汽车电子机械盘式制动系统执行机构设计
汽车电子机械盘式制动系统执行机构设计
摘要
随着人们的生活节奏的加快，汽车速度也在不断提高，汽车制动系的工作可靠性要求显得日益重要，因为只有制动性能良好和制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。传统制动系统难以满足现阶段汽车制动系统的发展要求，电子机械制动系统(Electromechanical Brake,EMB)，作为线控技术的一个分支，它将传统制动系统中的机械或液压制动传动装置由电子制动机构取代。EMB摒弃了传统制动系统的诸多缺点，结构更加简单，响应更快，所占空间更小。且易于集成相关功能，如ABS, EBD, TCS和ESP等，易于和未来的交通管理系统联网，代表着汽车制动系统的发展方向。
本设计主要采用捷达轿车的参数进行设计，首先是轿车制动系的相关参数和执行器机构参数的计算、轴承的选择。然后是传动机构有关零部件校核。最后是制动器主要零部件结构设计。该设计机构与普通机械或液压传动相比，不仅提高了制动效能，而且大大简化了结构，降低了装配和维修的难度。
关键词：盘式制动器；EMB；电子机械制动
The Design of automobile electronic mechanical disc brake
system executing agencies
Abstract
Now, with the acceleration of the pace of life, motor speed has been increased, automobile brake system reliability requirements become increasingly important,
because only the braking car of good performance and reliable braking system work in order to give full play to the high speed of dynamic performance and guarantees of security. Traditional brake systems to meet the development requirements of automotive braking system at the present stage, electro-mechanical braking system (Electromechanical Brake,EMB), as a branch of line control technology, it will be the traditional mechanical or hydraulic brake system brake gear replaced by the e-brake mechanism. EMB dispense with many of the shortcomings of the traditional brake systems, structure is simpler, faster response, the less space. Ease of integration-related features, such as ABS, EBD, TCS and ESP, easy and future traffic management systems, represent the development direction of automotive brake systems.
The design of its Jetta parameter design, first of all is the car brake system-related parameters and perform parameter calculations, selection of bearings. Then checking the transmission related parts. Last is the structural design of brake components. Compared to the design and general mechanical or hydraulic transmission, not only increases braking efficiency, and greatly simplifies the structure, reducing the difficulty of assembling and maintenance.
Key words:Disc brake; EMB; electronic and mechanical brake
目录
摘要 (1)
目录 (3)
1研究主题及设计方案的拟定 (4)
1.1 汽车电子机械制动系统 (4)
1.1.1、现代汽车制动系统的发展趋势 (4)
1.1.2电子机械制动系统原理 (5)
1.1.3电子机械制动系统结构及优点 (5)
2设计方法、内容及其分析 (6)
2.1捷达轿车制动系的参数计算 (6)
2.1.1 捷达轿车的相关参数 (6)
2.1.2制动器制动力 (7)
2.1.3同步附着系数 (8)
2.2 执行器传动机构参数计算 (9)
2.2.1 滚珠丝杠的设计计算 (9)
2.2.2 行星减速机构 (11)
2.2.3 选择电机 (13)
2.2.4 有关轴承以及轴、销的选用 (14)
2.3 传动机构有关零部件校核 (15)
2.3.1 行星齿轮减速器太阳轮传动端面重合度ε
α (15)
2.3.2行星轮传动端面重合度εα (15)
2.3.3齿轮强度计算 (16)
2.4 制动器主要零部件结构设计 (21)
2.4.1制动盘 (21)
2.4.2制动钳 (21)
2.4.3制动块 (21)
3 结论与工作展望 (21)
3.1结论 (21)
3.2 工作展望 (22)
参考文献： (22)
致谢 (23)
1研究主题及设计方案的拟定
1.1汽车电子机械制动系统
总体说来，电子制动系统可分为两类：电子液压式制动（EHB）系统和电子机械式制动（EMB）系统，本设计主要研究电子机械制动（EMB）系统（如图1）。电子机械制动系统是未来制动控制系统的发展方向。由于具有不可克服的缺点，使用液压油或空气作为传力介质的传统制动系统必将被电子机械制动系统所取代。
图1 EMB执行机构
1.1.1、现代汽车制动系统的发展趋势
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入到制动系统当中，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，电子制
动技术的应用必将取代传统的制动系统。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。这将是制动系统的一次飞跃式发展。
1.1.2电子机械制动系统原理
电子机械制动系统(Electro Mechanical Braking，EMB)是一个全新的制动机构，是制动驱动机构供能与传动装置上的革新（如图2）。
它取消了传统的液压制动系统，以电机提供制动能源，以电信号传输驾驶员制动意图，执行机构仍是常规的制动器。它的原理图如图3所示，当汽车制动时，驾驶员踩下电子制动踏板，电子制动踏板带有踏板感觉模拟器，踏板行程信号传送至控制器。控制器同时接收车速轮速、电机电流和转子位置信号，通过综合的计算分析，控制器发出控制信号。功率驱动电路根据控制器的控制信号向电机提供相应大小和方向的电流，从而控制电机的转速、输出力矩、转动方向。电机再带动机械执行机构，产生制动力。
图2电子机械系统原理图
图2 机械电子制动工作原理
1.1.3电子机械制动系统结构及优点
本设计的内容主要是对捷达轿车电子控制机械制动器进行设计，本电子机械式制动器的大体结构如图3所示。
图3 电子机械制动执行机构结构简图
汽车电子制动系统与传统的制动系统相比，有以下诸多优点：
①采用电气和机械连接，电气信号传递迅速，反应灵敏，机械执行的响应快，
缩短制动距离；
②节省能源，传动效率高。电子机械制动执行器在执行制动时才消耗能量，平
时处于伺服的状态，而普通液压制动需要由发动机或电机带动液压泵保持制动
液的压力，还要给真空助力器提供真空；液力传动的效率也不及机械传动的效率高。这对于电动汽车来说有更重要的意义；
③电子智能控制功能强大，可以通过修改ECU 中的软件，修改控制策略，配置
相关的参数来改进制动性能，易于实现ABS、EBD、ASR、ESP 等功能；方便的集成附加功能，如电子驻车制动；
④利于环保，没有液压制动管路和制动液，不存在液压油泄漏和液压油的更换
问题，EMB 系统没有不可回收的部件，对环境几乎没有污染；
⑤机械连接少，结构简洁；取消了体积较大的真空制动助力器、制动主缸、储
油器等液压系统，体积小。
2设计方法、内容及其分析
2.1捷达轿车制动系的参数计算
2.1.1 捷达轿车的相关参数
本次设计以捷达轿车为模型，轿车各参数如表1所示
表1 捷达轿车参数
2.1.2制动器制动力
汽车受到与行驶方向相反的外力时，才能从一定的速度制动到较小的车速或直至停车。这个外力只能由地面和空气提供。但由于空气阻力相对较小，所以实际外力主要是由地面提供的，称之为地面制动力。地面制动力越大，制动距离也越短，所以地面制动力对汽车制动性具有决定性影响。 由公式：
???
