柴油動(dòng)力 SUV汽車車架與制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

柴油動(dòng)力 SUV汽車車架與制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),柴油動(dòng)力,SUV汽車車架與制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),柴油,動(dòng)力,suv,汽車,車架,制動(dòng),系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)（指導(dǎo)教師填表） 填表時(shí)間：07 年 3 月13 日學(xué)生姓名劉曉苛專業(yè)班級(jí)車輛工程指導(dǎo)教師李水良課題類型工程設(shè)計(jì)題目柴油動(dòng)力 SUV汽車車架，制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容SUV乘用車的基本參數(shù)為：發(fā)動(dòng)機(jī)選用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最高車速為135km/h,最小轉(zhuǎn)彎半徑5.5m，成員人數(shù)5人，檔位數(shù)5+1,載重量0.5t。參照江鈴x6,長(zhǎng)城哈弗的整體布局參數(shù)（網(wǎng)上可以查到），亞洲牌微型客車底盤實(shí)物（車輛實(shí)驗(yàn)室整車陳列室內(nèi)），長(zhǎng)劍派微型轎車實(shí)物（車輛實(shí)驗(yàn)室整車拆裝室內(nèi)）和有關(guān)其他車型（查閱有關(guān)資料），完成乘用車的車架和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))完成車架和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成總和不少于3張零號(hào)圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，裝配圖和零件圖，其中包含用計(jì)算機(jī)繪制（或手工繪制）的具有中等難度的1號(hào)圖紙一張以上。按要求格式獨(dú)立撰寫(xiě)不少于12000字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，應(yīng)有中英文摘要（摘要不少于400字），全部用計(jì)算機(jī)打?。ň幣乓蟮胶幽峡萍即髮W(xué)教務(wù)處網(wǎng)站查河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊(cè)），查閱與課題相關(guān)的文獻(xiàn)資料15篇以上，獨(dú)立完成總量10000以上印刷符號(hào)與本人題目相關(guān)的外文資料。進(jìn)度計(jì)劃（5-6周）進(jìn)行調(diào)研，搜集，分析資料，完成開(kāi)題報(bào)告。（6-7周）全組進(jìn)行集體討論，確定總體方案。確定自己設(shè)計(jì)內(nèi)容與繪圖數(shù)量。（8-9周）整理本設(shè)計(jì)內(nèi)容的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行必要的理論計(jì)算，擬出說(shuō)明書(shū)草稿。（10-11周）完成主要總圖設(shè)計(jì)。（11-13周）完成零部件圖設(shè)計(jì)，并完成機(jī)繪圖。（13-15周）按要求整理，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。（15-16周）整理圖紙及全部設(shè)計(jì)文件，準(zhǔn)備上交。(17周)審閱，評(píng)閱設(shè)計(jì)資料，答辯，評(píng)定成績(jī)。 主要參考文獻(xiàn)汽車構(gòu)造；汽車?yán)碚?；汽車設(shè)計(jì)；汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；車身造型；汽車車型手冊(cè)；機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)；研究所所長(zhǎng)（教研室主任）簽字： 年 月 日外文資料譯文外文翻譯圖 2.18對(duì)被克利伯爾颯制造的輪胎側(cè)面標(biāo)記的解釋說(shuō)明 :在輪胎的側(cè)面上標(biāo)號(hào)的法律和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)有: FMVSS 和 CIR 104 UTQG標(biāo)準(zhǔn) (美國(guó))CSA 標(biāo)準(zhǔn) (加拿大)ADR 23B 標(biāo)準(zhǔn) (澳洲)ECE-R30標(biāo)準(zhǔn) (歐洲)1, 制造商 (商標(biāo)) 產(chǎn)品名字2, 尺寸記號(hào) 195=輪胎的公稱寬度尺寸寬高比率=60，子午線輪胎制造的輪輞的直徑尺寸英寸3, 真空輪胎4, 行業(yè)代號(hào)5, 制造的國(guó)家6, 負(fù)荷容量指數(shù) (L1)7, 美國(guó)要求最大承載負(fù)荷8, 胎面 : 在胎面之下有 6個(gè)層重疊人造絲 , 2個(gè)層重疊鋼絲帶 ,2個(gè)層重疊尼龍) 輪胎側(cè)面:底部構(gòu)造有 2個(gè)層重疊人造絲9, 美國(guó)要求最大的輪胎壓力10,11,12 美國(guó) :符合敘述的美國(guó)輪胎標(biāo)準(zhǔn)(UTQG)的作法的制造業(yè)者保證 : 10 胎面磨耗:平均壽命與美國(guó)特性標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試值相比較;11, 牽引 : ,B,C=制動(dòng)在濕的表面方面的性能12, 溫度阻力 :A,B,C=在較高的試驗(yàn)臺(tái)加速時(shí)的溫度阻力級(jí)別;C是執(zhí)行美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定13, E4= 輪胎執(zhí)行歐盟經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的 ECE R30 用途要求 4=在那些被批準(zhǔn)的國(guó)家里執(zhí)行 (4= 荷蘭)14, 編號(hào) 根據(jù)歐盟經(jīng)濟(jì)委員會(huì)ECE R-30的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定15, 質(zhì)量認(rèn)證 =輪胎執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)對(duì)外貿(mào)易109標(biāo)準(zhǔn) (質(zhì)量認(rèn)證=美國(guó)交通部質(zhì)量認(rèn)證)16, 制造業(yè)者的規(guī)范 : CU= 制造廠(大陸的) L2= 輪胎尺寸 AXCT= 模型 127= 制造的日期; 1987年第12周生產(chǎn)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DIN75020第5部分，在輪胎中給定的動(dòng)態(tài)圓周長(zhǎng) 與速度62公里/小時(shí)和操縱壓力1.8帕有關(guān)。