GD1091型商用車制動(dòng)系設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目: GD1091型商用車制動(dòng)系設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 20xx 年 5 月 15 日目 錄1 前言 .22 制動(dòng)系概況及組成 .33 制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)類型及選擇 .53.1制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)類型.53.1.1 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu) .53.1.2 盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu) .93.2 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的選擇 .94 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 .104.1 相關(guān)給定參數(shù) .104.2 制動(dòng)系主要參數(shù)的確定 .105 制動(dòng)系的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .125.1 同步附著系數(shù)與制動(dòng)器分配系數(shù) .12 5.2 最大制動(dòng)力矩 .135.3 制動(dòng)器因數(shù)計(jì)算 .145.4 制動(dòng)性能計(jì)算 .16 6 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .166.1 制動(dòng)蹄 .17 6.2 制動(dòng)底板 .17 6.3 制動(dòng)蹄的支承 .176.4 制動(dòng)輪缸 .176.5 制動(dòng)器間隙的調(diào)整及機(jī)構(gòu) .187 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算 .187.1 制動(dòng)輪缸直徑與工作容積 .187.2 制動(dòng)主缸直徑與工作容積 .197.3 制動(dòng)踏板力與踏板行程 .20設(shè)計(jì)總結(jié) .22參考資料 .24致謝 .251 前言汽車的制動(dòng)裝置可以讓車輛放慢速度或靜止、使正在坡上移動(dòng)的車輛速度保持不變以及使已經(jīng)靜止的車輛保持靜止?fàn)顟B(tài)不變。對(duì)汽車起到主要阻力作用的外力有空氣阻力，滾動(dòng)阻力，上坡阻力，但遺憾的是這些外力的大小都是隨著外界的因素的改變而發(fā)生變化的，無法進(jìn)行人為的控制。所以，我們得給車輛安裝制動(dòng)系，他可以幫助駕駛員進(jìn)行人為的控制車輛的制動(dòng)力。所有車輛的制動(dòng)系統(tǒng)都應(yīng)該由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)器這樣四個(gè)基本部分組成。近年來，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。汽車制動(dòng)系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車輛制動(dòng)減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā)，汽車動(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。例如電動(dòng)汽車沒有內(nèi)燃機(jī)，無法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動(dòng)真空泵為真空助力器提供真空。 今天，ABS/ASR已經(jīng)成為歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。 車輛制動(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，使ABS不僅僅是防抱死系統(tǒng)，而成為更綜合的車輛控制系統(tǒng)。制動(dòng)器開發(fā)廠商還提出了未來將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。 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)用在汽車的制動(dòng)控制系統(tǒng)中。ABS/ASR并不能解決汽車制動(dòng)中的所有問題。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)用開來，并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問題。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。綜上所述，現(xiàn)代汽車制動(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。2 制動(dòng)系概況及組成 使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已停駛的汽車保持不動(dòng)，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動(dòng)。 制動(dòng)系統(tǒng)作用是：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進(jìn)行強(qiáng)制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)。 對(duì)汽車起制動(dòng)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，而這些外力的大小都是隨機(jī)的、不可控制的，因此汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝置以實(shí)現(xiàn)上述功能。 為了保證汽車安全行駛，提高汽車的平均行駛車速，以提高運(yùn)輸生產(chǎn)率，在各種汽車上都設(shè)有專用制動(dòng)機(jī)構(gòu)。這樣的一系列專門裝置即稱為制動(dòng)系。 汽車制動(dòng)系功用: 1）保證汽車行駛中能按駕駛員要求減速停車; 2）保證車輛可靠停放;3) 保證汽車在下坡時(shí)具有一定的速度。汽車制動(dòng)系統(tǒng)的類型：（1）按功用分：行車制動(dòng)系統(tǒng)，駐車制動(dòng)系統(tǒng)，第二制動(dòng)系統(tǒng)，輔助制動(dòng)系統(tǒng)。1）行車制動(dòng)系是由駕駛員用腳來操縱的，故又稱腳制動(dòng)系。它的功用是使正在行駛中的汽車減速或在最短的距離內(nèi)停車。2）駐車制動(dòng)系是由駕駛雖用手來操縱的，故又稱手制動(dòng)系。它的功用是使已經(jīng)停在各種路面上的汽車駐留原地不動(dòng)。3）第二制動(dòng)系在行車制動(dòng)系失效的情況下，保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國(guó)家的制動(dòng)法規(guī)中規(guī)定，第二制動(dòng)系也是汽車必須具備的。4）輔助制動(dòng)系經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車以及某些特殊用途的汽車，為了提高行車的安全性和減輕行車制動(dòng)系性能的衰退及制動(dòng)器的磨損，用以在下坡時(shí)穩(wěn)定車速。（2）按制動(dòng)能量傳輸分：機(jī)械式，液壓式，氣壓式，電磁式，組合式。（3）按回路多少分：?jiǎn)位芈分苿?dòng)系統(tǒng)，雙回路制動(dòng)系統(tǒng)。（4）按能源分：人力制動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)，伺服制動(dòng)系統(tǒng)。1）人力制動(dòng)系以駕駛員的肌體作為唯一的制動(dòng)能源的制動(dòng)系。2）動(dòng)力制動(dòng)系完全靠由發(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)的制動(dòng)系。3）伺服制動(dòng)系兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系。任何制動(dòng)系統(tǒng)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動(dòng)介質(zhì)狀態(tài)各種部件。 （2）控制裝置：產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果各種部件，如制動(dòng)踏板。 （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)部件如制動(dòng)主缸、輪缸。 （4）制動(dòng)器：產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的部件。