汽车底盘系统介绍第十一节制动系统设计要求
汽车制动系统设计说明书
目录1、汽车制动系统概述及设计要求 (4)1.1 概述 (4)1.1.1制动系统的组成 (4)1.1.2 制动系统的类型 (4)1.2 设计制动系统时应满足的要求 (5)2、整车性能参数: (6)3、制动器形式的选择 (6)4、鼓式与盘式制动器主要参数的确定 (8)4.1制动鼓内径D (8)4.2摩擦衬片宽度b和包角β (8)4.3摩擦衬片起始角 0 (9)4.4制动器中心到张开力0F作用线的距离e (10)4.5制动蹄支撑点位置坐标a和c (10)4.6摩擦片摩擦系数 (10)4.7制动盘直径D (10)4.8制动盘的厚度h (11)4.9摩擦衬块内外半径的确定 (11)4.10制动衬块工作面积A (11)5、鼓式制动器主要零部件的设计 (12)5.1制动蹄 (12)5.2制动鼓 (12)5.3摩擦衬片 (13)5.4摩擦材料 (14)5.5蹄与鼓之间的间隙自动调整装置 (14)5.6制动支承装置 (16)5.7制动轮缸 (16)5.8张开机构 (16)6、盘式制动器主要零部件设计计算 (17)6.1 滑动钳体 (17)6.2 固定支架 (17)6.3 制动盘 (17)6.4 制动块 (17)6.5同步附着系数的确定 (19)6.6地面对前、后轮的法向反作用力 (19)6.7制动力分配系数的确定β[]4 (20)6.8前、后制动器制动力矩的确定[]4 (20)6.9应急制动和驻车制动所需的制动力矩[]1 (21)6.9.1应急制动 (21)6.9.2驻车制动 (22)6.9.3衬片磨损特性的计算 (23)7、制动驱动机构的设计与计算 (25)7.1 制动驱动机构的形式 (25)7.2 分路系统 (26)7.3 液压制动驱动机构的设计计算 (28)7.3.1 制动轮缸直径的确定 (28)7.3.2 制动主缸直径的确定 (29)7.3.3制动踏板力p F和制动踏板工作行程p S (30)7.3.4真空助力器的设计计算 (31)8、制动性能分析 (31)8.1制动性能评价指标 (31)8.2 制动效能 (31)8.3 制动效能的恒定性 (32)8.4 制动时汽车的方向稳定性 (32)8.5制动器制动力分配曲线分析 (32)8.6制动减速度j和制动距离S (34)参考文献 (35)1、汽车制动系统概述及设计要求1.1 概述使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。
制动系统设计规范
制动系统设计规范制动系统是车辆安全性能的重要组成部分，其设计规范的制定对于保证车辆行驶安全具有重要意义。
以下是关于制动系统设计规范的一些考虑因素。
1.制动力量：制动系统必须能够提供足够的制动力量，以便在各种条件下可靠地将车辆停下来。
制动力量应根据车辆的质量、设计速度、使用环境等因素进行评估，并确保能够适应各种道路状况和紧急制动情况。
2.制动系统的灵敏度：制动系统的设计应考虑车辆行驶时的灵敏度。
制动踏板应有适当的行程和力度，以确保驾驶员能够精确地控制制动力的大小，并根据需要适时调整。
3.制动系统的稳定性：制动系统在使用过程中应保持稳定性。
制动力的分配应均匀，以防止车辆在制动时出现不稳定或抱死现象。
此外，制动系统的热稳定性也是一个重要考虑因素，以确保长时间高强度制动时不会出现制动衰减或失效。
4.制动信号传递的可靠性：制动系统的信号传递应能够准确可靠地反映制动操作的实际情况，以保证驾驶员和其他车辆能够及时、准确地对制动操作做出反应。
传感器和传输装置的设计应具有高可靠性，能够承受恶劣的环境条件，如高温、湿度、振动等。
5.制动系统的耐用性：制动系统的设计应具备耐用性，以适应长时间、高频率的使用。
制动片和制动盘的材料选择应具有较高的磨擦耐久性和热稳定性，以延长制动系统的使用寿命，并减少维修和更换的频率。
6.制动系统的自动化和智能化：随着科技的发展，制动系统也向着自动化和智能化的方向发展。
制动系统设计应考虑集成各种智能传感器和控制单元，以提高制动系统的响应速度和精确性，使得制动操作更加方便和安全。