在低速行駛時(shí)，它下降到： （2.1c）在目錄中也給有有效半徑的值。以較高的速度時(shí)，由于的增加，從而增大了離心力。動(dòng)力輪的圓周的線速度超過(guò)60千米/小時(shí)時(shí)，則由速度因數(shù)決定。圖表2.16詳細(xì)表明是一個(gè)百分率，則以 30 公里/小時(shí)的增量增加。其中間值一定被改變，則圓周長(zhǎng)為： (2.1d)動(dòng)態(tài)滾動(dòng)半徑將用表示為： 或 , 以超過(guò) 60 公里/小時(shí)的速度行駛時(shí), （2.2）以175/65 1482 H 輪胎為例子，在速度v=200千米/小時(shí)時(shí)，（圖2.15示）則 則，代入可得 由圖2.15所示的滾動(dòng)周長(zhǎng)，根據(jù)式（2.1d）可得 而動(dòng)態(tài)半徑依據(jù)式2.2得 和外徑（設(shè)計(jì)測(cè)量值）為 ，則 mm當(dāng)車輛在行駛的時(shí)，表示輪胎趨于垂直的范圍的值：僅僅比多9毫米或不少于6毫米。在第三章中給出更詳細(xì)的說(shuō)明。2.29輪胎度車速表的影響 設(shè)計(jì)的速度表非常清楚的表明，其測(cè)量值絕不亞于真實(shí)車速，輪胎影響其發(fā)展的進(jìn)度，主要是以下的因素： -磨耗的程度 -滾動(dòng)周長(zhǎng)的公差 -輪廓設(shè)計(jì) -伴隨的滑移。 歐共體理事會(huì)的75/443標(biāo)準(zhǔn),自從1991年生效以來(lái)，規(guī)定一幾乎線性的增加值 v , +v0.1*v+4(km/h) (2.2a)從1991年以來(lái)的車輛的登記顯示值可能依下列各項(xiàng)： 實(shí)際的速度 (公里/小時(shí)) 30 60 120 180 240最大顯示速度值 (公里/小時(shí)) 37 70 136 202 268如圖2.15所示 ,在 60 公里/h轉(zhuǎn)動(dòng)圓周速度的公差范圍在=+1.5%到 -2.5%,和根據(jù)圖2.16所示的速度因數(shù)可能達(dá)到的的偏差=+(-)1.6%。 當(dāng)講到動(dòng)的動(dòng)輪圓周(方程式2.1 d所示), 當(dāng)只有考慮負(fù)的公差的時(shí)候，下列的公差極限 ( 對(duì)最接近的數(shù)值) 可能采用而且造成被顯示的值，而且如果速度表有最大的許可預(yù)算值:實(shí)際的速度 ( 公里/小時(shí)) 30 60 120 180 240 可能的全部公差 (%) +1.5+1.7+2.2+3.1 _2.5_2.7_3.2_4.1 在負(fù)的公差下的最大值（千米/小時(shí)） 72 140 208 279滑移應(yīng)該被把直接地加入這里 , 這在直接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)量至大約 2%( 參看方程式 2.1 d 和 2.4 f), 換一種方式表達(dá) 如果制造商充分利用在預(yù)先指定的公式2.2a，則它是可能的，雖然速度表指示140千米/小時(shí)，但是車輛卻正在以120千米/小時(shí)的速度行駛。這種情況，在輪胎磨損的特殊情況下，是會(huì)發(fā)生的。3 毫米磨耗是預(yù)期的1% 左右。圖2.19 歐式輪胎的設(shè)計(jì)。（頂面）夏用輪胎（輪胎底部花紋如圖2.19所示），ecocontact ep(型號(hào) 185/65 R14T)和越野輪胎（尺寸 205/55 R16W）。（下面）冬季接地輪胎 TS760（型號(hào) 235/60 R16H）。輪胎以泥雪地花紋為冬用輪胎外形，然而，有比外徑大1%的更大的直徑，以便輪胎外形花紋能更深些。（圖2.15，note 5,及圖2.19）。如果輪胎還未磨損，則它們因此減少在速度表前進(jìn)方向所依據(jù)的程度。一樣的應(yīng)用服從于上述的式子積的公差被用的地方。在這一個(gè)例證中，甚至一個(gè)非常精確的速度表可以太低下地顯示速度，這也是可能的。2.2.10 輪胎外形設(shè)計(jì)輪胎外形的設(shè)計(jì)（圖2.19）主要基于其用途，并考慮以下參數(shù)：高寬比率、結(jié)構(gòu)及其布置。輪胎的滑移性會(huì)隨著加深其表面的花紋（圖2.9）而得到改善。輪胎胎肩部分的橫向排水槽對(duì)其橫向方向的穩(wěn)定性特別重要，同樣，輪胎中間部分的縱向槽對(duì)其縱向方向性也很重要。不對(duì)稱性設(shè)計(jì)主要是針對(duì)寬輪胎的，輪胎胎面外肩的凸起部分，是為了在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)提供較大的壓力，這部分可以使輪胎剛性設(shè)計(jì)的更大一些。通過(guò)調(diào)整胎面的硬度和輪胎花紋硬度之間的平衡，便可以確保沒(méi)有斜向力產(chǎn)生。輪胎中部的胎面可進(jìn)一步減少噪聲，改善轉(zhuǎn)向時(shí)的反應(yīng)特性。通過(guò)增加環(huán)形胎面的剛度，以改善汽車的制動(dòng)反應(yīng)特性。冬用輪胎通過(guò)更深的花紋的結(jié)構(gòu)，橫向排水槽，和更多數(shù)量的胎面花紋，使其在潮濕、雪地、和有冰條件下力的傳遞特性得到了改善。垂直的輪胎外形，用于增強(qiáng)其排水性能，縱向力系數(shù)和其自潔性。即使水份順著排水槽斜向外運(yùn)動(dòng)。噪音的控制是通過(guò)變化輪胎實(shí)體的長(zhǎng)度或是減小排氣槽的深度。2.30 車輪 2.3.1概念輪胎的分類是依據(jù)其所承載負(fù)荷的不同、汽車的最高車速和是否為真空胎或非真空胎來(lái)劃分的。如果是真空輪胎，輪緣對(duì)空氣的密封是非常重要的，車輪也起分類因素的作用。它必須保證制動(dòng)時(shí)良好通風(fēng)性和與輪轂凸緣的可靠聯(lián)結(jié)。 (見(jiàn)第九章,在6 節(jié).) 圖2.20顯示了乘用車輪輞與真空胎的安裝情況。 2.3.2 乘用車、 輕型商用汽車和拖車的輪輞這些車輛的輪胎只可以提供良好的輪輞。最小的尺寸，直徑為12英寸及13英寸和輪輞寬度可達(dá)5英寸，標(biāo)準(zhǔn)DIN 7824中有這些型號(hào)的介紹. 例如 145 R13輪胎( 圖2.1所示)標(biāo)記為:DIN 7824-低面輪輞4.00B13圖2.20為55系列寬輪胎的設(shè)計(jì)，其安裝在雙平峰輪輞上。圖2.6示出了充氣閥的情況，實(shí)際輪輞包括以下各項(xiàng): 輪輞角,形成了輪胎的橫向基座 (輪輞兩邊緣之間的下顎寬度a),輞肩，輪胎胎面的基座，一般相對(duì)于中心平面傾斜度為5度（正負(fù)1度）。內(nèi)基面， 設(shè)計(jì)成低輪輞以利于輪胎裝配，而且通常情況下主要轉(zhuǎn)移到外部（圖:海斯萊默茨）。