為了保證汽車行使安全，發(fā)揮高速行使的能力，制動(dòng)系必須滿足下列要求。（1）制動(dòng)效能好。評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)效能的指標(biāo)有：制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度、制動(dòng)時(shí)間 。（2）操縱輕便，制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性好。制動(dòng)時(shí)，前后車輪制動(dòng)力分配合理，左右車輪上的制動(dòng)力應(yīng)基本相等，以免汽車制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏和側(cè)滑。（3）制動(dòng)平順性好。制動(dòng)時(shí)應(yīng)柔和、平穩(wěn)；解除時(shí)應(yīng)迅速、徹底。（4）散熱性好，調(diào)整方便。這要求制動(dòng)蹄摩擦片抗高溫能力強(qiáng)，潮濕后恢復(fù)能力快，磨損后間隙能夠調(diào)整，并能夠防塵、防油。（5）帶掛車時(shí)，能使掛車先于主車產(chǎn)生制動(dòng)，后于主車解除制動(dòng)；掛車自行脫掛時(shí)能自行進(jìn)行制動(dòng)。（6）在任何速度下制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)該喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。(7)防治水河污泥進(jìn)入制動(dòng)器表面。（8)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。（9）作用滯后性應(yīng)盡可能好。作用滯后性是指制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，以制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定的制動(dòng)效能所需的時(shí)間來評(píng)價(jià)。（10）摩擦襯片應(yīng)具有足夠的使用壽命。（11）當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本功能遭到破壞時(shí)，汽車制動(dòng)系應(yīng)有音響或信號(hào)等報(bào)警提示。3 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)類型及選擇制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動(dòng)器雖然有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高，只有一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只用作緩速器。目前廣泛使用的為摩擦式制動(dòng)器。摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式、盤式和帶式三種。帶式制動(dòng)器只用作中央制動(dòng)器；鼓式和盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式有多種。3.1制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)類型3.1.1 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)鼓式制動(dòng)器具有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：（1）蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。（2）張開裝置的形式與數(shù)量不同。（3）制動(dòng)時(shí)兩塊蹄片之間有無相互作用。鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩種結(jié)構(gòu)型式。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的摩擦元件是一對(duì)帶有 圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者則安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半軸套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件作為制動(dòng)鼓。車輪制動(dòng)器的制動(dòng)鼓均固定在輪轂上。制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦蹄片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面與制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作一些汽車的中央制動(dòng)器，通常所說的鼓式制動(dòng)器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)，鼓式制動(dòng)器按蹄的類型分為:1) 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器如圖3-1所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)），則蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)得使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對(duì)調(diào)了。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄使制動(dòng)器。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有增勢(shì)作用，故又稱為增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動(dòng)鼓的趨勢(shì)，即摩擦力矩具有減勢(shì)作用，故又稱為減勢(shì)蹄。增勢(shì)作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而減勢(shì)作用使從蹄所受的法向反力減小。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)與倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，也便于服裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中,特別是乘用車和總質(zhì)量較小的商用車的后輪制動(dòng)器用得較多。1-領(lǐng)蹄 2-從蹄 3,4-支點(diǎn) 5-制動(dòng)鼓 6-制動(dòng)輪缸圖3-1 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器2) 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器若在汽車前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，則稱為雙領(lǐng)蹄使制動(dòng)器（如圖3-2所示）。顯然，當(dāng)汽車倒車時(shí)這種制動(dòng)器的兩制動(dòng)蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為雙向領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖所示，兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)，兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等機(jī)件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板中心作對(duì)稱布置的，因此，兩蹄對(duì)制動(dòng)鼓的作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動(dòng)器。雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器有高的正向制動(dòng)效能，因而得到比較廣泛的應(yīng)用。如用于后輪，則還需要另設(shè)中央駐車制動(dòng)器。1-制動(dòng)輪缸 2-領(lǐng)蹄 3-支撐銷 4-制動(dòng)鼓圖3-2 雙領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器3) 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器當(dāng)制動(dòng)鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩制動(dòng)助均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器（如圖3-3所示）。