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南華大學(xué)船山學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書
學(xué) 院： 南華大學(xué)船山學(xué)院
題 目：輕型汽車底盤鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
起 止 時(shí) 間： 2010.12.28—2011.5.30
學(xué) 生 姓 名： 李 確
班 級(jí)： 機(jī)械 072班
指 導(dǎo) 老 師：
系 室 主 任：
院 長：
2010 年 12月 28 日
設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求：
一、 設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容
1、分析汽車的運(yùn)行狀況，制定確定制動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案；
2、完成鼓式制動(dòng)器的總圖設(shè)計(jì)；
3、完成制動(dòng)主油缸總圖的設(shè)計(jì)及計(jì)算；
4、繪制主管路系統(tǒng)圖；
5、完成相關(guān)的強(qiáng)度校核及計(jì)算，撰寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書；
主要技術(shù)要求：
整車質(zhì)量：空載：1550kg；滿載：2000kg
質(zhì)心位置：a=1.35m；b=1.25m ；
質(zhì)心高度：空載：hg=0.95m； 滿載：hg=0.93m
軸距： L=3.3m； 輪距: L0=1.45m；
最高車速： 115km/h； 車輪工作半徑：370mm；
輪胎： 7.50—R16； 同步附著系數(shù)：Φ0=0.4
二、 要求：
1、設(shè)計(jì)說明書書寫格式要求：須打印，并符合下列裝訂順序：
(1) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書；(2) 開題報(bào)告：(3) 中文摘要；(4) 英文摘要；(5) 目錄；(6)緒論：(7)正文；(8) 結(jié)論；(9)參考文獻(xiàn)(或資料)；(10) 謝辭； (11)附錄。
2、文字要求：文字要通順，語言流暢，書寫工整，無錯(cuò)別字。
3、圖紙要求：圖面整潔，布局合理。線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字與注釋必須使用工程字書寫，必須采用最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。
4、工藝規(guī)程必須正確，符合工程實(shí)際要求。
5、工作量要求：畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書不少于1.5萬字，6000字的文獻(xiàn)綜述，畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙工作量應(yīng)該在3張零號(hào)圖以上，其中手工繪圖一張1號(hào)圖以上。
6、翻譯科技外文資料一篇(漢字3000字以上)。
7、參考文獻(xiàn)：應(yīng)查閱文獻(xiàn)15篇以上，其中有5種以上期刊，外文資料2篇以上。
三、 進(jìn)度安排
20101229～20110116 收集相關(guān)參考資料，完成科技外文資料的翻譯；
20110118～20110227 熟悉參考資料，完成開題報(bào)告；
20110228～20110420 繪制所有設(shè)計(jì)圖紙，完成相關(guān)的計(jì)算工作；
20110421～20110510 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯；
20110510～20110520 畢業(yè)答辯
四、 主要參考文獻(xiàn)
[1] 劉惟信編著.汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算.北京:清華大學(xué)出版社,2004
[2] 張洪欣主編.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998
[3] 王宣鋒.鼓式制動(dòng)器動(dòng)力學(xué)性能的研究.[碩士學(xué)位論文].黑龍江.哈爾濱工業(yè)大學(xué),2006
[4] 徐永康.汽車制動(dòng)器.汽車實(shí)用技術(shù)，2004，01：47~50
[5] 王望予主編.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007
[6] 余志生主編.汽車?yán)碚摚ǖ?版）.北京：機(jī)械工業(yè)版社.1989
[7] 陳家瑞主編.汽車構(gòu)造（第4版）.北京：人民交通出版社,2002
[8] 制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列.QC/T 309—1999
[9] 汽車工程手冊編輯委員會(huì).汽車工程手冊.北京：人民交通出版社，2002
[10] 汽車構(gòu)造與原理 （下冊 底盤 車身）第2版 機(jī)械工業(yè)出版社
[11] William Singhose.Doorookim.Michael Kenison.Input Shaping Control of Double-Pendulum Bridge Crane Oscillations[J],2008.
[12] Moskvin.P.Diangnosing and forecasting the residual service life of Welded metal structures of bridge cranes using metal foils.Russian Journal of Nondestructive Testing[J],2007.
[13] Mine Demirsoy.The Effects of Oblique Running and Ideal Motion on Stress Analysis of Bridge Crane Wheels.Journal of Mechanical Design[J],2006.
指導(dǎo)教師：
年 月 日
南華大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目
輕型汽車底盤鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)（論文）題目來源
自選課題
設(shè)計(jì)（論文）題目類型
工程設(shè)計(jì)類
起止時(shí)間
2010-12-28
至2011-5-28
一、設(shè)計(jì)（論文）依據(jù)及研究意義：
進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展和交通的不斷便利，汽車的應(yīng)用越來越廣泛。制動(dòng)系統(tǒng)是汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的安全性。由于汽車本身的問題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%。可見，汽車行駛的安全性，很大程度上取決于汽車制動(dòng)裝置工作的可靠性。所以研究設(shè)計(jì)制動(dòng)器是非常有必要的，意義是重大的。
本設(shè)計(jì)題目來源于實(shí)際生產(chǎn)，是用于各種類型的汽車制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。在充分理解制動(dòng)器的組成<1> 供能裝置<2> 控制裝置<3> 傳動(dòng)裝置<4> 制動(dòng)器 這四個(gè)部分組成,從而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更合理,成本更低廉的制動(dòng)器。
二、設(shè)計(jì)（論文）主要研究的內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)：（技術(shù)方案、路線）
(1) 微型汽車鼓式制動(dòng)器的選型及方案論證
查閱文獻(xiàn)，了解各種鼓式制動(dòng)器的分類相關(guān)技術(shù)參數(shù)和運(yùn)行所需的條件，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際，完成鼓式制動(dòng)器的選型和方案論證
鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能和散熱性比盤式制動(dòng)器都要差許多，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動(dòng)力變化很大，不易于掌控。而由于散熱性能差，在制動(dòng)過程中會(huì)聚集大量的熱量。制動(dòng)塊和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。另外，鼓式制動(dòng)器在使用一段時(shí)間后，要定期調(diào)校剎車蹄的空隙，甚至要把整個(gè)剎車鼓拆出清理累積在內(nèi)的剎車粉。當(dāng)然，鼓式制動(dòng)器也并非一無是處，它造價(jià)便宜，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。 四輪轎車在制動(dòng)過程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%-80%，前輪制動(dòng)力要比后輪大，后輪起輔助制動(dòng)作用，因此轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用前盤后鼓的制動(dòng)方式。
由此可知，微型汽車鼓式制動(dòng)器一般用于后輪，它可以與駐車制動(dòng)組合在一起，便于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。
（2）鼓式制動(dòng)器的方案論證
（3）汽車總體參數(shù)的選擇及計(jì)算
包括總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求，汽車形式的確定，汽車質(zhì)量參數(shù)的確定，汽車主要尺寸的確定，汽車性能參數(shù)的確定，發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇和輪胎的選擇
（4）制動(dòng)過程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算
制動(dòng)過程車輪所受的制動(dòng)力，制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度，同步附著系數(shù)與附著系數(shù)利用率的計(jì)算。 制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩，制動(dòng)器和制動(dòng)蹄因素
（5）完成鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì)
鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要零部件的設(shè)計(jì)（制動(dòng)蹄，制動(dòng)鼓，摩擦襯片，摩擦材料，蹄與鼓之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置，制動(dòng)支承裝置，制動(dòng)輪缸，張開機(jī)構(gòu)）
（6）鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算
駐車制動(dòng)能力，中央制動(dòng)器，壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律，制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩，摩擦襯片磨損特性以及制動(dòng)因素的計(jì)算
（7）鼓式制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與計(jì)算
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案選擇，制動(dòng)管路的選擇，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
（8）鼓式制動(dòng)器主要零部件強(qiáng)度分析
制動(dòng)蹄支承銷剪切應(yīng)力計(jì)算，緊固摩擦片鉚釘?shù)募羟袘?yīng)力驗(yàn)算
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊及相關(guān)資料完成相關(guān)的計(jì)算并撰寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書。
三、設(shè)計(jì)（論文）的研究重點(diǎn)及難點(diǎn)：
重點(diǎn)：（1） 鼓式制動(dòng)器的方案設(shè)計(jì)
鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式有領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，單向領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，雙向領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，雙從蹄式制動(dòng)器，單向增力式制動(dòng)器，雙向增力式制動(dòng)器。
考慮到制動(dòng)器的效能因素和制動(dòng)器的效能的穩(wěn)定性，且領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙易于調(diào)整，便于附裝駐車制動(dòng)裝置，所以本設(shè)計(jì)微型汽車的后輪采用制動(dòng)輪缸具有兩個(gè)等直徑活塞的領(lǐng)從蹄式車輪制動(dòng)器，前輪采用單向領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器
（2）制動(dòng)器的主要零部件和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)以及它們的強(qiáng)度考慮