這類型輪輞被用在功率達(dá)約為66千瓦（90馬力）的乘用車上，其只有14毫米高的輪輞法蘭，并且被標(biāo)上字母B，DIN標(biāo)準(zhǔn)通常會(huì)被降低。為了使它能夠應(yīng)用于較大的制動(dòng)器（圖2.10所示），大功率車輛有更大尺寸的輪輞：乘用車系列產(chǎn)品：14英寸到17英寸的輪輞運(yùn)動(dòng)型車輛：16英寸到18英寸的輪輞J型輪輞翼緣適用于13英寸以上和17.3毫米高的輪輞，輪輞基面可以布置成非對(duì)稱型或向外延伸。輪輞內(nèi)表面的直徑更大一些，為制動(dòng)器留出了較大的空間（圖1.8，1.56，2.10，2.11和2.20）。標(biāo)準(zhǔn)DIN7817將輪輞寬度從3.5英寸到8.5英寸進(jìn)行分類，一個(gè)非對(duì)稱的輪輞寬度5英寸，J輪輞輪緣、直徑為14英寸，標(biāo)記為： DIN7817低基面輪輞5J14對(duì)稱設(shè)計(jì)輪輞被標(biāo)以后綴S來(lái)識(shí)別。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也包含有明確的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和閥孔的位置（圖2.20和圖2.24也可以看到）。C型輪胎是滿足輕型貨車需要的寬肩輪輞（用22毫米代替18毫米），可以通過(guò)標(biāo)注的末尾的字母LT來(lái)區(qū)分：DIN7817低基面輪輞-5.5J15LT在乘用車和輕型商用車領(lǐng)域更廣泛地傾向于使用無(wú)內(nèi)胎子午線輪胎，這種輪胎，在其外部的邊肩上至少有一個(gè) 安全輪廓 是很必要的，如果車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)輪胎氣壓降低，它可阻止空氣突然泄漏。（圖2.21所示）兩種不同的輪胎,主要用于:圓峰輪輞 （H 先前的H1）平峰輪輞 (FH 先前的FHA)DIN7817標(biāo)準(zhǔn)的表2和3詳細(xì)說(shuō)明了這兩種設(shè)計(jì)。平峰在H型設(shè)計(jì)中是圍繞著輪緣的，但是平峰輪緣到輪胎底部的半徑很小。平峰輪輞只不過(guò)有小輻條朝向輪轂，事實(shí)上胎圈被牢固的安放在平峰和輪輞凸緣之間，這對(duì)于它們外形輪廓的設(shè)計(jì)都很有利于。有一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在外面和內(nèi)面都可防止車輛低速行駛且空氣從輪胎中泄漏時(shí)輪胎角滑動(dòng)到下基面，而導(dǎo)致汽車突然轉(zhuǎn)向。圓峰輪輞的主要缺點(diǎn)是更換輪胎比較困難而且需要專用工具。法國(guó)專門為乘用車設(shè)計(jì)了一種輪輞，即為CP輪輞。這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是輪輞的肩部是傾斜到輪輞基面的,這種設(shè)計(jì)主要針對(duì)于寬度在4 英寸到 6 英寸之間的單邊或雙邊輪輞。多年以來(lái), 大多數(shù)乘用車輪輞雙側(cè)的輪肩都不是很安全，無(wú)論是雙圓峰型( 圖2.20和2.24所示)或是外部設(shè)計(jì)有尖緣的平峰型還是內(nèi)表面是圓弧設(shè)計(jì)的（圖2.23所示）。圖2.22所給出的可能的組合和簡(jiǎn)稱，但必須是在輪輞直徑數(shù)據(jù)的后面。，一種不對(duì)稱輪輞的完整標(biāo)記如下所示：標(biāo)準(zhǔn)7817低基面輪輞5J13 H2H2雙平峰結(jié)構(gòu)13輪輞直徑（單位英寸）與輪輞低基面輪胎相配J 輪輞凸緣設(shè)計(jì)形式5 輪輞寬度（英寸）7817標(biāo)準(zhǔn)號(hào)（僅在德國(guó)可省略）圖2.22是各種安全型輪輞肩，有只用在輪輞外面的或內(nèi)、外均可使用的（圖2.21）。標(biāo)準(zhǔn)DIN7817中有更進(jìn)一步詳細(xì)地介紹。名稱輪輞外表面結(jié)構(gòu)輪輞內(nèi)表面結(jié)構(gòu)字母代號(hào)單邊圓峰圓峰標(biāo)準(zhǔn)的H雙圓峰圓峰圓峰面H2單邊平峰平峰標(biāo)準(zhǔn)面FH1雙平峰平峰平峰面FH2組合峰平峰圓峰CH21，用字母代號(hào)FHA代替FH也是可以的。2，用字母代號(hào)FH1-H代替CH也是可以的。圖2.23 沖壓式盤型輪輞是應(yīng)用于汽車的系列產(chǎn)品，包括輪緣和輪盤，為避免疲勞斷裂, 輪轂法蘭盤直徑應(yīng)大于輪盤接觸面直徑。輪胎偏移距e和主銷軸線在地面交點(diǎn)的偏移距是密切相關(guān)的。 值的改變導(dǎo)致的增加或減少。圓頂輪輞引起的主銷軸線在地面的負(fù)偏移距是很明顯的。(圖:海斯萊默茨)海斯萊默茨型合金輪輞用于奧迪80，材料為鋁合金GK-AI SI7M，該車輪是雙峰型輪輞（），并用四個(gè)球面螺栓固定。不同的壁厚對(duì)于其強(qiáng)度是很重要的。螺孔及低基面輪輞各個(gè)部分的形狀，還有氣閥孔的位置都清楚地顯示了出來(lái)。汽車高速行駛時(shí)，氣閥在離心力的作用下被壓向外部，并支撐在輪輞基面的下側(cè)。2.3.3 乘用車、輕型商用車及拖車的車輪大部分乘用車和輕型商用車都裝有沖壓式輪圈，因?yàn)樗暮芙?jīng)濟(jì)，有高的強(qiáng)度極限并且更換方便。它包含有一個(gè)輪輞和一個(gè)輪盤凸緣（即連接表面，如圖2.23）輪胎偏移距e和主銷軸線在地面交點(diǎn)的偏移距之間是有直接關(guān)聯(lián)的。的值越大，e的尺寸就越小。但是，特別是在前輪上，負(fù)的主銷偏移距會(huì)導(dǎo)致e值的明顯增加。以及聯(lián)接表面的彎曲（參考文獻(xiàn)7.3節(jié)圖2.82、2.32.25和3.102）。輪盤上可以做出孔，以減輕其質(zhì)量，并達(dá)到較好的制動(dòng)散熱效果。盡管實(shí)際上它要花費(fèi)多于沖壓式車輪四倍的設(shè)計(jì)周期，但合金車輪卻越來(lái)越受歡迎。它的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)：1、質(zhì)量輕；2、可選擇樣式較多；3、外形較好；4、可以精確定心，并能減少周向和橫向磨損（2.5節(jié)）；5、制動(dòng)時(shí)有良好的散熱性（參考文獻(xiàn)6第九章）。圖2.25，雙峰沖壓式車輪上開(kāi)有孔，以利于制動(dòng)時(shí)散熱。該圖是和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)7892相一致的，該標(biāo)準(zhǔn)指出了制造規(guī)范，輪輞型式及制造日期（年、月、周）。它同樣詳述了車輪偏移距，如果沒(méi)有更多的空間，沖壓件可以安裝在輪盤的內(nèi)側(cè)。在汽車制造時(shí)，同樣標(biāo)出了制造日期（圖：海斯萊默茨）。合金車輪經(jīng)常被誤稱為鋁車輪，而實(shí)際上它主要是低壓鑄造的，偶爾鍛造或鍍鋁，其材料通常是含有硅成份的鋁合金，如GK-AISi11M，GK-AISi7 MT等。不管其材料成份，車輪上必須印上包含有重要數(shù)據(jù)的標(biāo)記（圖2.25）。