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1、電動車氣壓制動系統(tǒng) 2 / 44 閭9中女羯7大學(xué) SHAND0NGUNIVERS1TY OF TECHNOLOGY 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 電動汽車氣壓制動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院：交通與車輛工程學(xué)院 專 業(yè)： 交運(yùn)1202 學(xué)生姓名： 雷威 學(xué) 號： 12110202112 指導(dǎo)教師： 魯力群 2016年6月 電動車氣壓制動系統(tǒng) 摘要 制動系統(tǒng)是電動汽車的一個重要構(gòu)成部分，它的工作性能會影響電動汽車的 安全性。電動汽車制動系統(tǒng)是用以強(qiáng)制行駛中的電動汽車減速或泊車、使下坡行 駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的遇上電動汽車在原地

2、保持不動的機(jī)構(gòu)。 隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度提高的日趨增大，為了確保 行車安全，汽車制動系統(tǒng)的工作可靠性顯得非常重要。也只有制動效能良好、 制動系統(tǒng)運(yùn)行可靠的電動汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。 氣壓制動是最常見的制動系統(tǒng)，多用于中重型汽車。氣壓制動系統(tǒng)是發(fā)展 最早的一種動力制動系統(tǒng)。其供能裝置和傳動裝置全都是氣壓式的。其控制裝置 大多數(shù)是由制動踏板機(jī)構(gòu)和制動閥等氣壓控制元件組成。本文以榮威E50電動汽 車為研究對象，通過理論分析和計(jì)算對其氣壓制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，討論氣壓 制動系統(tǒng)在純電動汽車上的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：氣壓制動；制動性；電動汽車；制動裝置； 2 / 44

3、 電動車氣壓制動系統(tǒng) Abstract Electric vehicle braking system is an important part, it directly affects the safety of electric vehicles electric vehicle braking system is used to force the running of the electric vehicle to slow or stop, the downhill driving car speed remained stable and was not in electri

4、c vehicles in situ resides not actuating mechanism. With the rapid development of Expressway and increase the speed and traffic density increasing day by day, in order to guarantee the traffic safety, vehicle braking system working reliability becomes more and more importannt. Only the braking effic

5、iency, good brake system work reliable electric vehicle, in order to give full play to its dynamic performance. The barometric brake system is the most familiar power servo brake system. The baiometric brake system is the first development of a dynamic braking system. Its energy supply all equipmen

6、t and gear-type pressure Most of the control device is a brake pedal and the brake and other institutions formed the original. In this paper, the application of Roewe E50 electric car, Through theoretical analysis and calculation of the structure of its air brake system design, discussion of air bra

7、ke system on pure electric vehicles. Key words: barometric brake syste;rake performance; Electric vehicle; Brake rigging 電動車氣壓制動系統(tǒng) 目錄 摘要 I Abstract I I 目錄 111 第一章緒論 1 1.1 課題背景與意義 1 1.1.1 電動:氣車歷史 1 1.1.2 我國電動車行業(yè)現(xiàn)狀 2 1.1.3 電動5氣車發(fā)展前景 3 1.2 制動系統(tǒng)的作用 4 1.3 氣壓制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 5 1.4 本文研究內(nèi)容 5 第二章制動系

8、的總體設(shè)計(jì) 6 2.1 制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 6 2.2 制動系的參數(shù)選擇 6 2.3 前后軸制動力分配系數(shù)與同步附著系數(shù)的確定 7 2.3.1 確定同步附著系數(shù) 7 2.3.2 確定前后軸制動力矩分配系數(shù)P 9 2.4 本章小結(jié) 9 第三章制動器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 10 3.1 制動器制動力矩的確定 10 3.2 鼓式制動器的主要參數(shù) 11 3.2.1 確定制動鼓直徑D 11 3.2.2 摩擦襯片寬度b及包角 13 3.2.3 摩擦襯片初始角的選取 14 3.2.4 確定摩擦襯片的型號及摩擦系數(shù) 14 325摩擦襯塊內(nèi)徑R1與外徑R2 15 326摩擦襯塊工作面積A 1

9、5 3. 3制動器制動因數(shù)的計(jì)算 15 3.4制動鼓主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.4.1 摩擦材料 17 3.4.2 制動鼓 17 3.4.3 制動蹄 18 3.4.4 制動底板 19 345制動蹄的支承 19 3.4.6 凸輪式張開機(jī)構(gòu) 19 3.5本章小結(jié) 19 第四章氣壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 4.1氣壓制動系統(tǒng)工作原理 20 4.2制動氣室 21 4. 3儲氣罐 23 4. 4空氣壓縮機(jī) 26 4. 5制動管路的選擇 28 4. 6本章小結(jié) 28 第五章制動性分析 29 5.1 制動性的評價指標(biāo) 29 5.2 制動距離s 29 5.3 摩

10、擦襯片（襯塊）的磨損特性計(jì)算 31 5.4 本章小結(jié) 33 第六章總結(jié) 34 參考文獻(xiàn) 36 6 / 44 37 電動車氣壓制動系統(tǒng) 第一章緒論 1.1 課題背景與意義 當(dāng)今社會的重要交通工具是汽車，為人們提供了便捷、舒適的出行方式。但是傳 統(tǒng)燃油車在行駛過程中產(chǎn)生了大量的有害廢氣，并加劇了對不可再生資源資源 的依賴。在能源方面，目前全球汽車大約9.2億輛，并以每年3000萬輛的速率 增長，估計(jì)到2020年全球汽車將增加到112億輛，主要增幅來自發(fā)展中國家。 就整體而言，我國傳統(tǒng)能源汽車的研發(fā)水平、自主創(chuàng)新能力，與世界水平相 比仍有不小差距。但在新能

11、源汽車方面，我國并不落后。進(jìn)入新世紀(jì)以來，以 汽車動力電氣化為主要特征的新能源電動汽車技術(shù)飛速發(fā)展。油電混合技術(shù)進(jìn) 入產(chǎn)業(yè)化，鋰電池技術(shù)取得重大突破，燃料電池技術(shù)不斷進(jìn)步。 我國目前每天有超過9億度低谷電，可供大約5000萬輛電動汽車充電。我國 鋰資源、稀土資源和鎂資源豐富，可為電動汽車關(guān)鍵部件提供原材料資源保障。 我國電動自行車、電動摩托車等輕型電動車已超過5000萬輛，在全球處于領(lǐng)先 地位，這為電動汽車產(chǎn)業(yè)化奠定了良好基礎(chǔ)。 人們對電動汽車的興趣不斷上升，主要有以下幾個原因： 1、電動汽車產(chǎn)生的污染比汽油動力車要少，因此從環(huán)保方面考慮，電動汽車是 汽油動力車的一種合適的替代方案。

