汽车液压制动驱动机构的设计（全套含CAD图纸）

制动系统在您的汽车里，制动系统是最重要的系统。如果您的制动器失灵，那么后果是灾难性的。制动器实际上是能量转换设备，可以将汽车的动能转化为热能。当你踩下制动器，你便拥有一个比起动你的汽车是强十倍的制动力。制动系统对每个制动件施加的达数以万计磅的压力。在现代的汽车制动系统中，制动主缸由发动机供给能量。所有更新型的汽车都有双回路制动系统，和每个轮的从动制动系统。那样的情况下，如果一个系统失败，另一个将会提供合理充足的制动力，像这样的安全，可靠的制动系统，使得现代汽车制动系统变得更加复杂，但是比早期的制动系统更加安全了。制动系统由以下基本元件组成：位于保护罩下的制动主缸，他直接与制动踏板相连，将脚踏力转化为液体压力。将制动主缸和位于每个车轮的轮缸连接到一起的刚性油杆和制动软管，和经过特殊处理用以这种特殊环境下的制动油液。制动液和制动钳，它们由轮缸直接拉紧制动鼓和制动盘从而产生阻力，以降低车速。今年来，制动器在设计上有了很大的变化。盘式制动器，近些年来多用与前轮制动，正在快速地替代了用于汽车后轮的鼓式制动器。这大体由于它的更为简单的设计、更轻的重量和更好的制动性能。盘式制动器相对于鼓式最大的优点是能更有效的防止制动效能衰退。效能衰退是一种长期在刹车引起的高温等恶劣环境下工作而引起的临时状况，它通常发生在当制动钳和制动蹄由于高温、高压等环境下应用而变的光滑。相对于鼓式制动器，盘式可以更好得实现空气冷却，而鼓式不能进行不断的冷却，因为不断地冷却会导致浸水过多。而盘式浸水后会很快恢复正常，因此也可以进行多次水冷。“助力器”应用在动力制动系统，用发动机的能量来对制动主缸施加压力。 “防抱死系统” ，最初应用在航空制动系统，是用计算机控制着阀体来对每个制动轮缸增减压力。如果有一轮抱死，汽车将失去转向能力。有了 ABS 防抱死系统，不论制动踏板的力有多大，每个轮都不会抱死，这样将会防止滑动（提高驾驶员在紧急刹车时的操纵稳定性） 。同这些先进的系统原理一样的是，在那些马拉车和儿童车的年代，将车辆的动能转化为热能这个基本过程。为了使马车停止，驾车者应拉动摩擦车轮的拉杆。但是今天，由于电动机车蓄能制动器的发展，回收这种浪费的能量的新方式正在被开发。在这类电力车中，当踩下制动器，机车将进入到“发电模式” ，并将汽车的动能以化学能的方式存储在电池组内，等到绿灯亮了都可以再次使用。盘式制动器盘式制动器就是用夹紧力使转动盘和安装在悬架上的制动钳内的垫片压向转动盘，从而使车速减低。盘式制动器的制动原理同自行车刹车的原理相似，夹紧制动钳，使垫片夹紧车轮，从而使自行车减速。盘式制动器提供更高的刹车性能、更加简单的设计、更轻的重量和较鼓式制动器性能更好的抗水性能。盘式制动器，跟汽车的其他创新一样，最初是为了跑车开发的，但是现在成了每辆汽车的标准零件。大多数汽车上，前轮为盘式制动，后轮是鼓式制动。鼓式制动用两个半圆形的制动蹄压在制动鼓的内圆面上制动。更老式的汽车通常四个轮全为鼓式制动，而现代的许多汽车都是盘式制动。由于盘式制动器较鼓式制动器排水教容易，因此在较湿的情况下可以很好的工作，但着并不是说水对它没有影响，确切说有影响。如果汽车驶过一水坑，然后你去使用制动器，在几秒钟内，你的制动器将不能工作。盘式制动器可以更好的进行气流冷却，这将增加它们的有效时间。一些高性能的盘式制动器的转向盘钻有小孔或开槽，这样可以防止垫片老化（由于高温而变硬化） 。早在 70 年代，盘式制动器已作为汽车上的标准零件。制动鼓制动鼓是一个很重的平头柱体，他被夹在轮缘和轮毂之间，鼓的内表面装有制动蹄衬片，一旦开始制动，制动蹄承受促动力压紧制动鼓的内圆面而减缓车轮的旋转。制动鼓外表面通常覆盖着散热片，以更好的冷却。但它们的内部却得不到冷却，因为一旦水进入通风管道的冷却孔，会使制动性能大大的下降。在大多数老式的汽车上都可以见到制动鼓，但是它们正在被后轮盘式制动器快速的替代。在 70 年代前期，大多数汽车采用四个轮全是鼓式制动这种典型的装备，制动钳制动钳象 C 钳子一样将摩擦块压紧转动盘，它跨立于转向盘上，并包含辅助缸或者说是制动轮缸的活塞。制动钳被安装在 各个轮的悬架上，制动钳通常安装在车轴上，将车轮的扭转力矩传给汽车底盘。制动油管将制动钳连到有制动主缸控制的制动拉杆上。各个制动钳上都装有放气阀，将油液中的气泡从系统中排除。 滑动钳盘式制动器是最为普遍的类型，在制动时它的制动钳可以做轻微的轴向滑动，这是由于制动块的移动（跟制动钳相关） 。一些制动钳包含两个或四个独立的活塞。这些制动钳必须恰当固定，如，钳体不可以做轴向滑动，而有每个转向盘上的活塞轴向运动，这种也叫做“双式或双活塞式制动钳” ，在许多高性能的汽车上得到广泛应用。制动轮缸制动轮缸，也叫“辅助”轮缸，在其内有一可滑动活塞，将液体的压力能转化为机械能。在缸内，作用于活塞上的液体压力使制动蹄或制动片压向制动鼓或制动盘的表面。每个车轮都有一个轮缸（一些系统甚至有多个） ，鼓式制动器轮缸一般有金属壳体、活塞复位弹簧、两个活塞、两个橡胶圈或密封垫，和两个用来防止灰尘和水进入的橡胶垫组成。这种类型的轮缸安装有推杆，通过橡胶垫从活塞的外端伸出，固定并压住制动蹄。在盘式制动器中，制动轮缸安装在制动钳内。所有的轮缸都装有放气阀，以便及时清除系统中的气泡。当踏下制动踏板，拉动主缸活塞压着各轮的制动回路和辅缸中的制动液。油液带动轮缸的活塞运动，推使制动蹄和制动片压向制动盘或制动鼓。当放开制动力，鼓式制动器中的复位弹簧将活塞拉回复位。盘式制动器中，制动钳的活塞密封台圈可使活塞慢慢回位，同时，还可以清洁表面以降低摩擦阻力。驻车制动驻车制动（有时也叫做紧急制动）是一个活动缆绳来控制制动器从而使机车制动。驻车制动激活后轮制动器。通常由一缆绳链接（机械式）代替液压来控制制动蹄或制动片压向制动盘或制动鼓制动。通过操纵杆或压杆按钮来放开制动蹄。大多数驻车制动系统是自动调节装置。有一调节器来弥补制动蹄的磨损。在许多汽车上，在制动蹄磨损或新换的情况下，驻车制动可以进行重新调整。在汽车行驶中，通常通过重复使用驻车制动系统来进行调整。当您架车上山时，驻车系统是非常有用的：如若您驾驶一辆手动转向的汽车，且行驶至停到一个斜面上，您可能会意识到，您没有足够的脚来同时控制离合器、制动器、和油门。换句话说，当你重新启动时，汽车很可能会轻轻得向后倒退，如果这时正好有车在您的后面行驶，那么将会出问题了。在这种情况下，驻车制动将很有用：停车时使用驻车制动。当你再次起动时，放开离合器同时踩下油门，然后松开驻车制动。这样你就不必将左脚不停得从制动器到离合器，你的右脚从离合器到油门了。只需稍加练习，你就可以轻松得做到了。此外，如果您在山坡上某人的后方行驶，记住，要给对方留出向后倒退的空间，尤其是对卡车。有些车可能没有驻车制动的放松装置，只能在汽车行驶后或倒车时自动松开。记住，定期检查并将您的驻车制动保持在良好的状态是一个很好的办法，它可能在你的主制动系统失灵时挽救你的性命！