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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
指導(dǎo)教師： 職稱：
所在院（系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機(jī)械制造
題 目
輕型商用車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
學(xué)號(hào)
一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個(gè)方面填寫(xiě)：1、選題是否符合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度）
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為輕型商用車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中運(yùn)用到了我們機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)所學(xué)過(guò)課程中的機(jī)械原理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、以及機(jī)械零件設(shè)計(jì)等很多課程專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并且本次對(duì)輕型商用車(chē)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，可以作為對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)，檢驗(yàn)我綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，更重要的是對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧溫習(xí)，讓我們?cè)谧詈蟮膶W(xué)生生涯中，查漏補(bǔ)缺，提高自己的知識(shí)水平，同時(shí)也是再一次對(duì)機(jī)械制圖方法的鞏固練習(xí)，加強(qiáng)了我的繪圖能力。在手繪圖紙無(wú)障礙的前提下，我還學(xué)習(xí)了用AutoCAD計(jì)算機(jī)輔助制圖進(jìn)行繪圖，這也是機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)必須要掌握的基本技能之一。通過(guò)對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，不僅是對(duì)單獨(dú)的某個(gè)零件進(jìn)行材料的選擇、結(jié)構(gòu)的選擇、力學(xué)分析計(jì)算等還必須要滿足相互的配合，以及參考整車(chē)的相關(guān)參數(shù)，對(duì)各個(gè)零部件及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)校，其所涉及的相關(guān)知識(shí)僅僅是靠所學(xué)課本上的東西是不夠的，還必須要查詢相關(guān)的參考文獻(xiàn)，在滿足國(guó)標(biāo)要求的情況下選取適用的參數(shù)，從而完成對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這一過(guò)程又是對(duì)我的查閱參考文獻(xiàn)能力的一種鍛煉?？傊敬蔚漠厴I(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的一次綜合性訓(xùn)練，我們一步步的由淺至深的學(xué)習(xí)，所學(xué)到的知識(shí)相互聯(lián)系，相互依附，在不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)中，逐漸掌握越來(lái)越多的知識(shí)，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，才能進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。能順利的完成本次設(shè)計(jì)，也是對(duì)我在機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)四年的一個(gè)肯定。
對(duì)于我來(lái)說(shuō)，這個(gè)課題的難易程度很適中，對(duì)我既是一個(gè)挑戰(zhàn)也是一個(gè)很好的鍛煉提高過(guò)程。不僅重溫了一下基礎(chǔ)知識(shí)，檢驗(yàn)自己平時(shí)所學(xué)，還拓展了相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一些知識(shí)，同時(shí)也了解了汽車(chē)的車(chē)型分類(lèi)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和汽車(chē)制動(dòng)器在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展等等。使我在檢驗(yàn)、鞏固所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，擴(kuò)大了知識(shí)面，增長(zhǎng)了不少知識(shí)。
本次設(shè)計(jì)要求3張以上A0圖紙，其中包括手繪圖紙和計(jì)算機(jī)輔助繪制圖紙，由于對(duì)AutoCAD軟件的應(yīng)用操作不太熟練，繪圖速度比較慢，用時(shí)比較長(zhǎng)。不過(guò)我覺(jué)得自己的操作水平正在逐步提高，我相信在完成接下來(lái)的圖紙繪制時(shí)，操作會(huì)更熟練。
本設(shè)計(jì)以輕型商用車(chē)為例，據(jù)了解其在制動(dòng)過(guò)程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車(chē)全部負(fù)荷的70%－80%，因此前輪制動(dòng)力要比后輪大。經(jīng)過(guò)對(duì)不同制動(dòng)器優(yōu)缺點(diǎn)的比較，從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，根據(jù)車(chē)型、車(chē)輛所要滿足的制動(dòng)性能、國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，及制動(dòng)器本身的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，參考同類(lèi)型車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)，確定制動(dòng)器的類(lèi)型為前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器，即前輪盤(pán)式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)。具體原因如下：
從汽車(chē)各式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)上分析，盤(pán)式制動(dòng)器有著突出的制動(dòng)效果，經(jīng)過(guò)分析比較，目前浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)更加突出，并且逐漸取代其他形式的制動(dòng)器，占據(jù)著主要的市場(chǎng)地位，但考慮到實(shí)際成本的原因，目前大部分的車(chē)輛只是應(yīng)用在汽車(chē)的前輪，對(duì)于本次選擇的輕型商用車(chē)，也同樣應(yīng)用此種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。為了降低成本，在保證制動(dòng)效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，后輪制動(dòng)器選用鼓式制動(dòng)器，在眾多鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式中，領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器發(fā)展歷程較早，且其效能和效能穩(wěn)定性在各式制動(dòng)器中均居于中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；便于附裝駐車(chē)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙；且有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。而其他形式的鼓式制動(dòng)器都
比較復(fù)雜，所以，本次設(shè)計(jì)的后輪制動(dòng)器選用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。