12、2、任何有關(guān)混合動力車的新聞報道也會談?wù)摰诫妱悠嚒? 3、由燃料電池提供動力的車是電動汽車，而燃料電池現(xiàn)已在新聞中受到了廣泛 的關(guān)注。 4、汽油發(fā)動機(jī)正在逐步被電動馬達(dá)替換。 5、電動馬達(dá)從燃料電池獲取動力。 1.1.1 電動汽車歷史 電動汽車的歷史并不比內(nèi)燃機(jī)汽車短，它也是最古老的一種汽車，在一定 程度上要比Otto cycle engine還要早。Robert - Anderson從1832年開始， 通過7年時間研發(fā)出電動車。1835年，荷蘭教授Si brandus Stratingh設(shè)計(jì) 了一款小型電動車，他的助手克里斯托弗-貝克負(fù)責(zé)制造。然而更有使用價值， 更成功的電動車，T

13、homas - Davenport 和 Robert - Davidson 于 1842 年開發(fā)， 他們第一次使用了不可充電電池。 加斯東普蘭特在1865研發(fā)電池，Camille - Frey在1881對電池的改進(jìn)， 增加電池容量，為電動汽車的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。弗朗茨Kravogl于1867 年的巴黎世博會推出的一二輪驅(qū)動電動汽車是重大突破。法國和英國成為 第一批支持發(fā)展電動汽車的國家。1881年十一月，不古斯塔夫在巴黎舉辦的國 際電力博覽會上，通過三輪電動汽車的示范效應(yīng)成功的引起了世人的注意。 1885年起，直到1915年，電動汽車迎來了第一次黃金時期。這一期間，因 為車用內(nèi)燃機(jī)技術(shù)

14、相對于電動汽車還是比較落后，行駛距離短，工作不穩(wěn)定， 維修技術(shù)跟不上等許多方面不及電動車，所以電動車在這一時期被廣泛認(rèn)同。 1967 年 General Motors Corporation 與 Ford Motor Company 分別開發(fā)了 新式電動汽車。此后，General Motors Corporation利用自身的技術(shù)優(yōu)勢，迅 速建成了全球第一家電動汽車總裝廠，正式將電動汽車的量產(chǎn)化推向了世人的眼 中。Citroen、Peugeot也不甘落后，通過對電動汽車的自我理解與技術(shù)消化， 利用現(xiàn)有車輛經(jīng)過改造也擁有了一批自主產(chǎn)權(quán)的電動汽車。以此為契機(jī)，全球掀 起了電動車熱潮。 自180

15、0年以來，電動車方面的技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，國內(nèi)外電動車的研發(fā)有了質(zhì) 的飛躍，其中最為關(guān)鍵的突破就在蓄電池上。氫鍥電池、鐵電池、鋰離子和鋰聚 合物電池在電動車上應(yīng)用徹底改變了人們對鉛酸蓄電池的依賴，這些新型電池有 效地改善了蓄電池的容量，使得汽車擁有足夠的動力和續(xù)航能力，而成本的下 降也讓現(xiàn)代電動車逐漸成型并量產(chǎn)。 1.1.2 我國電動車行業(yè)現(xiàn)狀 汽車如今己經(jīng)成為了人們生活中的必需品，無論是工作上班，還是外出游 玩，都需要一輛汽車來給我們帶來舒適與便捷。在我國，這種情況更加顯著，經(jīng) 過了 50多年的發(fā)展，我國的汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)比較成熟，然而在某些方面，對比國 外的發(fā)展水平還是有一定差距。在加入WTO之

16、后，我們曾經(jīng)一度認(rèn)為國內(nèi)的汽 車行業(yè)會被國外沖擊，但是事實(shí)上，在加入WTO的第一年，進(jìn)口汽車所占據(jù)的 市場不到4%,這無疑是個巨大的喜訊。在這個前提下，國內(nèi)的各個汽車廠商大 力加快生產(chǎn)，我國如今已經(jīng)是繼美國，日本之后的全球第三大汽車大國。就目前 國內(nèi)電動汽車的發(fā)展情況，我覺得我們在未來應(yīng)該集中做到以下幾點(diǎn)： 1.增強(qiáng)企業(yè)與高校，企業(yè)與相關(guān)研究所的合作，提高研發(fā)能力。 2.加快汽車產(chǎn)業(yè)集群化建設(shè)。 2 / 44 電動車氣壓制動系統(tǒng) 3 .扶持龍頭企業(yè)，充分發(fā)揮龍頭企業(yè)的帶動效應(yīng)。 4 .加強(qiáng)創(chuàng)新與國際市場的開拓。 1.1.3電動汽車發(fā)展前景 近年來，由于石油資源匱竭，大氣

17、污染，全球變暖等事件，使得人們越來越 擔(dān)心環(huán)境惡化所帶來的不良后果。根據(jù)相關(guān)資料的表述，當(dāng)今世界石油產(chǎn)量的 30%左右都被汽車消耗，在2015年，世界石油產(chǎn)量突破39億噸，這對全球的大 氣所產(chǎn)生的污染是不能忽略的。在世界范圍內(nèi)各地對城市的大氣狀況檢測也日 趨完善，汽車尾氣成為了城市大氣污染的主要污染源。在這些大氣污染中，CO,, 一 NO, SO),粉塵,微粒，都是城市大氣污染的元兇。然而在汽車數(shù)量較少的城市 和農(nóng)村，空氣質(zhì)量往往要優(yōu)于汽車數(shù)量多的大城市。 因此在大家使用汽車的同時:城市的環(huán)境也在逐漸變差，汽車數(shù)量的增加也 給環(huán)境帶來了巨大的壓力。我國已經(jīng)意識到這種危險局面不能持續(xù)下去，所以

18、決 定全力支持電動汽車的發(fā)展，同時提出“低碳，環(huán)?！钡目谔?，目的就是避免 環(huán)境加劇惡化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 當(dāng)人們苦思冥想如何改變環(huán)境惡化的局面時，電動汽車逐步走進(jìn)公眾視野， 低碳，環(huán)保，清潔，高效，這些都是燃油汽車所不能比擬的。 當(dāng)然，電動汽車的缺點(diǎn)也很明顯： 1 .電池的壽命短并且更換的費(fèi)用非常高。 2 .電動汽車所攜帶的電池使得空載情況下也比燃油車重。 3 .單次充電行駛里程短。 4 .無法像燃油車加油那樣充電方便。 從上述缺點(diǎn)可以看出，限制電動車發(fā)展的主要問題集中在電池和續(xù)航能力 上。燃油車能夠走到今天也是經(jīng)歷了很多技術(shù)上的難題，只要解決這些問題，突 破這個瓶頸，電動汽車的

19、發(fā)展才能走向一個新的高度。 在我國，因?yàn)槭唾Y源不是很豐富，發(fā)展電動汽車變得尤為重要。在我國的 經(jīng)濟(jì)發(fā)的展過程中，石油消耗所帶來的巨大負(fù)面影響不能忽視，因此，我國迫切 的需要研發(fā)出高效節(jié)能的電動汽車來緩解這一壓力，為經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定良 好的基礎(chǔ)。再者就是我國有較強(qiáng)的科研能力，這方面的儲備知識也不弱，國內(nèi)目 前有大量的研究所和高校都在這個領(lǐng)域攻堅(jiān)克難，這使得我們在這個行業(yè)有較大 的話語權(quán)。這些年來，國內(nèi)越來越多的汽車生產(chǎn)商進(jìn)入電動汽車生產(chǎn)這個行業(yè)， 3 / 44 電動車氣壓制動系統(tǒng) 榮威，申沃，吉利，江淮，宇通，長安等很多廠商都擁有自己的電動汽車型號并 量產(chǎn)進(jìn)入市場。 顯而

