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摘要
隨著汽車走進千家萬戶越來越常見，汽車的行駛安全性也走入大眾的眼簾，制動系統(tǒng)是指使得汽車行駛速度得到強制性降低的一系列的專門裝置，它可以使行駛中的汽車減速甚至停車、使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定、使已停駛的汽車保持不動,因此研究開發(fā)出可靠的制動器和制動系統(tǒng)，是保障汽車的行駛過程中制動的安全性重要途徑。
本論文對汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展歷史，結(jié)構(gòu)，零部件組成進行介紹，然后對鼓式制動器的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點進行分析。完成轎車后輪鼓式制動器，制動主缸設(shè)計和計算，以及主要部分的參數(shù)選擇，對設(shè)計出的制動系統(tǒng)的各項性能進行評價分析。用CAD完成零件圖和裝配圖。
關(guān)鍵字： 轎車，鼓式制動器，領(lǐng)從蹄式，制動鼓
I
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Abstract
As the car into the tens of thousands of households is becoming more common, the driving safety of the automobile also came into the public eye, braking system is more and more pay attention to its importance emerge, the research and development of a reliable brake and brake system, safeguard the automobile in the running process of the system of security is an urgent need to address the problem. Also with the development of automobile market, increasingly fierce competition.
This thesis of automobile braking system development history, structure, components are briefly introduced, then the advantages and disadvantages of the structure of drum brake for resolution. Also completed car rear drum brakes, brake master cylinder design and calculation, and the main part of the parameter selection, using CAD to complete part drawings and assembly drawings.
Key words: car；brake system；Drum brake.；CAD parts assembly drawing
目 錄
摘要 III
Abstract Ⅳ
1.緒論 1
1.1制動系統(tǒng)的意義 1
1.2鼓式制動器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 1
1.3本次設(shè)計應(yīng)該達到的目標 2
1.4研究過程 2
2. 鼓式制動器的總體設(shè)計和分析 3
2.1鼓式制動器的分類 3
2.2鼓式制動器整體方案設(shè)計 4
2.3領(lǐng)從蹄式鼓式制動器 5
3. 主要零部件的設(shè)計 10
3.1制動鼓 10
3.2制動蹄 10
3.3制動底板 11
3.4液壓制動主缸 12
3.5摩擦材料 12
4. 制動系統(tǒng)的設(shè)計計算 14
4.1制動系統(tǒng)所選的參數(shù) 14
4.2制動器的相關(guān)計算 20
4.3制動因數(shù)的計算 16
5. 制動性能的分析 18
5.1性能分析的標準 18
5.2制動效能的分析 18
5.3方向穩(wěn)點性的分析 18
5.4制動減速度和制動距離的計算 18
5.5摩擦襯片的磨損計算 19
VI
6. 總結(jié) 21
參考文獻 22
7致謝 23
VII
IV
1 緒論
1緒 論
1.1制動系統(tǒng)的意義
概述
伴隨著社會日星月異的高速發(fā)展，生活水平的顯著提高，轎車成了人們出行不可缺少的代步工具，帶來的就是對轎車性能要求的顯著提高，最顯著的就是速度方面的要求，一輛汽車的速度可以全方面得反應(yīng)出汽車的性能，而隨之帶來的就是對汽車安全性的高要求，制動系統(tǒng)的地位也越來越高，而制動器又是制動系統(tǒng)的重中之重，當前汽車的制動器主要分為兩種類型，鼓式制動器，盤式制動器。同時鼓式制動器歷史悠久，技術(shù)發(fā)展的比較成熟，在整個系統(tǒng)中扮演著最重要的角色，起到至關(guān)重要的重要，是汽車運動過程中保障行駛安全的關(guān)鍵。一般來說，制動器設(shè)計的越合理性能越高的話，安全方面的保障越高。隨著公路的高度覆蓋，轎車的抬頭可見，而隨之帶來的就是對汽車安全性的高要求，制動系統(tǒng)的地位也越來越高。為了更好地的完成本次設(shè)計，以某一經(jīng)濟型轎車為代表對轎車的后輪鼓式制動器進行設(shè)計。
1.2鼓式制動器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
因為汽車在行駛過程中可能需要經(jīng)常性的完成一些制動操作,所以制動系統(tǒng)性能的好與壞將完全關(guān)系到交通的運行狀況和人自身的安全,所以汽車的制動性能是車輛最關(guān)鍵的功能之一,改良完善和加強汽車的制動性能一直以來都是汽車設(shè)計過程中的重要研究對象和使命。汽車開始制動時，汽車的車輪收到了來自地面和制動器給它的一個力的作用，這個力的方向與汽車的速度方向相反，所以汽車的速度慢慢減小一直到0，也因此對于這整個過程中受力情況的分析是必要的，有了受力分析才可以實現(xiàn)模擬試驗的完成，而汽車試驗是設(shè)計分析汽車制動系統(tǒng)的基本方法和設(shè)計基礎(chǔ)，但是考慮到復雜的過程和現(xiàn)實的可操作性的限制，所以一般在實際設(shè)計過程中只能通過建立簡化的模型進行分析。
經(jīng)過翻閱一些有關(guān)的書籍和資料，充分結(jié)合專業(yè)課學到的理論知識，設(shè)計出轎車后輪鼓式制動器的方案，同時完成各個零部件的設(shè)計和計算以及結(jié)構(gòu)設(shè)計。使其達到如下要求：擁有足夠的制動力用來保障汽車行駛過程中和停車制動的安全性；整個系統(tǒng)的可靠性靠選用x型的雙回路來保證；選擇材料的時候要選一些無污染，對人體健康無害的新型材料；并且采用真空助力器達到操作簡便的要求。
20世紀末期的時候，是鼓式制動器高速發(fā)展的時期，那時候的設(shè)計方案，主要分為兩種方法來提高制動因數(shù)，一種是通過機械的方法，另一種是通過對結(jié)構(gòu)參數(shù)來實現(xiàn)，這兩種的代表分別是一九九七年的“電控自增力”，一個是一九九九年的“四蹄八片”。這兩種方式一定程度上改善了制動性能，但是也存在一些問題，例如，加工過程的繁瑣，材料成本，換修的不便等。