它也屬于平衡式制動(dòng)器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)及倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，因此廣泛應(yīng)用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前后輪，但用作后輪制動(dòng)器時(shí)，則需另設(shè)中央制動(dòng)用于駐車制動(dòng)。圖3-3 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 4) 單向增力式制動(dòng)器單向增力式制動(dòng)器如圖3-4所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動(dòng)蹄支承在其上端制動(dòng)地板上的支承銷上，由于制動(dòng)時(shí)兩蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式的制動(dòng)器。單向增力式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效能很高，且高于前述的各種制動(dòng)器，但在倒車制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)效能卻是最低的。因此，它用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動(dòng)器。1-第一制動(dòng)蹄 2-支撐銷 3-制動(dòng)鼓 4第二制動(dòng)蹄 5-頂桿 6-制動(dòng)輪缸圖3-4 單向增力式制動(dòng)器5）雙向增力式制動(dòng)器將單向增力式制動(dòng)器的單活塞式制動(dòng)輪缸換用雙活塞式制動(dòng)輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則稱為雙向增力式制動(dòng)器(如圖3-5所示)。對(duì)雙向增力式制動(dòng)器來說不論汽車前進(jìn)制動(dòng)或倒退制動(dòng)，該制動(dòng)器均為增力式制動(dòng)器。雙向增力式制動(dòng)器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動(dòng)與駐車制動(dòng)功用的制動(dòng)器，但行車制動(dòng)是由液壓經(jīng)制動(dòng)輪缸產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開力進(jìn)行制動(dòng)，而駐車制動(dòng)則是用制動(dòng)操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。雙向增力式制動(dòng)器也廣泛用于汽車的中央制動(dòng)器，因?yàn)轳v車制動(dòng)要求制動(dòng)器正向、反向的制動(dòng)效能都很高，而且駐車制動(dòng)若不用于應(yīng)急制動(dòng)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出。但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動(dòng)過程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降。因此，在轎車領(lǐng)域上已經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動(dòng)器。但由于成本低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)型車中使用，主要用于制動(dòng)負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動(dòng)。1-后制動(dòng)蹄 2-頂桿 3-前制動(dòng)蹄 4-制動(dòng)輪缸 5-支撐銷圖3-5 雙向增力式制動(dòng)器3.1.2 盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)盤式制動(dòng)器按摩擦副中定位元件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。1）鉗盤式鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式不同可分為定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器等.定鉗盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器中的制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤與車輪相連并在制動(dòng)鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有以下優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)鼓式制動(dòng)器到盤式制動(dòng)器的改革，能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的要求。浮鉗盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤得內(nèi)側(cè)具有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動(dòng)盤的油道或油管，液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化的可能性?。怀杀镜?；浮動(dòng)盤的制動(dòng)塊可兼用駐車制動(dòng)。2）全盤式在全盤制動(dòng)器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤形，制動(dòng)時(shí)各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動(dòng)器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有鉗盤式制動(dòng)器廣泛。3.2 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的選擇 通過以上描述，我們可以發(fā)現(xiàn)盤式制動(dòng)器有以下缺點(diǎn)： 1）不能嚴(yán)密的銹蝕和防止塵污(密封的多片全盤制動(dòng)裝置)。 2) 兼做停車制動(dòng)裝置，所需的附加的動(dòng)手驅(qū)接構(gòu)很復(fù)雜。 3）在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須裝用助力器。 4) 因?yàn)橐r塊的工作表面太小，盤式制動(dòng)裝置在車輛前輪上得到廣泛的時(shí)用。鼓磨損太快，行使壽命低，需要用高材質(zhì)的襯塊。根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)，考慮到實(shí)際情況及個(gè)人的設(shè)計(jì)能力，本次設(shè)計(jì)采用:后輪為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，前輪為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)且雙回路；駐車制動(dòng)采用車輪制動(dòng)器與后輪共用一個(gè)制動(dòng)器后輪鼓式制動(dòng)器。4 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇4.1 相關(guān)給定參數(shù)質(zhì)心高度: hg=853mm; 質(zhì)心與前軸距離：a=2300mm; 質(zhì)心與后軸距離：b=2100mm軸距：L=4400mm; 車輪滾動(dòng)半徑：R r =505mm最大質(zhì)量 M=9130Kg整備質(zhì)量 M=4000Kg最高車速 V=90Km/h車輪型號(hào)為9.00R20，輪輞名義直徑為20英寸4.2制動(dòng)系主要參數(shù)的確定(1) 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D圖4.1 鼓式制動(dòng)器的主要幾何參數(shù)如圖4.1各參數(shù)：輸入力Po一定時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，制動(dòng)力矩越大，且散熱能力也越強(qiáng)。但增大D要受到輪輞內(nèi)徑的限制。制動(dòng)鼓與輪輞之間要保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于2030mm,否則不僅制動(dòng)器的散熱條件條件差，而且輪輞受熱后可能沾住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動(dòng)鼓應(yīng)該有足夠的壁厚，用來保證有足夠的剛度和熱容量，以減小制動(dòng)時(shí)的溫升。