助力器、制动主缸的设计计算
汽车真空助力器的原理及参数计算
B? 膜片盘
#"? 反馈盘
##? 活塞体
#!? 密封圈
#A? 输入力推杆
#B? 泡沫过滤器 #J? 控制阀卡座
#F? 推杆垫片 !"? 控制阀
#I? 输入力推杆回位弹簧 !#? 空气阀柱
在非工作的状态下，输入力推杆回位弹簧将输 入力推杆推到右边的锁片锁定位置，真空阀处于开
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・设计・计算・研究・
汽车真空助力器的 原理及参数计算
一汽实业北宁汽车制动器厂
赵
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机械制造专业毕业论文--汽车制动器设计
摘要近年来，国内汽车市场发展迅速，而轿车则是汽车未来发展的方向。
然而随着汽车保有量的增加，所带来的一系列安全问题引起人们的注意，而汽车的制动系统则是汽车行驶的一个重要主动安全系统之一。
其性能的好坏直接影响着汽车的行驶安全，因此，高性能制动系统的研究开发，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。
另外，随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短产品研发周期、提高生产效率、降低成本等，提高产品市场竞争力，已成为企业成功的关键。
本说明书是汽车制动系统的设计。
首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类，并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。
最终确定方案采用液压双回路前盘后鼓式制动器。
除此之外，还介绍了前后制动器、制动主缸的设计计算，主要部件的参数选择及制动管路布置形式等的设计过程。
关键字：制动；鼓式制动器；盘式制动器；液压AbstractIn recent years, the domestic automobile market is growing rapidly, and the car is in the direction of the automotive future development. With the increase of car ownership, however, brought about by a series of security issues attract attention, the car's braking system is one of the vehicle driving is an important active safety systems. Whose performance directly affects the safety of car driving, high-performance braking system research and development, provide protection for safe driving we have to solve the problem. In addition, as the auto market competition intensifies, how to shorten the product development cycle, increase productivity, reduce costs, improve market competitiveness has become a key to business success.This manual is car braking system design. First introduced the development of automotive braking systems, structure, classification, and to analyze the structure and the advantages and disadvantages of drum brakes and disc brakes. Finalized program Qianpanhougu brake hydraulic double-loop. In addition, the front and rear brakes, brake master cylinder design calculations, the major components of the parameter selection and arrangement of the brake pipe of the design process.Key words: braking; brake drum; brake disc; hydroid pressure目录第1章绪论 (5)1.1 制动系统设计的意义 (5)1.2 制动系统研究现状 (5)1.3 本次制动系统应达到的目标 (6)1.4 本次制动系统设计要求 (6)第2章制动系统方案论证分析与选择 (7)2.1 制动器形式方案分析 (7)2.1.1 鼓式制动器 (7)2.1.2 盘式制动器 (10)2.2 制动驱动机构的结构形式选择 (11)2.2.1 简单制动系 (11)2.2.2 动力制动系 (12)2.2.3 伺服制动系 (14)2.3 液压分路系统的形式的选择 (14)2.3.1 II型回路 (15)2.3.2 X型回路 (15)2.3.3 其他类型回路 (15)2.4 液压制动主缸的设计方案 (16)第3章制动系统设计计算 (18)3.1 制动系统主要参数数值 (18)3.1.1 相关主要技术参数 (18)3.1.2 同步附着系数的分析 (19)3.2 制动器有关计算 (20)3.2.1 