21世紀初，一種新型蹄型的問世，這些問題得到解決，它就是“多自由度聯(lián)動蹄”。它滿足制動效果的同時，使摩擦片的受力變得平均，從而使穩(wěn)點性提高和摩擦片的使用周期變長，并且可以根據(jù)自己的需要，對想要達到的制動力進行設(shè)計。此外，最近研究人員還在原有的鼓式制動器的基礎(chǔ)上和一些新型材料相結(jié)合，進行創(chuàng)新研究，譬如用磁粉作為介質(zhì)，但是這種新型的鼓式制動器要想投入使用還需要更多地一些開發(fā)研究。
目前，關(guān)于制動系統(tǒng)地設(shè)計研究采用實驗地方法來進行。一般主要是通過道路測試和臺架試驗來完成，又由于在進行汽車道路試驗時，車輛的扭矩數(shù)據(jù)是很難測量，所以我們可以通過試驗間接性的來測量數(shù)據(jù)。車輛行駛的時候，車輪與地面接觸會產(chǎn)生力的作用，這個力影響汽車的運動，是汽車速度發(fā)生變化的來源，所以在道路試驗過程，如何簡單便捷的測量計算出車輪扭矩成了關(guān)鍵，如果有了這些數(shù)據(jù)我們就可以對汽車的制動性能的進行評價同時要想對汽車制動做出進一步的改善和設(shè)計，這些各方面的試驗數(shù)據(jù)都是不能少掉。
1.3本次設(shè)計應(yīng)該達到的目標
（1）擁有良好的制動效能
（2）保障制動效能的穩(wěn)定性
（3）制動過程中良好的汽車操縱穩(wěn)定性
（4）制動效能的熱穩(wěn)定性好
1.4研究過程
根據(jù)鼓式制動器的特性，選用某一經(jīng)濟型轎車的參數(shù)進行研究；對總體方案進行設(shè)計；對整體和各個組成部件進行研究。
在調(diào)研實驗的基礎(chǔ)上，確定轎車后輪鼓式制動器的結(jié)構(gòu)，完成計算地面制動力、制動器制動力、制動力矩等；完成制動操縱機構(gòu)設(shè)計，和制動主缸、制動輪缸的選型；進行主要零部件設(shè)計計算。利用AutoCAD設(shè)計繪制出符合要求的各個零件圖及裝配圖。
2
第二章 鼓式制動器總體設(shè)計和分析
2. 鼓式制動器總體設(shè)計和分析
2.1鼓式制動器的分類
制動器可以按照下圖所示進行分類：
圖2-1制動器的分類
由于它們的結(jié)構(gòu)和受力不同，最后得到的制動效能也不一樣。本次課題研究的鼓式制動器，因為蹄的屬性不同，各種類型的結(jié)構(gòu)不同，主要可以分為下圖所示的六種結(jié)構(gòu)方式:
3
圖2-2 結(jié)構(gòu)示意圖
（a） 圖和（b）圖均為領(lǐng)從蹄式鼓式制動器，它們的區(qū)別之處在于它們張開的方式不同，圖(a)通過凸輪的作用在制動時張開蹄，而圖（b）則是通過制動輪缸的施加作用力。（c）圖和（d）圖都是雙領(lǐng)蹄式鼓式制動器，它們的主要區(qū)別在于結(jié)構(gòu)。前一個為非雙向后一個為雙向。圖（e）和圖（f）可以明顯的看出它們的增力一個是單向一個是雙向。因為制動蹄固定的地方不一樣，受到作用力的地方也不一樣，因此不同種類的鼓式制動器制動效果也不同。
2.2鼓式制動器整體方案設(shè)計
2.2.1 汽車制動系統(tǒng)的組成
汽車制動系統(tǒng)由四個部分構(gòu)成：供能部分、控制部分、傳動部分和制動器。
2.2.2 制動系統(tǒng)起到的效果
制動系是汽車上用以使外界（主要是路面）在汽車的某些部分（主要是車輪）施加一定的力，從而對其進行一定程度的強制制動的一系列專門裝置。 制動系的作用是使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速，甚至停車，或使已停駛的汽車在各種道路條件下穩(wěn)定駐車，當然也包括使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。 對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上，且方向與汽車行駛方向相反的外力。這些外力的大小都是隨機的、不可控制的，所以汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝置，以實現(xiàn)上述功能。
2.2.3 一般制動器的結(jié)構(gòu)
制動器從結(jié)構(gòu)上大體分為鼓式制動和盤式制動兩種
鼓式制動器的組成包括：制動底板、銷軸、拉簧、壓桿、帶杠桿裝置的制動蹄 、支架、止擋板、鉚釘、檢測孔、壓簧、夾緊銷、彈簧座、帶斜楔支承的制動蹄、制動桿丶摩擦片斜楔支承、楔形塊、制動輪缸等。
2.2.4 鼓式制動器整體方案分析
鼓式制動器主要是由旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，固定結(jié)構(gòu)，張開結(jié)構(gòu)，定位調(diào)整裝置組成。其中旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是指制動鼓，固定原件是指制動蹄，張開結(jié)構(gòu)是指制動輪缸，定位調(diào)整裝置包括調(diào)整凸輪，偏心支撐銷。
在汽車鼓式制動器的結(jié)構(gòu)中，制動鼓通過一些螺栓結(jié)構(gòu)連接在車輪上面，汽車制動過程中，制動蹄受到一些促動結(jié)構(gòu)作用力，向外旋轉(zhuǎn)打開和制動鼓發(fā)生接觸，蹄外表面的摩擦材料制成的摩擦片被壓到制動鼓內(nèi)部的圓柱表面上發(fā)生摩擦，對制動鼓產(chǎn)生摩擦力矩。所有對蹄端施加作用力使蹄產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的裝置，包括制動輪缸、楔丶凸輪。
輪缸式制動器用液壓制動輪缸作為制動蹄的促動結(jié)構(gòu)，凸輪式制動器以凸輪來作為促動結(jié)構(gòu)，楔式制動器則以楔作為促動結(jié)構(gòu)。
2.3領(lǐng)從蹄式鼓式制動器
這種制動器的特別之處在于它的兩個制動蹄各自擁有一個獨自支點，一個被稱為領(lǐng)蹄，另一個被稱作從蹄，（如圖2-2所示的（a）(b)，其中左邊受N1作用的蹄為領(lǐng)蹄，右邊受N2作用的蹄為從蹄）。它們的區(qū)別在于領(lǐng)蹄在受到輪缸的促動力作用下制動蹄向外張開的旋轉(zhuǎn)方向和制動鼓旋轉(zhuǎn)的方向相同，而從蹄的方向與之完全相反。本次研究的轎車后輪鼓式制動器大多數(shù)時候只設(shè)計一個輪缸，在工作過程中它被總泵液力作用，左右兩個制動蹄受到來自兩端活塞大小相同的輪缸促動力（因此也被叫做促動力制動器）。汽車行駛時候車輪旋轉(zhuǎn)，它在左右兩側(cè)產(chǎn)生的壓力不同，在摩擦力的作用下，領(lǐng)蹄所受到正壓力要遠遠超過從蹄正壓力，起到自行增力或者自行減力的作用，
所以領(lǐng)蹄的制動效果要強于從蹄。但是由于摩擦力矩不同，領(lǐng)蹄和從蹄的摩擦襯片的損壞的程度也是大不相同。領(lǐng)蹄磨損較嚴重，我們可以適當?shù)臏p小從蹄的包角，從而使磨損的程度更加的均勻。
一般鼓式制動器設(shè)計時，為了更高的工作效率，要在制動鼓和制動蹄之間留有一個最佳縫隙值。隨著使用時間的積累，摩擦襯片逐漸磨損，間隙也會逐漸變大，因此需要有一種可以調(diào)節(jié)的方法.最初的時候是通過人工使用塞尺來調(diào)整其中的間隙?，F(xiàn)在的汽車鼓式制動器的話都是采用的自動調(diào)節(jié)，當摩擦片產(chǎn)生磨損時，會自動調(diào)整制動蹄和制動鼓之間的間隙。
其中間隙變大超過限定的間隙值的時候，自動調(diào)整的機構(gòu)會讓棘爪下拉調(diào)整齒輪與下一個齒輪嚙合的位置，以此來加長連桿的長度，讓制動蹄的位置產(chǎn)生變化，讓間隙恢復正常。
同時，制動鼓受到兩個制動蹄的法向反力不同，所有也被稱作非平衡式的制動器。