應(yīng)用這樣的結(jié)構(gòu)形式，既保證了實(shí)際的制動(dòng)效果不會(huì)讓車(chē)輛出現(xiàn)事故，又最大限度的降低了成本，這樣基本符合市場(chǎng)的生產(chǎn)規(guī)則，對(duì)于該型汽車(chē)的暢銷(xiāo)也會(huì)起到一定的作用。
二、開(kāi)題報(bào)告完成情況：
首先對(duì)選題的目的和意義進(jìn)行了闡述與分析，讓我明確了自己設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是作什么用的，其在車(chē)輛安全方面的重要性。其次是對(duì)其在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r做了分析，了解了當(dāng)今汽車(chē)制動(dòng)器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。這對(duì)于本次設(shè)計(jì)的不足，需要改進(jìn)的地方，使我受到了啟發(fā)。在指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)下，收集并整理了大量的相關(guān)信息，又通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查閱到了比較多的相關(guān)資料，初步對(duì)汽車(chē)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式、管路布置、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及各個(gè)部件型式做出了選擇，經(jīng)指導(dǎo)老師審閱，最終完成了本次設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告。開(kāi)題報(bào)告的完成，也就表明本次設(shè)計(jì)已經(jīng)開(kāi)始，接下來(lái)的設(shè)計(jì)計(jì)算工作也在抓緊時(shí)間處理。
三、階段性成果：
在3月10日～4月6日期間，我熟悉了下課題，收集并整理了大量的相關(guān)資料。并參加了畢業(yè)實(shí)習(xí)，完成了畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告。之后經(jīng)過(guò)查閱了解相關(guān)資料，對(duì)課題進(jìn)行初步研究，并與指導(dǎo)老師商討，經(jīng)老師同意，初步確定本次設(shè)計(jì)的題目，準(zhǔn)備開(kāi)題，并上交開(kāi)題報(bào)告。
在4月7日～4月13日期間，開(kāi)始著手本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作。首先整理并完善出制動(dòng)系的總體設(shè)計(jì)方案，包括制動(dòng)能源的選擇確定、管路的布置、簡(jiǎn)要畫(huà)出其簡(jiǎn)圖等完成一系列必要的前期準(zhǔn)備工作。
在4月14日～4月20日期間，確定出制動(dòng)系的主要參數(shù)，包括其基本參數(shù)、同步附著系統(tǒng)的確定、制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩的確定、鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)選擇、盤(pán)式制動(dòng)器的主要參數(shù)選擇等。
在4月21日～4月27日期間，繼續(xù)相關(guān)計(jì)算工作，并進(jìn)行強(qiáng)度校核，畫(huà)出簡(jiǎn)圖。
在4月28日～現(xiàn)今，對(duì)制動(dòng)性能進(jìn)行分析，完成中期檢查報(bào)告。
四、存在主要問(wèn)題：
1、由于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)欠缺，參考資料收集不夠全面，設(shè)計(jì)主題思路還不是很清晰，對(duì)于有些簡(jiǎn)單的問(wèn)題解決的不夠精準(zhǔn)，同時(shí)欠缺仿真軟件的支持，無(wú)法確定其設(shè)計(jì)效果。并且有較多的相關(guān)知識(shí)綜合運(yùn)用，在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，運(yùn)用不是很熟練，計(jì)算過(guò)程不是很順利，需要對(duì)欠缺的知識(shí)補(bǔ)習(xí)，彌補(bǔ)不足。
2、由于涉及汽車(chē)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要補(bǔ)充對(duì)汽車(chē)基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，這占用了一部分時(shí)間和精力。
3、用AutoCAD進(jìn)行繪圖時(shí)，軟件操作不是很熟練，畫(huà)圖速度緩慢，需要在平時(shí)多加練習(xí)。
五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
5
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目名稱
輕型商用車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
學(xué)號(hào)
一、選題的目的和意義
1.1引言
汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)的一個(gè)重要組成部分，他直接影響汽車(chē)的安全性。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于汽車(chē)本身造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故占事故總量的45%。雖然每萬(wàn)輛車(chē)造成的死亡率呈下降趨勢(shì)，但每10萬(wàn)人口死亡率卻呈上升趨勢(shì)。
表1-1 2010全年由于制動(dòng)系統(tǒng)故障造成的交通事故及損失情況
故障原因
事故次數(shù)（次）
死亡人數(shù)
受傷人數(shù)
直接經(jīng)濟(jì)損失（元）
制動(dòng)失效
4663
1023
4256
38645167
制動(dòng)不良
7633
2656
5447
39413006
在2010年11月召開(kāi)的全國(guó)公安交通管理工作會(huì)議透露的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)字，2010年前10個(gè)月，全國(guó)共發(fā)生交通事故379，200起，死亡80，339人。表1-1列舉了2010全年由于制動(dòng)系統(tǒng)故障造成的交通事故及損失情況。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，2011年全國(guó)涉及人員傷亡的道路交通事故210812起，共造成62387人死亡，雖然略有所下降，但在貨車(chē)發(fā)生的交通事故中，除去排在第一位的違章駕駛以外，由于車(chē)輛機(jī)械故障而引起的交通事故仍就是最主要的原因，而在各種車(chē)輛機(jī)械故障中，制動(dòng)系統(tǒng)失效占有相當(dāng)高的比例?？梢?jiàn)，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)于行車(chē)安全方面的重要性。
1.2 汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的概述
汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)上用以使外界(主要是路面)在汽車(chē)某些部分(主要是車(chē)輪)施加一定的力，從而對(duì)其進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)的一系列專(zhuān)門(mén)裝置，即是指為了在技術(shù)上保證汽車(chē)的安全行駛，提高汽車(chē)的平均速度等，而在汽車(chē)上安裝制動(dòng)裝置專(zhuān)門(mén)用來(lái)制動(dòng)的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。
對(duì)汽車(chē)起制動(dòng)作用的只能是作用在汽車(chē)上且方向與汽車(chē)行駛方向相反的外力，而這些外力的大小都是隨機(jī)的、不可控制的，因此汽車(chē)上必須裝設(shè)一系列專(zhuān)門(mén)裝置以實(shí)現(xiàn)上述功能，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，借以使外界在汽車(chē)上某些部分施加一定的力，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)。這種可控制的對(duì)汽車(chē)進(jìn)行制動(dòng)的外力，統(tǒng)稱為制動(dòng)力。這樣的一系列專(zhuān)門(mén)裝置即稱為汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)的一般工作原理是，利用與車(chē)身(或車(chē)架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車(chē)輪(或傳動(dòng)軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來(lái)阻止車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，以達(dá)到車(chē)輛減速，或直至停車(chē)的目的。
