轻型客车制动系设计

轻型客车制动系设计
广东广州 244056
摘要：对于轻型客车的制动系统设计，首先制定出制动系统的结构方案，本设计确定采用前盘后鼓式制动器，串联双腔制动主缸，HH型交叉管路布置。

其次计算制动系统的主要设计参数(确定同步附着系数，制动力分配系数，制动器最大制动力矩)，制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。

再次利用计算机辅助设计绘制装配图，布置图和零件图。

最终进行制动力分配编程，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：轻型客车；制动系设计；前盘后鼓式制动器
0引言
汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。

汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。

随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。

也只有制动性能良好，制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。

汽车制动系至少应有行车制动装置和驻车制动装置。

行车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下段坡时保持适当的稳定车速。

驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停住在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。

1认识汽车制动系统
1.1汽车制动系统的组成
1）功能装置：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零件，其中生产制动能量的部分称为制动能源。

2）控制装置：包括产生制动动作和控制动作和效果的各种部件，制动踏板机构即是最简单的一种控制装置。

3）传动装置：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。

4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的力部件，其中包括辅助制动系中的缓速装置。

1.2制动系统工作原理
现用鼓式制动系统来说明制动原理。

下面是简单的制动系统工作原理示意图。

制动系统不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保持有一定的间隙，使车轮与制动鼓可以自由旋转。

要使行驶中的汽车减速，驾驶员应踩下制动踏板1，通过推杆2和主缸活塞3，使主缸内的
油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞7推使两制动蹄绕支承销传动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。

这样，不旋转的制动蹄就对着旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩M，其方向与车轮旋转方向相反。

制动鼓将力矩M传到车轮后，由于车轮与路面间有附着作用，车轮对路面作用一个向前的周缘力F，同时路面也对车轮作用着一个向后的反作用力，即制动力F。

制动力F由车轮经车桥和悬架传给车架及车身，迫使整个汽车产生一定的减速度。

制动力越大，则汽车减速度也越大。

当放开制动踏板时，复位弹簧13即将制动蹄拉回复位，摩擦力矩M和制动力F消失，制动作用即行终止。

1.3汽车制动系统的类型
1）按制动系统的功用分类
（1）行车制动系统；（2）驻车制动系统；(3)第二制动系统；(4)辅助制动系统
2）按制动系统的制动能源分类
（1）人力制动系统；（2）动力制动系统；（3）伺服制动系统
1.4汽车制动系的功用
1）在行车过程中能以适当的减速度使汽车降低到所需值（包括零值）；
2）使汽车在下坡行驶时保持适当的稳定速度；
3）使汽车可靠地在原地（包括在斜坡上）停驻。

2制动系统设计方案
2.1 制动器结构形式方案
目前各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。

鼓式制动器有内张型和外束型两种。

前者的制动鼓以内圆柱面为工作表面，在汽车上应用广泛；后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，目前只有极少数汽车用作驻车制动器。

内张型鼓式制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。

位于制动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠在制动鼓内圆面上，产生摩擦力矩。

盘式制动器的旋转元件是一个垂向安放且以两侧表面为工作表面的制动盘，其固定摩擦元件一般是位于制动盘两侧并带有摩擦片的制动块。

制动时，当制动盘被两侧的制动块夹紧时，摩擦表面便产生作用于制动盘上的摩擦力矩。

2.2 液压制动管路布置方案
为了提高制动驱动机构的工作可靠性，保证行车安全，制动驱动架构至少应有两套独立的系统，即应是双管路制动系统，也就是说应将汽车的全部制动的液压或气压管路分成两个或更多个相互独立的回路，以便当一个回路发生故障失效时，其它完好的回路仍能可靠的工作。

2.3 制动主缸的设计方案
当踩下制动踏板时，踏板传动机构通过推杆推动后腔活塞前移，到皮碗掩盖住旁通孔后，此腔油压升高。

在液压和后腔弹簧力的作用下，推动前腔活塞前移，前腔压力也随之升高。

当继续踩下制动踏板时，前、后腔的液压继续提高，使前、后制动器制动。

撤出踏板力后，制动踏板机构、主缸前、后腔活塞和轮缸活塞在各自的回位弹簧作用下回位，管路中的制动液借其压力推开回油阀留回主缸，于是解除制动。

2.4 制动驱动机构形式方案
1）简单制动系；2）动力制动系；3）伺服制动系
3制动系统主要参数确定
3.1 主要设计参数
1）汽车总质量；2）质心位置；3）质心高度；4）轴距，轮距，轮胎规格
3.2 同步附着系数的确定
3.3 制动器制动力分配系数β的确定
3.4 前后制动器最大制动力矩的确定
3.5 制动器主要参数的确定
1）制动鼓和制动盘直径D的确定； 2）制动器主要参数的确定b和包角θ的确定
3）摩擦衬片起始角的确定； 4）制动器中心到张开力作用线距离e的确定
5）支销中心距2c的确定； 6）制动蹄支销连线至制动器中心值a的确定
参考文献：
[1]齐小杰.制动系统.第一版[M].北京：化学工业出版社,2005
[2]张玉亭.英汉双向汽车词典.第一版[M].上海：上海交通大学出版社，2006
[3]肖永清,杨忠敏.汽车制动系统的使用与维修.第一版[M].北京：中国电力出版社,2004
[4]陈礼璠,顾剑青.现代汽车知识手册.第一版[M].上海：上海科学技术文献出版社,2002
[5]吴宗泽.机械零件设计手册.第一版[M].北京：机械工业出版社,2004
[6]刘惟信.汽车制动系结构分析与设计计算.第一版[M].北京：清华大学出版社,2004
[7]方泳龙.汽车制动理论与设计.第一版[M].北京：国防工业出版社,2005
[8]林宁.汽车设计.第一版[M].北京：机械工业出版社,1999
[9] Rudolf Limpert. Brake Design and Safety (Second Edition)[M] . Warrendale, PA,
USA: SAE, Inc.,1999
[10] James D.Halderman, Chaes D.Mitchell,Jr. Automotive brakes systems[M].New
Jersey:Prentice Hall,Inc.2004
The design of light bus braking system
Abstract: For the design of light bus braking system ,First developed structure of the braking system, the design determined by pre-and post-drum brakes, dual-chamber tandem brake master cylinders, HH-cross-line layout. This was followed by calculation of the main braking system design parameters (attachment coefficient determined simultaneously, the braking force distribution coefficient, the biggest brake brake torque), the main parameters of design and brake hydraulic drive system parameters. Drawing once again use computer-aided design assembly drawing, layout plans and parts. Final braking force distribution of programming, the design of the braking system of indicators to evaluate the analysis. Through this design calculations designed to show that the braking system is reasonable, in line with
standards. To meet its structure is simple, low cost, reliability requirements. Key words：light bus; braking system design; front disc and rear drum brakes。