The Brake Systemhttp:/www.vibig.net/The braking system is the most important system in your car. If your brakes fail, the result can be disastrous. Brakes are actually energy conversion devices, which convert the kinetic energy (momentum) of your vehicle into thermal energy (heat). When you step on the brakes, you command a stopping force ten times as powerful as the force that puts the car in motion. The braking system can exert thousands of pounds of pressure on each of the four brakes. In modern systems, the master cylinder is power-assisted by the engine. All newer cars have dual systems, with two wheels brakes operated by each subsystem. That way, if one subsystem fails, the other can provide reasonably adequate braking power. Safety systems like this make modern brakes more complex, but also much safer than earlier braking systems. The brake system is composed of the following basic components: The master cylinder which is located under the hood, and is directly connected to the brake pedal, converts your foots mechanical pressure into hydraulic pressure. Steel brake lines and flexible brake hoses connect the master cylinder to the slave cylinders located at each wheel. Brake fluid, specially designed to work in extreme conditions, fills the system. Shoes and pads are pushed by the slave cylinders to contact the drums and rotors thus causing drag, which (hopefully) slows the car. In recent years, brakes have changed greatly in design. Disc brakes, used for years for front wheel applications, are fast replacing drum brakes on the rear wheels of modern cars. This is generally due to their simpler design, lighter weight and better braking performance. The greatest advantage of disc brakes is that they provide significantly better resistance to brake fade compared to drum type braking systems. Brake fade is a temporary condition caused by high temperatures generated by repeated hard braking. It occurs when the pads or shoes glaze due to the great pressure and heat of hard use. Once they cool, the condition subsides. Disc brakes allow greater air ventilation (cooling) compared to drum brakes. Drum brakes are not internally ventilated because if they were, water could accumulate in them. Disc brakes can rapidly fling off any water that they are exposed to, and so they can be well ventilated. Boosters are present in power brake systems, and use the engines energy to add pressure to the master cylinder. Anti-lock (ABS) systems, originally developed for aircraft braking systems, use computer controlled valves to limit the pressure delivered to each slave cylinder. If a wheel locks up, steering input cannot affect the cars direction. With ABS, no matter how hard the pedal is pressed, each wheel is prevented from locking up. This prevents skidding (and allows the driver to steer while panic-braking). As impressive as these advances are, the basic process of converting a vehicles momentum into (wasted) heat energy has not changed since the days of the horse and buggy. To stop a horse drawn carriage, the driver would pull on a lever which would rub on the wheel. But today, with the advent of regenerating brakes on electric vehicles, new ways of recapturing this lost energy are being developed. In these types of electric cars, when you step on the brakes, the motor switches into generator mode, and stores the cars momentum as chemical energy in the battery, to be used again when the light turns green! Disc Brakes Disc brakes use a clamping action to produce friction between the rotor and the pads mounted in the caliper attached to the suspension members. Inside the calipers, pistons press against the pads due to pressure generated in the master cylinder. The pads then rub against the rotor, slowing the vehicle. Disc brakes work using much the same basic principle as the brakes on a bicycle; as the caliper pinches the wheel with pads on both