福克斯两厢版轿车浮钳盘式制动器设计
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摘要汽车的制动器是汽车行驶安全的保证,许多国家对汽车制动器制定了不同的标准。本次设计参考各类品牌轿车的制动器,比较各类制动器之间的性能和结构,选择了最适合轿车使用的浮动钳盘式制动器进行设计。选定2015款福克斯车型作为本次轿车制动器设计的对象,对制动器制动盘、制动衬块进行设计,对制动钳体、制动盘和摩擦材料进行选取和对磨损特性进行校核,对制动器驱动机构的液压主缸和制动轮缸的容积进行计算,最后对制动器的制动效能进行校核。关键词:制动器;制动盘;制动钳;液压缸AbstractAutomobilebrakeistheguaranteeofsafedriving,andmanycountrieshavefor mulated diffierentcriterionsforautomobilebrake.Thisdesign,whichrefers to various brand of car criterions.After comparing the performance and structure of several types of brakes,this design has chosen a floating caliper disc brake scheme that is most suitable for a car. In the design,then 2015 models of fox is selected as the design object of brake.The design includes the following steps.Firstly,brake disc,brake pad are needed to be designed.Then i selectbrake calipers,brake disc and friction material,cheak the wear characteristics and calulate hydraulic brake master cylinder drive mechanism brake wheel cylin volume.Finally,i cheak the break the braking efficency of this brake.Keywords:brake;Brake disc;Brake pliers;The hydraulic cylinder目录摘要IIIAbstractIV1 绪论1 1.1制动器的作用1 1.2制动器的种类1 1.3制动器的组成2 1.4对制动器的要求32 制动的器结构形式和制动器的选用4 2.1制动器形式的介绍4 2.1.1鼓式制动器4 2.1.2盘式制动器6 2.1.3制动器的选择7 2.2选择车型及确定车辆参数83 制动系统的参数选择9 3.1同步附着系数9 3.2制动强度和附着系数利用率9 3.3制动器最大制制动力矩10 3.4制动器因数104 盘式制动器的设计12 4.1制动器主要零件参数设计12 4.1.1制动盘直径12 4.1.2制动盘的厚度12 4.2制动衬块的设计计算12 4.2.1制动衬块内半径R1与外半径R212 4.2.2摩擦衬块工作面积13 4.3制动衬块磨损特性的计算13 4.3.1比能量耗散率13 4.3.2比滑磨功15 4.3.3制动器的热容量和温升核算15 4.4制动器主要零件的结构设计16 4.4.1制动盘16 4.4.2制动钳17 4.4.3制动块17 4.4.4摩擦材料17 4.4.5制动器间隙的调整机构185 制动器驱动机构的计算20 5.1液压制动驱动机构的设计20 5.1.1制动轮缸直径与工作容积20 5.1.2制动主缸直径与工作容积21 5.1.3制动踏板力与踏板行程226 制动性能分析24 6.1制动性能评价指标24 6.1.1制动效能24 6.1.2制动效能的恒定性25 6.1.3制动时车辆的方向稳定性25结论27参考文献28致谢29II 第1章 绪论 1 绪论1.1制动器的作用轿车制动器的作用主要是为了增大地面与轮胎之间的摩擦系数,使得在行驶过程中的 车辆强制性减速甚至停车的机构。其基本功能还包括车辆能在正常路面和斜坡上平稳停车,使下坡车辆的速度保持不变并且行驶方向可以随驾驶人员的意愿控制。1.2制动器的种类汽车制动器大部分为摩擦式,即利用随车轮旋转的回转体与制动块之间的摩擦形成的摩擦阻力矩使车辆降低速度或停驶。汽车制动器有摩擦式、液力式和电磁式等几种类型。液力式制动器在接合和分离时的作用时间较长,不工作时有功率缺失,在轿车上使用结构较为复杂,所以大多用于重型卡车的缓速器使用;电磁式虽然工作平稳、寿命长和维护方便,但由于价格昂贵,只在一些重量较大的商务车上做缓速器和行车制动器使用。与上述两种制动器相比摩擦式制动器仍是汽车生产厂商使用的最广泛的一种。摩擦式制动器按制动元件的结构形式不同,可分为鼓式、盘式和带式制动器三种。因为带式制动器一般只作驻车制动器使用,所以行车制动器还是以盘式和鼓式制动器为主,盘式和鼓式制动器按类型分又可分为几类,如下图1-1所示:图1-1 制动器的分类1.3制动器的组成车辆制动器主要由制动驱动装置(图2-1b)和制动执行装置组成(图2-1a)。能形成阻止汽车行驶或行驶趋向阻力的构件称为制动器执行装置,盘式和鼓式制动器中的液压缸、制动盘、制动衬块、制动鼓和制动蹄片等都是执行元件。能够形成制动动作、控制制动程度并将驾驶员控制的作用力传递到执行机构称为制动驱动机构,它的功能主要包括能量的供给、传递动力和调节制动力的大小等。驱动机构中必须要装有过载保护装置和损坏报警装置。驱动机构中的供能装置是调节和提供制动能量的装置,必要时还要优化传能介质的状态。控制装置指制动中初始操作和调节制动程度的构件。图1-2 (a)轿车制动系统示意图 (b)驱动机构示意图1-前盘式制动器;2-防抱死系统导线;3-主缸和防抱死装置;4-液压制动助力器;5-后盘式制动器;6-防抱死电子控制器(ECU);7-驻车制动操纵杆;8-制动踏板; 9-驻车制动踏板;10-后鼓式制动器;11-组合阀;12-制动主缸;13-真空助力器 1.4对制动器的要求汽车制动应满足如下所述要求:1) 具备良好的制动效能。常用车辆在正常行驶制动时,从开始制动到制动结束停车的最大减速度和最小制动距离来评价制动效能的好坏。制动减速度越大,制动距离越短,则制动效能越好。详见 。2) 制动器工作的可靠性。行车制动器最少应该有两个单独工作的制动液压回路,在其中一个回路发生故障时,另外一个回路必须保证车辆的制动力不低于两套回路共同工作时限定值的 。很多车辆为了节省成本将车辆的行驶制动器和驻车制动器共用,但两者的驱动装置必须独立使用。行车制动器的操控方式是脚刹,驻车制动大多为手控制,但也有部分自动挡车型在左脚边有一个和手刹功能相同的脚刹。3) 制动器制动时车辆应该备有操作稳定性。有关方向稳定性的评价标准,详见 。 4) 日常使用中应该保持制动器工作表面无淤泥和石子。5) 具备抗热衰减能力。详见 。6) 具有良好的操纵和便利性。7) 在制动器工作时,应尽量减小制动衬块与制动盘摩擦形成的噪声,同时,必须保证制动器工作时散发出的气味符合人体安全标准。8) 作用滞后性应尽可能好。从制动动力开时输送,到制动器制动衬块与制动盘接触开始制动这段时间称为作用滞后性,而这段时间也作为评价作用滞后性的指标。对于汽车列车,不得超过0.8s。9) 应保证制动盘与制动衬块正常使用磨损后,制动器设有间隙调整机构能够调整间隙使制动器保持正常的工作间隙,为了调整间隙方便,应尽可能的使用能自动调整间隙的机构。10) 当制动系统中某些零件发生故障或损坏时,车辆上应对驾驶人有预警提示。3 第2章 制动器的结构形式的选择 2 制动的器结构形式和制动器的选用2.1制动器形式的介绍2.1.1鼓式制动器鼓式制动器按摩擦副接触面不同有两种类型,分别是外束型和内扩型。外束型的鼓式制动器是以制动鼓的外表面为工作面,目前在车辆上的使用很少,一般只作驻车制动器使用;内扩型的鼓式制动器是以制动鼓的内表面为工作面,这种类型的制动器在车辆上使用较多。内扩型鼓式制动器是利用安装于制动鼓内侧的制动蹄片作为制动元件,蹄片的一端固定,对另一端施加推力,这样制动蹄片能绕固定一端旋转,使得制动蹄片与制动鼓内表面接触形成摩擦,从而产生阻力矩以达到减速效果。在制动过程中对制动蹄片施加力并使蹄片旋转的装置称为推动装置。常用的推动装置有液压制动轮缸、凸轮装置和楔促动装置等。在鼓式制动器正常制动时,由于制动鼓的回转方向不同,所形成的摩擦阻力矩也不相同,所以制动蹄片有领蹄和从蹄之分。