节能赛车制动系统设计【独家毕业课程设计含任务书+开题报告+外文翻译+中期报告+答辩PPT】
节能赛车制动系统设计【独家毕业课程设计含任务书+开题报告+外文翻译+中期报告+答辩PPT】,节能,赛车,制动,系统,设计,独家,毕业,课程设计,任务书,开题,报告,讲演,呈文,外文,翻译,中期,答辩,ppt
1 he is in If be of on a as as in of of on of on to or by of is to it is is by a or is is of is is to s to at to in “by to 2 of in or in by a of at to or or at or or or so is In is a is a in to a in s is is to At or or or or or in or is on of a r so as is a no If a of or to as as of to it a of a to to to a of in as at up as as of at If a a is to If is a be to a it of an a is to of or to 3 on is a of To to To of it a of a A or is on of to to of or of a or by or is in in is of to to to or If is to is to of is to it is is by a is is A is in be of to he a be be to in of it is or of to on or a 4 on an of in 990s. a to of be by a if So to of to at a of in or An if of a a is to a to to at is to a at a In to in do to or a At to if in to A on a in ), is a A is at to of a a to is is is a a a as of an 5 is in o in to s be is to If is to to it or it it by of a a of is by by by a to or is it is to a is to 6 汽车制动系统 制动系统是汽车中最重要的系统。 如果制动失灵,结果可能是损失惨重的。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,所产生的制动力是汽车运动时动力的 10 倍。制动系统能对四个刹车系统中的每个施加数千磅的力。 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地操作。 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 7 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 8 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 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( 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 9 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 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。 I 节能赛车制动系统设计 摘要 :本次毕业设计的研究对象是节能赛车的制动系统,主要是从研究的意义与目的以及研究现状等方面开始深入的研究。