sides, it slows the bicycle. Disc brakes offer higher performance braking, simpler design, lighter weight, and better resistance to water interference than drum brakes. Disc brakes, like many automotive innovations, were originally developed for auto racing, but are now standard equipment on virtually every car made. On most cars, the front brakes are of the disc type, and the rear brakes are of the drum type. Drum brakes use two semi-circular shoes to press outward against the inner surfaces of a steel drum. Older cars often had drum brakes on all four wheels, and many new cars now have 4-wheel disc brakes. Because disc brakes can fling off water more easily than drum brakes, they work much better in wet conditions. This is not to say that water does not affect them, it definitely does. If you splash through a puddle and then try to apply the brakes, your brakes may not work at all for a few seconds! Disc brakes also allow better airflow cooling, which also increases their effectiveness. Some high performance disc brakes have drilled or slotted holes through the face of the rotor, which helps to prevent the pads from glazing (becoming hardened due to heat). Disc brakes were introduced as standard equipment on most cars in the early seventies. Brake Drums The brake drum is a heavy flat-topped cylinder, which is sandwiched between the wheel rim and the wheel hub. The inside surface of the drum is acted upon by the linings of the brake shoes. When the brakes are applied, the brake shoes are forced into contact with the inside surface of the brake drums to slow the rotation of the wheels. The drums are usually covered with fins on their outer surfaces to increase cooling. They are not cooled internally, because water could enter through the air vent cooling holes and braking would then be greatly impaired. Drum brakes are found on the rear wheels of most older cars, but they are increasingly being fazed out in favor of rear disc brakes. Drum brakes were standard equipment on all four wheels of most cars until the early 70s. Brake Calipers The caliper works like a C-clamp to pinch the pads onto the rotor. It straddles the rotor and contains the hydraulic slave cylinder or wheel cylinder piston(s). One caliper is mounted to the suspension members on each wheel. The caliper is usually mounted onto the spindle, allowing it to deliver the torsional force of the wheel to the chassis via the control arms. Brake hoses connect the caliper to the brake lines leading to the master cylinder. A bleeder valve is located on each caliper to allow air bubbles to be purged from the system. Floating caliper disc brakes, the most common variety, allow the caliper to move from side to side slightly when the brakes are applied. This is because only one pad moves (in relation to the caliper). Some calipers contain two or four seperate pistons. These calipers are fixed in place; i.e., there is no lateral movement like the floating caliper, the pistons take up the slack on each side of the rotor. These are called dual cylinder or dual piston calipers, and are standard equipment on many performance cars. Wheel (Slave) CylinderWheel cylinders, also called the slave cylinders, are cylinders in which movable piston(s) convert hydraulic brake fluid pressure into mechanical force. Hydraulic pressure against the piston(s) within the wheel cylinder forces the brake shoes or pads against the