1.3 汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型、組成及功用
1.3.1 制動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型
（1）按制動(dòng)系統(tǒng)的作用分類(lèi)
行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)——使正在行使中的汽車(chē)減速或在最短的距離內(nèi)停車(chē)的一套專(zhuān)門(mén)裝置。
駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)——使停止的汽車(chē)駐留在原地不動(dòng)的一套裝置。
應(yīng)急系統(tǒng)——在行車(chē)制動(dòng)系失效的情況下，保證汽車(chē)仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車(chē)的一套裝置。
輔助制動(dòng)系統(tǒng)——在汽車(chē)長(zhǎng)下坡時(shí)用以穩(wěn)定車(chē)速的一套裝置。
（2）按制動(dòng)操縱能源分類(lèi)
人力制動(dòng)系統(tǒng)——以駕駛員的肢體作為唯一的制動(dòng)能源的制動(dòng)系統(tǒng)。
動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)——完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的系統(tǒng)。
伺服制動(dòng)系統(tǒng)——兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。
（3）按照制動(dòng)能量的傳輸方式，制動(dòng)系又可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁式等。同時(shí)采用兩種以上方式的制動(dòng)系，可稱為組合式制動(dòng)系。
1.3.2 制動(dòng)系統(tǒng)的組成
任何制動(dòng)系都具有以下四個(gè)基本組成部分：
（1）供能裝置——包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中，產(chǎn)生制動(dòng)能量的部位稱為制動(dòng)能源。
（2）控制裝置——包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的各種部件。
（3）傳動(dòng)裝置——包括將制動(dòng)能量傳輸?shù)街苿?dòng)器的各個(gè)部件。
（4）制動(dòng)器——產(chǎn)生阻礙車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件，其中也包括輔助制動(dòng)系中的緩速裝置。
1.3.3 制動(dòng)系的功用
使行駛中的汽車(chē)按照駕駛員的要求進(jìn)行強(qiáng)制減速甚至停車(chē)；使已停駛的汽車(chē)在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車(chē)；使下坡行駛的汽車(chē)速度保持穩(wěn)定。
1.4 總結(jié)
從汽車(chē)誕生時(shí)起，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)就在車(chē)輛安全方面扮演著至關(guān)重要的角色，特別是近年來(lái)，隨著車(chē)輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車(chē)行駛速度的提高，這種重要性體現(xiàn)得越來(lái)越明顯。伴隨著節(jié)能型和清潔型能源汽車(chē)的研究開(kāi)發(fā)，汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式，新型動(dòng)力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。但最終目的始終是為了使高速行駛的汽車(chē)減速或在最短的距離內(nèi)停車(chē)。如果該系統(tǒng)不能正常工作，車(chē)上的駕駛員和乘客將受到車(chē)禍的危害，所以分析和研究汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)具有極其重要的意義。在種類(lèi)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)器是汽車(chē)制動(dòng)系中用以產(chǎn)生阻止車(chē)輛運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件。只有了解了其基本結(jié)構(gòu)，清楚了其工作原理，分析出可能會(huì)出現(xiàn)的失效形式，才能準(zhǔn)確的找出是什么原因引起的制動(dòng)系統(tǒng)故障，從而才能對(duì)存在安全隱患的地方進(jìn)行改良，只有這樣才能完善制動(dòng)系統(tǒng)，避免故障的再次發(fā)生。所以，對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究是十分有必要的，且有著深刻的意義。
二、國(guó)內(nèi)外研究綜述
由于汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)在車(chē)輛安全方面占據(jù)著顯著的地位，眾多的汽車(chē)工程師在改進(jìn)汽車(chē)制動(dòng)性能的研究中傾注了大量的心血。目前關(guān)于汽車(chē)制動(dòng)的研究主要集中在制動(dòng)控制方面，包括制動(dòng)控制的理論和方法，以及采用新的技術(shù)。
2.1 制動(dòng)控制系統(tǒng)的歷史
最原始的制動(dòng)控制只是駕駛員操縱一組簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置向制動(dòng)器施加作用力，這時(shí)的車(chē)輛的質(zhì)量比較小，速度比較低，機(jī)械制動(dòng)雖已滿足車(chē)輛制動(dòng)的需要，但隨著汽車(chē)自質(zhì)量的增加，助力裝置對(duì)機(jī)械制動(dòng)器來(lái)說(shuō)已顯得十分必要。這時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)真空助力裝置。1932年生產(chǎn)的質(zhì)量為2860kg的凱迪拉克V16車(chē)四輪采用直徑419.1mm的鼓式制動(dòng)器，并有制動(dòng)踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于1932年推出V12轎車(chē)，該車(chē)采用通過(guò)四根軟索控制真空加力器的鼓式制動(dòng)器。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，尤其是軍用車(chē)輛及軍用技術(shù)的發(fā)展，車(chē)輛制動(dòng)有了新的突破，液壓制動(dòng)是繼機(jī)械制動(dòng)后的又一重大革新。Duesenberg Eight車(chē)率先使用了轎車(chē)液壓制動(dòng)器。克萊斯勒的四輪液壓制動(dòng)器于1924年問(wèn)世。通用和福特分別于1934年和1939年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。到20世紀(jì)50年代，液壓助力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)。
20世紀(jì)80年代后期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，世界汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域最顯著的成就就是防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的實(shí)用和推廣。ABS集微電子技術(shù)、精密加工技術(shù)、液壓控制技術(shù)為一體，是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車(chē)的主動(dòng)安全性和操縱性。防抱裝置一般包括三部分：傳感器、控制器(電子計(jì)算機(jī))與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如車(chē)輪角速度、角加速度、車(chē)速等傳送給控制裝置，控制裝置進(jìn)行計(jì)算并與規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行比較后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令。