領(lǐng)從蹄式的制動器常用對蹄端施加作用力使蹄產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的裝置，包括凸輪（見圖2-2（a）丶2-3、2-4)、楔(見圖2-5、2-6)、曲柄(見圖2-12)和制動輪缸具有兩個丶四個等直徑活塞的車輪制動器制動輪缸式的(見圖2-2(b)、2-7、2-8)。制動輪缸式和前面幾種的區(qū)別在于它在兩個蹄上施加的作用力相等，并且它是通過液壓驅(qū)動的，而前面的則是通過氣壓。
我們在原來設(shè)計的制動系統(tǒng)的前提下，對其中一些布置進行優(yōu)化，讓新的制動系統(tǒng)對于制動力的分配更為合理,對一些零部件進行重新設(shè)計，讓后輪的鼓式制動器比原有的制動器擁有更大的直徑用來完成直徑自調(diào)，同時增加了直徑的還有制動總泵和制動分泵，并且采用了帶串聯(lián)式制動總泵的真空原理的制動助力器。這些布置和設(shè)計構(gòu)使其成了性能更加優(yōu)越的制動系統(tǒng)。
圖2-3 S凸輪制動器
圖2-4 S凸輪式車輪制動器
圖2-5楔塊式張開裝置的車輪制動器
圖2-6楔塊式張開裝置及其受力簡圖
圖2-7 制動輪缸具有兩個個等直徑活塞的車輪制動器
圖2-8制動輪缸具有四個等直徑活塞的車輪制動器
由于領(lǐng)從蹄式的鼓式制動器制動效果良好，制造成本較低，有良好的性價比，在經(jīng)濟型小汽車的后輪，和載貨型的大卡車前后輪得到廣泛應(yīng)用。
9
第三章 主要零部件的設(shè)計
3. 主要零部件的設(shè)計
3.1制動鼓
制動鼓的選材要特別注意以下幾個方面的要求，第一方面是剛度要求，制動鼓要有良好的抵抗彈性形變的能力，第二個是要有足夠的熱容量，制動過程中制動鼓的溫度會瞬間急劇升高，不能讓它高過一個極限值，第三，制動鼓的材料選擇時要考慮摩擦片的材料的影響，兩種材料應(yīng)該相互配對，從而保證較高的摩擦系數(shù)，讓磨損表面更加的平滑。
制動鼓與圓柱表面相匹配，與車輪輪轂相對定位，并對制動鼓的工作面進行處理，以保證兩者的軸線。之后，大會還需進入行動的平衡。允許不平衡的車扭矩是15N每厘米到20N每厘米。為了滿足容熱量的要求，我們可以盡可能的增加壁的厚度來獲得高的熱容量，我們在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，我們把壁的厚度從11毫米增加到20毫米的過程中，摩擦產(chǎn)生的最高溫度較為平穩(wěn)，所以平時轎車的制動鼓壁的厚度在7毫米到12毫米之間，在封閉側(cè)邊的制動鼓可以開孔進行制動間隙檢查。本設(shè)計中選取厚度為10毫米，使用的材料為。
圖3-1 制動鼓零件圖
3.2制動蹄
不同車型的制動蹄腹板到翼緣板的厚度不一樣，小型汽車的大概3到5毫米，貨車的大約5到8毫米。摩擦襯片的厚度，汽車在4.5到 5毫米；貨物車輛超過8毫米。
在工藝加工過程中，摩擦襯片可以通過兩種方式與制動蹄連接，一是鉚接，二是粘接。連接之后，再加其外表面，直到達到我們需要的粗糙度及尺寸。這兩種方式各有優(yōu)缺，如果采用粘接方式，我們可以設(shè)計預留出較大的磨損厚道，使用過程中可以用到只剩下1到1.5毫米的厚度，但是摩擦片要換的時候，就比較繁瑣，需要整個制動器一起換掉；鉚接摩擦片更換方便，并且更換過程中噪聲小，本次選用的摩擦襯片為4.8毫米，材料為。
圖3-2 制動蹄
3.3制動底板
制動底板是制動底板總成中的關(guān)鍵件，是汽車制動器中固定制動蹄總成與制動鼓裝配的支撐零件，制動底板設(shè)計應(yīng)該保障安裝的合理性，使得各個位置的準確安裝。并且，由于底板在踩踏過程中，會受到制動器的反作用力，所以它需要滿足一定的剛度要求。為了這個目的，剎車底板的鋼板沖壓過程中只采用是凹形和凸形的。如果達不到剛度要求的話，制動效果會大打折扣，制動力會變小，制動的距離會大大增加，安全性變低，摩擦片的損壞也不平均。這次設(shè)計時候選擇剛度較大的45號鋼。
3.4液壓制動主缸
為了滿足轎車行駛過程中安全性的要求，本次設(shè)計我們選用“x”型雙回路制動系統(tǒng)，為了滿足這個要求，制動主缸的選擇時不能再使用單腔控制主缸，因為一個單腔制動主缸已經(jīng)不能滿足我們的需求，因此我們使用串列的方式將兩個單腔制動主缸串聯(lián)起來形成兩個腔的制動主缸。被我們稱作串列雙腔制動主缸。
油槽內(nèi)的油進入每個兩個腔的螺栓和相應(yīng)的旁通孔，補償孔進入主缸腔前后。泄壓過程中，油壓通過出油閥和泄油管路傳遞到制動器的制動輪缸，前后制動器各自傳遞。
當主缸不工作時，活塞頭和前兩個工作腔的皮革碗正好位于各自的通孔和補充通孔之間。
在汽車行駛過程中，我們踩下制動踏板制動系統(tǒng)開始工作，首先踏板的傳動會帶動后腔的活塞向前移動，皮碗遮蓋住通孔，這時候壓力升高，在液壓和腔作用下彈簧力，推動前面活塞向前，前面腔室壓力增大。這樣一來只要踩下踏板，在繼續(xù)制動踏板時，前、后腔的液壓壓力繼續(xù)增大，前后制動的前、后制動同時工作，達到制動的效果。
當我們松開制動踏板后，制動力消失，由各個機構(gòu)上面的回位彈簧的工作下各自回位，各條支管的液體也在一定壓力作用回到起點即制動主缸，制動力消失，汽車平穩(wěn)行駛。
如果制動管與前腔損壞的機油泄漏，制動踏板被踩下，只有后內(nèi)腔才能產(chǎn)生壓力，在前腔中無壓力。此時的壓力差下的前端空腔活塞快速移動到前端的活塞到頂部的主缸。此后，氣缸工作腔的液壓側(cè)可以提高到制動的期望值。如果在與制動管路和損壞油相連接后，踩在制動踏板上，首先，只在氣缸向前后，但不能帶動氣缸內(nèi)的活塞，因為后缸腔不能建立液壓。但在活塞腔在直接頂上前接觸氣缸活塞、氣缸活塞前、氣缸工作腔前要建立必要的液壓制動。
由上面的分析可以看出，我們采用的這種串列式雙腔制動，大大提高了工作的可靠性。在一個主缸失去制動效果時，汽車仍能制動只是制動效果變差，制動力減小，相同制動效果所需要的距離也變長。
3.5摩擦材料
摩擦材料是一種高分子復合材料，它是由增強纖維，無石棉環(huán)保配方生產(chǎn)，產(chǎn)品具有耐高溫，耐磨損，低噪音，摩擦系數(shù)高，環(huán)保等特點。它具有的耐熱性，耐磨性，摩擦系數(shù)高等特性成為它列入選擇我們汽車摩擦片考慮范圍的基礎(chǔ)，制動鼓等摩擦材料的，同時它具有超高的機械強度。
而我們制動所需要的摩擦材料應(yīng)該滿足以下幾點要求：
1.穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，在溫度大幅變化的情況下，系數(shù)保持沒有大幅變化。
2.優(yōu)越的耐磨性能
3.抗熱衰退性好(熱衰退是指一般的金屬剎車疊片在劇烈工作下會摩擦變熱燒紅直至完全沒有制動效果，需要冷卻下來才能恢復?！爸苿涌篃崴ネ诵浴本褪侵冈趺磩×覄x車都能正常工作
4.材料的選擇上盡量選擇一些對人體健康無害的材料。
5.其他性能要求：不易發(fā)生彎曲變形，摩擦時候不發(fā)出較大的聲音和一些氣味。
現(xiàn)在優(yōu)越的復合摩擦材料制作的摩擦片能滿足性能要求。本次設(shè)計采用的是模壓材料，在表面使用石墨混合物來減少噪音，同時讓其具有優(yōu)越的摩擦性能和其他性能。
24
第四章 制動系統(tǒng)的設(shè)計計算
4. 制動系統(tǒng)的設(shè)計計算
4.1制動系統(tǒng)所選的參數(shù)
4.1.1 相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)
整車質(zhì)量： 空載：
滿載：
質(zhì)心位置： 質(zhì)心距前軸的距離
質(zhì)心距后軸的距離
質(zhì)心高度： 空載：
滿載：
軸 距：
輪 距: 前輪距： 后輪距：
理論最高車速：
車輪工作半徑：
輪 胎：
同步附著系數(shù)：
4.1.2 同步附著系數(shù)的分析
試驗表明，理想情況下轎車在附著系數(shù)道路上行駛，發(fā)生制動的時候如果前輪和后輪一起發(fā)生抱死的情況，那么減速度大小為，就是時，就是制動強度。而在其他情況下發(fā)生制動的時候，只有當時，才能將地面的附著力最大化的運用。查閱資料得到轎車的，我們?nèi) ?
