CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)解讀

1、乂/我7大孝CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)摘要汽車制動(dòng)系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車，在下坡行駛時(shí)使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速，使汽車可靠地停在原地或坡道上。制動(dòng)系應(yīng)至少包括行車和駐 車制動(dòng)裝置，有足夠的制動(dòng)效能，工作可靠，任何速度下制動(dòng)都不應(yīng)喪失操縱性和方向 穩(wěn)定性。領(lǐng)從蹄制動(dòng)器發(fā)展較早，其效能及效能穩(wěn)定性均居于中游，且有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單等 優(yōu)點(diǎn)，故目前仍相當(dāng)廣泛地用于各種汽車，故本設(shè)計(jì)采用較常用的鼓式領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。 通過合理設(shè)計(jì)汽車的總體尺寸、選擇合適的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)以及合適的制動(dòng)器參數(shù)，合理分 配前后制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，并進(jìn)行校核，

2、從而保證汽車有良好的制動(dòng)性能，并且保證此 貨車在制動(dòng)時(shí)又能保持良好的汽車方向穩(wěn)定性和操縱穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：制動(dòng)系；領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器；貨車設(shè)計(jì)個(gè)©義吩嚴(yán)）丈學(xué)CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)目錄1 .總體設(shè)計(jì) 11.1 軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、布置形式 11.1.1 軸數(shù)選擇11.1.2 驅(qū)動(dòng)形式的選擇：4 >2 11.1.3 布置形式的選擇 11.2 汽車主要參數(shù)設(shè)計(jì) 31.2.1 主要尺寸31.2.2 進(jìn)行汽車軸荷分配 41.3 發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩及發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 41.4 汽車輪胎的選擇 51.5 確定傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比，即主減速器傳動(dòng)比 61.6 確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比，

3、從而計(jì)算出變速器最大傳動(dòng)比 62、前軸制動(dòng)器設(shè)計(jì) 82.1 制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 82.1.1 制動(dòng)管路分路系統(tǒng)形式 82.1.2 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式 82.1.3 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式 82.2 制動(dòng)器的主要參數(shù)設(shè)計(jì) 92.2.1 前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 92.2.2 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 92.2.3 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 102.2.4 前后制動(dòng)力分配曲線 122.2.5 襯片磨損特性的計(jì)算 142.3 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 152.3.1 制動(dòng)輪缸直徑d的確定 152.3.2 制動(dòng)主缸直徑d0的確定 152.3.3 制動(dòng)踏板工作行程 Sp 162.3.4 制動(dòng)踏板力Fp 173.

4、設(shè)計(jì)總結(jié) 18參考文獻(xiàn) 18附錄 典型車型的主要參數(shù) 19© 乂用A大孝CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)1 .總體設(shè)計(jì)已知設(shè)計(jì)參數(shù)如下:裝載質(zhì)量（kg）汽車型號(hào)最大總質(zhì)量（kg）最大車速（Km/h）800CSU1020A245080根據(jù)已知數(shù)據(jù)，查有關(guān)書籍得以下初步總體設(shè)計(jì)方案。1.1 軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、布置形式1.1.1 軸數(shù)選擇根據(jù)國(guó)家道路交通法規(guī)、設(shè)計(jì)規(guī)范及汽車的用途可知，包括乘用車以及汽車 總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、 橋梁限制的不在公路上行駛的 車輛，均采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低廉的兩軸方案。根據(jù)GB 1589-2004（2004-04-01發(fā)布，2

5、004-10-01實(shí)施）道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值中表 4汽車、掛車及汽車列車最大允許總質(zhì)量的最大限值及最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量的最小限 值，及給定的貨車總質(zhì)量為2450kg,故設(shè)計(jì)采用兩軸方案。1.1.2 驅(qū)動(dòng)形式的選擇：4X2汽車的用途、總質(zhì)量和對(duì)車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的主 要因素。增加驅(qū)動(dòng)輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動(dòng)輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之提高，同時(shí)也使汽車的總體布置工作變得困難。 根據(jù)參考文獻(xiàn)1,總質(zhì)量小于19噸的公路運(yùn)輸車，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低 的4X2驅(qū)動(dòng)形式，故此貨車采用4X2的驅(qū)動(dòng)形式。1.1.3 布置形式的選擇本設(shè)計(jì)采用平頭、

