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汽车检测与维修技术11毕业论文

四川汽车职业技术学院

毕业设计（论文）

论文题目：

汽车制动系统

系别：

汽车工程系

专业班级：

12级汽车检测与维修技术2班

学生姓名：

指导教师：

二O一五年三月二十日

目录

引言.................................................................2

1绪论................................................................2

1.1选题的目的和意义...............................................2

1.2汽车制动系统的概述.............................................2

2制动系统论证方案分析................................................6

2.1制动器形式方案分析.............................................6

2.2制动驱动机构形式选择..........................................11

参考文献.............................................................14

致谢.................................................................15

汽车制动系

【摘要】从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。

近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。

汽车制动系统种类很多，形式多样。

传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气—液混合式。

它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。

伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。

新型动力系统的出现也要求制动系统结构型式和功能形式发生相应的改变。

【关键词】制动系统制动盘式制动

引言

汽车制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。

其作用是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。

1绪论

1.1选题的目的和意义

汽车制动系统是汽车最重要系统之一，从汽车诞生时起，该系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色，特别是近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。

汽车制动系统是为了使高速行驶的汽车能减速或停车而设计的。

如果该系统不能正常工作，车上的驾驶员和乘客将受到车祸的伤害，所以分析和研究汽车制动系统具有极其重要的意义，特别是对于汽车专业的毕业生来说，意义更加非凡！

1.2汽车制动系统的概述

使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使已停止的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。

对汽车起到制动作用的力是作用在汽车上，其方向与汽车行驶的方向相反。

作用在行驶汽车上的滚动阻力、上坡阻力、空气阻力都能对汽车起到制动作用，但这些外力的大小都是随机的、不可控制的。

因此汽车上必须装设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，使外界（主要是路面）对汽车某部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。

这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力，用于产生制动力的一系列专门装置称为制动系统。

1.2.1制动系统的工作原理

以蹄式制动器为列：

驾驶员经制动系控制装置，操纵制动器的不旋转元件制动蹄对旋转元件制动鼓（与轮毂连接）制动，从而产生Ｍτ（制动力矩）。

制动力矩经车轮与地面的附着作用生成Ｐτ（制动力），制动力作用于→车轮→车桥→悬架→车架（身），汽车减速，直至停车。

其原理图如下：

图1.2.1

1.制动板　2.隔板　3.推杆　4.制动主缸　5.油管　6.轮胎　7.轮缸　8.回位弹簧　

9.摩擦片　10.制动鼓　11.制动蹄　12.支承销　13.凸轮　14.限位螺母

1.2.2制动系统的组成

制动系统是由制动器和制动驱动机构组成的。

制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助系统中的缓冲装置。

而制动驱动机构主要包括供能装置、控制装置、传动装置，其中供能装置是指包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件，其产生制动能量的部分称为制动能源，人的肌体也可作为制动能源；控制装置是指包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件，如制动踏板、制动阀等；传动装置是指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等；

较为完善的制动系统还具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置。

图1.2.2

1.2.3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——用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的一套专用装置。

它是行车过程中经常使用的装置；

2）驻车制动系统——用以使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置；

3）应急制动系统——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——在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将汽车紧急制停的一套装置。

（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——完全依靠发动机的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。

（3）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。

同时采用两种以上传能方式的制动系统可称为组合式制动系统。

传动装置采用单一气压或液压回路的制动系统为单回路制动系统。

这种制动系统中，只要有一处损坏或漏气（或漏油），整个系统即行失效。

为此，我国自1988年始，规定所有汽车必须采用双回路制动系统。

在双回路制动系统中，所有行车制动器的气压或液压管路分属于两个彼此隔绝的回路。

这样，当一个回路失效时，另一个回路仍能工作，这样有效提高了汽车的行车安全性。

2制动系统方案论证分析

2.1制动器形式方案分析

汽车制动器几乎均为机械摩擦式，即利用旋转元件和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旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类。

2.1.1鼓式制动器

鼓式制动器是最早形式汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛应用于各类汽车上。

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轴套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件作为制动鼓。