4.2制動器的相關(guān)計算
4.2.1 根據(jù)公式計算得到制動力矩的分配系數(shù)
根據(jù)公式： /
將4.1中數(shù)據(jù)代入公式可以得到：
4.2.2算出前后軸的制動力矩
根據(jù)前面附著系數(shù)我們可以根據(jù)公式得到最大的制動力矩：
其中：-取最大附著系數(shù)；
—制動強度；
—車輪有效半徑；
—后軸最大制動力矩；
—汽車滿載質(zhì)量；
—汽車軸距；
制動強度的計算：
==0.67
則
所以前軸的最大制動力矩為2242NM
求得每個前輪的力矩：
根據(jù)公式可得后軸的：
求得每個后輪的力矩：
4.2.3 后輪制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取
（1） 制動鼓壁厚的選擇
制動鼓與圓柱表面相匹配，與車輪輪轂相對定位，并對制動鼓的工作面進行處理，以保證兩者的軸線。之后，大會還需進入行動的平衡。允許不平衡的車扭矩是15N每厘米到20N每厘米。為了滿足容熱量的要求，我們可以盡可能的增加壁的厚度來獲得高的熱容量。
輪胎的參數(shù)：
查閱資料得此次輪輞的直接選
輪輞直徑/in
制動鼓內(nèi)徑/mm
轎車
由上表可以看出這次應(yīng)該選取的內(nèi)徑為：
又因為轎車的和比值的選取范圍一般為
又
結(jié)合實際情況本次選取
我們在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，我們把壁的厚度從11毫米增加到20毫米的過程中，摩擦產(chǎn)生的最高溫度較為平穩(wěn)，平時轎車的制動鼓壁的厚度在7毫米到12毫米之間，所以本次選取為10mm。
(2） 摩擦襯片起始角的選擇
一般來說我們會將襯片安裝在制動蹄外邊的中心位置，并且使得
求得本次起始角
（3）張開力P的作用線到制動器中心的距離
為了提高性能，我們要盡可能的增大的值，但是為了保證制動鼓內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理布置，我們此次設(shè)計在
計算得出
（4）制動蹄支撐銷中心的坐標位置k與c
制動蹄支銷中心的坐標尺寸是應(yīng)盡可能地小，以使尺寸盡可能地大，本次設(shè)計。則。
(5) 摩擦片摩擦系數(shù)
選取摩擦片的時候，要求具有耐高溫，耐磨損，低噪音，摩擦系數(shù)高，環(huán)保等特點。它除了具有耐熱性，耐磨性，摩擦系數(shù)高等特性之外，也要滿足在溫度變化工程中摩擦系數(shù)不能變化太大即穩(wěn)定性，同時當摩擦系數(shù)偏離正常變化值得時候制動器要能及時感應(yīng)出來。通過計算發(fā)現(xiàn)，在理想的試驗條件下，如果取的時候，可以讓結(jié)果和實際值接近。所以我們選取。
4.3制動因數(shù)的計算
(1) 領(lǐng)蹄的因數(shù)：
通過：
將
可算出：
(2) 從蹄的因數(shù)：
通過：
算出： =0.48
計算得出制動因數(shù)的大小，與制動力矩有關(guān)，一般來說制動因數(shù)越大，制動力矩越大。
第五章 制動性能的分析
5. 制動性能的分析
5.1性能分析的標準
（1）制動效能
（2）制動的抗熱衰退性能；
（3）制動時汽車行駛方向控制的穩(wěn)定性；
5.2制動效能的分析
制動效能的好壞可以從兩個方面反映出來，在標準的路面情況下，汽車在達到一定速度時開始制動，一是在速度到0的時候，制動開始處到停止處的制動距離，這段距離越小，制動效能越好；二是制動過程中的減速度，減速度越大，效能越好。制動效能可以直接反映出制動性能，是一個最基礎(chǔ)的判斷指標。
5.3方向穩(wěn)點性的分析
在汽車行駛時采取制動后是否能夠按照預定的路徑行駛的能力我們稱之為“汽車的方向穩(wěn)定性”。如果在制動過程中駕駛員失去轎車轉(zhuǎn)向的控制車從而發(fā)生側(cè)滑亦或者是跑偏、不能夠轉(zhuǎn)向之類的問題，則汽車將偏離原來的路徑。汽車穩(wěn)定性受到影響時，一般會發(fā)生三種情況：1.制動跑偏2.側(cè)滑3.喪失轉(zhuǎn)向能力，我們駕駛的車輛將會失去控制，極易發(fā)生事故。所以我們常常是將車輛在整個制動過程當中是否能夠如期按照預定路徑行駛的能力來去評價一輛車的法向穩(wěn)定性，并且即使是在測試時，對于制動過程當中的制動距離和制動時的減速度基本都將實驗時通道的寬度作了一定的要求。制動跑偏的一般由兩種因素引起，第一是兩邊的制動器所受到的制動力不一樣，其次是轉(zhuǎn)向系拉桿的設(shè)計不合理，導致懸架越拉桿不契合。
側(cè)滑可能會導致嚴重的交通后果，發(fā)生意外的危險系數(shù)極高，一切的理論的分析還要通過實驗來驗證和分析。
5.4制動減速度和制動距離的計算
5.4.1 制動減速度
制動效果的好與壞，可以從兩個反面來反映，一個是制動過程中最大的減速度。另一個是制動距離的好壞。
我們假設(shè)轎車在理想的路面上行駛這時候，制動力完全由制動器提供，=。
式中
車輪的工作半徑
總質(zhì)量
代入公式中可得：
一般來說減速度要控制在,滿足要求。
5.4.2 制動距離
在減速度一定的情況下，制動距離：
其中：：蹄與制動鼓之間的間隙消除時間，取
：制動力增加的時長，取
求得：
轎車的最大制動距離為：
取
因為 ：，所以符合要求。
5.5摩擦襯片的磨損計算
一般來說不同材質(zhì)的摩擦襯片的在相同條件下的磨損程度會不一樣，而相同材質(zhì)下的摩擦片磨損的程度，則是跟加工的好壞，受到壓力等多種情況有關(guān)。汽車制動的過程實際上是一種能量的轉(zhuǎn)換，把汽車的動能轉(zhuǎn)化為熱能并且消散的過程，而這個過程中溫度急劇的升高摩擦產(chǎn)生的熱量來不及全部發(fā)散出去，導致制動器的溫度隨之升高。制動過程越劇烈，磨損也會越嚴重。
（1）求出單獨一個前后輪的“ 比能量耗散率”
式中：：汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動時，；
：總質(zhì)量；
，：汽車制動初速度與終速度，/；計算時轎車取27.8/；
：制動時間，；按下式計算
：減速度，，
，：分別是指前后襯片的有效摩擦面積
查閱資料得到分別可取，
：由前面4.2.1計算得到
則
一般我們會要求前輪盤式的不大于，所以滿足要求。
一般我們會要求后輪鼓式制動器的不大于，所以滿足要求。
(2) 比滑磨功
磨損和熱的性能指標可用襯片在制動過程中由最高制動初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功來衡量：
式中：：1525 kg
：
=
:
[]：查閱資料可知一般轎車的許用比滑磨功在/～/
所以滿足要求。
第六章 總結(jié)
6. 總結(jié)
在本次論文設(shè)計中，我通過查閱各種相關(guān)的資料，對轎車鼓式制動器進行了設(shè)計分析，對制動系統(tǒng)的后輪鼓式制動器進行了計算設(shè)計，設(shè)計出符合檢測標準和實用的制動器。
首先制定出制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，本設(shè)計確定采用前盤、后鼓式制動器。其次計算制動系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)(確定同步附著系數(shù)，制動力分配系數(shù)，制動器最大制動力矩，效能因數(shù)等)，制動器主要參數(shù)設(shè)計和液壓驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)計算。
再次利用Auto CAD 繪制了后輪鼓式制動器零件圖以及裝配圖。并且對設(shè)計出的制動系統(tǒng)的各項指標進行評價分析。通過本次設(shè)計的計算結(jié)果表明設(shè)計出的制動系統(tǒng)是合理的、符合標準的。其滿足結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作可靠等要求。
但是由于經(jīng)驗的不足和能力的欠缺設(shè)計方案中仍然存在不足和需要改進的地方，例如設(shè)計的合理性方面可能不是很好，機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計的不是很緊湊，這樣容易導致穩(wěn)定性不好，設(shè)計完成后也沒有進行科學的仿真實驗，所以這次設(shè)計還有許多需要完善的地方。
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致謝
7致 謝
畢業(yè)設(shè)計論文作為我們在大學的最后一項任務(wù)，可以說是最后一學年的最重要的任務(wù)，也是理論聯(lián)系實踐的重要步驟，完成畢業(yè)設(shè)計之后，我們也即將迎來畢業(yè)，能夠完美的完成畢業(yè)設(shè)計是每個即將要畢業(yè)的學生的心愿，這次畢業(yè)設(shè)計的完成對我來說意義非凡，我要感謝我的導師和同學的幫助，沒有他們無私奉獻，我想我的論文不可能完成的這么順利，我要對他們付出的勞動和汗水說一聲謝謝，其次我要感謝幫助過我的同學，我們相互的交流和探討，也成為我解決困難的途徑，在這里我再一次表達我的謝意。
最后，也向辛苦審核的本文老師們，表示由衷的感謝！
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）外 文 參 考 資 料 及 譯 文
譯文題目： 內(nèi)燃機的供油系統(tǒng)
學生姓名： 學 號：
專 業(yè)：
所在學院：
指導教師：
職 稱：
20xx年 2月 27日
Fuel?Supply?System?For?An?Internal?Combustion?Engine
Abstract