7.制动系统的安全性：制动系统是车辆安全性的关键因素之一，其设计应确保系统在任何情况下都能保持完全可靠和安全。
例如，制动系统应具备防止制动衰减或失效的措施，如制动助力器、制动液液位警告装置等。
总之，制动系统设计规范的制定是为了确保车辆行驶的安全性能。
以上所列的因素只是设计规范的一部分，实际的设计规范还需要涵盖更多方面，以满足不同车型和使用环境的需求，并不断适应科技的发展。
车辆制动方案设计标准
车辆制动方案设计标准背景随着汽车工业的发展，车辆安全已经成为越来越重要的话题。
在整个车辆系统中，制动系统扮演着至关重要的角色，直接影响着车辆的安全性。
因此，车辆制动方案设计需要遵循一定的标准，以保证设计的质量和安全性。
设计标准安全性要求1.制动系统必须保证车辆在制动情况下不发生侧滑和翻车。
2.制动系统必须保证车辆在制动情况下的制动距离不超过制动测试规定的标准。
3.制动系统必须保证在高温，低温和各种不同路况情况下的制动效果不会有明显的变化。
4.制动系统必须进行防抱死（ABS）系统设计，以防止车轮抱死。
稳定性要求1.制动系统必须具有稳定的制动效果，以保证统一的停车制动性能。
2.制动系统必须与车辆其他系统相互适应，不会对车辆方向盘或悬挂系统造成不良影响。
可靠性要求1.制动系统必须具有较高的可靠性，能够始终保持良好的制动效果。
2.制动系统必须能够超过整车寿命的使用寿命，且不需要进行常规的维护和更换。
3.制动系统必须考虑恶劣环境和各种不同道路条件下的使用，如湿地和山区等。
环保要求1.制动系统必须有良好的环保性能，不会对环境造成不良影响。
2.制动系统必须与车辆的排放系统相互配合，减少尾气排放。
设计过程为了满足以上的制动方案设计标准，制动系统的设计需要经过以下的具体步骤：确定车型制动系统设计的第一步是确定车型。
制动系统的设计需要考虑到车辆型号和车辆使用情况等因素，以便为其设计一个最合适的制动方案。
材料选用制动系统设计的第二步是材料选用。
根据具体的车辆型号、使用情况等因素，选用合适的制动片、刹车油、制动盘等零部件。
综合考虑制动系统设计的最后一步是综合考虑。
在制动系统设计的过程中，需要注意系统的组装、安装和调整。
同时，也需要考虑到整个车辆系统中各个部分之间的协调配合，以确保制动系统的正常工作。
总结车辆制动方案是车辆安全的重要保障措施。
车辆制动方案的设计需要遵循一定的标准，并经过严谨的设计流程。
制动系统的安全性、稳定性、可靠性和环保性都是设计过程中要重点关注的因素。
汽车底盘部分制动系统设计开发指南
5、制动部分设计指南 5.1简要说明5.1.1 内容概括● 制动系统包括行车制动系统，驻车制动系统，应急制动系统;行车制动：使行驶中的汽车减速甚至停车,使下坡行驶的汽车的速度保持稳定的一套装置 ； 驻车制动:使已停使的汽车驻留原地不动的一套装置；应急制动:在行车制动系统部分失效或完全失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置； ● 制动系统的开发流程:5.1.2适用范围适用于所有奇瑞公司所开发的车型.5.1.3 设计目的合理设计汽车的制动系统，其目的在于:在满足国家法规要求的同时,具有良好的舒适性,满足用户的要求.5.1.4 零件结构图制动系统主要分为三部分:1行车制动系统:包括基础制动器,真空助力器,制动管路,踏板,2.驻车制动系统,包括驻车操纵机构总成,制动拉索,驻车制动器3.压力调节装置包括包括ABS控制器总成或比例阀,ABS传感器等,5.2设计构想5.2.1 设计原则5.2.1.1 制动系统的功能要求●行车制动必须保证驾驶员在行车过程中能控制机动车安全、有效地减速和停车。
行车制动必须是可控制的，且必须保证驾驶员在其座位上双手无须离开方向盘（或方向把）就能实现制动; 驻车制动应能使机动车即使在没有驾驶员的情况下，也能停在上、下坡道上。
驾驶员必须在座位上就可以实现驻车制动。
