汽车制动系统的研究
汽车制动系统的研究
【摘要】汽车的制动性是汽车的主要性能之一，制动系统对汽车的安全性起着至关重要的作用，本文就汽车制动系统中的鼓式刹车、碟式刹车和防抱死刹车系统进行简单的阐述与研究。
【关键词】制动系统、鼓式刹车、碟式刹车、防抱死刹车系统
中图分类号： U463.5 文献标识码： A 文章编号：
简述
汽车制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。
制动系统作用是：使行驶中的汽车按照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。
在种类汽车制动系统中，制动器是汽车制动系中用以产生阻止车辆运动或运动趋势的力的部件。目前，种类汽车所使用的制动器都是摩擦制动器，也就是阻止汽车运动的制动力矩来源于固定元件和旋转工作表面之间的摩擦。
制动系统的分类
鼓式刹车
鼓式刹车（图1）是在车的轮毂里面装设两个半圆形的刹车片，利用杠杆原理推动刹车片与轮毂内表面接触发生摩擦，利用摩擦力矩实现轮毂的转速下降，从而实现制动。原理很简单，就像在我们的日常生活中，用一个水杯表示轮毂，手指表示刹车片，当杯子旋转时，手指紧贴水杯内壁，水杯就会停止旋转，汽车的鼓式刹车原理和这个原理是一样的。
鼓式刹车原理简单，当司机踩下刹车板时，通过杠杆机构推动液压泵，利用液压将刹车片推出，从而实现刹车。鼓式刹车在汽车制动上面已经应用了进一个世纪的历史，在同样的刹车力矩的的情况下，
鼓式刹车的车毂的直径可以比碟式刹车小得多，所以重载汽车要获得较大的刹车力矩，就采用鼓式刹车。
碟式刹车
碟式刹车（图2）的工作原理在日常生活中也经常见到，就如同我们旋转一个盘子，然后用手指去捏盘子，盘子就会慢慢停止旋转。汽车碟式刹车是由一个刹车油泵，一个与车轮相连的刹车圆盘和刹车卡钳组成。刹车时，高压刹车油推动卡钳内的活塞运动，将制动卡片压向刹车盘，从而实现刹车效果。碟式刹车系统在我们的日常生活中也经常见到，有的山地车就采用碟式刹车系统。
鼓式刹车系统（图1）盘式刹车系统（图2）
防抱死制动系统（ABS）
防抱死制动系统（ABS）（如图3）是一个闭环的制动控制系统，通常是有电子控制模块（ECU），液压控制单元（液压调节器）和车轮速度传感器等组成。它可以随时感知汽车制动轮在每一时刻的运动状态，并根据其运动状态相应的调节制动器制动力矩的大小，以避免车轮出现抱死现象，从而使得汽车在制动时能够有效地缩短制动距离并维持方向的稳定性，进而提高汽车的安全性。
防抱死制动系统（ABS）的作用就是让车轮在制动时处在转动与不转动之间，靠摩擦与制动鼓之间的摩擦力使汽车减速，同时汽车在转动时仍具有转向能力，摩擦片与制动鼓间的摩擦力随着发热而下降的速度要比轮胎与地面间的摩擦力下降缓慢一些，从而增加制动安全性。当在汽车需要全力制动时，通过控制所有车轮的滑移率，以获得轮胎与路面之间的最大纵向附着力，有效缩短制动距离，并保持一定的横向附着力，有效克制紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾等情况的，防止车身失控，提高车辆的制动稳定性。
ABS依靠装在车轮上的转速传感器以及车身上的车速传感器，采集各个车轮的转速等信号，然后传送到电子控制模块（ECU）计算出每个车轮的转速等数据，进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率，ABS电子控制模块根据计算出参数，通过液压制动单元调节控制过程的制动力。在车辆紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即
指令压力调机器对该轮的制动分泵减压，使车轮恢复转动；当ABS不起作用时，电子制动力分配系统可调节后轮制动力，保证后轮不会在先于前轮抱死，以保证车辆的安全。
图（3）
参考文献
博洋.解析汽车制动系统(J).汽车与安全,2007
------------最新【精品】范文
现代汽车制动系统的发展历史与趋势 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。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。 一.制动控制系统的历史 最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装臵向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装臵对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装臵。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装臵。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。 随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克
莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。 20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装臵一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装臵，控制装臵进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。 1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装臵专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS 制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装臵。这些早期的ABS装臵性能有限，可靠性不够理想，且成本高。 1979年，默〃本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装臵。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装臵。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技
制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:
式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：
汽车制动系统的研究 汽车制动系统的研究 【摘要】汽车的制动性是汽车的主要性能之一，制动系统对汽车的安全性起着至关重要的作用，本文就汽车制动系统中的鼓式刹车、碟式刹车和防抱死刹车系统进行简单的阐述与研究。 【关键词】制动系统、鼓式刹车、碟式刹车、防抱死刹车系统 中图分类号： U463.5 文献标识码： A 文章编号： 简述 汽车制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。 制动系统作用是：使行驶中的汽车按照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。 在种类汽车制动系统中，制动器是汽车制动系中用以产生阻止车辆运动或运动趋势的力的部件。目前，种类汽车所使用的制动器都是摩擦制动器，也就是阻止汽车运动的制动力矩来源于固定元件和旋转工作表面之间的摩擦。 制动系统的分类 鼓式刹车 鼓式刹车（图1）是在车的轮毂里面装设两个半圆形的刹车片，利用杠杆原理推动刹车片与轮毂内表面接触发生摩擦，利用摩擦力矩实现轮毂的转速下降，从而实现制动。原理很简单，就像在我们的日常生活中，用一个水杯表示轮毂，手指表示刹车片，当杯子旋转时，手指紧贴水杯内壁，水杯就会停止旋转，汽车的鼓式刹车原理和这个原理是一样的。 鼓式刹车原理简单，当司机踩下刹车板时，通过杠杆机构推动液压泵，利用液压将刹车片推出，从而实现刹车。鼓式刹车在汽车制动上面已经应用了进一个世纪的历史，在同样的刹车力矩的的情况下，
鼓式刹车的车毂的直径可以比碟式刹车小得多，所以重载汽车要获得较大的刹车力矩，就采用鼓式刹车。 碟式刹车 碟式刹车（图2）的工作原理在日常生活中也经常见到，就如同我们旋转一个盘子，然后用手指去捏盘子，盘子就会慢慢停止旋转。汽车碟式刹车是由一个刹车油泵，一个与车轮相连的刹车圆盘和刹车卡钳组成。刹车时，高压刹车油推动卡钳内的活塞运动，将制动卡片压向刹车盘，从而实现刹车效果。碟式刹车系统在我们的日常生活中也经常见到，有的山地车就采用碟式刹车系统。 鼓式刹车系统（图1）盘式刹车系统（图2） 防抱死制动系统（ABS） 防抱死制动系统（ABS）（如图3）是一个闭环的制动控制系统，通常是有电子控制模块（ECU），液压控制单元（液压调节器）和车轮速度传感器等组成。它可以随时感知汽车制动轮在每一时刻的运动状态，并根据其运动状态相应的调节制动器制动力矩的大小，以避免车轮出现抱死现象，从而使得汽车在制动时能够有效地缩短制动距离并维持方向的稳定性，进而提高汽车的安全性。 防抱死制动系统（ABS）的作用就是让车轮在制动时处在转动与不转动之间，靠摩擦与制动鼓之间的摩擦力使汽车减速，同时汽车在转动时仍具有转向能力，摩擦片与制动鼓间的摩擦力随着发热而下降的速度要比轮胎与地面间的摩擦力下降缓慢一些，从而增加制动安全性。当在汽车需要全力制动时，通过控制所有车轮的滑移率，以获得轮胎与路面之间的最大纵向附着力，有效缩短制动距离，并保持一定的横向附着力，有效克制紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾等情况的，防止车身失控，提高车辆的制动稳定性。 ABS依靠装在车轮上的转速传感器以及车身上的车速传感器，采集各个车轮的转速等信号，然后传送到电子控制模块（ECU）计算出每个车轮的转速等数据，进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率，ABS电子控制模块根据计算出参数，通过液压制动单元调节控制过程的制动力。在车辆紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即
