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如下均一些突出优点:
(1)制动稳定性好.因而对制动时摩擦面间为温度、水的影响敏感度就低。所以在汽车高速行驶时均能保证制动的稳定性和可靠性。
(2)盘式制动器制动时,汽车减速度与制动管路压力是线性关系。 (3)输出力矩平衡.而鼓式则平衡性差。
(4)制动盘的通风冷却较好,故热稳定性好,同时制动时所需踏板力也较小。 (5)车速对踏板力的影响较小。
本次设计为中级轿车,因为盘式制动效能稳定性好,故前制动器选用浮钳盘式制动器。考虑到制造成本等原因后轮仍为鼓式制动器。因为领从蹄式制动器的效能稳定性较好,而且前进、倒退行使的制动效果不变;结构简单,成本低。因此后轮制动器选用领从蹄式
2.2 制动驱动机构形式方案
制动驱动机构将来自驾驶员或是其它力源的力传给制动器,使之产生需要的制动转矩。
制动系工作的可靠性在很大程度上取决于制动驱动机构的结构和性能。所以对制动驱动机构首先要求工作可靠;其次是制动转矩的产生和撤除都应尽可能快,充分发挥汽车的制动性能;再次是操纵轻便省力;最后是加在踏板上的力 和踩下踏板的距离应该与制动器中产生的制动转矩有一定的比例关系。
根据制动力源的不同,制动驱动机构一般可以分为人力制动、动力制动和伺服制动三大类。
2.2.1 人力制动系
人力制动系,是靠驾驶员作用于制动踏板上或手柄上的力作为制动力源,而力的传递方式又有机械式和液压式两种。
机械式的人力制动系,结构简单,造价低廉,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器。由于驻车制动系必须可靠的保证汽车在原地停驻并在任何情况下不致自动滑行。这一点只有用机械锁止方式才能实现,所以本次设计的中级轿车的驻车制动系采用了机械传动装置。
液压式的人力制动系通常简称为液压制动系,用于行车制动装置。其优点是作用滞后时间短(0.1s~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使用范围。液
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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。但由于其操纵架构较沉重,不能适应现代汽车提高操纵轻便性的要求,故当前仅用于微型汽车上,在轿车和轻型汽车上已极少采用。
2.2.2 动力制动系
动力制动系是以发动机动力形式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。在人力制动系中的踏板力与其行程间的反比例关系在动力制动系中便不复存在,因此,此处的踏板较小且可有适当的踏板行程。
2.2.3 伺服制动系
伺服制动系在人力液压制动系的基础上加设一套由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、货汽车上得到广泛的应用。
在中级轿车制动系驱动机构设计当中,通过计算所需的制动力仅靠人力是不够的。所以我选择加装了真空液压伺服制动系来弥补制动力不足的问题。
2.3 液压制动油路布置方案
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,即应是双回路系统,也就是说应将汽车制动器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。
下图为双轴汽车的液压式制动驱动机构的双回路系统的5种分路方案图。选择分路方案时,主要是考虑其制动效能的损失程度、制动力的不对称情况和回路系统的复杂程度等。
图(a)为前、后轮制动管路各成独立的回路系统,即一轴对一轴的分路形式。其特点是管路布置最为简单,可与传统的单轮缸鼓式制动器相配合,成本较低。
图(b)为前后制动管路曾对角连接的两个独立的回路系统,即前轴的一侧车轮制动器与后桥的对测车轮制动器同属于一个回路称交叉型,简称X型。
图(c)的左、右前轮制动器的半数轮缸与全部后轮制动器轮缸构成一个独立的回路,而两前轮制动器的另半数轮缸构成另一回路,可看成是一轴半对半个轴的分路形式,简称HI型。
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图(d)的两个独立的回路分别为两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器所组成,即半个轴与一轮对另半个轴与另一轮的形式,简称LL型。
图(e)的两个独立的回路均由每个前、后制动器的半数缸所组成,即前、后轴对前、后半个轴的分路形式,简称HH型。这种形式的双回路制动效能最好。