下面将从这几个角度进行详细的分析: ( 1)了解和探究影响节能赛车制动系统性能的指标,包括:阻尼力分配参数、同步附着参数、制动的强度、最大的制动力矩与附着系数的使用效率等指标进行选择与计算; ( 2)对制动器整体结构进行了解与研究,并给出制动器各组件的选择分析与结果、刹车驱动机制的结构选取、组件的选择与参数的计算,最终确定节能赛车制动系统的设计方案; ( 3)对制动系统部分组件和零件 的现状与前景进行介绍。 关键词 : 节能赛车;制动系统 of is of It of be a (1) to of of of to (2) to of of of of of of of of 3) of of 录 摘要 . . I .目录 . . . . . 言 . 动系统的基本概念 . . . 1 动系统研究现状 .能 赛车对制动系统的基本要求 . .题研究方案 . . . . . 4 形刹车简介 . . . 4 形刹车 . . 碟刹的类型 . V 刹与碟刹的性能评比 . . 制动系统的布置形式 . . . . 制动总成的相关计算 . . 9 提供的制动力的计算 . 9 动参数计算 . . . 11 动力 . 12 步附着系数 制动器最大制动力矩 . 13 动器因数 . 15 动 钳 动块 17 擦材料 18 5. 制动驱动机构的结构形式选择与设计计算 . .动驱动机构的结构型式选择 19 单制动系 . . 19 制动性能分析 . 21 动性能评价指标 21 动效能 . 21 动效能的恒定性 . 21 7 总结与展望 . . 23 结 23 望 . . 23 参考文献 . . 24 致谢 . 25 1 1 绪论 前言 节能车大赛的背景是由美国提出的,在 1979 年正式的成立于美国,比赛内容包括加速,刹车, 100 米加速时间。最为重要的一点是燃油经济性。该比赛不仅包括动态比赛,也还包括静态比赛,静态比赛项目有;制造成本,外形设计,市场报告等。动态比赛则包括。耐力赛,燃油经济性,操作稳定性等。该比赛直到 2010年才正式进入中国,但在短短两年内,就受到了很多大学 的关注。如今汽车的制动系统的设计基础是 。节能汽车,一个更具体的模型,因为汽车是为了竞赛,包括轮胎和传统汽车不同的因素,因此不能盲目用乘用车的标准设计。 制动系统的基本概念 一台车辆从减慢直至停止移动的过程 2。或者下坡行驶的汽车速度保持稳定的过程,或者保持车辆静止的过程,这些过程统称为刹车过程或者制动过程。而为实现这一过程加装在汽车上的一系列设备统称为车辆的制动系统。 刹车,减速甚至驻车这一现象被称为制动 3。在实际驾驶中,车辆在面临突发情况时,刹车减速这一制动现象可以避免事故的出 现,因此,刹车减速可以说是非常重要的;再者,为保持车辆不动尤其是在坡路上这一现象叫驻车,这也是很重要的。因此,制动系统对车辆来说是不可缺少的。其中制动系都具有以下四个基本组成部分: 供能装置:例如液压主缸 控制装置:制动踏板等各种部件。 传动装置:包括制动管路等。 制动器:影响汽车原来状态与行驶惯性的组件,其主要结构是缓速装置。 按制动力源来分类,可以被分为三种类型:第一类,完全依靠驾驶员的体力来进行制动的,多应用于一些质量很轻的人力车上面,例如三轮车;第二是,全部来源于内燃机产生的动力来驱动液压缸来进行制 动的设备,叫做动力制动;第三类是人力和内燃机的动力相结合的方式,成为伺服制动。 制动系统研究现状 现在汽车企业选用盘式制动器的组合形式 4。随着时代的发展,盘式制动器的 2 应用越来越多,但是由于局限于成本,所以鼓式制动器仍然存在于市场当中。当然,盘式制动器具有优越的性能、很强的冷却性能,较长的使用寿命,并改善了维修间隔和维修技术。 摩擦材料的大力发展,使得盘式制动器材料具有了很多优异的性能,例如耐磨高、散热强与成本低等等,所以对盘式制动器的制动效能和效率都有了很大的市场。与此同时,因为鼓式制动器的材 料发展缓慢,散热能力差,所以导致的各方面性能都不如盘式制动器,所以鼓式制动器的发展缓慢。 对于制动摩擦材料的发展历程 5。二十世纪八十年代以前,那时的汽车很大数量选用的石棉树脂充当摩擦材质。但是在使用过程中会挥发出有毒物质,严重污染大气环境,更甚者被人体吸入后对肺部产生严重的伤害,而且在散热性差,在高温下强度低。