1 引言汽车制动系的概述 制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。 制动系至少有行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在不长的坡道上行驶时保证第二项功能，而后者则用来保证第三项功能。 除此之外，有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。 应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动用。 辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。 行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。防止制动时车轮被抱死，有利于提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，所以近年来制动防抱死系统(ABS)在汽车上得到很快的发展和应用。此外，含有石棉的摩擦材料，因存在石棉有致癌公害问题已被逐渐淘汰，取而代之的是各种无石棉型材料并相继研制成功[1]。 1.1汽车制动系统的分类 (1) 按制动系统的作用 制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统；在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统；在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。 (2)按制动操纵能源 制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统称为人力制动系统；完全靠由发动机的动力转化
汽车制动系统设计方法研究 要对路面的附着系数进行充分的利用，并且避免汽车车轮发生滑动，必须对汽车制动系统进行科学的设计。本文对汽车制动进行了简要的动力学分析，并对汽车制动的理想条件进行简要的探讨，分析了具体的汽车制动系统设计方法，希望对汽车制动系统的设计提供一些参考。 标签：汽车;制动系统;设计方法 对汽车的制动系统进行科学的设计非常重要，通过EBD 电子制动力分配系统和ABS 制动防抱死系统能够有效地控制作用在车轮上的力矩，避免由于左右道路不同的附着系数引起的附加转向力矩，使汽车的方向出现失控。 1 对汽车制动进行动力学分析 1.1 分析汽車行驶受力下图1为汽车行驶时的整车受力分析，其中车轮滚动半径为r、轮缘对地面的作用力为Ft、传动系机械效率为ηT、变速器速比为ig、主传动器速比为i0、飞轮角加速度为dωe/dt、飞轮转动惯量为If、发动机曲轴输出转矩为Ttq、经传动系传至车轮轮缘的转矩为Tt、空气阻力为Fw、前轴对车身的阻力为Fp1、后轴对车身的推力为Fp2、加速度为du/dt、车身质量为m3。 <E：＼书＼排版＼中小企业管理与科技·上旬刊201601＼文件＼236-1.jpg> 图1 汽车行驶受力图 1.2 分析附着力制动器制动力、地面制动力之间的关系汽车行驶过程中的附着力、制动器制动力、地面制动力之间存在一定的关系，如图2其中制动器制动力为Fμ、地面附着力为Fφ、地面制动力为Fxb。在忽略其他阻力的情况下，如果具有较小的踏板力，并且没有完全消除制动器的间隙，那么制动器制动力为0，地面制动力为0，地面制动力等于制动器制动力。如果地面制动力达到了最大值，与制动器制动力相等，那么地面制动力达到最大值时会与地面附着力相等。如果制动器制动力大于地面附着力，地面制动力与地面附着力相等，那么当制动器制动力不断增加时地面制动力不会随之增加[1]。 <E：＼书＼排版＼中小企业管理与科技·上旬刊201601＼文件＼236-2.jpg> 图2 附着力、制动器制动力、地面制动力之间的关系图 1.3 分析滑移率与制动力系数通过分析汽车制动过程中轮胎胎面在地面留下的印记，能够对滑移率进行分析。从滚动到抱死，轮胎胎面会在地面上留下3个阶段的印记。第一阶段留下的印记基本相同于轮胎花纹，说明车轮基本为单纯
汽车制动系统的研究 ---蔡久凤(20110020/茅机一班) 目录 （1）汽车制动性能检验的意义·····················（2）常见的汽车制动系统性能检验的原理··········· 2.1三种基本检测平台的原理分析 2.1.1平板式制动试验台 2.1.2反力式滚筒制动试验台 2.1.3惯性式制动检测平台 （3）现今已有汽车制动系统结构···················（4）总结体会·····································（5）参考文献····························· 摘要：自从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着及其重要的作用。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型式和功能形式发生相应的改变。 一、汽车制动性能检验的意义 汽车检测行业在近年来随着汽车制造技术和检测技术的进步，也不 断发展壮大，在汽车运行管理部门动态监督汽车技术状况方面发挥着极其重要的作用。