制動(dòng)鼓的直徑小，剛度就大，并有利保證制動(dòng)鼓的加工精度。制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比D/Dr的范圍如下：商用車： D/Dr=0.700.83取 D/Dr=0.75輪輞直徑 Dr=508mm制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑 D =400mm取制動(dòng)鼓內(nèi)徑D=400mm 即R=200mm（2）摩擦襯片寬度b和包角摩擦襯片寬度尺寸b的選取對(duì)摩擦襯片的使用壽命有很大影響。襯片的寬度尺寸取窄些，則磨損速度快，襯片壽命短；襯片寬度取寬些，則質(zhì)量大，不易加工，且加工成本增加。 實(shí)驗(yàn)表明，摩擦襯片包角=90o100o時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度最低，且制動(dòng)效能最高。角減小雖然有利于散熱，但單位壓力過高將加速磨損。實(shí)際上包角兩端處單位壓力最小，因此過分延伸襯片兩端以增加包角，對(duì)減小單位壓力的作用不大，而且將使制動(dòng)不平順，容易使制動(dòng)器發(fā)生自鎖，因此這里取包角=100o。 襯片的磨損面積為Ap=Rb。制動(dòng)器各蹄襯片總的摩擦面積越大，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。對(duì)于（7.012.0）t的轎車，單個(gè)制動(dòng)器總的摩擦面積Ap為（5501000）cm2,這里取Ap=800cm2?？汕蟮胋=120mm。（3）摩擦襯片起始角0一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，令0=90o/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。由以上可知0=90o100o/2=40o。（4）制動(dòng)器中心到張開力Po作用線的距離a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a盡可能大，以提高制動(dòng)效能，設(shè)計(jì)時(shí)定a=0.8R左右，根據(jù)圖樣取得a=160mm。（5）制動(dòng)蹄支撐點(diǎn)位置坐標(biāo)c和k應(yīng)在保持兩蹄支撐端毛面不致互相干涉的情況下，使c盡可能大而k盡可能小，這里定c=0.8R左右，實(shí)際取值為c=160mm,k=40mm。 （6）摩擦片摩擦系數(shù) 摩擦片摩擦系數(shù)對(duì)制動(dòng)力矩的影響很大，主要考慮其熱穩(wěn)定性當(dāng)前國(guó)產(chǎn)的制動(dòng)摩擦片材料在溫度低于250時(shí)，保持摩擦系數(shù)f=0.350.40已無大問題。因此，取可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際,選取。5 制動(dòng)系的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1同步附著系數(shù)與制動(dòng)器分配系數(shù)(1)當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力；(2)當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性；(3)當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為的路面上制動(dòng)(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí)，其制動(dòng)減速度為，即，為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度這表明只有在的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 參考類似車型此次設(shè)計(jì)車型同步附著系數(shù) ，帶入數(shù)據(jù)得：5.2 最大制動(dòng)力矩制動(dòng)器動(dòng)力之比為：最大制動(dòng)力矩設(shè)該貨車常在附著系數(shù)為的路面上行駛，且轎車的同步附著系數(shù)為。則制動(dòng)強(qiáng)度 代入數(shù)據(jù)，得： 則單個(gè)車輪應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩為：其中:G-汽車所受重力； L-汽車軸距； a-汽車質(zhì)心離前軸距離； b-汽車質(zhì)心離后軸距離； -汽車質(zhì)心高度； -汽車滾動(dòng)半徑； -地面附著系數(shù)； -制動(dòng)力分配系數(shù)； -制動(dòng)力距； 5.3 制動(dòng)器因數(shù)計(jì)算制動(dòng)因數(shù)是表示制動(dòng)器的效能，也就是制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩。其中：-制動(dòng)器促動(dòng)力。后輪制動(dòng)器因數(shù)（支承銷式領(lǐng)從蹄式）：其中有關(guān)計(jì)算參數(shù)如圖5-1所示：其中數(shù)據(jù)數(shù)值:=1.74；=0.768；=2.512；=3.279；=200mm；B=0.8R=160;C=R-20=180;=1.6=320mm；圖5-1支撐銷式制動(dòng)蹄有關(guān)計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)=190mm；=0.3；那么單個(gè)領(lǐng)蹄的制動(dòng)因數(shù)：公式:代入數(shù)據(jù)得 ；公式: 代入數(shù)據(jù)得； 所以整個(gè)后輪制動(dòng)器因數(shù)為: 張開力的計(jì)算由液壓驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器所需張開力 (5-1)代入數(shù)據(jù)，解得：P1 = 17200.885N； P2 = 12741.317 N； 5.4 制動(dòng)性能計(jì)算 (1)制動(dòng)減速度 式中：為該車所遇最大附著系數(shù)，0.8；則 (2)制動(dòng)距離理論制動(dòng)距離： （5-2）式中： j制動(dòng)減速度；V制動(dòng)初速度，65km/h； 代入數(shù)據(jù)，解得：S=20.791m 6 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用由鋼板沖壓成形的輻板與鑄鐵鼓筒部分鑄成一體的組合式制動(dòng)鼓；其質(zhì)量小，工作面耐磨，并有較高的摩擦因數(shù)。沿鼓口的外緣鑄有整圈的加強(qiáng)肋條和若干軸向肋條以提高其剛度和散熱性能。 制動(dòng)鼓相對(duì)于輪轂的對(duì)中如圖5-1所示，是以直徑為的圓柱表面的配合來定位，制動(dòng)鼓工作表面的圓度和同軸度公差0.03，徑向跳動(dòng)量0.05，靜不平衡度1.5。6.1制動(dòng)蹄 制動(dòng)蹄采用T形型鋼輾壓制成，制動(dòng)蹄的斷面形狀如圖6-1a，并在制動(dòng)蹄腹板上開有徑向槽，使制動(dòng)蹄摩擦襯片與鼓之間的接觸壓力均勻，并減少制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度分別為6mm和6mm。摩擦襯片的厚度選為6。襯片鉚接在制動(dòng)蹄上，噪聲較小。 圖6-1汽車制動(dòng)蹄的斷面形狀6.2制動(dòng)底板 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，應(yīng)有足夠的剛度，因?yàn)閯偠炔蛔銜?huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。本設(shè)計(jì)制動(dòng)底板采用鋼板沖壓而成，沖出翻邊和凸臺(tái)，底板具有凹凸起伏的形狀。 6.3制動(dòng)蹄的支承前后輪制動(dòng)器制動(dòng)蹄采用偏心支承銷式，支承銷由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。其支座為可煅鑄鐵（KTH370-12）或球墨鑄鐵（QT400-18）件。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支撐孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。6.4制動(dòng)輪缸 制動(dòng)輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)張開機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車輪制動(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，需鏜磨?；钊射X合金制造?；钊舛藟河袆傊频拈_槽頂塊，以支撐插入槽中的制動(dòng)蹄腹板部件。