（3）制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
難點(diǎn)
（1）制動(dòng)過程中的動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算，制動(dòng)器零部件的強(qiáng)度計(jì)算，
（2）制動(dòng)中，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
制動(dòng)管路的選擇，制動(dòng)輪缸直徑ｄ的確定，制動(dòng)主缸直徑D的確定，制動(dòng)踏板力F,制動(dòng)踏板工作行程S和真空助力器的設(shè)計(jì)計(jì)算
四、設(shè)計(jì)（論文）研究方法及步驟（進(jìn)度安排）：
本項(xiàng)目利用學(xué)過的專業(yè)知識(shí)和圖書館的資料以及網(wǎng)絡(luò)的資料對(duì)鼓式制動(dòng)器有個(gè)完整的了解，熟悉鼓式制動(dòng)器及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理以及結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)有個(gè)初步的了解。
安排計(jì)劃如下：
1. 2010.12.27 下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)。
2. 2010.12.27-2011.01.07 編寫南華大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告，搜集資料（書籍和案例）、閱讀資料、外文翻譯。
3. 2011.01.08-2011.03.10 完成微型汽車鼓式制動(dòng)器方案論證及設(shè)計(jì)。
4． 2011.03.11-2010.03.25 完成微型汽車鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式的選擇。
5． 2011.03.26-2010.04.10 完成制動(dòng)器制動(dòng)過程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算。
6. 2011.04.11-2010.04.25 完成制動(dòng)器的機(jī)構(gòu)和主要零部件的設(shè)計(jì)。
7. 2011.04.26-2010.05.10 完成鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)及計(jì)算。
8. 2011.05.11-2010.05.15 完成零部件強(qiáng)度的相關(guān)的計(jì)算分析，撰寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書。
9. 2011.05.16-2010.05.22 整理畢業(yè)論文及圖紙，準(zhǔn)備答辯。
五、進(jìn)行設(shè)計(jì)（論文）所需條件：
[1] .有充足的專業(yè)知識(shí)和比較好的繪圖能力，充足的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)時(shí)間，對(duì)微型汽車鼓式制動(dòng)器有大體的認(rèn)識(shí)和了解。
[2] .熟練操作相關(guān)軟件Auto CAD、PRO/ENGINEER、SolidWorks等。
[3] .了解并查閱相關(guān)資料《汽車構(gòu)造與原理》、《汽車鼓式制動(dòng)器》、《汽車設(shè)計(jì)》《材料力學(xué)》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《互換性與技術(shù)測量》、《機(jī)械制圖》等。
六、主要參考文獻(xiàn)
[1] 劉惟信編著.汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算.北京:清華大學(xué)出版社,2004
[2] 張洪欣主編.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998
[3] 迪特馬爾·鮑曼；漢尼爾·施密特；赫伯特·福勒特；弗里德爾·凱勒.鼓式制動(dòng)器.中國專利:CN1386174，2002-12-18
[4] 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-機(jī)械(CSIC-JB). JB/T 7021-2006.鼓式制動(dòng)器連接尺寸.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007-01-04
[5] 張平. 汽車鼓式制動(dòng)器 [P]. 中國專利:CN2908908,2007-06-06.
[6] 王宣鋒.鼓式制動(dòng)器動(dòng)力學(xué)性能的研究.[碩士學(xué)位論文].黑龍江.哈爾濱工業(yè)大學(xué),2006
[7] 梁萍主編.機(jī)械工程制圖.成都：西南交通大學(xué)出版社.2003
[8] 汽車工程手冊編輯委員會(huì).汽車工程手冊.北京：人民交通出版社，2002
[9] 謝進(jìn)，萬朝燕，杜力杰主編.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社,2004
[10] 機(jī)械工程材料，于永泗，齊民編，大連理工大學(xué)出版社，2007。
[11] 濮良貴、紀(jì)名剛 主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第8版）. 北京：高等教育出版社，2006
[12] 孫恒、陳作模、葛文杰 主編. 機(jī)械原理（第7版）. 北京：高等教育出版社，2001
[13] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（單行本）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.4.
[14] 液壓與氣壓傳動(dòng)（第二版） 高等教育出版社
[15] 互換性與技術(shù)測量 華中科技大學(xué)出版社
[16] 汽車構(gòu)造與原理 （下冊 底盤 車身）第2版 機(jī)械工業(yè)出版社
[17] William Singhose.Doorookim.Michael Kenison.Input Shaping Control of Double-Pendulum Bridge Crane Oscillations[J],2008.
[18] Moskvin.P.Diangnosing and forecasting the residual service life of Welded metal structures of bridge cranes using metal foils.Russian Journal of Nondestructive Testing[J],2007.
[19] Mine Demirsoy.The Effects of Oblique Running and Ideal Motion on Stress Analysis of Bridge Crane Wheels.Journal of Mechanical Design[J],2006.
七、指導(dǎo)教師意見
簽名： 年 月 日
南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
南 華 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)綜述報(bào)告
題 目 輕型汽車底盤鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
學(xué)院名稱 南華大學(xué)船山學(xué)院
指導(dǎo)教師 羅 金 良
職 稱 副 教 授
班 級(jí) 機(jī)械 072班
學(xué) 號(hào) 20079410211
學(xué)生姓名 李 確
2011年 5 月 29 日
1. 本設(shè)計(jì)（課題）研究的目的和意義
汽車的“行駛”、“轉(zhuǎn)彎”、“停車”3個(gè)最基本的機(jī)能之一的停車機(jī)能，是由制動(dòng)裝置來完成的。我們希望輕輕的踩下制動(dòng)踏板時(shí)，汽車就能很平穩(wěn)的停在所需要停車的地方。為了達(dá)到這一目的，必須充分考慮制動(dòng)系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)和制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種性能。
制動(dòng)系統(tǒng)是汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的安全性。隨著高速公路的快速發(fā)展和車流密度的日益增大，交通事故也不斷增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%。可見，制動(dòng)系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個(gè)系統(tǒng)。此外，制動(dòng)系統(tǒng)的好壞還直接影響車輛的平均車速和車輛的運(yùn)輸效率，也就是保證運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。
雖然近幾年從德國大眾、法國雷諾、美國通用等國外汽車公司引進(jìn)了轎車，不少零配件的國產(chǎn)率也比較高，但引進(jìn)的主要是總成和零配件，沒有引進(jìn)開發(fā)技術(shù)，至于輕型貨車的開發(fā)技術(shù)引進(jìn)就更少了，所以我國自行開發(fā)輕型貨車及其轎車的能力，跟汽車發(fā)達(dá)國家相比差距還很大。
近年來，我國出版過一些汽車制動(dòng)方面的專著，但從數(shù)量上和深度上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足汽車工業(yè)運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的要求。特別是在汽車制動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)方面與汽車發(fā)達(dá)國家相比水平差距甚遠(yuǎn)，許多尖端技術(shù)問題對(duì)我們來說迄今還不太了解。所以對(duì)于研究設(shè)計(jì)制動(dòng)器來說，在我國有著非常重要的影響。
2. 本設(shè)計(jì)（課題）國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
今天，ABS/ASR已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達(dá)國家汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
車輛制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術(shù)的發(fā)展。一方面是擴(kuò)大控制范圍、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實(shí)施伺服控制和高精度控制。
在第一方面，ABS功能的擴(kuò)充除ASR外，同時(shí)把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴(kuò)展進(jìn)來，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車輛控制系統(tǒng)。制動(dòng)器開發(fā)廠商還提出了未來將ABS/TCS和VDC與智能化運(yùn)輸系統(tǒng)一體化運(yùn)用的構(gòu)想。隨著電子控制傳動(dòng)、懸架系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展，將產(chǎn)生電子控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，從而產(chǎn)生一些新的功能，如：采用電子控制的離合器可大大提高汽車靜止啟動(dòng)的效率；在制動(dòng)過程中，通過輸入一個(gè)驅(qū)動(dòng)命令給電子懸架系統(tǒng)，能防止車輛的俯仰。
在第二個(gè)方面，一些智能控制技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是現(xiàn)在比較新的控制技術(shù)，已經(jīng)有人將其應(yīng)用在汽車的制動(dòng)控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車制動(dòng)中的所有問題。因此由ABS/ASR進(jìn)一步發(fā)展演變成電子控制制動(dòng)系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要的方向。但是EBS要想在實(shí)際中應(yīng)用開來，并不是一個(gè)簡單的問題。除技術(shù)外，系統(tǒng)的成本和相關(guān)的法規(guī)是其投入應(yīng)用的關(guān)鍵。
經(jīng)過了一百多年的發(fā)展，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來。隨著電子，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。如凱西.海斯(K.H)公司在一輛實(shí)驗(yàn)車上安裝了一種電—液(EH)制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動(dòng)器的操作機(jī)理。通過采用4個(gè)比例閥和電力電子控制裝置，K.H公司的EBM就能考慮到基本制動(dòng)、ABS、牽引力控制、巡航控制制動(dòng)干預(yù)等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。EBM系統(tǒng)潛在的優(yōu)點(diǎn)是比標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器能更加有效地分配基本制動(dòng)力，從而使制動(dòng)距離縮短5%。一種完全無油液、完全的電路制動(dòng)BBW(Brake.By.Wire)的開發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)裝置成為歷史。
