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第5章 液压制动驱动机构设计
5.1 盘、鼓式制动器制动轮缸直径d的确定
前轮盘式制动器制动轮缸直径:
p?M?/R?Kt 式中: M?:单个制动器制动力;
Kt:盘式制动器制动效能因素; R:制动盘半径。 d1?2F015212.7?p?23.1?412?48. 6 根据GB7524-87标准规定,前轮缸直径取50mm 后轮鼓式制动器制动轮缸直径:
dF02?2?p?210435.63.14?12?33.3 根据GB7524-87标准规定,取后轮轮缸直径35mm。5.2 制动主缸直径d0的计算
1)一个轮缸的工作容积:
V?ni?4??1d2w? 式中:dw:一个轮缸活塞的直径; n:轮缸的活塞数目;
?:一个轮缸活塞在完全制动时的行程,初选1mm。 前轮轮缸工作容积 Vi?5024mm3 后轮轮缸工作容积 V3i?4808mm 2)所有轮缸的总工作容积V
V?2V1?2V2?19664mm3 17
(5—1)
(5—2) (5—3)
(5—4) 5—5)
(
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3)制动主缸直径
V??4式中 V:主缸工作容积;
d0s0 (5—6)
d0:主缸活塞直径; s0:活塞行程;
s0?(0.8~1.2)d (5—7)
取 s0?1.0d0。
4V d0?301.0??30mm (5—8)
根据GB7524-87的系列尺寸,取30系列。
5.3 制动踏板行程Sp
SP?ip(sm??01??02) (5—9)
式中: ip:踏板机构传动比,取ip=4;
?01:主缸中推杆与活塞间隙,取?01?2mm; ?02:主缸活塞行程,取?02?1.5mm。
(5—10) Sp?4?(12.8?2?1.5)?65.2mm?(100~150)mm
故符合要求。
5.4 制动踏板力Fp
Fp??42d0p1ip? (5—11)
式中: d0:制动主缸活塞直径; p:制动管路的液压 ;
~0.95,取0.95 ?:制动踏板机构及制动主缸的机械效率,??0.85?11Fp??302???6?1662.35?(500~700)N (5—12)
430.85这样就需要增加伺服制动系,选用真空助力机构。
Fp'?FP/I (5—13)
式中: I:真空助力比,取4。 1662.35Fp'??415.6?(500~700)N (5—14)
4故符合要求。
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第6章 评价分析
6.1 汽车制动性能评价指标
汽车制动性能主要由以下三个方面来评价: 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,即抗热衰退性能。
3)制动时汽车的方向稳定性,即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。
6.2 制动效能
制动效能是指在良好路面上,汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。制动效能是制动性能中最基本的评价指标。本次设计的《中级轿车制动系设计在经过前述的设计计算参数选择确定后,经过严密的推理,有根据的推论,保证了其要达到的性能,计算结果符合要求。
6.3 制动效能的恒定性
制动效能的恒定性主要指的是抗热衰性能。制动器抗热衰退性能一般用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能,所以制动器温度升高后能否保持在冷态时的制动效能,已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。本次设计的制动器是用珠光体灰铸铁制成制动盘,无石棉作为摩擦材料,正常制动时,摩擦副的温度在200℃左右。
6.4 制动时汽车的方向稳定性
制动过程中,有时会出现制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力而使汽车失去控制离开原来的行驶方向,甚至发生撞入对方车辆行驶轨道、下沟、滑下山坡的危险情况。一般称汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力为制动时汽车的方向稳定性。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力,则汽车
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将偏离原来的路径。
从保证汽车方向稳定性的角度出发,首先不能出现只有后轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况,以防止危险的后轴侧滑;其次,尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后车轮都抱死的情况,以维持汽车的转向能力。最理想的情况就是防止任何车轮抱死,前、后车轮都处于滚动状态,这样就可以确保制动时的方向稳定性。
6.5制动系统发展趋势
已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术。随着人们对制动性能要求的提高,防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中,这些需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能。这就使得制动系统结构复杂化,增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度。制动系统要求结构更加简洁,功能更加全面和可靠,制动系统的管理也成为必须要面对的问题。电子技术的应用是大势所趋。
从制动系统的供能装置、控制装置、传动装置、制动器4个组成部分的发展历程来看,都不同程度地实现了电子化。人作为控制能源,启动制动系统,发出制动企图。制动能源来自储存在蓄电池或其它供能装置。采用全新的电子制动器和集中控制的电子控制单元(ECU)进行制动系统的整体控制。每个制动器有各自的控制单元。机械连接逐渐减少,制动踏板和制动器之间动力传递分离开来。取而代之的是电线连接。.电线传递能量,数据线传递信号,所以这种制动又叫做线控制动。这是自从ABS在汽车上得到广泛应用以来制动系统又一次飞跃式发展。 电液复合制动系统是从传统制动向电子制动的一种有效的过渡方案。采用液压制动和电制动两种制动系统。这种制动系统既应用了传统的液压制动系统以保证足够的制动效能和安全性,又利用再生制动电机回收制动能量和提供制动力矩,提高汽车的燃料经济性,同时降低排放,减少污染。
电子制动首先应用到飞机上。目前处于向汽车领域应用的研究和改进阶段。随着技术进步,各种问题会逐步得到解决。电制动系统最终会取代传统的以液压为主的制动控制系统以及电液复合制动系统。电制动或者线控制动(BBW)是未来制动系统发展的方向。电制动器和电制动控制单元、制动力模拟器是其重要组成部分。反馈制动力给制动踏板产生制动感觉。电制动具有其它传统制动无法比拟的优点:
1)结构简单。系统质量较传统制动系统降低很多,从而减少了整车质量; 2)制动响应时间短。提高制动性能,缩短制动距离;
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3)系统中不存在制动液。维护容易、简单,采用电线连接,系统的耐久性能良好;
4)系统总成的制造、装配、调试、标定更快,易于采用模块化结构;
对于大部分人来说,电制动系统是全新的制动系统,它为将来的智能化车辆
提供了条件。
随着技术的进步,各种问题会逐步得到解决。戴姆勒-克莱斯勒汽车公司已经把一种电制动系统——测控一体化制动系统——安装在奔驰乘用车上。它是一种功能强大的机电一体化的系统。在汽车运行中,系统感知制动踏板的动作,并把相关信息传递给控制单元。控制单元发出指令给执行器进行各车轮的制动。它可以根据制动踏板的加速度来识别驾驶员是否正在进行紧急制动并做出迅速反应,缩短制动距离。这种系统会增加驾驶者的安全感和舒适感,使停车过程平顺。可以预见不久的将来会有更多的电制动系统得到装车应用。
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