因此,该种材料已经退出历史的舞台。二十世纪初期,国家出台法律,应该不含石棉制动衬片 ”。目前不含石棉的材料 经成为主流 6。是由玻璃纤维和其他纤维组成的。它的主要优点是 :制动效能不会因温度的 上升而下降,同时制动时的噪声低,寿命长。 目前,多金属纤维这种材料是广泛应用的。有些高校也在研究新型材料,例如清华大学,西安交通大学等。西安交通大学和广东省东方剑麻集团有限公司有限公司共同开发的剑麻纤维增强也初步成功。研发出的新型材料根据多次测试,在硬度,耐磨性及韧性上都完全符合国家的标准。且有很多优点,例如制动噪音小 ,寿命长 ,成本低 ,等。因而我国着力建立关于镁石充当阻尼材质的课题。所有的纤维材料均有优缺点,人们正在努力,将每一种材料的优点都集合起来,制造出一种各方面性能都优异的材料。但无论如何,汽车刹车片 的发展一定是向着环保,高效,安全的方向发展。 节能赛车对制动系统的基本要求 根据节能赛车比赛协会制定的相关要求,参加比赛的节能车辆的制动系统应该准备一下特点: a)车辆需要装有减速装置。必须保证 3 个车轮都具有制动力。同时制动力的大小由司机来进行控制。能够避免刹车无用现象发生,需要确保具备俩并联刹车油路。在对车辆进行实测的过程中,可以将三个轮子同时抱死;制动系统必须在后述的测试中,能够抱死所有三个车轮; 3 b) 制动力的大小应该满足,使节能车在 11的坡上能够保持静止。 c)禁止使用塑料管作为制动管路; d)制动系统必须具有保护装置,以防外来物影响制动性能。 课题研究方案 a)制动系统的结构方案分析及选择。对本次的制动系统研究,首先参考别的成熟车型,然后根据已给出的数据,计算零件的几何尺寸; b)制动系统的主要参数及其选择; c)制动器的设计和计算; d)制动器的制动盘的设计与计算; 4 2 制动器的结构形式选择 在节能车中,常用的制动形式有两种,分别是 v 形刹和碟刹。 V 形刹车简介 V 刹 : V 刹是类似于蝴蝶的加紧装置抱紧车圈来制动的 。 V 形刹的制作简单,成本低,使用可靠,而且质量轻,就算与钢圈配合仍然会相对轻一些;性能 图 2-1 碟形刹车 碟刹:碟刹是通过卡钳加紧制动盘,通过摩擦来使车轮停止转动的。碟刹与 V刹的共同点都是与物体接触,通过摩擦的方式使动能减少,使车轮减速。两者最大却别就在于, V刹是有专门的刹车块,来控制刹车的,碟刹则是装配了刹车片与卡钳,两者共同作用,从而完成减速刹车的。 刹的类型 碟刹分为两种:线拉式碟刹与油压式碟刹。 驾驶员的握力,来操纵刹车 线,刹车线将拉力传递到卡钳中,卡钳受力后靠近刹车盘,从而两者相互接触,来进行制动。 5 线拉式的不同在于,油压式的传动机构不是线而是油,驾驶员通过握紧把手,产生的拉力推动活塞,活塞将通过油液传递压力,压力传递到卡钳,卡钳受力后向刹车盘靠近。从而摩擦来减少动能。 两种碟刹的不同点在于介质的不同,基本原理都是一样的,通过摩擦来降低动能的。线拉式是通过刹车线来完成刹车的。刹车线的拉力传递到卡钳。而油压式则是通过液压油来传递力的,驾驶员握紧把手的同时,就将压力传递到活塞中,活塞将力传递给油,通过管路最 终传递到卡钳上。对于油压式刹车,它的零件是配套一整体的,不好更换,而线拉式则可以更换零件。维修更为方便,且价格便宜。 线拉式与油压式两者各自性能相比较; 动力的大小主要取决于驾驶员的握力,握力越大制动效果越好,但是还会存在一些损失,例如长时间使用刹车线的磨损,破裂,刹车线的布置,等,均会对制动力的大小产生一定的影响,但是由于方便拆卸,可以通过更换零件来恢复制动力。 压式刹车中,油采用的是专用的 车油。此类刹车油具有良好的抗热胀冷缩性质 7。以保证在不同的温 度都具备最好的刹车效能。但是该种油液具有毒,挥发出来的有毒物质对人体造成伤害。所以我们所见到的刹车油均是密封起来的。因为油压式刹车是通过对活塞进行压缩,通过液压油来传递压力的,因为液压油在管道中流动所产生的能量损失远小于刹车线在管路中摩擦所产生的损失。因此油压式能够最大限度的保存刹车效能。在操作而言。油压式的操作轻便,只需要很小的力,传递给活塞,就可以在刹车中获得很大的制动力,而线拉式的制动力则需要与驾驶员的握力成正比。