；而對(duì)于后輪的間隙調(diào)整來說，可以通過調(diào)整螺絲來實(shí)現(xiàn)間隙的有效調(diào)整，待調(diào)整到合適值時(shí)，將螺母鎖住。2.4 制動(dòng)操縱裝置目前常見的制動(dòng)操作裝置主要分為液壓制動(dòng)、氣壓制動(dòng)、液壓氣壓混合制動(dòng)三種19形式，以下將分別進(jìn)行簡要分析。2.4.1 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理液壓制動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型主要有以下五種，具體見圖 2.9 所示。（a）型回路 （b）X 型回路 （c）型回路 （d）LL 型回路 （c）HH 型回路圖 2.9 液壓制動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型從安裝方式、安全性、可靠性、使用壽命、穩(wěn)定性等方面出發(fā)進(jìn)行考慮，通過對(duì)比分析上述五種液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置類型，制動(dòng)管路作為制動(dòng)系統(tǒng)的主要重要部件，通常有鋼管和撓性軟管兩種，為保證車輛行駛的安全性，提高整車制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和使用壽命，制動(dòng)系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)往往采用的是雙回路制動(dòng)管路系統(tǒng)，兩條管路是相互獨(dú)立的系統(tǒng)，如果當(dāng)一個(gè)回路發(fā)生故障失效時(shí)，另一條管路依舊可以實(shí)現(xiàn)整車制動(dòng)性能，從而保證車輛行駛的安全性，不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的情況。制動(dòng)管路布置的類型主要有 II 型回路、X 型回路、HI 型回路、LL 型回路、HH 型回路五種，如圖 2.9 所示。根據(jù)桑塔納 3000 結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)要求，最終確定本文設(shè)計(jì)的桑塔納 3000 制動(dòng)管路布置選擇的是 X 型回路布置方案，其主要工作原理是前橋左側(cè)制動(dòng)管路與后橋右側(cè)相互連接，前橋右側(cè)制動(dòng)管路和后橋左側(cè)制動(dòng)管路相互連接，二者在車輛中心進(jìn)行交匯，呈 X 型，當(dāng)一個(gè)回路發(fā)生故障失效時(shí)，另一條管路依舊可以實(shí)20現(xiàn)整車制動(dòng)性能，同時(shí)起制動(dòng)作用的分別是前橋左側(cè)和后橋右側(cè)或者是前橋右側(cè)和后橋左側(cè)，即前后橋均具有百分之五十的制動(dòng)效果，不會(huì)使車輛發(fā)生前翻、后拖、左右側(cè)翻的可能，提高車輛制動(dòng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而保證車輛行駛的安全性，不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的情況。2.4.2 氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理商用車最為常見的制動(dòng)操作裝置還有氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如 2.10 所示。圖.2.10 氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖選擇氣壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為整車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)系統(tǒng)可靠性較號(hào)，同時(shí)氣壓管路的檢修方便。2.4.3 液壓氣壓混合制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理我們常見的另外一種制動(dòng)操作裝置就是液壓氣壓混合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖 2.11 所示，是一種三橋汽車制動(dòng)系統(tǒng)原理圖。