按制动蹄形成摩擦力矩情况的不同,鼓式制动器可分为领从蹄式、单向双领蹄式、双从蹄式、双向双领蹄式、单向自增力式和双向自增力式制动器等几种类型,如图(2-1)所示:图2-1 鼓式制动器的类型1-制动领蹄;2-制动从蹄;3-支撑销;4-制动鼓;5-连杆;6-制动领蹄领从蹄式制动器在制动器正常工作过程中,制动器的两蹄片始终都是一个领蹄和一个从蹄的的鼓式制动器称之领从蹄式制动器。该制动器在车辆前进行驶时制动(即图2-1a中箭头方向),制动蹄片的一端固定,另一端在液力的作用围绕固定端转动,向制动鼓内侧压紧,这时制动蹄1的旋转方向与制动鼓回转方向相同,则称制动蹄1为领蹄,反之制动蹄2的旋转方向与制动鼓的回转方向相反,称制动蹄2为从蹄。在车辆倒车制动时,制动鼓回转方向改变,制动蹄1和制动蹄2互换,制动蹄2为领蹄而制动蹄1为从蹄。领从蹄式制动的制动性能比较稳定,结构简单可靠,便于安装,但由于领、从蹄片上所受负载不相等,所以导致领、从蹄片磨损不均匀。单向双领蹄式制动器安装于制动鼓内部的两制动蹄片各有一端是固定的,而且蹄片的固定端相反。在车辆正常前进时,两蹄片的旋转方向均与制动鼓的回转方向相同,所以两蹄片都为领蹄。在工作时两蹄片的推动装置分别独立,由两个制动液压缸推动,因此单向双领蹄式制动器的效能很高。在倒车时由于制动鼓回转方向发生改变导致该制动器的两制动蹄从领蹄变为从蹄,相比车辆前进时的制动效率降低很多。双从蹄式制动器在车辆前进行驶制动时,该制动器两制动蹄的旋转方向都与制动鼓回转方向相反,两蹄片均为从蹄,而在车辆倒车制动时两蹄片又都为领蹄,所以致使车辆前进制动时比倒车制动时的制动效率较低。由于车辆在使用过程中前进多于倒车,所以这种制动器一般不会被汽车生产厂商使用。双向双领蹄式制动器在车辆制动时,两制动蹄片在液压作用下向外张开,由于推动两蹄片的液压缸是双活塞液压缸(如图2-1d),所以两蹄片所受活塞的推力相等,当制动蹄压靠在制动鼓工作面时,制动蹄片不仅受到液压缸推力还受到制动鼓旋转的力矩,这时制动鼓带动两蹄片回转,直到将两活塞外部的支座推到顶靠在液压缸的端面为止,由于两蹄片在车辆前进和倒退时的旋转方向都与制动鼓的回转方向相同,所以两蹄片无论在车辆前进或倒退时都是领蹄。双向双领蹄式制动器属于对称式制动器,不会对轮毂轴承造成附加径向载荷,因为其结构复杂、装不方便,所以一般很少使用。单向自增压式制动器该制动器的特点就是安装于制动鼓内侧的两制动蹄片,只有一个制动蹄片的一端是固定的,而另一端由连杆与另一蹄片的一端连接。在车辆前进制动时,第一蹄片上端被液压缸活塞推动,整个制动蹄片绕连杆左端支撑点旋转,并压紧在制动鼓的内侧上,并在合力的作用下使得连杆成为第二蹄片的推动装置。这时的两蹄片的旋转方向与制动鼓的回转方向相同,所以两制动蹄片都是领蹄。在车辆倒车时,制动器正常工作,液压缸活塞推动第一蹄片压紧在制动鼓内侧,整个蹄片绕支承销旋转,这是第一蹄片仍然是领蹄,但是制动效能要比一般的领蹄低的多。双向自增压式制动器该制动器的特点是车辆在前进和倒车制动时均能借制动鼓与制动蹄之间的摩擦起到自增压的作用,故称为双向自增压式制动器。双向自增压式与单向自增压式不同点在于,双向自增压式制动器在两个蹄片的上方采用的是双活塞式液压缸,可向两蹄片上同时施加相等的推力。车辆在前进和倒车制动时,两蹄片的旋转方向与制动鼓回转方向相同,均为领蹄。因为车辆在使用过程中前进制动远远多于倒车制动,而且前进制动的负载也要远大与倒车制动,所以可以将后制动蹄的摩擦片面积做大些。2.1.2盘式制动器盘式制动器的工作表面是回转元件金属盘的端面,此圆盘称为制动盘。根据制动器中制动执行元件的结构不同,盘式制动器可以分为钳盘式和全盘式制动器两类。在钳盘式制动器中,执行元件是与制动盘相配合的制动块,每个制动器中一般都有2到4块。这样的制动器一侧(或两侧)都装有推动装置,推动装置与跨越制动盘两侧的夹钳形支架相连,而且制动块也安装在其中。制动衬块与夹钳支架组成的构件称制动钳体,而全盘式的执行元件和摩擦元件均为圆盘形,在制动时摩擦盘与执行元件整体接触,形成制动力矩使车辆减速或停车,由于全盘式的工作面积大,所以制动力矩也较大。全盘式一般用于载重量较大车辆的行车制动器,还可作为车辆缓速器使用,而钳盘式应用较为广泛,在大部分车上当作车轮制动器和驻车手刹使用。1 固定钳盘式制动器这种制动器的制动盘与汽车轮毂相连,制动钳体与车轴固定,在制动钳内装有两个液压缸,两液压缸分别布置在制动盘的两侧面。在车辆正常行驶制动时,制动衬块在液压力的作用下沿轴向移动,将制动衬块与制动盘相互压紧,形成制动力矩,使车辆减速或停车。而钳盘式也存在很多缺点,因为液压缸安装在制动盘的两侧,所以导致结构尺寸较为复杂;液压缸安装在制动钳体内,导致制动钳的轴向尺寸较大,而且位于制动盘两侧的液压缸必须要有穿过制动盘的液压回路或在钳体内开辟油道来驱动,这样制动器的尺寸会更大,在大部分车辆的轮毂内无法安装;在高速行驶制动时,因制动盘的热负荷大,使得布置在制动盘两侧的液压缸和越过制动盘布置的液压管路中的制动液容易受热汽化,从而导致制动失效甚至发生安全事故。2 浮钳盘式制动器1) 滑动钳式制动器这种制动器的制动轮缸安装在制动盘的内侧,没有越过制动盘的液压管路,而且滑动钳式制动器的制动钳可以沿制动器轴向移动,当制动器制动时,制动轮缸压力升高,活塞推动内侧制动衬块向制动盘移动,将制动衬块压紧在制动盘上,这时活塞推力增大,导致钳体在反作用力的作用下带动外侧制动衬块向制动盘移动,使得两制动块都压紧在制动盘上。2) 摆动钳式制动器摆动钳式制动器的结构与滑动钳式制动器的结构相似。唯一区别在于制动器的制动钳体与固定在车轴上的支架之间是铰链连接,所以制动器在制动时制动钳体与制动盘之间是相对摆动,这使得制动衬块与制动盘不能完全接触,导致制动衬块的局部磨损过快。为了优化这一设计,将制动衬块做成摩擦面与背板面有角度与的楔形,这样在反复制动中制动衬块会逐渐达到均匀。浮动钳式制动器的优点有:因为制动器只有一侧安装有液压轮缸,所以结构尺寸较小;没有安装越过制动盘的制动液压管路,降低了因高速制动时液压油汽化导致制动器失灵可能;浮动钳式制动器相对于其他制动器的成本较低。2.1.3制动器的选择在本次设计中比较鼓式和盘式制动器的优缺点后,选取浮钳式盘式制动器作为本次轿车制动器设计的对象,盘式制动器的优点如下:1. 热稳定性较好。因为制动块与制动盘的接触的工作面积相对于制动盘的面积较小,所以散热性能好;2. 水稳定性较好。因为制动块与制动盘之间的压紧力较高,所以水不易进入,而制动盘在沾水后由于离心力的作用下,水很易被甩掉,同时制动块对制动盘也有擦拭作用,只要进行12次制动即可恢复制动器的效能。鼓式制动器则需要十几次的制动才能恢复正常;3. 在具有相同尺寸的鼓式和盘式制动器,盘式制动器输出的力矩要比鼓式制动器大;4. 盘式制动器的热膨胀导致的制动踏板工作行程的损失较小,这使得自动间隙调整机构的设计可以简化;5. 制动力矩与车辆前进和倒车无关。与鼓式制动器相比盘式制动器的工作面是两侧面,这样车辆在高速行驶中由于散热好,所以制动盘冷却快并且不易发生变形,制动效能稳定。盘式制动器由于长时间制动会使制动盘高温膨胀并且制动作用增强。另外,盘式制动器的结构简单,维修较为方便,易于实现制动间隙的自动调整,所以被广泛使用于轿车的制动器。2.2选择车型及确定车辆参数给出的2015款福克斯两厢版参数如下:1)外形尺寸:长x宽x高4368mm*1823mm*1483mm2)轴距:2513mm;3)最高车速:205Km/h;4)额定载客(包括驾驶员):4 人;5)发动机动力:最大功率96KW/6500r/nim;最大转矩150NM/4000r/nim;6)汽车的整车整备质量1310kg;汽车总质量:1860kg其他参数的确定:1.福克斯使用的轮胎规格为,其胎宽195mm,轮胎断面的扁平比为,轮毂的直径为15英寸,换算过来为381mm。故车轮滚动半径为 =(381+219565%)/2=317.25mm。2.空满载时质心距前轴距离,;空满载时质心距后轴距离 ,空载时, =1439mm , =1074mm;满载时, =1175mm,=1338mm。3.空满载时的轴荷分配空载时,前轴负荷 G1=750kg 后轴负荷 G2=560kg 满载时,前轴负荷 G1=870kg 后轴负荷 G2=990kg4. 质心高度满载Hg=0.616m空载Hg=0.58m29 第3章 制动系统的参数选择 3 制动系统的参数选择3.1同步附着系数前、后制动器的制动力具有恒定比例的车辆在正常路面上行驶制动时,汽车前后车轮同时抱死,这时路面的附着系数称之为车辆的同步附着系数。在本次设计中前后制动力分配系数取。