毕业设计制动器开题报告.docx

1、毕业设计制动器开题报告上海工程技术大学毕业设计(论文)开题报告题目 SY1046载货汽车制动系统设计 汽车工程学院（系) 车辆工程 专业 班学生姓名 学 号 指导教师 开题日期:2016 年 3 月 14 日开 题 报 告一、毕业设计题目的来源、理论、实际意义和发展趋势1、题 目：SY1046载货汽车制动系统设计2、题目来源：生产实践3、意 义：从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来,随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高,这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。它们的工作原

2、理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变,出现了很多新的结构型式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构形式和功能形式发生相应的改变,例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源，一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。1制动系统在汽车中是非常重要的,当一辆车在高速上行驶的时候，制动系统突然出现问题导致汽车无法制动，这个是非常危险的，国内很多报道都报道过,某某车辆由于制动系统失灵出现了严重的事故，制动系统作用是：使行驶中的汽车按照

3、驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。2013年7月14日至2014年3月1日期间生产的2013款翼虎汽车，共计191368辆。被福特召回,原因是由于制动真空助力器密封圈缺少润滑油脂，导致密封圈过早磨损，极端情况下密封圈会与隔板分离，导致制动踏板变硬，车主会感觉到真空助力不足从而需要更用力地踩刹车，存在安全隐患。长安福特汽车有限公司将为召回范围内的车辆免费检查

4、并更换有潜在风险的制动真空助力器，以消除安全隐患。可想而知，汽车拥有传动系统、制动系统、行走系统、转向系统,而可以看出,制动系统是汽车四大系统之一。 本课题研究的是SY1046载货汽车制动系统的设计，这个制动系统对整车来言是重要部件之一，设计的要求双管路前、后鼓式制动系统，进行动力分配，同时进行相关关键部件的校核运算。本设计能充分体现大学期间的知识掌握程度和创新思想，具有重要意义.4、国内外研究现状与趋势 （1）国外研究现状与趋势：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

5、系统当中，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

6、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。但是由于两套制动系统同时存在，结构复杂、成本偏高。结构的复杂性也增加了系统失效和出现故障的可能性，维护和保养难度增加。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

7、要组成部分,反馈制动力给制动踏板产生制动感觉.电制动一种可能的结构型式见图4。从结构上，电制动具有其它传统制动无法比拟的优点：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；制动响应时间短,提高制动性能，缩短制动距离;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;系统总成的制造、装配、调试、标定更快,易于采用模块化结构;已经开发出具有容错功能的适用于汽车的网络通讯协议如TTlPc，lFexRay等通讯协议可以应用到电制动系统中.易于进行改进和功能的增加,可以并人汽车CAN通讯网络进行集中管理和共享信息。 (2)国内研究现状与趋势:由于中国汽车工业起步较晚，

8、汽车零部件行业市场狭小，以及中国国内对刹车片行业认识不足，刹车片行业一直处于彷徨和摸索的发展状态，致使汽车用制动器衬片行业与国际先进水平存在较大的差距。在工艺、设备、标准方面长期沿袭老的技术模式，技术进步缓慢，新产品开发及产品质量升级换代等方面落后于市场需求；管理比较粗放,产品技术规范无法进入主流国际市场的标准评价体系，出口份额微乎其微 。随着我国汽车制造工业的发展，尤其是随着这几年出口贸易的急剧增长，我们有了很多与国外先进制造企业和汽车主机厂的交流机会，包括欧美顶尖公司在内的摩擦材料制造商及原材料供应商等先后登陆中国，合资、独资设厂，使我国的制动器衬片行业在原材料、生产工艺、生产设备、测试方

9、法与标准、测试设备以及国际制动器衬片发展趋势等方面获得了大量的信息和提高，产能得到大幅提升,再加之科研力度的加大，我们的产品现已相继打入国际售后市场，以山东金麒麟集团和山东信义汽车配件有限公司为典型代表,形成了年产 2000 万余套汽车制动摩擦片的能力,而且品种范围拓宽可达到2000多个品种的无石棉轿车、轻型车、商用车等系列制动摩擦片，并为主机厂、制动器厂提供配套，产品出口量占总产量相当大的份额 。近几年,国内制动摩擦片生产企业在打进国际主机配套市场方面也取得了不凡的业绩。山东双连制动材料有限国外发达国家刹车片行业目前在技术工艺、质量管理等方面均处于领先地位，刹车片生产企业和整车企业的开发是同