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑的活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑的活塞；雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩蹄則各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸。6.5制動(dòng)器間隙的調(diào)整及機(jī)構(gòu)本車制動(dòng)間隙采用手動(dòng)調(diào)整。在制動(dòng)底板開有一觀察孔，以便用塞尺檢查摩擦片與制動(dòng)鼓之間的間隙。若發(fā)現(xiàn)制動(dòng)器間隙以增大到使制動(dòng)器效能明顯降低時(shí)，對(duì)前輪制動(dòng)器，可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整凸輪進(jìn)行局部調(diào)整。當(dāng)制動(dòng)鼓磨損重新修整其內(nèi)圓面后裝配制動(dòng)器時(shí)，為保證蹄鼓的正確接觸狀態(tài)和間隙值，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心銷和調(diào)整凸輪進(jìn)行全面調(diào)整；對(duì)后輪制動(dòng)器，則要調(diào)整制動(dòng)輪缸兩端的調(diào)整螺母，帶動(dòng)螺桿的可調(diào)支座作軸向移動(dòng)，則可調(diào)整制動(dòng)器間隙，調(diào)整好后，用鎖片插入調(diào)整螺母的齒槽中，以固定調(diào)整螺母位置。7 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算7.1制動(dòng)輪缸直徑與工作容積制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄施加的張開力與輪缸直徑和制動(dòng)管路壓力的關(guān)系為： (7-1) 制動(dòng)油路壓力一般不超過10-12MPa。第個(gè)輪缸的工作容積為 (7-2)式中，第個(gè)輪缸活塞的直徑；輪缸中活塞的數(shù)目；第個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程，初步設(shè)計(jì)時(shí)可取2.02.5。所有輪缸的總工作容積為： (7-3)式中：為輪缸數(shù)目。取，已知P1 = 17200.885N； P2 = 12741.317 N；則帶入數(shù)據(jù)，得：=46.81mm，參GB752487標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸序列為：14.5，16，17.5，19，20.5，22，（22.22），（23.81），24，(25.40)，26，28，（28.58），30，32，35，28，42，46，50，56mm。故選：50mm, 取，由式（6-2）（6-3）計(jì)算得 =3925ml；=2769.48；7.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積制動(dòng)主缸直徑應(yīng)符合GB7524-87的系列尺寸，主缸直徑系列尺寸為： 14.5，16，17.5，19，20.5，22，（22.22），（23.81），24，（25.40），26，28，（28.58），30，32，35，38，42，46mm。初步設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)主缸的工作容積可取為： Vm = 1.3V = V + V （7-4）式中： 為所有輪缸的總工作容積。 Vm =1.3（+）=17405.648ml；主缸活塞行程可用下式確定 一般 ； 取代入數(shù)據(jù)，解得：dm =28.09mm；依國(guó)標(biāo)，取30mm； Sm =30 mm；7.3 制動(dòng)踏板力與踏板行程液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)踏板力如圖7-1所示，制動(dòng)踏板力用下式計(jì)算：圖7-1液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算用簡(jiǎn)圖 (7-5)式中， 踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 ，、 見圖7-1。 踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸 的機(jī)械效率，可取=0.820.86。踏板力一般不應(yīng)超過700N。踏板全行程對(duì)轎車不應(yīng)超過100mm150mm；對(duì)貨車不應(yīng)超過170mm180mm。此外，作用在制動(dòng)手柄上的力對(duì)轎車不應(yīng)超過400N；對(duì)貨車不應(yīng)超過600N。制動(dòng)手柄行程對(duì)轎車不應(yīng)超過160mm；對(duì)貨車不應(yīng)超過220mm。由式（7-5）取=0.85，ip = 4； 代入數(shù)據(jù)，解得：Fp = 2077.94 N 700N ，不符合標(biāo)準(zhǔn)。所以需要加裝真空助力器。 (7-6)式中： ：真空助力比，取4。制動(dòng)踏板工作行程用下式表示： (7-7)式中，主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取=1.52.0；主缸活塞空行程，即主缸活塞從不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。代入數(shù)據(jù)，解得：150mm ；符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)總結(jié)回想過去的三個(gè)月，剛拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)的茫然和不知所措，再看看現(xiàn)在即將完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)，自己感覺從中學(xué)到了很多。我的設(shè)計(jì)題目是GD1091型商用車設(shè)計(jì)-制動(dòng)系設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一步是外文翻譯，找一篇外文期刊文章并不難，但要把它翻譯好，卻是相當(dāng)?shù)睦щy，拿著英文文章，感覺是無從下手，單詞大多都認(rèn)識(shí)，但放在專業(yè)文章中，總是感覺不合適，不合語言習(xí)慣。為此也查了大量詞典，掂量每個(gè)詞的語義。在此過程中，學(xué)習(xí)到了很多汽車方面專業(yè)詞匯。第二步是方案論證，這一步關(guān)系汽車制動(dòng)系的整體性能，及各個(gè)部分的選擇，也是此次設(shè)計(jì)中最重要的一部分，汽車采用什么形式的制動(dòng)機(jī)構(gòu)，不僅和使用環(huán)境有關(guān)，也和經(jīng)濟(jì)性緊密相連。鼓式制動(dòng)器，盤式制動(dòng)器各有優(yōu)缺點(diǎn)，制動(dòng)性能也大不相同?？刂葡到y(tǒng)的選擇，機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，液壓控制系統(tǒng)，氣壓控制系統(tǒng)，等制動(dòng)系控制系統(tǒng)的選擇，也也各有優(yōu)劣。此次設(shè)計(jì)思路的確定，充分利用網(wǎng)絡(luò)，搜索了大量相同類型的輕型貨車，最后參考了解放CA1091型貨車的一款才最終得以確定。第三步是設(shè)計(jì)與計(jì)算，此部分計(jì)算量比較大，所用的公式也比較多，也是最繁瑣的一部分，設(shè)計(jì)計(jì)算的過程中需要參考大量的設(shè)計(jì)資料，所學(xué)的教材汽車設(shè)計(jì)根本無法滿足設(shè)計(jì)需要。零件的設(shè)計(jì)所需要的很多數(shù)據(jù)也無法查到。國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的很多標(biāo)準(zhǔn)也沒有完善。通過設(shè)計(jì)、查詢資料，從中也學(xué)到了很多零件的設(shè)計(jì)步驟，和其中關(guān)鍵尺寸的確定。第四步是畫圖，相對(duì)來說這部分應(yīng)該是比較輕松的，但由于初次設(shè)計(jì)，且零件的各個(gè)尺寸也無法知道，大到拉桿長(zhǎng)度，小到一個(gè)圓角的大小，這些都要參考相似零件設(shè)計(jì)，所以畫起圖來也想當(dāng)麻煩，比例注意不到就會(huì)看起來很不協(xié)調(diào)。但是通過此次設(shè)計(jì)，使得自己的CAD畫圖能力得到很大的提高，一些快捷鍵命令在制圖的過程中的練習(xí)，大大提高了制圖速度。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為中型貨車制動(dòng)系設(shè)計(jì)。聯(lián)系實(shí)際市場(chǎng)，運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)綜合的、獨(dú)立的、創(chuàng)新的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)?？