空载时的同步附着系数满载时的同步附着系数对与轿车来说满载时的同步附着系数,即满足要求3.2制动强度和附着系数利用率根据附着系数和同步附着系数的关系可以得出下面的关系式:1 当时,制动强度 ,附着系数利用率 。2 当时,后轮首先抱死的条件决定了最大制动力,则。因车辆行驶道路的情况有所区别,所有各种道路有着不同的附着系。正常情况下车辆在铺装路面上行驶时,紧急情况下制动,总是后轮先抱死前轮滑行,所以选择第三种情况计算。沥青路面的附着系数0.8至1.0左右。取代入公式3.3制动器最大制制动力矩在车辆正常行驶制动时如果前轮先抱死后轮滑移,会导致车辆失去转向能力,为了保证安全,车辆在状况较差的路面行驶时不发生安全事故,车辆在制动时应使得后轮先抱死,前轮拖滑,在路面上后轮先抱死前轮拖滑,这时前后制动器产生的最大制动力矩为下式计算:一个前轮和一个后轮产生的最大制动力矩为:3.4制动器因数制动器效能因数简称制动器因数,其定义是制动鼓或制动盘作用半径上摩擦力与输入制动力之比。在钳盘式制动器中,设压紧在制动盘表面的制动力为,则制动盘工作半径上所受摩擦力为,本次设计制动器的制动器因数为下式所计算:在本次设计中制动块与制动盘之间的摩擦系数取。 第4章 盘式制动器的设计 4 盘式制动器的设计4.1制动器主要零件参数设计4.1.1制动盘直径在设计制动盘直径时,应该考虑到减小制动衬块对制动盘的压紧了,从而使制动盘工作面积上的压力和热负载减小,所以在设计制动盘直径时应设计的较大些,但由于受到轮毂尺寸的限制,制动盘直径又应小于轮毂直径。在本次设计中制动盘的直径取轮毂直径。轮辋直径为15英寸,又因为=1860kg。前制动盘 取286mm. 后制动盘 取267mm.4.1.2制动盘的厚度制动盘质量会随着制动盘厚度的增大而增大,而制动时的温度会随着制动盘的厚度减小而增大,所以在设计制动盘厚度时,应设计的较为适中即可。制动盘的结构类型有通风盘和实心盘两种。通常情况下实心盘的厚度取到,通风盘的厚度可取至,一般采用较多的是至。在本次设计中因为选取车型为福克斯两轮驱动,并且前轮作为驱动轮承受较大的制动力,而后轮相对前轮承受制动力较小,所以在设计时后制动盘选用实心式的,厚度取;前轮使用通风盘,其厚度取。4.2制动衬块的设计计算4.2.1制动衬块内半径R1与外半径R2根据查看相关资料得出制动衬块外半径()与内半径()的比值应尽量控制在1.5倍关系内.如果比值大于1.5倍的关系,则制动衬块外半径与内半径上的线速度相差较大,最终导致摩擦衬块局部磨损过快,制动面积减小,寿命减短。在本此设计中:取R2/R1=1.4; 制动块外缘半径应小于制动盘半径,所以有:前制动器: 取R2=140mm所以 。后制动器 取R2=130mm则R1=R2/1.4=92.8mm。 制动衬块的平均半径:前: 后:4.2.2摩擦衬块工作面积一般盘式制动器制动衬块的工作面积按汽车总质的范围取值,但考虑到材料领域的开拓和对制动要求的提升,此范围可适当扩大些。本次设计采用金属纤维型摩擦材料作为制动衬块。所以取前、后轮制动器的制动衬块工作面积:前: 后:取:;4.3制动衬块磨损特性的计算制动衬块的摩擦材料、加工工艺、制动速度、工作时的温度及制动时所受压力的大小都对制动衬块的磨损有影响,想要在理论上精确的计算磨损特性十分困难,但经实验证明,磨损特性最主要的影响因素还是工作时的温度和工作表面的摩擦系数等。车辆的制动过程其实是能量转换的过程,在车辆行驶制动时,制动器将车辆前进或倒退的动能和势能通过制动盘与制动衬块的摩擦转换成热能进行消耗。但由于制动时间较短,制动强度又较大,制动器来不及将转换的热能消耗,只能将热能通过自身零部件吸收,这时制动器温度较高,所以影响制动衬块磨损特性。4.3.1比能量耗散率为了能在理论上计算制动衬块的磨损,本次设计利用比能量耗散率作为衡量制动衬块磨损的标准,即单位时间内衬块单位摩擦面积耗散的能量,通常所以的计量单位是。制动衬块磨损越严重,比能量耗散率越大。车辆单个前后制动衬块的比能量耗散率为:式中:车辆回转质量换算系数; 车辆的总质量; ,汽车制动初速度与终速度,;本次设计轿车取=; 制动减速度,本次设计时取; 制动时间,; 前、后制动衬衬块的工作面积;(;) 制动力分配系数。在紧急制动到停车时,并可近似地认为,则有把参数代入上述公式求得:比能量耗散率太高会导致衬块的磨损过快,且会致使制动盘断裂损坏。盘式制动器的比能量耗散率应小于。根据上式求得是从初速度紧急制动到停车的时间,求得,所以本次设计符合要求。4.3.2比滑磨功汽车在行驶过程中制动,由最高初速度至完全停车所完成的单位衬块面积的滑磨功也可作为制动块磨损的指标,即下式所述:式中:车辆总质量,; 车辆最高制动车速,; 车辆制动器各衬块的总工作面积, 许用比滑磨功,对轿车取把数据代入上述公式求得:本次设计符合要求。4.3.3制动器的热容量和温升核算制动器的比热容和抗热衰性能应符合下列所述条件:式中:各制动盘的总质量,为 与各制动盘相连金属的总质量,为 制动盘材料的比容热,对于铸铁C=460J/(kgK);对于铝合金C=880 J/(kgK) 与制动盘相连金属的比热容; 制动盘的温升(一次由到完全停车的高强度制动,温升不应超过 ); 满载车辆在行驶过程中的紧急制动,由于制动时间较短,制动器的热量未及时扩散,可认为热能完全被按前、后制动力比例分配给前、后制动器,并完全被制动器吸收,则如下式所示:代入数据求得: 式中 车辆满载总质量 车辆制动时的初速度 车辆制动器制动力分配系数由计算求出: 满足条件4.4制动器主要零件的结构设计4.4.1制动盘制动盘常用铸铁铸造而成,也可在铁液中加入少量铜、锡、钼、钒、钛、铬等元素,这样可提高铸件的强度性能及硬度。制动盘的结构为配合车辆安装有平板状和礼帽状两种类型。制动盘安装在车轴上并跟随车轮一起回转,在车辆制动时,制动盘不仅要承受较大制动力,还要吸收制动时产生的热量,为了提高散热效果,有一些制动盘还在其径向铸造通风孔,在高速行驶时通过空气对流降低制动盘工作温度,根据实验表明,铸造通风槽能提高冷却以上,但会导致制动盘盘体较厚。根据相关国家标准:制动盘的抗拉强度应满足,表面硬度应满足185-230HB;在制动盘同一摩擦表面的硬度变化量应小于15HB,在不同磨擦面的硬度变化量应小于20HB。同时,制动盘表面的加工精度要求较高,其平面度允许0.012mm,表面粗糙度为;两工作表面的平行度不应该大于0.05mm,若厚度不均匀则容易引起制动踏板震动;制动盘端面跳动不应大于0.03mm,过大会导致制动盘撞击制动衬块,顶推活塞,造成制动踏板制动和制动行程加大。本次设计采用的材质为碳纤维陶瓷复合材料,前制动器采用利于散热的通风盘,后制动器采用实心盘,制动盘结构选用礼帽状(图4-1)。 图4-1 礼帽状制动盘4.4.2制动钳制动钳为了加工方便,一般做成对分式的,然后用螺栓固定成整体,也可做成整体式。在制动钳桥留下槽口,方便制动器磨损后免于拆卸查看。制动钳一般采用铸铁、铝合金压铸、钢骨架压铸铝合金等。但大多数车型采用强度较高的球墨铸件,相当于,且耐磨性好,成本低。本次设计采用球墨铸铁作为制动钳材料,采用整体式的结构设计。4.4.3制动块制动块由背板和摩擦衬块组成,摩擦衬块大多为扇形和矩形。其连接方式有两种:一种是在背板上钻有46个孔,使衬块与背板直接压嵌在一起,这种方式常被欧洲等国家采用;另一种是将摩擦衬块单独压制成型,用铆钉与背板铆接在一起,美国制动器常常采用。背板采用优质碳素结构钢制成,一般要求有足够的强度和刚到,对于轿车和轻型货车而言,背板厚度一般为左右,对于重型货车厚度还要更大。在大部分车辆上都装报警装置,当制动衬块摩擦损耗快到到工作寿命极限时,报警装置会对驾驶员发出灯光或声音,提示及时更换新的制动衬块。本次设计选制动衬块背板的厚度为6mm,制动衬片厚度为15mm,并安装有磨损提示机构。4.4.4摩擦材料在选用制动衬块的摩擦材料时,应考虑到其具备良好的摩擦系数和能承受较大负载的能力,同时具有一定的耐热性和耐磨损性,能满足车辆制动的性能要求。在选取摩擦材料时应考虑到材料对人体是否有害,并且在制动器制动时是否产生噪声和异味。随着时代的进步人们对环境保护和制动器制动性能有了更高的要求。由于石棉材料的热衰减大,并且对人体有致癌作用,所以设计制动器时已经摒弃了石棉材料的使用,而改用陶瓷纤维、复合纤维等摩擦材料。这些材料的优点有:都是非石棉增强纤维,并具有高强度、耐磨和耐高温;制动舒适、环保价格便宜等。本次设计选用制造简单并具有良好导热和耐高温性能的金属纤维作为摩擦材料。4.4.5制动器间隙的调整机构车辆在正常行驶过程中,制动器未工作时制动器应留有充足的工作间隙,使得车轮能正常回转。这个工作间隙不能太大,一般轿车上制动器的工作间隙为,如果间隙过大会导致脚刹和驻车制动钳的行程失效,所以设计时应取较小值。但考虑到制动时会产生大量的热能,导致制动盘或制动衬块过热形变,从而抱死刹车或误刹的现象,所以制动盘与制动衬块之间的工作间隙应由在冷却状态下的制动器试验决定。