machined surfaces of the drum or rotor. There is one cylinder (or more in some systems) for each wheel. Drum brake wheel cylinders are usually made up of a cylindrical casting, an internal compression spring, two pistons, two rubber cups or seals, and two rubber boots to prevent entry of dirt and water. This type of wheel cylinder is fitted with push rods that extend from the outer side of each piston through a rubber boot, where they bear against the brake shoes. In disc brakes, the wheel cylinder is built into the caliper. All wheel cylinders have bleeder screws (or bleeder valves) to allow the system to be purged of air bubbles. As the brake pedal is depressed, it moves pistons within the master cylinder, pressurizing the brake fluid in the brake lines and slave cylinders at each wheel. The fluid pressure causes the wheel cylinders pistons to move, which forces the shoes or pads against the brake drums or rotors. Drum brakes use return springs to pull the pistons back away from the drum when the pressure is released. On disc brakes, the calipers piston seals are designed to retract the piston slightly, thus allowing the pads to clear the rotor and thereby reduce rolling friction. Parking (Emergency) BrakesThe parking brake (sometimes called the emergency brake) is a cable-activated system used to hold the brakes continuously in the applied position. The parking brake activates the brakes on the rear wheels. Instead of hydraulic pressure, a cable (mechanical) linkage is used to engage the brake shoes or discs. When the parking-brake pedal is pressed (or, in many cars, a hand lever is pulled), a steel cable draws the brake shoes or pads firmly against the drums or rotors. The release lever or button slackens the cables and disengages the brake shoes. The parking brake is self adjusting on most systems. An automatic adjuster compensates for lining (brake shoe) wear. On many cars, the parking brake is used to re-adjust the brake shoes as they wear in, or when the shoes are replaced. In these systems, the adjustment is made by repeatedly applying the parking brake while backing up. The parking brake can be useful while driving up hills: If youre driving a manual transmission car, and you pull up to a stop on an incline, you might notice that you dont have enough feet to operate the clutch, brake, and gas at the same time. In other words, you will likely roll backwards slightly while getting started again. If a someone pulls up right behind you, this can be a problem. Your parking brake is useful in this situation: Apply the parking brake after you stop. When you want to go, release the clutch while pressing the gas, and release the parking brake. This keeps you from having to quickly switch your left foot from the brake to the clutch, or your right foot from the brake to the gas pedal. A little practice, and youll be able to do it smoothly. Also, remember if you pull up behind someone who is stopped on a hill, give them extra room to roll back a little. Especially if its a truck. Some cars have no parking brake release! They automatically release the parking brake when the car is placed in drive or reverse. Remember, its a good idea to test the parking brake periodically and keep it in good condition. It may save your life if the main braking system fails!http:/www.vibig.net/Article_Show.asp?ArticleID=689河北科技师范学院毕业论文（设计）外文翻译题 目： 制动系统 学 生 姓 名： 张海燕 指 导 教 师： 郑立新 系 别： 机械电子系 专业 、班级： 机械设计制造及自动化 0204 班 完 成 时 间： 2005 年 12 月 20 日 河北科技师范学院教务处制下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851摘要使行驶中的汽车减速至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。