偟膩碚f，此次設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了很多困難，但從中學(xué)到了很多，不光是純粹的知識(shí)。首先，畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對(duì)汽車制動(dòng)系有了更深層次的了解，從原理到實(shí)際的應(yīng)用。其次，提高了對(duì)一些辦公軟件的運(yùn)用水平，例如Word和AutoCAD。最后，也是最重要的一點(diǎn)，讓我意識(shí)到了團(tuán)隊(duì)的力量。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜龐大的工作，一個(gè)人可能不也沒有精力去完成。我們小組的成員，每個(gè)人都完成一小部分。但每一小部分都是相互聯(lián)系的，遇到問題就要相互討論，共同去解決。三個(gè)多月，轉(zhuǎn)眼就結(jié)束了，在設(shè)計(jì)之中，自己受益匪淺，從知識(shí)的學(xué)習(xí)到工作的態(tài)度，都有了一個(gè)全新的改觀，時(shí)刻提醒自己，無論什么時(shí)候，做事要嚴(yán)謹(jǐn)，要有耐心，這對(duì)自己以后的工作有一個(gè)好的鋪墊，為自己以后的工作開了一個(gè)好的領(lǐng)航。參 考 資 料1 王望予 汽車設(shè)計(jì) 第四版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.05 2 余志生 汽車?yán)碚?第五版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.093 余志生 汽車構(gòu)造 第五版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.074 林 寧 .汽車設(shè)計(jì)M. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社, 19995 吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室.汽車設(shè)計(jì)J.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19906 劉濤. 汽車設(shè)計(jì). 北京： 北京大學(xué)出版社，20087 楊可楨 .機(jī)械設(shè)計(jì) . 北京， 機(jī)械工業(yè)出版社， 20038 劉惟信 汽車設(shè)計(jì) 第一版 北京：清華大學(xué)出版社，2006.01 9 彭文生 李志明 黃華梁 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社，2002.0810 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.0111 陳家瑞 汽車構(gòu)造(下冊(cè)) 第二版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.0112 徐灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199113 諸文農(nóng) 底盤設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199114 美L.?？嘶舳?，張書元 汽車制動(dòng)系 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 15 張則曹 汽車構(gòu)造圖冊(cè)（底盤） 北京人民交通出版社，199816 金國(guó)棟 汽車概論 北京 機(jī)械工業(yè)出版社，200017 張洪圖 汽車構(gòu)造（底盤部分） 北京：北京理工大學(xué)出版社，199618 莊繼德 汽車輪胎學(xué) 北京：北京理工大學(xué)出版社，199619 吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室 汽車設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199020 美L.魯?shù)婪?，陳名?汽車制動(dòng)系的分析計(jì)算 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985 致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲了，大學(xué)四年的生活也就要結(jié)束了，回想過去的四年，有歡喜也有憂傷，在這四年里認(rèn)識(shí)了許多一起學(xué)習(xí)，一起生活，互幫互助，相親相愛的同學(xué)和在學(xué)習(xí)上對(duì)我們無私幫助，孜孜不倦，辛勤培養(yǎng)我們，可敬的老師。GD1091型商用車制動(dòng)系的設(shè)計(jì)，很有挑戰(zhàn)性。制動(dòng)系是汽車幾大系統(tǒng)中不可缺少的一部分，也關(guān)系到汽車的整體性能。在此次設(shè)計(jì)中特別要感謝導(dǎo)師馬冬梅老師，從設(shè)計(jì)的選題，文獻(xiàn)的采集，框架的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)的布局，到最終的定稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點(diǎn)，她都費(fèi)盡心血。沒有她的辛勤栽培孜孜教誨，我的設(shè)計(jì)也不可能順利完成，在這里容許我說一聲，老師您辛苦了，謝謝您！畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，這將意味著大學(xué)生活就要結(jié)束，最后向評(píng)閱的老師們表示誠(chéng)摯的感謝，并請(qǐng)各位老師對(duì)此設(shè)計(jì)批評(píng)指正，提出寶貴意見。 附錄：中英文文獻(xiàn)翻譯名稱多傳感器數(shù)據(jù)融合的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷26任務(wù)書1本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：汽車制動(dòng)系是在汽車使用中比較容易損壞的一個(gè)系統(tǒng)，通過對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，初步進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，提高制動(dòng)器的工作性能。具體內(nèi)容：汽車制動(dòng)系結(jié)構(gòu)方案分析，制動(dòng)器類型選擇，制動(dòng)系主要參數(shù)選擇，制動(dòng)系設(shè)計(jì)與計(jì)算，制動(dòng)系主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本題目著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)從事實(shí)際工作的實(shí)踐能力。2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：主要設(shè)計(jì)參數(shù)：整備質(zhì)量3500Kg、最大總質(zhì)量9000 Kg、最高車速80 km/h，設(shè)計(jì)時(shí)可參考CA1091型汽車的數(shù)據(jù)；結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容，完成外文文獻(xiàn)翻譯；查閱相關(guān)資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告；編寫設(shè)計(jì)說明書大綱、工作計(jì)劃；按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行計(jì)算分析、設(shè)計(jì)繪圖；完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫，最后完成畢業(yè)設(shè)計(jì)資料的文檔整理。3對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果的要求包括畢業(yè)設(shè)計(jì)、圖表、實(shí)物樣品等：1外文文獻(xiàn)翻譯1份 ，譯文字?jǐn)?shù)不少于3000字；2畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告1份，不少于2000字；3完成設(shè)計(jì)說明書（含畢業(yè)設(shè)計(jì)心得）1份，字?jǐn)?shù)一萬字左右，嚴(yán)格按照學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)格式要求，用word文檔打印；繪制總和不少于4張零號(hào)圖紙的裝配圖和零件圖（總張數(shù)12以上），其中圖形使用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制，最終正式文檔使用光盤存儲(chǔ)。4主要參考資料：1 余志生.汽車?yán)碚?