本此设计制动器工作间隙隙取。图4-2 自调装置示意图A无油压时,B有油压时1-活塞密封圈;2-制动钳;3-制动轮缸活塞在车辆行驶过程中,制动器作为安全的保证需要被经常使用,而制动器的制动衬块又是消耗件,在反复制动过程中会使制动衬块磨损,导致预先设置的制动器工作间隙变大,所以制动要设置一个工作间隙调整机构。本次设计中使用的是能在制动衬块磨损后自动调整工作间隙的装置,该装置是在制动活塞与制动缸体之间加装一个具有形变和复位功能的密封圈(如上图所示),当制动器制动时,活塞在制动液的作用下推动制动衬块向制动盘移动,直到制动块压紧制动盘,密封圈只发生形变而与活塞之间没有相对位移,当制动器解除制动后密封圈回复原样。经过反复制动后,制动衬块磨损导致制动器工作间隙增大,这时制动器制动时,活塞在制动液作用下推动制动衬块向制动盘移动,由于制动衬块磨损导致密封圈在形变到极限时衬块没有压紧在制动盘上,在液压作用力下活塞克服与密封圈之间的摩擦力推动衬块向制动盘靠近,直到制动衬块重新压紧在制动盘上,这时活塞与密封圈之间产生了相对位移,调整了因衬块磨损造成的间隙,制动器重新回到预设的工作间隙。(密封圈的极限摩擦力设定为制动器正常制动时的工作间隙的值) 第5章 制动器驱动机构的形式选择及计算 5 制动器驱动机构的计算5.1液压制动驱动机构的设计液压制动驱动机构的作用是:在车辆在行驶或停车时将驾驶员肌体的力通过某些机构放大并传递给制动器,使制动器实现制动。其设计内容主要包括制动液压缸、真空助力装置和制动踏板行程。5.1.1制动轮缸直径与工作容积制动活塞对制动衬块的作用力和制动液压缸缸直径以及制动液压缸中油液压力的关系如下式:式中:制动液压缸内的油液压力, 本次设计取 。根据公式 可推出 ,所以制动衬块对制动盘的压紧力等于液压活塞对制动衬块的推力 将数据代入公式求得:前轴: 后轴:将数据代入公式求得:车辆在正常行驶制动时液压管道中的油液压力在左右,而盘式制动器因为其制动衬块与制动盘接触的面积较小,所以需要更高的压力来驱动。油液压力越高其液压缸直径越小,但对于制动管路和管路的接头要求会更加严格。在设计制动器制动液压缸时,制动液压缸直径应符合国家尺寸标准。国家标准直径系列尺寸: 。根据计算选取前后制动液压缸直径,前制动轮缸选取直径为 ,后制动轮缸直径为 。制动液压缸的工作容积:式中:前(后)活塞的直径; n前后制动液压缸活塞数量;( ) 一个轮缸活塞在完全制动时的行程,对盘式制动器可取。(本次设计取)将数据代入公式求得:前制动器单个轮缸的工作容积: 后制动器单个轮缸的工作容积;全部工作轮缸的工作容积:5.1.2制动主缸直径与工作容积制动主缸的直径也应该国家尺寸标准,国家标准直径系列尺寸:制动主缸工作容量 式中:制动软管在液压下变形而引起的容积增量。 全部制动器轮缸的总工作容积。在设计时,考虑到软管变形,轿车制动主缸的工作容积可取为 ;将 代入上述公式求得: 。 制动主缸活塞的直径和活塞行程根据下式计算:一般在计算时取 ,在本次设计中取 。将上述数据代入求得:根据制动主缸直径标准选取活塞直径和活塞行程:,。5.1.3制动踏板力与踏板行程制动踏板力的验算公式: 式中: 制动主缸活塞直径;制动管路中液压力的大小; 制动踏板的传动比, ,一般为25;(在本设计中取4)制动液压缸的效率, 。取将参数代入上述公式求得;根据制动操纵轻便舒适的要求本次设计的制动驱动机构需要加装真空助力装置式中: I真空助力比,取4。本次设计符合要求制动踏板的制动行程为: 式中:制动液压缸中活塞杆与活塞间的间隙;(取) 制动主缸活塞的空行程;(取 )将代入上述公式求得:对于轿车制动踏板的行程应小于,而货车应该小于则符合设计要求。本次制动踏板行程设计合格。 第6章 制动性能分析 6 制动性能分析汽车行驶时能在短时间内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力,称为汽车的制动性。6.1制动性能评价指标为了保证车辆在行驶制动时能保证有足够制动的能力,制动器的性能应符合下述要求:1)制动效能。制动距离和制动减速度是评价制动效能的重要指标;2)制动效能的稳定性。即制动器在连续制动时抵抗热衰减的能力;3)制动时车辆的方向稳定性。在车辆正常行驶制动时,车辆能保持不发生方向跑偏、车身侧滑和转向功能无法使用的能力称为制动稳定性。6.1.1制动效能在评价一辆汽车的制动效能时,常用车辆从制动开始到制动结束时的减速度和制动距离来表示制动效率的高低,制动器的制动效率越高则车辆的制动距离越小,制动减速度越大。1) 制动减速度常用最大制动减速度和最小制动距离来评价车辆制动器效率的高低。假设汽车在正常路面上行驶,不考虑路面附着条件的因素,而此时最大制动减速度如下式:其中车辆最大制动力矩车轮有效半径满载车辆的总质量将数据代入上述公式求得:查阅资料可知轿车的最大制动减速度应在 之间,所以本次设计符合要求。2) 制动距离S制动距离直接影响了车辆行驶的安全性,制动距离计算公式如下式: 式中:驱动机构和制动器的滞后时间,驱动机构将力传递给制动器到制动器消除间隙实现制动的这段时间; 驱动机构传递放大驱动力的时间; 制动器消除工作间隙实现制动的时间,一般在之间; 制动开始时车辆的行驶速度,。(取)将数据代入上述公式求得:国家规定汽车列车初速度在30Km/h制动时制动距离应该小于12m,所以本次设计合格。6.1.2制动效能的恒定性车辆在正常行驶时,由于连续刹车会导致制动器的温度升高,从而使得制动器的制动效率降低,制动效能的恒定性即制动器在连续制动后能保持制动效率不变的能力。制动效能的恒定性影响了制动器的使用寿命和行车连续制动的安全性,本次设计也考虑到效能稳定性,所以设计前轮制动器时选用了通风盘作为前轮制动盘,并在通风盘两工作面铸造通风孔,提高制动器的散热能力。6.1.3制动时车辆的方向稳定性在车辆正常行驶制动时,汽车有时会发生跑偏、侧滑和前轮转向失效的情况,导致车辆不受驾驶员控制偏离车道造成交通事故等危险状况。制动时车辆的方向稳定性是指,车辆在制动时可以保持车辆的操纵性不丧失,行驶方向能遵循驾驶员操作随意改变。制动跑偏的原因有两个:一、车辆前轴左右车轮的制动力分配不均匀。二、由于制动系统或悬架部份突然发生故障。制动侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动的现象。.制动不当,如动作过猛、过量等,出现车轮“抱死拖滑”,而后轮一般又先于前轮“抱死”,也易引发车轮侧滑。前轮失去转向能力:车辆在制动时转向不受驾驶员控制,转向系统不工作。导致其发生的原因是在制动时前轮抱死。 第7章 结论 结论本次的毕业设计是用2015款福克斯的作为制动器设计的基础,通过参考各种资料,了解制动器的种类后,选择了最适合轿车使用的盘式制动器。参考福克斯车主使用手册,对轿车制动器的各种数据进行了选取和设计。随后对制动器的零部件进行了校核和对制动器驱动部分的液压缸进行了设计。最后使用了我在大学中学习的绘图软件proe和CAD绘制了前、后盘式制动器的三维零件图和装配图。根据理论结合实际该设计的浮动钳盘式制动器,其相关的指标满足国家标准,总体来看浮动钳盘式制动器经过理论验证后基本达到设计的目标。本次毕业设计的完成,离不开制动器有关书籍的帮助,通过查询和学习制动器书籍使我对制动器有了更深的认识,了解了制动器发展的未来。在做毕业设计这段时间使我的学习能力、绘制三维图形的能力有了质的提高,并使得大学四年所学的知识结构化。制动器是汽车安全行驶的一重保障,随着科技进步,越来越多制动器方面的技术会被开发出来推动汽车历史的发展,相信未来的汽车会更加的安全。 参考文献 参考文献1余志生.汽车理论M.北京:机械工业出版社,2000年.2陈家瑞.汽车构造M.北京:机械工业出版社;2000年.3王望予.汽车设计M.北京:机械工业出版社;2000年.4刘惟信.汽车制动系的结构分析与设计计算M.北京:清华大学出版社2004年.5李炳泉桑塔纳2000型轿车构造M北京:机械工业出版社,2000年.6林秉华,最新汽车设计实用手册 第2版M, 北京: 黑龙江人民出版社出版,1994年.7吉林工业大学汽车教研室编,汽车设计M,北京:机械工业出版社出版,1983年.8余志生,汽车理论M.,北京:机械工业出版社,2000年.9吴宗泽、罗圣国,机械设计课程设计手册 第2版M,北京:高等教育出版社出版,1999年.10徐石安、江发潮,汽车离合器M,上海:海科学技术出版社,1984年.11申永胜,机械原理教程M,北京:清华大学出版社,2004年.12濮良贵、纪名刚,机械设计M,北京:高等教育出版社, 2001年.13王敏,周恒昌.微型汽车构造与维修(底盘及电器辑) M.