??-+==+g g h
a h
b F F G F F ???μμμμ2
121 将上数据a =0.946m,，b =1.526m,，?=0.6， h g =0.469m ，G=14000N ，
代入得：1400006.021?=+μμF F
参数名称
参数值 前、后车轮转动惯量J 0.87kg/㎡ 汽车轴距L 2.472m 质心至前轴距离b 0.946m 质心高度g h 0.469m 车轮有效半径e r 0.285m 汽车质量G 1400kg 空载质量 1095kg 迎风面积A 2.36m 2 空气阻力系数
0.35
制动盘外径/厚度/摩擦块厚 256mm/13mm/14mm 制动盘工作半径/摩擦面积 104mm/96cm2 制动盘摩擦系数f 0.3
469
.06.0946.0469
.06.0526.12
1?-?+=
μμF F
由上两式得；F μ1=59013.6N,F μ2=24986.4N 2.1.3同步附着系数
汽车实际前、后制动器制动力分配线，简称β线，如图4，绘制了汽车在空载和满载两种工况的I 曲线。β线与I 曲线交于B 点， B 点处的附着系数?=0?,则称0?为同步附着系数。
图4
β线
同步附着系数：
g
h b
L -=
β?0 L ----- 汽车轴距；
0?----- 同步附着系数；
将上数据L=2.472m, β=0.703,b=1.526m, g h =0.469m
代入得：0?=
469
.0526
.1703.0472.2-?=0.452
2.2 执行器传动机构参数计算
在系统中先需要把电机的转动变为平动。考虑到精度要求，适合采用滚动螺旋传动。
根据速比需要可添加行星齿轮减速结构。本课题制动执行器减速系统分为两部分：一级滚
珠丝杠减速部分、二级行星齿轮减速部分。电机通过齿轮系驱动滚珠丝杠，并将电机的旋
转运动转化为丝杠的直线运动，对刹车盘加压。在设计的过程中，可以通过所需的最大刹
车压力估计丝杠出力的大小并选用一定规格的丝杠来满足要求，然后计算出相应的电机负
载转矩和容量来选用相应的无刷直流电机。
2.2.1 滚珠丝杠的设计计算
查阅有关的产品信息，这里选用的是16-5T3产品如图5，有关参数如表2
表2滚珠丝杠参数
外径16
导程 5
珠径 3.175
珠卷数 3
动负荷revsc(kgf) 664
（kgf）1196
静负荷C
D6 48
D 28
H1 40
油孔M6*1P
L11 5
L7 10
L2 44
法兰孔数 6
D5 5.5
D4 38
L1 10
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动的产品。由螺杆、螺母和滚珠组成。由于
具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠是
将螺母与丝杠分别加工成凹半圆弧形成螺纹，在螺纹之间放入滚珠形成的。滚珠沿螺旋滚
道滚动，带动螺母或丝杠轴向移动。选择滚珠丝杠时，首先要进行丝杠上的动载荷计算、
传动效率、驱动功率等有关计算。
轴向载荷：2.51572==N F N
静载荷条件：F H
C K K F '≥ 式中： OA C -----基本额定静载荷
F K -----载荷系数，查表2取为1.0.