機(jī)械工業(yè)出版社,20062 王望予汽車設(shè)計(jì) M第4版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.83 劉惟信汽車設(shè)計(jì) M第1版北京：清華大學(xué)出版社，2001.74陳家瑞汽車構(gòu)造 （下冊(cè)）M第2版北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.15汽車工程手冊(cè)編輯委員會(huì)汽車工程手冊(cè)設(shè)計(jì)篇M北京：人民交通出版社，2001.65本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2月17日2月21日下發(fā)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，布置收集、查詢相關(guān)的資料等1月20日3月1日英文資料翻譯文獻(xiàn)的布置、要求寒假期間完成3月2日3月15日畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告的布置、完成2月17日3月20日提出畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要工作及完成要點(diǎn)3月20日3月30日分析、整理數(shù)據(jù)資料，開始畫構(gòu)思草圖4月1日4月30日初步確定結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)計(jì)算，進(jìn)行說明書初稿的構(gòu)思4月21日4月23日中期檢查4月1日5月1日確定方案設(shè)計(jì)、進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖繪制、完成設(shè)計(jì)說明書初稿5月2日5月10日檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書完成情況，提出補(bǔ)充、修改任務(wù)5月11日5月20日補(bǔ)充、修改工作，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)正式圖紙及文檔正式稿5月21日5月24日對(duì)最終的正式畢業(yè)設(shè)計(jì)資料審核、準(zhǔn)備答辯5月25日5月30日論文答辯所在系（教研室）審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日院（部）學(xué)術(shù)委員會(huì)意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日1機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯 設(shè)計(jì)題目: GD1091型商用車制動(dòng)系設(shè)計(jì) 譯文題目: 多傳感器數(shù)據(jù)融合的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 正文：外文資料譯文 附 件：外文資料原文 指導(dǎo)教師評(píng)語： 簽名： 20xx 年 3 月 5 日正文：外文資料譯文文獻(xiàn)出處: 清華科技，2004（6），pp262- 265多傳感器數(shù)據(jù)融合的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷王赟松，褚福磊，何永勇，郭 丹（清華大學(xué)摩擦學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，精密儀器和機(jī)械學(xué),北京,郵編100084） 摘要:本文主要介紹了一種決策級(jí)數(shù)據(jù)融合技術(shù)的故障診斷長(zhǎng)期地控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作。實(shí)驗(yàn)在桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)融合方法提供良好的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷。在數(shù)據(jù)融合方法,數(shù)據(jù)級(jí)融合數(shù)據(jù)預(yù)處理負(fù)載小,精度高,但需要相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)和操作性能差。基于D-S證據(jù)理論的決策級(jí)融合過程可公度數(shù)據(jù)和強(qiáng)大的使用性能，可以減少圖片的模糊度,增加信心,并提高了系統(tǒng)的可靠性,但融合精度低和數(shù)據(jù)預(yù)處理成本高。特征級(jí)融合提供了兩種方法之間的良好折衷，逐漸成熟。此外，提供了獲取原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的前提，所以對(duì)信號(hào)的采集和處理系統(tǒng)對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試也設(shè)計(jì)了虛擬儀器技術(shù)。 關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī)；故障診斷；數(shù)據(jù)融合；D-S證據(jù)理論簡(jiǎn)介 近年來，多傳感器數(shù)據(jù)融合的應(yīng)用已受到非軍事方面的關(guān)注。數(shù)據(jù)融合技術(shù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)從多個(gè)傳感器和相關(guān)信息從相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)精度的提高，和更多的具體的推論可以通過使用單個(gè)傳感器。 汽車是由機(jī)械，電子，和液壓集成的復(fù)雜機(jī)器，所以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷是在這一過程中多源傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)控汽車操作條件所取得，組合，和應(yīng)用的。在診斷方面，單源信息始終是模糊的，不精確的，不完全的。只有對(duì)汽車結(jié)合多源數(shù)據(jù)上提供更可靠和更正確的診斷，所以我們可以應(yīng)用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)來診斷汽車故障。1信號(hào)的預(yù)處理和特征提取 1.1基于信號(hào)采集與處理虛擬儀器技術(shù)獲取的原始數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的前提條件是融合。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)用于信號(hào)采集系統(tǒng)處理用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)通過采用虛擬儀器技術(shù)。系統(tǒng)硬件主要由傳感器，信號(hào)調(diào)理電路，PCI-6023E數(shù)據(jù)采集板，及個(gè)人電腦。程序是軟件一個(gè)虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)裝置LabVIEW。系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，顯示歷史的短暫的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)后處理的數(shù)字濾波，頻譜分析，并繪制波形。 1.2特征選擇和提取在發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷虛擬儀器系統(tǒng)獲取和處理數(shù)據(jù)從傳感器和執(zhí)行器獲得特征反映發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件。一些功能是多余的。這帶來了很多計(jì)算負(fù)荷數(shù)據(jù)的后處理，作為一個(gè)結(jié)果降低了診斷的效率。因此，數(shù)特征必須為數(shù)據(jù)融合的減少。 最簡(jiǎn)單的特征選擇方法是在專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的。怠速不穩(wěn)是一種常見的故障，是由于燃料噴射閥堵塞，較早的的點(diǎn)火或進(jìn)氣歧管真空泄漏，汽車電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)。我們可以選擇四電子氧傳感器波形，點(diǎn)火系統(tǒng)，噴油閥，真空傳感器診斷故障。信息的傳感器和執(zhí)行器的數(shù)據(jù)體現(xiàn)在波形結(jié)構(gòu)是由提取的特征表示的。例如，氧波形可以完全地被四電子氧傳感器表示最大，最小和平均電壓的特點(diǎn)，和響應(yīng)時(shí)間和允許空燃混合物豐富的精益；點(diǎn)火波形表示穿刺，火花，和最小電壓，閉合角，火花持續(xù)時(shí)間，和點(diǎn)火剩余電壓振蕩次數(shù)線圈；噴油波形表示的最大和最小電壓，并加速時(shí)間；真空波形的最大，最小的表示，和平均電壓。 