A?pulsation?damper?is?provided?between?and?in?series?with?a?low?pressure?fuel?system?pipe?and?a?high?pressure?pump?of?a?fuel?supply?system.?During?startup?of?an?engine,low?pressure?fuel?supplied?via?the?low?pressure?fuel?system?pipe?is?injected?from?an?intake?passage?fuel?injector.?When?the?fuel?pressure?is?equal?to?or?less?than?a?fuel?pressure?at?which?good?startability?can?be?maintained,the?pulsation?damper?closes?off?communication?between?the?high?pressure?fuel?system?pipe?and?the?low?pressure?fuel?system?pipe?using?the?spring?force?of?a?spring.?
Key?words:?Fuel?supply?system;?An?internal?combustion?engine?A?pulsation?damper;?A?low?pressure?fuel?system?pipe?and?a?high?pressure?pump;?
A?fuel?supply?system?for?an?internal?combustion?engine,comprising:?a?low?pressure?pump?that?is?capable?to?pressurize?fuel;?a?low?pressure?fuel?supply?passage?that?is?capable?to?supply?fuel?that?was?pressurized?by?the?low?pressure?pump?to?a?low?pressure?fuel?injection?mechanism?which?injects?fuel?into?an?intake?passage;?a?branch?passage?that?branches?off?from?the?low?pressure?fuel?supply?passage?and?through?which?the?fuel?that?was?pressurized?by?the?low?pressure?pump?flows;?a?high?pressure?pump?which?is?capable?to?pressurize?the?fuel?supplied?via?the?branch?passage,the?high?pressure?pump?being?driven?by?the?internal?combustion?engine;?a?high?pressure?fuel?supply?passage?that?is?capable?to?supply?fuel?that?was?pressurized?by?the?high?pressure?to?a?high?pressure?fuel?injection?mechanism?which?injects?fuel?into?a?cylinder;?and?a?pulsation?reducing?mechanism?provided?on?an?intake?side?of?the?high?pressure?pump,wherein,when?the?internal?combustion?engine?is?started?by?only?injecting?fuel?from?the?low?pressure?supply?passage?into?the?intake?passage,the?pulsation?reducing?mechanism?closes?off?communication?between?the?low?pressure?fuel?supply?passage?and?the?high?pressure?fuel?supply?passage?until?a?pressure?of?fuel?in?the?low?pressure?fuel?supply?passage?reaches?a?predetermined?pressure?value?required?for?starting?the?internal?combustion?engine.?
Background?of?the?invention?:?
1.?Field?of?the?Invention??
The?invention?relates?to?a?fuel?supply?system?for?an?internal?combustion?engine?provided?with?a?fuel?injection?mechanism?that?injects?fuel?at?high?pressure?into?a?cylinder?(i.e.;?a?fuel?injector?for?in-cylinder?injection,hereinafter?referred?to?as?“in-cylinder?fuel?injector”)?and?a?fuel?injection?mechanism?that?injects?fuel?into?anintake?passage?or?an?intake?port?(i.e.,a?fuel?injector?for?intake?passage?injection,hereinafter?referred?to?as?“intake?passage?fuel?injector”).?More?particularly,the?invention?relates?to?a?fuel?supply?system?that?can?improve?startability?of?an?internal?combustion?engine.??2.?Description?of?the?Related?Art??
A?gasoline?engine?is?known?which?is?provided?with?a?fast?fuel?injection?valve?for?injecting?fuel?into?a?combustion?chamber?of?the?engine?(i.e.,an?in-cylinder?fuel?injector)?and?a?second?fuel?injection?valve?for?injecting?fuel?into?an?intake?passage?(i.e.,an?intake?passage?fuel?injector),and?divides?the?injected?fuel?between?the?in-cylinder?fuel?injector?and?the?intake?passage?fuel?injector?according?to?the?engine?speed?and?engine?load.?Also,a?direct?injection?gasoline?engine?is?also?known?which?is?provided?with?only?a?fuel?injection?valve?for?injecting?fuel?into?the?combustion?chamber?of?the?engine?(i.e.,an?in-cylinder?fuel?injector).?In?a?high?pressure?fuel?system?that?includes?an?in-cylinder?fuel?injector,fuel?of?which?the?pressure?has?been?increased?by?a?high?pressure?fuel?pump?is?supplied?to?the?in-cylinder?fuel?injector?via?a?delivery?pipe.?The?in-cylinder?fuel?injector?then?injects?the?high?pressure?fuel?into?the?combustion?chamber?of?each?cylinder?of?the?internal?combustion?engine.??
In?addition,a?diesel?engine?is?also?known?which?has?a?common?rail?type?fuel?injection?system.?In?this?common?rail?type?fuel?injection?system,fuel?which?has?been?increased?in?pressure?by?a?high?pressure?fuel?pump?is?stored?in?a?common?rail.?The?high?pressure?fuel?is?then?injected?into?the?combustion?chamber?of?each?cylinder?of?the?diesel?engine?from?the?common?rail?by?opening?and?closing?an?electromagnetic?valve.??
In?order?to?increase?the?pressure?of?(i.e.,pressurize)?the?fuel?in?this?kind?of?internal?combustion?engine,a?high?pressure?fuel?pump?is?provided?which?is?driven?by?a?cam?provided?on?a?driveshaft?that?is?connected?to?a?crankshaft?of?the?internal?combustion?engine.??