10、步的,从刹车片的选定到出样品，要经过噪声检测、台架试验、匹配试验以及冬、夏季路试等反复测试，直到其性能均达到要求并稳定，才能批量生产 。同时，由于我国国内刹车片市场巨大，经济环境良好,劳动力廉价等方面因素，国外刹车片企业现已呈现逐步向我国国内转移生产能力的趋势。这种情况在带动国内刹车片行业发展的同时也存在隐忧。国外知名企业具有产品、品牌、资本优势，对民族企业是一个挑战 。2表1 2006年到2010年鼓式制动器总成出售量（万套）年份售后需求量200682。4200793。07200897.652009103.852010112.59开 题 报 告二、毕业设计主要内容及预期目标1、主要内容本次设

11、计的是SY1046载货汽车制动系统设计,主要内容有以下几点：进行设计双管路制动系统，进行制动力分配计算.正确选择鼓式制动器的类型。前、后鼓式制动器设计与计算.计算出合理制动时需要提供的扭矩和相应的摩擦力.制动器主要参数的确定。制动器零件主要结构的设计。对相应的部件进行校核运算，正确的完善不合理的某些结构。关于SY1046载货汽车制动系统的设计，首先要确定制动器的结构选择及方案分析，然后计算出制动器主要参数，制动强度和附着系数利用率、制动器最大制动力矩、制动器因数和制动蹄因数、接着是动蹄摩擦片的压力分布规律及径向变形规律进行校核，最终完成SY1046载货汽车制动系统零件图和装配图的绘制。 2、预

12、期目标正确对制动器的结构型式的选择，使之与题目给出的参数条件适应，以保证汽车具有良好的行驶安全性和制动性；当脚踩刹车的时候,确保汽车在坡上无倒溜情况，同时确保在一定速度情况下能在一定距离及时停下；拉起手刹的时候汽车在一定坡度的路上无法倒溜；操纵简单、方便、迅速、省力；制动效能的水稳定性好；制动踏板和手柄的位置和行程符合人机工程学要求;制动系的机件应使用寿命长，制造成本低；贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定;与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动；开 题 报 告三、拟采用的设计（研究）方案1、技术方案论证鼓式制动器由旋转部分、固定部

13、分、促动部分和定位调整装置组成.由刹车底板、刹车分泵、刹车蹄片等有关连杆、弹簧、梢钉、刹车鼓所组成。 1）鼓式制动系统机构的结构分析与型式选择前车车轮制动器主要用于行车制动系统，有时也兼作驻车制动之用。制动器主要有摩擦式、液力式、和电磁式等三种形式。电磁式制动器虽有作用滞后性好、易于连接而且接头可靠等优点，但因成本太高，只在一部分总质量较大的商用车上用作车轮制动器或缓速器；液力式制动器一般只用缓速器。目前广泛使用的仍为摩擦式制动器.摩擦式制动器中的轮缸式制动器按制动蹄的受力情况不同，可分为领从蹄式、双领蹄式(单向作用、双向作用)、自增力式(单向作用、双向作用)等类型。 领从蹄式制动器领从蹄式制

14、动器的结构如图2所示。制动底板5 固定在后桥壳或前桥转向节凸缘上,在制动底板的下部装有两个偏心的调整螺钉1,两个制动蹄11、12 的下端有孔,套装在偏心调整螺钉上，并用锁止螺母3锁止。制动底板的中部装有两制动蹄托架4，以限制制动蹄的轴向位置。制动蹄上端用回位弹簧10 拉靠在制动轮缸9 的顶块上。制动蹄的外圆面上，用埋头螺钉铆接着摩擦衬片8。作为制动蹄促动装置的制动轮缸也用螺钉固装在制动底板上。制动鼓固装在车轮轮毂的凸缘上，随车轮一起转动。领从蹄式制动器制动效能比较稳定,结构简单可靠,便于安装，广泛用作货车的前、后轮制动器和轿车的后轮制动器。图1 领从蹄式制动器 双领蹄式制动器 在制动鼓正向旋转