确定前后轴制动力矩分配系数β (20)3.2.2 制动器制动力矩的确定 (20)3.2.3 后轮制动器的结构参数与摩擦系数的选取 (21)3.2.4 前轮盘式制动器主要参数确定 (22)3.3 制动器制动因数计算 (23)3.3.1 前轮盘式制动效能因数 (23)3.3.2 后轮鼓式制动器效能因数 (23)3.4 制动器主要零部件的结构设计 (24)第4章液压制动驱动机构的设计计算 (28)4.1 后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算 (28)4.2 前轮盘式制动器液压驱动机构计算 (29)4.3 制动主缸与工作容积设计计算 (30)4.4 制动踏板力与踏板行程 (31)4.4.1 制动踏板力F (31)p4.4.2 制动踏板工作行程 (32)第5章制动性能分析 (33)5.1 制动性能评价指标 (33)5.2 制动效能 (33)5.3 制动效能的恒定性 (33)5.4 制动时汽车的方向稳定性 (33)5.5 制动器制动力分配曲线分析 (34)5.6 制动距离S (36)5.7 摩擦衬片（衬块）的磨损特性计算 (36)5.8 驻车制动计算 (39)第6章总论 (40)参考文献 (41)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，也是最方便的交通运输工具。
汽车制动主缸助力器总成工作原理研究
仪表仪器设备2019年第3期中国机械MACHINE CHINA汽车制动主缸助力器总成工作原理研究唐钊荣（广汽乘用车有限公司 广东 广州 511434）1 汽车制动主缸助力器总成概述制动主缸助力器总成主要由两部分组成，一是制动主缸，二是真空助力器，两者通常装配在一起，是汽车发动机舱核心动力组成部分。
司机在行驶汽车制动操作时，会在制动踏板总成上施加一定的踩踏力，制动主缸助力器总成通过将这种踩踏力经真空助力后，作用于制动主缸制动液上，从而成功形成一种汽车制动力，使汽车得以制动行驶。
通常，汽车的制动系统都是双回路制动系统，该系统的液压软管布置方式比较特殊，属于交叉对角线布线方式，在这种布置方式下，能够使两边制动处于独立状态，可有效提升汽车制动的稳定性。
具体体现为：当一边制动回路出现故障问题时，得益于这种布置方式，另一边制动回路仍能够正常运转，从而确保汽车在发生制动故障后，仍能够保持50％的制动效率，从而使汽车制动稳定性大大增强。
2 制动主缸工作原理汽车制动的“动力源泉”便是来自制动主缸总成，它能够通过助力器放大司机踩踏脚力，并将其进一步转化为液压动力，该动力通过作用于汽车的制动管路驱动分泵，从而产生相应的制动力驱动汽车车轮前行。
随着汽车设计生产技术的发展，汽车制动主缸总成也在不断“升级换代”，在结构组成方面，从最早的单腔结构，一直发展到双腔串列结构。
如今单腔结构的制动主缸总成已经被基本淘汰，双腔串列结构的制动主缸总成在当下汽车制动系统有着广泛的应用，从而能够更好地满足当下日益复杂的制动需求。
如今汽车制动主缸总成结构更加丰富，比如常见的有补偿孔式、中心阀式和柱塞式等结构。
以下是对这些结构及工作原理的详细介绍分析：2.1 柱塞式制动主缸柱塞式制动主缸属于一种相对较新的制动结构，近两年被广泛应用于汽车生产中。
相较于传统的主缸结构，柱塞式制动主缸缩短了整体长度，节省了发动机舱空间，并且有着更大的行程，皮碗不再随着活塞运动，而是被直接固定在缸体槽内，从而更加适用于汽车辅助制动系统应用要求，有效提升了制动主缸的耐久性。
关于真空助力器工作原理简介讲解
• 方式一：打开发动机，运行1～2分钟后关闭，然后分三次踩踏板。
正常工作的真空助力器踩第一脚时，由于真空助力器存在足够真空， 其踏板行程正常；第二脚，由于助力器内已损失一些真空，所以踏板 行程会减小很多；待踏第三脚时，真空助力器内真空已很少，所以踏 板行程也很少，再踏下去就踏不动了。以上即所谓“一脚比一脚高” 。这证明助力器无漏气，工作正常。如果每一脚踏板行程都很小，且 行程都不变，即所谓的“脚特别硬”，则说明助力器漏气失效。漏气 严重的，可听到漏气声音。对于漏气的助力器需予以更换。
–踏板力 FP = F1 / i = 344.5N < 500N
真空助力器工作原理
一、制动系统概述
常规制动系统主要由两部分组成：
Actuation （真空助力器带制动主缸总成） Foundation（盘式制动器总成 & 鼓式制动器总成）
• 制动系统按作用可分为：
– 行车制动系统 – 驻车制动系统
• 我们公司SUV的制动系统是液压式制动系统
真空助力器工作原理
三、真空助力器结构与工作原理 • 真空助力器工作过程（3）
内外腔气室隔开
空气阀门B关闭
外界空气
平衡状态
真空助力器工作原理
• 果制动踏板力保持不变，在经由反馈板传递的主缸向后的反作用力和膜 片 + 膜板 + 活塞外壳 + 阀碗 + 支撑弹簧 + 阀圈向前运动趋势的共同 作用下，空气阀口B封闭，达到平衡状态。此时，任何踏板力的增长都将 破坏这种平衡，使空气阀口B重新开启，大气的进入将进一步导致后腔原 有真空度的降低，加大前后腔压差。
真空助力器工作原理
• 补偿孔式主缸工作两个回位弹 簧的作用下，活塞迅速 回退，这时在压力腔容 易形成真空。为了消除 真空，必须让供油腔内 的制动液快速地补充到 压力腔。这时通过活塞 上的过油孔制动液由供 油腔进入到压力腔，使 制动回路压力降低。
制动主缸设计计算
特点： 1、结构简 单； 2、工作时 主皮碗每次都 必须经过补偿 孔，会减少主 皮碗的使用寿 命。
2018年8月16日 7
中心阀式双腔制动主缸
