油气混合双动力车制动系统及制动器设计.docx

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油气混合双动力车制动系统及制动器设计

摘要

随着全球不可再生能源的不断减少，环境不断恶化，油气混合等新能源汽车是未来汽车的发展方向。

汽车制动器对油气混合双动力汽车的行车安全至关重要。

本课题设计了油气混合双动力汽车的制动器。

按照给定的参数要求，合理选择了制动器的类型，选用了性能稳定、工作可靠、结构简单且造价低廉的盘式制动器。

经过理论计算，进行了制动力合理分配，并对应急制动和驻车制动所需的制动力矩进行设计，经过校核，满足了国家关于汽车制动性能的标准。

最后，利用CAD软件绘制了油气混合双动力车制动器的装配图及部分零件图。

本次设计过程与结论对油气混合双动力车制动系统设计起到指导作用，为进一步推广新能源汽车做了有益的工作。

关键词：

油气混合双动力车；制动；盘式制动器

ABSTRACT

Astheworld'sdwindlingnon-renewableenergysources,environmentaldeterioration,suchasoilandgashybridcarsarethefutureofnewenergyvehicledevelopment.

Vehiclebrakeisimportantforoilandgashybriddualpowercartrafficsafety.Themixtureofoilandgasprojectdesignedhybridvehiclebrakes.Inaccordancewiththerequirementsofthegivenparameters,areasonablechoiceofthetypeofbrake,thediscbrakewhichhasastableperformance,reliableoperation,simplestructureandlowcostisselected.Throughtheoreticalcalculations,areasonabledistributionofbrakeforceiscarriedout,andtheemergencybrakeandparkingbrakebrakingtorqueisrequiredtodesign,afterchecking,alltheneedsofcountriesonthevehiclebrakingperformancearemet.Finally,byCADsoftwaretheoilandgashybriddual-powercarbrakeassemblydrawingandsomepartsdrawingarecompleted.

Theprocessandconclusionsofthedesignhaveplayedaguidingroleinthedesignofthebrakingoftheoilandgashybriddualpowercar.

Keywords:

Oilandgashybriddualpowercar,Braking,Discbrake

附录A：

英文资料

附录B：

英文资料翻译

附件：

毕业论光盘资料

第一章绪论

1.1引言

制动系是尽可能提高车速是提高运输生产率的主要技术措施之一。

但这一切必须以保证行驶安全行为前提。

因此，在宽阔人少的路面上汽车可以高速行驶。

但在不平路面上，遇到障碍物或其它紧急情况时，应降低车速甚至停车。

如果汽车不具备这一性能，提高汽车行驶速度便不可能实现。

制动系是汽车的一个重要组成部分，它直接影响汽车的行驶安全性。

随着高速公路的迅速发展和汽车密度的日益增大，交通事故时有发生。

因此，为保证汽车行驶安全，应提高汽车的制动性能，优化汽车制动系的结构。

制动装置可分为行车制动、驻车制动、应急制动和辅助制动四种装置。

其中市行驶中的汽车减速至停止的制动系叫行车制动系。

使已停止的汽车停驻不动的制动系称为驻车制动系。

每种车都必须具备这两种制动系。

应急制动系成为第二制动系，他是为了保证在行车制动系失效时仍能有效的制动。

辅助制动系是使汽车下坡时车速稳定的制动系。

汽车制动系统是一套用来使四个车轮减速或停止的零件。

当驾驶员踩下制动踏板时，制动动作开始。

踏板装在顶端带销轴的杆件上。

踏板的运动促使推杆移动，移向主缸或离开主缸。

主缸安装在发动机室的隔板上，主缸是一个由驾驶员通过踏板操作的液压泵。

当踏板被踩下，主缸迫使有压力的制动液通过液压管路到四个车轮的每个制动器。

液压管路由钢管和软管组成。

它们将压力液从主缸传递到车轮制动器。

盘式制动器多用于汽车的前轮，有不少车辆四个车轮都用盘式制动器。

制动盘装在轮辋上、与车轮及轮胎一起转动。

当驾驶员进行制动时，主缸的液体压力传递到盘式制动器。

该压力推动摩擦衬片靠到制动盘上，阻止制动盘转动。

很多汽车都采用助力制动系统减少驾驶员在制动停车时必须加到踏板上的力。

助力制动器一般有两种型式。

最常见的型式是利用进气歧管的真空，作用在膜片上提供助力。

另一种型式是采用泵产生液压力提供助力。

驻车制动器总成用来进行机械制动，防止停放的车辆溜车，在液压制动完全失效时实现停车。

绝大部分驶车制动器用来制动两个后车轮。

有些前轮驱动的车辆装有前轮驻车制功器，因为在紧急停车中绝大部分的制动功需要用在车辆的前部。

驻车制动器一般用手柄或脚踏板操作。

当运用驻车制动器时，驻车制动钢索机械地拉紧施加制动的秆件。

驻车制动器由机械控制，不是由液压控制。

任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成。

制动器有鼓式与盘式之分。

行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮，而驻车制动则多采用手制动杆操纵，且具有专门的中央制动器或利用车轮制动器进行制动。