15、时，双领蹄式制动器的两制动蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄制动器。如图3所示。两制动蹄各用一个单活塞式制动轮缸 2 促动,且两套制动蹄、制动轮缸、支承销和调整凸轮等在制动底板上的布置是中心对称的，以代替领从蹄式制动器中的轴对称布置.等直径的两个制动轮缸可借油管连通,使其中油压相等。这样，在汽车前进时，两制动蹄均为领蹄；但在倒车时,两制动蹄均变为从蹄。由此可见，这种双领蹄式制动器具有单向作用,在前进时制动效能好，倒车时制动效能大大下降，且不便安装驻车制动器，故一般不用作后轮制动器；但两制动蹄片受力相同，磨损均匀，且制动蹄片作用于制动鼓的力量是平衡的,即单向作用双领蹄制动器属于平衡式制动器。 图2 双

16、领蹄式制动器 自增力式制动器 自增力式制动器可分为单向自增力式(uniservobrake）和双向自增力式(duo-servo brake）两种，在结构上只是制动轮缸中的活塞数目不同而已。单向自增力制动器只在汽车前进时起自增力作用，使用单活塞制动轮缸；双向自增力制动器在汽车前进或倒车制动时都能起自增力作用，使用双活塞制动轮缸.自增力式制动器的增力原理是,利用可调顶杆体浮动铰接的制动蹄来代替固定的偏心销式制动蹄,利用前蹄的助势推动后蹄，使总的摩擦力矩得以增大，起到自动增力的作用。如图6所示为单向自增力制动器。第一制动蹄1和第二制动蹄6 的上端被各自的制动蹄回位弹簧2 拉拢,并以铆于腹板上端两侧的

17、夹板3 的内凹弧面支靠着支承销4.两制动蹄下端以凹入的平面分别浮动支承在可调顶杆体两端的直槽底面上,并用拉紧弹簧8拉紧.如图4所示为双向自增力制动器.制动蹄的上端两侧铆有夹板4,用前后蹄回位弹簧6 和3 将夹板拉靠在支承销上，两制动蹄的下端由拉紧弹簧9 拉靠在可调顶杆体8 两端直槽的底平面上。可调顶杆体是浮动的。制动轮缸处于支承销稍下的位置。图3双向自增力式制动器 制动管路的多回路系统 为了提高制动驱动机构的工作可靠性，保证行车安全,制动驱动机构至少应有两套独立的系统，即应是双管路的。也就是说应将汽车的全部行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，以便当一个回路失效后,其他完好

18、的回路仍能可靠地工作.下方图5所示为双轴汽车的液压式制动驱动机构的双回路系统对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.1-双腔制动主缸；2双回路系统的一个分路；3-双回路的另一分路图4 双轴汽车液压双回路系统的5种分路方案 图4(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型式，简称型。其特点是管路布置最为简单,可与传统的单轮缸(或单制动气室)鼓式制动器相配合，成本较低。这种分路布置方案在各类汽车上都有采用,但在货车上用得最广泛。这一分路方案若后轮制动管路失效,则一旦前轮抱死就会失去转弯制动能力。对于前驱动的轿车

19、,当前轮管路失效而仅由后轮制动时,制动效能将显著降低并小于正常情况下的一半，另外，由于后桥负荷小于前轴，则过大的踏板力会使后轮抱死导致汽车甩尾。 图4（b)为前、后轮制动管路呈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侧车轮制动器同属一个回路，称交叉型，简称X型。其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。此时前、后各有一侧车轮有制动作用使制动力不对称，导致前轮将朝制动起作用车轮的一侧绕主销转动，使汽车失去方向稳定性.所以具有这种分路方案的汽车,因此,采用这种分路方案的汽车，其主销偏移