●制动效能要满足法规要求●有良好的制动稳定性●驾驶感好（包括踏板力，踏板行程）●有良好的热衰退性能（通过AMS试验来验证,详见试验部分）5.2.1.2 制动系统的顾客要求在满足制动性能的前提下,还应该满足舒适性要求,如:操作方便,行车制动在产生最大制动效能时的踏板力，对于乘用车不应大于230N ；手握力不应大于 250 N,除了这些力的要求,尽量避免有制动点头,制动时摩擦片尖叫等不良现象,同时在行车制动系统失效的情况下,还应具有应急制动的功能.5.2.1.3 制动系统的性能要求制动系统性能要满足法规GB/T12676要求,GB/T12676等同于欧洲法规ECER13-09，ECER13H-00及美国法规FMVSS 1355.2.2 制动系统设计计算5.2.2.1 ●决定制动系统关键参数的因素:详见下表●计算过程汽车制动时，地面作用于车轮的切线力称为地面制动力Fxb，它是使汽车制动而减速行驶的外力。
汽车底盘部分制动系统的设计开发指南
汽车底盘部分制动系统的设计开发指南1. 引言
1.1 制动系统的重要性
1.2 本指南的目的和适用范围
2. 制动系统概述
2.1 制动系统的基本原理
2.2 制动系统的主要组成部分
3. 制动系统设计要求
3.1 法规和标准要求
3.2 性能要求
3.3 可靠性和耐久性要求
3.4 制造和维修要求
4. 制动系统设计过程
4.1 概念设计阶段
4.2 详细设计阶段
4.3 原型制造和测试
4.4 设计验证和优化
5. 制动系统关键技术
5.1 制动力分配技术
5.2 制动辅助系统技术
5.3 制动材料和制动盘技术
5.4 制动液压系统技术
6. 制动系统集成和优化
6.1 制动系统与底盘其他系统的集成 6.2 制动系统性能优化
6.3 制动系统噪声和振动优化
7. 制动系统测试和验证
7.1 台架测试
7.2 道路测试
7.3 测试数据分析和评估
8. 制动系统维护和故障诊断
8.1 制动系统维护要求
8.2 故障诊断和排除方法
9. 制动系统未来发展趋势
9.1 电子制动系统
9.2 智能制动系统
9.3 新型制动材料和技术
10. 总结
11. 参考文献。
汽车制动系统设计
汽车制动系统设计§0概述汽车制动系是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地(包括在斜坡上)驻留不动的机构。
随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。
也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。
汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置；重型汽车或经常在山区行驶的汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置；牵引汽车应有自动制动装置。
行车制动装置用作强制行驶中的汽车减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。
其驱动机构常采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠。
驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。
驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压式的，以免其产生故障。
应急制动装置用于当行车制动装置意外发生故障而失效时，则可利用应急制动装置的机械力源(如强力压缩弹簧)实现汽车制动。
应急制动装置不必是独立的制动系统，它可利用行车制动装置或驻车制动装置的某些制动器件。
应急制动装置也不是每车必备，因为普通的手力驻车制动器也可以起应急制动的作用。
辅助制动装置用于山区行驶的汽车上，利用发动机排气制动、电涡流或液力缓速器等辅助制动装置，则可使汽车下长坡时长时间而持续地减低或保持稳定车速并减轻或解除行车制动器的负荷。
通常，在总质量为5t以上的客车上和12t以上的载货汽车上装备这种辅助制动减速装置。
自动制动装置用于当挂车与牵引汽车连接的制动管路渗漏或断开时，能使挂车自动制动。