Japanese?Patent?Application?Publication?No.?JP-A-2005-139923?describes?a?high?pressure?fuel?supply?system?for?an?internal?combustion?engine?that?can?reduce?vibrational?noise?when?only?a?small?amount?of?fuel?is?required?by?the?internal?combustion?engine,such?as?during?idling,while?being?able?to?deliver?the?necessary?amount?of?fuel?over?the?entire?operating?range?of?the?internal?combustion?engine.?This?high?pressure?fuel?supply?system?for?an?internal?combustion?engine?has?a?two?single?plunger?type?high?pressure?fuel?pumps?each?of?which?have?a?spill?valve?that?spills?fuel?drawn?into?a?pressurizing?chamber?that?is?divided?by?a?cylinder?and?a?plunger?that moves?back?and?forth?in?the?cylinder,from?that?pressurizing?chamber.?When?fuel?is?pressurized?and?delivered?from?the?pressurizing?chamber?to?the?high?pressure?fuel?system,the?amount?of?fuel?delivered?is?adjusted?by?controlling?the?spill?valve?open?and?closed.?One?of?these?high?pressure?fuel?pumps?is?a?first?high?pressure?fuel?pump?in?which?the?lift?amount?of?the?plunger?is?small?and?the?other?high?pressure?fuel?pump?is?a?second?high?pressure?fuel?pump?in?which?the?lift?amount?of?the?plunger?is?large.?In?addition?to?these?two?high?pressure?fuel?pumps,the?high?pressure?fuel?supply?system?for?an?internal?combustion?engine?also?includes?control?means.?The?control?means?controls?the?spill?valve?of?each?high?pressure?fuel?pump?according?to?the?amount?of?fuel?required?by?the?internal?combustion?engine,such?that?fuel?is?pressurized?and?delivered?using?only?the?first?high?pressure?fuel?pump?when?the?amount?of?required?fuel?is?small,and?fuel?is?pressurized?and?delivered?using?at?least?the?second?high?pressure?fuel?pump?when?the?amount?of?required?fuel?is?large.??
According?to?this?high?pressure?fuel?supply?system?for?an?internal?combustion?engine,of?the?two?high?pressure?fuel?pumps,the?first?high?pressure?fuel?pump?has?a?plunger?with?a?small?lift?amount?so?the?rate?of?pressure?increase?is?small?and?a?large?amount?of?water?hammer?is?also?self-suppressed.?That?is,with?the?high?pressure?fuel?supply?system,the?vibrational?noise?produced?when?the?required?fuel?quantity?is?small?can?be?preferably?reduced?by?controlling?the?spill?valve?of?each?of?the?high?pressure?fuel?pumps?so?that?only?the?first?high?pressure?fuel?pump?is?used?when?the?amount?of?fuel?required?for?the?internal?combustion?engine?is?small?such?as?during?idling.?On?the?other?hand,the?second?high?pressure?fuel?pump?has?a?plunger?with?a?large?lift?amount?so?pressurizing?and?delivering?fuel?using?at?least?this?second?high?pressure?fuel?pump?also?makes?it?possible?to?deliver?the?required?fuel?quantity?when?the?amount?of?fuel?required?by?the?internal?combustion?engine?increases?to?the?point?where?it?can?no?longer?be?delivered?by?the?first?high?pressure?fuel?pump?alone.?That?is,providing?two?high?pressure?fuel?pumps?having?plungers?with?different?lift?amounts?in?this?way?enables?the?required?amount?of?fuel?to?be?delivered?throughout?the?entire?operating?range?of?the?internal?combustion?engine,while?reducing?vibrational?noise?when?the?amount?of?required?fuel?is?small.??
In?Japanese?Patent?Application?Publication?No.?JP-A-2005-139923,the?high?pressure?fuel?supply?system?for?a?V-type?8?cylinder?internal?combustion?engine?having?an?in-cylinder?fuel?injector?in?each?cylinder?is?provided?with?a?high?pressure?fuel?pump?for?each?bank.?Tip?ends?that?branch?off?from?a?low?pressure?fuel?passage?whichis?connected?to?the?fuel?tank?are?connected?to?galleries?of?these?high?pressure?fuel?pumps.?For?each?bank,a?pulsation?damper?is?provided?midway?between?the?branch?portion?of?the?low?pressure?fuel?passage?and?the?portion?that?connects?with?the?gallery.?This?pulsation?damper?suppresses?the?pulsation?in?the?fuel?pressure?in?the?low?pressure?fuel?passage?when?the?high?pressure?fuel?pump?is?operating.?At?engine?startup?in?this?kind?of?a?direct?injection?engine?having?only?an?in-cylinder?fuel?injector,fuel?is?unable?to?be?delivered?by?the?high?pressure?fuel?pump?until?the?engine?turns?over.?Therefore,low?pressure?fuel?is?delivered?by?a?feed?pump?to?the?fuel?injection?for?in-cylinder?injection.?Therefore,the?pulsation?damper?is?designed?to?provide?communication?between?the?high?pressure?pipe?system?and?the?low?pressure?pipe?system.?For?example,FIG.?6?is?a?sectional?view?of?such?a?pulsation?damper?215?,FIG.?7?is?a?sectional?view?taken?along?line?VII-VII?of?FIG.?6?,and?FIG.?8?is?a?sectional?view?taken?along?line?VIII-VIII?of?FIG.?7.?As?shown?in?FIGS.?6?to?8,grooves?223?A,223?B,223?C,and?223?D?are?provided?in?an?end?face?(i.e.,the?upper?surface?in?FIG.?8)?that?abuts?against?a?contacting?member?226?A?of?the?pulsation?damper?215?.?Therefore,when?the?feed?pressure?is?low,the?spring?226?D?presses?the?contacting?member?226?A?against?the?upper?surface?of?the?member?that?forms?the?inlet?222?and?the?outlet?224?.?In?this?way,the?structure?is?such?that?even?if?pressure?is?applied?by?the?spring?226?D,the?grooves?223?A,223?B,223?C,and?223?D?enable?fuel?delivered?from?the?inlet?222?(i.e.,the?feed?pump?side)?to?flow?into?the?outlet?224?(i.e.,the?high?pressure?fuel?pump?side)?as?shown?by?the?dotted?line?in?FIG.?8.?On?the?other?hand,as?described?above,an?engine?is?known?which?includes,for?each?cylinder,an?in-cylinder?fuel?injector?that?injects?fuel?into?a?combustion?chamber?of?the?engine?and?an?intake?passage?fuel?injector?that?injects?fuel?into?an?intake?passage.?In?this?engine,fuel?is?injected?divided?between?the?in-cylinder?fuel?injector?and?the?intake?passage?fuel?injector?according?to?the?engine?speed?and?the?load?on?the?internal?combustion?engine.?This?engine?is?also?provided?with?the?pulsation?damper?shown?in?FIGS.?6?to?8.?
However,in?this?kind?of?engine,the?following?problems?occur?when?starting?the?engine?by?injecting?fuel?with?an?intake?passage?fuel?injector.?When?fuel?is?delivered?by?a?feed?pump?at?engine?startup,the?volume?of?pipe?that?needs?to?be?charged?with?fuel?becomes?significantly?larger.?That?is,when?the?engine?is?started?with?fuel?injected?from?the?intake?passage?fuel?injector,despite?the?fact?that?fuel?can?be?delivered?to?the?intake?passage?fuel?injector?with?the?feed?pump?by?simply?charging?only?the?low?pressure?pipe?with?fuel,the?pulsation?damper?is?structured?such?that?the?high?pressure?pipe?system?and?the?low?pressure?pipe?system?are?communicated?or?open?to?one?another.?Therefore,fuel?is?unable?to?be?delivered?to?the?intake?passage?fuel?injector?by?the?feed?pump?unless?both?the?low?pressure?pipe?and?the?high?pressure?pipe?are?charged?with?fuel.?As?a?result,it?takes?time?for?the?feed?pressure?to?rise,thereby?adversely?affecting?startability?(i.e.,increasing?the?start?time).??
Summary?of?the?invention??
This?invention?thus?provides?a?fuel?supply?system?for?an?internal?combustion?engine,which?is?capable?of?improving?startability?of?an?internal?combustion?engine?that?includes?a?fuel?injection?mechanism?for?injecting?fuel?at?high?pressure?into?a?cylinder?(i.e.,in-cylinder?fuel?injector)?and?a?fuel?injecting?mechanism?for?injecting?fuel?into?an?intake?passage?or?an?intake?port?(i.e.,an?intake?passage?fuel?injector).??