2.34車輪的安裝安裝在輪緣上的車輪有很高的強(qiáng)度要求，它要吸收來(lái)自路面的垂直、橫向和縱向的力，并把它們通過(guò)緊固螺栓傳遞給輪轂。8河 南 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目：柴油動(dòng)力SUV車-車架與制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名 劉曉苛 院 系 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院專 業(yè) 車輛工程 指導(dǎo)教師 李水良崔鵬 2007年 6 月 15日河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（學(xué)生填表）院系：車輛與動(dòng)力工程學(xué)院 2007 年 4月 2日課題名稱柴油動(dòng)力SUV車設(shè)計(jì)-車架設(shè)計(jì),制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名劉曉苛專業(yè)班級(jí)車本052班課題類型工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師李水良/ 崔鵬職稱教授課題來(lái)源自擬1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義 SUV運(yùn)動(dòng)型多功能車，既具有越野車的部分功能，又能夠滿足家庭休閑的需要，SUV具有更好的公路行駛性，多功能性和休閑性，以致于上世紀(jì)九十年代SUV在我國(guó)出現(xiàn)以來(lái)得以飛速發(fā)展，2003年國(guó)內(nèi)出現(xiàn)SUV的熱潮，眾多的國(guó)內(nèi)企業(yè)加入SUV制造行列，使當(dāng)年的總銷售量達(dá)15萬(wàn)輛，但總體上SUV國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額偏低，約占總量3%左右，國(guó)外的SUV在其汽車銷售的總量中占17%的市場(chǎng)份額，由此可見(jiàn)，我國(guó)國(guó)內(nèi)的SUV市場(chǎng)的潛力巨大。 當(dāng)然，隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，車架及車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面占著重要的地位，車架作為汽車的承載基體，為貨車，中型及以下的客車，中高級(jí)轎車所采用；支撐著發(fā)動(dòng)機(jī)，離合器，變速器，轉(zhuǎn)向器，非承載式車身和貨箱等所有簧上質(zhì)量的有關(guān)機(jī)件，承受著傳給它的各種力和力矩。本設(shè)計(jì)采用邊梁式車架；汽車制動(dòng)系統(tǒng)是用強(qiáng)制使運(yùn)動(dòng)著的汽車減速或停止，使汽車下坡時(shí)保持穩(wěn)定，以及使已停駛的汽車駐車不動(dòng)的機(jī)構(gòu)；要保證SUV汽車的良性發(fā)展必須采用低成本戰(zhàn)略。采用傳統(tǒng)技術(shù)，以低的投入實(shí)現(xiàn)高的效益的增長(zhǎng)，發(fā)展廉價(jià)的中低檔車，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求，本設(shè)計(jì)采用液力制動(dòng)器，由于降低成本，采用人力制動(dòng)系統(tǒng)，行車制動(dòng)系統(tǒng)采用液力式，駐車制動(dòng)采用機(jī)械式的。 隨著車輛模塊化、集成化、電子化、車供能源的高壓化的趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)下，汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也朝著電子化方向發(fā)展，車架的設(shè)計(jì)也更趨合理化，使得汽車的安全性能得以更好的提高。2. 國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述 車架有邊梁式，鋼管式等多種形式，目前國(guó)內(nèi)外采用最多的是邊梁式，而汽車制動(dòng)器的種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)的結(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(lái)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。伴隨著汽車的研究開(kāi)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。(1) 供能裝置的發(fā)展 氣壓制動(dòng)是發(fā)展最早的一種動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。它用空氣壓縮機(jī)提供氣壓，氣頂液制動(dòng)是用氣壓推動(dòng)液壓動(dòng)作，產(chǎn)生制動(dòng)作用。液壓制動(dòng)是目前得到廣泛應(yīng)用的一種制動(dòng)系統(tǒng)，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。目前正在發(fā)展的電液復(fù)合制動(dòng)以及電子制動(dòng)中使用了電機(jī)作為制動(dòng)能源，人力踩制動(dòng)踏板作為控制來(lái)源。 (2) 控制裝置的發(fā)展 隨著清潔能源汽車和電動(dòng)汽車的研究應(yīng)用，以及電子技術(shù)在汽車上面的廣泛應(yīng)用，制動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置也出現(xiàn)了電子化的趨勢(shì)，其中電制動(dòng)完全改變了制動(dòng)系統(tǒng)的控制和管理，會(huì)使汽車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生革命性的變化，它采用電子控制，可以更加準(zhǔn)確、更高效率地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。 (3) 傳動(dòng)裝置的發(fā)展 人力制動(dòng)時(shí)代是采用機(jī)械式的傳動(dòng)裝置，氣(液)壓制動(dòng)是利用氣(液)壓力和連接管路把制動(dòng)力傳遞到制動(dòng)器。電子制動(dòng)則是利用制動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力直接作用到制動(dòng)器，它的控制信號(hào)來(lái)自控制單元，用信號(hào)線傳遞制動(dòng)信號(hào)和制動(dòng)力信息。 (4) 制動(dòng)器的發(fā)展 制動(dòng)器是制動(dòng)的主要組成部分，目前汽車制動(dòng)器基本都是摩擦式制動(dòng)器，由于盤式制動(dòng)器熱和水穩(wěn)定性以及抗衰減性能較鼓式制動(dòng)器好，可靠性和安全性也好，而得到廣泛應(yīng)用。普遍應(yīng)用的液壓制動(dòng)現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，隨著人們對(duì)制動(dòng)性能要求的提高，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動(dòng)避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，需要在制動(dòng)系統(tǒng)上添加很多附加裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能，這就使得制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度，制動(dòng)系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，功能更加全面和可靠，制動(dòng)系統(tǒng)的管理也成為必須要面對(duì)的問(wèn)題，電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢(shì)所趨。 3. 課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容 SUV 乘用車的基本參數(shù)為：發(fā)動(dòng)機(jī)選用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，最高車速為135km/h，最小轉(zhuǎn)彎半徑5.5m，乘員人數(shù)5人，檔位數(shù)5+1，載重量為0.5噸。 參照江鈴陸風(fēng)x6,長(zhǎng)城哈弗的整體布局參數(shù)（網(wǎng)上可以查到），亞洲牌微型客車底盤實(shí)物（車輛實(shí)驗(yàn)室整車陳列室內(nèi)），長(zhǎng)劍牌微型轎車實(shí)物（車輛實(shí)驗(yàn)室整車拆裝室內(nèi)）和有關(guān)的其他車型（查閱有關(guān)資料），完成乘用車的車架和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。4. 設(shè)計(jì)（或研究）方法（1）進(jìn)行車架的總成設(shè)計(jì)（2）進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)的總成設(shè)計(jì) 1，制動(dòng)系主要參數(shù)及其選擇 2，制動(dòng)系的設(shè)計(jì)計(jì)算 3，制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 5，制動(dòng)力的調(diào)節(jié)分配裝置5. 實(shí)施計(jì)劃（5-6周） 進(jìn)行調(diào)研,搜集,分析資料,完成開(kāi)題報(bào)告。（6-7周） 全組集體討論，確定總體方案。每個(gè)學(xué)生確定自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容與繪圖數(shù)量。（8-9周） 整理本設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行必要的理論計(jì)算，擬說(shuō)明書(shū) 草稿，搜集相關(guān)外文資料并翻譯。（10-11周） 完成總圖設(shè)計(jì)。（11-13周） 完成零部件圖設(shè)計(jì)，并完成機(jī)繪圖。（13-15周） 按要求整理，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。（15-16周） 整理圖紙及全部設(shè)計(jì)文件，準(zhǔn)備上交。（17周） 審閱，評(píng)閱設(shè)計(jì)資料，答辯，評(píng)定成績(jī)。指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日研究所（教研室）意見(jiàn) 研究所所長(zhǎng)（教研室主任）簽字： 年 月 日車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)柴油動(dòng)力 SUV汽車車架與制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本部分設(shè)計(jì)是柴油動(dòng)力 SUV汽車車架與制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的任務(wù)分別對(duì)不同類型的車架，制動(dòng)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)型式分析，確定設(shè)計(jì)方案。車架設(shè)計(jì)，采用梯形車架，由于車架的作用是增加車身的強(qiáng)度和剛度，以承受彎曲和扭曲載荷。本部分設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)其縱橫梁的布置，確定其尺寸參數(shù),在對(duì)整車中受最大力的危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度，剛度校核，能滿足危險(xiǎn)截面的車架的一點(diǎn)也滿足比其受力小的受力截面，給出了強(qiáng)度計(jì)算方法并作精確的校核計(jì)算，對(duì)車架應(yīng)力作了分析，驗(yàn)證車架強(qiáng)度和剛度合格。制動(dòng)系設(shè)計(jì)部分，通過(guò)制動(dòng)器的各個(gè)主要部件的受力分析及制動(dòng)力的大小和車輪尺寸確定制動(dòng)蹄片和制動(dòng)盤的大小，及制動(dòng)輪缸的直徑的大??；制動(dòng)器為前盤后鼓式，即前制動(dòng)器是浮鉗式制動(dòng)器，后制動(dòng)器是領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙回路結(jié)構(gòu);駐車制動(dòng)采用手動(dòng)駐車，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過(guò)理論的推到計(jì)算，并根據(jù)總體參數(shù)和制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)該車的制動(dòng)性能等做細(xì)致的分析。