20、易見，電動汽車越來越被公眾接受，這進(jìn)而刺激了各個汽車生產(chǎn)廠商對 這一領(lǐng)域的介入，一系列的連鎖效應(yīng)使得電動汽車的發(fā)展進(jìn)入了一個高速發(fā)展時 期，抓住機(jī)遇，深入研究電動汽車的核心技術(shù)，是領(lǐng)先于國際的唯一途徑。 1.2制動系統(tǒng)的作用 現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍的就是汽車，它被公眾認(rèn)為是最方便的交 通設(shè)施。汽車制動系統(tǒng)是汽車底盤的重要系統(tǒng)。它是一種裝置，它可以使汽車停 止移動，并保持靜止。制動器作為最重要的安全件，它能夠直接制約汽車的運(yùn)動 使其進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)。汽車制動性能與汽車行駛安全性有關(guān)，其重要性是顯而易見 的。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，擁有私家車的人也越來越多，公路上的車流量也在成 比例增長，這種

21、情況下對汽車的安全性和可靠性也相應(yīng)變高，為確保人身和車輛 的安全，汽車必須具備相當(dāng)可靠的制動系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主題就是設(shè)計(jì)一套 能夠用于電動汽車的氣壓制動系統(tǒng)。 通過查閱相關(guān)的資料，運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，確定榮威E50制動系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這套系統(tǒng)應(yīng)該達(dá)到以下幾點(diǎn)要求: 1 .制動效能能夠滿足汽車的需要并且不礙于汽車行駛安全性； 2 .制動管路選擇X型回路以確保系統(tǒng)工作的可靠性； 3 .設(shè)計(jì)電控裝置防止空壓機(jī)負(fù)載啟動； 4 .在進(jìn)行材料選擇時，使用對人體無害的材料。 一個優(yōu)秀的駕駛員在操作汽車行進(jìn)過程中會不斷地使用制動裝置來實(shí)現(xiàn)車輛的 制動控制

22、，所以說車輛在制動方面的好壞程度將直接影響到駕駛員及乘員的健康 和交通質(zhì)量，因此車輛的制動性是評價一輛車好壞的重要因素。出于種種考慮在 設(shè)計(jì)生產(chǎn)車輛時汽車的制動性一直擺在一個十分突出的位置。在車輛制動過程中 我們都知道有一個反向作用力，其實(shí)這個過程是車?yán)酥苿訒r收到一個與開始制動 時反向的力，優(yōu)秀的，相應(yīng)的汽車有一個與行駛方向相反加速度，這樣讓汽車的 速度不再和以前一樣快速最終停止，由此來看，汽車制動過程是一個十分復(fù)雜的 過程，所以世界上任何一種汽車的生產(chǎn)設(shè)計(jì)定型都會分析制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì) 算。正是由于汽車制動過程十分復(fù)雜,所以在現(xiàn)實(shí)生活中只能通過建立簡化模型 來分析，我們評價汽車的制動性主要有

23、下列三個方面： 1）制動效能：即制動距離與制動減速度； 2）制動效能的恒定性:即抗熱衰退性； 3）制動時汽車的方向穩(wěn)定性； 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，評價一輛汽車的制動性好壞就需要我們來進(jìn)行道路 實(shí)驗(yàn)。在道路實(shí)驗(yàn)上我們一般需要測定一下幾個參數(shù)一是測定冷制動以及高溫下 汽車的制動距離，二是制動減速度，三是制動時間。還有就是一個比較重要的方 面就是要測定在轉(zhuǎn)彎與變更車道時汽車制動的方向穩(wěn)定性。道路實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谝欢ǔ?度上反映汽車制動性能的好壞，但是由于基礎(chǔ)條件要求太高，所以很多車企經(jīng)常 是使用一些室內(nèi)試驗(yàn)裝置用來測試汽車的制動裝置的詳細(xì)參數(shù)，來查看汽車的制 動性好壞。我國現(xiàn)今室內(nèi)試驗(yàn)裝置主要有

24、兩種，一種是平板式，另一種是滾筒式， 在上述的兩種方式中都是通過一種間接的方式來實(shí)現(xiàn)對汽車制動裝置的測評。 1.3 氣壓制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 在最早對動力制動系統(tǒng)的研究上，氣壓制動系統(tǒng)是一個主要的方面。為何叫做氣 壓制動呢？就是因?yàn)槠鋫鬏斞b置和其能量供給方面是啟動式的。因?yàn)槭亲钤绲膭?力制動系統(tǒng)，以及其他原因使得在制動系統(tǒng)上氣壓制動成為了主要的方式。氣壓 制動的優(yōu)點(diǎn)是在制動過程中以獲得較大的制動力，且主車輛與被拖的掛車以及汽 車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單，正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)在某些重型貨 車等上被廣泛的運(yùn)用。但是氣壓制動系統(tǒng)不全是優(yōu)點(diǎn)，其也有不少的缺點(diǎn)主要有 整個制動系統(tǒng)因氣壓制動系統(tǒng)

25、組成復(fù)雜而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，制造價格高昂，還 有就是因?yàn)闅鈮褐苿酉到y(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在其管路中氣體壓力的出現(xiàn)和消失都較慢有 一定的延遲，為了克服這個缺點(diǎn)，我們在現(xiàn)有條件下一般加設(shè)氣動的第二級控制 元件——繼動閥和快放閥氣壓。因?yàn)闅鈮褐苿酉到y(tǒng)的種種不足，使得在工作時出 現(xiàn)氣體壓力的管路壓力達(dá)不到要求，從而我們只能將其在制動器之外合適處安放, 再通過凸輪式張開機(jī)構(gòu)或楔塊式張開機(jī)構(gòu)帶動制動蹄,使非簧載質(zhì)量變大。汽車 上動力制動系統(tǒng)發(fā)展迅速，尤其是轎車氣壓制動系統(tǒng)更是發(fā)展快速，但并不像載 貨車上那樣運(yùn)用成熟，所以這次我的研究主要是針對轎車來說的。因此這次的畢 業(yè)設(shè)計(jì)是一次大膽的嘗試，討論方案的可行性，其中不

26、足還需日后改進(jìn)。 1.4 本文研究內(nèi)容 運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識，設(shè)計(jì)一套能應(yīng)用于電動汽車的氣壓制動系統(tǒng)，并通 過計(jì)算確定相關(guān)部件的型號，繪制氣壓制動系統(tǒng)簡圖。 第二章制動系的總體設(shè)計(jì) 2.1 制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 1）能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。 2）具有足夠的制動效能。。 3）工作可靠。 4）制動效能的水穩(wěn)定性好。。 5）制動時的方向穩(wěn)定性好。 6）制動效能的熱穩(wěn)定性好。 7要盡可能地縮短作用滯后的時間。 8）制動時不應(yīng)產(chǎn)生振動和噪聲。 9）與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動干涉。 10）制動系統(tǒng)中應(yīng)該用電子報警或指示燈，在出現(xiàn)故障的時候，方便駕駛員 及時發(fā)現(xiàn)并排除。 11