特征選擇后的特征向量有多重尺寸可通過變換降低K-L變換。因此，幾個(gè)主要組件的線性獨(dú)立性是用來代表特征。例如，我們可以選擇的一階和二階作為氧的波形特征的主要成分。2決策水平中的應(yīng)用數(shù)據(jù)融合方法 觀測(cè)數(shù)據(jù)可以合并，或融合，在從原始數(shù)據(jù)中的水平變化（或觀察）水平的狀態(tài)向量的水平，或在決策層。原傳感器的數(shù)據(jù)可以直接結(jié)合，如果傳感器數(shù)據(jù)相稱的（即，如果傳感器測(cè)量相同的物理現(xiàn)象，如兩個(gè)溫度傳感器）。相反，如果傳感器的數(shù)據(jù)不等量，然后必須將數(shù)據(jù)在特征融合/矢量的水平或決策水平。特征級(jí)融合包括有代表性的特征提取來自傳感器的數(shù)據(jù)。在特征級(jí)融合，特征從多個(gè)傳感器的觀測(cè)中提取，和合并成一個(gè)單一的級(jí)聯(lián)的特征向量這是基于輸入模式識(shí)別方法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。決策級(jí)融合包括傳感器信息融合，在每個(gè)傳感器有了一個(gè)初步確定故障診斷。決策級(jí)融合方法的一個(gè)例子是Dempster-Shafer（D-S）證據(jù)理論，這是本文主要介紹了。 D-S證據(jù)理論提供了一個(gè)從多傳感器結(jié)合數(shù)據(jù)的有趣的工具。它廣泛用于目標(biāo)跟蹤，目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別，和有限的自動(dòng)推理的應(yīng)用，但是針對(duì)故障診斷。在這一節(jié)中我們將研究了D-S證據(jù)理論的故障中的應(yīng)用桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)診斷。D-S證據(jù)理論提出了一種識(shí)別框架的概念，即，一系列相互的獨(dú)家命題。相關(guān)命題假設(shè)被表示為框架，即一個(gè)亞群，有限集。基本概率賦值，或質(zhì)量函數(shù)，超過是 當(dāng)是空集時(shí)，A是一個(gè)子集，。 一系列集限的子集B稱為質(zhì)量函數(shù)焦元。信念的措施，貝爾（B）和似然測(cè)度的PL（B）可以計(jì)算： 信念的措施，貝爾（B）量化的力量相信一個(gè)發(fā)生的事件。該函數(shù)m，貝爾，和PL來自上下的概念一套兼容的概率分布范圍。此外，D-S證據(jù)理論允許融合利用Dempster組合的幾個(gè)來源。它的定義是一樣的（交換和正交和關(guān)聯(lián)）在下列方程，兩個(gè)來源，一個(gè)證據(jù)假說聚合體能表示為如下的式子： 其中： 現(xiàn)在研究D-S證據(jù)理論的應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)故障的診斷。假設(shè)有n個(gè)相互獨(dú)立的獨(dú)立的故障類型進(jìn)行分類，和M類傳感器來監(jiān)測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的條件。使用矢量HJhj0，HJ1，Hjn J=（1，2，N）表示的第j個(gè)故障特征， (k = 1, 2, , M) 來表示第k個(gè)傳感器數(shù)據(jù)特征的測(cè)量，這里的n是在識(shí)別框架里的元素的數(shù)字。這兩個(gè)向量之間的關(guān)系程度較小，較大的概率故障看作由第jk次傳感器分配。在兩個(gè)向量之間的關(guān)系的程度可以用歐氏距離表示:這里的是第i個(gè)組成的向量，是第i個(gè)組成的向量用式（6），我們得到的距離矩陣經(jīng)取代后為，規(guī)范每一行的矩陣我們可以得到另一個(gè)矩陣元素 ,在（i1，2，M）中的矩陣的行被視為顯著的價(jià)值質(zhì)量功能，第i個(gè)傳感器分配給所有的故障。 D-S證據(jù)推理的過程中，我們可以定義一個(gè)質(zhì)量功能在故障識(shí)別框架在這一證據(jù)的基礎(chǔ)上提供的信息。因此，一個(gè)信念結(jié)構(gòu)可以通過在識(shí)別幀的相關(guān)證據(jù)的反映下得到考慮。例如，一個(gè)空洞的結(jié)構(gòu)的質(zhì)量函數(shù)為零，即，意味著相關(guān)的證據(jù)沒有提供信息；確定性結(jié)構(gòu)其質(zhì)量的功能為一，即，確定故障的存在。提供識(shí)別框架結(jié)構(gòu)故障信息的能力可以由一個(gè)信念通過證據(jù)熵測(cè)量如下： 更大的或更接近一個(gè)證據(jù)熵為更多的信息提供了依據(jù)。所以我們可以說，證據(jù)熵反映實(shí)際決策信心相結(jié)合的證據(jù)。 通過對(duì)桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)大量實(shí)驗(yàn)，我們得到三標(biāo)準(zhǔn)特征向量： （1）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在良好的條件下，823.9472, 442.2903, 3.2895, 5.1562, 35.3872, 7.7889, 53.0390； （2）當(dāng)由于燃料噴射閥堵塞引起怠速不穩(wěn)時(shí)，536.5645, 649.1083, 3.9637, 7.9034, 32.2867, 97.1227, 21.0975; (3) 當(dāng)由于從進(jìn)氣歧管真空泄漏引起怠速不穩(wěn)時(shí)，90.1887, 601.0368, 5.5516, 5.2591, 32.3023, 80.4196, 13.5560；在故障診斷中的數(shù)據(jù)融合技術(shù)的目標(biāo)是正確的辨別每一個(gè)命題識(shí)別框架，即，正確地檢測(cè)和對(duì)故障進(jìn)行分類。在這里，假設(shè)故障識(shí)別的框架是：從特征向量得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)：1）為氧傳感器;2) 為點(diǎn)火系統(tǒng);3) 為燃料噴射閥；4）為進(jìn)氣歧管真空傳感器。我們利用D-S證據(jù)理論從矢量AJR發(fā)動(dòng)機(jī)推導(dǎo)出條件。從四個(gè)傳感器在決策層相結(jié)合的特征向量得到最終的融合結(jié)果如下： 根據(jù)以上結(jié)果，我們得出這樣的結(jié)論有可能是一個(gè)失敗的燃料噴射閥堵塞。這一結(jié)論與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相符。 我們可以從方程計(jì)算證據(jù)熵（9）。數(shù)據(jù)融合過程中的證據(jù)的熵的變化被顯示在圖1。隨著程序數(shù)據(jù)融合，證據(jù)熵的增加。這意味著診斷決策的信心提高了。多傳感器數(shù)據(jù)融合在單傳感器數(shù)據(jù)的顯著優(yōu)勢(shì)，減少不確定性故障診斷，提高了分類性能故障模式的診斷系統(tǒng)。圖1 數(shù)據(jù)融合證據(jù)熵的變化過程3 結(jié)論 在數(shù)據(jù)融合中的數(shù)據(jù)級(jí)融合方法，有一個(gè)小的負(fù)載和高精度的數(shù)據(jù)預(yù)處理，但需要相稱的傳感器數(shù)據(jù)和操作性差性能。決策級(jí)融合方法可以處理非等量數(shù)據(jù)和具有強(qiáng)大的可操作性能，減少歧義，增加信心，提高了系統(tǒng)的可靠性，但融合精度高低、數(shù)據(jù)預(yù)處理成本高。特征級(jí)融合根據(jù)神經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)改善在培訓(xùn)樣品的故障識(shí)別率和提高在測(cè)試樣品時(shí)的故障識(shí)別性能, 利用從多個(gè)來源的信息補(bǔ)充其他傳感器，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和診斷的準(zhǔn)確性。特征級(jí)融合提供了與其他兩種方法好的妥協(xié)的方法, 逐漸成熟。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，決策級(jí)數(shù)據(jù)融合方法可用于發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷。 對(duì)于一個(gè)特定的方法之間的選擇應(yīng)用程序是一個(gè)系統(tǒng)工程問題，這取決于在可用的通信帶寬問題, 傳感器的特性，計(jì)算可用的資源，和其他的問題。沒有一個(gè)通用的方法是適用于所有情況或應(yīng)用程序。4 致謝 在目前的工作中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由山東理工大學(xué)汽車實(shí)驗(yàn)室提供。作者感謝楊中宇在實(shí)驗(yàn)測(cè)試的幫助。參考文獻(xiàn)：1) AmpazisN，PerantonisS 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