H
K '-----静载荷硬度影响系数，查表2取为1.0. 动载荷条件：
F K K K K K C n
L
H F h a ≥
式中：h K -----寿命系数，h K =1/31/3
22500(
)()500500
h L ==3.56 F K -----载荷系数，参考表2，取值2.0；
H K -----动载荷硬度影响系数，参考表2，取为1.0； L K -----短行程系数，参考表2，暂取1.0；
n K -----转速系数，1/3(33.3/)n K n ==0.32（n 取1000）； 代入数据计算得：a C ≥1131860.2N 。
图5滚珠丝杠
2.2.2 行星减速机构
行星减速机主要由太阳轮﹑行6）。行星轮减速其实
就是齿轮减速的原理,它有一个轴线位置固定的齿轮叫中心轮或太阳轮,在太阳轮边上有轴线变动的齿轮,即既作自转又作公转的齿轮叫行星轮,行星轮与内齿圈b齿合行星轮有支持构件叫行星架H,通过行星架将动力传到轴上,再传给其它齿轮。
图6行星减速机构
1.选择材料
按照行星传动各齿轮常用材料、热加工处理方式及性能要求进行选择如表3。
表3齿轮数据
齿轮 材料及热处理 接触疲劳极限lim H σ/MPa
弯曲疲劳极限lim F σ/MPa 精度
太阳轮 20CrMnTi 渗碳淬火 1450 400 6 行星轮 20CrMnTi 渗碳淬火 1450 280 6 内齿圈 40Cr 调质
720
250
7
2.确定主要参数
（1）初选传动比 i=3.35; （2）初选行星轮数目k=3; （3）配齿计算;
太阳轮齿数： 3635
.340
3=?=
=
i n z p a ;
内齿圈齿数： ()8435.2361=?=-=i z z a b ;
行星轮齿数：()5.245.0=-?=a b c z z z ，取为24; （4）模数选择
初选: n m =1mm
由此得: 0.5()a c a m z z =??+=30mm （5）传递的扭矩
行星架： b
H a aH T T i =-=4.406Nm
所以太阳轮： 1.315a T Nm =-(负号代表方向相反) 行星轮：
0.877c
a a
z T Nm z = 内齿圈：
3.105c
a a
z T Nm z =
3、初步确定几何尺寸 分度圆直径：mz d =
齿顶圆直径：()m h z d a
a *
+=21
齿根圆直径：()m c h z d a
f **
--=221 齿宽 对于调质钢 4.1/1≤d b ； 对于渗碳、淬火钢1.1/1≤d b
其中： 齿顶圆系数： 太阳轮、行星轮------1*
=a
h
内齿圈------8.0*
=a
h 齿根圆系数： 太阳轮、行星轮------4.0*=c
内齿圈------25.0*=c
代入数据计算得如表4：
表4各齿轮参数
太阳轮
行星轮
内齿圈
36=a Z
24=c Z
84=b Z 36=d 24=d 84=d
38=a d 26=a d 6.85=a d 2.33=f d
2.21=f d
9.81=f d
8.33=b d 6.22=b d 9.78=b d
2.2.3 选择电机
因为该系统应能输出大转矩且响应速度快，因此需要电机在小负载时转速较高，并能够输
出大的峰值力矩。本设计采用了直流无刷力矩电机，根据滚珠丝杠和齿轮减速部分的分析可知电机轴上的功率为：
max
d c
P P η=
= 0.465 kW 。
折算到电机上的负载转矩为：
M=
m N ?=324.1993
.0315
.1 根据计算出的功率和负载转矩，参考内齿圈齿根圆直径87.1mm ，选择合适的电机，一要满足功率和转矩要求，二要比87.1略大并尽可能接近（结构上更紧凑合理）。 2.2.4 有关轴承以及轴、销的选用
此题目中主要的轴承结构有三个，一个是电机转子——太阳轮与滚珠丝杠旋转副间的轴承（以下称为轴承1），一个是行星齿轮与行星架结构间的轴承（以下称为轴承2），另一个是滚珠丝杠旋转副与壳体间的滚动轴承（以下称为轴承3）。设计产品中的行星架是用一个轴与滚珠丝杠的连接体构成的，此轴的轴向定位采用了销。下面介绍有关轴承和轴、销的选用。
A 、轴承的选用
轴承1选用滚针轴承，
已知： 轴承内径28mm ，径向力KN F F t r 02659.0tan ==α，设计寿命38400h ，轴承转速1000r/min ，轴承类型选用N4900，精度等级E ，工作温度<120，工作情况选用f=2.0，可靠性选用99%。得出所选轴承代号为NA 4906A
轴承2选用滚针轴承。
已知： 轴承内径10mm ，径向力KN F F t r 01773.0tan ==α，设计寿命38400h ，轴承转速1701r/min ，轴承类型选用N4900，精度等级E ，工作温度<120，工作情况选用f=2.0，可靠性选用99%。得出所选轴承代号为NA 4900A
轴承3选用深沟球轴承，根据装配图可以知道，滚珠丝杠的螺母是在原产品基础上进行了改动的，一个改动就是螺母与深沟球轴承做成了一体，根据尺寸要求以及尽可能紧凑的设计思想，选用轴承外径90mm ，宽B 为13mm ，则与此轴承选用代号为6120的轴承。 B 、轴的选用
根据工作转矩4.406Nm,转速约333r/min ，实心轴，选用45钢，计算得出最小的直径为；
[][]
mm T d T T 8.72.01000
4406.42.033
=?=≥ττ
本设计中选用的轴直径大于7.8mm,因此符合设计要求。
C 、销的选用
选用销 GB/T117 2-22,径为2mm ，长为22mm 的销，材料为35钢，热处理硬度为28~38HRC ，表面氧化处理。
2.3 传动机构有关零部件校核
2.3.1 行星齿轮减速器太阳轮传动端面重合度εα
（1）顶圆齿形曲径2
222???
??-??? ??=b d a d d ρ
太阳轮： =1a ρ8.683mm 2a ρ =6.427mm
（2）端面啮合长度()t a a a a a g '-±=sin 21ρρ。 式中：正号为外啮合，负号为内啮合。
t a '-----端面节圆啮合角，直齿轮为200==a a ac
所以， =a g 8.683+6.427－30×sin 20=4.849mm （3）端面重合度：
()643.1cos /cos ==t a a a a m g πβε，其中β为零。
2.3.2行星轮传动端面重合度εα
（1）顶圆齿形曲径2
2
22???