6、單排駕駛室發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)動(dòng)形式。分析如下：貨車可以按照駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置的不同，分為平頭式、短頭式、長(zhǎng)頭 式、和偏置式四種。貨車又可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)位置不同，分為發(fā)動(dòng)機(jī)前置、中置和 后置三種布置形式。平頭式貨車的發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室內(nèi)。這種形式貨車的布置特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)在駕駛員和副駕駛員座位中間，因此駕駛室的前跋不需要凸出去，沒有獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī) 艙。具優(yōu)點(diǎn)是：汽車總長(zhǎng)和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動(dòng)性良好；不需要 發(fā)動(dòng)機(jī)罩和翼子板，加上總長(zhǎng)縮短等因素的影響，汽車整備質(zhì)量減?。获{駛員視 野得到明顯改善；采用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時(shí)能改善發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的接近性；面積利 用率比較高。缺點(diǎn)有：空載時(shí)前軸負(fù)荷大，因而在壞

7、路上的汽車通過性變壞；駕 駛室有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鎖上機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；進(jìn)出駕駛室不方便；離合器、變速器 等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；發(fā)動(dòng)機(jī)的工作噪聲、氣味、熱量和振動(dòng)對(duì)駕駛員等均有較大影 響；汽車正面與其他物體發(fā)生碰撞時(shí)，駕駛員和前排乘員易受到嚴(yán)重的傷害。 平 頭式貨車的發(fā)動(dòng)機(jī)可以布置在座椅下后部，此時(shí)中間座椅處沒有凸起，可以布置三人座椅，故得到廣泛應(yīng)用。綜合具優(yōu)缺點(diǎn)，平頭貨車得到廣泛應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)的貨車的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以采用直列、V型或臥式發(fā)動(dòng) 機(jī)；發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障容易；發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性良好，維修方便；離合器、變速器等 操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易布置；貨箱地板高度低。主要缺點(diǎn)是：如果采用平頭 式駕駛室，而

8、且將發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前軸之上，處于駕駛員、副駕駛員座位之間時(shí)， 駕駛室內(nèi)部擁擠，隔絕發(fā)動(dòng)機(jī)工作噪聲、氣味、熱量和振動(dòng)的工作困難，離合器、 變速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜。發(fā)動(dòng)機(jī)中置后橋驅(qū)動(dòng)的貨車，可以采用水平對(duì)置式發(fā)動(dòng) 機(jī)布置在貨箱下方，因發(fā)動(dòng)機(jī)通過性不好，需特殊設(shè)計(jì)，故維修不便；離合器、 變速器等操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；因發(fā)動(dòng)機(jī)距地面近，容易被車輪帶起的泥土弄臟； 受發(fā)動(dòng)機(jī)位置影響，貨箱地板高度高。因?yàn)檫@種布置形式的缺點(diǎn)多，并且難以克 服，故已不再采用。發(fā)動(dòng)機(jī)后置后橋驅(qū)動(dòng)的貨車是在發(fā)動(dòng)機(jī)后置后橋驅(qū)動(dòng)的乘用 車的底盤基礎(chǔ)上變型而來(lái)的，所以采用已經(jīng)極少了。它的主要缺點(diǎn)是離合器、變 速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障

9、和維修發(fā)動(dòng)機(jī)都困難以及發(fā)動(dòng)機(jī)容易被泥 土弄臟；后橋容易超載等。綜上所述本方案采用平頭式發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)動(dòng)的布置形式。參考車型：SC1023D 和 BJ1032V3JA4-1。1.2 汽車主要參數(shù)設(shè)計(jì)1.2.1 主要尺寸1）外廓尺寸外廓尺寸的確定需考慮法規(guī)、汽車的用途、裝載質(zhì)量及涵洞和橋梁等道路尺 寸條件。根據(jù) GB 1589-2004 （2004-04-01發(fā)布，2004-10-01實(shí)施）道路車 輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值中表1-2汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸的最大 限值，并參考現(xiàn)有車型的尺寸，?。?5000*1800*2100 mm。2）軸距和輪距根據(jù)參考文獻(xiàn)1中的表1-2各類汽車的軸距和輪距

10、，并參考同類車型，?。?軸距2600mm、前輪距1420mm、后輪距1360mm。3）前懸和后懸前懸尺寸對(duì)汽車通過性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長(zhǎng)度、上車 和下車的方便性以及汽車造型等均有影響。增加前懸尺寸，減小了汽車的接近角， 使通過性降低，并使駕駛員視野變壞。因在前懸這段尺寸內(nèi)要布置保險(xiǎn)杠、散熱器風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向器等部件，故前懸不能縮短。長(zhǎng)些的前懸尺寸有利于在撞 車時(shí)對(duì)乘員起保護(hù)作用，也有利于采用長(zhǎng)些的鋼板彈簧。對(duì)平頭汽車，前懸還會(huì) 影響從前門上、下車的方便性。初選的前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置下上述各總 成、部件的同時(shí)盡可能短些。后懸尺寸對(duì)汽車通過性、汽車追尾時(shí)的安全性、貨箱長(zhǎng)度