20、距应取负值（至20mm），这样,不平衡的制动力使车轮反向转动，改善了汽车的方向稳定性,所以多用于中、小型轿车。 图4(c)的左右前轮制动器的半数轮缸与全部后制动器轮缸构成一个独立的回路；而两前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型式，简称HI型. 图4(d）的俩个独立的回路分别为俩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型式，简称LL型。 图4(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、后半个轴对前、后半个轴的分路型式。简称HH型。这种型式的双回路系统的制动效能最好. HI，LL，HH型的结构均较复杂。LL型与

21、HH型在任一回路失效时，前、后制动力比值均与正常情况下相同，剩余总制动力LL型可达正常值的80而HH型约为50左右。HI型单用回路3(见图4(c)，即一轴半)时剩余制动力较大，但此时与LL型一样，在紧急制动时后轮极易先抱死。 制动主缸 制动主缸也称液压制动总泵，是行车制动系的动力源。制动力来自驾驶员施加在制动踏板上的踏板力和发动机进气歧管的真空度（真空助力），其中真空度是主缸的主要动力源。主缸的主要作用是,将驾驶员施加在制动踏板上的机械力和真空助力器的力转变成制动油压，并将具有一定压力的制动液经过制动管路送到各个车轮的制动分泵(轮缸)，再由车轮制动器转变为车轮制动力。 制动主缸分单腔式和双腔式

22、两种，分别用于单回路和双回路系统，但是由于安全原因，目前主要使双腔式，双腔式制动主缸如的结构如图5： l-制动液罐盖 2- 制动液罐 3-制动液罐密封圈 4-限位螺钉 5、17、23一垫圈6螺塞 7、11一隔套 8-平衡活塞弹簧 9平衡活塞 10平衡活塞密封圈 12制动压力不足报警开关 13-缸体 14前活塞回位弹簧 15、21弹簧座 16前活塞前密封圈 18前活塞 19前活塞后密封圈 20-后活塞回位弹簧 22-后活塞前密封圈 24-后活塞 25-后活塞后密封圈 26-卡簧 27推杆图5双腔式制动主缸 主缸结构名称术语 供液腔通过供液孔与贮液室相通的腔,在制动解除的瞬间向制动腔供给制动液。

23、制动腔-通过残留阀或排液孔与制动回路相通的腔。在制动过程中制动腔内建立起的液压 与同其相连的回路内液压相同。 补偿孔缸体上制动腔与贮液室连通的孔,在制动解除状态下向制动腔补偿制动液或把多 余的制动液返回贮液室。 残留阀-位于制动腔与制动回路之间的阀，在制动解除时使制动回路中仍保持有一定的残 留压力,防止空气进入系统. 2）领从蹄式结构及工作原理它是由领蹄、从蹄、两个支点、制动鼓、制动轮缸。汽车前进时制动鼓旋转方向（制动鼓正向旋转)如图3-1中箭头所示,沿箭头方向看去，制动蹄1的支点3在前端,制动轮缸6所施加的促动力作用于其后端，因而该制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。具有这种属性的

24、制动蹄称为领蹄。与此相反，制动蹄2的支点4在后端，促动力加于其前端，其张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。当汽车倒向行驶，即制动鼓反向旋转时，蹄1变成从蹄,而蹄2变成领蹄。这种在制动鼓正向旋转和反向旋转时，都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为从蹄式制动器。图6领从蹄式制动器工作1-领蹄； 2-从蹄； 3、4支点；5-制动鼓; 6制动轮缸。3）最终方案的选择和论证由于轻型载货车一般是传统的发动机前置，后轮驱动的布置形式，同时考虑到制造成本以及便于用户维护等因素，再结合鼓式制动器的特点和任务书的要求,现选用领从蹄式制动器,采用交叉型油管布置方案。 2、技术路线1）