汽车的制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动侧滑有关，改善制动性能始终是汽车设计和制造部门的首要任务对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。但这些外力的大小都是随机的、不可控的。故汽车上必须装设有一系列专门装置，以使驾驶员能根据道路和交通情况，借以使外界在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。本文主要是对行车制动的设计，且对行车制动采取液压制动。因为它作用滞后时间较短，工作压力高，因而轮缸尺寸小，可以安装在制动器内部，直接作为制动蹄张开机构，而不需要制动臂等传动件，使之结构简单、质量小且机械效率高。本文中主要针对桑塔纳轿车进行设计。通过汽车对制动力要求入手来计算出轮缸输入力、主缸输入力和踏板力的需求，从而确定出系统各部分尺寸参数。在设计中对制动管路采取交叉型控制，直行制动时，任意回路实效，总制动力都能保持正常值的 50%，且结构简单，成本低、易于实现。经设计计算，该结构能使汽车在行驶时短距离内停车且维持行驶方向的稳定性，改善了制动性能。关键词：制动性；制动驱动机构；制动性能设计下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709852目录前言 .11 汽车最小制动力的确定 .22 前后制动器的制动力分配比例。 .33 各轮缸输入力的确定 .53.1 前轮盘式制动器的输入力的确定 .53.2 后轮鼓式制动器轮缸输入力的计算 .64. 制动轮缸直径 d 的确定 .84.1 对于前轮轮缸直径 .815. 制动主缸直径 的设计计算 .806. 前轮轮缸主要结构参数的设计计算 .96.1 工作压力 P .96.2 单位时间内油液通过缸筒有效截面体积的流量； .96.3 缸筒的设计 .106.3.1 缸筒内径 .116.3.2 缸筒壁厚 .116.3.3 缸盖厚度的确定 .126.3.4 工作行程的确定 .126.3.5 最小导向长度的确定 .136.3.6 活塞宽度的确定 .136.3.7 缸体长度的确定 .136.4 活塞的设计 .136.4.1 结构形式 .136.4.2 活塞与活塞杆的连接 .136.4.3 活塞材料 .136.5 密封圈 .146.6 活塞杆 .146.6.1 活塞杆要在导向套中滑动 .146.6.2 活塞杆的计算 .146.7 活塞杆的导向套、密封、防尘 .14下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098536.7.1 导向套长度的确定 .146.7.2 加工要求 .156.8 油口 .156.9 密封件、防尘圈的选用 .157 . 后轮轮缸的设计计算 .167.1 后轮工作压力 P .167.2 缸筒的设计 .177.2.1 缸筒内径 .177.2.2 缸筒壁厚 .177.2.3 缸筒壁厚演算 .177.2.4 缸体底部厚度 .177.2.5 缸体头部法兰厚度 .177.2.6 液压缸工作行程的确定 .177.2.7 最下导向长度 .187.2.8 缸体长度的确定 .187.3 活塞的设计 .187.4 活塞杆的设计 .187.5 活塞杆的导向套、密封、防尘 .187.6 排气阀 .187.7 油口 .187.8 密封件，防尘圈 .198 制动主缸的设计计算 .208.1 主缸主要供油量的计算 .208.2 第一段长度的确定 .208.3 缸筒的结构参数的确定 .218.3.1 缸筒壁厚的确定 .218.3.2 缸筒连接方式 .218.4 第一缸活塞直径的确定 .218.5 第二缸的设计 .228.6 导向套、密封 .22下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098548.7 油口的选择 .228.8 选取弹簧 .239.系统液压阀的选择 .2310. 管道尺寸 .2311.结束语 .2412 致谢 .24参考文献： .24下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709855下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709856前言设计制动驱动机构应满足如下主要要求 1：（1）具有足够的制动效能。 （2）工作可靠。行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器管路，当其中一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时的 30%。（3）在任何速度制动时，汽车都不应丧失操纵性和 方向稳定性。（4）操纵轻便，并具有良好的随动性。（5）制动时，制动系产生的噪声应尽可能小。（6）作用滞后性应进可能好。作用滞后性即制动反应时间。以踏板开始动作至达到给定的制动效能所需的时间来评价。人力液压制动系的基本组成有前轮制动器，制动主缸，及后轮制动器组成。基本原理如下，作为制动能源的驾驶员所施加的控制力，通过作为控制装置的制动踏板机构传到容积式液压传动装置的主要部件制动主缸。制动主缸属于单向作用活塞式油泵，其作用是将自踏板机构输入的机械能转化为液压能。液压能通过油管输入前、后轮制动器和制动轮缸。制动轮缸属于单向作用活塞式油缸，其作用是将输入的液压能再转换成机械能，促使制动能再转换成机械能，促使制动器进入工作状态。下面选桑塔纳轿车车型来对液压驱动机构进行设计。 2 1 汽车最小制动力的确定表 1-1 为桑塔纳轿车的基本参数。发 动 机 型 号 YP 型 (1 6 升 ) JV 型 (1 8 升 )总 长 X 总 宽 X 总 高 4545X1695X1400 4545X1695X1400离 地 间 隙 (毫 米 ) 145(空 车 ) 127(重 车 )插 距 (毫 米 ) 2550 2550下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709857前 轮 距 (毫 米 ) 1400 1414后 轮 距 (毫 米 ) 1408 1422最 小 转 弯 半 径 (米 ) 5 5 5 52 轿 车 基 本 重 量 表 1-2 轿 车 的 基 本 重 量 (千 克 )发 动 机 型 号 YP 型 (1 6 升 ) JV 型 (1 8 升 )总 重 1440 1460自 重 955 985载 重 485 475查得整车整备质量 m=1040kg 满载总质量 m=1460 kg由 GB7258-1997机动车运行安全技术条件对汽车的制动力要求如下 3制动力总合与整车重量百分比 轴制动力与轴荷百分比车辆类型空载 满载 前轴 后轴汽、列车 60 50 60 得出最小制动力应为 =50% 1460 10 N=7300Nmin1F=60% 1040 10 N=6240Ni2取 =7300N 为制动器给机车的制动力总和。min2 前后制动器的制动力分配比例。前后轮制动器制动力的分配将影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件的利用程度，是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。汽车制动时前、后轮同时抱死对附着条件利用、制动时汽车的方向稳定性较为有利。