關(guān)鍵詞：車架 ，制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)器，行車制動(dòng)，駐車制動(dòng)DIESEL-POWERED SUV CHASSIS AND BRAKING SYSTEM DESIGN ABSTRACTThis part is designed diesel-powered SUV frame and braking system design, According to the design of the respective tasks of different types of frame, brake structural pattern analysis, design. Frame design, using ladder frame, the frame is the role of the body to increase strength and rigidity, and to withstand bending and twisting load. This section is designed to focus on the structural design, focusing on its vertical beam settings, to determine its size, on the vehicle in which most vigorously by the dangerous cross-section strength, stiffness Verification, can meet the dangerous section of the frame is also satisfied by the power than its small force cross section, given the strength calculation method for precise calculations and checks made on the frame stress analysis, test the strength and stiffness of the frame qualified. Brake System Design, Brake through each of the major components of the braking force and Analysis of the size and dimension of the wheel brake pads and brake disc size, and round brake cylinder diameter size; The vehicle brake brakes forms is the former floating caliper brake, the brakes after leading from the foot brake, drive double-loop structure; Parking brake manually in the car, drive a mechanical drive. Through theoretical to the implementation, according to the overall parameters and structural parameters brake, of the cars braking performance so meticulous analysis.KEY WORDS : frame ,braking system , brakes , service brake ,parking brake目 錄第一章 前 言1第二章 車架設(shè)計(jì)22.1 概述22.2 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22.2.1車架的結(jié)構(gòu)型式22.2.2車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.3 車架的制造工藝及材料62.4 車架的計(jì)算72.4.1 車架的受載分析72.4.2 車架的設(shè)計(jì)計(jì)算82.4.3 縱梁的彎矩計(jì)算92.4.4 縱梁的抗彎截面系數(shù)的計(jì)算112.4.5 彎曲應(yīng)力計(jì)算122.4.6 車架的剛度校核122.5 車架實(shí)驗(yàn)13第三章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)143.1 概述143.2 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)153.2.1 鼓式制動(dòng)器163.2.2 盤式制動(dòng)器193.3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算213.3.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)213.3.2 同步附著系數(shù) 243.3.3 前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定253.4 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)計(jì)算273.4.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式283.4.2 分路系統(tǒng)293.4.3 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算303.5 應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)的計(jì)算313.5.1 應(yīng)急制動(dòng)323.5.2 駐車制動(dòng)323.6 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33第四章 總 結(jié)38參考文獻(xiàn)39致 謝40IV車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)柴油動(dòng)力 SUV汽車車架與制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本部分設(shè)計(jì)是柴油動(dòng)力 SUV汽車車架與制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的任務(wù)分別對(duì)不同類型的車架，制動(dòng)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)型式分析，確定設(shè)計(jì)方案。車架設(shè)計(jì)，采用梯形車架，由于車架的作用是增加車身的強(qiáng)度和剛度，以承受彎曲和扭曲載荷。本部分設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)其縱橫梁的布置，確定其尺寸參數(shù),在對(duì)整車中受最大力的危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度，剛度校核，能滿足危險(xiǎn)截面的車架的一點(diǎn)也滿足比其受力小的受力截面，給出了強(qiáng)度計(jì)算方法并作精確的校核計(jì)算，對(duì)車架應(yīng)力作了分析，驗(yàn)證車架強(qiáng)度和剛度合格。