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大众捷达轿车制动器

  • 上传者:诸葛月月
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文档分类: 车辆工程

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关于本文

  • 本文标题:大众捷达轿车制动器.doc
  • 链接地址:https://wk.sbvv.cn/view/18034.html
  • 内容摘要:大众捷达轿车制动器 学院, 专业, 姓名, 指导老师, 工业自动化 车辆工程 学号, 职称, 讲师高级技师 中国珠海 二二年六月 诚信承诺书 本人郑重承诺,本人承诺呈交的毕业设计大众捷达轿车制动器设计是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。 本人签名, 日期,年月日 大众捷达制动器设计 摘要 在轿车的生产和制造过程中涉及到很多关于安全性动力性和经济性的问题。这些问题的出现对轿车的设计要求提出了很高的要求。轿车的制动系统是保证轿车安全性的重要系统。性能更好的制动器不仅能保证轿车的安全性,还能发挥轿车的动力性。 由于制动系统的重要性,本次设计的主要目的是轿车制动器的结构类型设计。本文从制动系统的作用和设计的要求出发,对各种样式制动器的优缺点进行了比较,并依据已给的设计参数,进行方案分析验证及校核。选定,轿车的前后轮均采用浮钳盘式制动器。在此基础上,选择了真空助力式伺服制动系统和X型管路。依据设计和计算出的数据,分别用AUTOCAD和CATIA软件绘制出了该制动器的二维图和三维建模。 关键词,制动器设计设计参数 DesignofTheWheelBrakeofVolkswagenJettaCar Abstract Intheprocessofcarproductionandmanufacturetherearemanyproblemsaboutsafetypowerandeconomy。Theemergenceoftheseproblemsputforwardhighrequirementsforthedesignofca。Thebrakesystemofcarisanimportantsystemtoeurethesafetyofcar。Thebrakewithbetterperformancecannotonlyeurethesafetyofthecarbutalsoplaythepowerofthecar。 Becauseoftheimportanceofbrakesystemthemainpurposeofthisdesignistodesignthestructuretypeofcarbrake。Startingfromthefunctionofthebrakesystemandtherequirementsofthedesignthispapercomparestheadvantagesanddisadvantagesofvarioustypesofbrakesandaccordingtothegivendesignparameteanalyzesverifiesandverifiesthescheme。Thefloatingcaliperdiscbrakeisselectedforthefrontandrearwheelsofthecar。OnthisbasisthevacuumassistedservobrakesystemandXtypepipelineareselected。AccordingtothedataofdesignandcalculationthetwodimeionaldrawingandthreedimeionalmodelingofthebrakearedrawnwithAutoCADandCATIAsoftwarerespectively。 。Keywords:BrakeDesignDesignparamete 目录 1。前言 3 1。1设计的目的及意义 3 1。2国内外研究现况 3 1。2。1国内研究现况 3 1。2。2国外研究现况 4 1。3设计的主要内容 4 2。制动器设计总体方案 6 2。1不同类型制动器的介绍 6 2。1。1鼓式制动器简介 6 2。1。2盘式制动器简介 7 2。2设计车型的主要参数 8 2。3盘式与鼓式对比分析 9 2。4制动器种类的选择及原因分析 10 3。制动器主要参数及其选择 12 3。1制动盘参数确定 12 3。2制动衬块设计 12 3。2。1制动衬块内外半径的计算 12 3。2。2制动衬块工作面积计算 13 3。2。3制动衬块摩擦系数选择 13 3。4制动轮缸液压和活塞直径的确定 13 3。5制动力矩的计算 13 3。6同步附着系数分析与选择 15 3。7法向反力及制动分配系数的计算 15 3。7。1法向反力的计算 15 3。7。2制动分配系数的计算 17 3。8衬块磨损特性计算 17 3。9制动器制动力矩校核 18 4。制动驱动机构结构简介和分路系统的选择 20 4。1制动驱动机构简介 20 4。1。1简单制动 20 4。1。2动力制动 20 4。1。3伺服制动 21 4。1。4制动驱动机构选择及原因 21 4。2分路系统的选择 22 5。液压制动驱动机构的设计计算 24 5。1制动轮缸直径的确定 24 5。2制动主缸工作容积的计算 24 5。2制动踏板力及工作行程的计算 25 6。制动器材料选择 27 6。1制动盘 27 6。2制动衬块 27 6。3摩擦材料 28 6。4制动钳 29 7。结论 30 参考文献 31 谢辞 32 附录 33 英文翻译 36 1。前言 1。1设计的目的及意义 汽车是现在交通工具中使用最普及的,当今社会基本上家家户户都有一辆汽车。随着我国经济形式不断向好的方向发展,高速公路和城市公路也在不断的发展进步完善,越来越多的人们选择客运以及自驾作为主要的出行方式。为保证驾驶人和乘坐人员的生命财产安全,必须为汽车配备性能优良的制动器。 汽车制动系统是汽车底盘上的一个重要系统,它能控制汽车的车速,保护驾驶者及乘客的安全,而制动器则是汽车的制动系统中直接用于控制汽车车速的重要装置,汽车制动器的制动性能越好,汽车的安全性也就越高,制动器的性能直接关系到每一个交通参与者的生命财产安全[1]。 行驶中的车辆需要不断的进行制动减速操作,所以制动器性能的稳定与每一个交通参与者的生命财产安全直接挂钩,因此对汽车安全性的考量最为关键的一环就是汽车制动器的制动能力和稳定性。 本次设计可以很好的运用已经学习到的基础知识和专业知识,来对大众捷达汽车的制动器进行分析设计,设计出更加安全有效的制动器。同时此次设计可以让书本上的知识与实际生活相结合,可以更好的理解在大学学习到的基础知识和专业知识。 1。2国内外研究现况 1。2。1国内研究现况 由于我国的汽车行业比汽车制造业发达的国家起步晚了几十年,所以汽车零部件行业的面积也不是很大。同时我国国内对汽车制动器的认识还存在不足,再加上一些国家对技术的垄断,所以我国的汽车行业一直在摸索中发展,正是这些原因让我国汽车行业在生产制造方面一直沿用以往的设备和标准,所以我国汽车行业的技术更新很慢并且与国际先进水平之前的差距很大,同时产品质量都不能完全满足不同国家所规定的进口的要求。这也就造成了曾经一段时间我国汽车出口量特别少的情况。 