3. 目前存在的主要問題
電子制動(dòng)首先應(yīng)用到飛機(jī)上，目前處于向汽車領(lǐng)域應(yīng)用的研究和改進(jìn)階段，隨著技術(shù)進(jìn)步，各種問題會(huì)逐步得到解決，電制動(dòng)系統(tǒng)最終會(huì)取代傳統(tǒng)的以液壓為主的制動(dòng)控制系統(tǒng)以及電液復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)。電制動(dòng)或者線控制動(dòng)(BBW)是未來制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的方向。電制動(dòng)器和電制動(dòng)控制單元、制動(dòng)力模擬器是其重要組成部分，反饋制動(dòng)力給制動(dòng)踏板產(chǎn)生制動(dòng)感覺。從結(jié)構(gòu)上，電制動(dòng)具有其它傳統(tǒng)制動(dòng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：
(1)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)質(zhì)量較傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)降低很多，從而減少了整車質(zhì)量；
(2)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間短，提高制動(dòng)性能，縮短制動(dòng)距離；
(3)系統(tǒng)中不存在制動(dòng)液，維護(hù)容易、簡單，采用電線連接，系統(tǒng)的耐久性能良好；
(4)系統(tǒng)總成的制造、裝配、調(diào)試、標(biāo)定更快，易于采用模塊化結(jié)構(gòu)；
(5)已經(jīng)開發(fā)出具有容錯(cuò)功能的適用于汽車的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議如TTP/C，F(xiàn)lex Ray等通訊協(xié)議可以應(yīng)用到電制動(dòng)系統(tǒng)中。
(6)易于進(jìn)行改進(jìn)和功能的增加，可以并入汽車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理和共享信息。
對(duì)于大部分人來說，電制動(dòng)系統(tǒng)是全新的制動(dòng)系統(tǒng)，它為將來的智能化車輛提供了條件?；诂F(xiàn)在的技術(shù)條件，要全面應(yīng)用電制動(dòng)，還有很多問題需要面對(duì)：
(1)驅(qū)動(dòng)能源問題，采用電子制動(dòng)需要較多的電能，一個(gè)盤式制動(dòng)器峰值需要lkW的驅(qū)動(dòng)能量，目前12V的車輛電力系統(tǒng)無法提供這么大的能量，未來的車輛動(dòng)力系統(tǒng)需要采用高壓電，加大能源供應(yīng)，以滿足各系統(tǒng)能量的需求，同時(shí)解決好高壓電的安全問題；
(2)沒計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)必須要考慮的是制動(dòng)系統(tǒng)的失效問題，電制動(dòng)不存在主動(dòng)的備用制動(dòng)系統(tǒng)，不論是ECU、傳感器、還是制動(dòng)器本身、線束失效，都能使制動(dòng)系統(tǒng)保證制動(dòng)的基本性能，除了ECU可以采用冗余設(shè)計(jì)外，實(shí)現(xiàn)電制動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是相同失效時(shí)的信息交流協(xié)議如TTP/C等的研究應(yīng)用；
(3)實(shí)現(xiàn)和汽車底盤其他控制系統(tǒng)的集成，仍有待研究；
(4)采用電制動(dòng)后整車質(zhì)量有所減少，但是非簧載質(zhì)量可能會(huì)有所增加，這是要注意的；
(5)制動(dòng)器在持續(xù)制動(dòng)或高強(qiáng)度制動(dòng)過程會(huì)產(chǎn)生高溫，這對(duì)電機(jī)和傳動(dòng)裝置的性能和散熱提出了高的要求。
(6)成本比原有液壓制動(dòng)系統(tǒng)高，提高電制動(dòng)系統(tǒng)的性價(jià)比是需要解決的問題。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，上述的各種問題會(huì)逐步得到解決。戴姆勒.克萊斯勒汽車公司已經(jīng)把一種電制動(dòng)系統(tǒng)——測控一體化制動(dòng)系統(tǒng)——安裝在奔馳乘用車上，它是一種功能強(qiáng)大的機(jī)電一體化的系統(tǒng)，在汽車運(yùn)行中，系統(tǒng)感知制動(dòng)踏板的動(dòng)作，并把相關(guān)信息傳遞給控制單元，控制單元發(fā)出指令給執(zhí)行器進(jìn)行各車輪的制動(dòng)，它可以根據(jù)制動(dòng)踏板的加速度來識(shí)別駕駛員是否正在進(jìn)行緊急制動(dòng)并做出迅速反應(yīng)，縮短制動(dòng)距離，這種系統(tǒng)會(huì)增加駕駛者的安全感和舒適感，使停車過程平順。可以預(yù)見不久的將來會(huì)有更多的電制動(dòng)系統(tǒng)得到裝車應(yīng)用。
4. 本設(shè)計(jì)（課題）擬解決的關(guān)鍵問題和研究方法
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)中采用了前輪采用雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，后輪采用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，駐車制動(dòng)采用中央帶式制動(dòng)器，緊急制動(dòng)是駐車制動(dòng)和行車制動(dòng)相結(jié)合的制動(dòng)方式。驅(qū)動(dòng)形式采用加真空助力器的液壓驅(qū)動(dòng)。
設(shè)計(jì)中制動(dòng)系的每一部分的的設(shè)計(jì)均按照相關(guān)要求進(jìn)行，并且進(jìn)行了驗(yàn)證和校核，在制動(dòng)距離，制動(dòng)減速度，制動(dòng)器主要零部件的選取等等方面均滿足要求，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期要求。雖然本設(shè)計(jì)中在每一個(gè)單獨(dú)的設(shè)計(jì)部分滿足要求，但是汽車是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的整體，在設(shè)計(jì)過程中對(duì)于汽車整個(gè)制動(dòng)性能部分和其它部件的匹配或者影響考慮的不夠，所以難免對(duì)于汽車的制動(dòng)性能這一塊有一定影響
本設(shè)計(jì)對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行了優(yōu)選，使它更適用。
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簽名： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題 目 輕型汽車底盤鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
輕型汽車底盤鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
摘要：汽車作為陸地上的現(xiàn)代重要交通工具，由許多保證其性能的大部件，即所謂“總成”組成，制動(dòng)系就是其中一個(gè)重要的總成，它直接影響汽車的安全性。隨著高速公路的快速發(fā)展和車流密度的日益增大，交通事故也不斷增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%?？梢?，制動(dòng)系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個(gè)系統(tǒng)。此外，制動(dòng)系統(tǒng)的好壞還直接影響車輛的平均車速和車輛的運(yùn)輸效率，也就是保證運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。制動(dòng)系既可以使行駛中的汽車減速，又可保證停車后的汽車能駐留原地不動(dòng)。由此可見，汽車制動(dòng)系對(duì)于汽車行駛的安全性，停車的可靠性和運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益起著重要的保證作用。
當(dāng)今，隨著高速公路網(wǎng)的不斷擴(kuò)展、汽車車速的提高以及車流密度的增大，對(duì)汽車制動(dòng)系的工作可靠性要求顯得日益重要。只有制動(dòng)性能良好和制動(dòng)系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮出其高速行駛的動(dòng)力性能并保證行駛的安全性。由此可見，制動(dòng)系是汽車非常重要的組成部分，從而對(duì)汽車制動(dòng)系的機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算也就顯得非常重要了。
論文中采用的是前鼓后鼓的制動(dòng)系方案并且前輪采用雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，后輪采用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，兼顧了制動(dòng)器效能因數(shù)和制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性。它的工作原理是利用與車身(或車架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車輪(或傳動(dòng)軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢，亦即由制動(dòng)踏板的踏板力通過推桿和主缸活塞，使主缸油液在一定壓力下流入輪缸，并通過兩輪缸活塞推使制動(dòng)蹄繞支承銷轉(zhuǎn)動(dòng)，上端向兩邊分開而以其摩擦片壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面上。不轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄對(duì)旋轉(zhuǎn)制動(dòng)鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而產(chǎn)生制動(dòng)力，使車輪減速直至停車。
論文第一章介紹了汽車制動(dòng)系發(fā)展情況和制動(dòng)系統(tǒng)的組成。第二章主要講述了汽車的總體設(shè)計(jì)。第三章講述了鼓式制動(dòng)系的主要形式及其方案的選取。第四章分析計(jì)算了制動(dòng)器制動(dòng)過程中動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算。第五章講述了鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和主要零部件的設(shè)計(jì)。第六章是關(guān)于鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算。第七章是制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。第八章是鼓式制動(dòng)器主要零部件的強(qiáng)度分析。
關(guān)鍵詞：鼓式制動(dòng)器 ； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) ； 制動(dòng)參數(shù)
輕型汽車底盤鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
Abstract As an important modern land.based transport, Automotive components from many large parts ,namely, the so.called "assembly" which ensure the performance of automotive, and braking system which directly affects the safety of motor vehicles is one of the most important assembly. With the rapid development of highways and increased traffic density, traffic accidents are also increasing. According to the information on the vehicle itself as a result of problems caused by traffic accidents, the brake system failure caused the accident accounting for the total number of 45%. So braking system is an extremely important system to ensure traffic safety. In addition, the braking system has a direct impact on the quality of the average vehicle speed and vehicle transportation efficiency, that is, an important factor ensuring cost.effective transport. It not only can slow down a moving vehicle, but also to ensure that the car can be fixed in situ after parking. This shows that the vehicle braking system plays an important role in traffic safety, the reliability of parking, and transport economic efficiency.