27、）制動系的機(jī)件應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，以及材料滿足環(huán)境部門的相關(guān)要求。 12）能全天候使用。 2.2 制動系的參數(shù)選擇 榮威E50電動汽車的主要參數(shù)如下表2-1 表2-1榮威E50電動汽車的主要參數(shù) 長x寬x高（mm） 3569x 1551x1540 軸 距（mm） 2305 前輪距（mm） 1324 后輪距（mm） 1292 整備質(zhì)量(kg) 1080 滿載質(zhì)量(kg) 1380 最高車速(km/h) 130 車輪工作半徑(mm) 380 質(zhì)心高度 空載(mm)： hg=480 滿載(mm)： hg= 710 2.3 前后軸制動力分

28、配系數(shù)與同步附著系數(shù)的確定 2.3.1 確定同步附著系數(shù)外 相當(dāng)一部分兩軸汽車的前、后制動器制動力之比為一固定值。前車輪制 動力與車輛的總制動力的比率是用來表示的比例的分布，這被稱為制動力分配系 數(shù)，并用符號夕表示，即 P = — (2-1) 式中，時——前制動器制動力； F，,——汽車總制動器制動力； 故 時="“，尸卬=(1-⑶乙 且 5 = -^— (2-2) 下圖給出了某載貨汽車的月線，同時也給出了該貨車空載和滿教時的I曲 線。 圖2—1載貨汽車的1曲線與。線 Figure 2-1 Truck I Curve and beta line 圖中夕線與I曲線(

29、滿載)相交于一點(diǎn)，在這個時候的附著系數(shù)值為%。 我們稱之為月線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)，也就是所謂的同步附著系數(shù)。同步 附著系數(shù)向我們傳達(dá)著這樣一個信息，前后制動器制動力為一恒定比值的汽車， 要想使前后車輪在制動的時候同時抱死，此時的附著系數(shù)必須是同步附著系數(shù)。 現(xiàn)在我們假定一汽車在同步附著系數(shù)路面上制動，此時前后輪在同一時間抱死， 則得 式中，L——汽車軸距； a——汽車質(zhì)心至后軸中心線的距離； b——汽車質(zhì)心至前軸中心線的距離； h0——汽車質(zhì)心高； (1)當(dāng)時，前輪先抱死，之后后輪抱死拖滑。這是一個穩(wěn)定的工作狀 況，但汽車是失去了制動能力時，附著力條件沒有充分利用。 (2)

30、當(dāng)>%時?，后輪先抱死，之后前輪抱死拖滑。在這種情況下，后軸是 不可能打滑，但是會出現(xiàn)側(cè)滑的情況，同樣屬于不穩(wěn)定的工作狀況，附著利用率 沒有利用充分。 (3)當(dāng)0 = %時?，汽車的前、后輪同時抱死拖滑。這種情況下，可以避免不 穩(wěn)定工況的出現(xiàn)。但是如果前轉(zhuǎn)向輪的制動力達(dá)到了最大值，同樣會出現(xiàn)汽車失 去轉(zhuǎn)向能力的情況。同之前兩種工況比較，這是利用附著條件最充分的。 根據(jù)上述分析表明，在汽車制動(前和后車輪在同一時間鎖定)同步粘附系 數(shù)的道路時，其制動減速度為d%t=qg = %,即q = %, q為制動強(qiáng)度。要想在 非同步附著系數(shù)的路面上制動時.，達(dá)到汽車的前、后輪同時抱死拖滑則需要滿足 “

31、<夕，這表明只有在同步附著系數(shù)的路面上，才會出現(xiàn)充分利用附著系數(shù)的情 況。根據(jù)相關(guān)資料查出取%二0.6 2.3.2 確定前后軸制動力矩分配系數(shù)B 根據(jù)公式， (2-4) p ――r- 得：P= (1. 804-0. 6*0. 71) /2. 305=0. 6 2.4 本章小結(jié) 在網(wǎng)上查找了關(guān)于榮威E5O電動汽車的一些參數(shù)，并對制動系的設(shè)計(jì)提了 相關(guān)基本要求。初步確定了同步系數(shù)％以及前后軸制動力矩分配系數(shù)。，為接下 來的計(jì)算奠定基礎(chǔ)。 第三章制動器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1制動器制動力矩的確定 前后軸最大附著力矩由輪胎與路面附著系數(shù)所決定： M.2max = 9 W - q%)%

32、 (3-1 ) 式中：。一一汽車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的最大附著系數(shù)； q——制動強(qiáng)度； 〃一一車輪有效半徑； “△max 后軸最大制動力矩； G——汽車滿載質(zhì)量； L——汽車軸距； 當(dāng)夕二％時，q = %, = 1,利用率最高。 汽車減速度為："%/ = % = %g =0- 6x 9. 8=5. 88, 即 q 二%， 附著系數(shù)利用率用，來表示，，可定義為 ="=幺 (3-2) G(p (p 式中 心——汽車總的地面制動力； G——汽車所受重力； 10 / 44 電動車氣壓制動系統(tǒng) 9——制動強(qiáng)度； 故后軸/*2max=X (1324-0.6 X

33、0.7 1)xO.7x38O = 1.4x1O6/V-mm 2 . 305 后輪的制動力矩為 14x10 =0.7x106N ? mm (3-3) 2 前軸 6/(1-0. 6)x1. 4x 106=2. 1X106 N ? mm A, 1 ??* <**^ [ J 111 <1A 1 一戶 前輪的制動力矩為 2. 1x1072=1. 05xl06 N ? mm (3-4) 3.2鼓式制動器的主要參數(shù) 3.2.1 確定制動鼓直徑D 輸入力尸。為一固定值時，因?yàn)橹苿恿貫橹苿恿εc制動鼓半徑的乘積，所 以隨著制動鼓直徑的增大，制動力矩也會同比例的增長。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記載,

34、 制動鼓內(nèi)徑與它的散熱能力也有很大的關(guān)系，但不是說制動鼓內(nèi)徑越大，散熱能 力就越好，因?yàn)橹苿庸牡闹睆揭艿狡渫鈧?cè)輪例內(nèi)徑的約束。制動鼓直徑增大的 同時，它會增加制動鼓的質(zhì)量，導(dǎo)致汽車質(zhì)量的提高，對汽車的乘坐舒適性有不 利影響。作為聯(lián)系比較緊密的制動鼓與輪軸I，它們之間的間隙也不是隨隨便便就 能決定的，考慮種種原因，在通常的情況下，該間隙應(yīng)該取值大于20mm。如果 這兩者的間隙小于20mm,不僅僅會導(dǎo)致制動鼓散熱能力下降，同時因?yàn)殚g隙過 小，輪棚的溫度會異常升高，在這種情況下，烤壞氣門芯，黏住內(nèi)胎都是比較危 險的。制動鼓的壁原應(yīng)符合剛度和熱用量的要求，以確保制動時的溫升在一定的 安全范圍內(nèi)，這就

