双排座轻型货车液压制动器3t资料.docx

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双排座轻型货车液压制动器3t资料

泰山学院

本科毕业设计

双排座轻型货车液压制动器（3t）

所在学院机械与工程学院

专业名称机械设计制造及其自动化

申请学士学位所属学科工学

年级二〇一一级

学生姓名、学号孙玉杰2011170250

指导教师姓名、职称季绍琨副教授

完成日期二〇一三年五月

摘要

随着我国经济的快速发展，建设的高速公路随之增加，使得汽车的车速将越来越高，这就要求制动系统工作时有稳定的可靠性，只有这样才能保证行车的安全。

制动系统中主要部件就是制动器，通过它可以产生阻止车辆运动或运动趋势的力，从而使车辆速度减下来或使汽车保持静止。

因此，本次设计具有实际的意义。

本次设计首先对轻型货车进行相关的分析，然后对制动器的主要尺寸和结构形式，液压缸的相关尺寸做出合理的设计。

此外，在设计的过程中还要尽量做到使其结构简单、工作可靠、成本低，最终使得设计出的制动器符合国家的相关标准。

关键词：

轻型货车制动系统鼓式制动器

ABSTRACT

Withthecontinuousdevelopmentofthehighway,thecarwillbecomemoreandmorehigh-speed,theworkoftheincreasingreliabilityrequirementsofthebrakingsystem,thebrakingsystemisoneofthemostimportantsystemintheautomotive.Thebrakingsystemisreliabletoguaranteedrivingsafety,andthebrakeisusedtopreventthevehiclemotionormovementofthetrendcomponentsofautomobilebrakesystem.Therefore,thishasthepracticalsignificanceofthisdesign.

Thisdesignismainlyontheanalysisoflighttrucks,mainsizeandstructureofthebraketomakereasonabledesign.Anotherfactorhastheadvantagesofsimplestructure,reliablework,lowcosthasbeenconsideredinthedesignatthesametime.Finallymakesthebrakedesignedinaccordancewiththerelevantnationalstandards.

Keywords:

lighttruckbrakesystermdrumbrake

目录

1.引言1

2.货车制动器类型的确定2

2.1货车制动器形式的选择2

2.2鼓式制动器的类型2

2.3盘式制动器的缺点3

2.4制动驱动机构的结构形式3

2.4.1简单制动系3

2.4.2动力制动系3

2.4.3伺服制动系4

3.货车制动系统主要参数的确定4

3.1轻型货车主要设计参数4

3.2制动时汽车受力分析5

3.3同步附着系数的确定6

3.4前后轮制动系数的确定8

3.5制动鼓主要参数的确定8

3.6制动器制动力矩的确定9

3.7制动器制动因数计算9

3.8鼓式制动器零部件的结构设计9

4.液压制动驱动机构的设计计算11

4.1制动轮缸直径的确定11

4.2制动主缸直径的计算12

4.3制动踏板力的确定12

4.4制动踏板工作行程的确定12

5.总结13

参考文献14

致谢15

1.引言

在当下的科技背景下，当今汽车发展的主题是：

经济性、可靠性、安全性，并符合环保要求。

在汽车的发展过程中，出现了速度与安全这一对矛盾，要解决这一矛盾应该从多方面考虑，其中的一个方法就是让汽车保持良好的动性能。

现代汽车制动器是从原始的机械控制装置演化而来的，最原始的制动方法就是驾驶员通过一些简单的机械装置向制动器施加作用力，由于汽车重量小，速度低，故能够满足汽车制动的需要。

但随着汽车自身重量的增加，助力装置对机械制动器来说越来越显得非常重要。

汽车液压制动系统主要的制动部件包括制动踏板机构、真空助力器、制动主缸、制动软管、比例阀、制动器和制动警示灯等。

在制动系统，真空助力器、制动主缸和刹车制动器是最为重要的部分，另外，随着技术的日趋完善出现了汽车防抱死制动系统（ABS）。

本次设计的原理如下图所示：

制动系统的工作原理图

为了使汽车在行驶过程中的速度降下来，驾驶员应踩下制动踏板，通过推杆来带动主缸里面的活塞运动，主缸内的压力油在活塞的作用下流入轮缸，推动轮缸里面两个活塞，从而带动两制动蹄绕支撑销转动。

当制动蹄转动的时候它上端就会向两边张开，使得摩擦片紧紧地压在在制动鼓的内圆面上。

这样的话，制动鼓就会受到来自摩擦片上的摩擦力矩，方向与车轮行驶方向相反。

该力矩通过制动鼓传递到车轮上，在车轮与路面附着的作用下，路面对车轮施加一个向后的反作用力，即制动力。

当松开制动踏板时，制动蹄在复位弹簧的作用下恢复原位，摩擦力矩和制动力消失，制动作用自行终止。

本次设计的大体过程是：

首先查阅一下相关的国标得出汽车刹车到停止的运动距离，进而推算出所需的制动力，并设计出制动器的尺寸，确定出制动缸和制动主缸的直径，最后选择制动器的材料，完成本次设计。

本次设计的优点：

尺寸结构能够满足汽车制动性的要求，可靠性强，制动效能因数比较稳定。

2.货车制动器类型的确定

2.1货车制动器形式的选择

1）制动系按制动能量的传输方式可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。

同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。

本次设计的轻型货车采用的是液压式制动系统。

2）大多数制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。

凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。

摩擦制动器就其摩擦副的结构型式可分为鼓式和盘式两大类。

其区别在于前者的摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其圆柱面为工作表面；后者的摩擦副中的旋转元件为圆盘形制动盘，其端面为工作表面。