1936年，博世公司申請(qǐng)一項(xiàng)電液控制的ABS裝置專(zhuān)利促進(jìn)了防抱制動(dòng)系統(tǒng)在汽車(chē)上的應(yīng)用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制動(dòng)器；1971年，克萊斯勒車(chē)采用了四輪電子控制的ABS裝置。這些早期的ABS裝置性能有限，可靠性不夠理想，且成本高。
1979年，默?本茨推出了一種性能可靠、帶有獨(dú)立液壓助力器的全數(shù)字電子系統(tǒng)控制的ABS制動(dòng)裝置。1985年美國(guó)開(kāi)發(fā)出帶有數(shù)字顯示微處理器、復(fù)合主缸、液壓制動(dòng)助力器、電磁閥及執(zhí)行器“一體化”的ABS防抱裝置。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的出現(xiàn)，以及電子信息處理技術(shù)的高速發(fā)展，ABS以成為性能可靠、成本日趨下降的具有廣泛應(yīng)用前景的成熟產(chǎn)品。1992年ABS的世界年產(chǎn)量已超過(guò)1000萬(wàn)輛份，世界汽車(chē)ABS的裝用率已超過(guò)20%。一些國(guó)家和地區(qū)(如歐洲、日本、美國(guó)等)已制定法規(guī)，使ABS成為汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
2.2 制動(dòng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀
當(dāng)考慮基本的制動(dòng)功能量，液壓操縱仍然是最可靠、最經(jīng)濟(jì)的方法。即使增加了防抱制動(dòng)(ABS)功能后，傳統(tǒng)的“油液制動(dòng)系統(tǒng)”仍然占有優(yōu)勢(shì)地位。但是就復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性而言，增加的牽引力控制、車(chē)輛穩(wěn)定性控制和一些正在考慮用于“智能汽車(chē)”的新技術(shù)使基本的制動(dòng)器顯得微不足道。
傳統(tǒng)的制動(dòng)控制系統(tǒng)只做一樣事情，即均勻分配油液壓力。當(dāng)制動(dòng)踏板踏下時(shí)，主缸就將等量的油液送到通往每個(gè)制動(dòng)器的管路，并通過(guò)一個(gè)比例閥使前后平衡。而ABS或其他一種制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)則按照每個(gè)制動(dòng)器的需要時(shí)對(duì)油液壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
目前，車(chē)輛防抱制動(dòng)控制系統(tǒng)(ABS)已發(fā)展成為成熟的產(chǎn)品，并在各種車(chē)輛上得到了廣泛的應(yīng)用，但是這些產(chǎn)品基本都是基于車(chē)輪加、減速門(mén)限及參考滑移率方法設(shè)計(jì)的。方法雖然簡(jiǎn)單實(shí)用，但是其調(diào)試比較困難，不同的車(chē)輛需要不同的匹配技術(shù)，在許多不同的道路上加以驗(yàn)證；從理論上來(lái)說(shuō)，整個(gè)控制過(guò)程車(chē)輪滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未達(dá)到最佳的制動(dòng)效果。
另外，由于編制邏輯門(mén)限ABS有許多局限性，所以近年來(lái)在ABS的基礎(chǔ)上發(fā)展了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)(VDC)。結(jié)合動(dòng)力學(xué)控制的最佳ABS是以滑移率為控制目標(biāo)的ABS，它是以連續(xù)量控制形式，使制動(dòng)過(guò)程中保持最佳的、穩(wěn)定的滑移率，理論上是一種理想的ABS控制系統(tǒng)。
滑移率控制的難點(diǎn)在于確定各種路況下的最佳滑移率，另一個(gè)難點(diǎn)是車(chē)輛速度的測(cè)量問(wèn)題，它應(yīng)是低成本可靠的技術(shù)，并最終能發(fā)展成為使用的產(chǎn)品。對(duì)以滑移率為目標(biāo)的ABS而言，控制精度并不是十分突出的問(wèn)題，并且達(dá)到高精度的控制也比較困難；因?yàn)槁访婕败?chē)輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化很大，多種干擾影響較大，所以重要的問(wèn)題在于控制的穩(wěn)定性，即系統(tǒng)魯棒性，應(yīng)保持在各種條件下不失控。防抱系統(tǒng)要求高可靠性，否則會(huì)導(dǎo)致人身傷亡及車(chē)輛損壞。
因此，發(fā)展魯棒性的ABS控制系統(tǒng)成為關(guān)鍵?，F(xiàn)在，多種魯棒控制系統(tǒng)應(yīng)用到ABS的控制邏輯中來(lái)。除傳統(tǒng)的邏輯門(mén)限方法是以比較為目的外，增益調(diào)度PID控制、變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制是常用的魯棒控制系統(tǒng)，是目前所采用的以滑移率為目標(biāo)的連續(xù)控制系統(tǒng)。模糊控制法是基于經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的控制，與系統(tǒng)的模型無(wú)關(guān)，具有很好的魯棒性和控制規(guī)則的靈活性，但調(diào)整控制參數(shù)比較困難，無(wú)理論而言，基本上是靠試湊的方法。然而對(duì)大多數(shù)基于目標(biāo)值的控制而言，控制規(guī)律有一定的規(guī)律。
另外，也有采用其它的控制方法，如基于狀態(tài)空門(mén)及線性反饋理論的方法，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。各種控制方法并不是單獨(dú)應(yīng)用在汽車(chē)上，通常是幾種控制方法組合起來(lái)實(shí)施。如可以將模糊控制和PID結(jié)合起來(lái)，兼顧模糊控制的魯棒性和PID控制的高精度，能達(dá)到很好的控制效果。
車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)打滑與制動(dòng)抱死是很類(lèi)似的問(wèn)題。在汽車(chē)起動(dòng)或加速時(shí)，因驅(qū)動(dòng)力過(guò)大而使驅(qū)動(dòng)輪高速旋轉(zhuǎn)、超過(guò)摩擦極限而引起打滑。此時(shí)，車(chē)輪同樣不具有足夠的側(cè)向力來(lái)保持車(chē)輛的穩(wěn)定，車(chē)輪切向力也減少，影響加速性能。由此看出，防止車(chē)輪打滑與抱死都是要控制汽車(chē)的滑移率，所以在ABS的基礎(chǔ)上發(fā)展了驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)。
ASR是ABS的邏輯和功能擴(kuò)展。ABS在增加了ASR功能后，主要的變化是在電子控制單元中增加了驅(qū)動(dòng)防滑邏輯系統(tǒng)，來(lái)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速。ASR大多借用ABS的硬件，兩者共存一體，發(fā)展成為ABS/ASR系統(tǒng)。
目前，ABS/ASR已在歐洲新載貨車(chē)中普遍使用，并且歐共體法規(guī)EEC/71/320已強(qiáng)制性規(guī)定在總質(zhì)量大于3.5t的某些載貨車(chē)上使用，重型車(chē)是首先裝用的。然而ABS/ASR只是解決了緊急制動(dòng)時(shí)附著系數(shù)的利用，并可獲得較短的制動(dòng)距離及制動(dòng)方向穩(wěn)定性，但是它不能解決制動(dòng)系統(tǒng)中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能，同時(shí)可進(jìn)行制動(dòng)強(qiáng)度的控制。
ABS只有在極端情況下(車(chē)輪完全抱死)才會(huì)控制制動(dòng)，在部分制動(dòng)時(shí)，電子制動(dòng)使可控制單個(gè)制動(dòng)缸壓力，因此反應(yīng)時(shí)間縮短，確保在任一瞬間得到正確的制動(dòng)壓力。近幾年電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展為EBS的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。德國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái)率先發(fā)展了ABS/ASR系統(tǒng)并投入市場(chǎng)，在EBS的研究與發(fā)展過(guò)程中走到了世界的前列。
德國(guó)博世公司在1993年與斯堪尼公司聯(lián)合首次在Scania牽引車(chē)及掛車(chē)上裝用了EBS。然而EBS是全新的系統(tǒng)，它有很大的潛力，必將給現(xiàn)在及將來(lái)的制動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)革命性的變革。