特别是随着我国公路建设和道路运输业的飞速发展，道路交通安全问题也越来越突出，要求进一步重视和加强机动车辆安全技术状况检测已成为维护社会安定的一个重要课题。 汽车行驶时能在短距离内迅速停车且维持行驶方向稳定性，在下长 坡时能维持一定安全车速，以及在坡道上长时间保持停驻的能力称为汽车的制动性。汽车制动性能直接关系到交通安全，重大交通事故往往与汽车制动性能差有关。制动距离太长或者紧急制动时发生侧滑等都会造成交通事故。在现有路况标准下，随着汽车行驶速度提高，汽车制动性能对保障交通安全尤为重要。 汽车在制动过程中人为地使汽车受到一个与其行驶方面相反的外力，汽车在这一外力作用下迅速地降低车速以至停车，这个外力称为汽车的制动力。制动力是评价汽车性能的基本因素，制动力便于在制动试验台上测量，制动力测量是机动车安全性能检测的重要组成部分。通过制动力检测不仅可以测得各车轮制动力的大小，还可以了解汽车前、后轴制动力合理分配，以及各轴两侧车轮制动力平衡状况。若同时测得制动协调时间便能较全面地控测车辆的制动性能。 二、常见的汽车制动系统性能检验的原理
摘要 国内汽车市场迅速发展，而轿车是汽车发展的方向。然而随着汽车保有量的增加，带来的安全问题也越来越引起人们的注意，而制动系统则是汽车主动安全的重要系统之一。因此，如何开发出高性能的制动系统，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外，随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短产品开发周期、提高设计效率，降低成本等，提高产品的市场竞争力，已经成为企业成功的关键。 本说明书主要介绍了santana2000轿车制动系统的设计。首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类，并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。最终确定方案采用液压双回路前盘后鼓式制动器。除此之外，它还介绍了前后制动器、制动主缸的设计计算，主要部件的参数选择及制动管路布置形式等的设计过程。 关键字：制动；鼓式制动器；盘式制动器；液压 附录：
Abstract The rapid development of the domestic vehicle market, saloon car is an important tendency of vehicle. However, with increasing of vehicle, security issues are arising from increasingly attracting attention, the braking system is one of important system of active safety. Therefore, how to design a high-performance braking system, to provide protection for safe driving is the main problem we must solve. In addition, with increasing competition of vehicle market, how to shorten the product development cycle, to improve design efficiency and to lower costs, to improve the market competitiveness of products, and has become a key to success of enterprises. This paper mainly introduces the design of braking system of the santana2000 type of car. Fist of all, braking system’s development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake, analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameter’s choice of main components braking and channel settings. Key words: braking; brake drum; brake disc; hydroid pressure
摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压
Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure
2014届毕业设计说明书课题名称：城轨车辆制动系统分析 二级院校铁道牵引与动力学院 班级宁波检修11级 学生姓名周旺 指导老师左继红 完成日期 2013.12