驾驶员握力越大,制动力越大 8。 6 图 2拉式与油压式 的性能评比 1. V刹的优缺点: 护方便,重量轻; 如下雨时,使钢圈湿水,制动力损失严重; 为在制动过程中,产生大量的热,会大大降低刹车效能,只能适合低强度的刹车。 实际应用效果: 在日常行驶当中, v 形刹车的效能还是能够满足驾驶员的要求的,例如在公路上。采用 v 形刹车不仅能够具有足够的制动力,还具有质量轻的优点,所以非常适合城市道路。但是如果在一些越野路段 ,v 行刹车由于本身的缺陷,就无法驾驶员的要求了,因为越野路段需要很大的制动力,有时 还需要抱死车轮。如果使用 v 刹,首先会产生制动力不足的缺点,在一些涉水的路面上,由于钢圈被浸湿,可能会出现刹车失灵的状况,在下长坡的路段,也有可能产生刹车失灵的状态,所以在选择刹车类型时,应该结合使用情况来考虑。 且其构造复杂修理难度大。 7 对碟片碰撞。 实际应用效果: 采用碟刹,在质量方面相比较 v 刹而言肯定会有增加,使车辆的总质量增加。但是它所带来的优势却是非同小可的,它的制 动力要远大于 v 刹,对工作环境几乎没有要求,但是需要对刹车盘定期保养和维护,不可以使刹车盘上沾有油渍,也不可以使刹车盘弯曲,否则产生不了足够的制动力。 节能车的设计中,最主要的一点就是轻量化,只有这样才能达到设计要求,产生节能的效果,所以设计要求在满足制动力的情况下尽可能的减轻质量。综合以上考虑,两前轮用碟刹,后轮用 V 形刹。 图 2 8 3制动系统的布置形式 根据节能车大赛的要求,节能车的布置形式是,前边两个车轮,后边一个轮。这种布置形式在车辆行驶中会减少阻力。在制动方面,通常采用前边两个轮使用碟刹(如图 后面一个轮使用 v 刹(如图 的总体布置。同时要满足节能车大赛的要求。大赛规则要求即在 11的斜坡上能保证停留 9。同时要求制动系统能够长时间的稳定工作,在工作中需要有一定的平顺性。综合考虑制动效能和节能特性后轮采用两套高效 V 形刹制动器,因为成本低,且质量轻,且有足够的制动力。 图 3刹 图 3.2 9 4制动总成的相关计算 制动力的确定应该保证节能车在满载情况下于 11斜坡上能完全制动,即沿斜面分力同制动力平衡 10。 f 式中: G G= =11 f 滑动阻力系数 f=知: 过汽车理论知识分析可以得到如下关系式: = ur 式中: 地面制动力 附着力 车轮给地面的法向反作用力 附着系数 摩擦片与鼓盘的制动力矩 r 车轮半径 已知: 00r=250u=据以上的计算可以确定所需结构的制动闸的最小制动力,以达到计算要求为优。 10 自行车闸的扳手可以抽象成一个杠杆的力学模型 11。图 4 图 4杆原理 依靠拉绳固定在 B 端,在 A 端施加向下的作用外力,在 B 端能够产生向上的作用力,传递到拉绳上。在刹车时,当人施加作用力时,等效于在另一端施加向下的作用力,则钢索产生的拉力向上,且与 o 点的距离成正比。可以列出平衡方程为; 21=0 计算得 1*2,由于 为 3:1,可知 1 约 为 3: 1。 即扳手可以理解成一个简单的杠杆,在人施加向下的作用力时, A 端产生向上的作用力,且是 A 端的三倍。从而使卡钳压紧刹车盘,产生摩擦,减少动能。 V 刹可以简化为上图的杠杆,杠杆比为 4: 1,传力比与杠杆比相同,则总的传递比为 16: 0右,相当于 得总的制动力为 4800N。选用比较得到制动计算值能够达到设计要求。 11 图 4车把 制动设计的一般流程 :第一步,对给定的数据有详细的了解,及对比赛用车设计要求明确;第二步,查阅相关 文献并对相同级别的汽车的设计方案进行参考与总结,对该设计有深入的了解;第三步,根据大赛的要求以及和实际的条件。对车辆的制动形式进行合理的选择和布局。第四步,对制动系统各组件进行计算力矩与分析磨损特性;第五步,进行对比,校验,若对比后出现偏差,就要对参数进行适当的修改;第六步,对重要部位进行强度校核。 参照中北大学的整车参数: 赛 车 轴 距 : 1650质 心 高 度 : 310赛 车 高 度 : 1170赛 车 长 度 : 2136质 心 到 前 轴 的 距 离 : 12 质 心 到 后 轴 的 距 离 : 轮 胎 半 径 : 244轮 胎 型 号 :180/530总 质 量 含 人 : 345() 赛 车 前 轴 载 荷 : 赛 车 后 轴 载 荷 : 制动力 赛车制动时,其力矩平衡方程为 错误 !