制動(dòng)系設(shè)計(jì)部分，通過(guò)制動(dòng)器的各個(gè)主要部件的受力分析及制動(dòng)力的大小和車輪尺寸確定制動(dòng)蹄片和制動(dòng)盤的大小，及制動(dòng)輪缸的直徑的大?。恢苿?dòng)器為前盤后鼓式，即前制動(dòng)器是浮鉗式制動(dòng)器，后制動(dòng)器是領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙回路結(jié)構(gòu);駐車制動(dòng)采用手動(dòng)駐車，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過(guò)理論的推到計(jì)算，并根據(jù)總體參數(shù)和制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)該車的制動(dòng)性能等做細(xì)致的分析。關(guān)鍵詞：車架 ，制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)器，行車制動(dòng)，駐車制動(dòng)DIESEL-POWERED SUV CHASSIS AND BRAKING SYSTEM DESIGN ABSTRACTThis part is designed diesel-powered SUV frame and braking system design, According to the design of the respective tasks of different types of frame, brake structural pattern analysis, design. Frame design, using ladder frame, the frame is the role of the body to increase strength and rigidity, and to withstand bending and twisting load. This section is designed to focus on the structural design, focusing on its vertical beam settings, to determine its size, on the vehicle in which most vigorously by the dangerous cross-section strength, stiffness Verification, can meet the dangerous section of the frame is also satisfied by the power than its small force cross section, given the strength calculation method for precise calculations and checks made on the frame stress analysis, test the strength and stiffness of the frame qualified. Brake System Design, Brake through each of the major components of the braking force and Analysis of the size and dimension of the wheel brake pads and brake disc size, and round brake cylinder diameter size; The vehicle brake brakes forms is the former floating caliper brake, the brakes after leading from the foot brake, drive double-loop structure; Parking brake manually in the car, drive a mechanical drive. Through theoretical to the implementation, according to the overall parameters and structural parameters brake, of the cars braking performance so meticulous analysis.KEY WORDS : frame ,braking system , brakes , service brake ,parking brake目 錄第一章 前 言1第二章 車架設(shè)計(jì)22.1 概述22.2 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22.2.1車架的結(jié)構(gòu)型式22.2.2車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.3 車架的制造工藝及材料62.4 車架的計(jì)算72.4.1 車架的受載分析72.4.2 車架的設(shè)計(jì)計(jì)算82.4.3 縱梁的彎矩計(jì)算92.4.4 縱梁的抗彎截面系數(shù)的計(jì)算112.4.5 彎曲應(yīng)力計(jì)算122.4.6 車架的剛度校核122.5 車架實(shí)驗(yàn)13第三章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)143.1 概述143.2 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)153.2.1 鼓式制動(dòng)器163.2.2 盤式制動(dòng)器193.3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算213.3.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)213.3.2 同步附著系數(shù) 243.3.3 前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定253.4 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)計(jì)算273.4.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式283.4.2 分路系統(tǒng)293.4.3 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算303.5 應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)的計(jì)算313.5.1 應(yīng)急制動(dòng)323.5.2 駐車制動(dòng)323.6 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33第四章 總 結(jié)38參考文獻(xiàn)39致 謝40IV車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章 前 言自1886年第一輛汽車產(chǎn)生以來(lái)，汽車工業(yè)從無(wú)到有，迅速發(fā)展，產(chǎn)量大幅度的增加，技術(shù)月新日異。