2014届毕业设计任务书 一、课题名称：城轨车辆制动系统的原理分析 二、指导老师：左继红 三、设计内容与要求 1.课题概要 城市轨道交通运输是我国交通运输网络的重要组成部分，它的发展与城市经济的发展息息相关。目前，世界各地的主要政治、经济、文化等中心城市都兴建了不同形式的轨道交通运输网，有些还成为所在城市的重要景观和标志性建筑。我国北京、上海、广州、南京等城市的地下铁道已经开通，成为这些城市市内交通运输的支柱。另外还有许多其他的城市交通网也在筹建和建设之中。城市轨道交通运输的发展必将为我国经济的发展插上腾飞的翅膀。 地铁车辆制动系统用于保证地铁车辆的运行安全，具有多种操作模式，与传统列车制动系统相比，结构和工作原理更为复杂。 通过对此课题的学习和设计，使学生能更好的理解地铁车辆制动和空气管路系统的工作原理，培养学生运用所学的基础知识和专业知识的能力，提高学生利用所学基本理论和自身具备的技能来分析解决本专业相应问题的能力，使学生树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练。 2.设计内容与要求 1、熟悉地铁制动在铁路运输中的作用。 2、简单介绍地铁车辆制动系统的组成。 3、详细分析地铁车辆及列车制动系统的工作原理和工作过程。 4分析现有制动系统存在的不足之处，利用自己所学的专业知识，提出改进设计意见和具体实施方案。 四、设计参考书 1.《城市轨道交通车辆制动技术》殳企平编著水利水电出版社 2.《列车制动》侥忠主编中国铁道出版社 3.《电力机车制动机》那利和主编中国铁道出版社 4. https://www.doczj.com/doc/287124559.html,/ec/C356/kcms-2.htm 5 .https://www.doczj.com/doc/287124559.html, 6. https://www.doczj.com/doc/287124559.html, 7. https://www.doczj.com/doc/287124559.html, 五、设计说明书内容 1.封面 2.目录 3.内容摘要（200—400字左右，中英文）
毕业设计（论文）开题报告
1 选题的背景和意义 1.1 选题的背景 在全球面临着能源和环境双重危机的严峻挑战下世界各国汽车企业都在寻求新的解决方案一一如开发新能源技术，发展新能源汽车等等然而. 新能源汽车在研发过程中已出现!群雄争霸的局面在能源领域. 有压缩天然气，液化石油气，煤炼乙醇，植物乙醇，生物乙醇，，生物柴油，甲醇，二甲醚，合成油等等新能源动力汽车在转换能源方面有燃料电池汽车氢燃料汽车纯电动汽车轮毅电机车等等。选择哪种新能源技术作为未来汽车产业发展的主要方向是摆在中国汽车行业面前的重要课题。据有关专家分析进入新世纪以来，以汽车动力电气化为主要特征的新能源电动汽车技术突飞猛进。其中油电混合动力技术逐步进入产业化锂动力电池技术取得重大突破。新能源电动汽车技术的变革为我国车用能源转型和汽车产业化振兴提供了历史机遇[1]。 作为 21 世纪最清洁的能源———电能，既是无污染又是可再生资源，因此电动汽车应运而生，随着人民生活水平和环保觉悟的提高电动汽车越来越受到广泛关注[2]。传统车辆的转向、驱动和制动都通过机械部件连接来操纵，而在电动汽车中，这些系统操纵机构中的机械部件（包括液压件）有被更紧凑、反应更敏捷的电子控制元件系统所取代的趋势。加上四轮能实现± 90°偏转的四轮转向技术，车辆可实现任意角度的平移，绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。线控和四轮转向的有机结合，是当今汽车新技术领域的一大亮点，其突出特点就是操纵灵活和行驶稳定[3]。轮毂电机驱动电动车以其节能环保高效的特点顺应了当今时代的潮流，全方位移动车辆是解决日益突出的城市停车难问题的重要技术途径，因此，全方位移动的线控转向轮毂电机驱动电动车是未来先进车辆发展的主流方向之一。全方位移动车辆可实现常规行驶、沿任意方向的平移、绕任意设定点、零半径原地转向等转向功能[4]。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 电动汽车的出现得益于19世纪末电池技术和电机技术的发展较内燃机成熟，而此时石油的运用还没有普及，电动车辆最早出现在英国，1834年Thomas Davenport 在布兰顿演示了采用不可充电的玻璃封装蓄电池的蓄电池车，此车的出现比世界上第一部内燃机型的汽车(1885年)早了半个世纪。1873年英国人Robert Davidson制造的一辆三轮车，它由一块铁锌电池向电机提供电力，这被认为是电动汽车的诞生，这也比第一部内燃机型的汽车早出现了13年。到了1881年，法国人Gustave Trouve 使用铅酸电池制造了第一辆能反复充电的电动汽车。此后三四十年间，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置，据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有