2.3 制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展
今天，ABS/ASR已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
車(chē)輛制動(dòng)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(kuò)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(shí)施伺服控制和高精度控制。
在第一方面，ABS功能的擴(kuò)充除ASR外，同時(shí)把懸架和轉(zhuǎn)向控制擴(kuò)展進(jìn)來(lái)，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車(chē)輛控制系統(tǒng)。制動(dòng)器開(kāi)發(fā)廠商還提出了未來(lái)將ABS/TCS和VDC與智能化運(yùn)輸系統(tǒng)一體化運(yùn)用的構(gòu)想。隨著電子控制傳動(dòng)、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(chē)靜止啟動(dòng)的效率；在制動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)輸入一個(gè)驅(qū)動(dòng)命令給電子懸架系統(tǒng)，能防止車(chē)輛的俯仰。
在第二個(gè)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(chē)的制動(dòng)控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車(chē)制動(dòng)中的所有問(wèn)題。因此由ABS/ASR進(jìn)一步發(fā)展演變成電子控制制動(dòng)系統(tǒng)(EBS)，這將是控制系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要的方向。但是EBS要想在實(shí)際中應(yīng)用開(kāi)來(lái)，并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)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(guò)了一百多年的發(fā)展，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下來(lái)。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(chē)制動(dòng)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(shí)驗(yàn)車(chē)上安裝了一種電-液(EH)制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動(dòng)器的操作機(jī)理。通過(guò)采用4個(gè)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(dòng)、ABS、牽引力控制、巡航控制制動(dòng)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(diǎn)是比標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器能更加有效地分配基本制動(dòng)力，從而使制動(dòng)距離縮短5%。一種完全無(wú)油液、完全的電路制動(dòng)BBW(Brake-By-Wire)的開(kāi)發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)裝置成為歷史。
2.4 全電路制動(dòng)(BBW)
BBW是未來(lái)制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。全電制動(dòng)不同于傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)槠鋫鬟f的是電，而不是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間。全電制動(dòng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。其主要包含以下部分：
電制動(dòng)器。其結(jié)構(gòu)和液壓制動(dòng)器基本類(lèi)似，有盤(pán)式和鼓式兩種，作動(dòng)器是電動(dòng)機(jī)；
電制動(dòng)控制單元(ECU)。接收制動(dòng)踏板發(fā)出的信號(hào)，控制制動(dòng)器制動(dòng)；接收駐車(chē)制動(dòng)信號(hào)，控制駐車(chē)制動(dòng)；接收車(chē)輪傳感器信號(hào)，識(shí)別車(chē)輪是否抱死、打滑等，控制車(chē)輪制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)防抱死和驅(qū)動(dòng)防滑。由于各種控制系統(tǒng)如衛(wèi)星定位、導(dǎo)航系統(tǒng)，自動(dòng)變速系統(tǒng)，無(wú)級(jí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)等的控制系統(tǒng)與制動(dòng)控制系統(tǒng)高度集成，所以ECU還得兼顧這些系統(tǒng)的控制；
輪速傳感器。準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)地獲得車(chē)輪的速度；
線束。給系統(tǒng)傳遞能源和電控制信號(hào)；
電源。為整個(gè)電制動(dòng)系統(tǒng)提供能源。與其他系統(tǒng)共用?？梢允歉鞣N電源，也包括再生能源。
從結(jié)構(gòu)上可以看出這種全電路制動(dòng)系統(tǒng)具有其他傳統(tǒng)制動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：
整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)油箱、制動(dòng)主缸、助力裝置。液壓閥、復(fù)雜的管路系統(tǒng)等部件，使整車(chē)質(zhì)量降低；
制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間短，提高制動(dòng)性能；
無(wú)制動(dòng)液，維護(hù)簡(jiǎn)單；
系統(tǒng)總成制造、裝配、測(cè)試簡(jiǎn)單快捷，制動(dòng)分總成為模塊化結(jié)構(gòu)；
采用電線連接，系統(tǒng)耐久性能良好；
易于改進(jìn)，稍加改進(jìn)就可以增加各種電控制功能。
全電制動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)全新的系統(tǒng)，給制動(dòng)控制系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的變革，為將來(lái)的車(chē)輛智能控制提供條件。但是，要想全面推廣，還有不少問(wèn)題需要解決：
首先是驅(qū)動(dòng)能源問(wèn)題。采用全電路制動(dòng)控制系統(tǒng)，需要較多的能源，一個(gè)盤(pán)式制動(dòng)器大約需要1kW的驅(qū)動(dòng)能量。目前車(chē)輛12V電力系統(tǒng)提供不了這么大的能量，因此，將來(lái)車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)采用高壓電，加大能源供應(yīng)，可以滿足制動(dòng)能量要求，同時(shí)需要解決高電壓帶來(lái)的安全問(wèn)題。
其次是控制系統(tǒng)失效處理。全電制動(dòng)控制系統(tǒng)面臨的一個(gè)難題是制動(dòng)失效的處理。因?yàn)椴淮嬖讵?dú)立的主動(dòng)備用制動(dòng)系統(tǒng)，因此需要一個(gè)備用系統(tǒng)保證制動(dòng)安全，不論是ECU元件失效，傳感器失效還是制動(dòng)器本身、線束失效，都能保證制動(dòng)的基本性能。實(shí)現(xiàn)全電制動(dòng)控制的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是系統(tǒng)失效時(shí)的信息交流協(xié)議，如TTP/C。
系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，立即發(fā)出信息，確保信息傳遞符合法規(guī)最適合的方法是多重通道分時(shí)區(qū)(TDMA)，它可以保證不出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的信息滯后。TTP/C協(xié)議是根據(jù)TDMA制定的。第三是抗干擾處理。車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有各種干擾信號(hào)，如何消除這些干擾信號(hào)造成的影響，目前存在多種抗干擾控制系統(tǒng)，基本上分為兩種：即對(duì)稱式和非對(duì)稱式抗干擾控制系統(tǒng)。