??-??? ??=b d a d d ρ
行星轮： 427.61=a ρmm
954.112=a ρmm
（2）端面啮合长度()t a a a a a g '-±=sin 21ρρ。 式中：正号为外啮合，负号为内啮合。
t a '-----端面节圆啮合角，直齿轮为200==a a ac
所以： 734.420sin 30954.11427.6=?+-=a g mm （3）端面重合度：
()604.1cos /cos ==t a a a a m g πβε，其中b 为零。
2.3.3齿轮强度计算
以a-c 传动太阳轮校核过程为例。 （1）确定计算负荷 名义转矩：T=1.315Nm 名义圆周力：N d T F t 056.7336
315
.120002000=?==
（2）应力循环次数
t n n N p H a 60=
式中： H
a n -----太阳轮相对于行星架的转速：1000－1000?3.35=701.5（r/min ）
t-----寿命期间总运转时间：15年×320d ?年×8h ?d=-38400h 。
所以,91085.460?==t n n N p H
a
（3）接触强度计算 A ﹑使用系数a K
根据对机器使用负荷的分析，取a K =1.85。 B 、先计算传动精度系数：
32.0ln 852.2ln 5048.0++-=pt n f m C
式中： pt f -----单个齿距极限偏差，取为7.0。 所以：50608.4<=C ，因此： v K =1.1。 C 、齿向载荷分布系数βH K 、βF K 。 先计算结构尺寸系数：
2
14
12
13.03.0???
?
????????
??
?+-????
??'+'=d b d d d ls K B sh
γ 式中：B ' -----太阳轮功率不分流，取为1；
K '-----齿轮结构系数，本结构中s 取为0（齿轮装在两支承的终点处）
则为K '为0.48； 所以，4823.0=γ
对于一般齿轮，m f sh μγ0111.0023.00== ()
m f b K K F f sh v A t sh μ0660.0/0== 受载接触良好时： 633.1ββf f F sh x += 式中：6βf 为m μ10，所以x f β为m μ088.9。
βββx F F x y =
式中：βx -----对于渗碳淬火刚，取85.0； 所以：725.7=y F β。
下面计算啮合刚度 ()c c a '+=25.075.0εγ （1） 式中： γc ----- 单对齿刚度βcos B R M sh C C C c c '='cos b （2） 其中： c '-----单对齿刚度理论值q
c 1
=
' 对于没有变位的齿轮，0623.025791
.015551.004723.0=++=b
a z z q 。 所以，()m mm N c μ?='052.16。
M C -----理论修正值，M C =0.8. R C -----轮坯结构系数，取为1。
B C -----基本齿廓系数，()[]n n fp B a m h C --????
????
????? ??
-
+=2002.012.15.01 其中，
25.1=n
fp m h ，所以975.0=B C 。
将各种数据代入式（2），算得()m mm N c μ?='/521.12。
所以根据式（1），算得()()m mm N c c a μεγ?='+=/193.1825.075.0。 因为:
121.0/2<=γ
βc F b
K K F y v A t ，所以875.6/2==
b
K K F c F K v A t Y H γββ。
令：()()()
156.0//1/2
2
=++=h b h b h b N （其中h 为齿高），
则有：()352.1==N
H F K K ββ D 、齿间载荷分布系数Ha K 、Fa K
已知切向力：181.929==βH v A t tH K K K F F ,0.201==βF v A t tF K K K F F 渗碳淬火刚的齿廓跑合量pb a f y 075.0=
其中：pb f -----基节极限偏差，m f pb μ7=。所以m f y pb a μ525.0075.0==。 下面求总重合度y ε;
已知端面重合度：()604.1cos /cos ==t a a a m g πβε 又因为纵向重合度：0sin ==
n
b m b πβ
ε 所以总重合度：2643.1<=y ε 因此：()781.14.09.02/=??
?
??
?
-+=
b F y f
c K tH a pb y y Ha ε
()554.54.09.02/=??
?
??
?
-+=
b F y f
c K tF a pb y y Fa ε
又因为：2
εγεεZ K a Ha >
ε
γεεY K a Fa
> 其中：886.3
4=-=
a
Z εε-----称为接触强度的重合度系数， 706.075
.025.0=+
=a
Y εε -----称为弯曲强度的重合度系数。
所以：274.12
==
εγεεZ K a Ha 416.1==ε
γεεY K a Fa
E 、计算节点处接触应力基本值μ
μσβε1
+=db F Z Z Z Z t E H HO
式中： H Z -----节点区域系数：
E Z -----弹性系数，对于本结构采用的刚，取189.8 βZ -----螺旋角系数： 1==ββcob Z
μ-----齿数比：667.036/24=
代入算得：2/38.1891
mm N db F Z Z Z Z t E H HO =+=μ
μσβ
ε
F 、计算接触应力Ha H v A HO D H K K K K Z βσσ=1 其中：当()121121tan 1212
11222
22>???
? ?
?---???? ?