11、、汽車造型等有影 響，并取決于軸距和軸荷分配的要求。后懸長(zhǎng)，則汽車離去角小，使通過性降低。 總質(zhì)量在1.814t的貨車后懸一般在12002200mm之間。參考同類車型，并根據(jù)參考文獻(xiàn)1,?。呵皯?020mm、后懸1380mm。4）車頭長(zhǎng)度根據(jù)參考文獻(xiàn)1,平頭型貨車的車頭長(zhǎng)度一般在14001500mm之間，?。?400mm。5）貨車車廂尺寸車廂尺寸要考慮汽車的用途參考同類車型選取，但必須保證運(yùn)送散裝煤和袋 裝糧食時(shí)能裝足額定的裝載質(zhì)量。根據(jù)參考文獻(xiàn)1,并參考同類車型，取：第3頁(yè)共21頁(yè)© 乂用A大孝CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)3350*1660*360mm。1.2.2 進(jìn)

12、行汽車軸荷分配根據(jù)汽車的驅(qū)動(dòng)形式、發(fā)動(dòng)機(jī)位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭形式及總質(zhì)量等 并參考同類車型和參考文獻(xiàn)1中表1-6各類汽車的軸荷分配，選?。很囆涂蛰d前軸后軸前軸后軸4X2后輪雙 胎，平頭式30% 35%65% 70%48% 54%46% 52%1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩及發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定根據(jù)已知參數(shù)，按公式1-1 ,估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率Pemax:P _magfrCdA 3Pe max （v a maxv a max ）t 3600761401-1式中的A為正投影面積，根據(jù)外形尺寸計(jì)算得到，貨車CdM0.81.0o式中：A 為正投影面積：1420*2100 mm =2982000mm2 =

13、2.982 m2Cd為空氣阻力系數(shù)，取0.9T為傳動(dòng)系效率，根據(jù)參考文獻(xiàn)1,對(duì)驅(qū)動(dòng)橋單級(jí)主減速器的4X2汽車可取90%,故卬取90%fr為滾動(dòng)阻力系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)1,對(duì)貨車取0.02;2g為重力加速度，取9.8m/s ;ma為汽車總質(zhì)量，2450kg;vamax為最高車速，80km/h；由以上參數(shù)可計(jì)算得：Pemax =31.9W。參考SC1023D載貨汽車，根據(jù)估算出來(lái)的最大功率從國(guó)內(nèi)主要汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品中選定發(fā)動(dòng)機(jī)型式 （汽油機(jī)或者柴油機(jī)）和型號(hào)，國(guó)內(nèi)汽車發(fā)動(dòng) 機(jī)生產(chǎn)廠家主要有：玉柴、朝柴、解放、東風(fēng)、長(zhǎng)安、柳州動(dòng)力、云內(nèi)動(dòng)力、北京內(nèi)燃機(jī)等，上網(wǎng)查詢相關(guān)產(chǎn)品的型號(hào)及參數(shù)，確定發(fā)

14、動(dòng)機(jī)型號(hào)如下: 發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)及參數(shù)：品牌揚(yáng)動(dòng)型號(hào)YND485Q(46PS)缸數(shù)4缸缸徑90 mm沖程100mm排量2.156L額定功率33.8KW額定功率轉(zhuǎn)速3000rpm最大扭矩118.4N.m最大扭矩轉(zhuǎn)速2100rpm排放達(dá)低速貨車發(fā)動(dòng)機(jī)形式立式、直列、四沖程、水冷1.4 汽車輪胎的選擇輪胎及車輪用來(lái)支撐汽車，承受汽車重力，在車橋(軸)與地面之間傳力,駕駛?cè)藛T經(jīng)操縱轉(zhuǎn)向輪，可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)方向的控制。輪胎及車輪對(duì)汽車的許多重要性能，包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、通過性、操縱穩(wěn) 定性、制動(dòng)性及行駛安全性和汽車的承載能力都有影響，因此，選擇輪胎是很重要的工作。輪胎及車輪部件應(yīng)滿足下述基本要求： 足夠的負(fù)