(a) (b) (c) (d) (e)
图2.2双轴汽车液压双回路系统的5种分路方案图
1—双腔制动主缸2—双回路系统的一个回路3—双回路系统的另一分路
HI,LL,HH型的结构均较复杂。LL型与HH型在任一回路失效时,前、后制动力的比值均与正常情况下相同,且剩余的总制动力可达到正常值的50%左右。HI型单用一轴半回路时剩余制动力较大,但此时与LL型一样,在紧急制动时后轮急易先抱死。
X型的特点是结构也很简单,一回路失效时仍能保持50%的制动效能,并且制动力的分配系数和同步附着系数没有变化,保证了制动时与整车负荷的适应性。同时,在主销偏移距为负值的汽车上,不平衡的制动力使车轮反向转动,改善了汽车稳定性。因此本次设计选用交叉X型分路系统。
2.4 制动主缸的设计方案
为了提高汽车的行驶安全性,根据交通法规的要求,现代汽车的行车制动装置均采用了双回路制动系统。双回路制动系统的制动主缸为串列双腔制动主缸,单腔制动主缸已被淘汰。
本次设计的中级轿车制动主缸采用串列双腔制动主缸。该主缸相当于两个单腔制动主缸串联在一起而构成。储蓄罐中的油经每一腔的空心螺栓9和各自旁通孔、补偿孔流入主缸的前、后腔。在主缸前、后工作腔内产生的油压,分别经各自得出油阀和各自的管路传到前、后制动器的轮缸。
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主缸不制动时,前、后两工作腔内的活塞头部与皮碗正好位于前、后腔内各自得旁通孔和补偿孔之间。
当踩下制动踏板时,踏板传动机构通过推杆3推动后腔活塞7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14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。
图2.3制动主缸装配图
1—推杆叉销 2—推杆叉 3—制动推杆 4—制动推罩 5—挡圈 6—制动活塞皮圈 7—后活塞 8—缸体 9—进油空心螺栓 10—进油管接头 11—活塞皮碗 12—后回位弹簧座 13—后回位弹簧 14—前活塞 15—进油垫圈 16—前回位弹簧座 17—前回位弹簧 18—后盖垫圈 19—制动后盖
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。
若与前腔相连接的制动管路损坏漏油时,则踩下制动踏板时,只有后腔中能建立液压,前腔中无压力。此时在液压差作用下,前腔活塞14迅速前移到活塞前端顶到主缸缸体上。此后,后缸工作腔中的液压方能升高到制动所需的值。
若与后腔连接的制动管路损坏漏油时,则踩下制动踏板时,起先只有后缸活塞7前移,而不能推动前缸活塞14,因后缸工作腔中不能建立液压。但在后腔活塞直接顶触前缸活塞时,前缸活塞前移,使前缸工作腔建立必要的液压而制动。
由此可见,采用这种主缸的双回路液压制动系,当制动系统中任一回路失效时,主缸仍能工作,只是所需踏板行程加大,导致汽车制动距离增长,制动力减小。
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第3章 制动系统主要参数的确定
3.1 中级轿车主要技术参数:
车辆质心至前轴距离: 1.2 m 车辆质心至后轴距离: 1.6m 整车质心高度:0.54 m 整车质量: 1100kg 最高车速:140km/h 轮胎规格:205/55 R16
3.2 同步附着系数?0的分析
本次设计的中级轿车制动制动力分配系数?采用恒定值得设计方法。 欲使汽车制动时的总制动力和减速度达到最大值,应使前、后轮有可能被制动同步抱死滑移,这时各轴理想制动力关系为
F?1?F?2??G (3—1) F?1?(L2??G) (3—2) F?2(L1??hg)式中:F?1:前制动器制动力 F?2:后制动器制动力 G:汽车重力
L1:汽车质心至前轴中心线的距离 L2:汽车质心至后轴中心线的距离
由上式可知,前后轮同时抱死时前、后轮制动器制动力是?的函数,如果汽车前后轮制动器制动力能按I曲线的要求匹配,则能保证汽车在不同的附着系数的路面制动时,前后轮同时抱死。
然而,目前大多数汽车的前后制动器制动力之比为定值。常用前制动器制动力与汽车总制动力之比来表明分配的比例,称为制动器制动力分配系数,并以符
号? 来表示,即
F???1F (3—3)
?2当汽车在不同?值的路面上制动时,可能有以下3种情况。
(1)当???0时:制动时总是前轮先抱死,这是一种稳定工况,但是丧失了
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hg:汽车质心高度