對(duì)稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個(gè)相同的CPU和同樣的計(jì)算程序處理制動(dòng)信號(hào)。非對(duì)稱式抗干擾控制系統(tǒng)是用兩個(gè)不同的CPU和不一樣的計(jì)算程序處理制動(dòng)信號(hào)。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。另外，電制動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件和硬件如何實(shí)現(xiàn)模塊化，以適應(yīng)不同種類(lèi)的車(chē)型需要；如何實(shí)現(xiàn)底盤(pán)的模塊化，是一個(gè)重要的難題。只有將制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架、導(dǎo)航等系統(tǒng)綜合考慮進(jìn)來(lái)，從算法上模塊化，建立數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，才能以最低的成本獲得最好的控制系統(tǒng)。
電制動(dòng)控制系統(tǒng)首先用在混合動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)車(chē)輛上，采用液壓制動(dòng)和電制動(dòng)兩種制動(dòng)系統(tǒng)。這種混合制動(dòng)系統(tǒng)是全電制動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)渡方案。由于兩套制動(dòng)系統(tǒng)共存，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本偏高。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，上述的各種問(wèn)題會(huì)逐步得到解決，全電制動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)真正代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以液壓為主的制動(dòng)控制系統(tǒng)。圖3是這種全電制動(dòng)控制系統(tǒng)的配置方案。
2.5 結(jié)論
綜上所述，現(xiàn)代汽車(chē)制動(dòng)控制技術(shù)正朝著電子制動(dòng)控制方向發(fā)展。全電制動(dòng)控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動(dòng)控制系統(tǒng)。同時(shí)，隨著其他汽車(chē)電子技術(shù)特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子元件的成本及尺寸不斷下降。
汽車(chē)電子制動(dòng)控制系統(tǒng)將與其他汽車(chē)電子系統(tǒng)如汽車(chē)電子懸架系統(tǒng)、汽車(chē)主動(dòng)式方向擺動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無(wú)人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，未來(lái)的汽車(chē)中就不存在孤立的制動(dòng)控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個(gè)ECU中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛控制的智能化。
但是，汽車(chē)制動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展受整個(gè)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的制約。有一個(gè)巨大的汽車(chē)現(xiàn)有及潛在的市場(chǎng)的吸引，各種先進(jìn)的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車(chē)制動(dòng)控制系統(tǒng)中來(lái)。同時(shí)需要各種國(guó)際及國(guó)內(nèi)的相關(guān)法規(guī)的健全，這樣裝備新的制動(dòng)技術(shù)的汽車(chē)就會(huì)真正應(yīng)用到汽車(chē)的批量生產(chǎn)中。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：
3.1 形式確定
通常，汽車(chē)所用制動(dòng)器一般都采用摩擦式的，也就是阻止汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力矩來(lái)源于固定元件和旋轉(zhuǎn)工作表面之間的摩擦。主要是盤(pán)式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器兩種形式。
鼓式制動(dòng)器的選用：
鼓式制動(dòng)器是靠制動(dòng)塊在制動(dòng)輪上壓緊產(chǎn)生摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)剎車(chē)的。鼓式制動(dòng)器的形式有很多種，如領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器、單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、單向自增力式制動(dòng)器、雙向自增力式制動(dòng)器、凸輪式制動(dòng)器、楔式制動(dòng)器。它們都各有利弊，其中領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器發(fā)展較
早，且其效能和效能穩(wěn)定性在各式制動(dòng)器中均居于中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；便于附裝駐車(chē)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙；且有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。但領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器也有兩蹄片的壓力不等（在兩制動(dòng)蹄上的摩擦襯片面積相等的條件下），因而兩蹄片磨損不均勻、壽命不同的缺點(diǎn)。此外，因只有一個(gè)輪缸，兩制動(dòng)蹄必須在同一驅(qū)動(dòng)回路下工作。因此，本設(shè)計(jì)采用由定位銷(xiāo)定位的一個(gè)自由度的非平衡式的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。
盤(pán)式制動(dòng)器的選用：
盤(pán)式制動(dòng)器又叫做碟式制動(dòng)器，一般是由液壓控制，主要的部件有制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)鉗、固定器，制動(dòng)輪缸等組成。按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤(pán)式制動(dòng)器分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式兩類(lèi)。全盤(pán)式制動(dòng)器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均為圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦表面全部接觸。用得較多的是多片全盤(pán)式制動(dòng)器，以便獲得較大的制動(dòng)力。但這種制動(dòng)器的散熱性能較差，故多為油冷式，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為固定鉗盤(pán)式制動(dòng)器和浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器。定鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗固定安裝在車(chē)橋上，既不能旋轉(zhuǎn)，也不能沿著制動(dòng)盤(pán)軸線方向移動(dòng)，因此必須在制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)都 安裝制動(dòng)塊的促動(dòng)裝置，以便于將兩側(cè)的制動(dòng)塊分別壓向制動(dòng)盤(pán)。定鉗盤(pán)式制動(dòng)器在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝有一個(gè)活塞。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個(gè)油缸活塞外腔時(shí)，推動(dòng)兩個(gè)活塞向內(nèi)將位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的制動(dòng)塊總成壓緊到制動(dòng)盤(pán)上，從而將車(chē)輪制動(dòng)。當(dāng)放松制動(dòng)踏板使油液壓力減小時(shí)，回位彈簧又將兩制動(dòng)塊總成及活塞推離制動(dòng)盤(pán)。這種型式也稱為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式。
