金龙6800中型客车气压制动系统改进设计.docx

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金龙6800中型客车气压制动系统改进设计

摘要

本次设计主要是对中型客车制动系统结构进行分析的基础上，根据对中型客车制动系统的要求，设计出合理的符合国家标准和行业标准的制动系统。

首先制定出制动系统的结构方案设计计算确定前盘、后鼓式制动器。

绘制出了前、后制动器装配图、制动阀装配图、制动管路布置图。

最终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：

中型客车；制动系统设计；盘式制动器；鼓式制动器；气压系统；

Abstract

Basedonthestructuralanalysisandthedesignrequirementsofn.mediumbusbrakingsystem,abrakingsystemdesignisperformedinthisthesis,accordingtothenationalandprofessionalstandards.

Thebrakingsystemdesignstartsfromdeterminationofthestructurescheme.Calculatinganddeterminingthemaindimensionandstructuraltypeofthefrontdisc、drumbrake，brakemastercylinder，andthereforedrawtheengineeringdrawingsofthefrontandrearbrakes,Brakevalve,thediagramofthebrakepipelines.

Theresultsshowthedesignofbrakingsystemisreasonable,consistentwiththestandardsandsatisfiestherequestssuchassimplestructureandlowcost.

Keywords:

Medium-sizedpassengercar;brakingsystemdesign;discbrake;drumbrake;pneumaticsystem;

第1章绪论

制动器设计的意义及目的

汽车制动系统是汽车最重要的系统之一，它是制约汽车运动的装置。

而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，直接影响汽车的安全性。

随着高速公路的迅速发展和车流密度的日益增大，交通事故也不断增加。

在汽车交通事故中，除去违章驾驶以外，最主要原因就是车辆机械故障，而在各种交通故障中制动失灵占有相当高的比例。

中型客车的载客量比较大，对中型客车的制动性能要求更加严格，因此这次中型客车气压制动系统改进设计对提高汽车制动性能有这重要的实际与理论意义。

制动器设计的目的：

1、通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定中型客车制动系统的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。

2、达到综合运用所学知识分析汽车基本性能和部件设计的训练，为今后实际工作打下基础。

汽车制动系统设计的要求

1、保证客车具有足够的制动效能，客车在30km/h时,制动距离小于8米。

2、采用双回路制动系统保证制动的可靠性。

3、采用气压制动，使客车具有良好的操纵轻便性。

4、在满足各个零部件质量要求的同时，还要保证足够的强度、刚度、寿命及经济性。

1.3汽车制动系统的组成

制动系统由以下四个基本组成部分：

（1）供能装置——包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。

（2）控制装置——包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。

（3）传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部件。

（4）制动器——产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。

1.4制动系工作原理

本设计采用前盘后鼓式、间隙可调式的气压制动器，以东风EQ1090E型汽车的凸轮式前轮制动器为例。

制动蹄是可锻铸铁的，不制动时由复位弹簧将其拉靠到制动凸轮轴的凸轮上。

制动凸轮轴通过支座固定在制动底板上，其尾部花键轴插入制动调整臂的花键中。

凸轮制动器制动调节臂的内部为蜗轮蜗杆传动，蜗轮通过花键与凸轮轴相连。

正常制动时，制动调整臂体带动蜗杆绕蜗轮轴线转动，蜗杆由带动涡轮转动，从而使凸轮旋转，张开制动蹄起制动作用。

制动调整臂除了具有传力作用外，还可以调整制动器的间隙。

当需要调整制动器间隙时，制动调整臂体（也是蜗轮蜗杆传动的壳体）固定不动，转动蜗杆，蜗杆带动蜗轮旋转，从而改变了凸轮的原始角位置，达到了调整目的。

为了防止蜗杆轴自行转动改变制动器间隙，下图a）所示采用的是类似变速器锁定机构的锁止球锁定;b）采用的是锁止套锁定。

但是后一种锁止装置更为可靠。

下图1-2所示为凸轮式制动器的制动调整臂.在b）图中蜗杆轴与制动调整臂的相对位置是靠锁止套和锁止螺钉来固定的。

将具有六角孔的锁止套按入制动调整臂体的孔中，即可转动调整蜗杆。

蜗杆每转1/6周，放开锁止套，弹簧5即将锁止套推回与蜗杆六角头结合的左极限位置。

图2-1凸轮式制动器的制动调整臂

1.5制动器研究现状

虽然中国汽车工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命、高档次领域。

由于在零件精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口汽车。

中国汽车产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。

结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档次发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件成形分析及结构改进、并朝高速、高档次，高性能的方向发展。

而汽车制动系统是汽车最重要的系统之一，制动系统性能的好坏直接关系到汽车行驶的安全性。

车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作,由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全,因此制动性能是车辆非常重要的性能之一,改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。

当车辆制动时,由于车辆受到与行驶方向相反的外力,所以才导致汽车的速度逐渐减小至0,对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计,因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础,由于这一过程较为复杂,因此一般在实际中只能建立简化模型分析,通常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价:

1）制动效能:

即制动距离与制动减速度；

2）制动效能的恒定性:

即抗热衰退性；

3）制动时汽车的方向稳定性；

目前,对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行,由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量,因此,多数有关传动系!