此时前后制动器 、 满足关系 4：1F2122ZG下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709858、 前、后轮制动力1F2G汽车重力、 前、后轮的法向反作用力1Z2路面附着系数 =0.7而对于行车制动时地面作用于前、后轮的法向反作用力令 为制动强度。12ZgduFLGbmhta,Zt式中 L轴距b质心距后轴的距离a质心距前轴的距离汽车的最大加速度dut如图 2-1 为桑塔纳轿车的整车基本参数 3下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709859理想的前、后轮制动器制动力为 =5913N1minF=1387N2in3 各轮缸输入力的确定轮缸输入力与制动器的效能因数有关，制动器效能因数，就是指制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩。即在制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比。 5即 BF= （3-1）fTPR式中 制动力摩擦力矩fR制动鼓或盘的作用半径P 轮缸输入力技术参数序号 项 目 普通型 2000 型1 管路系统型式 双管路对角分布2 前轮盘式制动器 制动盘厚度 制动盘直径12 20 239 256 3 后轮鼓式制动器制动鼓尺寸(内径X 蹄宽)mmXmm80x30 200X404 驻车制动坡度 305 制动力分配比(后韧动力总制动力)22 196 制动效率 V85(空载)65(满载)91(空载)68(满载)下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985103.1 前轮盘式制动器的输入力的确定对于前轮盘式制动，设两侧制动块对制动盘的压紧力均为 P，则制动盘在其两侧工作面的作用半径上所受的摩擦力为 2fP，次处 f 为盘与制动块的摩擦系数，于是钳盘式制动器制动因数：BF= （3-2）2fP对于桑塔纳轿车前轮为钳盘式BF=2nfn旋转制动盘数目f摩擦系数在理想条件下，计算结果取 f=0.3 接近实际。这里 n=1,f=0.3 代入计算得BF=2x1x0.3=0.6有（3-1）式；BF= = fTPRF即 P= = = N=9855N （3-3）B1min0.6593.即前轮轮缸输入力最小为 9855N3.2 后轮鼓式制动器轮缸输入力的计算对于后轮鼓式制动，采用双领蹄式制动，选用双液压缸双领蹄制动。设作用与两蹄张开力 ，制动鼓内圆柱面半径制动鼓工作半径为 R 则 12P、B 1TfFR2TfBFR当 时，则有12P12Tf蹄与鼓间的作用力的分布其合力大小，方向及作用点需要精确地分析计算如下图下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098511设张开力 P 作用下制动蹄摩擦衬片与鼓之间的作用合力 N 如图 3-1 所示 作用与衬片上 B 点这一法向力引起了作用于制动蹄衬片上的摩擦力为 Nf，f 为摩擦系数，a、b、c、R、 为结构尺寸。对 A 去矩得：Ph+Nfc-Nb=0 由上式得：领蹄的受力 （3-4）1NfhfBFcPb当逆转时，领蹄变为丛蹄，这时的受力情况Nf 方向相反，得制动器因数（3-5）21NfhfBFbPc下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098512式中 f 为摩擦系数，P 为输入力，其余为结构尺寸。F 在初步设计时取 0.3 使结果更接近实际。 1由表查的桑塔纳的制动系结构参数得；R=200mmh=2x0.8R=320mmb=0.8R=160mmc=0.9R=180mm计算得 =0.4421NfhfBFbPc0.346P= =946N.N即前、后轮轮缸的输入力大小为 =9855N ， =946N1P24. 制动轮缸直径 d 的确定制动轮缸对制动蹄块施加的张开力 与轮缸直径 d 和制动管路压力的关系为；0F（4-1）04p取管路压力为 10MPa4.1 对于前轮轮缸直径 1d为 = = mm 35.4mm1d04Fp9853.轮缸直径 d 应在标准规定的尺寸系列中选取（HG2865-1997） ，具体为19mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm、50mm、55mm。选取直径 d=40mm4.2 后轮轮缸直径的确定下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851302494613.Fdmp取后轮轮缸直径为 =19mm2d5. 制动主缸直径 的设计计算0第 i 个轮缸的工作容积为（5-1 ）214niiVd式中， 为第 i 个轮缸活塞的直径；n 为轮缸中活塞的数目； 为第 I 个轮缸活塞i i在完全控制时的行程，初步设计时，对于鼓式制动器可取 2.0 2.5mm6。:对于盘式制动轮缸= = =37681,2V21,4id2403m3对于鼓式制动轮缸=23,43,41i29.533147所有轮缸总工作容积为 =2 =132041miV368m3制动主缸应有的工作容积为 ，式中， 为制动软管的变形容积。0 V在初步设计中，制动主缸的工作容积可取为：对于乘用车 =1.1V 则； 0=1.1 13204 =14524.40V33主缸活塞直径 和活塞工作行程为0d= （5-2）024S一般 =（0.8 1.2） ，此处取 =:00Sd即 = = mm=26.449mm0d3V1452.主缸直径 应符合 QC/T311-1999 中规定的尺寸系列 1、7 ，具体为19mm、22mm、26mm、28mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098514此处选取 =28mm0d6. 前轮轮缸主要结构参数的设计计算参数 内径 D=40mm 理论推力值 F=9855 N6.1 工作压力 P（6-1）249857.83.10FMaPA6.2 单位时间内油液通过缸筒有效截面体积的流量；L/min （6-2）VQt式中 V液压缸活塞一次行程中所消耗油液的体积t液压缸活塞一次行程所需时间其中 V=vAt L310v活塞杆运动速度A活塞杆截面面积关于活塞杆的速度确定如下；根据汽车安全技术条件中规定；汽车单车制动协调时间应不大于 0.6s。制动协调时间为踏板开始动作到到达标准规定的充分发出的平均减速度的 75%时所用时间。下图是驾驶员在接受了紧急制动信号后，制动踏板力、汽车制动减速度与制动时间的关系曲线 2下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098515图 6-1 汽车制动曲线= + 为制动器作用时间即22由 踩下制动踏板到制动间隙消除的时间 制动力增长过程所需时间2设消除间隙所用时间 0.2s，则制动器作用时间 0.4s,取为 0.4s，则v= mm/ssts为活塞杆行程v= mm/s=7.5mm/s 30.4Q=vA =7.5 60 =0.5652 L/min26.3 缸筒的设计对缸筒的材料选择有如下要求： 8一般要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接的缸筒要求有良好的焊接性能。根据液压缸的参数、用途、和毛坯的来源等可选用以下各种材料： 625、35、45 等；25GrMo35CrMo,38CrMoAl;ZG200-400,ZG230-450, 1Gr18Ni19,ZL105 等；缸筒毛坯，普遍采用退火的冷拔或热轧无缝钢管，国内市场上已有内孔经研磨或内孔槽加工，只需按所要求的长度切割无缝钢管。对于工作温度低于-50 的液压缸缸筒，必须用 45，35 号钢且要调质处理。 90c根据液压工程手册选取，缸筒的材料为铸铁。