15、荷能力和速度能力；較小的 滾動(dòng)阻力和行駛噪聲；良好的均勻性和質(zhì)量平衡性；耐磨損、耐老化、抗刺扎和 良好的氣密性；質(zhì)量小、價(jià)格低、拆裝方便、互換性好。根據(jù)參考文獻(xiàn)1以及參考同類車型，選取如下：輪胎數(shù)：6個(gè)；規(guī)格：6.50-16斜交胎；6.50是名義斷面寬，代表斜交 胎，16是名義輪物直徑，外直徑：765mm。第5頁(yè)共21頁(yè)上學(xué)我2火孝CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)1.5 確定傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比，即主減速器傳動(dòng)比在選定最小的傳動(dòng)比時(shí)，要考慮到最高擋行駛時(shí)有足夠的動(dòng)力性能。根據(jù)參 考文獻(xiàn)1,發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的車速U p應(yīng)等于最高車速或略小于最高車速1-2up- uamax即主減速器傳動(dòng)比i

16、o：io0.377 rr >npmaxuc Luamax g1-3第#頁(yè)共21頁(yè)式中：rr為滾動(dòng)半徑；npmax為發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速；Uamax為最高車速（應(yīng) 根據(jù)選定發(fā)動(dòng)機(jī)后的參數(shù)重新估算），ig為變速器的最高擋傳動(dòng)比，若最高擋為超速擋，則ig=10由已選輪胎得：自由直徑為：d=765mm ; npmax =3000 rpm；由rr=Fd/2加：滾動(dòng)半徑rrr=364.04mm （其中：子午線輪胎：F=3.05;斜交輪胎：F=2.99）由已知參數(shù)可知，；uamax=80km/h0.377 rr npmax根據(jù)公式可得：i0 =5.15;uamax ig故i0取5.2。1.6 確定傳

17、動(dòng)系最大傳動(dòng)比，從而計(jì)算出變速器最大傳動(dòng)比確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比時(shí)，要考慮三方面：最大爬坡度；附著力；汽 車的最低穩(wěn)定車速。就普通貨車而言，當(dāng)i0已知時(shí)，確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比也就 是確定變速器I擋傳動(dòng)比。汽車爬大坡時(shí)車速很低，可忽略空氣阻力，汽車的最 大驅(qū)動(dòng)力應(yīng)為：Ft maxF fFimax1-4© 乂用A大孝CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)Ttq m aixg1i0 T=Gf CO Smax GSi n max1-5G ( fcos a max + Sin Otmax) ri g1 > ：-I tq max i 0 rT1-6般貨車的最大爬坡度為30%,即amax%

18、 16.7 °； T = 90 %。根據(jù)參考文獻(xiàn)網(wǎng)，表1-2滾動(dòng)阻力系數(shù)f的數(shù)值取一般的瀝青或混凝土路面f=0.018o由已知數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)得，貨車總重力G = ma g = (2450>9.8) N=24010N;r=364.04mm； Ttqmax=118.4N?m; i0 =5.2G f COS： max Sin : max田此住P -ig1 -,Trq max i 0 T-=4.8根據(jù)附著條件校核最大傳動(dòng)比:1-7式中：G2為后軸軸荷；r.為滾動(dòng)半徑；ig1為變速器的I擋傳動(dòng)比。所以:G2rr ig1 -T ic Tre max 1 0 T1-8第#頁(yè)共21頁(yè)P(yáng)ecT

19、二 9549re maxnp根據(jù)已知數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)得：G2 =2450>70%<9.8=16807N;小=0.8r=0.364m;(a =1.11.3,1.1); Tremax=118.34(N.M); i° =5.2;7=0.9.一G一*r可得：ig1 £ G2rr =8.836g1 T ire max1 0 T即：4.8三 ig1 三 8.836故?。篿g1=6.2 g 12、前軸制動(dòng)器設(shè)計(jì)2.1 制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式2.1.1 制動(dòng)管路分路系統(tǒng)形式普通貨車常采用一軸對(duì)一軸型，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路。2.1.2 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式總質(zhì)量18t的輕中

20、型貨車常采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)， 并根據(jù)制動(dòng)踏板力及踏板 行程的大小決定是否需要真空伺服系統(tǒng)（真空助力器）。2.1.3 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式貨車常采用鼓式制動(dòng)器。對(duì)于液壓制動(dòng)系統(tǒng)，貨車前輪可采用領(lǐng)從蹄式，止匕外，短軸距平頭貨車的前 輪也可采用單向雙領(lǐng)蹄式，但多一個(gè)輪缸，結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性， 在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退 行駛的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；易于附裝駐車制動(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，但兩個(gè)蹄片上的單位壓力不等，兩蹄襯片磨損不均 勻、壽命不同，止匕外，因只有一個(gè)輪缸，兩蹄必須在同一驅(qū)動(dòng)回路作用下工作。 這種形式的鼓式制動(dòng)器被廣泛采用。單向雙