1）工作原理 ABS对制动器压力通常以每秒钟15次的频率进行调节。通过调节制动器的压力变化， 保持轮胎与路面之间的摩擦力，实现可控制的停车。装有ABS的车辆的制动踏板与传统制 动系统的踏板有不同感觉。在ABS起作用时，踏板快速脉动而呈现出对脚的持续不断冲击， 直至停车或ABS关闭为止。这种脉动是对制动器调节压力的反映，不同车型的ABS，其脉动 的强弱是不同的，这是由于在压力调节装置内采用了阻尼阀的缘故。 2）耐高压 由于ABS系统中液压泵的作用，使制动系统的制动液压发生波动，正是这种作用使制 动主缸内的液压产生波动，且活塞同时发生相对移动，其液压的变化频率可达每秒15次左 右，液压可达20Mpa高压，对于补偿孔式主缸，当活塞相对缸体移动时，由于高压的作用， 在补偿孔和回油孔处就会发生密封皮碗的过度磨损或切削现象，这样就会造成制动主缸失 效，从而造成制动失效， 3）装配有ABS/ESP的车辆，制动系统中应采用中心阀式制动主缸，克服了以上不足，从而 提高了制动系统的安全可靠性，所以在ABS系统中不应配用补偿孔式主缸。 4）结构复杂，成本高，可靠性较补偿孔式要高。
产品设计
制动主缸 贮液罐
2018年8月16日 1
助力器、制动主缸的设计
Байду номын сангаас
设计条件 1、整车参数已确定 2、制动系统参数中的制动器参数、踏板参数已确定。 3、制动系统的工作压力已确定 设计依据：GB12676、GB7258 已知条件： 1、标准规定：踏板力： 踏板行程：设计2≺120mm，要求≺150mm 无真空时的踏板力： 2、制动分泵的直径和行程 3、制动踏板的踏板比： 4、发动机提供的真空度： 计算方法 1、由分泵的直径和行程、标准规定的踏板行程，确定制动主缸的缸径和行程 2、由工作压力、制动主缸直径、踏板力，确定真空助力器的有效作用面积： 3、确定真空助力器采用的形式、选择产品结构。 4、对于有补偿孔的串联制动主缸，轮制动器的排量应足够，以保证在压力小于1MPa情 况下,第一活塞上的主皮碗能完全移过补偿孔。 复核 细化计算，确定产品的结构、性能参数。
毕业设计制动系设计计算说明书
2.4.2 制动原理和工作过程
图 2-2
要使行使中的汽车减速，驾驶员应踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞，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推动两制动蹄绕支撑销转动，上端 向两边分开而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旋转的制 动鼓作用一个摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将该力矩传到车轮后，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，同时路面也对车轮作 用一个向后的反作用力，即制动力。制动力由车轮经车桥和悬架传给车架和车身，迫使 整个汽车产生一定的减速度。制动力越大，制动减速度越大。当放开制动踏板时，复位 弹簧即将制动蹄拉回复位，摩擦力矩和制动力消失，制动作用即行终止。
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6
3 制动系主要参数确定
3.1 CS1028 皮卡车型的基本参数
空 汽车质量 前 轴荷分配 质心高度 轴 距 后 轴 轴
载
满
载
1625kg 850kg 775kg 0.52m 2.7m 0.37m
2325kg 920kg 1405kg 0.57m
Ff 1 Ff
0.565
空载条件： Ff 1 8630.3 N
Ff 2 4109.7 N
Ff 1 Ff
0.677
前、后制动器制动力分配的比例影响到汽车制动时方向稳定性和附着条件利用程 度。要确定 值首先就要选取同步附着系数 0 。一般来说，我们总是希望前轮先抱死 （ 0 ） 。 根据有关文献推荐以及我国道路条件， 车速不高， 所以本车型选取 0 0.6 。 为保证汽车制动时的方向稳定性和有足够的附着系数利用率，ECE 的制动法规规 定，在各种载荷条件下，轿车在 0.15 q 0.8，其他汽车在 0.15 q 0.3 的范围内，前 轮应先抱死；在车轮尚未抱死的情况下，在Байду номын сангаас0.15 0.8 的范围内，必须满足 q 0.1 0.85( 0.2)
汽车制动系统计算
后
b.
F1
Gb L hg
jd1 max
F1 m
g b L hg
前
F 2
Ga L hg
j d 2 max
F 2 m
g a L hg
制
S
1 3.6
(t1
t2 ) v 2
v2 25.92 jmax
根
a
2
b
L
g g
0 .8
各个设计方案均能满足法规对行车制动性能的要求，同时也满足设计要求。 4 ） 助施力器失效时，制动力完全由人力操纵踏板产生，最大踏板力要求：N1类车700N。 加
△g2—鼓式制动器的蹄、鼓间隙
△g3—鼓式制动器摩擦衬片的厚度公差
（3）储油壶总容量Vmax
空载同步附着系数
0
车满载同步附着系数
' 0
型
标杆
方案
P201-NAM-SD-DP-G3-2
选配方案（四轮盘式）
Fif
Fir
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制动系统方案设计计算说明书
P201-NAM-SD-DP-G3-2
通 过 1、在空载状态下，地面附着系数为0.8，标杆管路压力达到6MPa，管路压力达到5MPa，选 配方案管路压力达到5MPa，制动器发生抱死，此时后轴早于前轴抱死，这时整车稳定性非常差 。需要ABS进行调节。
n1、n2—前、后制动器单侧油缸数目（仅对盘式制动器而言）
Kv—考虑软管膨胀时的主缸容积系数，汽车设计推荐：轿车 =1.1，货车 =1.3
其中 要根据制动器的类型、参考同类车型确定，对鼓式制动器：汽车设计推荐δ=2-2.5mm；汽车工 程手册推荐3.5-5.5（考虑软管膨胀量及磨损间隙不能自调的影响），公司目前车型均可实现间隙
真空助力器结构详解及工作原理分析
真空助力器总成一、工作原理1非工作状态（装配状态）在阀杆回动簧的作用下，阀杆和空气阀座处于右极限位置，橡胶阀部件被阀门弹簧压紧在空气阀座上，从而空气阀口关闭，真空阀口打开，此时前、后气室相通，并于大气隔绝。