6.3.1 缸筒内径当液压缸的理论作用力 F（包括推力 及拉力 ）和供油压力 P 为已知时，则无12F活塞杆侧的内径为：D= 取 D=40mm （6-3）3140mP6.3.2 缸筒壁厚 下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098516（6-4）max00.4123PD其中 为缸筒的最高工作压力，maxPD缸筒内径材料的许用压力 则， =3.33mm01426取 =4mmD+2 =40+2 4 mm=48 mm 1D0查机械设计手册 ，取为 =50mm1D缸筒壁厚的演算液压缸的工作压力应低于一定的极限值，保证工作安全：（6-5）21()0.35snP式中， 为缸筒材料的屈服强度 铸铁为 180MPas代入数据 =22.68 MPa28(04).5n系统的压力最高为 12 MPa 所以缸筒外径符合要求 为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力 应与塑性变形压力有一nP定的比例范围：（6-6）(0.35.42)nPLPp:其中 MPa MPa =40.1 MPa1logLsDp50.318log4=14.04 MPa.Man系统压力经验证 符合要求此外，缸筒的径向变形应在允许的范围内，经验证符合要求。为了确保液压缸的安全使用，缸筒的爆破压力 应大于耐压实验压力 10。经Ep验证，符合要求。6.3.3 缸盖厚度的确定 下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098517汽车前轮缸盖设为有孔式，则有公式 当缸筒底部为拱形时，应按下式进行计算：max20.43PtDm （6-7）t式中， 为缸筒外径0= m1.5246=4.1 mm取缸盖厚度为 5 mm6.3.4 工作行程的确定液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际最大行程来确定，对于前轮盘式，制动盘与制动块之间的间隙为 0.01 0.15mm，加上制动片的极限偏差和活塞与制动块之:间距离的 2 倍，取活塞的工作大致为 3mm。6.3.5 最小导向长度的确定（6-8）0LDHL液压缸的最大工作行程代入数据计算得：H 21.5mm6.3.6 活塞宽度的确定 B=（0.6 1.0） D 取为 B=30mm:可根据中隔圈再次确定 B，缸盖的滑动支承面的长度 ，由液压缸内径 D 确定1lD80mm，取 =（0.6 1.0）D 取为 =30mm 1l 1l6.3.7 缸体长度的确定 液压缸缸体内部长度应等于活塞行程和活塞宽度只和。缸体外形还应考虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体长度不应大于内径的 20 30 倍。:002LB=43mm6.4 活塞的设计由于活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此它与缸的配合应适当即不能下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098518过紧，也不能间隙过大，过大会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，使液压缸达不到设计的性能要求。6.4.1 结构形式采用整体式6.4.2 活塞与活塞杆的连接整体活塞在活塞圆周上开沟槽，安置密封圈，结构简单。6.4.3 活塞材料选用高强度铸铁 HT200-300活塞尺寸及加工公差活塞外径的配合一般采用 f9,外径对内孔的同轴度公差不大于 0.02mm，端面和轴线的垂直度公差不大于 0.04/100mm，外表面的圆度和圆柱度一般不大于外径公差之半11。6.5 密封圈根据系统的工作特点，选用高低唇型密封圈。6.6 活塞杆活塞杆的杆头应连接摩擦块推动制动盘制动所以杆头连接形式应为螺孔头式。6.6.1 活塞杆要在导向套中滑动一般采用 H8/h7 或 H8/f7 配合，其圆度和圆柱度公差不大于直径公差之半。安装活塞的轴颈和外圆的同轴度公差不大于 0.01mm，是为了保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度，以避免活塞与缸筒、活塞杆与导向套的卡滞现象。安装活塞的轴肩端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于 0.04mm/100mm。6.6.2 活塞杆的计算因前盘轮缸无速比要求，按液压设计手册要求，根据：d=（1/3 1/5）D D-为缸筒直径圆整查表得活塞杆直径：d=14mm 活塞杆螺纹尺寸查（ GB/T2350-1980）得螺纹直径与螺距M10 1.25 L 为短型 L=14mm 内螺纹活塞杆的强度校核62104pFd下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098519=7.8 符合要求MPap6.7 活塞杆的导向套、密封、防尘选用端盖式金属导向套一般采用摩擦系数小，耐磨性好的青铜材料制作。而端盖式直接导向型导向套材料用灰铸铁。6.7.1 导向套长度的确定导向套的主要尺寸是支承长度，通常按活塞杆直径、导向套的形式、导向套材料的承压能力。通常有两段导向段，每段宽度一般为 d/3，长度 b=2/3d 其中 d 为活塞杆直径。即 b=2/3 14=9.5mm6.7.2 加工要求 12导向套外圆与端盖内孔德配合多为 H8/f7,内孔与活塞杆外圆的配合选为 H9/f9,外圆与内孔的同轴度公差不大于直径公差的一半，内孔中的环形油槽和直油槽要浅而宽，以保证有良好的润滑。6.8 油口由于汽车制动系统的构造，油口应布置在端盖上，且属于薄壁孔（l/d 0.5） ,通过口的流量为= （6-9）12QCApCAP式中 C流量系数，接头处大孔与小孔之比大于 7 时，C=0.6 0.62:接头处大孔与小孔之比小于 7 时，C=0.7 0.8A油孔的截面积液压油的密度油孔前、后腔的压力12p、油孔前后压力差由上式得；（6-10）2QACP其中 Q=0.5652 L/ min C 取为 0.7下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098520而查得桑塔纳 2000 液压油密度为 =1.125g/3cm代入数据得 d 8.015 mm查液压油口连接螺纹（GB/T2878-1993） 取为 油口 M10 16.9 密封件、防尘圈的选用选为 O 型密封圈 2 型特康防尘圈以上是汽车前盘制动轮缸的尺寸和结构的设计，现将数据整理如下；表 6-9 设计数据整理液压缸结构 单作用单活塞缸 缸体长度 43mm液压缸内径 40mm 液压缸壁厚 5mm缸底厚度 5mm 头部法兰厚 10mm活塞杆直径 14mm 活塞行程 3mm导向长度 9.5mm装配尺寸如下表活塞 材料灰铸铁 HT200/300外径对内孔的同轴度公差 0.02mm端面轴线垂直度公差 0.04/100 mm外表面圆度和圆柱度 0.01 mm 外径配合 f9活塞杆材料为碳钢 杆头连接为螺孔头式H8/h7 配合轴颈与外圆同轴度公差 0.01mm轴肩端面与活塞杆轴线垂直度公差为 0.04mm粗糙度为 0.2um螺纹 M10 1.25 L=14mm 内螺纹下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098521导向套材料为青铜 外圆与端盖内孔配合 H8/f7外圆与内孔同轴度 0.03mm圆度与圆柱度 0.01mm 油口 连接螺纹 M10 1密封圈O 型2 型特康防尘圈7 . 