21、領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能相當(dāng)高。由于有兩個(gè)輪缸， 故可以用兩個(gè)各自獨(dú)立的回路分別驅(qū)動(dòng)兩蹄片，除此之外，這種制動(dòng)器還有易于調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙，兩蹄片上的單位壓力相等，使之磨損程度相近、 壽命相同等優(yōu)點(diǎn)，但單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)效能穩(wěn)定性僅強(qiáng)于增力式制動(dòng) 器。當(dāng)?shù)管囍苿?dòng)時(shí)，由于兩蹄片皆為雙從蹄，使制動(dòng)效能明顯下降，與領(lǐng)從蹄式 制動(dòng)器相比較，由于多了一個(gè)輪缸，使結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。綜上所述，制動(dòng)器的機(jī)構(gòu)形式選擇領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。© 乂方用A大孝CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)2.2 制動(dòng)器的主要參數(shù)設(shè)計(jì)2.2.1 前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定前、后輪制動(dòng)力矩的比值：

22、_ L2 +/油我2- 2-2- 二丹2-1式中邛0為同步附著系數(shù)，對(duì)于貨車：50之0.5, hg為汽車質(zhì)心高度。根據(jù)參考文獻(xiàn)網(wǎng)中的表4-4相當(dāng)于SC1023D貨車的結(jié)構(gòu)參數(shù)，初選如下：同步附著系數(shù)0=0.75;質(zhì)心高度hg=730mm；質(zhì)心至前軸線的距離L1=1400mm；質(zhì)心至后軸線的距離L2=1200mm制動(dòng)力分配系數(shù) B =& *hg+L 2)/L=0.634。先根據(jù)汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死拖滑 (附著系數(shù) 按0.8計(jì)算)，計(jì)算出前輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩 M兇max；再根據(jù)前面已確定的 前、后輪制動(dòng)力矩的比值計(jì)算出后輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩 M Wmax。地

23、面最大制動(dòng)力 Fxbmax = Fz中=2250*9.8*0.8=19208N ;所以，當(dāng)前輪抱死拖滑時(shí)，前輪制動(dòng)力：Fxb1= F Fzi= * * (GL2/L+ Fxb*hg/L) =13179.64NM .1max= Fxb1Mr =10341.37X 0.36404 N?m4797.92N?mMM2maX=MmmaX* (L1-%*hg) /( L2+%*hg)=2340.62N?m。2.2.2 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)1選取制動(dòng)器主要參數(shù)，且制動(dòng)鼓內(nèi)徑及摩擦襯片寬度必須符 合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T309-1999。1)制動(dòng)鼓內(nèi)徑D商用車D/Dr=0.700.83 (Dr為輪物

24、直徑)取0.75故 D=0.75*40.64cm=30.48cm取 D=30cm2）摩擦襯片寬度b和包角B由參考文獻(xiàn)1,制動(dòng)鼓半徑R確定后，襯片的摩擦面積 Ap=R3b。制動(dòng)器各 蹄襯片總的摩擦面積2Ap越大，制動(dòng)時(shí)所受單位面積的正壓力和能量負(fù)荷越小， 從而磨損特性越好。根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料分析，單個(gè)車輪鼓式制動(dòng)器的襯片面積隨汽車總質(zhì)量的增 長(zhǎng)而增大。由參考文獻(xiàn)1表8-1襯片摩擦面積，選取Ap=200cm2。由此可得：b=100mm。實(shí)驗(yàn)表明：摩擦襯片包角6=90100°時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度最低，且制 動(dòng)效能最局。故取包角B =95 03）摩擦襯片起始角B 0一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的

25、中央，即令 附=900- B /2有時(shí)為了適應(yīng)單位壓力 的分布情況，將襯片相對(duì)于最大壓力點(diǎn)對(duì)稱布置，以改善磨損均勻性和制動(dòng)效能。故取出=42.50 。4）制動(dòng)器中心到張開力F0作用線的距離e在保證輪缸或制動(dòng)凸輪能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離e盡可能大，以提高制動(dòng)效能。初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫定 e=0.8R左右。故取 e=12.20cm。5）制動(dòng)蹄支承點(diǎn)坐標(biāo)a和c應(yīng)在保證兩蹄支承端毛面不致互相干涉的條件下，使a盡可能大，而c盡可能小。初步設(shè)計(jì)時(shí)也可暫定，a=0.8R左右。故?。篴=12cm, c=3cm。2.2.3 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于領(lǐng)蹄：M = 1磯幽=用 A對(duì)于從蹄:= F >D,