211-三橋輪缸；2-二橋輪缸；3-制動(dòng)氣室；4-制動(dòng)液瓶；3-電磁閥；4-制動(dòng)油缸；7-一橋輪缸；8-主制動(dòng)閥；9-30L 氣瓶；10-單向閥；11-溢流閥；12-空壓機(jī)圖 2.11 一種三橋汽車制動(dòng)系統(tǒng)原理圖選擇氣壓液壓混合制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為整車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)系統(tǒng)可靠性較差，同時(shí)氣壓管路較多，檢修部方便，維修性較差，當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，也很難快速地找出問題出現(xiàn)的地方，假設(shè)漏氣漏油點(diǎn)非常小，那更不容易檢測，同時(shí)即使漏氣，也會(huì)漏得很慢，因此本文設(shè)計(jì)的制動(dòng)操作裝置不選擇液壓氣壓混合制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.5 桑塔納 3000 制動(dòng)管路設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的桑塔納 3000 制動(dòng)管路選擇的是雙回路液壓制動(dòng)管路，主要原理是前后橋分別采用的是獨(dú)立回路的制動(dòng)管路，分別控制前橋左右制動(dòng)氣室和后橋左右制動(dòng)氣室，采用液壓制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性較好，使用壽命較長，且屬于免維護(hù)的系統(tǒng)，維修性較好。2.5.1 桑塔納 3000 制動(dòng)管路原理圖桑塔納 3000 制動(dòng)管路原理非常簡圖主要依靠制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)輸入信號(hào)對(duì)整個(gè)制動(dòng)管22路進(jìn)行壓力改變，控制前后制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)，如圖 2.12 所示為制動(dòng)管路布置示意圖。圖 2.12 液壓制動(dòng)裝置示意圖1表示制動(dòng)系中的前輪制動(dòng)器；2-表示制動(dòng)系中的制動(dòng)鉗；3-表示制動(dòng)系中的制動(dòng)管路；4-表示制動(dòng)系中的制動(dòng)踏板；5-表示制動(dòng)系中的制動(dòng)主缸；6-表示制動(dòng)系中的制動(dòng)輪缸；7-表示制動(dòng)系中的后輪制動(dòng)器2.5.2 制動(dòng)原理和工作過程本文設(shè)計(jì)的桑塔納 3000 制動(dòng)原理非常簡單，前橋采用的是盤式制動(dòng)器，后橋采用的是鼓式制動(dòng)器，如圖 2.13 所示，二者制動(dòng)原理基本一致，本文主要通過分析鼓式制動(dòng)器，其制動(dòng)的主要過程是，通過駕駛員操控制動(dòng)踏板，提供動(dòng)力，通過制動(dòng)管路以及制動(dòng)主缸將制動(dòng)力傳遞至后橋制動(dòng)輪缸，推動(dòng)制動(dòng)推桿推動(dòng)制動(dòng)鼓與制動(dòng)蹄之間產(chǎn)生摩擦力進(jìn)行制動(dòng)，當(dāng)松開制動(dòng)踏板，整個(gè)制動(dòng)回路失去動(dòng)力信號(hào)，由回位彈簧將制動(dòng)鼓回位，解除制動(dòng)，前橋盤式制動(dòng)原理是當(dāng)駕駛員踏下制動(dòng)壓板，改變制動(dòng)系統(tǒng)壓力，壓力變化經(jīng)過制動(dòng)缸 推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)使摩擦襯塊對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行壓緊作用，形成摩擦力距，最終實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。桑塔納 3000 浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器內(nèi)部設(shè)計(jì)有回位彈簧，當(dāng)駕駛員松開制動(dòng)踏板的時(shí)候，制動(dòng)系統(tǒng)不再產(chǎn)生壓力變化，桑塔納 3000 制動(dòng)器中的回位彈簧實(shí)現(xiàn)回位，制動(dòng)解除。由于制動(dòng)器的摩擦襯片和摩擦盤自己有間隙，因此在解除制動(dòng)的時(shí)候不會(huì)因摩擦力產(chǎn)生溫升而導(dǎo)致熱脹冷縮，無法解除制動(dòng)。23 圖 2.13 桑塔納 3000 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)243 桑塔納 3000 制動(dòng)系主要參數(shù)設(shè)計(jì)3.1 桑塔納 3000 基本參數(shù)桑塔納 3000 主要參數(shù)如下表 3.1 所示。