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南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 南 華 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(論文)綜述報告 題 目 輕型汽車底盤鼓式制動器設(shè)計 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 機械 072班 學(xué) 號 20079410211 學(xué)生姓名 李 確 2011年 5 月 29 日 1. 本設(shè)計（課題）研究的目的和意義 汽車的“行駛”、“轉(zhuǎn)彎”、“停車”3個最基本的機能之一的停車機能，是由制動裝置來完成的。我們希望輕輕的踩下制動踏板時，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，必須充分考慮制動系統(tǒng)的控制機構(gòu)和制動執(zhí)行機構(gòu)的各種性能。 制動系統(tǒng)是汽車的一個重要組成部分，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，制動系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%。可見，制動系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個系統(tǒng)。此外，制動系統(tǒng)的好壞還直接影響車輛的平均車速和車輛的運輸效率，也就是保證運輸經(jīng)濟效益的重要因素。 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)運輸業(yè)發(fā)展的要求。特別是在汽車制動系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計方面與汽車發(fā)達(dá)國家相比水平差距甚遠(yuǎn)，許多尖端技術(shù)問題對我們來說迄今還不太了解。所以對于研究設(shè)計制動器來說，在我國有著非常重要的影響。 2. 本設(shè)計（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，實施伺服控制和高精度控制。 在第一方面，ABS功能的擴充除ASR外，同時把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴展進(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)。制動器開發(fā)廠商還提出了未來將ABS/TCS和VDC與智能化運輸系統(tǒng)一體化運用的構(gòu)想。隨著電子控制傳動、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的效率；在制動過程中，通過輸入一個驅(qū)動命令給電子懸架系統(tǒng)，能防止車輛的俯仰。 在第二個方面，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)用在汽車的制動控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車制動中的所有問題。因此由ABS/ASR進(jìn)一步發(fā)展演變成電子控制制動系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要的方向。但是EBS要想在實際中應(yīng)用開來，并不是一個簡單的問題。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)公司在一輛實驗車上安裝了一種電—液(EH)制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動器的操作機理。通過采用4個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、ABS、牽引力控制、巡航控制制動干預(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)點是比標(biāo)準(zhǔn)制動器能更加有效地分配基本制動力，從而使制動距離縮短5%。一種完全無油液、完全的電路制動BBW(Brake.By.Wire)的開發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動裝置成為歷史。 3. 目前存在的主要問題 電子制動首先應(yīng)用到飛機上，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，各種問題會逐步得到解決，電制動系統(tǒng)最終會取代傳統(tǒng)的以液壓為主的制動控制系統(tǒng)以及電液復(fù)合制動系統(tǒng)。電制動或者線控制動(BBW)是未來制動系統(tǒng)發(fā)展的方向。電制動器和電制動控制單元、制動力模擬器是其重要組成部分，反饋制動力給制動踏板產(chǎn)生制動感覺。從結(jié)構(gòu)上，電制動具有其它傳統(tǒng)制動無法比擬的優(yōu)點： (1)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)質(zhì)量較傳統(tǒng)制動系統(tǒng)降低很多，從而減少了整車質(zhì)量； (2)制動響應(yīng)時間短，提高制動性能，縮短制動距離； (3)系統(tǒng)中不存在制動液，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。 對于大部分人來說，電制動系統(tǒng)是全新的制動系統(tǒng)，它為將來的智能化車輛提供了條件。基于現(xiàn)在的技術(shù)條件，要全面應(yīng)用電制動，還有很多問題需要面對： (1)驅(qū)動能源問題，采用電子制動需要較多的電能，一個盤式制動器峰值需要lkW的驅(qū)動能量，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，同時解決好高壓電的安全問題； (2)沒計制動系統(tǒng)時必須要考慮的是制動系統(tǒng)的失效問題，電制動不存在主動的備用制動系統(tǒng)，不論是ECU、傳感器、還是制動器本身、線束失效，都能使制動系統(tǒng)保證制動的基本性能，除了ECU可以采用冗余設(shè)計外，實現(xiàn)電制動的一個關(guān)鍵技術(shù)是相同失效時的信息交流協(xié)議如TTP/C等的研究應(yīng)用； (3)實現(xiàn)和汽車底盤其他控制系統(tǒng)的集成，仍有待研究； (4)采用電制動后整車質(zhì)量有所減少，但是非簧載質(zhì)量可能會有所增加，這是要注意的； (5)制動器在持續(xù)制動或高強度制動過程會產(chǎn)生高溫，這對電機和傳動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系統(tǒng)高，提高電制動系統(tǒng)的性價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)把一種電制動系統(tǒng)——測控一體化制動系統(tǒng)——安裝在奔馳乘用車上，它是一種功能強大的機電一體化的系統(tǒng)，在汽車運行中，系統(tǒng)感知制動踏板的動作，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，它可以根據(jù)制動踏板的加速度來識別駕駛員是否正在進(jìn)行緊急制動并做出迅速反應(yīng)，縮短制動距離，這種系統(tǒng)會增加駕駛者的安全感和舒適感，使停車過程平順?？梢灶A(yù)見不久的將來會有更多的電制動系統(tǒng)得到裝車應(yīng)用。 4. 本設(shè)計（課題）擬解決的關(guān)鍵問題和研究方法 根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計中采用了前輪采用雙領(lǐng)蹄式制動器，后輪采用領(lǐng)從蹄式制動器，駐車制動采用中央帶式制動器，緊急制動是駐車制動和行車制動相結(jié)合的制動方式。驅(qū)動形式采用加真空助力器的液壓驅(qū)動。 設(shè)計中制動系的每一部分的的設(shè)計均按照相關(guān)要求進(jìn)行，并且進(jìn)行了驗證和校核，在制動距離，制動減速度，制動器主要零部件的選取等等方面均滿足要求，達(dá)到了設(shè)計的預(yù)期要求。雖然本設(shè)計中在每一個單獨的設(shè)計部分滿足要求，但是汽車是一個相當(dāng)復(fù)雜的整體，在設(shè)計過程中對于汽車整個制動性能部分和其它部件的匹配或者影響考慮的不夠，所以難免對于汽車的制動性能這一塊有一定影響 本設(shè)計對制動器進(jìn)行了優(yōu)選，使它更適用。 5. 參考文獻(xiàn) 1. 迪特馬爾·鮑曼；漢尼爾·施密特；赫伯特·福勒特；弗里德爾·凱勒.鼓式制動裝置.中國專利:CN1386174，2002.12.18 2. 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).機械(CSIC.JB). 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