35、需要制動鼓的壁厚取值合適。從金屬工藝的角度來考慮，小的 制動鼓直徑，在進(jìn)行加工的時候，精度容易提高，剛度相應(yīng)也比較大。通過以上 的分析，確定制動鼓的直徑主要從兩個方面來考慮，一就是間隙要求，二就是輪 輛的尺寸，在一般情況下，制動鼓直徑與輪輛直徑的比值的取值范圍如下： 表3-1 D/Dr的取值范圍 D/Dr 轎車 0. 64~0. 74 貨車 0. 700. 83 家用汽車輪箱外徑通常情況下要比制動鼓內(nèi)徑大125mmT50mm,然而重型汽 車的制動鼓內(nèi)徑則要求比輪輛外徑小80mm-100mm3與深槽輪輛相比，因?yàn)槠渲?央深陷部分的尺寸比輪輛名義直徑小得多，所以應(yīng)該注意其制

36、動鼓與輪輛之間的 間隙會一定程度的減小。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時，制動鼓內(nèi)徑的確定可以從輪輛直徑這方 面來考慮，具體數(shù)據(jù)如下表3-1： 表3-2制動鼓最大內(nèi)徑 Tablet . 3-2 The largest diameter brake drum 輪輛直徑/in 12 13 14 15 16 20 , 22.5 制動鼓最大內(nèi)徑/mm 轎車 180 200 240 260 一 — 貨車、客車 220 240 260 300 320 420 輪胎規(guī)格為175/60 R13 輪輔為13mm 查表得制動鼓內(nèi)徑M200mm D 尸 13 x 25.4

37、= 330mm 根據(jù)轎車D/2在0. 64~0. 74之間選取 取%, =0.7 16 / 44 D=23 Inun 3.2.2 摩擦襯片寬度b及包角p 制動鼓半徑R既定后，影響襯片的摩擦面積勺的變量只有兩個，一個 是摩擦襯片寬度b,另一個就是其包角/。根據(jù)勺=&方來看，制動蹄各蹄總的 摩擦面積Z4,對單位壓力的影響是相當(dāng)重要的，其值越大，力的作用就越分散, 單位壓力就能得到有效的緩解，這樣材料磨損就比較輕，磨損特性也大大增強(qiáng)。 單個車輪蹄式制動器的ZAp也不是不受任何變量的約束，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料記 載，其值與汽車的總重有正比例關(guān)系。具體數(shù)據(jù)如下表3-2 表3-

38、3摩擦襯片面積 Tablet . 3-3 Friction lining area 汽車類別 汽車總重力g%n 單個制動器的襯片摩擦面積A/j 轎車 9-15 100-200 15-25 200-300 10-15 100-200 15-25 150-250 貨車 25-35 250-400 35-70 300-650 70-120 550-1000 120-170 600-1500 制動蹄摩擦襯片的角度在夕二90。?120范圍內(nèi)選擇， 取夕二1000 根據(jù)車重，選擇一個單一的制動襯片區(qū)域范圍在200?300c〃?2

39、 取 A=30(W b/D=O. 18 b =0.18x231 = 41〃〃〃 3.2.3 摩擦襯片初始角的選取 根據(jù) 為=90?！?% )=90-(10072) =40 (3-5) 把張開力P作用線至制動器中心的距離記作a 根據(jù)a=O. 8R 得：a=O. 8X115. 5=92. 4mm 根據(jù)c=O. 8R 得：c=0. 8X115. 5=92. 4mm 3.2.4 確定摩擦襯片的型號及摩擦系數(shù)〃 摩擦襯片的選用不僅要求較高的摩擦系數(shù)，還需具有良好的熱穩(wěn)定性，受溫 度和壓力影響的影響不大。不能一味地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高摩擦 系數(shù)的穩(wěn)定性，同時提高制動器對

40、摩擦系數(shù)偏離正常值的容錯率這兩個方面對蹄 式制動器來說是相當(dāng)重要的。摩擦襯片的型號及性能如表3-3 表3-4內(nèi)張?zhí)闶街苿悠饕r片型號性能及用途 Tablet. 3-4 Shoe brake linings Model Properties and Applications 產(chǎn)品規(guī) 格 摩擦系數(shù) 硬度 (HBS) 適用范圍 SY-1107 0. 39-0. 45 20-50 主要用于轎車等輕負(fù)荷車 SY0204 0. 36-0. 42 20-50 主要用于中型載重汽車 SY-9002 0. 38-0. 43 20-50 主要用于重型載貨汽車  在假設(shè)的理

41、想條件下計(jì)算制動器的制動力矩，取40. 42使得計(jì)算結(jié)果接近 實(shí)際值。此外，在選擇摩擦材料時，還應(yīng)考慮盡量采用無污染和對人體無害的材 料。 所以綜合各方面因素來考慮，最終選定SY-1107規(guī)格，其中摩擦系數(shù)選取 〃二0. 42 3.2.5 摩擦襯塊內(nèi)徑R1與外徑R2 外徑R2和摩擦襯片的內(nèi)徑R1的比例不應(yīng)超過1.5。如果此比例偏大，在工 作時候，難免會因?yàn)槟Σ烈r塊外緣的圓周速度與內(nèi)緣圓周速度不同步，致使其磨 損不均勻，隨著磨損的加重，接觸面積將減少，日積月累使得制動力矩波動變大, 工作穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響。 3.2.6 摩擦襯塊工作面積A 根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果,選取A=300cm2 3

42、. 3制動器制動因數(shù)的計(jì)算 3.1.1 領(lǐng)蹄制動蹄因數(shù) 根據(jù)公式 (3-6) h/b=2; c/b=0. 8 得 =2x1———1=0. 79 11-0.3x0.8； 3.1.2 從蹄制動蹄因數(shù) 根據(jù)公式 (3-7) 得 BFT2=2x r 0.3 =0. 48 3.4 制動鼓主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鼓式制動器是最早形式的電動汽車制動器，當(dāng)盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它 已經(jīng)廣泛用干各類電動汽車上。鼓式制動器乂分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓 式制動器兩種結(jié)構(gòu)型式。制動鼓的結(jié)構(gòu)圖如下： L前制動蹄2.制動蹄回位彈簧3.摩擦襯

43、片4.滾輪5.凸輪6.制動蹄回位彈簧 7.后制動蹄8.支撐銷 圖3-1制動鼓的裝配圖 3.4.1 摩擦材料 根據(jù)前面的汁算結(jié)果，摩擦材料的基本要求： 1）摩擦系數(shù)高而穩(wěn)定。 2）耐磨性好。 3）有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的工藝性。 4）有一定的耐油、耐濕、抗腐蝕及抗膠合性能。 5）容許比壓力大及不傷制動輪。 6）制動時要求噪聲小，不產(chǎn)生對人體有害的氣體。 綜合以上的要求，本次設(shè)計(jì)采用的是模壓材料。 3.4.2 制動鼓 制動鼓最起碼應(yīng)該滿足兩點(diǎn)要求，其中在材料方面的要求就是，有良好的剛度以 滿足長時期的磨損；在物理性能方面的要求就是，大的比熱容防止制動鼓在制動 17 /