?--=
z d d z d d a M a
b a b a t
π
επ时，2M Z D =
否则1=D Z 。
因为算得9145.02=M ，所以1=D Z 。
所以：MPa K K K K Z Ha H v A HO D H 535.7991==βσσ。 G 、许用接触应力
式中： Mpa H 1450lim =σ
NT Z -----寿命系数，因为910>a N ，所以1=NT Z 。
()R V L Z Z Z -----润滑油膜系数，根据传动手册。选取为0.92。
W Z -----齿面工作硬化系数， 1=W Z
X Z X-----尺寸系数，000.10109.076.1=-=n X m Z （12 则：MPa S Z Z Z Z Z Z H X W R V L NT H HP 9.896lim lim == σσ 。 H 、接触强度的计算安全系数H S : 68.1lim lim H X W V L NT H H S Z Z Z Z Z S σ= 4）弯曲强度计算 A 、系数85.1=A K ，1.1=V K ，352.1=βF K ，416.1=Fa K B 、齿根应力的基本值βεσY Y Y Y bm F Sa Fa n t FO = 式中：已经算得 706.0=εY ；1120 1=-=β εβ βY Fa Y -----齿形系数，查阅资料得49.2=Fa Y Sa Y -----应力修正系数，查阅资料得65.1=Sa Y 所以MPa Y Y Y Y bm F Sa Fa n t FO 476.8== βεσ。 C 、计算齿根应力MPa K K K K V A FO F 021.33==βεσσ D 、许用齿根应力X RrelT relT F NT ST F FP Y Y Y S Y Y δσσlim lim = 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： 汽车电子液压制动系统 自汽车诞生以来,车辆制动系统在汽车的安全方面就一直扮演着至关重要的角色。传统汽车制动系统主要由制动踏板、真空助力器、总泵(主缸) 、分泵(轮缸) 、制动鼓(或制动盘) 及管路等构成。随着机电技术的发展,目前出现了称为“电子液压制动系统”的新技术,已经应用在中高级轿车上 EHB系统主要由制动踏板单元、电子控制单元(ECU)、液压控制单元(HCU)以及一系列的传感器组成。 1．制动踏板单元 包括踏板感觉模拟器、踏板力传感器或／和踏板行程传感器以及制动踏板。踏板感觉模拟器是EHB系统的重要组成部分，为驾驶员提供与传统制动系统相似的踏板感觉(踏板反力和踏板行程)，使其能够按照自己的习惯和经验进行制动操作。踏板传感器用于监测驾驶员的操纵意图，一般采用踏板行程传感器，采用踏板力传感器的较少，也有二者同时应用，以提供冗余传感器且可用于故障诊断。图3为大陆特威斯生产 电子制动踏板单元。 2．液压控制单元(HCU) 制动压力调节装置用于实现车轮增减压操作，图4为大陆特威斯带ECU的EHB的液压控制单元(HCU)。 HCU中一般包括如下几个部分： 独立于制动踏板的液压控制系统一该系统带有由电机、泵和高压蓄能器组成的供能系统，经制动管路和方向控制阀与制动轮缸相连，控制制动液流入／流出制动轮缸，从而实现制动压力控制。 人力驱动的应急制动系统一当伺服系统出现严重故障时，制动液由人力驱动的主缸进入制动轮缸，保证最基本的制动力使车辆减速停车。 平衡阀一同轴的两个制动轮缸之间设置有平衡阀，除需对车轮进行独立制动控制的工况之外，平衡阀均处于断电开启状态，以保证同轴两侧车轮制动力的平衡。 3．传感器 包括轮速传感器、压力传感器和温度传感器，用于监测车轮运动状态、轮缸压力的反馈控制以及不同温度范围的修正控制等。 图5所示为博世公司发布的一种关于EHB系统的专利，系统带有踏板感觉模拟装置，一套采用液压伺服控制的行车制动系统和一套人力操纵的应急制动系统，其中，液压伺服系统控制四个车轮的压力，而人力应急制动系统只能控制两个前轮。系统共有14个电磁阀，均为二位二通阀。 正常的行车制动中，当制动灯开关被触发时，电控单元判定制动发生，由踏板行程传感器感知驾驶员制动意图，进而通电关闭隔离阀，在人力作用下从制动主缸输出的制动液进入踏板感觉模拟 EHB 的结构和工作原理 电子液压制动系统( Elect ro2Hydraulic BrakeSystem ,简称EHB) 是在 重型货车制动系统设计 重型货车制动系统设计 摘要 汽车作为陆地上的现代重要交通工具，由许多保证其性能的大部件，即所谓“总成”组成，制动系就是其中一个重要的总成，它直接影响汽车的安全性。随着高速公路的快速发展和车流密度的日益增大，交通事故也不断增加。据有关资料介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏还直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。制动系统既可以使行驶中的汽车减速，又可保证停车后的汽车能驻留原地不动。由此可见，汽车制动系统对于汽车行驶的安全性，停车的可靠性和运输经济效益起着重要的保证作用。 当今，随着高速公路网的不断扩展、汽车车速的提高以及车流密度的增大，对汽车制动系的工作可靠性要求显得日益重要。只有制动性能良好和制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。由此可见，制动系是汽车非常重要的组成部分，从而对汽车制动系的机构分析与设计计算也就显得非常重要了。 本论文是设计东风重型货车的制动系统，采用的是气压驱动机构的凸轮式鼓式制动器。为了安全考虑制动系统的气压回路采用双回路。 关键词：气压制动；制动性；重型货车；传动装置； 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 relia 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.bility requirements Keywords: air brake; Brake; Heavy trucks; Transmission device; 汽车电子机械制动系统关键技术及前景分析 发表时间：2019-12-16T13:28:47.857Z 来源：《工程管理前沿》2019年第21期作者：李少驰赵莲莲张洪亮[导读] 在研发汽车的过程中，人们最常关注到的问题便是安全问题，我国如今现代化的汽车制动技术已经有了一个新的发展摘要：在研发汽车的过程中，人们最常关注到的问题便是安全问题，我国如今现代化的汽车制动技术已经有了一个新的发展，由原来的传统液压技术变成了电子机械制动技术。