在发动机工作时，前后两气室的气压相同，即具有相同的真空度。
2工作状态踏动踏板时，踏板力经杠杆放大（踏板比），作用于真空助力器的阀杆上，并压缩阀杆回动簧，推动空气阀座向前移动，经过反馈盘和主缸推杆传递，使制动主缸的第一活塞移动，产生液压，制动轮缸产生张开力，推动制动蹄片产生制动力。
与此同时，橡胶阀部件在阀杆簧的作用下，随同空气阀座一起移动，关闭真空阀口，使前后气室隔开，即后气室与真空源断开。
（这是一瞬间过程）随着阀杆的继续移动，空气阀座与橡胶阀部件脱离，空气阀口打开，外界空气经泡沫滤芯、橡胶阀部件的内孔和大气阀口进入后气室，这样前后两气室产生气压差，这个气压差在助力器的膜片、助力盘、阀体上产生作用力，除一小部分用来平衡弹簧抗力和系统阻力外，大部分经阀体作用在反馈盘上，并传递到制动主缸。
在这个过程中，真空阀口始终处于关闭状态。
在踏动踏板的过程中，阀杆向前移动，空气经打开的空气阀口，不断地进入后气室，阀体不断地向前移动。
当踏板停留在某一位置时，阀体则移动到空气阀口关闭的位置，此时空气阀口和真空阀口均处于关闭状态，助力器处于一平衡状态，即阀杆的输入力、2224D A π=2334D A π=2114D A π=SP F Fo F +=P A A P A A F S •−+Δ•−=)()(2331前后气室产生的伺服力和主缸液压产生的作用力（助力器的输出力的反作用力）三者之间保持平衡。
当前后气室的气压差达到最大，即后气室的气压完全为大气气压时，则真空助力器达到最大助力点，此后，输入力的变化与输出力的变化相等，即没有伺服力的增加。
3 释放释放制动踏板，阀杆回动簧立即将阀杆和空气阀座推回，使空气阀口关闭，真空阀品开启，阀体在回位簧的作用下，回到初始位置，助力器回到非工作状态。
汽车制动真空助力器带制动主缸总成的轻量化设计
【 主题词 】 轻量化
真空助力器
汽车
１ ２ 汽 车真 空助 力器 带 制 动 主缸 总成 的主 要 构 ．
０ 引言
汽车 的轻 量 化是 指 在保 证 汽车 的强 度 和安 全
成
汽 车真 空 助力 器带 制 动 主缸 总成 根据 结构 不 同， 由 ４ ６ 约 ０～ ０个 不 同零 件 组成 （ 图 １ 。其 中 见 ） 助力 器 的前后 壳体 和制 动 主 缸缸 体 的重 量 约 占整
计 方 法
汽 车真空 助 力 器 的轻 量 化 设 计 ， 不 是 等 同 绝
换 为制 动液 压 ， 动基 础 制 动部 件 ， 现整 车 的制 驱 实
动。
收稿 日期 ： ０ ０—０ ２１ ９—２ ５
・
４ ・ ６
上海汽车
２ １ ．２ ０ ０ １
于减轻 材料 ， 是 在 保 证 产 品性 能 和 整 车 安 全 性 它 能 的前 提下 ， 充分 利用 最 新设 计 技 术 ， 材料 以及 新 最先进 的分 析手段 和 试验 技 术 对 现有 产 品 的优 化
化， 可大 幅度减 薄前 后 壳体 的 材 料厚 度 ， 而 降低 从
产 品重量 。
塑 料 成 型容 易 ， 可使 形 状 复 杂 的部 件 加 工 简 单 化 ； 料 制 品 的弹 性 变形 特 性 能 吸 收 大 量 的 碰 塑 撞 能 量 ， 撞 击 有 较 大 的 缓 冲作 用 ， 有 吸 收 和 对 具
２ ２ 采用 新材料 进行 产 品的轻 量化 设计 ． 采用轻量化材 料是另 一个 主要 方 法 ， 要是 采 主
衰减振动和噪声 的能力 ； 料 的耐腐蚀 性强 ， 塑 其
抗 腐 蚀 能 力 远 大 于 钢 板 ， 必 另 外 进 行 防 腐 处 不 理 ； 过 添 加 不 同 的填 料 、 塑 剂 和 硬 化 剂 可 制 通 增 出所 需 性 能 的塑 料 ， 以满 足 汽 车 上 不 同部 件 的 可
真空助力器计算
Dm = 0.0254; %制动主缸内径，单位m
pm = F02/(0.25*pi*Dm*Dm); %pm为制动主缸的输出压力，Pa
ip = 5; %制动踏板机构传动比
Fu = Tf/r; %制动器制动力
ita_p = 0.9; %制动踏板机构及制动主缸的机械效率
Fp = 0.25*pi*pm*Dm*Dm/(ip*is*ita_p); %最大制动力点前踏板制动力，单位N
Fp2 = (0.25*pi*pm*Dm*Dm-(is-1)*F01)/(ip*ita_p); %最大制动力点后制动踏板力，单位N
d = 0.044; %轮缸直径，单位m
P = 0.25*pi*pm*d*d; %制动轮缸对制动块施加因数
R = 0.098 %制动器制动力作用半径，单位m
Tf = 2*f*P*R; %制动器制动力矩，单位Nm
r = 0.3419; %车轮滚动半径，单位m
D = 0.1947; %伺服膜片有效直径，单位m
d1 = 0.02527; %d1橡胶反作用盘直径，单位m
d2 = 0.0123; %d2滑柱直径，单位m
is = (d1/d2)^2; %is为助力比，4.22
p = 70000; %p为真空助力器常压腔的真空度，单位Pa
F01 = 0.25*pi*2*D*D*p/(is-1); %F01和F02分别为与最大助力点对应的输入力与输出力，单位N
制动系统设计计算报告材料
目录1 系统概述 (1)1.1 系统设计说明 (1)1.2 系统结构及组成 (1)1.3 系统设计原理及规范 (2)2 输入条件 (2)2.1 整车基本参数 (2)2.2 制动器参数 (3)2.3 制动踏板及传动装置参数 (3)2.4 驻车手柄参数 (4)3 系统计算及验证 (4)3.1 理想制动力分配与实际制动力分配 (4)3.2 附着系数、制动强度及附着系数利用率 (7)3.3 管路压强计算 (9)3.4 制动效能计算 (11)3.5 制动踏板及传动装置校核 (14)3.6 驻车制动计算 (17)3.7 衬片磨损特性计算 (19)4 总结 (19)5 制动踏板与地毯距离 (21)参考文献 (21)1 系统概述1.1 系统设计说明只有制动性能良好、制动系统工作可靠的汽车才能充分发挥其动力性能。