44、44 電動車氣壓制動系統(tǒng) 的時候溫升過大影響制動的安全性。還有一點(diǎn)就是，制動鼓的材料不宜與摩擦襯 片的材料差異性太大，最好的選擇就是兩者的材料能夠互相匹配。滿足以上要求, 不僅能確保其有較高的摩擦系數(shù)，同時也能使工作表面的磨損均勻。 制動鼓在工作載荷作用下會發(fā)生變形，從而使蹄與滾筒之間的壓力不均，從而導(dǎo) 致一個小踏板行程的損失。鼓筒受力變形后，它的圓柱體形狀難以保持，這是制 動器發(fā)生自鎖以及踏板震動的主要原因。為了杜絕這些現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)該提高制動 鼓的剛度。除此之外，鑄有整圈的加強(qiáng)肋條的鼓口，同時也常加鑄一些軸向肋條, 這些方式都可以增強(qiáng)其散熱能力。 關(guān)于如何確定制動鼓的壁厚，主

45、要是從兩個方面入手，一個是剛度，另一個是強(qiáng) 度。制動鼓壁厚的增加，對于其熱容量的增大是很有益處的。然而參考相關(guān)文獻(xiàn), 壁厚在之間波動的時候，摩擦表面的最高溫度變化倒不是特別的 明顯。一般制動鼓的壁厚的范圍如下表： 表3-5制動鼓壁原范圍 壁厚(mm) 轎車 7~12 中、重型教貨汽車 13-18 制動鼓在閉口的側(cè)外緣可開小孔，方便檢查制動器間隙。 本次設(shè)計(jì)采用的材料是HT20-40o 3.4.3 制動蹄 汽車、小型車和輕型卡車的剎車蹄片通常由鋼或鋼板焊接而成。制動蹄應(yīng)該 滿足兩點(diǎn)要求，第一點(diǎn)就是它的構(gòu)造尺寸應(yīng)該有益于剛度的增強(qiáng)；第二點(diǎn)就是它 的斷面形狀應(yīng)使制動蹄的剛

46、度得到相應(yīng)的增強(qiáng)。但是從材料力學(xué)的方向出發(fā)，制 動蹄的摩擦襯片與制動鼓之間的接觸壓力應(yīng)該盡量均勻，這主要是為了讓兩者之 間的摩擦均勻，降低汽車在制動時的噪音，這就需要在制動蹄的腹板上，開上一 到兩條的徑向槽，以此來縮小制動蹄的彎曲剛度。制動蹄腹板和翼緣的厚度如下 表： 表3-6制動蹄腹板厚度 厚度(mm) 轎車 3~5 貨車 5~8 兩蹄的材料采用HT200o 3.4.4 制動底板 制動底板是除制動鼓、制動部件在安裝時的基準(zhǔn)，應(yīng)保證安裝的各部分相對 位置是正確的。當(dāng)制動器工作時，制動器基片會受到制動力矩的反向作用，所以 良好的剛性可以保證工作的可靠性。如果制動底板的剛

47、度不夠，就會招致制動力 矩減小，踏板行程變大，最終導(dǎo)致襯片的磨損不均勻。作為小型汽車，本次設(shè)計(jì) 采用45號鋼。 3.4.5 制動蹄的支承 在進(jìn)行制動蹄支撐的選擇的時候，二自由度制動篩的支承是一個不錯的選 擇。首先它的構(gòu)造簡單，其次就是它能夠根據(jù)制動鼓的位置讓制動蹄自動找到自 己所在的位置。一個可調(diào)節(jié)位置的的支承，能夠確保制動蹄與制動鼓這兩者工作 表面同軸心。偏心支承箱或偏心輪可以實(shí)現(xiàn)這個目的。支承銷的材料采用經(jīng)過高 溫淬火的45鋼。支承材料為可鍛鑄鐵(KTH370-12)。 3.4.6 凸輪式張開機(jī)構(gòu) 凸輪式張開機(jī)構(gòu)的凸輪及其軸是由45號鋼模鍛成一體的毛坯制造，在機(jī)加 工后經(jīng)高頻淬火處

48、理。凸輪及其軸是由可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵的支架支撐，而支架 則用螺栓或鉀釘固定在制動底板上。為了提高機(jī)構(gòu)的傳動效率，制動時凸輪是經(jīng) 過滾輪推動制動蹄張開。滾輪由45號鋼制造并高頻淬火。 3.5 本章小結(jié) 本章的主要任務(wù)是根據(jù)E50電動汽車的相關(guān)參數(shù)，確定制動器的制動力。 然后根據(jù)制動器應(yīng)達(dá)到的目的，進(jìn)行相關(guān)的強(qiáng)度計(jì)算，確定制動器主要零部件的 結(jié)構(gòu)形式。最后進(jìn)行制動鼓，制動蹄，制動底板，制動盤等的材料選定。 19 / 44 電動車氣壓制動系統(tǒng) 第四章氣壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 氣壓制動系統(tǒng)工作原理 應(yīng)用于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛的氣壓制動系統(tǒng)與電動汽車的有著本質(zhì)的差 別。前者由內(nèi)

49、燃機(jī)提供能量，經(jīng)過帶傳動來驅(qū)動空氣壓縮機(jī)。所以，只要內(nèi)燃機(jī) 工作，就會帶動空壓機(jī)一直連續(xù)轉(zhuǎn)動。一般情況下，它只在壓力達(dá)到規(guī)定的最大 值（如0.8A〃h）時，觸發(fā)卸載閥，讓空壓機(jī)中的空氣排到大氣中。這種情況下 的空壓機(jī)并沒有停止運(yùn)轉(zhuǎn)。但是電動車能在這方面表現(xiàn)出優(yōu)勢，那就是電驅(qū)動的 空壓機(jī)可以進(jìn)行間斷工作。在某一個設(shè)定氣壓范圍內(nèi)，例如0.6MPa、0.8MPa,當(dāng) 氣壓低于0.6MPa時，空壓機(jī)通電工作；當(dāng)高于0.8MPa時，空壓機(jī)斷電停止。通 過這種電控切換，可以避免相當(dāng)一部分的空壓機(jī)的功率損失,這不僅節(jié)約了能源, 同時也減少了空壓機(jī)的磨損，理論上可以延長空壓機(jī)的使用壽命。但是在實(shí)現(xiàn)這 個過程的