定鉗盤(pán)式制動(dòng)器的缺點(diǎn)就是：
（1）制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)各有液壓缸，使制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
（2）液壓缸分裝于制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)，制動(dòng)液必須跨越制動(dòng)盤(pán)的鉗內(nèi)油道或者外部的油管。
（3）熱負(fù)荷較大，液壓缸和跨越制動(dòng)盤(pán)的鉗內(nèi)制動(dòng)管路或者是外部油管內(nèi)的制動(dòng)液容易氣化。
（4）若想兼用于駐車(chē)制動(dòng)裝置，則必須要添加一個(gè)機(jī)械促動(dòng)的駐車(chē)制動(dòng)鉗。
由于上述的種種原因，定鉗盤(pán)式制動(dòng)裝置已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代轎車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)，也逐漸的在70年代以后讓位于浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器。
浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤(pán)的一側(cè)裝油缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂，同一組制動(dòng)塊可兼用于行車(chē)和駐車(chē)制動(dòng)，在兼行車(chē)和駐車(chē)制動(dòng)的情況下不需要加設(shè)駐車(chē)制動(dòng)鉗，只需要在行車(chē)制動(dòng)鉗液壓缸的附近加裝一些用于推動(dòng)液壓缸活塞的駐車(chē)制動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)零件即可。浮動(dòng)鉗由于沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管，減少了受熱機(jī)會(huì)，單側(cè)油缸又位于盤(pán)的內(nèi)側(cè)，受車(chē)輪遮蔽較少使冷卻條件較好。另外，單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長(zhǎng)，也增大了油缸的散熱面積，因此制動(dòng)液溫度比用固定鉗時(shí)低30℃～50℃，氣化的可能性較小。但由于制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的，必須設(shè)法減少滑動(dòng)處或擺動(dòng)中心處的摩擦、磨損和噪聲。
因此本設(shè)計(jì)采用浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器
小結(jié)：本設(shè)計(jì)以輕型商用車(chē)為例，據(jù)了解其在制動(dòng)過(guò)程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車(chē)全部負(fù)荷的70%－80%，因此前輪制動(dòng)力要比后輪大。經(jīng)過(guò)對(duì)不同制動(dòng)器優(yōu)缺點(diǎn)的比較，從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，根據(jù)車(chē)型、車(chē)輛所要滿足的制動(dòng)性能、國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，及制動(dòng)器本身的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，參考同類(lèi)型車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)，確定制動(dòng)器的類(lèi)型為前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器，即前輪盤(pán)式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)。
II型 X型 HI型 LL型 HH型
圖3-1 液壓分路系統(tǒng)形式
3.2 制動(dòng)管路的確定
為了提高制動(dòng)工作的可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車(chē)的所有行車(chē)制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的相互獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路失效后，仍可利用其他完好的回路起制動(dòng)作用。
雙軸汽車(chē)的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見(jiàn)的物種分路形式(如圖3-1所示)：
（1） 一軸對(duì)一軸（II）型，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路。
（2） 交叉型（X），前軸的一側(cè)車(chē)輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)策車(chē)輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路。
（3） 一周半對(duì)半軸（HI）型，兩側(cè)前制動(dòng)器的板書(shū)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬另一回路。
（4） 半軸一輪對(duì)半軸一輪（LL)型，兩個(gè)回路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器起作用。
（5） 雙半軸對(duì)雙半軸（HH）型，每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。
II型管路布置較為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的但輪崗鼓式制動(dòng)器配合使用，成本較低，目前在各類(lèi)汽車(chē)特別是商用車(chē)商用得最廣泛，所以采用II型制動(dòng)管路。
3.3 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇
根據(jù)動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)，動(dòng)力制動(dòng)，伺服制動(dòng)。
（1） 簡(jiǎn)單制動(dòng)單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動(dòng)力源，故亦稱人力制動(dòng)。有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低，因此僅用于中小型汽車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)裝置中。液壓式曾廣泛用于轎車(chē)，輕型及以下的貨車(chē)和部分中型貨車(chē)上，但由于其操縱較沉重，不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車(chē)提高操縱輕便性的要求，故當(dāng)前僅用于微型汽車(chē)上，在轎車(chē)和輕型汽車(chē)上己極少采用。
（2） 動(dòng)力制動(dòng)有氣壓制動(dòng)，氣頂液式制動(dòng)，全液壓制動(dòng)。氣壓制動(dòng)是動(dòng)力制動(dòng)最常見(jiàn)型式，由于可獲得較大的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，且主車(chē)與被拖的掛車(chē)以及汽車(chē)列車(chē)之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此被廣泛用于總質(zhì)量8t以上的載貨汽車(chē)，越野車(chē)和客車(chē)上。氣頂液式制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，造價(jià)高，故主要用于重型汽車(chē)上，一部分總質(zhì)量為9t-11t的中型汽車(chē)上也有所采用。全液壓制動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精密件多，對(duì)系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用，目前僅用于某些高級(jí)轎車(chē)，大型客車(chē)以及少數(shù)的重型礦用自卸汽車(chē)上。