25、采用方法及手段：（1）查询相关资料，自学相关书籍；（2）通过查阅网络及图书馆相关书籍搜集资料；（3）查到的资料进行归纳整理，详细了解设计的要求和流程（4）计算制动器相关的参数：A汽车形式的确定，如：汽车轴数、驱动形式和布置形式的确定；发动机的最大功率和相应转速的确定；轮胎的基本选择；B制动力与制动力分配系数；C鼓式制动器的外形尺寸，制动器因数和制动蹄因数的设计计算；D制动器最大制动力矩确定；E制动蹄摩擦片的压力分布规律及径向变形规律；（5）运用AUTOCAD或CATIA绘出SY1046轻型货车鼓式制动器的装配图；A.定位，大致轮廓B.制动主缸的位置C.领从蹄的位置D.其他零部件的位置（6）运用

26、MATLAB，C语言等软件进行校核与验算；（7）通过指导教师的教导。3、完成题目所需要的实验或实习条件（1）通过网络及图书馆获取相关资料;（2）自学相关科目的书籍；（3）对真车的实地观察与测量；（4）在上海毓恬冠佳汽车零部件有限公司设计部实习；4、完成题目的工作计划为了很好的完成本次毕业设计，使之有条不紊的进行，现拟定工作计划如下：2016.01.1802。27 对鼓式制动器相关理论的学习和了解，收集资料，查阅相关文献2016。02.2803.06 对鼓式制动器相关外文资料的查找与收集，并对其进行翻译2016。03.0703。13 完成SY1046轻型货车鼓式制动设计的开题报告2016。03.

27、1403。21 回顾有关汽车制动计算的相关知识 2016.03.2203.28 整理出与设计有关的计算公式 2016。03。2904。03 完成SY1046轻型货车鼓式制动方案的确定计算 2016。04.0404.11 开始绘制制动主缸装配图并争取完成2016.04.1204。18 开始绘制前制动器装配图2016.04.1904。25 开始绘制后制动器装配图2016.04。2605。02 完成制动管路装配图2016.05。0305。08 绘制完全部图纸2016。05.0905。16 回顾校核计算和编程的相关内容2016。05.1705。22 完成校核计算以及编程2016.05。2306.01

28、开始设计说明书的编写2016.06。0206。06 完善图纸，装订好论文2016。06.0706。17 准备答辩查阅资料、文献目录1 张元才,余卓平. 制动系统发展现状及趋势. 汽车工业研究,20042 中国调研网. 2009-2013年中国汽车鼓式制动器行业研究报告。 国家统计局.20113 陈家瑞主编，汽车构造,机械工业出版社,20114 余志生主编，汽车理论，机械工业出版社，20065 刘惟信。 汽车设计， 清华大学出版社，20016 李春明. 赵宇. 奇瑞轿车维修手册. 北京：北京理工大学出版社.20037 刘惟信。 汽车制动系的结构分析与设计计算。 清华大学出版社. 20048 庞剑

29、等著。 汽车噪声与振动. 北京：北京理工大学出版社。 20069 米奇克M。 汽车动力学. 北京：人民交通出版社。 1997。10 龚微寒主编. 汽车现代设计制造. 北京：人民交通出版社。 1995.11 齐晓杰。 汽车液压与气压传动.北京：机械工业出版社2011。812 陈国定。 机械设计M. 北京：高等教育出版社，2013.513 汽车标准汇编M，上海:中国汽车技术研究中心标准化研究所出版社. 200014 赵 晨. 鼓式制动器参数化设计及仿真分析C ，武汉：武汉理工大学. 201415 李世国。 三维模型的参数化设计策略及程序设计技术J. 机械. 2000 16方明霞，冯奇,宋建培等。鼓式制动器摩擦片的有限元分析J。 重型汽车，1998（4）：14 1717徐永康. 汽车制动器J。 汽车实用技术。 2004 18朱旬,金海东.轿车制动主缸结构浅析J：汽车研究与开发，1999，4（8)：5-6。19应之丁，吴萌岭，王文强,张为民。制动缸密封件的设计分析J：机车车辆工艺，1999，6（5）：15-16.20Lin V， Gosserd D C, Light R A, Variation Geometry in ComputerAided Design, Computer Graphics(Proc. SIGGRAPH）1981,8: 171-179