第1版.北京:人民交通出版社,1995年.14黄华梁、彭文生.机械设计基础.第3版M.北京:高等教育出版社,2001年.15周松鹤工程力学(教程篇)M北京:机械工业出版社2003年. 致谢 致谢本次毕业设计至此已经完成,在这里我要感谢我的指导老师付香梅对我的尽心指导,从选题到毕业设计完成,对设计中的缺陷和错误及时指出并提出修改意见,同时我还要感谢学校提供相关图书和绘图软件。在毕业设计说明书撰写期间感谢我的同学们在设计排版和参考资料的方面对我提供的帮助。在此再次感谢以上对我提共帮助的同学老师,谢谢。毕 业 设 计(论 文)外 文 参 考 资 料 及 译 文译文题目: Automobile Brake System 汽车制动系统 学生姓名: 学 号: 专 业: 所在学院: 指导教师: 职 称: 20xx年 2月 27日说明:要求学生结合毕业设计(论文)课题参阅一篇以上的外文资料,并翻译至少一万印刷符(或译出3千汉字)以上的译文。译文原则上要求打印(如手写,一律用400字方格稿纸书写),连同学校提供的统一封面及英文原文装订,于毕业设计(论文)工作开始后2周内完成,作为成绩考核的一部分。Automobile Brake SystemThe braking system is the most important system in cars. If the brakes fail, the result can be disastrous. Brakes are actually energy conversion devices, which convert the kinetic energy (momentum) of the vehicle into thermal energy (heat).When stepping on the brakes, the driver commands 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.Two complete independent braking systems are used on the car. They are the service brake and the parking brake.The service brake acts to slow, stop, or hold the vehicle during normal driving. They are foot-operated by the driver depressing and releasing the brake pedal. The primary purpose of the brake is to hold the vehicle stationary while it is unattended. The parking brake is mechanically operated by when a separate parking brake foot pedal or hand lever is set.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 driver 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.The typical brake system consists of disk brakes in front and either disk or drum brakes in the rear connected by a system of tubes and hoses that link the brake at each wheel to the master cylinder (Figure).Basically, all car brakes are friction brakes. When the driver applies the brake, the control device forces brake shoes, or pads, against the rotating brake drum or disks at wheel. Friction between the shoes or pads and the drums or disks then slows or stops the wheel so that the car is braked. In most modern brake systems (see Figure 15.1), there is a fluid-filled cylinder, called master cylinder, which contains two separate sections, there is a piston in each section and both pistons are connected to a brake pedal in the drivers compartment. When the brake is pushed down, brake fluid is sent from the master cylinder to the wheels. At the wheels, the fluid pushes shoes, or pads, against revolving drums or disks. The friction between the stationary shoes, or pads, and the revolving drums or disks slows and stops them. This slows or stops the revolving wheels, which, in turn, slow or stop the car.The brake fluid reservoir is on top of the master cylinder. Most cars today have a transparent r reservoir so that you can see the level without opening the cover. The brake fluid level will drop slightly as the brake pads wear. This is a normal condition and no cause for concern. If the level drops noticeably over a short period of time or goes down to about two thirds full, have your brakes checked as soon as possible. Keep the reservoir covered except for the amount of time you need to fill it and never leave a cam of brake fluid uncovered. Brake fluid must maintain a very high boiling point. Exposure to air will cause the fluid to absorb moisture which will lower that boiling point.The brake fluid travels from the master cylinder to the wheels through a series of steel tubes and reinforced rubber hoses. Rubber hoses are only used in places that require flexibility, such as at the front wheels, which move up and down as well as steer. The rest of the system uses non-corrosive seamless steel tubing with special fittings at all attachment points. If a steel line requires a repair, the best procedure is to replace the