Today, with ever.expanding highway network, the improvement of vehicle speed and traffic density, on the work of automotive braking system reliability requirements become increasingly important. Only vehicles which have good braking performance and reliable braking system can give full play to their high.speed dynamic performance and to ensure the safety of traveling. This shows that the braking system is a very important component of the vehicle, thus it’s very important to the analysis and design of brake system bodies.
Paper used brake program of the brake drum in front and behind. Front wheel used duo.duplex drum brakes and behind wheel simplex drum brakes, which takes into account the effectiveness of the brakes and brake performance factor of stability. Its working principle is to use with the body (or frame) associated with non.rotating components and the wheel (or shaft) connected to the rotating components of friction between the wheels to prevent the trend of turning or rotating, namely by the pedal force of brake pedal passing through the push rod and the master cylinder piston, making master cylinder oil inflow wheel cylinder under a certain pressure, and pushing through the two.cylinder piston brake shoe so that rotating around the branch managers, the top separately to both sides pressed in its friction plate brake drum surface of the inner circle. Non.rotating brake shoe produced friction torque to rotating drum brake resulting in braking force to slow down until the wheels stop.
The first chapter of this paper describes the development of automotive braking system. Chapter II focuses on the overall design of the car. Chapter III is about the main form and program selection of the drum brake. Chapter IV is about analysis and calculation of kinetic parameters of the brake during braking process. Chapter V described the structure of drum brake components and the design of the main parameters. Chapter VI described design and calculation of drum brake. Chapter VII is about the analysis and calculation of drum brake drive mechanism. Chapter VIII is about strength checking on the main components of drum brake.
Key words: Drum brake Drive mechanism Brake Parameters
目錄
1 緒論 1
1.1汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況 1
1.2汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成 1
2 汽車總體參數(shù)的選擇及計(jì)算 3
2.1 總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求 3
2.2汽車形式的確定 4
2.3汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 5
2.4汽車主要尺寸的確定 6
2.5汽車性能參數(shù)的確定 9
2.6發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 9
2.7輪胎的選擇 14
3 鼓式制動(dòng)器的方案選擇 16
3.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式 16
3.1.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 17
3.1.2單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 20
3.1.3雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 21
3.1.4雙從蹄式制動(dòng)器 22
3.1.5單向增力式制動(dòng)器 22
3.16雙向增力式制動(dòng)器 23
3.2鼓式制動(dòng)器方案的確定 24
3.2.1制動(dòng)效能因素 24
3.2.2本設(shè)計(jì)中鼓式制動(dòng)器方案的優(yōu)選 25
4 制動(dòng)過程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算 26
4.1制動(dòng)過程車輪所受的制動(dòng)力 26
4.2制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度計(jì)算 26
4.3同步附著系數(shù)與附著系數(shù)利用率計(jì)算 33
4.4制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩 35
4.5制動(dòng)器因素與制動(dòng)蹄因素 38
5 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì) 42
5.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 42
5.2鼓式制動(dòng)器主要零部件的設(shè)計(jì) 46
5.2.1制動(dòng)蹄 46
5.2.2制動(dòng)鼓 46
5.2.3摩擦襯片 47
5.2.4摩擦材料 48
5.2.5蹄與鼓之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置 49
5.2.6制動(dòng)支承裝置 50
5.2.7制動(dòng)輪缸 50
5.2.8張開機(jī)構(gòu) 51
6 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 51
6.1 駐車制動(dòng)能力的計(jì)算 51
6.2 中央制動(dòng)器的計(jì)算 53
6.3壓力沿襯片長度方向的分布規(guī)律 54
6.4 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩 56
6.5 摩擦襯片磨損特性計(jì)算 60
6.6 制動(dòng)因素的計(jì)算 61
6.6.1支承銷式領(lǐng)—從蹄制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù) 62
6.6.2支承銷式雙領(lǐng)蹄制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù) 63
7 制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與計(jì)算 64
7.1 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案選擇 66
7.2 制動(dòng)管路的選擇 66
7.3 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 68
7.3.1制動(dòng)輪缸直徑的確定 68
7.3.2制動(dòng)主缸直徑的確定 68
7.3.3制動(dòng)踏板力 70
7.3.4制動(dòng)踏板工作行程 71
7.3.5真空助力器的設(shè)計(jì)計(jì)算 71
8 鼓式制動(dòng)器主要零部件強(qiáng)度分析 74
8.1 制動(dòng)蹄支承銷剪切應(yīng)力計(jì)算 74
8.2緊固摩擦片鉚釘?shù)募羟袘?yīng)力驗(yàn)算 75
結(jié)論 77
參考文獻(xiàn) 78
謝辭 79
附錄 80
95
學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
1 緒論
1.1汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況
從汽車誕生時(shí)起，車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。汽車制動(dòng)系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣—液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車輛制動(dòng)減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動(dòng)力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。例如電動(dòng)汽車沒有內(nèi)燃機(jī)，無法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動(dòng)真空泵為真空助力器提供真空。
汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展是和汽車性能的提高及汽車結(jié)構(gòu)型式的變化密切相關(guān)的，制動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)組成部分都發(fā)生了很大變化。
1.1.1汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成
制動(dòng)系統(tǒng)主要由下面的4個(gè)部分組成：
(1)供能裝置：也就是制動(dòng)能源，包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量以及各個(gè)部件，產(chǎn)生制動(dòng)能量的部分稱為制動(dòng)能源；
(2)控制裝置：包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的部件；
(3)傳動(dòng)裝置：包括把制動(dòng)能量傳遞到制動(dòng)器的各個(gè)部件；
(4)制動(dòng)器：產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或者運(yùn)動(dòng)趨勢的力的部件，也包括輔助制動(dòng)系統(tǒng)中的部件。
現(xiàn)代的制動(dòng)系統(tǒng)還包括制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和報(bào)警裝置，壓力保護(hù)裝置等輔助裝置。
供能裝置的發(fā)展
供能裝置主要是指制動(dòng)能源，制動(dòng)能源有人力制動(dòng)、伺服制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)或者上述任兩者的結(jié)合使用。