未找到引用源。 式中: 错误 !未找到引用源。 制动器阻力。 Nm ; 错误 !未找到引用源。 地面制动力。 N ; 错误 !未找到引用源。 车轮半径, m 。 令 错误 !未找到引用源。 并称之为制动周缘力。 步附着系数 查阅设计手册可得 错误 !未找到引用源。 其在直角坐标系中的图形是一条穿过坐标零点的斜线,这条曲线表示的是车辆在制动时候制动力分配,称作 线。曲线 同曲线 I 在坐标轴上有一个交点 B,而此处的的附着系数 =0,则 0值被称为同步附着系数,这个系数是对车辆制动系统性能评定时的重要指标,而这个系数的取值是由汽车结构参数所决定。由于,本设计说明书中在选取前后轮制动力的时候,选取其值都是实熟。因此只有两个系数相等时,前后车轮在制动过程中才会出现抱死的现象。如果两个系数的大小不想等时,会有以下 3 种情况。 1. 当 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 , 错误 !未找到引用源。 线条处在 I 线条上部,刹车减速途中,车辆的后部轮子出现抱死现象。此时尽管车子前部轮子拥有拐弯性能,但是车 子后部轮子会出现划移使车子丧失稳定性。 3. 当 错误 !未找到引用源。 ,制动时前、后轮同时抱死,车辆状态比较稳定,但也会失去转向能力。 当车辆在行驶的过程中,如果车轮发生抱死现象,车辆的前车轮将没有转向功能,同时后车轮将会发生侧滑现象。总结可得,车辆的刹车效率是 0/d u d t q g g,其中 q 制动强度,在 0值为 0 的道路实施刹车过程出现四轮抱死现象。在 0 值为别的值的路面进行同样的实验时,在前后车轮出现抱死现象的临界点处,此时的制动强度为 q,通过这个实验可以看出, 唯独在 =0 的路面条件使用下,其附着条件发挥最大作用的基础。 为附着系数利用率即对其条件使用程度的描述,其公式为: 错误 !未找到引用源。 式中: 错误 !未找到引用源。 赛车总的地面制动力; 错误 !未找到引用源。 所受重力; 错误 !未找到引用源。 制动强度。 当 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 时, 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 , 错误 !未找到引用源。 =1 时利用率最高。 由相关参考文献中,选取赛车 错误 !未找到引用源。 = 错误 !未找到引用源。 = 制动器最大制动力矩 为实现比赛用车在高速行进中,制动性能发挥到最大,同时具有良好的可靠性。我们应该重新合理布置汽车前后轮的制动力。 为使最大制动力发挥到极致的重要前提是附着系数的使用效率达到最大。在这种情况下,车轮受到的制动力同路面对轮胎的法相力有正比例的关系。此时,车辆前后轮发生抱死现象,两端车轮制动力的比例关系是: 错误 !未找到引用源。 =中: 错误 !未找到引用源。 , 错误 !未找到引用源。 质心离前、后轴距离 ; 错误 !未找到引用源。 同步附着系数; 14 错误 !未找到引用源。 汽车质心高度。 阅设计手册得,得到比值的允许范围是 此取值满足要求。所 能 产 生 的 制 动 力 矩 , 也 会 收 到 车 轮 的 制 约 。 即 错误 !未找到引用源。 ; 错误 !未找到引用源。 式中: 22 轴 制 动 器 的 制 动 力 ; 轴 制 动 器 的 制 动 力 ; 用 于 前 轴 车 轮 上 的 地 面 法 向 反 力 ; 用 于 后 轴 车 轮 上 的 地 面 法 向 反 力 ; 轮 有 效 半 径 。 错误 !未找到引用源。 而车轮半径 错误 !未找到引用源。 ,最大制动力矩为: 错误 !未找到引用源。 故前轴最大制动力矩为: 错误 !未找到引用源。 一个前轮制动器的最大制动力: 错误 !未找到引用源。 后轮最大制动力矩为 : 错误 !未找到引用源。 一个后轮制动器的最大制动力: 错误 !未找到引用源。 