因此，在整车新产品开发设计中制动系统的匹配计算尤为重要。
LF7133是在标杆车的基础上设计开发的一款全新车型，其制动系统是在标杆车制动系统为依托的前提下进行设计开发。
根据项目要求，需要对制动系统各参数进行计算与校核，以确保制动系统的正常使用，使系统中各零部件之间参数匹配合理，并且确保其满足国家相关法律法规的要求。
1.2 系统结构及组成经双方确认的设计依据和要求，LF7133制动系统采用同国内外大量A级三厢轿车一致的液压制动系统。
制动系统包含以下装置：行车制动系统：根据车辆配置选择前后盘式或前盘后鼓制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，管路布置采用相互独立的X型双管路系统；驻车制动系统：为机械式手动后鼓式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构；应急制动系统：行车制动系统具有应急特性，应保证在行车制动只有一处管路失效的情况下，满足应急制动性能要求。
LF7133制动系统主要由如下部件组成。
结构简图如图1所示：图1 制动系统结构简图1. 真空助力器带制动主缸总成2.制动踏板3.车轮4.轮速传感器5. 制动管路6. 制动轮缸7.ABS控制器1.3 系统设计原理及规范本计算报告根据总布置提供的整车参数、制动器与总泵及真空助力器厂家提供的数据、制动踏板、驻车操纵机构选型进行匹配计算，校核前/后制动力、制动效能、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角等，用以验证制动系统设计的合理性。
真空助力器带制动主缸总成技术条件
真空助力器带制动主缸总成技术条件
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试验方法
6.1 在没有特别指定情况下，试验都按自然环境状态下进行。在有特殊要求时，对 于真空助力器带制动主缸总成的诸项试验的真空度，可由供需双方商定。 6.2 基本性能试验 基本性能试验按QC/T307和QC/T311的规定进行试验。 6.3 可靠性试验 可靠性试验按QC/T307和QC/T311的规定进行试验。 7 检验规则 7.1 出厂产品应逐件进行密封性试验和输入-输出特性试验，并符合密封性和输入输出特性的要求。 7.2 7.3 8 8.1 8.2 8.3 按图纸对产品进行抽验。 抽验产品质量时，应按GB2828的规定。 标志、包装 每件产品应在醒目的部位标出产品型号，制造厂名称或厂标及出厂年月。 产品出厂应带合格证。 制动主缸接口应封堵，以防尘屑进入。
底 图 总 号 签 日 字 期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期
真空助力器带制动主缸总成技术条件
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4.9 液压制动主缸排量 液压制动主缸各制动腔的实际排量与设计排量的误差不超过±10%。 4.10压差性能 缓加压压差试验时，液压制动主缸两制动腔的压力差应不大于0.3MPa； 急加压压差试验时，液压制动主缸两制动腔的压力差应不大于0.8MPa。 4.11清洁度 液压制动主缸内表面的杂质总量应不大于10mg。 5 可靠性性能要求 5.1 振动耐久性 真空助力器带制动主缸总成经过振动耐久试验后，应满足以下要求： a） 真空助力器与液压制动主缸的连接部位不应出现松动现象，产品应无影响功能 的变形和损坏； b） 真空助力器带制动主缸总成经过振动耐久试验后，应满足4的要求； c） 在试验过程中，储液灌与液压制动主缸的连接部位不应泄漏，不应有制动液从 储液灌中溢出。 5.2 静强度 真空助力器带制动主缸总成经过静强度试验后，应满足以下要求： a） 真空助力器的永久变形应不大于0.4mm，弹性变形应不大于1.8mm； b） 真空助力器带制动主缸总成经过振动耐久试验后，应满足4的要求。 5.3 工作耐久性 真空助力器带制动主缸总成工作耐久性试验包括：低温耐久性、常温耐久性、 高温耐久性试验，经过工作耐久性试验后，应满足以下要求： a） 真空助力器与液压制动主缸的连接部位不应出现松动现象，产品应无影响功能 的变形和损坏； b） 真空助力器带制动主缸总成经过振动耐久试验后，应满足4的要求； c） 在试验过程中，储液灌与液压制动主缸的连接部位不应泄漏，不应有制动液从 储液灌中溢出。 5.4 耐腐蚀性 真空助力器带制动主缸总成经过耐腐蚀试验后，应满足以下要求： a） 真空助力器带制动主缸总成各部件动作应灵活、无卡滞、异响现象； b） 真空助力器带制动主缸总成漆膜外表面在100cm2范围内，不应出现直径大于2mm 的腐蚀点，不得产生膨胀，剥落以及涂膜软化等现象；
汽车制动系统计算
汽车制动系统计算汽车制动系统是汽车安全性能的重要组成部分，其作用是将动能转化为热能，从而实现汽车减速或停止的功能。
制动系统的设计要求一方面要有足够的制动力，能够确保在各种路况下车辆能够及时有效地停止或减速；另一方面，还要保证驾驶员操控制动系统的舒适性，即制动过程的稳定性和可靠性。
常见的汽车制动系统包括机械制动系统和液压制动系统。
机械制动系统主要包括手刹和鼓刹，其结构简单、可靠性高，但制动力较小，适用于较小的车辆。
液压制动系统则采用助力作用和受力均衡原理，使制动效果更理想。
液压制动系统主要由制动踏板、主缸、助力器、制动盘或制动鼓、制动片或制动鞋等组成。
制动系统的计算主要是针对制动力和制动距离进行的。
制动力计算是为了确保制动系统能够提供足够的制动力，使车辆能够在规定的路况下减速或停止。
制动力计算涉及到多个因素，包括车辆的质量、制动系数、路面状况等。
车辆的质量是制动力计算的前提条件，其决定了车辆在制动过程中需要消耗多少能量才能停止。