A?first?aspect?of?the?invention?relates?to?a?fuel?supply?system?for?an?internal?combustion?engine?which?includes?a?low?pressure?fuel?supply?passage?that?supplies?fuel?that?was?pressurized?by?a?low?pressure?pump?to?a?low?pressure?fuel?injection?mechanism?which?injects?fuel?into?an?intake?passage;?a?branch?passage?that?branches?off?from?the?low?pressure?fuel?supply?passage?and?supplies?fuel?to?a?high?pressure?pump?that?is?driven?by?the?internal?combustion?engine;?a?high?pressure?fuel?supply?passage?that?supplies?fuel?that?was?pressurized?by?the?high?pressure?pump?to?a?high?pressure?fuel?injection?mechanism?which?injects?fuel?into?a?cylinder;?and?a?pulsation?reducing?mechanism?provided?on?the?intake?side?of?the?high?pressure?pump.?The?pulsation?reducing?mechanism?closes?off?communication?between?the?low?pressure?fuel?supply?passage?and?the?high?pressure?fuel?supply?passage?when?a?pressure?of?fuel?in?the?low?pressure?fuel?supply?passage?is?lower?than?a?predetermined?value.??
According?to?this?first?aspect,the?high?pressure?pump?which?is?driven?by?the?internal?combustion?engine?does?not?operate?during?startup?of?the?internal?combustion?engine.?In?this?case,the?internal?combustion?engine?is?started?by?injecting?fuel?that?has?been?pressurized?by?the?low?pressure?pump?from?the?low?pressure?fuel?injection?mechanism?via?the?low?pressure?fuel?supply?passage.?In?this?case,during?startup?of?the?internal?combustion?engine?when?the?pressure?of?fuel?in?the?low?pressure?fuel?supply?passage?is?low,the?pulsation?reducing?mechanism?closes?off?communication?between?the?low?pressure?fuel?supply?passage?and?the?high?pressure?fuel?supply?passage.?Therefore,fuel?can?be?delivered?to?the?low?pressure?fuel?injection?mechanism?simply?by?charging?the?low?pressure?fuel?supply?passage?with?fuel?using?the?low?pressure?pump.?Accordingly,there?is?no?need?to?charge?the?high?pressure?fuel?supply?passage?with?fuel?using?the?low?pressure?pump?so?the?low?pressure?fuel?supply?passage?and?the?branch?passage?that?provides?communication?between?the?low?pressure?fuel?supply?passage?and?the?high?pressure?pump?can?be?charged?with?fuel?quickly,and?fuel?can?bequickly?injected?from?the?low?pressure?fuel?injection?mechanism.?As?a?result,startability?of?an?internal?combustion?engine?provided?with?a?fuel?injection?mechanism?that?injects?fuel?at?high?pressure?into?the?cylinder?and?a?fuel?injection?mechanism?that?injects?fuel?into?the?intake?passage?or?intake?port?can?be?improved.
內(nèi)燃機的燃油供應(yīng)系統(tǒng)
摘 要
在低壓燃油供應(yīng)系統(tǒng)管道和燃油供應(yīng)系統(tǒng)的高壓泵之間有一系列的有節(jié)奏的脈動衰減節(jié)氣閥。在發(fā)動機啟動的階段，通過低壓燃油系統(tǒng)管道，低壓燃油從一燃油噴射機中被噴入。當燃油的壓力與維持發(fā)動機在穩(wěn)定狀態(tài)時所需的燃油壓力相同時或稍低時，此時有節(jié)奏的脈動衰減節(jié)氣閥，在彈簧的彈力作用下關(guān)閉了高壓燃油系統(tǒng)管道與低壓燃油系統(tǒng)管道之間的通路。?
關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機；燃油供應(yīng)系統(tǒng)；脈動衰減節(jié)氣閥；低壓燃油供應(yīng)系統(tǒng)管道和高壓泵。
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內(nèi)燃機的燃油供系統(tǒng)，包括：一臺能給燃油加壓的低壓油泵、一個能供應(yīng)低壓油泵所加壓的燃油通道，同時能把燃油輸送到低壓燃油抵押燃油噴射機構(gòu)的入口處；一個分岔來自上面低壓燃油供應(yīng)通道、并且流經(jīng)分支通道的燃油在流經(jīng)低壓燃油泵時被加壓；一臺能給通過上面的分支通道供應(yīng)的低壓燃油進行加壓的高壓油泵，這臺高壓燃油泵通過內(nèi)燃機而驅(qū)動；高壓燃油供應(yīng)通道能夠?qū)⑷加蛧娙肫椎母邏喝加蛧娚錂C構(gòu)提供被加壓的燃油；同時一個有規(guī)律的衰減機構(gòu)本安裝在高壓泵入口的一側(cè)，在哪兒，當內(nèi)燃機啟動的時候，噴射入口處的燃油僅僅來自低壓燃油供應(yīng)通道，此時這個有規(guī)律衰減機構(gòu)經(jīng)低壓燃油供應(yīng)通道與高壓燃油供應(yīng)通道之間的通道關(guān)閉，直到低壓燃油供應(yīng)通道中的燃油壓力達到了內(nèi)燃機開始要求所預定的壓力值時才開啟。?
發(fā)明背景?
1.發(fā)明的領(lǐng)域?
這個發(fā)明是關(guān)于為內(nèi)燃機燃油供應(yīng)系統(tǒng)提供一個將燃油在較高壓力下將其噴入汽缸的燃油噴射機構(gòu)（汽缸內(nèi)燃油噴射，在下文涉及的是“缸內(nèi)燃油噴射”）和一個將燃油噴入進口通道或端口噴射的燃油噴射機構(gòu)（進口通道燃油噴射，在下文提到的“進口燃油噴射”）。尤其是這個發(fā)明所關(guān)于的燃油噴射供應(yīng)系統(tǒng)能提高內(nèi)燃機的工作穩(wěn)定性。?2.相關(guān)技術(shù)的介紹?
眾所周知，汽油機配備了一個將燃油快速噴入發(fā)動機燃燒室的燃油噴射閥和一個將燃油快速噴入進氣管道的二次燃油噴射閥（進氣管道燃油噴射器）。區(qū)分在汽缸內(nèi)燃油噴射和進氣管道燃油噴射是依據(jù)發(fā)動機的速度和負荷。同時我們知道，直噴式汽油機僅僅配備了一個將燃油噴入發(fā)動機燃燒室的燃油噴射閥（汽缸內(nèi)燃油噴射器）。在一個包括汽缸內(nèi)燃油噴射器的高壓燃油的高壓燃油系統(tǒng)中，被高壓油泵所加壓的燃油通過一個傳送管道而被供應(yīng)到汽缸內(nèi)燃油噴射器中。然后，這個汽缸內(nèi)燃油噴射將高壓燃油噴入內(nèi)燃機每個汽缸的燃燒室中。?
總而言之，我們知道柴油機有一個共同的橫桿類型的燃油噴射系統(tǒng)，在這個共同的橫桿類型的燃油噴射系統(tǒng)中，被高壓油泵所加壓的燃油被存儲在共同的橫桿中。通過電磁閥的開啟和關(guān)閉將共同橫桿中的高壓燃油噴射到柴油機的每個汽缸的燃燒室中。?
為了增加這種類型內(nèi)燃機的燃油壓力，提供了一種與內(nèi)燃機的曲軸相連的凸輪推桿所驅(qū)動的高壓燃油泵。?