任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成。
制动器有鼓式与盘式之分。
行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮，而驻车制动则多采用手制动杆操纵，且具有专门的中央制动器或利用车轮制动器进行制动。
中央制动器位于变速器之后的传动系中，用于制动变速器第二轴或传动轴。
汽车底盘实训指导书-制动系统
任务一汽车制动系统的认识任务目标：1.制动系的功用及组成2.制动系的工作原理学习目标：1.掌握制动系的功用及组成2.掌握制动系的工作原理驾驶员根据道路和交通情况，利用装在汽车上的一系列专门装置，迫使路面在汽车车轮上施加一定的与汽车行驶方向相反的外力，对汽车进行一定程度的强制制动。
这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力，用于产生制动力的一系列专门装置称为制动系统。
1.制动系的组成1）供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传动介质状态的各种部件2）控制装置：产生制动动作和控制制动效果各种部件，如制动踏板3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件如制动主缸、轮缸4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成。
⑴制动操纵机构产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件，如图中制动踏板机构，真空助力器，制动主缸，制动组合阀。
以及制动轮缸和制动管路。
⑵制动器产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件。
汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。
它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。
制动系统的组成示意图2.制动系的功用汽车制动系统的功用是按照需要使汽车减速或在最短距离内停车；下坡行驶时保持车速稳定；使停驶的汽车可靠驻停。
3.制动系统的类型1）按制动系统的功用分类汽车制动系按功用可分为行车制动系、驻车制动系、应急和安全制动系、辅助制动系。
（1）行车制动系使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置，通常由驾驶员用脚操纵。
（2）驻车制动系使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置，通常由驾驶员用手操纵。
（3）应急和安全制动系和辅助制动系1）应急制动系装置是用独立的管路控制车轮的制动器作为备用系统，其作用是当行车制动装置失效的情况下保证汽车仍能减速或停车。
2）安全制动系安全制动装置是当制动气压不足时起制动作用，使车辆无法行驶。
汽车底盘构造与维修项目11 制动系
11.1.4 液压式制动传动装置主要部件的结构
1. 制动主缸
2. 制动轮缸
11.1.5 真空助力
11.2.1 液压制动系的维护
• 任务11.2 液压制动系的维护与常见故障诊 断
1. 制动液的检查与更换
2. 制动系内的排气 3. 制动真空助力性能的检查 4. 检查与调整制动踏板 5. 检查与调整驻车制动
项目11
制 动 系
• 任务11.1 制动系统的结构认识及工作原理
11.1.1 制动系概述
11.1.1 制动系的组成
制动系的基本组成是：制动器、供能装置、控制装置、传
动装置、制动力调节装置、报警装置和压力保护装置等。 11.1.2 制动系的工作原理
11.1.3 制动系的分类 1. 按制动系的功用分类 行车制动系：用于使行驶中的车辆减速或停车，制动器安装
单回路制动系：传动装置采用单一的气压或液压回路的制动 系。 双回路制动系：传动装置采用两个彼此隔绝的气压或液压回 路的制动系。