表 3.1 制動(dòng)系主要參數(shù)空載滿載汽車質(zhì)量2230kg4110kg前軸1070.4kg1233kg軸荷分配后軸1159.6kg2877kg質(zhì)心高度hg0=850mmHg1=750mm軸距3100mm前制動(dòng)器浮動(dòng)鉗盤式后制動(dòng)器鼓式領(lǐng)叢蹄式3.2 桑塔納 3000 同步附著系數(shù)的確定(1)當(dāng)時(shí)：在這種情況下，當(dāng)駕駛員踏下制動(dòng)踏板，桑塔納 3000 前輪制動(dòng)0抱死，桑塔納 3000 整車行駛的工況是一種穩(wěn)定工況，然而該情況會(huì)出現(xiàn)桑塔納 3000無轉(zhuǎn)向等致命故障； (2)如果，駕駛員踏下制動(dòng)踏板，桑塔納 3000 整車的后輪會(huì)發(fā)生抱死，這0樣帶來的危險(xiǎn)后果主要體現(xiàn)在容易導(dǎo)致車輛發(fā)生側(cè)翻，即無操作穩(wěn)定性。25 (3)如果，駕駛員踏下制動(dòng)踏板，桑塔納 3000 整車都會(huì)發(fā)生抱死，然而該0情況會(huì)出現(xiàn)桑塔納 3000 無轉(zhuǎn)向等致命故障。為了計(jì)算桑塔納 3000 制動(dòng)時(shí)的同步附著系數(shù)，可以根據(jù)以下公式進(jìn)行求解，對(duì)任意角速度0 的車輪，其力矩平衡方程為 （3.1）0ebfrFT式中：代表的是桑塔納 3000 制動(dòng)器摩擦力矩，單位是 Nm；fT 代表的是桑塔納 3000 所受地面的摩擦力，單位是 N；bF 代表的是車輪有效半徑，m。er令 （3.2）efrTF 借鑒以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可知桑塔納 3000 附著系數(shù)路面上前后同時(shí)抱死的條件為（=0.85）6： (3.3)GFFff21式中：G-汽車重力；代表的是前制動(dòng)器制動(dòng)力，N；1fF代表的是后制動(dòng)器制動(dòng)力，N；2fF 代表的是質(zhì)心到前軸的距離，mm；1L 代表的是質(zhì)心到后軸的距離，mm。2L得： =1275N =1825N1fF2fF26一般常用制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)來表示分配比例 4112. 021ffFF桑塔納 3000 前橋和后橋制動(dòng)器制動(dòng)力分配的比例關(guān)系著桑塔納 3000 整車的操縱穩(wěn)定性以及對(duì)地面附著條件的利用率。要確定值首先就要選取同步附著系數(shù)。一0般來說，我們總是希望前輪先抱死（） 。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦以及我國道路條件，0車速不高，所以本車型桑塔納 3000取 0.5 左右為宜。0由LhLg02得46. 07509304112. 031000根據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)可知，轎車的附著系數(shù)范圍是在 0.15q0.8，其他汽車在 0.15 q0.3 的范圍內(nèi)，前輪應(yīng)先抱死；在車輪尚未抱死的情況下，在 0.150.8 的范圍 內(nèi)，必須滿足 q。)2 . 0(85. 01 . 03.3 桑塔納 3000 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩設(shè)計(jì)制動(dòng)力分配的合理性決定了整車了制動(dòng)效能和安全性，本文設(shè)計(jì)的桑塔納 3000 前后橋制動(dòng)力之比可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算求解： 69. 075046. 0217075046. 0930010221gghLhLFF根據(jù)相關(guān)參考文獻(xiàn)可知，轎車的前后橋制動(dòng)力之比的范圍是 1.3 1.6，貨車的前27后橋制動(dòng)力之比范圍是 0.50.7，對(duì)比上述計(jì)算結(jié)果可知，本文設(shè)計(jì)的桑塔納 3000 前后橋制動(dòng)力之比滿足設(shè)計(jì)使用要求。本文設(shè)計(jì)的桑塔納 3000 最大制動(dòng)力矩計(jì)算公式如下所述： （3.4） egfrhLLGT)(2max1 （3.5） maxmax211ffTT式中： 代表的是該車所能遇到的最大附著系數(shù) 0.85； 代表的是車輪有效半徑為 360mm；er6935.63592936085. 0)75085. 0930(31004110)(21egmanfrhLLGT9347.9105916935.6359294112. 