人力制動(dòng)是開始有制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的制動(dòng)能源，它有機(jī)械式制動(dòng)、液壓式制動(dòng)兩種形式。機(jī)械式制動(dòng)主要用于駐車制動(dòng)系統(tǒng)中，駐車制動(dòng)系統(tǒng)中要求用機(jī)械鎖止方法保證汽車在原地停止不動(dòng)，在任何情況下不至于滑動(dòng)。液壓式制動(dòng)是通過制動(dòng)踏板推動(dòng)制動(dòng)主缸，進(jìn)而使制動(dòng)器進(jìn)入工作狀態(tài)。伺服制動(dòng)兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)作為制動(dòng)能源，正常情況下制動(dòng)能量由動(dòng)力伺服系統(tǒng)供給，動(dòng)力伺服系統(tǒng)失效時(shí)可由人力供給制動(dòng)能量，這時(shí)伺服制動(dòng)就變?yōu)槿肆χ苿?dòng)。伺服制動(dòng)可用氣壓能、真空能(負(fù)氣壓能)以及液壓能作為伺服能量，形成各種形式的助力器。動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能源是發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的油泵或者氣泵，人力僅作為控制來源，可分為氣壓制動(dòng)、氣頂液制動(dòng)、液壓制動(dòng)。其中氣壓制動(dòng)是發(fā)展最早的一種動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。它用空氣壓縮機(jī)提供氣壓，氣頂液制動(dòng)是用氣壓推動(dòng)液壓動(dòng)作，產(chǎn)生制動(dòng)作用。液壓制動(dòng)是目前得到廣泛應(yīng)用的一種制動(dòng)系統(tǒng)，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。目前正在發(fā)展的電液復(fù)合制動(dòng)以及電子制動(dòng)中使用了電機(jī)作為制動(dòng)能源，人力踩制動(dòng)踏板作為控制來源。
控制裝置的發(fā)展
最早的人力制動(dòng)，通過機(jī)械的連接產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作。發(fā)展到人力控制制動(dòng)，通過踩制動(dòng)踏板啟動(dòng)制動(dòng)，再由傳力裝置把制動(dòng)踏板力傳到真空助力器，經(jīng)過真空助力器的助力擴(kuò)大后，傳遞到制動(dòng)主缸產(chǎn)生液壓力，然后通過油路把液壓力傳遞到每個(gè)輪缸，開始制動(dòng)。隨著清潔能源汽車和電動(dòng)汽車的研究應(yīng)用，以及電子技術(shù)在汽車上面的廣泛應(yīng)用，制動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置也出現(xiàn)了電子化的趨勢，其中電制動(dòng)完全改變了制動(dòng)系統(tǒng)的控制和管理，會(huì)使汽車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生革命性的變化，它采用電子控制，可以更加準(zhǔn)確、更高效率地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。
傳動(dòng)裝置的發(fā)展
人力制動(dòng)時(shí)代是采用機(jī)械式的傳動(dòng)裝置，氣(液)壓制動(dòng)是利用氣(液)壓力和連接管路把制動(dòng)力傳遞到制動(dòng)器。電子制動(dòng)則是利用制動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力直接作用到制動(dòng)器，它的控制信號(hào)來自控制單元(ECU)，用信號(hào)線傳遞制動(dòng)信號(hào)和制動(dòng)力信息。
制動(dòng)器的發(fā)展
制動(dòng)器是制動(dòng)的主要組成部分，目前汽車制動(dòng)器基本都是摩擦式制動(dòng)器，按照摩擦副中旋轉(zhuǎn)元件的不同，分為鼓式和盤式兩大類制動(dòng)器。
鼓式制動(dòng)器又有領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向自增力式、雙向自增力式制動(dòng)器等結(jié)構(gòu)型式。盤式制動(dòng)器有固定鉗式、浮動(dòng)鉗式、浮動(dòng)鉗式包括滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗盤式兩種型式。滑動(dòng)鉗式是目前使用廣泛的一種盤式制動(dòng)器。由于盤式制動(dòng)器熱和水穩(wěn)定性以及抗衰減性能較鼓式制動(dòng)器好，可靠性和安全性也好，而得到廣泛應(yīng)用。但是盤式制動(dòng)器效能低，無法完全防止塵污和銹蝕，兼做駐車制動(dòng)時(shí)需要較為復(fù)雜的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制，很多車是采用前盤后鼓的制動(dòng)系統(tǒng)組成。電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車上具有再生制動(dòng)能力的電機(jī)，在回收制動(dòng)能量時(shí)起制動(dòng)作用，它引入了新型的制動(dòng)器。作為一種新的制動(dòng)器型式，勢必引起制動(dòng)器型式的變革。電制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)器是基于傳統(tǒng)的制動(dòng)器，也分為盤式電制動(dòng)器和鼓式電制動(dòng)器，鼓式電制動(dòng)器由于制動(dòng)熱衰減性大等缺點(diǎn)，將來汽車上會(huì)以盤式電制動(dòng)器為主。
2 汽車總體參數(shù)的選擇及計(jì)算
2.1 總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求
由動(dòng)力裝置、底盤、車身、電器及儀表等四部分組成的汽車，是用來載送人員和貨物的運(yùn)輸工具。
汽車主要在寬度有限的道路上行駛，同時(shí)與汽車比較，還有人、自行車、摩托車等弱勢群體也在使用同一道路，因此存在交通隱患。為了在有限的道路上容納更多的車輛運(yùn)行、減少交通事故以及從汽車造型和減輕質(zhì)量等方面考慮，對(duì)汽車的外形尺寸需要予以限制。
使用汽車加快了人得生活節(jié)奏，提高了工作效率，出門遠(yuǎn)行也更方便；與使用火車、飛機(jī)、船舶等交通工具相比較，受到的約束減少了很多。因此，更多的人愿意選擇汽車作為交通工具。幾十年來，汽車的保有量始終居高不下，凡是人類密集的地方，汽車也密集，由此而引起的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重。共同保護(hù)好人類的生存環(huán)境已經(jīng)受到全世界的重視，各國政府普遍采用制定相關(guān)法規(guī)的形式來從事交通方面的管理工作。
交通工具具有在自然環(huán)境條件下使用的特點(diǎn)，汽車也不例外。自然環(huán)境的變化因素很多，有些還沒有規(guī)律，如溫度、濕度、霧、白晝與黑夜、干燥的硬路面與泥濘深淺不定的軟路面等等，要求汽車能適應(yīng)這些環(huán)境而安全地行駛，就必須制定有關(guān)法規(guī)強(qiáng)制企業(yè)執(zhí)行，這也是工程技術(shù)人員從事設(shè)計(jì)的工作依據(jù)之一。
進(jìn)行汽車總體設(shè)計(jì)工作應(yīng)滿足如下基本要求：
（1）汽車的各項(xiàng)性能、成本等，要求達(dá)到企業(yè)在商品計(jì)劃中所確定的指標(biāo)。
（2）嚴(yán)格遵守和貫徹有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，注意不要侵犯專利。
（3）盡最大可能地去貫徹三化，即標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。
（4）進(jìn)行有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的校核，保證汽車有正確的運(yùn)動(dòng)和避免運(yùn)動(dòng)干涉。
（5）拆裝與維修方便。
我國制定的有關(guān)方面的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)正在得到不斷的完善，它們中有些是結(jié)合我國具體條件制定的，有些是參照國外的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)制定的。這些法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)涉及的面很廣，如有關(guān)汽車外廓尺寸標(biāo)準(zhǔn)（GB1589—1989汽車外廓尺寸限界）、汽車的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以及有關(guān)公路法規(guī)對(duì)汽車軸荷限定的要求等等。在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)工作時(shí)，要特別注意正在實(shí)施的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，我國目前已有40項(xiàng)，隨著時(shí)間的遷移還會(huì)有變化。這些強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)與汽車類型有關(guān)，設(shè)計(jì)師要嚴(yán)格遵守。
2.2汽車形式的確定
汽車的分類按照GB/T3730.1—2001將汽車分為乘用車和商用車。乘用車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上主要用于載運(yùn)乘客及其隨身行禮或臨時(shí)物品的汽車，包括駕駛員座位在內(nèi)的最多不超過9個(gè)座位。它也可以牽引一輛掛車。
商用車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上用于運(yùn)送人員和貨物的汽車，并且可以牽引掛車，且商用車又有客車、半牽引掛車、貨車之分。
不同形式的汽車，主要體現(xiàn)在軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、以及布置形式上有區(qū)別。
（1）軸數(shù)
汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等。
包括乘用車以及汽車總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，均采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉的兩軸方案?？傎|(zhì)量在19t~26t的公路運(yùn)輸車采用三軸形式，總質(zhì)量更大的汽車宜采用四軸或四軸以上的形式。
由于本設(shè)計(jì)中汽車的裝載質(zhì)量是兩噸，其總質(zhì)量小于19t，所以采用兩軸的布置方案。
（2）驅(qū)動(dòng)形式
汽車驅(qū)動(dòng)形式有4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等，其中第一個(gè)數(shù)字代表汽車的車輪總數(shù)，第二個(gè)數(shù)字表示驅(qū)動(dòng)輪數(shù)。乘用車和總質(zhì)量小些的商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的4×2驅(qū)動(dòng)形式。總質(zhì)量在19t以上至26t的公路運(yùn)輸車，用6×4或6×2的型式，總質(zhì)量更大的公路運(yùn)輸車則采用8×4型式。
所以本設(shè)計(jì)采用4×2的驅(qū)動(dòng)形式。
(3)布置形式
貨車可以按照駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置不同，分為平頭式、短頭式、長頭式和偏置式四種。貨車又可按發(fā)動(dòng)機(jī)位置不同，分為發(fā)動(dòng)機(jī)前置、中置和后置三種布置形式。
平頭式貨車的發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室內(nèi)，其主要優(yōu)點(diǎn)是：汽車總長和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動(dòng)性能好；不需要發(fā)動(dòng)機(jī)罩和翼子板，汽車整備質(zhì)量減小，駕駛員視野得到明顯改善，采用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時(shí)能改善發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的接近性；汽車貨箱與整車的俯視面積之比比較高。平頭式貨車得到廣泛的應(yīng)用。
所以本設(shè)計(jì)采用平頭式的布置形式，并且采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)。
2.3汽車質(zhì)量參數(shù)的確定
汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量、軸荷分配等。
（1）整車整備質(zhì)量
整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨行工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時(shí)額整車質(zhì)量。其對(duì)汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有影響。