车轮制动器的制动鼓均固定在轮毂上。

制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦蹄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，并利用制动鼓的外圆柱表面与制动带摩擦片的内圆弧作为一对摩擦表面，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，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2-1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，则相应得使领蹄与从蹄也就相互对调了。

这种当制动鼓正、反反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使制动器。

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，也便于服装驻车制动机构，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。

图2.1领从蹄式制动器

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，则称为双领蹄使制动器（如图2-2所示）。

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双向领蹄式制动器。

如图所示，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，两蹄对制动鼓的作用的合力恰好相互平衡，故属于平面式制动器。

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，这种结构经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。

图2.2双领从蹄式制动器

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（如图2-3所示）。

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，因此广泛应用于中、轻型载货汽车和部分轿车的前后轮，但用作后轮制动器时，则需另设中央制动用于驻车制动。

图2.3双向双领蹄式制动器

4）单向增力式制动器

单向增力式制动器如图2-4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地板上的支承销上，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的制动器。

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，它用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器。

图2.4单向增力式制动器

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，则称为双向增力式制动器（如图2-5所示）。

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功用的制动器，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于汽车的中央制动器，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，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。

但由于成本低，仍然在一些经济型车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。

图2-5双向增力式制动器

2.1.2盘式制动器

盘式制动器按摩擦副中定位原件的结构不同可分为钳盘式和全盘式两大类。

1）钳盘式

钳盘式制动器按制动钳的结构形式不同可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等。

定钳盘式制动器：

这种制动器中的制动钳固定不动，制动盘与车轮相连并在制动钳体开口槽中旋转。

具有以下优点：

除活塞和制动块外无其他滑动件，易于保证制动钳的刚度；结构及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多，容易实现鼓式制动器到盘式制动器的改革，能很好地适应多回路制动系的要求。

浮钳盘式制动器：

这种制动器具有以下优点：

仅在盘得内侧具有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管，液压缸冷却条件好，所以制动液汽化的可能性小；成本低；浮动盘的制动块可兼用驻车制动。

2）全盘式

在全盘制动器中，摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆盘形，制动时各盘摩擦表面全部接触，其作用原理与摩擦式离合器相同。

由于这种制动器散热条件较差，其应用远远没有钳盘式制动器广泛。

盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：

1）制动效能稳定性好；

2）制动力矩与汽车运动方向无关；

3）易于构成双回路，有较高的可靠性和安全性；

4）尺寸小、质量小、散热好；

5）制动衬块上压力均匀，衬块磨损均匀；

6）更换衬块工作简单容易。

7）衬块与制动盘间的间隙小，缩短了制动协调时间。

8）易于实现间隙自动调整。

综合以上优缺点最终确定本次设计采用前后盘式制动器，且均为浮钳盘式制动器。

2.2制动驱动机构的机构形式选择

根据动力源的不同，制动驱动机构可分为简单制动、动力制动及伺服制动三大类型。

而力的传递方式又有机械式、液压式、气压式、气压-液压式的区别。

2.2.1简单制动系

简单制动系即人力制动系，是靠四级作用于制动踏板上或手柄上的力作为制动力源。

而传力方式有机械式和液压式两种。

机械式的靠杆系或钢丝绳传力，其结构简单，造假低廉，工作可靠，但机械效率低，因此仅用于中、小型汽车的驻车制动装置中。

液压式的简单制动系统通常称为液压制动系，用于行车制动装置。

其优点是作用滞后时间短（0.1-0.3s）,工作压力大（可达10MPa-12MPa）,缸径尺寸小，可布置在制动器内部作为制动蹄的张开机构或制动块的压紧机构，使之结构简单、紧凑、质量小、造价低。

但其有限的力传动比限制了它在汽车上的适用范围。

另外，液压管路在过渡受热时会形成气泡而影响传输，即产生所谓“气阻”使制动效能降低甚至失效；而当气温过低时（-25摄氏度和更低时），由于制动液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及当有局部损坏时，使整个系统都不能继续工作，液压式简单制动系曾广泛用于轿车、轻型及以下的货车和部分中型货车上。