04112. 011max12fmanfTT3.4 桑塔納 3000 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)設(shè)計(jì)3.4.1 桑塔納 3000 制動(dòng)鼓直徑 D 設(shè)計(jì)28圖 3.1 桑塔納 3000 鼓式制動(dòng)器的主要幾何參數(shù)桑塔納 3000 鼓式制動(dòng)器的主要幾何參數(shù)如圖 3.1 所示。查閱相關(guān)設(shè)計(jì)參考資料，可以得到當(dāng)桑塔納 3000 鼓式制動(dòng)器輸入力 Po不變，而將制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸調(diào)整增加時(shí)，這個(gè)時(shí)候產(chǎn)生的制動(dòng)力矩也會(huì)增大，同時(shí)體積增大之后散熱面積增大會(huì)導(dǎo)致散熱能力提高。D 越大則又會(huì)減小制動(dòng)間隙，汽車制動(dòng)間隙通常設(shè)計(jì)的范圍是 20mm30mm,不然會(huì)影響散熱，最終可能導(dǎo)致輪輞溫度不斷提高，進(jìn)一步導(dǎo)致其粘粘內(nèi)胎甚至烤壞氣門嘴。通常情況下，汽車制動(dòng)鼓和輪輞之間需要設(shè)計(jì)一定的間隙，該間隙的大小應(yīng)該滿足的大于或等于 20mm，目的是為了散熱，提高摩擦片、輪輞等使用壽命，進(jìn)一步提高整車使用壽命，桑塔納 3000 制動(dòng)鼓直徑 D 的設(shè)計(jì)主要根據(jù)輪輞直徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，桑塔納 3000 鼓式制動(dòng)器內(nèi)徑與輪輞直徑二者應(yīng)該滿足的關(guān)系是：0.70 0.83rD D 29因此，本文設(shè)計(jì)的桑塔納 3000 制動(dòng)鼓的直徑值大小是=320mm ，半徑值大小是160mm。3.4.2 桑塔納 3000 摩擦襯片寬度 b 與包角 設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)器摩擦襯片寬度 b 若選取值偏小，則會(huì)導(dǎo)致后期的磨損劇烈，若選取偏大，會(huì)增加其重量，同時(shí)不方便加工制造。查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料得到，設(shè)摩擦襯片包角為 ，當(dāng)該值的范圍在 90o100o時(shí)，這時(shí)會(huì)將磨損降到最小，根據(jù)所學(xué)知識(shí)可知道摩擦生熱，當(dāng)使用條件下摩擦量減少時(shí)，這個(gè)情況下相應(yīng)產(chǎn)生的熱量的熱量也會(huì)減少，最終達(dá)到的目的是可以讓制動(dòng)鼓溫度不至于過高，這樣最終可以有效提高制動(dòng)能力。桑塔納 3000 摩擦襯片的面積可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算求解： （3.6）RbAp根據(jù)計(jì)算公式我們可以得到如下結(jié)論：摩擦面積 A 越大，壓強(qiáng)減小，壓強(qiáng)越小會(huì)減小磨損消耗，提高部件的使用壽命。查閱相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，得到質(zhì)量在（7.012.0）t 該范圍的轎車來說，在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般會(huì)選擇取單個(gè)制動(dòng)器總的摩擦面積 Ap在（5501000）cm2,此次設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)需要故選取 Ap=800cm2。從而得到b=65mm。桑塔納 3000 取領(lǐng)蹄包角 ， 從蹄包角 。11011002=3203.1465（100+110）/360= 36302mm2360/ )(21DbAp桑塔納 3000 摩擦襯片起始角，一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，即030令： 40290003.4.3 桑塔納 3000 制動(dòng)器中心到張開力 P 作用線和距離 e初步設(shè)計(jì)可取e=0.8R故 e=128mm。