制动系数是制动力计算的核心，它是指制动器与车轮接触面之间的摩擦力与垂直加速度之比。
制动系数的大小受到多个因素的影响，包括制动器与车轮间的垂直压力、制动面积、制动器与车轮的摩擦系数等。
路面状况也会对制动系数的大小产生影响，例如湿滑路面时制动系数会明显降低。
制动距离计算是为了评估制动系统的性能，即车辆在制动过程中需要多长的距离才能停止。
制动距离的计算同样涉及到车辆的质量、制动系数、道路状况等因素。
制动距离的计算可以根据牛顿第二定律和运动学公式来进行，其中制动时间、制动段速度和制动段长度等参数需要进行实际测量或估算。
为了确保汽车制动系统的安全性和可靠性，制动力和制动距离的计算结果可以作为制动系统设计和制造的依据。
制动力应该保证在各种路况下都能够满足要求，并且具有一定的安全余量。
制动距离的计算结果可以与制动距离标准进行比较，以评估制动系统的性能是否合格。
总之，汽车制动系统的计算是保证汽车行驶安全的重要环节。
盘式制动器制动力矩计算
盘式制动器制动力矩计算盘式制动器是一种常见的制动装置，广泛应用于汽车、机械设备等领域。
在制动系统中，盘式制动器通过制动盘和制动夹钳来实现制动力矩的传递和转换。
制动力矩的计算是盘式制动器设计和性能评估的重要内容之一、本文将介绍盘式制动器的结构、工作原理，以及制动力矩的计算方法。
一、盘式制动器结构和工作原理1.制动盘：制动盘是盘式制动器的核心部件，一般由铸铁或复合材料制成。
它通过轮毂连接到车轮上，并固定在车轮轴上。
制动盘的外侧是制动摩擦面，用于与制动器产生摩擦力，从而实现制动效果。
2.制动夹钳：制动夹钳是盘式制动器的执行部件，一般由活塞、活塞密封圈、制动摩擦垫等组成。
当制动系统施加制动力时，制动器操纵系统通过液压或机械传递力量，使制动夹钳中的活塞向制动盘中心运动，将制动摩擦垫压紧在制动盘上，从而产生制动力矩。
3.制动器操纵系统：制动器操纵系统负责传递外界输入的制动信号，并将其转化为制动力矩。
制动器操纵系统一般由制动踏板、制动管路、主缸、助力器等组成。
当驾驶员踩下制动踏板时，制动器操纵系统通过压力转换装置将制动信号传递给制动夹钳，使其产生制动力矩。
盘式制动器的工作原理如下：当驾驶员踩下制动踏板时，制动器操纵系统通过制动管路向制动夹钳供压力。
活塞受到压力作用向制动盘中心方向运动，带动制动摩擦垫与制动盘接触，产生摩擦力。
制动力矩的大小取决于制动夹钳的结构设计、制动摩擦垫的材料特性以及外界因素等。
二、制动力矩计算方法制动力矩是指制动盘上受到的摩擦力矩，通常用转矩单位表示（例如牛顿·米）。
制动力矩的计算方法主要有两种：基于能量平衡法和基于摩擦力计算法。
1.基于能量平衡法：根据能量平衡原理，制动力矩可以通过车辆的动能变化来计算。
制动力矩等于车辆的动能损失。
具体计算公式如下：T=F×R其中，T为制动力矩，F为制动力（由制动夹钳产生的摩擦力），R为制动盘半径。
2.基于摩擦力计算法：制动力矩也可以通过计算制动夹钳产生的摩擦力矩来确定。
真空助力器计算程序
膜片直径活塞柄部直径反馈盘直径空气阀座直径主缸推杆柄部直径膜片回位弹簧力P D D 4D 3D 2D 1F 16.671038.52512.59.5124计算真空度伺服比助力比助力面积膜片伺服力有效伺服力有效输入力6.77 3.04.0506.03425.63346.61115.5计算真空度伺服比助力比助力面积膜片伺服力有效伺服力有效输入力6.673375.03296.0599.36.603339.63260.6592.86.503289.03210.0583.65.52783.02704.0491.652530.02451.0445.64.52277.02198.0399.642024.01945.0353.631518.01439.0261.62.51265.01186.0215.6计算真空度伺服比助力比助力面积膜片伺服力有效伺服力有效输入力6.673375.03296.01098.76.603339.63260.61086.96.503289.03210.01070.05.52783.02704.0901.352530.02451.0817.04.52277.02198.0732.742024.01945.0648.331518.01439.0479.72.51265.01186.0395.3真空度始动力拐点输入力拐点后输入力跳跃值拐点输出力拐点后输出力特性曲线计算结果-Lmin理论真空度（N/cm ²）5.53.06.54.0506.0506.0真空助力器理论计计算公式参数输理论计算结果-不考虑特性曲线计算结果-Lmax3(+(0013321::01231F p A A p A A p pF p A A A p =+--单膜片真空助力器的力平衡方程:F ））-F F 助力器输出力；作用于控制推杆的输入力；D ：前后腔的气压差；：膜片的有效总面积；：主缸推杆柄部面积；：助力器活塞柄部面积；：前腔的真空度；F ：回位弹簧（膜片）的作用力；3(+(+(0013014321::01231F p A A p A A p A A p pF p A A A p =+---F ）））-F F 助力器输出力；作用于控制推杆的输入力；D ：前后腔的气压差；：膜片的有效总面积；：主缸推杆柄部面积；：助力器活塞柄部面积；A4:联接滑套截面积（双膜片）；：前腔的真空度；F ：回位弹簧（膜片）的作用力；推杆回位弹簧力始动力min始动力max跳跃值效率最大效率最小主缸直径F 2F a1F a2F pD ηmax ηmin d 45501102000.950.8523.81实际输入力输出力始动力min膜片回位弹簧力跳跃值主缸压力min 主缸压力max1160.54239.049.374.0197.00.49.52实际输入力输出力始动力min膜片回位弹簧力跳跃值主缸压力min 主缸压力max607.63700.50.88.31601.23660.80.88.22592.03603.90.88.09500.03035.80.8 6.82454.02751.80.8 6.18408.02467.70.8 5.54362.02183.70.8 4.90270.01615.60.8 3.63224.01331.60.8 2.99实际输入力输出力始动力min膜片回位弹簧力跳跃值主缸压力min 主缸压力max1198.73735.50.08.391186.93695.30.08.301170.03638.00.08.171001.33064.50.0 6.88917.02777.80.0 6.24832.72491.10.0 5.59748.32204.30.0 4.95579.71630.90.0 3.66495.31344.10.0 3.02-Lmin-考虑跳跃值65.0100.072.972.9350.00.0理论计算程序公式参数输入不考虑跳跃值-Lmax-考虑跳跃值。