（2）裝載質(zhì)量
汽車的裝載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好的路面上行駛時(shí)所允許的額定裝載質(zhì)量。商用貨車裝載質(zhì)量的確定首先應(yīng)與企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃符合，其次要考慮到汽車的用途和使用條件。
本設(shè)計(jì)中給出了裝載質(zhì)量t。
（3）質(zhì)量系數(shù)
質(zhì)量系數(shù)是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即＝。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平，值越大，說明該汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平越先進(jìn)。
參考同類型的汽車的質(zhì)量系數(shù)值（表2.1）后，綜合選定本設(shè)計(jì)中的質(zhì)量系數(shù)值
表 2.1 不同類型汽車的質(zhì)量系數(shù)
汽車類型
貨車
輕型
0．80.1．10
中型
1．20.1．35
重型
1．30.1．70
由此可以確定整車整備質(zhì)量，t。
（4）汽車的總質(zhì)量
汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，并按照規(guī)定裝滿客，貨時(shí)的整車質(zhì)量。
商用貨車的總質(zhì)量由整備質(zhì)量、裝載質(zhì)量和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即
Kg
式中，為包括駕駛員及隨行人員數(shù)在內(nèi)的人數(shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。代入數(shù)據(jù)，n=2，t，可得到總質(zhì)量t。
（5）軸荷分配
汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直負(fù)荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。
軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的許多使用性能有影響。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個(gè)車輪的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷，而從動(dòng)軸上的負(fù)荷可以適當(dāng)減小，以利減小從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力和提高在環(huán)路面上的通過性，為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不應(yīng)過小，因此，可以得出作為很重要的軸荷分配參數(shù)，各使用性能對(duì)其要求是相互矛盾的，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)整車的性能要求，使用條件等，合理地選擇軸荷分配。
各類汽車的軸荷分配見表2.2。
表2.2 各類汽車的軸荷分配
車型
滿載
空載
前軸
后軸
前軸
后軸
乘
用
車
發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)
發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)
發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)
47% ~ 60%
45% ~ 50%
40% ~ 46%
40% ~ 53%
50% ~ 55%
54% ~ 60%
56% ~ 66%
51% ~ 56%
38% ~ 50%
34% ~ 44%
44% ~ 49%
50% ~ 62%
商
用
貨
車
后輪單胎
后輪雙胎，長、短頭式
后輪雙胎，平頭式
后輪雙胎
32% ~ 40%
25% ~ 27%
30% ~ 35%
19% ~ 25%
60% ~ 68%
73% ~ 75%
65% ~ 70%
75% ~ 81%
50% ~ 59%
44% ~ 49%
48% ~ 54%
31% ~ 37%
41% ~ 50%
51% ~ 56%
46% ~ 52%
63% ~ 69%
本設(shè)計(jì)選擇后輪雙胎，平頭式的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。
2.4汽車主要尺寸的確定
汽車的主要尺寸參數(shù)有外廓尺寸，軸距，輪距，前懸，后懸，貨車車頭長度和車廂尺寸等。
（1）外廓尺寸
汽車的長、寬、高稱為汽車的外廓尺寸。在公共路上和市內(nèi)行駛的汽車最大外廓尺寸受有相關(guān)法規(guī)限制不能隨意確定，而非公路用車輛可以不接受法規(guī)限制。
GB1589.1989汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車，整體式客車總長不應(yīng)超過12m，單鉸鏈?zhǔn)娇蛙嚥怀^18m，半掛汽車列車不超過16.5m，全掛汽車不超過20m，不包括后視鏡，汽車寬不超過2.5m，空載，頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車不超過4m，后視鏡等單側(cè)外伸量不得超過最大寬度處250mm，頂窗，換氣裝置開啟時(shí)不得超出車高300mm。
影響乘用車總高的因素有軸間底部離地高，地板及下部零件高、室內(nèi)高和車頂造型高度等。軸間底部離地高應(yīng)大于最小離地間隙。一般在1120.1380mm之間。車頂造型高度大約在20.40mm范圍內(nèi)變化。因此綜合考慮，選擇此輕型貨車的外廓尺寸為（）。
汽車的質(zhì)心高度參考同類型輕型貨車可以選擇空載時(shí)的質(zhì)心高度為=710mm，滿載時(shí)的質(zhì)心高度取為=930mm。
（2）軸距
軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長度、縱向通過半徑等有影響。當(dāng)軸距小時(shí)，上述指標(biāo)均減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配、傳動(dòng)軸夾角有影響。軸距過短，會(huì)帶來一系列缺點(diǎn)，車廂長度不足或后懸過長，制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過大，使汽車的制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞，車身縱向角震動(dòng)過大，此外還會(huì)導(dǎo)致萬向節(jié)傳動(dòng)的夾角過大等問題。
表2.3顯示了各類汽車的軸距和輪距。
表2.3 各類汽車的軸距和輪距
車型
汽車總質(zhì)量/ t
軸距L／mm
輪距B／mm
商用車（4X2貨車）
1.8
1700..2900
1150..1350
1.8.6.0
2300..3600
1300..1650
6.0.14.0
3600..5500
1700..2000
14.0
4500..5600
1840～2000
綜合各方面數(shù)據(jù)選擇輕型貨車的軸距L=3300mm。
（1）前輪距和后輪距
改變汽車輪距B會(huì)影響車廂或駕駛室內(nèi)寬，總車寬度，總質(zhì)量，傾斜剛度，最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。增大輪距則車廂內(nèi)寬度隨之增大，并有利于增加側(cè)傾剛度，汽車橫向穩(wěn)定性變好；但是汽車的總寬和總質(zhì)量及最小轉(zhuǎn)彎半徑等增加，并導(dǎo)致汽車的比功率、比轉(zhuǎn)矩指標(biāo)下降，機(jī)動(dòng)性變壞。
受汽車總寬度不超過2.5m的限制，輪距不宜過大，在選定前輪距范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)，車架，前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架，車輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)間隙。在確定后輪距時(shí)，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度，懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有的必要的間隙。
根據(jù)表2.3選擇此輕型汽車的mm。
（2）前懸和后懸
前懸尺寸對(duì)汽車通過性，碰撞安全性，駕駛員視野，前鋼板彈簧長度，上車和下車的方便性以及汽車造型等均有影響。初選前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置下個(gè)總成，部件的同時(shí)應(yīng)盡可能短些。對(duì)于平頭式車，考慮到正面碰撞能有足夠多的結(jié)構(gòu)部件吸收碰撞能量，保護(hù)前排乘員的安全，這又要求前懸有一定的尺寸。
選擇此輕型貨車的前懸為800mm。
后懸尺寸對(duì)汽車通過性，汽車追尾時(shí)的安全性，貨廂長度或行李箱長度，汽車造型等都有影響，并取決于軸距和軸荷分配的要求?？傎|(zhì)量在1.8.14t的貨車后懸一般在1200.2200mm之間。
此輕型貨車的后懸mm。
（3）貨車車頭長度
貨車車頭長度是指從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。長頭型貨車車頭長度尺寸一般在2500.3000mm之間，平頭型貨車一般在1400.1500mm之間。
選擇此輕型貨車的車頭長度為1400mm。
2.5汽車性能參數(shù)的確定
（1）動(dòng)力性參數(shù)
汽車動(dòng)力性參數(shù)包括最高車速、加速時(shí)間t、上坡能力、比功率和比轉(zhuǎn)矩等。
最高車速 隨著道路條件的改善，特別是高速公路的修建，汽車尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)大些的乘用車最高車速有逐漸提高的趨勢。而此設(shè)計(jì)中任務(wù)書給定的最高車速km/t。
加速時(shí)間t 汽車在平直的良好的路面上，從原地起步開始以最大加速度加速到一定車速所用去的時(shí)間，稱為加速時(shí)間。對(duì)于最高車速 km/t的汽車，加速時(shí)間常用加速到100km/h所需的時(shí)間來評(píng)價(jià)。
上坡能力 用汽車滿載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)來表示汽車上坡能力。此設(shè)計(jì)中任務(wù)書給定的。
汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩 比功率是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定的最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比，即。它可以綜合反映汽車的動(dòng)力性，比功率大的汽車加速性能、速度性能要好于比功率小的汽車。我國GB7258—1997《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》規(guī)定：農(nóng)用運(yùn)輸車與運(yùn)輸用拖拉機(jī)的比功率kW/t，而其它機(jī)動(dòng)車kW/t。比轉(zhuǎn)矩是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比，。它能反映汽車的牽引能力。
貨車總質(zhì)量在1.8—6.0之間，則比功率在15—25kw/t的范圍內(nèi)，比轉(zhuǎn)矩在38—44Nm/t的范圍內(nèi)。初取=20kW/t，=40Nm/t，則
=82.6kw，=165.2kW。
（2）燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)
汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里燃油消耗量來評(píng)價(jià)。該值越小燃油經(jīng)濟(jì)性越好。
本設(shè)計(jì)中取百公里燃油消耗量為3.1L/(100tkm)。
（3）汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑
汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑由任務(wù)書中給定的值為12.5m。
（4）通過性幾何參數(shù)
總體設(shè)計(jì)要確定的通過性幾何參數(shù)有：最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過半徑等。
表2.4汽車通過性的幾何參數(shù)
車型
/mm
/()
/()
/m
42貨車
180~300
40~60
25~45
2.3~6.0
計(jì)算可得=250mm，初取=，=，=3.5m。
（5）操縱穩(wěn)定性參數(shù)
轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車具有一定程度的不足轉(zhuǎn)向。通常用汽車以0.4g的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后輪側(cè)偏角之差(－)作為評(píng)價(jià)參數(shù)。此參數(shù)1°～3°為宜，?。?2°。
（6）車身側(cè)傾角
汽車以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車身側(cè)傾角控制在3°以內(nèi)較好，最大不允許超過7°。
（7）制動(dòng)前俯角
為了不影響乘坐舒適性，要求汽車以0.4g減速度制動(dòng)時(shí)，車身的前俯角不大于1.5°。
2.6發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇
當(dāng)前汽車上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是以往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)為主。它分為汽油機(jī)、柴油機(jī)兩類。
與汽油機(jī)比較，柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在相同的續(xù)駛里程內(nèi)，可以設(shè)置容積小些的油箱。柴油機(jī)壓縮比可以達(dá)到15～23，而汽油機(jī)一般控制在8～10；柴油機(jī)熱效率高達(dá)38％，而汽油機(jī)為30％；柴油機(jī)工作可靠，壽命長，排污量少。
柴油機(jī)的主要缺點(diǎn)是：由于提高了壓縮比，要求活塞和缸蓋的間隙盡可能小，加工精度比汽油機(jī)要求更高；因自燃產(chǎn)生的爆發(fā)壓力很大，因此要求柴油機(jī)各部分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比汽油機(jī)高，使尺寸和質(zhì)量加大，振動(dòng)與噪聲大。
柴油機(jī)主要用于貨車、大型客車上。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，輕型車和轎車用柴油機(jī)有日益增多的趨勢。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列形式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)有直列、水平對(duì)置和V型三種。氣缸直列式排列具有結(jié)構(gòu)簡單、寬度窄、布置方便等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多時(shí)，長度尺寸過長，在汽車上布置困難，因此直列式適用于6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，直列式還有高度尺寸大的缺點(diǎn)。
與直列發(fā)動(dòng)機(jī)比較，V型發(fā)動(dòng)機(jī)具有長度尺寸短因而曲軸剛度得到提高，高度尺寸小，發(fā)動(dòng)機(jī)系列多等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是用于平頭車時(shí)，因發(fā)動(dòng)機(jī)寬而布置上較為困難，造價(jià)高。
水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是平衡好，高度低。
V型發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于中、高級(jí)和高級(jí)轎車以及重型貨車上，水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)在少量大客車上得到應(yīng)用。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)分為水冷與風(fēng)冷兩種。大部分汽車用水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂欣鋮s均勻可靠、散熱良好、噪聲小和能解決車內(nèi)供暖問題，以及加大散熱器面積后，能較好適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后散熱的需要等優(yōu)點(diǎn)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是冷卻系結(jié)構(gòu)復(fù)雜；使用與維修不方便；冷卻性能受環(huán)境溫度影響較大，夏季冷卻水容易過熱，冬季又容易過冷，并且在室外存放，水結(jié)冰后能凍壞氣缸缸體和散熱器。
當(dāng)選用尺寸和質(zhì)量小的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，不僅有利于汽車小型化、輕量化，同時(shí)在保證客廂內(nèi)部有足夠空間的條件下，還能節(jié)約燃料。
由于天然氣資源充足，在今后一個(gè)階段內(nèi)天然氣汽車將得到應(yīng)用。無排氣公害、無噪聲的電動(dòng)汽車，是理想的低污染車，在解決高能蓄電池和降低成本后會(huì)在汽車上得到推廣使用。太陽能汽車也是理想的低污染汽車，目前還未達(dá)到商品化階段。
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇
發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速 根據(jù)所需要的最高車速 (km／h)，用下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率
式中，為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；為傳動(dòng)系效率，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋用單級(jí)主減速器的42汽車可取為90％；為汽車總質(zhì)量(kg)；g為重力加速度(m/s)；為滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)轎車=0.0165 [1+0.01(.50)]，對(duì)貨車取0.02，礦用自卸車取0.03，用最高車速代入；為空氣阻力系數(shù)，轎車取0.30～0.35，貨車取0.80～1.00，大客車取0.60～0．70；A為汽車正面投影面積(m)；為最高車速。
參考同級(jí)汽車的比功率統(tǒng)計(jì)值，然后選定新設(shè)計(jì)汽車的比功率值，并乘以汽車總質(zhì)量，也可以求得所需的最大功率值。
最大功率轉(zhuǎn)速的范圍如下：汽油機(jī)的在3000～7000r／min，因轎車最高車速高，值多在4000r／min 以上，輕型貨車的值在4000～5000r／min之間，中型貨車的值更低些。柴油機(jī)的值在1800～4000r／min之間，轎車和輕型貨車用高速柴油機(jī)，值常取在3200～4000r／min之間，重型貨車用柴油機(jī)的值取得低。
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速 用下式計(jì)算確定
式中，為最大轉(zhuǎn)矩(N·m)；a為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.1～1.3之間選??；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；為最大功率轉(zhuǎn)速(r／min)。
要求／在1.4～2.0之間選取。
（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置
汽車是多自由度的振動(dòng)體，并受到各種振源的作用而發(fā)生振動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)就是振源之一。發(fā)動(dòng)機(jī)是通過懸置元件安裝在車架上。懸置元件既是彈性元件又是減振裝置，其特性直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車體的傳遞，并影響整車的振動(dòng)與噪聲。合理的懸置不但可以減小振動(dòng)、降低噪聲以改善乘坐舒適性，還能提高零部件和整車壽命。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置設(shè)計(jì)越來越受到設(shè)計(jì)者的重視。
發(fā)動(dòng)機(jī)懸置應(yīng)滿足下述要求：因懸置元件要承受動(dòng)力總成的質(zhì)量，為使其不產(chǎn)生過大的靜位移而影響工作，因此要求懸置元件剛度大些為好；發(fā)動(dòng)機(jī)本身的激勵(lì)以及來自路面的激勵(lì)都經(jīng)過懸置元件來傳遞，因此又要求懸置元件有良好的隔振性能；因發(fā)動(dòng)機(jī)工作頻帶寬，大約在10～500Hz范圍內(nèi)，要求懸置元件有減振降噪功能，并要求懸置元件工作在低頻大振幅時(shí)(如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài))提供大的阻尼特性，而在高頻低幅振動(dòng)激勵(lì)下提供低的動(dòng)剛度特性，以衰減高頻噪聲；懸置元件還應(yīng)當(dāng)滿足耐機(jī)械疲勞、橡膠材料的熱穩(wěn)定性及抗腐蝕能力等方面的要求。傳統(tǒng)的橡膠懸置由金屬板件和橡膠組成，見圖2.1。
圖2.1橡膠懸置結(jié)構(gòu)圖
其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，但動(dòng)剛度和阻尼損失角θ(阻尼損失角越大表明懸置元件提供的阻尼越大)的特性曲基本上不隨激勵(lì)頻率變化，如圖2.2所示。
液壓阻尼式橡膠懸置(以下簡稱液壓懸置)的動(dòng)剛度及阻尼損失角有很強(qiáng)的變頻特性，見圖2.2。從圖2.2a看到，液壓懸置的動(dòng)剛度在10Hz左右達(dá)到最小，在20Hz左右達(dá)到最大，而后開始下降；在頻率超過30Hz以后趨于平穩(wěn)。圖2.2b表明液壓懸置阻尼損失角在5～25Hz范圍內(nèi)比較大，這一特性對(duì)于衰減發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻段內(nèi)(一般為20～25Hz)的大幅振動(dòng)十分有利。
圖2.2 橡膠懸置和液壓懸置動(dòng)特性
圖2.3液壓懸置結(jié)構(gòu)簡圖
1—螺紋連接桿；2—限位擋板；3—上慣性通道體；4—橡膠膜；5—盤狀加強(qiáng)圈；
6—下慣性通道體；7—橡膠底膜；8—底座；9—橡膠主簧座；
10—慣性通道體；11—橡膠主簧；12—金屬骨架
圖2.3所示為液壓懸置結(jié)構(gòu)簡圖，圖中螺紋聯(lián)接桿1與發(fā)動(dòng)機(jī)支承臂聯(lián)接，底座8的螺孔與車身聯(lián)接，液壓懸置主要由橡膠主簧11、慣性通道體10、橡膠底膜7和底座8構(gòu)成。慣性通道體把液壓懸置分為上、下兩個(gè)液室，內(nèi)部充滿液體。由具有節(jié)流孔的慣性通道體連通上下兩個(gè)液室。通常下室體積剛度比上室低。當(dāng)經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)支承臂傳至螺紋聯(lián)接桿的載荷發(fā)生變化時(shí)，上室內(nèi)的壓力跟隨變化。如果上室液體受到壓縮，則液體經(jīng)節(jié)流孔流人下室；當(dāng)上室受到的壓力解除后，液
體又流回上室。液體經(jīng)節(jié)流孔上、下流動(dòng)過程中產(chǎn)生的阻尼吸收了振動(dòng)能量，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車身(架)的傳遞，起到隔振作用。液壓懸置目前在轎車上得到比較廣泛的應(yīng)用。
發(fā)動(dòng)機(jī)前懸置點(diǎn)應(yīng)布置在動(dòng)力總成質(zhì)心附近，支座應(yīng)盡可能寬些并布置在排氣管之前。
2.7輪胎的選擇
在總體設(shè)計(jì)開始階段就要選好輪胎的型式和尺寸。因?yàn)樗鼈兪抢L制總布置圖
和進(jìn)行性能計(jì)算的重要原始數(shù)據(jù)之一。
輪胎的型號(hào)主要根據(jù)車型，使用條件，輪胎的靜負(fù)荷，輪胎的額定負(fù)荷及車速來選擇。
所選輪胎在使用中承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的靜負(fù)荷值，我國各種汽車的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查輪胎的國家標(biāo)準(zhǔn)。表2.8提供了一些貨車的輪胎規(guī)格和特征。表中各列數(shù)據(jù)中如無帶括號(hào)的數(shù)據(jù)，表示該列數(shù)據(jù)對(duì)斜交輪胎和子午線輪胎通用，否則，不帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于斜交胎，而帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于子午線輪胎，貨車上雙胎并裝時(shí)，負(fù)荷約比單胎使用時(shí)的負(fù)荷增加10%15%。轎車輪胎標(biāo)準(zhǔn)見GB2978.82.