制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶,其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据,在汽车道路试验中,如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化,则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。

第2章汽车制动方案论证分析与选择

汽车制动系统的设计是一项综合性、系统性的设计。

因此，在制动系统设计前，应先提出制动系统综合设计方案。

制动器形式方案分析

汽车制动器几乎均为机械摩擦式，即利用旋转元件与固定元件两工作表面间的摩擦产生的制动力矩使汽车减速或停车。

一般摩擦式制动器按其旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类。

鼓式制动器结构形式

鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上。

鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种结构型式。

内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓。

车轮制动器的制动鼓均固定在轮鼓上。

制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦路片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。

外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外因柱表面与制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。

在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作一些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用。

所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构。

鼓式制动器按蹄的类型分为：

1、领从蹄式制动器

如图所示，若图上方的旋向箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向（制动鼓正向旋转），则蹄1为领蹄，蹄2为从蹄。

汽车倒车时制动鼓的旋转方向变为反向旋转，则相应地使领蹄与从蹄也就相互对调了。

这种当制动鼓正、反方向旋转时总具有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓式制动器称为领从蹄式制动器。

领蹄所受的摩擦力使蹄压得更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故又称为增势蹄；而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减势”作用，故又称为减势蹄。

“增势”作用使领蹄所受的法向反力增大，而“减势”作用使从蹄所受的法向反力减小。

领从蹄式制动器的效能及稳定性均处于中等水平，但由于其在汽车前进与倒车时的制动性能不变，且结构简单，造价较低，也便于附装驻车制动机构，故这种结构仍广泛用于中、重型载货汽车的前、后轮制动器及轿车的后轮制动器。

2、

双领蹄式制动器

若在汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器，则称为双领蹄式制动器。

显然，当汽车倒车时这种制动器的两制动蹄又都变为从蹄故它又可称为单向双领蹄式制动器。

如图2—2所示，两制动蹄各用一个单活塞制动轮缸推动，两套制动蹄、制动轮缸等机件在制动底板上是以制动底板中心作对称布置的，因此，两蹄对制动鼓作用的合力恰好相互平衡，故属于平衡式制动器。

双领蹄式制动器有高的正向制动效能，但倒车时则变为双从蹄式，使制动效能大降。

这种结构常用于中级轿车的前轮制动器，这是因为这类汽车前进制动时，前轴的动轴荷及附着力大于后轴，而倒车时则相反。

3、双向双领蹄式制动器

当制动鼓正向和反向旋转时，两制动助均为领蹄的制动器则称为双向双领蹄式制动器。

它也属于平衡式制动器。

由于双向双领蹄式制动器在汽车前进及倒车时的制动性能不变，因此广泛用于中、轻型载货汽车和部分轿车的前、后车轮，但用作后轮制动器时，则需另设中央制动器用于驻车制动。

4、单向增力式制动器

单向增力式制动器如图所示两蹄下端以顶杆相连接，第二制动蹄支承在其上端制动底板上的支承销上。

由于制动时两蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一种非平衡式制动器。

单向增力式制动器在汽车前进制动时的制动效能很高，且高于前述的各种制动器，但在倒车制动时，其制动效能却是最低的。

因此，它仅用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器。

5、双向增力式制动器

将单向增力式制动器的单活塞式制动轮缸换用双活塞式制动轮缸，其上端的支承销也作为两蹄共用的，则成为双向增力式制动器。

对双向增力式制动器来说，不论汽车前进制动或倒退制动，该制动器均为增力式制动器。

双向增力式制动器在大型高速轿车上用的较多，而且常常将其作为行车制动与驻车制动共用的制动器，但行车制动是由液压经制动轮缸产生制动蹄的张开力进行制动，而驻车制动则是用制动操纵手柄通过钢索拉绳及杠杆等机械操纵系统进行操纵。

双向增力式制动器也广泛用作汽车的中央制动器，因为驻车制动要求制动器正向、反向的制动效能都很高，而且驻车制动若不用于应急制动时也不会产生高温，故其热衰退问题并不突出。

但由于结构问题使它在制动过程中散热和排水性能差，容易导致制动效率下降。

因此，在轿车领域上己经逐步退出让位给盘式制动器。