50、時候，有一個問題是不得不解決的，那就是如何避免再次啟動的空壓機(jī) 負(fù)載啟動？這個問題不解決，減少空壓機(jī)的磨損，延長空壓機(jī)的使用壽命就是一 句笑談。因此在進(jìn)行了大量的文獻(xiàn)閱讀之后，我覺得可以設(shè)計(jì)一種保險裝置來解 決這個問題。通過電控控制的啟動卸載裝置來防止負(fù)載啟動。下圖為電動空壓機(jī) 啟動卸載裝置的工作原理圖： 蝴ma麴相 圖4-1電動空氣壓縮機(jī)啟動卸載裝置 20 / 44 電動車氣壓制動系統(tǒng) 工作原理：當(dāng)儲氣罐內(nèi)壓力未達(dá)到設(shè)定的壓力值時（例如小于0.6MP&）,二位三 通閥處于圖示位置，管路k與大氣相通，壓力開關(guān)處于閉合狀態(tài)，電機(jī)帶動空壓 機(jī)轉(zhuǎn)動，空氣壓縮機(jī)排出的空氣經(jīng)濕

51、罐、干燥器進(jìn)入儲氣罐。當(dāng)壓力達(dá)到二位三 通閥設(shè)定壓力值時（如0. 8MPa）,二位三通閥切換，使二位二通閥動作，空壓機(jī) 至單向閥的空氣通過二位二通閥排入大氣，同時，壓力開關(guān)斷開，空壓機(jī)停止供 氣，此時管路k中的壓強(qiáng)與儲氣罐中的壓強(qiáng)相等。當(dāng)儲氣罐氣壓降至二位三通閥 設(shè)定的滯回壓力值時（如0. 6MPa）,二位三通閥復(fù)位，管路k中壓力與大氣壓 相同，壓力開關(guān)閉合，空壓機(jī)重新工作。因此，管路k中空氣壓力在0.6?0.8MPa 與OMPa之間變化。k管內(nèi)壓力為0.6?0.8MPa時，電機(jī)斷電空壓機(jī)停止供氣。k 管內(nèi)壓力與大氣壓相同時，電機(jī)通電，空壓機(jī)重新工作。利用電控裝置，準(zhǔn)確 控制電動空壓機(jī)的工作時

52、機(jī)，在合理的時間內(nèi)啟動卸載裝置，防止電機(jī)啟動過載。 4.2 制動氣室 制動氣室分為膜片和活塞式兩種。膜片式與活塞式相比主要有以下優(yōu)點(diǎn): 1 .構(gòu)造簡單； 2,室壁的加工精度不高； 3 .行摩擦副； 4 .密封性好。 可是膜片式的缺點(diǎn)也是很明顯的，與活塞式相比它的容許程小，使用壽命較 短。 制動氣室輸出的推力Q作用在制動器的制動蹄上，因此，推力Q應(yīng)與蹄的張 力保持一致。兩者之間的具體關(guān)系可由下式表示 Q=^-（p1 +p2）= 7065N （4-1） 式中:a/2 Pi，“2對凸輪中心的力臂； h——Q力對凸輪軸線的力臂。 為了輸出推力7065N,則制動氣室的工作面積應(yīng)為

53、 (4-2) ,Q a(Pl + P2) 7065 … . A= —= -= = 78.5 cnT p 2hp 9x10 式中：P-制動氣室的工作壓力。 對于活塞式制動氣室： 24 / 44 式中:D——活塞或氣缸直徑。 (4-3) (4-4) c 2a (P1 + P2) D= \ 疝p 膜片的有效承壓面積可按下式近似地計(jì)算： A= —(D2+dD + d2) 12 =昔(1282 +100x128 + 1002) = 1 02.5 cm: 結(jié)合表4-1,根據(jù)電動汽車的質(zhì)量，初步選取的膜片式制動氣室的型號為16型,

54、此時 D= 128mm, d= 100mm 表4-1膜片式制動氣室的參數(shù) Tablet.4-1 Diaphragm brake chamber parameters 型號 D (mm) d (mm) d/D 沖壓殼體 壁 厚 (mm ) 卡箍壁 厚(mm) 推桿最大 行 程 (mm) 16 128 100 0.781 3.0 2.5 45 24 155 120 0刀5 3.0 2.5 57 30 176 133 0.756 3.0 3.0 60 據(jù)已求得尺寸a=35mm與h=328mm,制動氣室推桿行程為 (4-5)

55、 /二在 a 式中：A——行程儲備系數(shù)，其取值如表4-2 表4-2幾的取值 中間傳動機(jī)構(gòu)(種類) 2 剛性 1.21.4 帶摩擦副 2. 2~2. 4 這里取入二2.35,代入式: ..2h 2.35x2x328 4 布a?人詼 . l = A 一 二 =44<55nun 符合要求 a 35 制動氣室的工作容積V” Vs =kx2l = ^(D2 +dD + d2)l (4-6) =竽 x(1282 +100x128+1002)x 43.1 = 884＜加 公式中膜片式之所以用兩倍行程計(jì)算，是因?yàn)榭紤]到輸入氣壓很高，膜片產(chǎn) 生最大限度的變形，在進(jìn)行計(jì)算的的

56、時候應(yīng)該以極限值來考量，只有這樣才能保 證在工作的時候元件即使達(dá)到極限值也不會失去工作的可靠性。 4. 3儲氣罐 設(shè)儲氣罐容積為Vc,全部制動管路的總?cè)莘e為z匕，各制動氣室壓力 腔最大容積之和為ZK。通常Z匕大約是工匕的25%-50%o 工匕=(25% - 50%)工匕=1028cm 3 (4-7) 制動其工作前，儲氣罐與制動管路、制動氣室是不相通。制動室的壓力室的 容積為零，管路中的絕對壓力與大氣壓力相同。記儲氣罐中的相對壓力為p」 那么制動器工作前，系統(tǒng)中空氣的絕對壓力與容積的乘積之總和為： 電動車氣壓制動系統(tǒng) v = （Pc + Po ）匕 + Po XX （4-8）

57、制動器完全工作時，儲氣罐中的壓縮空氣迅速擴(kuò)散到制動管路中，再經(jīng)過制 動閥，最終到達(dá)制動氣室，至此之后，管路以及氣室中的氣壓與制動閥的最大工 作壓力相等，制動閥動作，切斷儲氣罐與制動氣室的聯(lián)通。在這種情況下，制動 氣室壓力腔容積達(dá)到最大值工匕，空壓機(jī)停止工作后，儲氣罐中的相對壓力再次 回到P,。此時上述系統(tǒng)中的空氣絕對壓力與容積的乘積得總和為 （2>3 + PoM + （工匕 + ZK）（Pma「P。） （ 4一9） 假設(shè)系統(tǒng)中空氣的膨脹過程是等溫過程，則 即 他 + Po）匕 + Po EV, =（P:+P。M +（Z匕 + ZK）（Pmax + Po） 因此在空氣壓縮機(jī)停止J：作的

58、時候，完成一次完全制動后的儲氣罐壓力將為 2 D -（Z匕 +Z，）（Pmax + Po）— %Z匕 C IC IC y 與調(diào)壓器調(diào)定的儲氣罐氣壓相比，壓力降不應(yīng)超過0. 03 MPa.在進(jìn)行 設(shè)計(jì)的時候通常取儲氣罐的總?cè)莘e為： Vc= （20-40） E Vs=38580cnr （4-10） 設(shè)計(jì)時還應(yīng)周全地顧慮到空氣壓縮機(jī)有停止工作的情況，這個時候可以求得儲氣 罐中氣壓由最大值降至最小安全壓力前的連續(xù)制動次數(shù)n為 (4-11) 愴(少比) 品min XV+ZV 愴(1+-^^) 式中：Pcmin一一儲氣罐內(nèi)空氣的最高絕對壓力和最低絕對壓力。 25 / 44 電