汽车底盘控制技术的研究 1 汽车底盘电子控制的理论基础和特征 汽车底盘最主要的功能就是让汽车按驾驶员的意愿作相应的加速、减速和转向运动。由图1可见，驾驶员是通过汽车里的操纵元件(转向盘、油门和制动踏板)来表达其意向，相应的执行量是前轮的转向角及车轮上的驱动力矩或制动力矩，真正起作用的是轮胎的纵向力和侧向力。汽车轮胎力的主要影响因素是路面的附着系数、车轮的法向力、车轮滑动（转）率和车轮侧偏角。因此，汽车底盘控制的基本思路和原理就是在给定的路面附着系数和车轮法向力的情况下对车轮滑动(转)率和侧偏角进行适当的影响和控制，来间接调控轮胎的纵向力和侧向力，最大限度地利用轮胎和路面之间的附着力，提高汽车的主动安全性、机动性和舒适性。 汽车底盘的电子控制是一个多系统相互影响，相互作用的复杂系统工程，具有以下特征。 图1 驾驶员、轮胎力和汽车运动的相互关系 (1)不同的控制系统经常共用同一传感器、执行机构、甚至电子控制单元。如轮速传感器的信号几乎被所有。的底盘控制系统所使用。
(2)同一个控制目标可由不同的控制系统单独或者共同来控制。如汽车在离散型路面上制动时方向稳定性可通过ABS、ESP、AFS和RWS来控制。 (3)同一个控制系统可能会对多个变量同时进行控制，并且拥有多个执行机构。如TCS的控制变量有车轮的滑转率和车轮的角加速度，其执行机构有发动机节气门开度的调节器和轮缸里制动液压的调节装置。 (4)同一个控制变量同时受不同的控制系统所控制。如车轮滑动率同时受ABS和ESP的控制。 2 汽车底盘常见的电子控制系统 2．1 汽车制动和驱动的电子控制系统 2．1．1 汽车防抱死制动系统ABS(antilock brake system) 汽车在制动过程中，当车轮滑动率在30％左右时，制动力系数最大(见图2)。此时车轮能获得的地面制动力也最大。当制动力矩进一步增加，车轮滑动率将快速增大，制动力系数不但不再增大了，反而逐渐减小。显然，车轮滑动率在大于入时，制动力系数处于非稳定区域。因此希望将车轮滑动率控制在稳定区域里。从侧向力系数和滑动率的关系曲线可以看出，滑动率越小，侧向力系数越大。当车轮完全抱死时，其侧向力系数几乎为零，完全失去了承受侧向力的能力。当这种现象发生在前轮时，汽车失去转向能力；如果发生在后轮，汽车将发生后轴侧滑，失去稳定性。把滑动率保持在稳定区域里就是ABS的主要控制目标。
毕业设计（论文） 开题报告 题目跨座式城市单轨交通车辆 制动系统设计 专业城市轨道车辆工程 班级08级城轨1班 学生戴学宇 指导教师赵树恩 重庆交通大学 2012年
1. 选题的目的和意义 随着我国城市化进程的加快，城市交通拥堵、事故频繁、环境污染等交通问题日益成为城市发展的难题。城市轨道交通以其大运量、高速准时、节省空间及能源等特点，已逐渐成为我国城市交通发展的主流。在城市轨道交通系统中，跨坐式单轨交通制式因其路线占地少，可实现大坡度、小曲率线径运行，且线路构造简单、噪声小、乘坐舒适、安全性好等优点而逐渐受到关注。 在我国城市轨道交通迅速发展的同时，其运营安全保障已成为目前面临的重要问题。车辆作为城市轨道交通运输的载体，由于速度快、载客量大、环境复杂，其运行安全状况不容乐观——车辆故障不断出现、事故常有发生，这些故障不但严重的影响到正常运营，一旦引发事故将会带来巨大的人员伤亡和经济损失。制动系统是城市轨道交通车辆的关键系统，直接影响其安全运行，为提高车辆运行的安全性，对制动系统的设计便显得尤为关键。 2.国内外研究现状及分析 基础制动装置是确保城市轨道交通车辆行车安全的措施之一。在分析城市轨道车辆运输特点基础上, 李继山,李和平,严霄蕙（2011）《盘形制动是城市轨道车辆基础制动装置的发展趋势》[1]结合城市轨道车辆基础制动装置具体类型,分析了城市轨道车辆踏面制动与盘形制动的优缺点, 用有限元模拟城轨车辆车轮 踏面温度场及热应力, 表明速度100 km/ h 及以上的城轨列车基础制动不适宜采用踏面制动, 指出盘形制动是城市轨道交通车辆基础制动的发展的必然趋势。丁锋（2004）在《城市轨道交通车辆制动系统的特点及发展趋势》[2]一文中介绍并分析了我国城市轨道交通车辆制动系统的形式、构成、技术特点及发展趋势。吴萌岭，裴玉春，严凯军（2005）在《我国城市轨道车辆制动技术的现状与思考》[3]中较为详细地回顾了我国城市轨道车辆制动系统的发展历程，分析了目前我国新型城市轨道车辆制动系统的特点，并与我国自主研发适用于高速动车组的同类型制动系统作了技术比较。分析了我国自主研发城市轨道车辆制动系统的技术基础，指出国内技术与产品和国外相比存在着系统理念、设计经验和系统可靠性方面的差距，同时指出自主研发城市轨道车辆制动系统存在的问题，并提出了建议。邹金财（2010）《一种轨道车辆空气制动系统优化及仿真》[4]利用Simulationx 仿真软件对工矿窄轨土渣车的空气制动系统的改进前以及改进方案进行仿真，在与试验真实值对比后得到了正确的结论，通过对该空气制动系统优化中仿真手段应用过程的阐述，为机车车辆系统优化方法提供了参考。师蔚，方宇（2010）《城