26、卜（CQ£ 心-/ 51 口心升網(wǎng)工2-3式中：Foi和F02分別為領(lǐng)從蹄的張開力；f為摩擦因數(shù)，計(jì)算時(shí)取0.3;h為摩擦蹄片縱向高度，h=a+e；R1為制動(dòng)時(shí)領(lǐng)蹄的作用半徑；R2為制動(dòng)時(shí)從蹄的作用半徑；c'為摩擦片支承點(diǎn)到輪物中心的距離d、R的計(jì)算如下：I 匕os2： '-cos2：''、=arctan 一2 : -sin2： '' sin2： ' J_4R cos： '-cos：''R = -j,cos2- '-cos2- '' i，12 ： -sin 2： ''

27、; sin 2- ' 22-42-5圖刊-9計(jì)算制動(dòng)力值符圖用810計(jì)算張開力荷圖由初選的鼓式制動(dòng)器參數(shù)可以求得：Q ' 25.960; a 420.9於B =95 ；所以，6 =20.57 Ri = 16.90cm；并由領(lǐng)從蹄的計(jì)算式可得：D1=33.80cm;D2=25.56cm。如果順著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片和逆著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片的q'和Q”角度不同,第11頁(yè)共21頁(yè)© 乂方用A大孝CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)很顯然兩塊蹄片的6和R1值也不同。制動(dòng)器有兩塊蹄片，鼓上的制動(dòng)力矩等于它們的摩擦力矩之和，即：對(duì)于領(lǐng)從蹄鼓式制動(dòng)器：2-6Mv =MV n

28、+A/jj ti=FoiDi+FfuDi由已求可得知：M尸M 口 max/2=2398.96N?m用液力驅(qū)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)01=F叫所需的張開力為：2-7五廣電+口)并計(jì)算得：Fo=4037.29No自鎖性檢測(cè)：計(jì)算鼓式制動(dòng)器，必須檢查蹄有無(wú)自鎖的可能，即 c'c 口哨2-8& _ d sin%不會(huì)自鎖。由已知條件可知：c'=(a2+c2) 1/2=12.56cm; 6=20.57; R= 16.90cm所以,c cos/( R1- c' sin)=0.71>f=0.3,即:不會(huì)發(fā)生自鎖。2.2.4 前后制動(dòng)力分配曲線制動(dòng)時(shí)前、后車輪同時(shí)抱死，對(duì)附著條件的利用、制

29、動(dòng)時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性 均較為有利。此時(shí)的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力F和Fu的關(guān)系曲線，常稱為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線。在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時(shí)抱 死的條件是：前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力之和等于附著力，并且前、后輪制動(dòng)器制 動(dòng)力分別等于各自的附著力，即：Fu+FGG2-9F,/ F,=(L2+(|)hg)/(L i-H)2-10由此畫成的曲線即為前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的關(guān)系曲 線理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱 I曲線。式中已知：G=2250*9.8=24010N;Li=1400mm;L2=1200mm;hg=730mm。同步附著系數(shù)g=0.754 =0.1

30、 寸:F+F,2=2401NF Fu=1273/1327=0.96小=0.2寸：Fu+、2=4802NF/Fu=1346/1254=1.07小=0.3寸：Fu+Fu2=7203NFJ F,=1419/1181=1.20小=0.4寸：Fu+Fu2=9604NFJ F,=1492/1108=1.35小=0.5寸：Fu+Fu2=12005NFJ %=1565/1035=1.51小=0.6寸：F,+F,2=14406NF/Fu=1638/962=1.70小=0.7寸：F,+F,2=16807NF/Fu=1711/889=1.92小=0.8寸：F,+F,2=19208NFJ F,=1784/816=2.

31、19小=0.9寸：Fu+Fu2=21609NFJ F,=1857/743=2.50小=1.0寸：Fu+Fu2=24010NFJ F,=1930/670=2.88所以：Fu=1176NFu=1225N 所以：Fu=2482NFu=2320N 所以：F"3929NFu=3274N 所以：F"5517NFu=4087N 所以：F"7222NFu=4783N 所以：F"9070NFu=5336N 所以：Fu=11051NG5755N 所以：F#12786NFu=5838N 所以：F"15435NFu=6174N 所以：F"17822NFu=6

32、188NB線是實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線。此線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，其斜率為:2-11tan 0 =(13)/ B 由 B =0.63句彳# tan 9 =0.578所以可畫出I曲線和B線：雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器的比能量耗放率:2.2.5 襯片磨損特性的計(jì)算 緊急制動(dòng)到停車的情況下,2maV1 - e2-124tA其中 t=v"j鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率以不大于 1.8W/mm2為宜,計(jì)算時(shí)取減速度 j=0.6g。制動(dòng)初速度總質(zhì)量3.5t以下的商用車用80km/h (22.2m/s);總質(zhì)量 3.5t以上的商用車用65km/h (18m/s)。對(duì)于最高車速低于以上規(guī)定的制動(dòng)初速度 的汽車