3.4.4 桑塔納 3000 動(dòng)蹄支銷中心坐標(biāo)位置 k 和 c 設(shè)計(jì)桑塔納 3000 制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)尺寸 k 取值主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行取值，k=22mm，c 的取值可以根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：c=0.8R =128 mm3.4.5 桑塔納 3000 摩擦片摩擦系數(shù)設(shè)計(jì)因?yàn)橹苿?dòng)力矩的直接產(chǎn)生是摩擦力產(chǎn)生的摩擦阻力矩，所以摩擦片的摩擦系數(shù)將直接影響最終的制動(dòng)效果，又因?yàn)槟Σ疗軠囟鹊挠绊戄^大。根據(jù)相關(guān)資料可見，汽車制動(dòng)器摩擦系數(shù)滿足的范圍是 0.350.40 該范圍內(nèi)，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及實(shí)際應(yīng)用，最終確定桑塔納 3000 摩擦片摩擦系數(shù)值大小是 f=0.3。3.5 桑塔納 3000 盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)設(shè)計(jì)3.5.1 桑塔納 3000 制動(dòng)盤直徑 D 設(shè)計(jì)桑塔納 3000 前橋盤式制動(dòng)器的直徑值應(yīng)該滿足的取值范圍是 0.70Dr0.79Dr，本文主要取上限，即74.32079. 0rDD31因此D =320mm。3.5.2 桑塔納 3000 制動(dòng)盤厚度 h 設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及實(shí)際應(yīng)用，最終確定桑塔納 3000 制動(dòng)盤厚度值大小是20mm，目的是為了增大散熱面積。3.5.3 桑塔納 3000 摩擦襯塊外半徑 R2 與內(nèi)半徑 R1 設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及實(shí)際應(yīng)用，最終確定桑塔納 3000 摩擦襯塊的內(nèi)外半徑值大小是：，mmR1001mmR1502平均半徑為=125221RRRmmm有效半徑為)(3)(2221223132RRRRfNTRfe )2()(1 342121212RRRRRR )2100150()100150(1001501 342=126.66令mRR2132則有meRmmR)1 (1 342選取半徑滿足式eRmR 0.6566. 015010021RRm滿足要求即 m 值小于 0.65。3.5.4 桑塔納 3000 摩擦襯塊工作面積 A 設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及實(shí)際應(yīng)用，最終確定桑塔納 3000 摩擦襯快的工作面積值大小是 A=120cm2。334 桑塔納 3000 制動(dòng)器設(shè)計(jì)4.1 桑塔納 3000 制動(dòng)器制動(dòng)力矩計(jì)算4.1.1 桑塔納 3000 后橋鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力矩1）桑塔納 3000 后橋鼓式制動(dòng)器制動(dòng)蹄的效能因數(shù)桑塔納 3000 后橋鼓式制動(dòng)器領(lǐng)蹄制動(dòng)效能因數(shù)值大小是：=0.64861TBF)1(acRffah桑塔納 3000 后橋鼓式制動(dòng)器從蹄制動(dòng)效能因素值大小是：=0.55812TBF)1(acRffah則 BF=+=1.20671TBF2TBF2）同一制動(dòng)器各蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩對(duì)于增勢蹄： （4.1） max(2sin2sin2)/4xFPbR （4.2）max(cos2cos2)/4yFPbR其中： 為壓力分布不均勻時(shí)蹄片上的最110130 20maxP大壓力。34)2sin2sin2()2cos2sarctan(co2 2 22)202sin1302sin91. 12()1302cos202sarctan(co1719. 0arctan075. 92 2 1)2sin2sin2()2cos2(cos)cos(cos4R =182.6322)202sin1302sin9 . 12()1302cos202(cos)130cos20(cos1604對(duì)于減勢蹄： max(2sin2sin2)/4xFPbR max(cos2cos2)/4yFPbR式中： 為壓力分布不均勻時(shí)蹄片上的100130 30maxP最大壓力。)2sin2sin2()2cos2sarctan(co2 2 )302sin1302sin9 . 12()1302cos302sarctan(co22018. 7 2 2 2)2sin2sin2()2cos2(cos)cos(cos4R =179.3522)302sin1302sin9 . 12()1302cos302(cos)130cos30