l绪论硕」论文 1.3.3制动系统的基本工作原理 制动系统基本工作原理可以用图1.3.2所示的简单的液压制动系统工作原理示意 图来说明。在汽车行驶过程中,当驾驶员踩下制动踏板时,通过主缸推杆推动主缸活塞,使得制动主缸内部的制动液在一定的压力作用下流入制动轮缸,制动轮缸内部的 液压迫使摩制动器的擦衬片与制动盘接触,从而产生一个阻碍车轮旋转的摩擦力矩, 同时在车轮与路面的附着力作用下,产生了阻碍车轮运动的外力,此外力称之为地而 制动力。车轮在制动器与路面的双重作用下,最终使得汽车减速甚至停车。 摩擦衬片 制动踏板 制动盘 图1.3.2液压制动系统工作原理示意图 1.3.4汽车制动性能评价 汽车的制动性能主要从以下三个方面进行评价「`2】: (1)制动效能 汽车的制动效能是指汽车迅速减速直至停车的能力,主要的评价指标是汽车的制 动距离和制动减速度。制动距离将直接影响到汽车行驶的安全性,同时制动距离又取决于制动减速度,所以对汽车制动系统设计的关键是在路面附着条件下,尽可能的提 高汽车的制动减速度。 (2)制动效能的恒定性 制动效能的恒定性是指汽车在高速行驶或者长时间连续制动的情况下,制动效能 保持的程度,主要表现在制动器的抗热率性和抗水衰性。制动器在制动过程中,由于 摩擦作用温度将升高,在长时间的高温下,制动器的摩擦力矩通常会显著的下降;汽 车在涉水行驶时,水进入了制动器后,短时间内制动器的效能也会发生显著的降低。(3)制动时的方向稳定性 制动时一的方向稳定性是指汽车在制动过程中,不发生制动跑偏、侧滑以及失去转 向能力的性能。汽车制动时的方向稳定性与汽车前、后轴间制动力分配有着密切的关4 硕士论文汽车制动系统性能分析及优化设计 本世纪开始逐步发展,这个阶段的主要特点是汽车的制动系统完全依赖于电力进行传递,使得汽车的制动系统越来越智能化。因此,汽车制动技术和制动器产品将会是未 来汽车电子技术应用领域中的重要发展目标。 1.3.2制动系统的组成与分类 制动系统是由制动器和制动驱动机构组成t`。l。其中制动器是基于材料的摩擦理论而产生阻碍车轮运动或者运动趋势的力的部件,有鼓式和盘式之分。制动系统的控制机构是为了提供汽车所需的制动力而进行供能、控制、传动、调节制动能量的部件, 具体包括了助力器、制动踏板、制动主缸、制动轮缸、压力调节阀等。典型的液压制动系统组成如图1.3.1所示 l`纂巍 1一前制动盘,2一前制动盘总成,3一右前制动管路,4一制动主缸,5一压力调节阀, 6一左前制动赶路,7一制度真空助力器,8一驻车制动操纵杆,9一后制动管路, 10一驻车制动拉丝,11一后制动器总成 图1.3.1制动系统基本结构组成 制动系统按照制动能量传输方式,可分为:机械式、液压式、气压式、电磁式。
基于MAT LAB 的汽车制动系统 3 设计与分析软件开发 孙益民(上汽汽车工程研究院 【摘要】根据整车制动系统开发需要, 利用MAT LAB 平台开发了汽车制动系统的设计和性能仿真软件。 该软件用户界面和模块化设计方法可有效缩短开发时间, 提高设计效率。并以上汽赛宝车为例, 对该软件的可行性进行了验证。 【主题词】制动系汽车设计 统分成两个小闭环系统, 使设计人员更加容易把 1引言 制动性能是衡量汽车主动安全性的主要指标。如何在较短的开发周期内设计性能良好的制动系统一直是各汽车公司争相解决的课题。 本文拟根据公司产品开发工作需要, 利用现有MA T LAB 软件平台, 建立一套面向设计工程师, 易于调试的制动开发系统, 实现良好的人机互动, 以提高设计效率、缩短产品开发周期。 握各参数对整体性能的影响, 使调试更具针对性。 其具体实施过程如图1所示。 3软件开发
与图1所示的制动系统方案设计流程对应, 软件开发也按照整车参数输入、预演及主要参数确定, 其他参数确定和生成方案报告4个步骤实现。3. 1车辆参数输入 根据整车产品的定位、配置及总布置方案得出空载和满载两种条件下的整车质量、前后轴荷分配、质心高度, 轮胎规格及额定最高车速。以便获取理想的前后轴制动力分配及应急制动所需面临的极限工况。 3. 2预演及主要参数确定 在获取车辆参数后, 设计人员需根据整车参数进行制动系的设计, 软件利用MAT LAB 的G U I 工具箱建立如图2所示调试界面。左侧为各主要参数, 右侧为4组制动效能仿真曲线, 从曲线可以查看给定主要参数下的制动力分配、同步附着系数、管路压力分配、路面附着系数利用率随路况的变化曲线, 及利用附着系数与国标和法规的符合现制动器选型、性能尺寸调节, 查看液压比例阀、感载比例阀、射线阀等多种调压工况的制动效能, 并通过观察了 2汽车制动系统方案设计流程的优化 从整车开发角度, 制动系统的开发流程主要包括系统方案设计、产品开发和试验验证三大环节。制动系统的方案设计主要包含结构选型、参数选择、性能仿真与评估, 方案确定4个环节。以前, 制动系统设计软件都是在完成整个流程后, 根据仿真结果对初始设计参数修正。因此, 设计人员往往要反复多次方可获得良好的设计效果, 而且, 在调试过程中, 一些参数在特定情况下的相互影响不易在调试中发现, 调试的尺度很难把握。 本文将整车设计流程划分为两个阶段:主要参数的预演和确定、其他参数的预演和参数确定。即根据模块化设计思想, 将原来一个闭环设计系 收稿日期:2004-12-27 3本文为上海市汽车工程学会2004年(第11届学术年会优秀论文。
四川交通职业技术学院汽车制动系统设计探索 摘要 本说明书主要介绍了汽车制动的设计探索，先绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压
Abstract This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure
第1章绪论 1.1制动系统设计的意义 汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。 通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定汽车制动器的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求：具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。 1.2制动系统研究现状 车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。当车辆制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，所以才导致汽车的速度逐渐减小至零，对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析，通常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价： （1）制动效能:即制动距离与制动减速度； 1
（2）制动效能的恒定性：即抗热衰退性； （3）制动时汽车的方向稳定性； 目前，对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行，由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量，因此，多数有关传动系!制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶，其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据，在汽车道路试验中，如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化，则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。 1.3制动系统设计内容 （1）研究、确定制动系统的构成 （2）汽车必需制动力及其前后分配的确定 前提条件一经确定，与前项的系统的研究、确定的同时，研究汽车必需的制动力并把它们适当地分配到前后轴上，确定每个车轮制动器必需的制动力。 （3）确定制动器制动力、摩擦片寿命及构造、参数 制动器必需制动力求出后，考虑摩擦片寿命和由轮胎尺寸等所限制的空间，选定制动器的型式、构造和参数，绘制布置图，进行制动力制动力矩计算、摩擦磨损计算。 （4）制动器零件设计 零件设计、材料、强度、耐久性及装配性等的研究确定，进行工作图设计。 1.4制动系统设计要求 制定出制动系统的结构方案，确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用计算机辅助设计绘制装配图 2
任务1 汽车制动系统主要部件认知 【】任务目标1. 了解制动系统的功用和分类 2. 掌握制动系统的组成结构工作原理 3. 识别各类型制动系统元件的名称 【必备知识】 汽车制动系统是汽车的重要组成部分，涉及到车辆行驶的安全，该项目是汽车检查和维护的重点。 一、制动系统的作用 制动系统的功用是根据需要使汽车减速或在最短的距离内停车，以保证行车的安全；同时，又能使汽车可靠地停放在坡道上，实现驻车制动。 当汽车行驶在宽阔平坦、车流和人流又较少的路况下，可以通过高速行驶提高运输生产效率。但汽车行驶过程中也会遇到复杂多变的路面状况，如进入弯道、行经不平道路、两车交会、突遇障碍物等，为了保证汽车行驶安全，就要求汽车在尽可能短的距离内将车速降低，甚至停车。 此外，在汽车长下坡的时候，在由于重力产生的下滑力作用下，汽车有不断加速到危险程度的趋势，此时应将车速限定在安全范围内，并保持相对稳定；对于停驶的车辆，特别是在坡道上停驶的汽车应使之可靠的驻留原地不动。 二、制动系统类型 1.按制动系统的功用分类 （1）行车制动系统：使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。（2）驻车制动系统：使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。 （3）应急制动系统：在行车制动系统失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。 ）辅助制动系统：在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。4（． ）安全制动系统：当制动气压不足时起制动作用，使车辆无法行驶。（5 按制动系统的制动能源分类2. 1（）人力制动系统——以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统。）动力制动系统——完全依靠发动机动力转化成的气压或液压进行制动（2 的制动系统。 3）伺服制动系统——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。（气压式和电制动系统又可分为机械式、液压式、按照制动能量的传输方式，如气顶液制同时采用两种传能方式的制动系统可称为组合式制动系统，磁式等。动系统。如轿车的左前轮和右后轮共用一条制目前所有汽车都采用双回路制动系统，另一个回路当一个回路失效时，动回路、右前轮和左后轮共