动器因数 代表制动性能的 动因子,因此也被称为制动效率因子 12。在施加压力的前提下。其原理依靠制动能力或弯扭,用于评价不同结构类型的制动性能。 制 动 器 因 数 可 定 义 为 在 制 动 盘 的 作 用 半 径 上 所 产 生 的 摩 擦 力 与 输 入 力 之 比 :错误 !未找到引用源。 式中: 15 错误 !未找到引用源。 制动器的摩擦力矩; 错误 !未找到引用源。 制动盘的作用半径; 错误 !未找到引用源。 输入力, 对于钳盘式制动器,因为在制动的过程中,有来自两侧的压力,所以收到的额摩擦力应该为 2f。于是该制动器的制动因数是; 错误 !未找到 引用源。 式中: f 为摩擦系数 . 在本次赛车设计中取 f= 制动钳 制动钳采用可锻铸铁或球状铸铁等,也可采用轻合金制成的。例如,铸造铝合金。作为一个整体,它也可以由两个部分组成,并由螺栓连接。外缘是开着的,这样你就可以检查或更换刹车块,而不用拆卸刹车夹。夹钳应具很高的强度和刚度 13。为了使制动液的温度尽可能的低,活塞的开端被放置在制动块的后面。活塞表面镀铬。为了解决铝合金刹车液的热损失问题,降低了活塞和制动块接触面积 14。 制动钳可以安放在很多位置,可以安放在车轴前端段,也可以安置在车轴后端。刹车钳位于前面的轴,能够将泥浆甩出和防止水进入钳 。在后面的轴减少复合轮毂轴承的负荷。 制动钳的毛坯件一般采用铸造加工,因此其材料为可锻铸铁,并对其表面使用镀铬的涂层技术。 16 图 4图 4 17 制动块 制动块为阻尼部分构成,并能够依靠摩擦实现车辆段降速。形状大多是扇形的,长方形的,方形的或圆形的。活塞应该能够保持尽可能多压力压向制动块面积。刹车块是用钢板制成的。为了避免引起制动热的时候刹车卡钳制动液蒸发,减少制动噪音,可以在衬套之间的摩擦后的胶水或喷涂一层绝缘阻尼垫 (胶水 )。由于制动过程中,压力很大,温度很高,所以 摩擦块的磨损很快,为此生产时,厚度应该加大一些。为了避免摩擦块过度使用造成的失灵现象,在其上部都安有预报设备。 本次设计取衬块厚度 14 图 4 18 摩擦材料 表 4擦材料性能对比 在选取制动摩擦材料时,首先要考虑材料的摩擦系数 的值要尽量的大一些;其次是材料的散热性;再次是材料在高温环境下 值的保持性,即不会因材料的温度升高而降低 值;最后是材料还应该具有耐磨性、低吸水率、压缩率、热导率和热膨胀率和抗压强度高、抗拉、抗剪和抗弯强度和抗冲击性以及工作过程 不会因剧烈摩擦产生噪声与有害气体,从而污染环境。 根据表 4得,半金属材料具有摩擦系数 值大且 值高温保持性好、耐磨性高、噪声低和成本适中等特点,因此本设计采用该材料,并且选取 值为 19 5 制动驱动机构的结构形式选择与设计计算 制动驱动机构的作用是,放大驾驶员的力量,将力传递给制动块,产生制动力,使车轮制动。 动驱动机构的结构型式选择 对于制动驱动机构的分类来说,可以依照其初始力的来源来进行分类。被分成简单制动、动力制动及伺服制动三种 15。对于初始力转换为最终制动力的方法有三种 ,分别是机械式、液压式、气压式和气压 动驱动机构的结构具体见表 5 表 5动驱动机构的结构形式 简单的制动系统即人的制动力,是驾驶者在制动过程中依靠自身的体力使汽车制动的。通过杠杆或者钢丝绳等传递到车轮的力,虽然结构简单,工作可靠,容易 20 修理,但是在高速行驶的效率底下,同时受到驾驶员体力的影响大,体力好的制动效果好,反之,体力差则制动效果差。因此这种方法只符合小型车辆,使用面窄。 该系统使用液压力转换方式的搭配叫做液压简单制动系,其使用的范围比较广泛。其主要优点是反 应速度快,工作时产生的压力高,制动力大,体积小,容易安装,但是也有有缺点,液压管路容易受到温度的影响,要是油液温度过高,会使管路中油液有气泡,影响效率。 但是为了达到节能目的,且节能车的总质量较小,综合考虑,选用简单制动系统。 21 6 制动性能分析 车辆的制动性通常选用驻车稳定性能、坡道移动速度一致性、刹车时间与效率三个重要参数指标。 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: 制动距离和制动减速度; 动 效率不随温度的升高而降低。