制动系统设计与计算
从上述计 算和图表 中可以看 到，该车 的制动器 附着系数 利用曲线 负荷ECE 标准。
空载
附着系数利用法规线 GB21670
GB21670 -2008中要求：在车辆所有载荷状态下，当制动强度z处于0.15~0.80之间时，后轴附着系数利用 于前轴上方；当附着系数ψ在0.2~0.8之间时，制动强度z≥0.1+0.7（ψ-0.2）。
G* （b+z*hg ）/L 10457.36 N
φ*Fz1
8124.393 N 2372.323 N.m G*（az*hg）/L 7079.145 φ*Fz2 5499.833 N 1605.951 N.m
空载
G*
汽车前轮最大法向反作用力Fz1‘
（b+z*hg ）/L
8768.286 N
汽车前轮空载最大地面附着力Fxb1' φ*Fz1
7077.212377 3255.907623
0.9
2.46178968
8266.739706 3358.020294
1
2.807471264
9524.017208 3392.382792
β曲线（与制动系统的参数有关，制动系统参数定义完成后，β曲线就定义完成）
前制动器所能提供的最大制动力
后制动器所能提供的最大制动力
制动强度 前轴的利用附着系数 0
后轴的利用附着系数
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
同上
0.7
0.8
0.9
同上 空载
1
1.1
满载 制动强度 前轴的利用附着系数
0 0.1
0.2
0.3
0.4
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制动主缸的分析与计算
决定制动主缸行程的因素 1、制动管路的布置 H型、X型 2、调节装置的种类 1）无调节装置 2）有调节装置
行车制动系统组成——制动器
盘式制动器 在踩下制动踏板时，制动卡钳内的制动分泵活塞在液压力作用下将制动片紧 紧夹在制动盘上，通过摩擦作用使车辆减速。制动过程中，车辆的动能通过制 动片与制动盘间的摩擦运动转化为热能。 盘式制动器具有制动效能稳定、散热效率高的特点。鉴于这些优良的特性， 它普遍被用于前轮制动。 盘式制动器构成： 一个与车轮联结的的制动盘； 一套装有制动片的卡钳机构。 鼓式制动器 在踩下制动踏板时，制动分泵运动使两个制动蹄片张开，并与制动鼓接触 摩擦，产生制动力。 制动液 制动液是一种不可压缩的液体，制动总泵以制动液为介质将制动踏板力传 递到四个车轮上。在制动液位低于要求的高度时仪表板上的警告灯会点亮报警。 制动液使用过久会由于吸潮而导致制动效能下降，制动强度过高时还可能 导致“失效”（例如在山路上行驶）。建议定期检查、更换制动液（每两年或 每60000公里更换一次制动液）
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贮 液 罐
结 构
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制动踏板行程的分析
制动踏板应满足： 1、在正常制动和单腔失效时，在踏板力为90Kg作用时，制动踏板机构不能触 及地板； 2、盘式制动器产品敲打、碰撞的情况下，在踏板力为500N作用时，制动踏板 机构不能触及地板（前围）； 3、制动主缸的行程应小于制动踏板的行程。 决定制动主缸行程的因素 1、主缸行程 2、真空助力器的刚度 3、真空助力器和制动主缸之间的间隙 4、制动踏板的刚度 5、制动踏板机构触及地板（前围）的行程/间隙
Diagram of master cylinder来自制动主缸工作原理
If there is a leak in one of the circuits, that circuit will not be able to maintain pressure. Here you can see what happens when one of the circuits develops a leak. When the first circuit leaks, the pressure between the primary and secondary cylinders is lost. This causes the primary cylinder to contact the secondary cylinder. Now the master cylinder behaves as if it has only one piston. The second circuit will function normally, but you can see from the animation that the driver will have to press the pedal further to activate it. Since only two wheels have pressure, the braking power will be severely reduced.