compete line. If this is not practical, a line can be repaired using special splice fittings that are made for brake system repair. You must never use copper tubing to repair a brake system. They are dangerous and illegal.Drum brakes, it consists of the brake drum, an expander, pull back springs, a stationary back plate, two shoes with friction linings, and anchor pins. The stationary back plate is secured to the flange of the axle housing or to the steering knuckle. The brake drum is mounted on the wheel hub. There is a clearance between the inner surface of the drum and the shoe lining. To apply brakes, the driver pushes pedal, the expander expands the shoes and presses them to the drum. Friction between the brake drum and the friction linings brakes the wheels and the vehicle stops. To release brakes, the driver release the pedal, the pull back spring retracts the shoes thus permitting free rotation of the wheels.Disk brakes, it has a metal disk instead of a drum. A flat shoe, or disk-brake pad, is located on each side of the disk. The shoes squeeze the rotating disk to stop the car. Fluid from the master cylinder forces the pistons to move in, toward the disk. This action pushes the friction pads tightly against the disk. The friction between the shoes and disk slows and stops it. This provides the braking action. Pistons are made of either plastic or metal. There are three general types of disk brakes. They are the floating-caliper type, the fixed-caliper type, and the sliding-caliper type. Floating-caliper and sliding-caliper disk brakes use a single piston. Fixed-caliper disk brakes have either two or four pistons.The brake system assemblies are actuated by mechanical, hydraulic or pneumatic devices. The mechanical leverage is used in the parking brakes fitted in all automobile. When the brake pedal is depressed, the rod pushes the piston of brake master cylinder which presses the fluid. The fluid flows through the pipelines to the power brake unit and then to the wheel cylinder. The fluid pressure expands the cylinder pistons thus pressing the shoes to the drum or disk. If the pedal is released, the piston returns to the initial position, the pull back springs retract the shoes, the fluid is forced back to the master cylinder and braking ceases.The primary purpose of the parking brake is to hold the vehicle stationary while it is unattended. The parking brake is mechanically operated by the driver when a separate parking braking hand lever is set. The hand brake is normally used when the car has already stopped. A lever is pulled and the rear brakes are approached and locked in the “on” position. The car may now be left without fear of its rolling away. When the driver wants to move the car again, he must press a button before the lever can be released. The hand brake must also be able to stop the car in the event of the foot brake failing. For this reason, it is separate from the foot brake uses cable or rods instead of the hydraulic system.Anti-lock Brake System Anti-lock brake systems make braking safer and more convenient, Anti-lock brake systems modulate brake system hydraulic pressure to prevent the brakes from locking and the tires from skidding on slippery pavement or during a panic stop.Anti-lock brake systems have been used on aircraft for years, and some domestic car were offered with an early form of anti-lock braking in late 1990s. Recently, several automakers have introduced more sophisticated anti-lock system. Investigations in Europe, where anti-lock braking systems have been available for a decade, have led one manufacture to state that the number of traffic accidents could be reduced by seven and a half percent if