日本申請的專利號為：JP-A-2005-139923的專利介紹了一個當內(nèi)燃機所需燃油的數(shù)量很少時，能減少針對噪聲的內(nèi)燃機高壓燃油供應(yīng)系統(tǒng)。例如，待機時，能將必要數(shù)量輸送到內(nèi)燃機的全部工作領(lǐng)域。這種內(nèi)燃機的高壓燃油供應(yīng)有一個有兩個獨立柱塞式的高壓燃油泵，他們中有一個溢流閥將溢流出的燃油吸取到被一個汽缸和在汽缸中前后移動的柱塞所分開的壓力室中，當燃油從壓力室中加壓和輸送到高壓燃油系統(tǒng)時，燃油輸送的數(shù)量是通過控制溢流閥的開啟和關(guān)閉來調(diào)整的。在這些高壓燃油泵之一的是在首次高壓燃油泵中提起的柱塞的量很小，另外一個高壓燃油泵是一個二次高壓燃油泵，在其中說提起的柱塞的量較大。總之在這兩個高壓燃油泵中，內(nèi)燃機的高壓燃油供應(yīng)系統(tǒng)中包括了控制方式。這種控制每個高壓油泵的溢流閥的控制方式是依據(jù)內(nèi)燃機所需燃油量，如當所需燃油量較少時，燃油的加壓和輸送僅使用一次高壓油泵；當所需燃油較大時，燃油的加壓和輸送，則要使用二次高壓油泵。?
依據(jù)這種內(nèi)燃機的高壓燃油供應(yīng)系統(tǒng)，兩個高壓燃油泵，一次高壓燃油泵有一個提升量較的柱塞，以致于壓力增加速度較慢。那就是，有了這個高壓燃油供應(yīng)系統(tǒng)，當所需燃油數(shù)量較少時所產(chǎn)生的振動噪聲能夠通過控制高壓燃油泵的溢流閥得到很好的降低，以致于當內(nèi)燃機所需的燃油量較小，如待機時，只要一次高壓燃油泵工作。在另一方面，二次高壓油泵有一個提升量較大的柱塞，因而其壓力和輸送量在二次高壓油泵下，可能輸送到內(nèi)燃機所需燃油的增加處，而這卻是在單依靠一次高壓油泵的輸送是不可能完成的。在這種方法下適當數(shù)量的燃油被輸送到內(nèi)燃機的整個工作領(lǐng)域，從而當所需燃油量小時，能減小振動噪聲。?
在日本專利局申請的專利號為：JP-A-2005-139923，一個型號為V-8內(nèi)燃機高壓燃油供應(yīng)系統(tǒng)中有一個缸內(nèi)噴射器，在每一個汽缸中配備了一個高壓油泵。與燃油箱相連的低壓燃油通道分支的末端被連接到這些高壓油泵的端口上。對每一油泵組，脈動衰減節(jié)流閥被安裝在低壓燃油通道的分支部與連接端口部分的中間處。當高壓油泵工作時，這個脈動衰減節(jié)流閥迫使在低壓燃油通道中的燃油壓力跳動。在發(fā)動機啟動時，這種直噴發(fā)動機僅僅有一個缸內(nèi)燃油噴射器，燃油不能通過高壓燃油輸送，直到發(fā)動機運動。因此，低壓燃油通過一個裝置泵輸送到燃油噴射處進行缸內(nèi)噴射。因此，脈動衰減節(jié)流閥被設(shè)計成提供高壓管道系統(tǒng)與低壓管道之間的溝通。例如，圖6是這樣的脈動阻尼器215剖視圖。圖7是一個截面視圖沿線七至圖6，圖8是沿線剖面圖第八至圖7。在圖所示，圖6至8，溝槽223A，223B，223C和D是在底面（即在圖8上表面提供的）表示，對一個緊靠一個聯(lián)系的脈動阻尼器215和226。因此，當進給壓力低時，彈簧226D按下一個與226A相聯(lián)系，構(gòu)成進222和224的插座上表面。其這樣的結(jié)構(gòu)是，即使壓力是由彈簧226D應(yīng)用，溝槽223A，223B，223C和223D使燃料從222入口（即給水泵端）交付流入出口224（即高壓燃油泵方如在圖虛線所示），即圖8。另一方面，如上所述，一個是已知的，其中包括發(fā)動機，每個汽缸，在汽缸燃油噴射器的注入一個發(fā)動機燃燒室的燃料和燃料噴射器的進氣通道的攝入量是通過注入燃料。在這個引擎，注入在汽缸噴油器和燃料噴射器之間的燃料的劃分是根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃發(fā)動機的負荷。這款發(fā)動機的脈動阻尼器如圖所示6至8。?
然而，在這種發(fā)動機中產(chǎn)生了接下來的一些問題。當通過進氣管道燃油噴射器噴射燃油啟動發(fā)動機時。當在發(fā)動機啟動時通過一個裝置泵輸送燃油時，需要被用于索取燃油的管道的容積變成十分大。那樣的話，當發(fā)動機從進氣通道燃油噴射器噴入的燃油而啟動，盡管事實是燃油能通過在低壓油管道中的裝置泵將燃油輸送到進氣管燃油噴射器中，脈動衰減節(jié)流閥被構(gòu)造成將高壓管道系統(tǒng)與低壓管道系統(tǒng)之一溝通或打開。因此，燃油不可能通過裝置泵輸送到進口通道燃油噴射器中，除非低壓管道與高壓管道都被用于索取燃油。由于這樣的結(jié)果，它需要時間緩慢地提高壓力，因此，反而影響了穩(wěn)定性（增加了啟動時間）。?
發(fā)明總結(jié)?
這個發(fā)明因此為內(nèi)燃機提供了一個燃油供應(yīng)系統(tǒng)，其能提高由將燃油在較高壓力下將燃油噴入汽缸的燃油噴射機構(gòu)（缸內(nèi)燃油噴射）和將燃油噴入進氣通道或進氣端口的燃油噴射機構(gòu)（進氣通道燃油噴射）組成的內(nèi)燃機的穩(wěn)定性。?
一方面這個發(fā)明涉及了內(nèi)燃機燃油供應(yīng)系統(tǒng)，其包括了一個供應(yīng)被低壓油泵所加壓的燃油的低壓供應(yīng)通道，并且將其送到進氣通道燃油噴射的地壓燃油噴射機構(gòu)中去；一個分支來自低壓燃油供應(yīng)通道的岔口，并且將燃油供應(yīng)到被內(nèi)燃機所驅(qū)動的高壓油泵中；一個供應(yīng)被高壓油泵所加壓的燃油的高壓供應(yīng)通道，并且將其送到汽缸內(nèi)燃油噴射的高壓燃油噴射機構(gòu)中；在高壓油泵的靠近進氣道的一側(cè)安裝了脈動衰減機構(gòu)，這個脈動衰減機構(gòu)關(guān)閉了低壓燃油供應(yīng)通道和高壓燃油供應(yīng)通道之間的溝通，當?shù)蛪喝加凸?yīng)通道中的燃油壓力低于預先設(shè)定的值時。?
依據(jù)第一方面的情況，在內(nèi)燃機啟動階段，這個被內(nèi)燃機所驅(qū)動的高壓泵不能工作，在這種情況下，內(nèi)燃機通過噴射被來自低壓燃油噴射機構(gòu)的低壓泵所加壓的經(jīng)過低壓燃油供應(yīng)通道的燃油而啟動。在這種情況下，在內(nèi)燃機的啟動階段，考慮到低壓燃油供應(yīng)通道中的燃油壓力較低，脈動衰減機構(gòu)關(guān)閉了低壓燃油通道與高壓燃油通道之間的通路。因此，燃油只有使用低壓燃油泵將低壓燃油供應(yīng)通道中的燃油輸送到低壓燃油噴射機構(gòu)中去。相應(yīng)地，這里不需要高壓燃油供應(yīng)通道去供油，而用低壓油泵，也就是說提供低壓燃油供油通道和高壓泵之間通道的低壓燃油供應(yīng)通道和分支通道。能夠快速索取燃油，同時燃油能夠快速地從低壓燃油噴射機構(gòu)中噴出。因此，配備了將燃油在較高壓力下將燃油噴入汽缸的燃油噴射機構(gòu)和將燃油噴入進氣通道或進氣端口的內(nèi)燃機的穩(wěn)定能夠被提高。