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真空助力器原理
行车制动系统——真空助力器
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行车制动系统——制动主缸
能量的转换装置 ——力 转换为液压的装置 安装于驾驶室（或其附 近），由制动踏板（或 真空助力器的顶杆）控 制活塞，将制动踏板和 真空助力器产生的力转 换为相应的油液以一定 的压力压入制动轮缸， 从而产生制动动作的油 缸。
轮驱动）杠杆部件在载荷变化中随车辆负载的减速情况进行调节比例阀的压力，
这样就避免了由于载荷不均而引起的后轮抱死现象，另外，如果前轮制动器失 效，被关闭的阀门将被打开，以确保全部的压力都施加于后轮制动器，使汽车 能在较短的距离和更小的踏板力作用下而停止。
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行车制动系统——储液罐
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感载比例阀
比 例 阀
1、结构与原理
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产品介绍—制动调节装置
JABF
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感 载 比 例 阀
2、功能： 感载比例阀除具有比例阀的所有功能作用外，还有一个特点，那就是杠 杆部件的作用及设计上的特性，感载比例阀的分流点（折点）不象比例阀的分 流点那么严格，它有一个变化的范围，即最低点和最高点，由于前轴和后轴在 空载和重载时的载荷变化，将导致相当程度的重力转移，（如发动机前置或前
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Master cylinder with leak
制动主缸的分析与计算
汽车上使用的制动主 缸一般是双腔串联式 主缸。当推动第一活 塞前进时，把补偿孔 或阀口关闭，在第一 制动腔内产生压力， 同时通过浮动的第二 活塞在第二制动腔内 产生压力。如果其中 的某一腔失效，在另 一腔仍产生压力。
制动主缸的分析与计算
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制动主缸工作原理
In the figure below, the plastic tank you see is the brake-fluid reservoir, the master cylinder's brakefluid source. The electrical connection is a sensor that triggers a warning light when the brake fluid gets low.
1．螺塞 2.阀门 3.阀体 4.活塞 5.杠杆 6.感载拉力弹簧 7.摇臂 8.后悬架横向稳定杆
制动力调节装置是行车制动系统 中的辅助装置，多装在后轮制动 管路中。 作用是当前轮制动管路压力增长 到一定程度以后，即自动限制或 节制后轮制动管路压力的增长， 以减少后轮抱死的概率，并在更 广大的附着系数范围内提供较高 的制动强度的着系数利用率。 分类：感载和非感载 单腔、双腔、组合
助力器、制动主缸的设计
设计条件 1、整车参数已确定 2、制动系统参数中的制动器参数、踏板参数已确定。 3、制动系统的工作压力已确定 设计依据：GB12676、GB7258 已知条件： 1、标准规定：踏板力： 踏板行程：设计1≺120mm，要求≺150mm 无真空时的踏板力： 2、制动分泵的直径和行程 3、制动踏板的踏板比： 4、发动机提供的真空度： 计算方法 1、由分泵的直径和行程、标准规定的踏板行程，确定制动主缸的缸径和行程 2、由工作压力、制动主缸直径、踏板力，确定真空助力器的有效作用面积： 3、确定真空助力器采用的形式、选择产品结构。 复核 细化计算，确定产品的结构、性能参数。
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行车制动系统——真空助力器
工作原理是利用发动机工作时产生的负压与 大气压之间的压力差来迫使增压器内橡胶膜 片移动，推动制动主缸的活塞，以此来减轻 人踩制动踏板的力。 轿车上广泛装用真空助力器作为制动助力器， 与制动踏板机构连接（真空伺服气室和控制 阀组合成一个整体），利用发动机喉管处的 真空度来帮助驾驶员操纵制动踏板。 一般安装在驾驶室仪表板前的发动机舱隔壁 上，串接在制动踏板与制动主缸之间，起增 加踏板力的作用。 根据真空助力膜片的多少，真空助力器分为 单膜片式和串联膜片式两种。 根据动力源不同，分为真空助力式和液压助 力式两种。
补偿孔串联式双腔制动主缸
特点： 1、结构简 单； 2、工作时 主皮碗每次都 必须经过补偿 孔，会减少主 皮碗的使用寿 命。
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中心阀式双腔制动主缸
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中心阀式双腔制动主缸
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单中心阀式双腔制动主缸
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行车制动系统——制动力调节阀
存放制动液的容器 产品设计主要与制动主缸的排量、 制动分泵的直径和行程、制动蹄片 的磨损量等参数有关。 储液罐的主要参数： 最大容量、MAX容量、MIN容量、液面 报警容量、单腔容量、承压强度、 结构形式等。 关注：接口形式（用户、主缸、线 束） 容量要求： 1、总容量应大于制动器所需的容量； 2 、每个独立部分的容量应大于主缸总 行程排量； 3 、报警灯亮时所剩下的容量应大于共 用部分总容量的1/4。
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制动系统组成——工作介质
制动液——能量的传递和转换 制动液是一种不可压缩的液体，制动 总泵以制动液为介质将制动踏板力传递到 四个车轮上。在制动液位低于要求的高度 时仪表板上的警告灯会点亮报警。 制动液使用过久会由于吸潮而导致制 动效能下降，制动强度过高时还可能导致 “失效”（例如在山路上行驶）。建议定 期检查、更换制动液（每两年或每60000 公里更换一次制动液）
The master cylinder, reservoir and sensor
制动主缸工作原理
there are two pistons and two springs inside the cylinder. The Master Cylinder in Action When you press the brake pedal, it pushes on the primary piston through a linkage. Pressure builds in the cylinder and lines as the brake pedal is depressed further. The pressure between the primary and secondary piston forces the secondary piston to compress the fluid in its circuit. If the brakes are operating properly, the pressure will be the same in both circuits