本次设计轻型货车制动器为鼓式液压制动器。

2.2鼓式制动器的类型

鼓式制动器有内张型和外束型两种。

前者的制动鼓以内圆为工作表面，应用广泛。

后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，应用较少。

根据制动蹄的不同可以分为领从蹄式制动器。

2.3盘式制动器的缺点

1）效能较低。

2）难以完全防止尘污和锈蚀。

3）兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂。

因此我们选用鼓式制动器。

2.4制动驱动机构的结构形式

制动驱动机构的结构形式按照制动能源类型的不同可以分为简单制动、动力制动和伺服制动。

2.4.1简单制动系

简单制动系即人力制动系，制动能源仅仅是驾驶员的肌体。

按其传动装置的结构形式，人力制动系统有机械式和液压式两种。

机械式结构简单，造价低廉，工作可靠，但机械效率低，传动比小，润滑点多，且难以保证前后轴制动力的正确比例和左右轮制动力的均衡，所以在汽车的行车制动装置中已被淘汰。

但由于这种方式结构简单、价格便宜，常广泛地应用于中，小型汽车的驻车制动器中。

液压制动用于行车制动装置，制动的优点是作用滞后时间短（0.1s～0.3s），工作压力大（可达10MPa～12MPa），缸径尺寸小，可以安装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，从而就减少了非载重质量。

它的缺点是过度受热后会有一部分制动液液化，在管路中形成气泡，严重影响液压油传输，使制动系效能降低，甚至完全失效，液压制动广泛应用在轿车，轻型货车及一部分中型货车上。

2.4.2动力制动系

动力制动系统中，用以进行制动的能量是空气压缩机产生的气压能或由液压泵产生的液压能，而空气压缩机或液压泵则由汽车发动机驱动，所以动力制动系统是以汽车发动机为惟一的制动初始能源的。

但就制动系统的范围而言，可认为制动能源是空气压缩机或液压泵。

动力制动系统中，驾驶员的肌体仅为控制能源，而不是制动能源。

动力制动系统有气压制动系统、气顶液制动系统和全液压动力制动系统。

（1）气压制动系

气压制动系是发展最早的一种动力制动系统，其供能装置和传动装置全部是气压的。

其控制装置大多数是由制动踏板机构和气动阀等气压控制元件组成，也有的在踏板机构和制动阀之间还串联有液压式操纵传动装置。

我国生产的中型以上货车或客车一般都采用了气压制动系统。

（2）气顶液式制动系

气顶液式制动系的供能装置、控制装置与气压制动系的相同，但其传动装置则包括气压式和液压式两部分。

因此，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。

主要用于重型汽车上。

（3）全液压动力制动系

全液压动力制动系中，除制动踏板机构以外，其供能、控制和传动装置全是液压模式的。

它本身除了有液压系统的特点外，相比而言还有制动时反应较快、制动能力较强优势。

但其结构复杂、精密件多，目前应用还不是很广泛。

通常只是应用在一些比较高档轿车上。

2.4.3伺服制动系

伺服制动系通过在人力液压制动系中加上助力装置，使人力与动力并用。

该制动系在轻、中型客、货车以及中级以上的轿车应用的比较广泛。

综上所述，经过比较与分析，本次设计轻型货车采用液压传动。

3.货车制动系统主要参数的确定

3.1轻型货车主要设计参数

整车质量：

空载时，2200kg；满载时，5200kg。

轴距L：

3.6m

轮距B：

1.5m

质心位置：

L1=2.0mL2=1.6m，

重心高度：

hg=0.74m（空载）hg=0.82m（满载）

轮胎规格：

7.0—16

3.2制动时汽车受力分析

对于一般汽车而言，在制动器制动力足够情况下，制动过程可能出现如下三种情况：

1）前面的车轮先抱死（即停止转动）拖滑，而后后面的车轮抱死拖滑。

2）后面的车轮先抱死拖滑，而后前轮抱死拖滑。

3）前面和后面的车轮同时抱死拖滑。

情况1）在刹车的过程中汽车会丧失转向能力而且不能充分的利用附着条件，是稳定工况；

情况2）汽车的后轴可能出现侧滑，附着利用率也较低，是不稳定工况；

情况3）可以避免侧滑，同时当前轮处于最大制动强度的状况下汽车才会失去转向能力，和前两种情况相比，附着条件利用率较好。

图3-1制动时汽车的受力图

图3-1所示为，把图中的汽车所受的各个力分别对前轮和后轮的接地点取矩，整理得地面对前轮和后轮的法向作用力为

（3-1）

在任何附着系数的路面上，想要做到前轮和后轮一块抱死就应该让：

前轮和后轮上所施加的制动力的总和等于路面所提供的附着力，并且前轮和后轮的上的制动力等于地面对其各个轮的附着力，即

（3-2）

由此可得，，便可以作出理想的前后轮制动器制动力分配曲线，简称I曲线。

如下图所示，

3-2理想的前后轮制动器制动力分配曲线——I曲线

3.3同步附着系数的确定

通常情况下，汽车前轮和后轮制动器制动力不能按I曲线的要求来分配。

而是用制动器制动力分配系数来表示,（所谓的制动器制动力分配系数是指前制动器的制动力和总制动器的制动力的比值），即，

（3-3）

式中，为总制动器的制动力，为前制动器的制动力；