（3） 伺服制動(dòng)系統(tǒng)分真空伺服制動(dòng)系統(tǒng)、氣壓伺服制動(dòng)系統(tǒng)、液壓伺服制動(dòng)。真空伺服制動(dòng)是利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中節(jié)氣門(mén)后的真空度作動(dòng)力源。一般的柴油車(chē)若采用伺服制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，則需要專(zhuān)門(mén)的真空源—由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空泵或噴吸器構(gòu)成。氣壓伺服制動(dòng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)提供壓縮空氣作為動(dòng)力源，伺服氣壓一般0.6MPA—0.7MPA。氣壓伺服制動(dòng)系統(tǒng)的組成部分比真空伺服復(fù)雜的多。真空伺服制動(dòng)用于總質(zhì)量在1.1t—1.35t以上的轎車(chē)及裝載質(zhì)量在6t以下的輕中型載貨汽車(chē)上，而氣壓伺服制動(dòng)系統(tǒng)則廣泛用于裝載質(zhì)量為6t—12t的中重型載貨汽車(chē)以及少數(shù)高級(jí)轎車(chē)上。液壓伺服制動(dòng)系統(tǒng)是以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓油泵產(chǎn)生的高壓油液為伺服能源，且基本上均為助力式的。由于這種制動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力很高，因此可大大地減小伺服機(jī)構(gòu)的尺寸，且制動(dòng)反應(yīng)快，但對(duì)零部件的加工精密度和密封性能要求很高。其僅用于高級(jí)轎車(chē)。
通過(guò)以上對(duì)各種制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式的比較分析，衡量其優(yōu)缺點(diǎn)，及其適用的車(chē)型最后選定液壓伺服制動(dòng)系統(tǒng)為本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
3.4 部件型式的確定
（1） 制動(dòng)主缸:制動(dòng)主缸由灰鑄鐵制造，也可以用低碳鋼冷擠成型；活塞可用灰鑄鐵，鋁合金或中碳鋼制造。主缸的作用是將駕駛員踩到制動(dòng)踏板上的壓力傳遞到四個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)器以使汽車(chē)停車(chē)。主缸將駕駛員在踏板上的機(jī)械壓力轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤毫Γ谲?chē)輪制動(dòng)器處液壓力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械力。主缸利用液體不可壓縮原理，將駕駛員的踏板運(yùn)動(dòng)傳送到車(chē)輪制動(dòng)器。主缸由儲(chǔ)液罐和主缸體構(gòu)成。儲(chǔ)液罐提供處缸工作的制動(dòng)液。現(xiàn)在的所有儲(chǔ)液罐都是分體設(shè)計(jì)，即兩個(gè)獨(dú)立的活塞有兩個(gè)獨(dú)立的儲(chǔ)液區(qū)域。分體設(shè)計(jì)分別為前輪和后輪，或一個(gè)前輪一個(gè)后輪的液壓系統(tǒng)供液，以防一個(gè)液壓系統(tǒng)失效影響另一個(gè)液壓系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用雙體設(shè)計(jì)的液壓主缸，即雙腔液壓主缸。
（2） 制動(dòng)輪缸:后輪鼓式制動(dòng)器制動(dòng)輪缸是液壓活塞式制動(dòng)蹄張開(kāi)機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車(chē)輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成，其缸筒為通孔，需搪磨，活塞由鋁合金制造，活塞外端壓有鋼制的開(kāi)槽頂塊，以支承插入槽中的制動(dòng)蹄腹板的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。
（3） 制動(dòng)鼓:制動(dòng)鼓的材料與摩擦襯片的材料相匹配，應(yīng)能保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻故我選用由鋼板沖壓成型的輻板與鑄鐵鼓筒部分鑄、成一體的組合式制動(dòng)鼓。制動(dòng)蹄選用T形鋼輾壓成的制動(dòng)蹄。制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置，制動(dòng)底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，故應(yīng)有足夠的剛度，為此我選用具有凹凸起伏形狀的鋼板沖壓成型的制動(dòng)底板。摩擦材料采用模壓。
材料，它是以石棉纖維為主并與樹(shù)膠粘結(jié)劑，調(diào)整摩擦性能的填充劑與噪聲消除劑等混合后，在高溫下模壓成型的。模壓材料的撓性較差故應(yīng)安襯片或襯塊規(guī)格模壓，其優(yōu)點(diǎn)是可以選用各種不同的聚合樹(shù)脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能和其他性能。
綜合以上特點(diǎn)總結(jié)出制動(dòng)鼓選材應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度，剛度和熱容量，與摩擦襯片材料相配合，又應(yīng)當(dāng)有較高的摩擦因數(shù)。
3.5 總結(jié)
根據(jù)課題內(nèi)容、任務(wù)要求，深入了解汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造及工作原理；并收集相關(guān)車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料；參考現(xiàn)有研究成果，并進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和分析，借鑒經(jīng)驗(yàn)；同時(shí)學(xué)習(xí)有關(guān)汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；計(jì)算和確定主要尺寸，繪制部件裝配圖和總圖，通過(guò)自己的研究分析；發(fā)揮自己的設(shè)計(jì)能力并通過(guò)試驗(yàn)最終確定制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，繪制全部零件工作圖，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。同時(shí)，將設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的遺漏部分及時(shí)作補(bǔ)充。
所用技術(shù)：在這次設(shè)計(jì)中將采用機(jī)械圖形設(shè)計(jì)軟件AutoCAD2008 進(jìn)行繪圖，并參考相關(guān)設(shè)計(jì)和專(zhuān)業(yè)書(shū)籍，進(jìn)行設(shè)計(jì)。
四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況
4.1 主要參考文獻(xiàn)如下:
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4.2 資料獲取情況如下：
①?gòu)膶W(xué)校圖書(shū)館借閱相關(guān)圖書(shū)；
②從網(wǎng)上搜索相關(guān)資料，例如在學(xué)校圖書(shū)館網(wǎng)頁(yè)上下載相關(guān)文獻(xiàn)或期刊；
③在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到難題時(shí)向指導(dǎo)老師和專(zhuān)業(yè)老師請(qǐng)教；
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：
時(shí) 間 內(nèi) 容
3.10-3.15 熟悉課題，收集和整理資料
3.16-3.23 畢業(yè)實(shí)習(xí)，調(diào)研
3.24-4.06 提出研究方案，準(zhǔn)備開(kāi)題
4.07-4.13 制動(dòng)器參數(shù)初步計(jì)算
4.14-4.20 制動(dòng)器參數(shù)計(jì)算
4.21-4.27 強(qiáng)度校核計(jì)算
4.28-5.04 制動(dòng)性能分析及編程
5.05-5.11 繪制裝配草圖、繪制裝配圖
5.12-5.18 中期檢查、繪制零件圖
5.19-5.25 完善圖紙
5.26-6.01 寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)
6.02-6.08 審閱圖紙
6.09-6.10 準(zhǔn)備答辯
六、指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日