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汽车制动系统毕业设计.doc

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汽车 制动 系统 毕业设计
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中国农业大学学士论文 摘要 I 摘 要 Formula SAE 比赛由 美国 车辆 工程 师学会 (SAE )于1979 年创 立,每 年在 世界 各地 有600余支 大学车 队参 加各 个分 站赛 ,2011 年将 在中 国举 办第 一届中 国大 学生 方程 式赛 车, 本 设计 将针 对 中 国赛程 规定 进行 设计 。 本说明 书主 要介 绍了 大学 生方程 式赛 车制 动的 设计 , 首先介 绍了 汽车 制动 系统 的设计 意义 、 研究现 状以及 设 计目 标。 然后对 制动 系统 进行 方案 论证分 析与 选择 , 主 要包 括制动 器形 式方 案 分析、 制动 驱动 机构 的机 构形式 选择 、液 压分 路系 统的形 式选 择和 液压 制动 主缸的 设计 方案 , 最后确 定方 案采 用简 单人 力液压 制动 双回 路前 后盘 式制动 器。 除此 之外 , 还 根据已 知的 汽车 相 关参数 ,通 过计 算得 到了 制动器 主要 参数 、前 后制 动力矩 分配 系数 、制 动力 矩和制 动力 以及 液 压制动 驱动 机构 相关 参数 。 最后 对制 动性 能进 行了 详细分 析。 关 键字 : 制动 、盘 式制 动 器、液 压 中国农业大学学士论文 Abstract II Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words :braking,braking disc,hydroid pressure 中国农业大学学士论文 目录 III 目 录 摘 要 ........................................................... Ⅰ Abstract .......................................................... Ⅱ 目 录 ............................................................ Ⅲ 第 1 章 绪论 ....................................................... 1 1.1 制动系统设计的意义 .......................................... 1 1.2 制动系统研究现状 ............................................ 1 1.3 本次制动系统应达到的目标 .................................... 1 1.4 大学生方程式赛车制动规则和要求 .............................. 2 1.4.1 制动系统 ——概况 ...................................... 2 1.4.2 制动测试 .............................................. 2 1.4.3 刹车踏板超程开关 ...................................... 2 1.4.4 刹车灯 ................................................ 2 1.5 本次制动系统设计任务 ........................................ 3 第 2 章 制 动系统 方案论 证分 析与选 择 ................................. 4 2.1 制动器形式方案分析 .......................................... 4 2.1.1 鼓式制动器 ............................................ 4 2.1.2 盘式制动器 ............................................ 7 2.2 制动驱动机构的机构形 式选择 .................................. 8 2.2.1 简单制动系 ............................................ 8 2.2.2 动力制动系 ............................................ 8 2.2.3 伺服制动系 ............................................ 9 2.3 液压分路系统的形式的选择 ................................... 10 2.4 液压制动主缸的设计方案 ..................................... 11 第 3 章 制 动系统 设计计 算 .......................................... 12 3.1 制动系统主要参数数值 ....................................... 12 3.1.1 相关主要参数 ......................................... 12 3.1.2 同步附着系数的分析 ................................... 13 3.1.3 地面对前、后轮的法向反作用力 ......................... 13 3.2 制动器有关计算 ............................................. 14 3.2.1 确定前后制动力矩分配系数 ? ........................... 