33、，按上述條件算出的e值允許H&大于1.8W/mm2。根據(jù)已知條件：本設(shè)計(jì)車型的貨車總質(zhì)量為 ma=2450kg(即2.45t),小于3.5t, 故取本設(shè)計(jì)汽車的制動(dòng)初始速度為：u =80km/h (22.2m/s);減速度 j=0.6g;進(jìn)而：t=v1/j=22.2/ (0.6*9.8) s=3.78s;并由初選參數(shù)可知：A1=200cm2; 6=0.634所以：e=2.1*22.22*0.634/ (4*3.78*200) =0.24W/mm2<1.8 W/mm2符合要求。RA磨損特性指標(biāo)是比摩擦力fg2-13M卜為單個(gè)制動(dòng)器白制動(dòng)力矩，R為制動(dòng)鼓半徑,A為單個(gè)制動(dòng)器的襯片摩

34、擦面積。在j=0.6g時(shí)，鼓式制動(dòng)器的比摩擦力f0以不大于0.48N/mm2為宜。由以求數(shù)據(jù)知：M R=2398.96N?m;R=15cm； A=200cm2,可求得：f0=0.0789 N/mm2 < 0.48N/mm2符合要求。2.3 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.3.1 制動(dòng)輪缸直徑d的確定制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄（塊）施加的張開力Fo與輪缸直徑 d和制動(dòng)管路壓力p的關(guān)系為d = v* 町）2-14F0為制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄的作用力，p為制動(dòng)管路壓力，取812Mpa。制動(dòng) 智路壓力一般不超過1012MPa,對(duì)盤式制動(dòng)器可更高。壓力越高，對(duì)管路 （首 先是制動(dòng)軟管及管接頭）的密封性要求越嚴(yán)格。式中：

35、p取10 Mpa ;Fo=37OO.64N。所以：d=21.72mm輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取（HG28651997）,具體為 19mm、22mm、24 mm、25 mm、28 mm、30 mm、32 mm、35 mm、38 mm、40 mm、45 mm、50 mm、55 mm。由制動(dòng)器的使用條件，輪缸直徑 d選擇為：d=22mm。2.3.2 制動(dòng)主缸直徑d0的確定第i個(gè)輪缸的工作容積為“一二"nz22-15vi -4 1 di i其中：di為第i個(gè)輪缸活塞的直徑，n為輪缸中活塞數(shù)目，6i為第i個(gè)輪 缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程初取3 i = 2 25mm。取5 i =2mm

36、所有輪缸的總工作容積為的T匕2-16m為輪缸數(shù)目，對(duì)于領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，每個(gè)車輪有一個(gè)輪缸，每個(gè)輪缸有兩 個(gè)活塞，對(duì)于單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，每個(gè)車輪有二個(gè)輪缸，每個(gè)輪缸有一個(gè)活塞。第15頁(yè)共21頁(yè)©人方用3大學(xué)CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，故每個(gè)車輪只有1個(gè)輪缸，2個(gè)活塞；即：m=4;n=8;'，=2mm; d=22mm,故有：V=4*Vi=4*( 口 /4)*8*222*2mm 3=24316.1mm3。'制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積為V0 =V V.' .-V為制動(dòng)軟管在液壓下變形而引起的容積增量。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，貨車取V0=,3

37、1.3Vo 有：V0= 1.3V=31611.1mm。主缸活塞行程S0和活塞直徑d0為42-17一般 S0 =(0.81.2)d0;主缸的直徑d0應(yīng)符合QC/T311-1999中規(guī)定的尺寸系列，具體為19mm、22mm、26mm、28mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm。取 d0 =35mm；由所求數(shù)據(jù)計(jì)算得：S0=32.87mm; &/ d°=0.93，符合要求。 Sn2.3.3制動(dòng)踏板工作行程 pSp = i p(s。'01 . , 02)2-18式中，0窗為主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取1.52.0mm,砥2為主缸活塞 空行程，即主缸活塞由不

38、工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所 經(jīng)過的行程，ip為踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。取 頜1=1.5mm；品2=1.0mm。p制動(dòng)調(diào)整正常時(shí)的踏板工作行程 Sp,只應(yīng)占計(jì)及制動(dòng)襯片的容許磨損量在 p內(nèi)的踏板行程的40%60%,即踏板正常工作行程約為制動(dòng)踏板的全行程的40%60% (取50%),以便保證在制動(dòng)管路中獲得給定的壓力。對(duì)于貨車，踏板全行程不應(yīng)超過170180mm。初步設(shè)計(jì)時(shí)，可以踏板全行程175mm為目標(biāo)設(shè)計(jì)ip。S.由此可得：Sp=175*60%=105mm。由以上數(shù)據(jù)，即：6 01=1.5mm； 6 02=1.0mm ; &=32.87mm,可求得：1P = Sp/ (