3. 按制动能量的传输方式分类
按制动能量的传输方式可分为机械式制动系、液压式制动系 、气压式制动系、电磁式制动系，同时采用两种以上传能方式 的制动系称为组合式制动系。
11.1.4 制动器 1. 鼓式制动器 2. 盘式制动器 3. 车轮驻车制动器
6. 制动器的检查
11.2.2 液压制动系故障检测与诊断 1. 制动失灵
2. 制动拖滞（不制动时车轮阻力过大）
3. 制动踏板变硬
4. 制动效能不良
5. 制动跑偏
• 任务11.3 ABS概述
11.3.1 制动防抱死系统的作用及率 1. 滑移率的定义 滑移率是指车轮在制动过程中滑移速度在车轮纵向运动中所 占的百分比例，用S表示。其定义表达式为
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汽车底盘系统介绍第十一节制动系统设计要求
制动系统设计要求:
满足法规：GB21670-2008，GB7258-2012，ECER13及销售对象所在国法规和要求。
GB 21670
GB7258
GB 21670及ECE R13H
1、制动系统性能目标设定
（1）设计计算：在项目设计之初，根据以往数据库定义初版设计目标，在竞品车测试后根据测试数据再进行设计目标修订，通过设计计算量化零部件设计参数。
目标设定
测试数据
（2）制动距离：根据目前市场同类车型制动性能测试结果分析，制动距离主要集中在41～47m，为了提高产品竞争力，某平台下的车型制动性能目标设定时应突出性能优势，故制动性能目标设定如下：
a.制动距离目标设定为：空载≤42m，满载≤44m；
b.设定制动噪音、踏板感、整车制动性能等细节目标，规范试验方法及验收标准；
c.全系标配ABS，同时有EBD、ESC、BA、轮胎压力监控系统等选配功能。
竞品车型100km/h初速时的制动距离(空载)最后成绩
最新汽车之家制动距离评价：≤39m优秀，39＜合格≤44m，＞44m差。
（3）踏板感
空满载制动强度下的踏板力和位移曲线
（4）制动噪声
主观评价结果雷达图
保证制动性能，同时突出舒适性，半金属(Semi Met): 北美和亚洲市场；寿命长，负荷高，成本低，舒适性好，但是摩擦系数低，噪音和对盘磨损大；低金属(Low Steel) : 欧洲市场；高性能，速度敏感，但是噪音大，寿命短，制动粉尘严重；非石棉有机物(NAO): 亚洲，欧洲和北美市场；噪音低，制动粉尘少，Creep Groan小，高温和高负荷特性差。
（5）制动性能试验和主观评价
根据法规以及企业标准进行验收，完成目标设定的验证；
2、制动系统主要参数的选择
（1）根据整车配置输入与制动系统有关的整车参数及要求。
整车空/满载质量；轴距；空载/满载质心高；空载/满载各轴到质心水平距离；
前/后轮胎滚动半径；制动器、操纵系统相关参数选择及计算。
绘制制动力分布曲线的步骤
（2）理想制动力分配曲线绘制
制动时地面对前、后车轮的法向反作用力，如图
制动工况受力简图
计算分析
地面制动力FB：地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，其方向与车轮旋转方向相反。
制动器制动力Fμ：轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，又称制动周缘力。
Fμ=Tμ /R T μ —制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反。
R—车轮有效半径。
理想的前、后制动器制动力分配
计算分析
曲线绘制
计算分析
（3）、同步附着系数及制动力分配系数的初步选择
同步附着系数φ0：是汽车制动时前、后轮同时抱死时的路面附着系数。
同步附着系数的选择首先要满足制动稳定性的要求，然后要有高的制动效率并满足应急制动等的要求。
装ABS的车辆同步附着系数满足ABS匹配要求。
一般也应在0.5-1.0为宜。
制动器制动力分配系数：前制动器制动力与汽车总的制动器制动力之比，称为制动器制动力分配系数。
制动力分配系数