all cars had anti-lock brakes. So some sources predict that all cars will offer anti-lock brakes to improve the safety of the car. Anti-lock systems modulate brake application force several times per second to hold the tires at a controlled amount of slip; all systems accomplish this in basically the same way. One or more speed sensors generate alternating current signal whose frequency increases with the wheel rotational speed. An electronic control unit continuously monitors these signals and if the frequency of a signal drops too rapidly indicating that a wheel is about to lock, the control unit instructs a modulating device to reduce hydraulic pressure to the brake at the affected wheel. When sensor signals indicate the wheel is again rotating normally, the control unit allows increased hydraulic pressure to the brake. This release-apply cycle occurs several time per second to “pump” the brakes like a driver might but at a much faster rate.In addition to their basic operation, anti-lock systems have two other things in common. First, they do not operate until the brakes are applied with enough force to lock or nearly lock a wheel. At all other times, the system stands ready to function but does not interfere with normal braking. Second, if the anti-lock system fail in any way, the brakes continue to operate without anti-lock capability. A warning light on the instrument panel alerts the driver when a problem exists in the anti-lock system.The current Bosch component Anti-lock Braking System (ABS), is a second generation design wildly used by European automakers such as BWM, Mercedes-Benz and Porsche. ABS system consists of : four wheel speed sensor, electronic control unit and modulator assembly. A speed sensor is fitted at each wheel sends signals about wheel rotation to control unit. Each speed sensor consists of a sensor unit and a gear wheel. The front sensor mounts to the steering knuckle and its gear wheel is pressed onto the stub axle that rotates with the wheel. The rear sensor mounts the rear suspension member and its gear wheel is pressed onto the axle. The sensor itself is a winding with a magnetic core. The core creates a magnetic field around the winding, and as the teeth of the gear wheel move through this field, an alternating current is induced in the winding. The control unit monitors the rate o change in this frequency to determine impending brake lockup. The control units function can be divided into three parts: signal processing, logic and safety circuitry. The signal processing section is the converter that receives the alternating current signals form the speed sensors and converts them into digital form for the logic section. The logic section then analyzes the digitized signals to calculate any brake pressure changes needed. If impending lockup is sensed, the logic section sends commands to the Modulator assembly The hydraulic modulator assembly regulates pressure to the wheel brakes when it receives commands from the control utuit. The modulator assembly can maintain or reduce pressure over the level it receives from the master cylinder, it also can never apply the brakes by itself. The modulator assembly consists of three high-speed electric solenoid valves, two fluid reservoirs and a turn delivery pump equipped with inlet and outlet check valves. The modulator electrical connector and controlling relays are concealed under a plastic cover of the assembly. Each front wheel is served by electric solenoid valve modulated independently by the control unit. The rear brakes are served by a single solenoid valve and modulated together using the select-low principle. During anti-braking system operation, the control unit cycles the solenoid valves to either hold or release pressure the brake lines. When pressure is released from the brake lines during anti-braking operation, it is routed to a fluid reservoir. There is one reservoir for the front brake circuit. The reservoirs are low-pressure accumulators that store fluid under slight spring pressure until the return delivery pump can return the fluid through the brake lines to the master cylinder. 