59、動車氣壓制動系統(tǒng) 一般要求n=8-12次 儲氣罐的直徑在通常情況下要比壁厚大得多，在某種程度上來講，儲氣罐其 實(shí)是一薄壁結(jié)構(gòu)物件，因此在進(jìn)行壁厚強(qiáng)度計(jì)算的時候，應(yīng)按薄壁圓筒的模型進(jìn) 行分析計(jì)算。 如圖4-2所示，在儲氣罐壁上任取一單元體進(jìn)行分析，其水平側(cè)面作用著拉應(yīng)力 %,垂直側(cè)面作用著拉應(yīng)力外。單元體的外表面為自由表面，內(nèi)表面為圓筒壁, 作用著內(nèi)壓Pc。根據(jù)材料力學(xué)的公式，可求出： RD 4t y 2t (4-12) 圖4-2儲氣罐強(qiáng)度計(jì)算簡圖 Fig4-2.Tank strength calculation diagram 因?yàn)閺较驊?yīng)力區(qū)從里面到外面有-8到0的變

60、化，在壁厚極其薄的條件下, 巴值與大、%值比較起來相當(dāng)小，因此可以忽略不計(jì)，還有就是，因?yàn)槿萜鞯?* 對稱性，故單元體界面上也不存在有剪切應(yīng)力作用。這樣，單元體的三個主應(yīng)力: 二耍6”「堊一網(wǎng)廣。 ，2t . x 爾 z (4-13) 按笫三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件/3 = < [b ]有:  勁-ow[b] 2t 吆加 2t (4-14) 4.4空氣壓縮機(jī) 設(shè)每次制動所消耗的壓縮空氣的容積％和壓縮空氣的質(zhì)量卬s為: 匕；=匯匕+2匕=884 x 2+1208=2976cm3 (4-15) (4-16) p5 1 _ 0.9x m x 2976 xlOY

61、~RT 9^ 29.27 x 303 式中:、一一制動氣室的工作容積; 匕一一制動管路的工作容積； p一一制動管路壓力，Pa； R——空氣的氣動常數(shù)，計(jì)算時可取為29.27： T——絕對溫度，K： T=273+t t——周圍大氣溫度，本次設(shè)計(jì)取值30。。。 單位時間內(nèi)所消耗的壓縮空氣質(zhì)量： % =卬8 m =0 03X 1.2=0.036kg nin " (4-17) 式中：〃?——單位時間內(nèi)的制動次數(shù)，本次設(shè)計(jì)取值L2mii「 汽車的總消耗氣率： Wo = l%+ZW,，+% =0.038^-min(4-18) 式中：ZIV,——汽車各種啟動裝置的耗汽率的總和，kg

62、-nin -1 W/——單位時間內(nèi)的容許漏氣量，通常取3 X10"4? 1而「 空氣壓縮機(jī)的出氣率應(yīng)為： 1匕=(5~6) VV0 =0.19-0.228(4-19) 取空氣密度為1.3%3,那么空氣壓縮機(jī)出氣率為： V. = (5-6) ^=0.146-0.175^/. (4-20) 1.3 /nun 表4-2列出了部分空氣壓縮機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，結(jié)合上述的計(jì)算結(jié)果,根據(jù)表 格初選空壓機(jī)的型號為V-0.17/7-10 表4-3空氣壓縮機(jī)型號規(guī)格 型號 工作電 壓 V 排氣 量 /mu 排氣壓 力 MPa(g) 安 全 閥 開 啟 壓 力 轉(zhuǎn)速 r/mi n

63、 配 備 功 率 K W 機(jī)組 重量 外形尺寸mm Z-0.12/7 220 0.12 1.0 1.1 1030 1.1 120 800*420*820 V-0.14/7-1 0 380(220) 0.14 0.7-1.0 1.1 860 1.5 120 850*440*850 V-0.17/7-1 0 380(220) 0.17 0.7-1.0 1.1 960 1.5 120 850*440*830 V-0.25/7-1 0 380 0.25 0.7-1.0 1.1 980 2.2 125 850*440

64、*850  V-0.28/12.5 380 0.28 1.3 1.3 760 3 172 1210*450*850 V-0.3/12.5 380 0.3 1.3 1.3 960 3 172 12210*450*85 0 V-0.36/7-1 0 380 0.36 1.0 1.1 760 3 172 1210*450*850 4. 5制動管路的選擇 II。露 同回嘉 HI型回賂 L睦日需 為了提高制動系統(tǒng)的工作可靠性，保證行車的安全，選取下圖中的X型回 路，保證如果一個回路出現(xiàn)故障不能工作，另一個回路仍然可以不受影響的繼續(xù)

65、工作，確保兩回路工作獨(dú)立性。 0—[丁一口 4 I I [?一」上一口 『『里回落 圖4-3各種回路 4. 6本章小結(jié) 本章的主要任務(wù)就是確定制動系統(tǒng)的驅(qū)動部分。主要是根據(jù)制動力，然后 進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，確定制動氣室，儲氣罐，空壓機(jī)的型號。最后根據(jù)相關(guān)要求，選 取合適的制動管路。 第五章制動性分析 5.1 制動性的評價指標(biāo) 評價一輛汽車的制動性好壞就需要我們來進(jìn)行道路實(shí)驗(yàn)。在道路實(shí)驗(yàn)上我 們一般需要測定一下幾個參數(shù)一是測定冷制動以及高溫下汽車的制動距離，二是 制動減速度，三是制動時間。還有就是一個比較重要的方面就是要測定在轉(zhuǎn)彎與 變更車道時汽車制動的方向穩(wěn)定性。制動過程如

66、下圖5-1： 造極力 時間工 a) 時間t 時間t .制動時間 停車時間 圖5-1制動過程示意圖 5.2 制動距離s 1）在減速度出現(xiàn)前。+乙時間，駛過的距離《 減速前的速度 4 =匕（力+《） (5 -1) 2）、時間駛過的距離S? 由圖b可知， = 土/ V=V^\Ytdt = VA^^~t~ 由此 (5-2) (5-3) 3）4時間駛過的距離. 工=京=常數(shù)，故 v=v2 + kJ力=v2 + xvt (5-4) 叱為這段時間始端速度，故由式（2）可得 匕 =VA +丁$ 乙 (5 — 5) 在。時間末端，速度等于零，由公式（4）,得 0 = v2 + xvtv -> V2 (5-6) 將（5）式代入（6）式，得 (5-7)  將式（6）與（5）分別代入上式 ———+ --- = — —-- = - i 乂, 2xv 2xv 2xv I 一1 (5 — 8) 制動距離為 代入上述各項(xiàng)可得 在實(shí)用中s的計(jì)算可以簡化一一忽略笫三項(xiàng) (5-9)