14 3.2.2 制动器制动力矩的确定 ................................. 14 3.2.3 盘式制动器主要参数确定 ............................... 14 3.2.4 盘式制动器的制动力计算 ............................... 16 3.3 制动器主要零部件的结构设计 ................................. 17 第 4 章 液 压制动 驱动机 构的 设计计 算 ................................ 19 4.1 前轮制动轮缸直径 d 的确定 ................................... 19 4.2 制动主缸直径 0 d 的确定 ...................................... 19 中国农业大学学士论文 目录 IV 4.3 制动踏板力 p F 和制动踏板工作行程 p S .......................... 20 第 5 章 制 动性能 分析 .............................................. 22 5.1 制动性能评价指标 ........................................... 22 5.2 制动效能 ................................................... 22 5.3 制动效能的恒定性 ........................................... 22 5.4 制动时汽车方向的稳定性 ..................................... 22 5.5 制动器制动力分配曲线分析 ................................... 23 5.6 制动减速度 j 和制动距离S .................................... 24 5.7 摩擦衬块的磨损特性计算 ..................................... 24 参 考文 献 .......................................................... 27 致 谢 ........................................................... 28 附录 .............................................................. 29 中国农业大学学士论文 第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪论 1.1 制动系统设 计的 意义 汽车 是现 代交 通工 具 中用得 最多 、 最普 遍、 也 是运用 得最 方便 的交 通工 具。 汽车 制动 系统 是汽车 底盘 上的 一个 重要 系统, 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,是 汽车 上最 重要 的安 全件。 汽车 的制 动性 能直 接影响 汽车 的行 驶 安全性 。随 着公 路业 的迅 速发展 和车 流密 度的 日益 增大, 人们 对安 全性 、可 靠性的 要求 越来 越 高,为 保证 人身 和车 辆安 全,必 须为 汽车 配备 十分 可靠的 制动 系统 。本 次毕 业设计 题目 为大 学 生方程 式赛 车制 动系 统设 计。 1.2 制动系统研 究现 状 车 辆 在 形 式 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 步减 小 到 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 从三 个方 面来 对制 动系统 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 :即热 衰退 性; 3 )制 动时 汽车 方向 的 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 有关制 动系 的试 验均 通过 间接测 量来 进行 汽车 在道 路上的 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 动性 能研 究提 供更 全面的 试验 数据 和性 能评 价 。 1.3 本次制动系 统应 达到的目 标 1)具 有良 好的 制动 效能 ; 2)具 有良 好的 制动 效能 稳 定性 ; 3)制 动时 汽车 操纵 稳定 性 好 ; 4)制 动效 能的 热稳 定性 好 ; 中国农业大学学士论文 第 1 章 绪论 2 1.4 大学生方程 式赛 车 制动规 则和要 求 1.4.1 制动系统——概况 赛车 必须 配备 有刹 车 系统。 并且 作用 于所 有四 个车轮 上, 而且 只被 一个 控制器 控制 。 1) 它必 须有 两套 独立 的液 压回路 , 以防 系统 泄漏 或 失效时 , 至少 在两 轮上 还 保持有 有效 的 制动力 。每 个液 压回 路必 须有其 专属 的储 油罐 (可 用独立 储油 罐或 用原 厂的 储油罐 ) 。 2)单 个刹 车作 用时 ,有 限 的滑移 差是 可以 接受 的。 3)刹 车系 统必 须在 以下 的 测试中 ,能 够抱 死所 有四 个轮。 4)线 控制 动是 禁止 的。 5)没 有保 护的 塑料 刹车 线 是禁止 的。 6)刹 车系 统必 须装 有碎 片 护罩, 以防 传动 系失 效或 小碰撞 (引 起的 碎片 破坏 制动系 统) 。 7) 从侧 面看 , 安 装在 赛车 簧上 ( 簧上 质量: 指悬 架 支撑的 质量 ) 部 分上 的刹 车系统 的任 何 部分都 不可 以伸 到车 架或 者承载 式车 身的 下表 面以 下。 ( 新内 容) 1.4.2 制动测试 刹车系 统将 在动 态中 测试 。 