; 制动效能 刹车效率指的是,当车辆处于良好的道路上时,它在一定的初始速度下,减速到制动距离或刹车。制动效率是评价刹车性能的重要指标。选用滑行长度小、减速效率高、驻车稳定性高、制动功效强等指标。 对于一套制动系统性能的优劣的评定,可以从定量和定性两个角度进行测评。下面将介绍从定量的角度来说,主要由最大制动减速度 a 与最小制动距离 s 这两个参数指标来测评。 假设汽车行驶在水平的柏油路面,且不考虑路面对汽车的阻力。这时候汽车的制动完全是有制动器提 供的。此时 2/24 f ( 6错误 !未找到引用源。 其中: 错误 !未找到引用源。 最大制动力矩 错误 !未找到引用源。 车轮有效半径 错误 !未找到引用源。 汽车满载质量 求得 错误 !未找到引用源。 ,该结果符合国家标准。 制动效能的恒定性 制动效果的稳定性主要是指对热失效的抵抗。长时间行驶在较高的迈速下或者长时间下坡的情况下,减速效率的维持程度。因为在制动过程中主要出现的能量转化是由车辆行驶的动能向摩擦产生的热能转变,在整个过程中车辆轮胎的摩擦副将 22 产生大量的热,致使其温度上升到很高的数值,因此在高温下的制动性能成为设计过程中必不可少的一步。该设计采用浮动夹盘式制动器,是制动效率保持稳定的方法之一。 23 7总结与展望 此毕业设计是以节能赛车的制动系统为研究对象,通过对制动系统的相关文献与参考资料,并结合节能赛车举办方的设计要求,来对整个车辆制动系统进行设计,其设计步骤如下: a)查阅资料与参考历届样车,对本次设计的制动系统整体结构与布局有一个整体的设计思路与方案; b)结构整体方案,将各个部分细化研究与设计。 c)对设计好的方案进行安全性能分析计算,主要从制动效能与制动效能保持性入手; d)对整个设计过程进行总结完成说明书的撰写,并完成对制动系统的 的制作。 在本次对节能赛车车辆的制动系统设计过程中,发现一些不足之处,这将使下一步研究的入手点。有下面几个方面: ( 1)整个设计过程中,对整个系统主要是理论的分析和定性的分析,涉及计算的地方比较少,尤其是对性能评定时定量分析较少,需要进一步完善; ( 2)需要进一步完善测评标准,对一些定性分析要给出更详细更具体的指标,对一些定量分析给出明确的范围。 ( 3)缺少对关键部件的静力学分析和动态分析; 24 参 考 文 献 1 刘鸿文 4 版 等教育出版社, 2004 2 陈家瑞 (下 )(第三版 )M民交通出版社, 2009 3 濮良贵 机械设计 等教育出版社, 2006 4 武田信之(日)著,载货汽车设计人民交通出版社, 1997 5 陈家瑞 册) 械工业出版社, 2008 6 格里斯比著,赵六奇,金达锋译 M华大学出版社, 2006. 7 吴宗泽 京 :机械工业出版社, 2003 8 黄向东汽车悬架系统的有限元分析法及其应用中国机械工程 9 蒋玮 海汽车, 2010 年第 4 期 10 许江涛 副车架有限元分析,科学技术与工程, 2008 年 第 8 期 11 冯国胜 ,贾素梅 ,轻型车有限元分析及应用 2009 年第 6 期 12 石亦平,周玉蓉舰元分析細详解机械工业出版 13 龚寒微主编 京:人民交通出版社, 1995 14 朱伯芳 ,有限单元法原理与应甩 ,第 2 版 ,北京 :中国水利水电出版社 ,2008 15 李景涌 ,有限元法 ,北京 :北京邮电 大学出版社 ,2009 16 F, 1995 25 致 谢 时间飞逝,转眼间就到了大四的毕业季了,四年里,我从大一来时的一个傻小子,变成了一个知识渊博的学士。四年了,我学到了很多,从大一的高等数学,到大四的专业课,使我积累了丰富的专业基础知识。我不仅要感谢所有的老师,同时还要感谢我 的大学同学,要是没有你们的帮助,我也不会成长。 最要感谢的还是我的论文指导老师,每次为了给我们指导,都从主校区辛辛苦苦来到南校区,对我的毕业设计进行指导,对我的问题,给我提出建议,改进方法,孜孜不倦的给我传授方法,使我的毕业设计有了质的提高,也使我对毕业设计产生了自己独到的见解,更深刻的领会其中的内涵。谢谢一路陪伴、支持、帮助我的老师和同学。你们带给我的温暖和感动是我最珍贵的财富。