在很大程度上对汽车在行驶中的安全系数，进行了提升，从而对人们的安全行驶进行了保护，所以在本篇文章中，主要研究分析的是汽车电子机械制动技术的关键技术。 关键词：汽车；电子机械；制动；关键技术；分析 一、汽车制动系统发展现状分析 1.1汽车制动系统可靠性低 汽车的更新速度极快，每年都会有许多款式的新车推出，但是车辆生产的过程中却存在汽车制动系统质量偏低的问题。汽车制动系统实际成果与去设计的理念有偏差，并且车辆检测、日常汽车维修保养、制动系统选材方面的问题导致汽车制动系统可靠性较低。 1.2 汽车在减压中时常紧急制动 我们行走在路上不难看到有人开快车，开斗气车，这都是相当危险的，在车辆发生需要紧急停车时，驾驶人会立马减速，在此过程中如果车辆紧急急阀存在隐患，会严重影响到汽车的制动效果，并危害到使用人的生命，所以在车辆保养中要对急阀进行细致检查，出现隐患问题应及时修理。 1.3 汽车在制动缓解时发生不能缓解现象 在车辆行驶途中，常用制动缓解时不能发生缓解现象，就是制动机缓解时，制动缸活塞杆不能缩回，导致汽车在制动后不能解除制动的状态。其实很多人只是会开车而不懂车，所以相对比较专业的知识我们应该自行了解一下，也应当重视起来，避免发生隐患行驶。 二、汽车电子机械制动系统的设计 2.1工作原理 就设计原理来讲，汽车电子制动系统的原理可以简单理解为：车辆在途中的行驶过程中会发生需要紧急停车的情况时，驾驶员需要通过踩压的形式将停车的信号传送给制动踏板，在操作脚压踏板制动的过程中，会将信息传送到电子制动系统中，实现有效的速度调节，从而达到停车的目的。为了方便利用减速增加距离改变转速信号，应将电机轴转动调节信号传送到传动机构，在保证可以直接制动的条件下变化为制动力，这个过程在汽车电子机械系统中的速度仅需0.1秒的时间，减少了时间就减少了车祸的发生率，可以说电子机械系统的设计相当有价值。 2.2制动控制系统设计 制动控制系统可实现对系统的精确控制，通过准确的速度调节，实现减少制动距离、提高制动效果的目标。在控制系统中，电流环发挥转速调节功能，基于电流环的电流信号传输，实现系统的精准化控制，提高其制动效果。在系统设计中，需将制动压力超调5%，制动距离时间控制在0.1s以内，将制动距离超调控制2%。当系统电流处于饱和状态时，启动转速控制环，可应用电子机械消除制动间隙。控制系统设计目标在于保障系统控制的精确性，实现对制动距离、制动间隙、制动时间的准确控制，以精准性的控制方法，提高制动系统的安全性。 2.3系统机械的相关设计 电子机械制动器属于机械系统的主要执行机构，其自身是运用制动电机以及电磁离合器，还有减速齿轮和非自锁滚珠丝杆还有制动卡钳与刹车片和刹车盘等多个部分所构成。制动电机主要是使用驱动减速齿轮和减速齿轮去完成对同轴滚珠丝杆把转动的引导使其能够形成移动趋势，同时还能够使得活塞在推进的时候还能够影响刹车片的运动，刹车片在通过对刹车盘的挤压之后同时也会产生一定的夹紧力，这样的一种情况次啊能够对于车辆制动上的要求给予有效的满足，在制动电机把输出关闭的过程中，非自锁机构在受到刹车盘相反作用力的制约下则会反退，其可以形成夹紧力和卸载的目标。这样的一种情况下才能够令制动力获得有效的保持，本制动器运用的是一种电磁离合器，电磁离合器其中一部分是通过制动卡钳去完成所需要的固定，并且还有一部分是和电机输出轴去完成固定目标，在对电磁离合器去完成通电的过程中，电磁离合器断电就能够获得有效的释放。 2.4执行系统 一般情况下汽车电子机械制动系统主要是由三部分组成，即制动模块、转动模块以及无刷直流电机模块。其中电机驱动模块是组成无刷直流电机模块的重要部分，通过对数学模型的科学设计在一定程度上有助于站在动力学的角度上实现对系统的仿真，为此需要对其工作原理进行充分的了解，即选择无刷直流电动机，将减速装置设置在驱动行星齿轮上，在运动转换装置带动滚珠丝杠的方式下促使旋转运动能够朝着直线运动的方向进行转换，由此制动器会相应的产生一种制动力矩，并且在压力传感器的帮助下可以实现对制动盘制动压力的有效检测，以此将信号反馈出来，如图1。执行系统的具体设计流程：设计对象选择是目标车型的前轮制动器，在此基础上对其执行系统进行科学的设计，其中前轮轮缸的最大压强值为15MPa，活塞直径控制在48mm，同时为了保证制动盘与制动钳分离彻底，则需要初步确定系统制动的间隙为0.3mm，消除时间控制在0.1s，在此基础上对其他参数进行合理选用，以此实现对电子机械制动系统执行系统的科学设计。 三、电子机械制动系统的关键技术 3.1使用全电的制动系统会对电能量的要求更加严格 电子机械制动系统改变了原来机械制动系统，借助机械和液压的特点，在这个过程中使用了电能，但是从现在的发展情况来说，12V的车辆电气系统是没有办法促使电子机械制动系统正常发挥作用的，所以必须把12V的电压增加到42V的电压，在这个过程中还必须要解决，因为加压而带来的一些不安全的因素。 3.2改变了对于容错的要求 使用电子机械设备取消了液压元件，所以就没有了。后背的以及独立的执行系统虽然可以借助其他的技术来对容错系统的安全性进行提升，但是最重要的还是要进行后备系统的提升，用这种电子机械制动系统在不破坏原来原始系统的状况之下，容错程度会根据场合的变化而发生一定的改变，电子机械制动系统中的任何一个节点都能够支持容错。 汽车电子机械制动系统的分析王耀祖 发表时间：2019-07-08T11:44:25.213Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：王耀祖 [导读] 摘要：进入21世纪后，中国的自行车王国迎来了汽车的时代，在连续几年近乎井喷的发展中，就连和汽车相关联的行业都迅速的发展起来，汽车的发明不仅促进了社会的发展也为人们带来了生活上的便利。 （哈尔滨城林科技股份有限公司黑龙江哈尔滨 150000） 摘要：进入21世纪后，中国的自行车王国迎来了汽车的时代，在连续几年近乎井喷的发展中，就连和汽车相关联的行业都迅速的发展起来，汽车的发明不仅促进了社会的发展也为人们带来了生活上的便利。其中汽车电子机械制动是汽车行业进步的关键，所以要应更加完善汽车电子机械制动系统的设计，保障汽车安全的行驶，减少交通事故的发生。 