现在我国工业的发展与进步以及改革开放带来的贸易进出口,特别是近几年的经济全球化,更加扩展了我国在海外的市场,使我国的一些汽车制造业的研究人员与国外的先进企业交流更加频繁便捷。随着欧美国家顶尖的汽车制造商原材料供应商等企业通过合资独资等方式进入中国,使汽车行业和制动器行业的得到了飞速的发展,不仅让汽车行业的国内市场越来越好,还开拓出大量的海外市场[2]。 近几年来,随着我国对创新的重视和对汽车方面的科研投入加大,我国在制动器方面的研究也有了很多创新性的研究。如刘峻瑜等人发明了一种基于热管散热的鼓式制动器及具有该制动器的交通工具,,陈振丰发明的具有间隙自动调节装置的定钳盘式制动器等新方法和新成果[3] 这些研究人员研究出来的新技术新思想给世界在制动器研究的方面提供了中国办法和中国思想,为世界在制动器的研究做出了杰出的贡献。 1。2。2国外研究现况 现在国外的一些先进的汽车公司在生产装配汽车的时候都大面积的选用十分先进的气压盘式制动器,其与普通的鼓式制动器相比拥有比鼓式制动器更加优良的制动性能和安全性。 在制动力方面,两种制动器在经过连续不断的刹车后,盘式制动器的各项性能与初始性能差距不是很大,而鼓式制动器的制动力和初始性能相比下降非常大,所以盘式制动器制动性能的稳定性更优于鼓式制动器。盘式制动器在维修保养方面要简单方便许多,因为其使用寿命较长的同时制动操作机构有一个密封的外壳作为保护,需要维修时也只是简单的更换一些已经摩擦的零件,操作起来要比鼓式制动器简单许多,也不需要花费很多的时间。在节约维修成本的同时也节约了时间成本[4]。 随着社会基础设施和汽车行业的不断发展,设计者在设计制动器时为了提高制动器的安全性,在制动系统中增加了许多的电子控制系统,比如制动防抱死系统,AntilockBrakeSystem,简称ABS,电子稳定程序系统,ElectronicStabilityProgram简称ESP,驱动防滑系统,AntiSlipRegulation,简称ASR,等电子控制系统。电子控制系统的加入涉及到很多传感器及传感元件的加入,传感器的加入使制动系统的结构比以往更加复杂多变,大大增加了不同车型的制动系统的装配检测故障和维修的困难程度。 这也是制动系统面临的一个很大的问题,制动系统应该更加的简洁高效,因此这些系统的安排管理是现在必须要面对的问题,就目前来看电子控制技术的应用前景十分广泛,现阶段的制动系统在某些地方都实现了不同程度的电子化[5]。这些新系统的出现能有效的缩短制动距离,为每一个交通参与者的安全提供了更加有效的保障。这也是即防抱死制动系统出现后,汽车制动器电子化的一次重大飞跃。 1。3设计的主要内容 本次毕业设计是以大众捷达汽车的参数为基本参数,设计该车型的前后轮制动器。通过对相关资料的查阅和对设计车型的各项参数进行收集整理与研究,分析不同制动器的性能及相关系数,确定制动器的种类和相关参数。通过理论计算校核分析后运用CAD绘制出制动器的各零部件三视图和制动器二维装配图,并用CATIA软件绘制出制动器整体三维装配图。 主要内容, 1,调查研究大众捷达的车型及参数的相关文献。 2,通过查阅先关文献,分析不同种类制动器的优缺点。 3,对制动器的主要形式进行选择确定。 4,对不同形式的驱动方式进行分析确定制动驱动方式和结构。 5,以大众捷达汽车作为设计对象,对其制动器的主要参数进行计算。 6,制动器零部件的设计并确定制动器的相关参数。 7,用CAD绘制制动器的各零件三视图和制动器二维装配图,用CATIA绘制制动器整体三维图。 2。制动器设计总体方案 2。1不同类型制动器的介绍 利用两个元件相互摩擦产生的摩擦力来让轿车减速和停车的制动器被称为摩擦式制动器。摩擦式制动器可以分为鼓式制动器和盘式制动器,鼓式制动器和盘式制动器还可以再做细分,摩擦式制动器的分类如图2。1。 图2。1制动器分类示意图 2。1。