我会在以后的人生中,继续的秉着一颗求学的心,去尽自己的最大努力,献出自己的微薄力量,贡献母校,贡献社会。 螃羂膃莈蚆袈膂蒁 袁膇膁 中 期 报 告 系名 专业 学生姓名 班级 学号 设计题目: 节能赛车制动系统设计 本人在该设计中具体 应完成的工作: 节能赛车在行驶结束后的制动与停止 详细内容) 从开始以来我查了很多有关节能赛车制动系统的材料,了解到一些制动系统的专业 知识。传统汽车上的行车制动系统和驻车制动系统虽然制动效能较好,但是结构复杂,体积较大不便安装,所以节能车的制动系统大多仿照自行车刹车系统设计。自行车 刹车系统常见的有悬臂刹、钳刹、 V 刹和碟刹等。碟刹的刹车效果会强大很多,但其安装装配、维护保养时相对复杂、重量大, V 刹的刹车效果好于悬臂刹。所以综合整车的轻便性、制动系统安装位置以及赛场路面情况等影响因素,我们选择质量较轻、结构简单、便于装卸的 V 型刹车和钳式刹车(后轮)。 在制动系统方面了我选择了以下几种制动系统: :上的一种非常常见的刹车制动装置,两块刹车皮对车圈互夹产生摩擦力,从而达到制动的效果。因其形状酷似“ V”字,所以称为 V 刹。 V 刹广泛用于各种自行车和电动车上。优点:重量轻、结构简单,便 于安装、保养与维修、造价低廉,性价比高、缺点:雨天、泥地或涉水路面易打滑。 2 抱刹:一种靠胶皮或钢弹簧片与花鼓上安装的摩擦装置产生巨大摩擦力来制动的刹车装置,由于结构简单,成本低廉,可靠性较好,常见于日常休闲代步车,缺点是重量大,怕水,制动时噪音大,寿命短。 3. 碟刹:一种比较新的制动方式,早期常用于摩托车上,具有制动效果好,防泥水等特点,是山地自行车爱好者热捧的配件。但由于重量重,此类刹车常见于山地车,休闲车等不过分要求车身重量 的车型上。 刹车是一个简单的杠杆系统,在车把手处运用很小的力,通过长 力臂传递给刹车片很大的压力,通过摩擦达到制动的目的。自行车的刹车系统按制动力的作用点不同大致可分为刹轮圈和刹车轴两种。刹轮圈主要是通过橡胶块给车轮边缘增加摩擦力,使车轮减速,达到刹车的目的。刹车轴与刹轮圈的刹车原理类似,是给车轮的轴一个阻碍力,达到减速的目的。不论哪种刹车方式,都是采用增大摩擦,减小速度的物理原理。 按照大赛的要求需要设计两套独立的制动系统,一般来说,顺利完成 比赛,基本上不会用到制动系统,但 由 于赛车的安全性能考虑,至少应能 通过车检要求。由于备参赛队的整车重量和牟轮的选择不同,对制动力的 要求也不相同,可选用自行牟或电动车的抱闸、鼓刹或碟刹等几种形式 其中自行车抱闸相对简单且实用。 中 期 报 告 一步的主要研究任务,具体设想与安排(要详细内容) 一 二 体设想与安排: 我准备采用 V 刹因为节能赛车后轮其他的零件比较多在轮的中部安装制动系统会影响其他系统的正常工作。 V 刹有以下优点和缺点: 优点:重量轻、结构简单,便于安装、保养与维修、造价 低廉,性价比高 . 缺点:雨天、泥地或涉水路面易打滑。 但是节能赛车是一种比赛所以比赛方会考虑天气的因素这是一个竞技车所以也不是普通自行车需要考虑天气的因素,所以选用 V 刹只有优点没有缺点。之后就是要算一些有关制动的数据为确保赛车在最后有效为安全的制动,还要把制动系统安装到位,备用制动系统也是如此。 中 期 报 告 否同意继续研究工作) 指导教师亲笔签字: 年 月 日 备注: 1、本表由学生填写,指导教师亲笔签署意见。 2、以上各项句间距可以根据实际内容需要调整。
收藏
编号:117181
类型:共享资源
大小:1.95MB
格式:ZIP
上传时间:2017-08-05
50
积分
- 关 键 词:
-
节能
赛车
制动
系统
设计
独家
毕业
课程设计
任务书
开题
报告
讲演
呈文
外文
翻译
中期
答辩
ppt
- 资源描述:
-
节能赛车制动系统设计【独家毕业课程设计含任务书+开题报告+外文翻译+中期报告+答辩PPT】,节能,赛车,制动,系统,设计,独家,毕业,课程设计,任务书,开题,报告,讲演,呈文,外文,翻译,中期,答辩,ppt
展开阅读全文
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。