制动器制动力分配系数初步选择：根据I曲线图，利用同步附着系数点及β线特性、法规要求、制动效率初步选择空、满载同步附着系数，然后计算制动器制动力分配系数。
液压系统工作压力的确定：管路压力越高，制动轮缸或主缸直径就越小，但对系统密封、管路尤其是制动软管及管接头则提出了更高的要求，对软管的耐压性、强度以及接头的密封性的要求就更加严格。
因此，一般管路压力不要超过10Mpa，同时，考虑到传动效率、制动力调节装置等的影响，初选时，管路压力还要适当减小。
目前开发的轿车，管路工作压力一般在4.5-8MPa。
3、制动器主要参数的计算及选择
选型原则
（1）前、后轴制动力确定
计算满载、前后轮同时抱死时的制动力
（2）制动器形式的确定
盘式制动器由于其热稳定性、水稳定性、制动稳定性好等优点，
广泛用于轿车和部分客车和载货汽车的前轮。
后轮采用鼓式制动器较容易地附加驻车制动的驱动机构，兼作驻车制动器之用，成本较低。
配备ESP时，采用盘式制动器。
（3）制动半径的确定
鼓式制动器制动半径：轿车制动鼓内径一般比轮辋外径小125-150mm。
载货汽车和客车制动鼓内径一般比轮辋外径小80-100mm。
制动鼓内径应符合QC/T309-1999《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》的规定。
盘式制动器制动半径：通常制动盘的直径为轮辋直径的70%-79%。
盘式制动器制动半径可近似为r＝（ri+rO）/2。
推荐rO/ri<1.5，以使摩擦衬块磨损均匀。
（4）制动器效能因数的计算与选择
制动器效能因数是制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩。
可定义在制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比，即
公式
钳盘式制动器
鼓式制动器
在匹配设计时，一般鼓式制动器结构参数不能提供，可根据同类制动器参数或按照典形结构选择，典型结构如下表：
不同类型制动器效能因素
（5）轮缸直径的确定
由以下公式及上面确定的参数，计算前轮缸直径，并圆整为GB7524-87 要求或现有规格。
公式
根据制动力分配关系计算后制动器轮缸直径，不装制动力调节装置或装制动力调节装置拐点以前的制动力分配符合下式：
公式
（6）制动器制动力分配系数计算
前后轮缸直径、鼓式制动器制动鼓直径系列化后，前面选择的其他参数如：制动器制动力分配系数、同步附着系数就会变化，需要重新校核，如不合适，需要重新调整制动器参数计算，直到各参数确定合适为止。
制动器制动力计算可简化如下：
公式
制动力分配系数：
公式
（7）、同步附着系数的计算
4、制动操纵系统参数的确定
（1）系统工作压力的初步确定
按满载、路面附着系数0.8初步计算系统压力，制动系统前轮一般不装压力调节装置，所以计算出前轮压力即为系统压力。
公式
（2）、主缸直径、真空助力器助力比、踏板杠杆比的确定
一般路面上紧急制动时，真空助力器工作点在助力段内，踏板力可按如下公式计算：
公式
根据上面公式综合考虑确定，初步估算主缸直径，并圆整到GB7524-87标准规定或常用规格，然后精确计算真空助力比及踏板杠杆比。
（3）、真空助力器直径的确定
公式
（4）、驻车制动系统参数的确定
根据法规要求计算在20%上、下坡道上驻车所需的制动力，再根据同类车型或参考车型确定手柄力，然后确定驻车制动器制动器效能因数及手柄杠杆比。
a、满载时，在坡度为α的坡道上驻车，所需的制动力为：
公式
b、根据同类车型选择驻车制动手柄力，轿车、皮卡及SUV要远小于法规规定值，100N左右。
c、驻车制动一般与行车制动共用一个制动器，因此其效能因数受结构限制，最好根据同规格制动器选择或根据参考车型结构参数计算，领从蹄式鼓式制动器效能因数计算如下：
驻车制动效能计算示意图
公式
根据以上确定的参数，由驻车制动手柄力计算公式，初步确定手柄杠杆比。
驻车时的制动力平衡关系如下：
公式
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