1鼓式制动器简介 鼓式制动器是利用制动蹄和制动轮之间的摩擦力来实现对汽车的制动。现阶段应用较为广泛的是内张式的鼓式制动器,其制动轮的内侧是制动蹄,在制动器实现制动工作时,制动蹄会由内而外的张开,使制动蹄和制动轮之间相互摩擦产生摩擦力使汽车减速。随着消费者对汽车安全性的要求越来越高,与盘式制动器相比安全性较低的鼓式制动器已经在一些方面被鼓式制动器所取代。但是在制造成本方面,鼓式制动器的成本比盘式制动器低很多,所以在一些拥有很好的经济性的汽车上,鼓式制动器运用在负荷较小的后轮上面。 鼓式制动器是利用摩擦来实现制动的,所以长时间制动之后,摩擦元件会有磨损,导致制动鼓和制动片之间的间隙增大。而为了保持鼓式制动器性能的稳定,制动片和制动鼓之间需要一个间隙,一般称这个间隙为最佳间隙。这时就需要一个用来调整制动片与制动鼓之间间隙的调整机构,现在大多数鼓式制动器间隙的调整都都是自动调整的,摩擦片磨损之后,制动片与制动鼓之间的间隙增大,调整机构检测到之后会稍微增加一点连杆的长度,让制动片相对于制动鼓产生位移,从而减小间隙,用来抵消制动片磨损所带来的影响[6]。 2。1。2盘式制动器简介 盘式制动器可以分为钳盘式制动器和全盘式制动器。 钳盘式制动器简介 钳盘式制动器可以分为固定钳盘式制动器和浮动钳盘式制动器。 固定钳盘式制动器, 顾名思义,固定钳盘式制动器,如图2。2所示,的制动钳是固定在轿车上的,在其两边都安装制动驱动装置,才能达到很好的制动效果。但是,两侧都安装制动驱动装置会让结构更加复杂,管路系统也会变的复杂,出现故障的几率也会提高。 其工作原理为,把制动盘和制动钳分别固定在汽车的轮毂上和汽车的车桥上,制动钳里面有两个活塞,它们紧紧的靠在制动盘两侧的制动衬块上,当需要刹车时,制动轮缸里面的液压升高,制动钳内的液压通过活塞传递给制动块产生压紧力,在活塞的推动下,制动盘两侧制动衬块压向制动盘,产生摩擦力,从而让汽车减速实现制动[7]。 图2。2固定钳盘式制动器结构示意图 1制动盘2活塞3制动块4进油口5制动钳6车桥部 浮动钳盘式制动器, 浮动钳盘式制动器,如图2。3所示,顾名思义就是制动钳是可以运动的,它的油缸只安装在一侧,因此结构相对简单,价格也比较低,并且结构紧凑。 其工作原理为,靠外侧的制动块固定在制动钳上,内侧的制动块是可以运动的,制动块可以在活塞的推动下运动,当驾驶员踩下制动踏板时,制动轮缸内的液压升高,制动钳内压力随制动轮缸的压力升高而升高升高,制动钳内的液压通过活塞传递给制动块产生压紧力,在压紧力的作用下,内侧的制动块在活塞产生的推力下推向制动盘,两个制动块分别压紧制动盘两侧,这个时候外侧的制动衬块产生反作用力,直到制动盘两侧的受力相等为止。制动衬块与制动盘之间产生相互摩擦力,使汽车减速,实现汽车的制动[8]。 图2。3浮动钳盘式制动器结构示意图 制动钳体2滑销3制动钳支架4制动盘5固定钳块6活动制动块 7活塞密闭环8活塞 全盘式制动器简介 全盘式制动器的工作原理与手动挡汽车的离合器相似,所以被称为离合器式制动器。因为全盘式制动器在散热性方面不如鼓式制动器和盘式制动器,所以它的应用范围不是很广[9]。 2。2设计车型的主要参数 本次设计是为大众捷达2017款1。4L手动舒适型设计制动器,其基本参数如表2。1所示。 表2。1大众捷达汽车基本参数 项目 单位 数值 驱动方式 前置前驱 车身长度 mm 4510 车身宽度 mm 1704 车身高度 mm 1469 轴距 mm 2604 最高车速 Kmh 181 整车空载质量 kg 1120 整车满载质量,65kg人, kg 1445 质心高度,空载, mm 950 质心到前轴长度,空载, mm 1143 质心到后轴长度,空载, mm 1461 质心高度,满载, mm 850 质心到前轴长度,满载, mm 1249 质心到后轴长度,满载, mm 1355 发动机最大功率 kW 66 最大功率转速 rmin 5500 最大扭矩 Nm 132 最大扭矩转速 rmin 3800 前轮轮胎规格 18560R15 后轮轮胎规格 18560R15 2。