关键词：电动汽车；制动系统；电子机械制动 引言 目前汽车行业进步发展的最为关键的标志就是电子机械化程度的进步，因而发展和完善汽车制动系统当中汽车电子机械制动系统的应用是关键。 1汽车制动系统发展现状分析 1.1汽车制动系统可靠性低 汽车的更新速度极快，每年都会有许多款式的新车推出，但是车辆生产的过程中却存在汽车制动系统质量偏低的问题。汽车制动系统实际成果与去设计的理念有偏差，并且车辆检测、日常汽车维修保养、制动系统选材方面的问题导致汽车制动系统可靠性较低。 1.2 汽车在减压中时常紧急制动 我们行走在路上不难看到有人开快车，开斗气车，这都是相当危险的，在车辆发生需要紧急停车时，驾驶人会立马减速，在此过程中如果车辆紧急急阀存在隐患，会严重影响到汽车的制动效果，并危害到使用人的生命，所以在车辆保养中要对急阀进行细致检查，出现隐患问题应及时修理。 1.3 汽车在制动缓解时发生不能缓解现象 在车辆行驶途中，常用制动缓解时不能发生缓解现象，就是制动机缓解时，制动缸活塞杆不能缩回，导致汽车在制动后不能解除制动的状态。其实很多人只是会开车而不懂车，所以相对比较专业的知识我们应该自行了解一下，也应当重视起来，避免发生隐患行驶。 2汽车电子机械制动系统关键技术 2.1防抱死制动系统设计 在汽车制动系统中，防抱死制动设备有效提高了制动系统的安全性与稳定性。将电子机械制动设备与防抱死设备连接，可有效增加其防抱死系统的反应速度，进而提高制动的效果。将防抱死系统与电子机械系统融合，防抱死系统将会实现轮胎附着系数的最大化，在短时间内使汽车停止运行，保障汽车不会突然抱死、翻车等。基于该系统设计，汽车耗油量也会减少，车辆的安全性能会得到有效提升。 2.2制动控制系统设计 制动控制系统可实现对系统的精确控制，通过准确的速度调节，实现减少制动距离、提高制动效果的目标。在控制系统中，电流环发挥转速调节功能，基于电流环的电流信号传输，实现系统的精准化控制，提高其制动效果。在系统设计中，需将制动压力超调5%，制动距离时间控制在0.1s以内，将制动距离超调控制2%。当系统电流处于饱和状态时，启动转速控制环，可应用电子机械消除制动间隙。控制系统设计目标在于保障系统控制的精确性，实现对制动距离、制动间隙、制动时间的准确控制，以精准性的控制方法，提高制动系统的安全性。 2.3电动汽车控制技术 电动汽车控制技术主要包括直流电动机的控制和三相交流电动机的控制。直流电动机包括直流串励电动机和直流他励电动机，直流串励电动机被推广应用于电动汽车上是因其软机械特性能强，它的换向方式是利用换向接触器来使励磁绕组电流的方向发生改变，调速方式则是合理运用励磁绕组电流，通过改变其的大小以达到可以控制电动机的转速的目的，这两种方式都可以很好地来进行对电动汽车的控制。直流串励电动机的主要特点是它的励磁线圈是与电枢线圈串联起来的；具有基本一致的励磁电流和电枢电流；只能反接制动，无平滑制动，一般只能进行滑行；不能进行再生制动；要想改变励磁电流方向达到换向的目的就必须安装换向接触器，通过在外围依靠控制器进行接线。直流他励电动机来进行调速大部分都是控制电动机的转速，而且对电动机的转速进行控制是需要改变电动机电枢的供电电压的。进行换向是通过控制器来直接达到控制电动机的正反转的效果。直流他励电动机的特点主要是不需要换向接触器和再生制动接触器，节约成本；具有再生制动和平滑制动；减少电机发热，保护电动机，延长使用时间；具有各自独立的励磁线圈和电枢线圈，有利于换向，而且电枢电流比励磁电流大。 三相交流异步电动机的变频调速技术被广泛应用于电动汽车上，变频调速一种通过使电动机定子电源的频率发生改变，以达到其同步转速也发生改变的调速方法，其性能优越，可以使得恒功率和横转矩进行调速，在电动汽车发展史上发挥了至关重要的作用。变频器大概分为两个种类，一类是交流—交流变频器，一类是交流—直流—交流变频器，相比较而言使用最多的是交流—直流—交流变频器，其特点主要是适用范围很广泛，可用于多种电动机；具有较高的效率，无任何多余的损耗出现；精度高，调速范围大；成本高，技术相对来说比较复杂，检验维修难度系数高。 2.4故障容错控制 故障容错控制可以在发生故障之前或者之后进行检测信息反馈，根据不同的情况作出不同的反应，从而采取相应的故障容错控制，在保障设备紧急情况下作出判断。汽车构造的过程中任何一个零件的疏忽都会带来人身安全的危害，在汽车电子制动系统的设计中，直流力矩电机和大量电子元件的搭配在制动的使用过程中将稳定性降低，所以要设置健全完善的信号干扰系统，设置故障容错控制，可以保障在汽车使用中，会根据驾驶人员的思想进行控制。 2.5提升车辆制动匹配与控制 电子机械制动系统作为一种新型制动方式，是将传统的液压手动制动管道用电线的方式取代，在汽车的空间小却零件完整的前提下，将结构紧凑尺寸小的制动系统合理进行安装是尤为重要的。汽车的构造是由需要的零件完成的，他们之间相互紧密的联系着又相互依附着 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 Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 分析重型汽车制动系统中的弹簧储能断气制动正式 版 分析重型汽车制动系统中的弹簧储能 断气制动正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 目前,在重型汽车制动系中，特别是在消防车抢险设备中，对于弹簧储能制动气室的应用也日益广泛, 汽车弹簧储能制动气室做为重型汽车制动系统中重要的动力装置，不仅可以提高汽车的制动效能，还可以简化重型汽车中制动系统的结构。以下本篇就来分析探讨重型汽车制动系统中的弹簧储能断气制动。 在我国重型汽车中普遍采用弹簧储能制动，采用这种方式的优点是安全、可靠，而且还兼有应急制动的功能，将其应用到消防车抢险中，可以更好提高消防工 作的效率。以下本篇就针对重型汽车制动系统中的实际应用问题，探讨其中弹簧储能断气制动的优缺点，以更好的措施来提高我国重型车辆的安全性。 气制动系统中储能弹簧制动气室简介 对于我国目前的重型汽车中，多采用储能弹簧制动气室气制动。储能弹簧制动气室中由主(充气)制动气室以及储能(放气)气室两部分组成，分别可用于行车制动以及驻车制动，并且二者还作用于同一个制动器上。其中的行车制动器是可直接用在驻车制动器中，而且储能弹簧还可以产生出较大的制动力，只需要把手制动阀设计成可控调节的输出压力，那么重型汽车的应急制动系统就可以与驻车制动系统结 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 重型货车制动系统设计 摘要 汽车作为陆地上的现代重要交通工具，由许多保证其性能的大部件，即所谓“总成”组成，制动系就是其中一个重要的总成，它直接影响汽车的安全性。