39、&+601+602) =2.972.3.4制動(dòng)踏板力Fp2 112-19Fp=Zd。pj-i i p式中，踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率，可取 q=0.820.86取踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率7 =0.85 p=10Mpa,進(jìn)而：21 1計(jì)算得：Fp'=4d0p.=3809.17N4 i p助力器設(shè)計(jì)：按上述ip設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)踏板力Fp應(yīng)在200350N的范圍內(nèi)(取Fp=320N),若超出此范圍，則應(yīng)設(shè)計(jì)真空助力器，以制動(dòng)踏板力Fp為目標(biāo)，由下式估算助力比is：一二 2 1 1 1Fp=d0p1一2-20i 1Pls由上式可得：助力比is=11.90。第#頁(yè)共21頁(yè)©人

40、方用A大學(xué)CSU1020A貨車總體設(shè)計(jì)及前制動(dòng)器設(shè)計(jì)3.設(shè)計(jì)總結(jié)為期兩周的汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，我現(xiàn)在回想起來(lái)感觸頗多、獲益匪淺。老話總說，書到用時(shí)方恨少，我在設(shè)計(jì)中真真切切體會(huì)到了。 以前在上汽車 設(shè)計(jì)課程的時(shí)候，因課程本身理論性很強(qiáng)且枯燥而沒能學(xué)好， 在課程設(shè)計(jì)的時(shí)侯 就明顯感到有些費(fèi)力。但在設(shè)計(jì)過程中我努力地去學(xué)習(xí)理論知識(shí)， 在查資料的過 程中，我了解了許多關(guān)于汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)以及成熟車型的具體參數(shù)，這是我在平時(shí)的學(xué)習(xí)和生活中了解不到的，然而這次課程設(shè)計(jì)也讓我對(duì)這方面的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了 濃厚的興趣，我相信這些對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作將會(huì)有很大的幫助。通過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了正確選用發(fā)動(dòng)機(jī)和輪胎等部件

41、的參數(shù)， 也樹立了正 確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)了綜合運(yùn)用汽車設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際 知識(shí)來(lái)分析和解決汽車設(shè)計(jì)問題的能力。設(shè)計(jì)前制動(dòng)器時(shí)，通過選擇參數(shù)以及制 動(dòng)器各項(xiàng)參數(shù)的校核，我對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和組成有了更加全面的了解， 也得到了 汽車設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和繪圖也能熟練運(yùn)用了。衷心感謝謝竹生、張新老師，以及在這次課程設(shè)計(jì)過程中給我?guī)椭母魑煌?學(xué)！五、參考文獻(xiàn)1王望予.汽車設(shè)計(jì)（第4版）M.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2王霄峰.汽車底盤設(shè)計(jì)M,清華大學(xué)出版社，2010.3謝竹生，張新，王明松，李岳林.汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.國(guó)防科技大學(xué)出版社，2013.4劉 濤.汽車設(shè)

42、計(jì)M.北京大學(xué)出版社，2008.5余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）M.機(jī)械工業(yè)出版社，2010.6汽車工程手冊(cè)編輯委員會(huì).汽車工程手冊(cè)M.人民交通出版社，2001.7陳家瑞.汽車構(gòu)造（第3版）M.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.8聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第5版）M.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.9劉惟信.汽車車橋設(shè)計(jì)M.北京：清華大學(xué)出版社，2004附錄典型車型的主要參數(shù)質(zhì)里經(jīng)數(shù)，八 一 r r.t-t輪胎汽車型號(hào)外形 尺寸 (mm) L*W*H貨廂 內(nèi)部 尺寸 (mm) L*W*H軸距(mm)前/后 輪距 (mm)前/ 后 懸 (m m)總質(zhì) 量(Kg)載 質(zhì) 量 (Kg )整 備 質(zhì) 量(K g)型 號(hào)最 大 功 率(K W/rm P)最 大 扭 矩 (N. m/r mp)戮 量規(guī) 格最 高 車 速 (K m/ H)備 注SC1023D5020*1800*21303360*1700*36026001440/137528759501730YND485Q36/3200118.2/221066.00-15或6.50-1680平頭、單排 駕駛室BJ1032V3J5040*1750*3350*1660*26509904802966.50-16平頭、單排 駕駛室A4-1217036