中央制动器位于变速器之后的传动系中，用于制动变速器第二轴或传动轴。

行车制动和驻车制动这两套制动装置必须具有独立的制动驱动机构，而且每车必备。

行车制动装置的驱动机构，分液压和气压两种型式。

用液压传递操纵力时还应有制动主缸和制动轮缸以及管路；用气压操纵时还应有空气压缩机、气路管道、贮气简、控制阀和制动气室等[1]。

每当以很强的压力进行制动时，车轮可能完全停止转动。

这叫做“车轮抱死”。

这并不能帮助车辆停下来，而是使轮胎损失—些与路面的摩擦接触，在路面上滑移。

轮胎滑移时，车辆不再是处于控制下的停车，驾驶员处在危险之中。

有经验的驾驶员知道，防止车轮抱死的对策是迅速上、下踩动制动踏板。

这样间歇地对制动器提供液压力，使驾驶员在紧急制动时能控制住车辆。

现今许多新型车辆装备了防抱死制动系统（ABS）。

防抱死制动系统做的工作与有经验驾驶员做的相同，只是更快、更精确些。

它感受到某车轮快要抱死或滑移时，迅速中断该车轮制动器去的制动压力。

在车轮处的速度传感器监测车轮速度，并将信息传递给车上计算机。

于是，计算机控制防抱死制动装置，输送给即将抱死的车轮的液压力发生脉动。

总之，汽车制动性能的好坏，不仅影响到汽车的操纵稳定性、驾驶员的舒适性，而且与交通安全紧密相关，所以进一步研究对制动性能有重要影响的各组成部件的特性就显得日益重要。

1.2选题背景与意义

当今，随着高速公路路网的不断扩展、汽车车速的提高以及车流密度的增大，对汽车制动系和转向系的工作可靠性要求显得日益重要。

因为只有制动性能良好的汽车才能发挥出其高速行使的动力性，并保证行使的安全性。

由此可见，制动系是汽车非常重要的组成部分，从而对汽车制动系的结构分析与设计计算也就显得非常重要了。

制动系应满足如下要求：

（1）能适应有关标准和法规的规定。

各项性能指标除应满足设计任务书的规定和国家标准、法规制定的有关要求外，也应考虑销售对象国家和地区的法规和用户要求。

（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。

行车制动效能是用在一定的制动初速度下或最大踏板力下的制动减速度和制动距离两项指标来评定。

综合国外有关标准和法规，可以认为：

进行制动效能试验时的制动减速度，轿车应为（制动初速度）；载货汽车应为。

相应的最大制动距离s:

轿车为；货车为。

式中第一项为反应距离，第二项为制动距离；s的单位为m，v的单位为km/h。

驻坡效能是以汽车在良好路面上能可靠而无时间限制地停驻的最大坡度（％）来衡量的，一般应大于25％，详见JB4019—85。

（3）工作可靠。

汽车至少应有行车制动和驻车制动两套制动装置，且它们的制动驱动机构应是各自独立的。

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）制动效能的热稳定性好。

汽车的高速制动、短时间内的频繁重复制动，尤其是下长坡时的连续制动，都会引起制动器的温升过快，温度过高。

特别是下长坡时的频繁制动，可使制动器摩擦副的温度达300℃～400℃。

有时其至高达700℃。

此时，制动摩擦副的摩擦系数会急剧减小，使制动效能迅速下降而发生热衰退现象。

制动器发生热衰退后，经过散热、降温和一定次数的和缓使用,使摩擦表面得到磨合，其制动效能可重新恢复，这称为热恢复。

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，会因水的润滑作用使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。

良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢复迅速。

也应防止泥沙、污物等进入制动器工作表面，否则会使制动效能降低并加速磨损。

某些越野汽车为了防止水相泥沙侵入而采用封闭的制动器。

（6）制动时的操纵稳定性好。

即以任何速度制动，汽车都不应当失去操纵性和方向稳定性。

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；同一轴上左、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；后轮抱死而侧滑甩尾，会失去方向稳定性；当左、右轮的制动力矩差值超过15％时，会发生制动时汽车跑偏。

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

踏板行程：

对轿车应不大于150mm；对货车应不大于170mm，其中考虑了摩擦衬片或衬块的容许磨损量。

制动手柄行程应不大于160mm～200mm。

各国法规规定，制动的最大踏板力一般为500N（轿车）～700N（货车）。

设计时，紧急制动（约占制动总次数的5％～10％）踏板力的选取范围：

轿车为200～300N；货车为350～550N，采用伺服制动或动力制动装置时取其小值。

应急制动时的手柄拉力以不大于400～500N为宜；驻车制动的手柄拉力应不大于500N（轿车）～700N（货车）。

（8）作用滞后的时间要尽可能地短，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（制动滞后时间）和从放开踏板至完全解除制动的时间（解除制动滞后时间）。

（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；制动系中也应有必要的安全装置，例如一旦主、挂车之间的连接制动管路损坏，应有防止压缩空气继续漏失的装置；在行驶过程中挂车一旦脱挂，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。

（13）