随着高速公路的快速发展和车流密度的日益增大，交通事故也不断增加。据有关资料介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏还直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。制动系统既可以使行驶中的汽车减速，又可保证停车后的汽车能驻留原地不动。由此可见，汽车制动系统对于汽车行驶的安全性，停车的可靠性和运输经济效益起着重要的保证作用。 当今，随着高速公路网的不断扩展、汽车车速的提高以及车流密度的增大，对汽车制动系的工作可靠性要求显得日益重要。只有制动性能良好和制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。由此可见，制动系是汽车非常重要的组成部分，从而对汽车制动系的机构分析与设计计算也就显得非常重要了。 本论文是设计东风重型货车的制动系统，采用的是气压驱动机构的凸轮式鼓式制动器。为了安全考虑制动系统的气压回路采用双回路。 关键词：气压制动；制动性；重型货车；传动装置； 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 relia 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 brakin g system is a very important component of the vehicle, thus it’s very important to the analysis and design of brake system bodies.bility requirements Keywords: air brake; Brake; Heavy trucks; Transmission device; 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。 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 XXXXXXXX大学XXX学院 毕业论文 汽车制动系统设计 专业：汽车检测与维修 班级：汽车XXX班 学号： XXXXXXXXXX 姓名：张三 指导教师：李四 二0一五年十一月 摘要 汽车制动（俗称刹车），是汽车的主动安全系统，它从诞生至发展与汽车从诞生至发展是完全同步的。没有哪种汽车不是以良好的制动性能为保证来发展它优良的行驶性能。良好的制动性能是车辆安全行驶的重要保证。因为制动性能下降或失效而引发严重的交通事故，已成为突发性交通事故的主要原因之一。因而在汽车检测与维修中，制动系统的检测与维修显得尤其重要，我国公安部、交通运输部规定对汽车制动实行定期的强制检测与维护。 本毕业论文题目是汽车制动系统常见故障的诊断与分析，共分八章。主要从制动器与传动装置这两方面介绍了汽车制动系统常见的故障及诊断与分析，又在此基础上系统的介绍了ABS制动防抱死系统的常见故障以及汽车故障诊断的一些基本步骤和方法。由构造、工作原理、类型到故障的诊断与分析，一步步深入，具体而又形象。 本论文是在指导老师的指导下完成的，感谢指导老师给予的鼓励和帮助。通过本毕业论文，我对过去所学的知识又进一步的巩固和掌握，对汽车制动系统故障的诊断与分析又有了深入的了解，而且做到了理论与实践的相结合。 关键词 汽车制动；故障；诊断；分析 ABSTRACT Automobile brake (known as the brake), is the active safety system, car since its creation to development and bus from birth to development is completely in sync. No other car is not good for guarantee the brake to develop it good driving performance. Good braking performance is the important guarantee of safe driving vehicles. Because the braking performance decline or failure of a serious traffic accident caused by sudden accidents, has become one of the main reasons. Thus in automobile detection and maintenance, braking system testing and maintenance are especially important in the ministry of public security, traffic transportation, brake, the fixed provisions of the compulsory inspection and maintenance. The graduation thesis on automobile braking system of the common faults diagnosis and analysis, is divided into seven chapters. Mainly from the brakes and transmission device introduced this two respects of brake system and common fault diagnosis and analysis. Also on this basis, the introduction of the ABS braking system, anti-lock braking system fault diagnosis of common faults and the制动系统匹配设计计算分解
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