輪胎多承受的最大靜負(fù)荷與輪胎額定負(fù)荷之比稱為輪胎負(fù)荷系數(shù)。為了避免超載，此系數(shù)取0.91.0之間。對(duì)于在良好路面上行駛，車速不高的貨車，此系數(shù)允許取1.1。但不得大于1.2。因?yàn)檩喬コd20%，其壽命將下降30%左右。轎車及輕型貨車的車速高，動(dòng)負(fù)荷大，系數(shù)應(yīng)取下限；重型貨車，重型自卸車的車速低，此系數(shù)可略偏高。近年來，貨車上普遍采用高強(qiáng)度尼龍簾布輪胎，使輪胎承受能力提高。因此，同樣載重量的汽車所用的輪胎尺寸已減少。越野汽車長用胎面寬，直徑大的超低壓輪胎。山區(qū)使用的汽車，制動(dòng)鼓與輪輞的間隙應(yīng)大些，故采用輪輞較大的輪胎。轎車為降低質(zhì)心和提高行駛平穩(wěn)性，采用直徑較小的寬輪輞低壓輪胎。
按輪胎胎體中簾線的排列不同，常見的有三種型式可供選擇，即普通斜線胎，子午線胎和帶束斜交胎等，普通斜線胎的胎體簾線層較多，胎側(cè)厚，使用中不易劃破，側(cè)向剛性也大。其缺點(diǎn)是緩沖性較差；子午線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是簾線呈子午向排列，這樣簾線的強(qiáng)度就能得到充分利用。此外，選用高強(qiáng)度材料組成多層緩沖層，加強(qiáng)了胎冠，使緩沖性能得到提高，與普通斜線胎相比較，子午線輪胎還有使用壽命長，滾動(dòng)阻力小，附著性能好等優(yōu)點(diǎn)。子午線胎的缺點(diǎn)是胎側(cè)較薄，側(cè)向穩(wěn)定性差，胎側(cè)易發(fā)生裂口，制造技術(shù)要求高。由于子午線胎的優(yōu)點(diǎn)較多，今年來在汽車上應(yīng)用日益增多。
帶束斜交胎的結(jié)構(gòu)和性能介于普通斜交胎和子午線胎之間，其耐磨性和壽命雖比普通斜交胎好，但不如子午線胎，僅側(cè)向穩(wěn)定性比子午線胎好，所以應(yīng)用不廣。
由以上的分析可知，選用斜交輪胎。
表2.8給出了國產(chǎn)輪胎的規(guī)格及其特征。
表2.8 國產(chǎn)汽車輪胎規(guī)格及特征
輪胎規(guī)則
層數(shù)
主要尺寸
使用條件
斷面寬
外直徑
最大負(fù)荷
相應(yīng)氣壓p0.1
標(biāo)準(zhǔn)輪輞
允許使用輪輞
普通花紋
加深花紋
越野花紋
N
輕型貨車，中，小客車及其掛車輪胎
6.50.14
6
8
180
705
.
.
5850
6900
3.2
4.2
4
5J
6.50.16
(6.50R16)
6
8
755
765
765
.
6350
7550
3.2(3.5)
4.2(4.6)
5.50F
5.50E
5.50F
7.55.15
(7.00R15)
6
8
200
750
760
.
6800
8000
3.2(3.5)
4.2(4.6)
5.50F
6.00G
7.00.16
(7.00R16)
8
10
200
780
790
.
8500
9650
4.2(4.6)
5.3(5.6)
5.50F
6.00G
7.50.15
(7.50R15)
8
10
220
785
790
.
9300
10600
4.2(4.6)
5.3(5.6)
6.00G
5.50F
6.50F
7.50.16
(7.50R16)
8
10
12
220
810
820
.
9700
11050
12400
4.2(4.6)
5.3(5.6)
6.3(6.7)
6.00G
5.00F
6.50H
8.25.16
(8.25R16)
12
240
860
870
.
13500
5.3(5.6)
6.50H
6.00G
9.00.16
(9.00R16)
8
10
225
890
900
.
12200
13550
3.5(3.9)
4.2(4.6)
6.50H
6.00G
根據(jù)最大負(fù)荷的要求，可以初步選擇輪胎的規(guī)格為7.50—R16（12層）。
車輪的有效半徑 ：
0.37m
式中，—輪胎變形系數(shù)，范圍10%～12%。
3 鼓式制動(dòng)器的方案選擇
3.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式
鼓式制動(dòng)器一般可按其制動(dòng)蹄受力情況進(jìn)行分類（見圖3.1），它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀態(tài)以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同。
圖3.1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式
鼓式制動(dòng)器的各種結(jié)構(gòu)形式如圖3.2a.f所示。
圖3.2 鼓式制動(dòng)器示意圖
（a）領(lǐng)從蹄式（用凸輪張開）；（b）領(lǐng)從蹄式（用制動(dòng)輪缸張開）；（c）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）；（d）雙向雙領(lǐng)蹄式；（e）單向增力式；（f）雙向增力式
不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：（1）蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。（2）張開裝置的形式與數(shù)量不同。（3）制動(dòng)時(shí)兩蹄片之間有無相互作用。
因蹄片的固定支點(diǎn)和張開力位置不同，使不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不一樣。
制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩，稱為制動(dòng)效能。在評(píng)比不同形式制動(dòng)器的效能時(shí)，常用一種稱為制動(dòng)效能因素的無因次指標(biāo)。制動(dòng)效能因素的定義為：在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑R上所得到的摩擦力（）與輸入力之比，即
式中，K為制動(dòng)器效能因素；為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。
制動(dòng)效能的穩(wěn)定性是指其效能因素K對(duì)摩擦因素的敏感性。使用中隨溫度和水濕程度變化。要求制動(dòng)器的效能穩(wěn)定性好，即是其效能對(duì)的變化敏感性小。
3.1.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器
如圖3.2(a)、(b)所示，圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn))，蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，隨之領(lǐng)蹄與從蹄相互對(duì)調(diào)。制動(dòng)鼓正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。由圖3.2(a)、(b)可見，領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢”作用，故又稱增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動(dòng)鼓的趨勢，即摩擦力矩具有“減勢”作用，故又稱減勢蹄?！霸鰟荨弊饔檬诡I(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢”作用使從蹄所受的法向反力減小。
對(duì)于兩蹄的張開力的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，如圖3.2(b)所示，兩蹄壓緊制動(dòng)鼓的法向力相等。但當(dāng)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)，領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢”作用，使其進(jìn)一步壓緊制動(dòng)鼓而使其所受的法向反力加大；從蹄由于摩擦力矩的“減勢”作用而使其所受的法向反力減小。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值由車輪輪轂軸承承受。這種制動(dòng)時(shí)兩蹄法向反力不能相互平衡的制動(dòng)器也稱為非平衡式制動(dòng)器。液壓或楔塊驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器均為非平衡式結(jié)構(gòu)，也叫做簡單非平衡式制動(dòng)器。非平衡式制動(dòng)器將對(duì)輪轂軸承造成附加徑向載荷，而且領(lǐng)蹄摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的，磨損較嚴(yán)重。為使襯片壽命均衡，可將從蹄的摩擦襯片包角適當(dāng)?shù)販p小。
對(duì)于如圖3.2 (a)所示具有定心凸輪張開裝置的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄等位移，作用于兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力矩分別相等，而作用于兩蹄的張開力P1、P2則不等，且必然有P1
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