但由于操作较沉重，不能适应现代汽车提高操作轻便性的要求，故当前仅多用于微型汽车上，在轿车和轻型汽车已经极少采用。

2.2.2动力制动系

动力制动系是以发动机动力形成的气压或液压势能作为汽车制动的全部力源进行制动，而司机作用于制动踏板或手柄上的力仅用于对制动回路中控制元件的操纵。

在简单制动系中的踏板力与其行程间的发比例关系在动力制动系中便不复存在。

动力制动系有气压制动系、气顶液式制动系和全液压动力制动系3种。

1）气压制动系

气压制动系是动力制动系最常见的型式，由于可获得较大的制动驱动力，且主车与被拖的挂车以及汽车列车之间制动驱动系统的连接装置结构简单、连接和断开均很方便，因此被广用于总质量为8t以上尤其是15t以上的载货汽车、越野汽车和客车上，但气压制动系必须采用空气压缩机、储气筒、制动阀等装置，使其结构复杂、笨重、轮廓尺寸大、造价高；管路中气压的产生和撤除均较慢，作用滞后时间较长（0.3s-0.9s）,因此，当制动阀到制动气室和储气罐的距离较远时，有必要加设启动的第二控制元件--继动阀（即加速阀）以及快放阀；管路工作压力较低（一半为0.5MPa-0.9MPa）。

因而制动器室的直径达，只能置于制动器之外，在通过杆件及凸轮或锲块驱动制动蹄，使非簧载质量增大；另外制动气室排气时也有较大噪声。

2）气顶液式制动系

气顶液式制动系是动力制动系的另一种型式，即利用气压系统作为普通的液压制动系统主缸的驱动力源的一种制动驱动机构，它兼有液压制动和气压制动的主要优点。

由于其气压系统的管路短，故作用滞后时间也较短。

显然，其结构复杂、质量大、造价高，故主要用于重型汽车上，一部分总质量为9t-11t的中型汽车上也有所采用。

3）全液压动力制动系

全液压动力制动系除具有一般液压制动系统的优点外，还具有操作轻便、制动反应快、制动能力强、受气阻影响较小、易于采用制动力调节装置和防滑移装置，及可与动力转向、液压悬架、举升机构及其他辅助设备共同液压泵和储油等优点。

其结构复杂、精密件多，对系统的密封性要求也较高，故并未得到广泛应用，目前仅用于某些高级轿车、大型客车以及极少数的重矿用自卸汽车上。

参考文献

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人民交通出版社,2005

[2]余志生.汽车理论（第5版）.北京：

机械工业出版社，2009

[3]王望予.汽车设计.北京：

机械工业出版社，2006

[4]王国权.汽车设计课程设计指导书.北京：

机械工业出版社，2010

[5]刘涛.汽车设计.北京：

北京大学出版社，2008

[6]韩守身.微型轿车的使用与构造图册.北京：

人民邮电出版社，1996

[7]张新智.北京吉普切诺基汽车结构图册.北京：

机械工业出版社，1994

[8]过学迅.汽车设计.北京：

人民交通出版社，2005

[9]刘惟信.汽车设计.北京：

清华大学出版社，2001

[10]杨可桢.机械设计.北京，机械工业出版社，2003

致谢

在本课题的选题及研究过程中得到王成健老师的悉心指导。

多位老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励！

王成健老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却终生受益。

我对王老师的感激之情是无法用言语表达的！

感谢四川汽车职业技术学院！

感谢席忠超老师、马剑老师、张超老师、沙谦老师等对我的教育和培养！

在你们细心指导下我的学习和研究能够顺利地完成，在此，我要向诸位老师深深鞠上一躬！

感谢我的同学李胡杰、吕世成等三年来对我的学习、生活的关心和帮助。

在这里，我的每一滴收获，都凝聚着你们辛勤的汗水，你们的恩德我将永远铭记在心坎里。

最后，我要感谢支持和鼓励我完成学业的父母、同学和朋友！

由于自身知识有限论文上存在疏漏与不足，敬请负责论文评阅、评议的各位老师能不吝赐教，有了改进就有进步，在此表示感谢！