3盘式与鼓式对比分析 盘式制动器与鼓式制动器相比,盘式制动器的热稳定性要优良很多,因为盘式的摩擦衬块表面的压力要比鼓式的摩擦片表面的压力均匀很多,这样保证了盘式的摩擦衬块在摩擦的时候不会出现某个一小块工作表面温度很高的情况,摩擦衬块,片,在受热之后会发现些许的膨胀现象,盘式的衬块膨胀主要是径向膨胀,这样的膨胀不会对制动器的性能造成太大的影响,鼓式的制动鼓在受热膨胀之后会增大它的工作半径,这就导致了制动鼓只能与制动蹄的中部接触产生摩擦力矩,从而降低了制动器的制动能力[10]。 当两种制动器浸水之后,鼓式需要连续制动很多次才能恢复制动器的性能,而盘式由于制动衬块对制动盘有一定的擦拭作用和制动盘上有一定的离心力,在制动衬块和制动盘的共同作用下,盘式制动器里面的水会很快的排出。所以与鼓式相比,盘式制动器的水稳定性更加优良。 因为盘式制动器衬块上的压力分布比较均匀,所以衬块的磨损也比较均匀,降低了衬块表面凹凸不平带来的安全隐患的风险,盘式的结构与鼓式相比比较简单,摩擦衬块磨损之后的更换也比鼓式方便许多,在盘式与鼓式的制动力矩相同的的情况下,盘式制动器的质量也比鼓式要轻许多,这也降低了汽车总体的质量,能让制动器更有效的完成制动任务。 盘式制动器虽然有以上的有点,但它也存在着不足,比如,盘式制动器对制动衬块的材料要求高,无法防止灰尘和泥土的影响。 2。4制动器种类的选择及原因分析 汽车制动器的工作本质实际上就是利摩擦材料的相互压紧,产生摩擦,利用摩擦,将汽车的动能在一定程度上转换为制动器的热能,用以达到降低汽车动能的目的,从而使汽车的行驶速度降低甚至让汽车减速至停止运动状态。 如果汽车制动器长期处于高温状态,会使制动器的制动性能降低,甚至使制动器失去制动能力。所以,制动系统的散热性是十分重要的。汽车的行驶速度越快,汽车在制动过程中制动器的温度就会越高, 过高的温度会对制动器造成很大的影响,所以如何降低制动器在制动过程中的温度,是制动器制造厂商面对的一个很重要的问题。由于铝合金拥有很好经济性和热传导性,所以一些汽车制造厂商会选择铝合金。除了材料的选择以外,制动器的结构形式也是很重要的一个选择,而盘式制动器拥有良好的散热性,所以汽车生产商在选择制动器时更倾向于拥有良好散热性的盘式制动器。 摩擦片成本高对制动管路的制造要求高摩擦衬块工作面积小,这些都是盘式制动器在现阶段存在的缺点。鼓式制动器的生产成本比较低,与盘式制动器相比鼓式制动器拥有较好的经济性。 在制动过程中,汽车会受到惯性的影响,所以前轴的负荷要比后轴的负荷高很多。根据研究表明,汽车在制动时,前轴的负荷一般占整车负荷的70%到80%,所以与后轴相比,汽车前轴制动器需要的制动力更高。 有一些汽车生产厂家在生产汽车时为了节约成本,在不影响汽车安全性的前提下盘式制动器用于前轮,而后轮使用的是成比较低的鼓式制动器。但是,随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,百姓对汽车的需求也越来越高,对汽车的安全性要求也越来越高,为了保障汽车在制动时的稳定性和行驶时的安全性,一些高档汽车的前后轮均安装的是盘式制动器。 盘式制动器的制动盘有通风盘和实心盘两种,通风盘制造工艺复杂且生产成本比实心盘高,但是通风盘的散热效果要比实心盘优良很多,所以通风式盘式制动器较多的运用在汽车前轮制动器上。 综上所述,考虑到汽车生产制造的安全性经济性和实用性,本次设计大众捷达汽...
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