并 且必 须能 四轮 抱 死, 并且 不跑 偏, 同时 能 够在由 制动 性能 检 查官员 指定 的加 速赛 尽头 停车。 1.4.3 刹车踏板超程开关 1) 车上 必须 装有 一个 刹车 踏板超 程开 关 。 在 万一 刹 车踏板 超程 引起 刹车 系统 失效时 , 这个 开关必 须能 够被 启动 并停 止发动 机。 该开 关必 须能 够彻底 断绝 点火 ,同 时切 断传给 任何 电动 燃 油泵的 电力 。 2)重 复启 用此 开关 不能 恢 复给这 些部 件的 动力 。并 且它必 须被 设计 成不 能被 车手重 置。 3)开 关只 有被 相似 的部 件 代替才 可, 而不 是通 过依 靠逻辑 程序 控制 器、 发动 机控制 单元 , 或有相 似功 能的 数字 控制 器来替 代。 1.4.4 刹 车灯 1) 赛车 必须 配备 有至 少15w , 或 可以 从后 面看 等效 的 清晰可 见的 红色 刹车 灯 。 如果使 用了 LED ( 发光 二极 管) 灯源 , 它必须 在非 常强 的日 光下 也清晰 可见 。 2) 刹车 灯必 须安 置在 两轮 之间的 中线 并在 垂直 方向 上和车 手的 肩膀 的高 度齐 高, 并 且在 侧 面,接 近赛 车的 中线 。 中国农业大学学士论文 第 1 章 绪论 3 1.5 本次制动系 统设 计任务 1 )学 习大 学生 方程 式赛车 的相 关规 程 2) 根据 整车 基本 参数 对制动 系统 的主 要部 件制 动器进 行设 计计 算, 并选 择合适 的制 动器 部 件。合 理设 计制 动系 统, 满足赛 车相 关要 求 3 )计 算并 得出 赛车 的 I 曲 线和 β线 ,论 证制 动系统 设计 的合 理性 。 4 )设 计过 程中 要考 虑 具有刹 车踏 板超 程开 关、 刹车灯 ,要 求完 成其 控制 电 路设 计。 5 )绘 制制 动系 统装 配 图 6)将 方案 论证 的结 果及 设 计计算 的结 果整 理, 完成 毕业论 文。 中国农业大学学士论文 第 2 章 制动系统 方案论证分析与选择 4 第 2 章 制 动 系统 方 案 论 证 分 析与 选 择 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。 中国农业大学学士论文 第 2 章 制动系统 方案论证分析与选择 5 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 中国农业大学学士论文 第 2 章 制动系统 方案论证分析与选择 6 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 为中国农业大学学士论文 第 2 章 制动系统 方案论证分析与选择 7 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 中国农业大学学士论文 第 2 章 制动系统 方案论证分析与选择 8 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, 而中国农业大学学士论文 第 2 章 制动系统 方案论证分析与选择 9 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。 2.2.3 伺服制动系 伺服制 动系 是在 人力 液压 制动系 的基 础上 加设 一套 除其他 能源 提供 的助 力装 置,使 人力 与 动力可 兼用 ,即 兼用 人力 和发动 机动 力作 为制 动能 源的制 动系 ,在 正常 情况 下,其 输出 工作 压 力主要 由动 力伺 服系 统产 生,而 在动 力伺 服系 统失 效时, 仍可 全由 人力 驱动 液压系 统产 生一 定 程度的 制动 力。 因此 ,在 中级以 上的 轿车 及轻 、中 型客、 货汽 车上 得到 了广 泛的应 用。 按伺服 系统 能源 的不 同, 又有真 空伺 服制 动系 、气 压伺服 制动 系和 液压 伺服 制动系 之分 , 其伺服 能源 分别 为真 空能 (负气 压能 ) 、 气压 能和 液 压能。 根 据赛 规及 经验 要求 ,确定 本次 设计 采用 简单 液压制 动。中国农业大学学士论文 第 2 章 制动系统 方案论证分析与选择 10 2.3 液压分路系 统 的形式的 选择 图 2-1 液压分路系统形式 为了提 高制 动工 作的 可靠 性,应 采用 分路 系统 ,即 全车的 所有 行车 制动 器的 液压或 气压 管 路分为 两个 或更 多的 相互 独立的 回路 ,其 中一 个回 路失效 后, 仍可 利用 其他 完好的 回路 起制 动 作用。 双 轴汽 车的 双回 路制 动系统 有以 下常 见的 物种 分路形 式( 如图2-1 所示) : 1) 一轴对 一轴 (II )型,前轴 制动器 与后 桥制 动器 各用 一个回 路。 2) 交叉型 (X ) ,前 轴的一 侧 车轮制 动器 与后 桥的 对策 车轮制 动器 同属 一个 回路 。 3) 一周半 对半 轴 (HI ) 型 , 两侧前 制动 器的 板书 轮 缸 和全部 后制 动器 轮缸 属于 一个回 路, 其余的 前轮 缸则 属另 一回 路。 4) 半轴一 轮对 半轴 一轮 (LL) 型, 两个 回路 分别 对两 侧 前轮制 动器 的半 数轮 缸和 一个后 轮 制动器 起作 用。 5) 双半轴 对双 半轴 (HH ) 型 ,每个 回路 均只 对每 个前 、后制 动器 的半 数轮 缸起 作用。 II 型管路布 置较 为简 单, 可与传 统的 但轮 岗鼓 式制 动器配 合使 用, 成本 较低 ,目前 在各 类 汽车特 别是 商用 车商 用得 最广泛 。对 于这 种形 式, 若后制 动回 路失 效, 则一 旦前轮 抱死 即极 易 丧失转 弯制 动能 力。 对于 采用前 轮驱 动因 而前 制动 器强于 后制 动器 的乘 用车 ,当前 制动 回路 失 效而单 用后 桥制 动时 , 制 动力将 严重 不足 (小 于正 常情况 下的 一半 ) , 并且, 若后桥 负荷 小于 前 轴负荷
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