后轮轮缸的设计计算对于后轮鼓式制动采用双领蹄式制动，即为双缸单活塞制动现对四个轮缸进行设计计算7.1 后轮工作压力 PP=F/A=4F/ = =3.34mpa （7-1）2d249617.2 缸筒的设计选材料为铸铁7.2.1 缸筒内径 D=19mm7.2.2 缸筒壁厚= =3.44mm （7-2）max0.4123pD960.4123取 4mm，则外径 =27mm17.2.3 缸筒壁厚演算（7-3）210.35snPMpaD代入数据演算 ,符合要求.87.2.4 缸体底部厚度（7-4）120.43p下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098522式中 -计算厚度外直径2DP-最大工作压力计算得 3.65，取 =5mm117.2.5 缸体头部法兰厚度（7-5）340aLpFbhrd式中：F-法兰在缸筒最大内压下所承受的最大轴向压力-法兰外圆半径a初步设计取法兰外圆半径为 32mm，b=11mm代入数据计算得 h=4.91mm 取 h=6mm7.2.6 液压缸工作行程的确定工作行程长度由执行机构实际工作行程决定，且参照液压工程手册选取标准值得 S=30mm7.2.7 最下导向长度最小导向长度的确定 =12mm （7-6）20LDH7.2.8 缸体长度的确定L=S+B+L+ =64mm （ 7-7）17.3 活塞的设计B=（ ）d= 15mm0.6:结构形式为组合式，加工公差同前盘式活塞杆的校核 62410FMpad=3.4 符合要求 7.4 活塞杆的设计装配公差和结构形式同前盘式活塞杆的计算 因后轮轮缸无速比要求，回位靠弹簧。根据 135dD:下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098523圆整后查表得活塞杆直径 d=10mm7.5 活塞杆的导向套、密封、防尘选用端盖式导向，导向套的长度确定，=7mm 12 活塞杆的加工要求同上。23bd7.6 排气阀 排气阀要求同上7.7 油口油口的设计要求同上，= （7-8）12QCApCAP式中各参数意义同上，则（7-9）2P代入数据得 d=8.25mm查取标准值，得油口为 M10 17.8 密封件，防尘圈选择结果同上。现将后轮轮缸各尺寸参数整理如下；表 7-8 后轮轮缸的尺寸参数数据整理液压缸结构 单作用单活塞缸 缸体长度 64mm液压缸内径 19mm 缸筒壁厚 5mm缸底厚度 4 mm 头部法兰厚 5mm活塞杆外径 10mm 活塞杆行程 5mm导向套宽 7mm 最小导向长 12mm装配尺寸如下表下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098524活塞 材料灰铸铁 HT200/300外径对内孔的同轴度公差 0.02mm端面轴线垂直度公差 0.04/100 mm外表面圆度和圆柱度 0.01 mm 外径配合 f9活塞杆材料为碳钢 杆头连接为螺孔头式H8/h7 配合轴颈与外圆同轴度公差 0.01mm轴肩端面与活塞杆轴线垂直度公差为 0.04mm粗糙度为 0.2um螺纹 M10 1.25 L=14mm 内螺纹导向套材料为青铜 外圆与端盖内孔配合 H8/f7外圆与内孔同轴度 0.03mm圆度与圆柱度 0.01mm 油口连接螺纹 M10 1密封圈O 型2 型特康防尘圈流量 Q 的计算 Q=vAx L/min=5/0.4 L/min=0.0270275 L/min3102360.1908 制动主缸的设计计算8.1 主缸主要供油量的计算Q =2Q +4Q 012=2x0.5652+4x0.27025 L/min=2.2115 L/min 下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985258.2 第一段长度的确定主缸结构见装配图，第一段长度为第一缸活塞的工作行程。S （8-1）124d0Q式中；d主缸直径Q制动过程中所需的液体总流量S 0.4 = mm=12mm10224d62.1504.8取得 S = 第二段长度的确定第二段长度为第二缸活塞的工作行程。考虑到弹簧的作用，第二缸作用要比第一缸迟，为了保证两缸能同时工作，第二段缸的活塞行程要小于第一缸的活塞行程。综合考虑弹簧的预紧力，以及需保证第二缸在第一缸出现故障时能保证汽车的制动力，也就是应能提供整车需要的制动油液。因此 24sm8.3 缸筒的结构参数的确定8.3.1缸筒壁厚的确定 （8-2）max00.4123PD式中各符号意义同前，代入数据得5.06286.4103取 6mm8.3.2 缸筒连接方式缸筒选择法兰连接，结构较简单，易加工，易装卸。法兰厚度（8-3）3410aLpFbhrd式中各参数意义同上，其中由法兰盘的承载压力选择周布四个螺栓固定，查得螺栓下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098526的直径为标准值 M12 4，代入数据计算得，h=9 mm 8.4 第一缸活塞直径的确定I选用整体式活塞，活塞采用高强度铸铁 HT200-300 11，活塞宽度 B=（0.6 1.0）d 取为 15mm :II 由实际条件确定，第一缸的最大行程 S 为 45mm1III 因为第一腔活塞杆直接与踏板机构连接，为了减轻重量，取活塞杆为空心杆，对于空心杆d= m （8-4）62140pFd式中 F 液压缸的推力1材料的许用应力p活塞杆的空心直径1d代入数据计算得 d=19mm缸工作时轴线摆动，因此选用光杆耳环式外端，活塞杆材料为碳钢。活塞杆的加工要求同上。 此外，此缸无速比要求，回位力靠弹簧力。8.5 第二缸的设计同上确定活塞宽 B=20mm 活塞杆长度 l=50mm 活塞为实心 d=12mm8.6 导向套、密封活塞杆导向套装在液压缸有杆腔侧端盖内，用以对活塞杆进行导向，内装有密封装置以保证缸筒有杆腔的密封。外侧有防尘圈，以防止活塞后退时把杂质、灰尘及水分带到密封装置处，损坏密封装置。 6、13选用端盖式密封，适用于低压、低速、小行程的液压缸。导向套长度的确定同上 b=2/3d=2/3x19mm 13mm最小导向长度 H S/20+D/2 15.5mm 加工要求同上8.7 油口的选择= （8-5）12QCApCAP下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098527各参数意义同上。对于出油口，在制动时需要一定的开启压力，设为 0.1Mpa。制动液为合成制动液，密度为 1.125g/cm3（8-6）2QACPA= m /s36611.020.5.3计算得 d 6.492 mm查液压油口螺纹连接螺纹（GB/T-1993）取出油口为 M8 1对于进油口开启压力 较小 代入数据取为 M12 1.58.8 选取弹簧因为活塞回位需要弹簧力，所以要有固定安装的弹簧。选用等节距圆形截面弹簧 14因为第一缸内部开启压力为 0.5Mpa，则弹簧的最大承载压力为F=PA=0.5 =265N ,弹簧的行程 =45mm6102.4maxinf依据弹簧的承载能力和行程及液压缸的内径，查得弹簧的中径 D=18mmH =71mm 直径 d=2mm09.系统液压阀的选择本系统前、后轮管道压力不同，但是油液由液压制动主缸供给。因此，系统管路中应有比例阀，进、出油口为单向阀。表 9-1 系统液压阀数据整理序号元件名称 方案一 方案二 通过流量1 插装直通单 CIT-04-05-1 9.5L/min下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098528向阀2 电磁液压比例阀BYF 型 20L/min10. 管道尺寸管路在液压系统中主要用来把各种元件及装置连接起来，对管路的基本要求是要有足够的强度，能承受系统的最高冲击压力和工作压力。 7管路与各元件及装置的各连接处要密封可靠、不泄漏、绝对不能松动。管路的安装要固定坚实，布局合理，排列整齐，方便维修和更新元件。 本系统主油路流量 Q=1.106L/min 压油管的允许流速为 v=12.5mm/s综合诸因素现取油管的内径 d=6mm 进油口参照进油口螺纹连接尺寸 15，选为d=5mm。到此，整个系统的设计已经完成，经校核符合要求。11.结束语汽车的制动性能评价指标有：制动效能、制动效能的稳定性、制动时汽车方向的稳定性 2。液压制动保证了制动时的高效能，且选择 x 型回路保证了制动系统的工作可靠性。但是，一旦某一