译 文:汽车制动系统制动系统是汽车重要的系统组成。 如果制动失灵,结果损失可能是非常惨重的。制动器实际就是能量转换装置,它将汽车的动能(动量)转化成热能(热量)。当驾驶员踩下制动踏板,所产生的制动力能达到汽车运动时动力的10倍。制动系统能对轿车四个车轮中的每个车轮施加数千磅的制动力。每辆汽车上使用两个完全独立的制动系统,即行车制动器和驻车制动器。行车制动器起到减速、停车、或保持车辆正常行驶。制动器是由司机用脚踩、松制动器踏板来控制的。驻车制动器的主要作用就是当车内无人的时候,汽车能够保持静止。当独立的驻车制动器踏板或手杆,被安装时,驻车制动器就会被机械操作。 制动系统是由下列基本的成分组成:位于发动机罩下方,而且直接地被连接到制动踏板的“制动主缸”把驾驶员脚的机械力转变为液压力。钢制的“制动管路”和有柔性的“制动软管”把制动主缸连接到每个轮子的“制动轮缸”上。 制动液, 特别地设计为的是工作在极端的情况,填充在系统中。“制动盘”和“衬块”是被制动轮缸推动接触“圆盘”和“回转体”如此引起缓慢的拖拉运动, (希望)使汽车减慢速度。典型的制动系统布置有前后盘式,前盘后鼓式,各个车轮上的制动器通过一套管路系统连接到制动主缸上。基本上讲,所有的汽车制动器都是摩擦制动器。当司机刹车时,控制装置会迫使制动蹄,或制动衬片与车轮处的旋转的制动鼓或制动盘接触。接触后产生的摩擦使车轮转动减慢或停止,这就是汽车的制动。在最基本的制动系统中,有一个制动主缸,这个主缸内部填充制动液,并包含两个部分,每个部分里都有一个活塞,两个活塞都连接驾驶室里的制动踏板。当制动踏板被踩下时,制动液会从制动主缸流入轮缸。在轮缸中,制动液推动制动蹄或制动衬片与旋转的制动鼓或制动盘接触。静止的制动蹄或制动衬片与旋转的制动鼓或制动盘之间产生摩擦力使汽车的运动逐渐减缓或停止。制动液的装置位于主缸的顶部。目前大多数的车都有一个容易看见的装制动液的装置,为的是不用打开盖子就可以看得见制动液的油面。随着制动踏板的运动制动液就会缓慢的下降,正常情况下是这样的。如果制动液在很短的时间内下降得明显或者下降了三分之二,那么就要尽快的检查你的制动系统了。保持制动液装置充满制动液除非你需要维修它,制动液必须保持很高的沸点。位于在空气中的制动液就会吸收空气中的潮气引起制动液低于沸点。制动液通过一系列的管路从主缸到达各车轮。橡胶软管只用在需要弹力的地方,比如应用在前轮。在车的行进中上下来回运动。系统的其它部分在所有的连接点上都应用了无腐蚀性的无缝钢管。如果钢线需要修理的话,最好的方法就是代替这条线。如果这不符合实际,那么为了制动系统可以用特殊的装置修理它。你不可以用铜管来修理制动系。它们是危险也是不正确的。鼓式制动器包括制动鼓,一个轮缸,回拉弹簧,一个制动底版,两个带摩擦层的制动蹄。制动底版固定在轮轴外部的法兰或转向节。制动鼓固定在轮毂上。制动鼓的内部表面与制动蹄的内层之间有空隙。要使用制动器时,司机就要踩下踏板,这时轮缸扩大制动片,对其施加压力,是制动蹄触碰制动鼓。制动鼓与摩擦片之间产生的摩擦制动了车轮,从而使汽车停止。要释放制动器时,司机松开踏板,回拉弹簧拉回制动片,这样车轮会自由转动。盘式制动器包括制动盘而不是鼓,在它的两面上各有一个薄的制动片或叫盘式制动器的制动片。制动片是靠挤住旋转的制动盘来停住汽车。制动主缸里流出的制动液迫使活塞向里部的金属盘移动,这便使摩擦片紧紧地贴住制动盘。这时制动片与制动盘产生的摩擦使汽车减速、停止,出现了制动行为。活塞分金属或塑料。盘式制动器主要有三种,即:浮动卡钳型、固定卡钳型和滑动卡钳型。浮动卡钳型和滑动卡钳型盘式制动器使用单活塞。固定卡钳型盘式制动器既可以使用两个活塞有可以使用四个活塞。制动系统是由机械能,液压能或气压能装置驱动的。在机械杠杆适合所有的汽车的驻车制动器中使用。当踩下制动踏板时,杠杆就会推动制动器主缸的活塞给制动液施加压力,制动液通过油管流入轮缸。制动液的压力施加到轮缸活塞以使制动片被压到制动鼓或制动盘上。如果松开踏板,活塞回到原来的位置上,回拉弹簧拉回制动片,制动液返回制动主缸,这样制动停止。驻动制动器的主要作用是车内无人时,使汽车静止不动。如果车内安装的是独立的驻车制动器,那么驻车制动器是由司机手动的控制。驻车制动器正常是当车已经停止时使用的。向后拉手闸,并把手柄卡在正确的位置上。现在,即使离开汽车也不用害怕它会自己滑走。如果司机要再次启车时,他必须在松开手杆之前按下按钮。在行车制动器失灵的情况下,手闸必须能停住车。正因为这样,手闸与脚闸分开,手闸使用的是绳索或杠杆而不是液力系统。防抱死制动系统是使汽车制动更安全、更方便的制动装置,它既有调节制动系统的压力来防止车轮被完全抱死的功能,又有防止轮胎在滑的路面上行驶或紧急停车时的滑动。防抱死制动系统最早应用在航空飞行器上,而且在二十世纪 90年代一些国内的汽车内也安装了这种系统。近来,几个汽车制造商引进了更为复杂的防抱死系统。欧洲使用这种系统已有几十年的时间,通过对其的调查,一位汽车制造商坦言,如果所有的汽车都安装上防抱死制动系统,那么交通事故的发生率会降低7.5%。同时,一些权威人士预测这种系统会提高汽车的安全性。防抱死制动系统可以在一秒钟内调节几次制动时车轮上的受力,使车轮的滑移受到控制,而且所有的系统基本上都以相同的方式完成。每个车轮都会有一个传感器,电子控制装置能连续检测来自车轮传感器传来的脉冲电信号,并将它们处理转换成和轮速成正比的数值;如果其中一个传感器的信号不断下降,那么这就表明了相应的轮胎趋于抱死,这时电子控制装置向该车轮的制动器发出降低压力的指令。当信号显示车轮转速恢复正常时,电子控制装置会增加制动器的液压。这种循环像司机一样调节制动器,但它的速度更快,达到了每秒循环数次。防抱死制动系统除了上面基本操作,还有两个特点。首先,当制动系统的压力上升到使轮胎抱死或即将抱死的时候,防抱死制动系统才会启动;当制动系统在正常情况下,防抱死制动系统停止运作。其次,如果防抱死制动系统有问题时,制动器会独立地继续运行。但控制板上的指示灯亮起提醒司机系统出现问题。目前欧洲汽车生产商,如:宝马、奔驰、宝时捷等广泛使用的是波许(Bosch)防抱死制动系统。这种系统基本组成包括车轮转速传感器,电子控制装置和调节装置。每个有一个向电子控制装置发出车轮转动情况的信号的传感器,它一般由磁感应传感头和齿圈组成。前面的传感器安在轮毂上,齿圈安在轮网上。后面的传感器安在后部的监测系统上,齿圈安在轮轴上。传感器本身是缠绕电磁核的电线圈,电磁核才线圈的周围产生磁场。当齿圈的齿移动到磁场时,就会改变线圈的电流。电子控制装置会监测这种变化,然后判断车轮是否即将抱死。电子控制装置有三个作用,即:信号的处理,编辑和安全防护。信号的处理起到转换器的作用,它是将接受的脉冲电信号处理转换成数值,为编辑做准备。编辑就是分析这些数值,计算出需要制动压力。如果检测出车轮即将抱死,电控装置就会计算出数值向调节装置发出指令。调节装置当接受到电子控制装置的指令后,液压执行装置会调节制动轮缸的液压的大小。调节装置能保持或减小来自制动主缸的液压,而装置本身是不能启用制动器的。这种装置有三个高速率的电磁阀,两个油液存储器和一个带有内外检测阀的传动泵。调节装置中的电子连接器隐藏在塑料盖下。每个电磁阀都是其独立控制的,并作用于前轮。后部的制动轮缸受到一个电磁阀控制,并依照-的原理进行调节。当防抱死制动系统运行时,电子控制装置会使电磁阀循环运作,这样既能收回又能释放制动器的压力。当压力释放时,它会释放到液压单元。前部的制动器电路有一个单元。存储器低压存储器,它在低压下存储油液,直到回流泵打开,油液流经制动轮缸进入制动主缸。
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