汽車的種類也不斷的增多，功能也在不斷增加，其性能得到不斷的提高 ，SUV汽車就是在這樣的形勢(shì)產(chǎn)生的。SUV是英文Sports Utility Vehicles的縮寫(xiě)，中文意思是運(yùn)動(dòng)型多用途汽車，它既具備中高檔轎車的舒適性外，還要有更高的越野性和安全性，并有運(yùn)動(dòng)感，便于日常生活、外出旅行和野外休閑。因此，SUV汽車車架和制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求就會(huì)更高些，以適應(yīng)其特點(diǎn)的要求。車輛的主要的總成，部件等都安裝在車架上，車架是個(gè)重要的承載總成，它還承受各機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的反作用力和行駛中的動(dòng)載荷，因此，車架的設(shè)計(jì)要求有高的強(qiáng)度和剛度，盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕量化。制動(dòng)系統(tǒng)性能的好壞直接影響汽車的安全制動(dòng)，所以設(shè)計(jì)時(shí)要盡量提高其制動(dòng)器的制動(dòng)性能，以保證汽車制動(dòng)的安全性。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)柴油動(dòng)力的SUV汽車的車架和制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)汽車車架和制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析，和參數(shù)的選擇，最終確定其布置設(shè)計(jì)方案。車架設(shè)計(jì)部分，重點(diǎn)對(duì)車架的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析，選擇車架形式，初選其主要的結(jié)構(gòu)尺寸，然后根據(jù)車架在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中的受力狀況進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核，最終確定其結(jié)構(gòu)尺寸。同樣制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)使用的原則，其行車制動(dòng)選擇前輪盤式制動(dòng)器和后輪鼓式制動(dòng)器的前盤后鼓式制動(dòng)，駐車制動(dòng)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)械式后輪駐車制動(dòng)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我得到李老師和同學(xué)們的幫助，并且參考了不少的專業(yè)書(shū)籍和行業(yè)雜志和標(biāo)準(zhǔn)，在此一并感謝。由于汽車車架和制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械，液壓，焊接等多學(xué)科的知識(shí)，而本人由于能力有限，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，難免會(huì)有不少疏漏，不足之處，敬請(qǐng)各位老師，同學(xué)指正。第二章 車架設(shè)計(jì)2.1 概述 車架是汽車的裝配基體和承載基體，其功用是支撐連接汽車的各總成或零部件，將它組成一完整的汽車。同時(shí)，車架還承受來(lái)自車內(nèi)外的各種載荷。 為了車架完成上述功能，通常對(duì)車架有如下要求：（1）要求有足夠的強(qiáng)度，保證在各個(gè)復(fù)雜受力的情況下車架不受破壞。要求有足夠的疲勞強(qiáng)度以保證其有足夠的可靠性與壽命，縱梁等主要零件在使用期內(nèi)不應(yīng)有嚴(yán)重的變形和開(kāi)列。（2）要求有足夠的彎曲強(qiáng)度。保證汽車在各個(gè)受力復(fù)雜的使用條件下，安裝在車架上的各總成不致因?yàn)檐嚰艿淖冃味缙趽p壞或失去正常的工作能力。車架的最大彎曲撓度通常應(yīng)不大于10mm。(3)要求有適當(dāng)?shù)呐まD(zhuǎn)剛度。當(dāng)汽車行駛于不平路面時(shí)，為了保證汽車對(duì)路面不平度的適應(yīng)性，提高汽車的平順性和通過(guò)能力，要求車架具有合適的扭轉(zhuǎn)剛度。但車架扭轉(zhuǎn)剛度不宜過(guò)大，否則使車架和懸架系統(tǒng)的載荷增大并使汽車輪胎的接地性變差，使通過(guò)性變壞。通常在使用中其軸間的扭角約為1/m。（4）要求盡量減輕質(zhì)量。保證強(qiáng)度，剛度的前提下，車架的自身質(zhì)量應(yīng)盡可能的小，以減小整車質(zhì)量，因此，車架應(yīng)按等強(qiáng)度的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。通常要求車架的質(zhì)量應(yīng)小于整車整備質(zhì)量的10。從被動(dòng)安全性考慮，乘用車車架應(yīng)具有易于吸收撞擊能量的特點(diǎn)。此外，車架設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮車型系列化及改裝車等方面的要求。2.2 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1車架的結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)縱梁的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，車架可分為以下幾種結(jié)構(gòu)型式：（一）周邊式車架該車架的目的主要是盡可能的降低地板的高度，這種車架前后兩端縱梁收縮，中部縱梁加寬，前端寬度取決于前輪的最大轉(zhuǎn)向角，后端的寬度取決于后輪距，中部的寬度取決于車門門檻梁的內(nèi)壁寬。這種車架的最大的特點(diǎn)是：前后狹窄端系通過(guò)所謂的緩沖臂或抗扭盒與中部縱梁焊接相連，前緩沖臂位于前圍板下部?jī)A斜踏板前方，后緩沖臂位于后座下方。由于它是一種曲柄式結(jié)構(gòu)，容許緩沖臂具有一定程度的彈性變形，它可以吸收來(lái)自不平路面的沖擊和降低車內(nèi)的噪音。其缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且成本較高。所以周邊式車架廣泛用于中高級(jí)以上轎車。（二）X型車架由于車架的中部為汽車縱向?qū)ΨQ平面上的一根矩形斷面的空心脊梁，其前后端焊以叉型梁，形成俯視圖上的X形狀。其目的可以提高車架的抗扭剛度。但是地板中間的凸包拱起太大，影響后座乘客擱腳，此外由于制造工藝較復(fù)雜，所以用的并不太廣。（三）梯形車架又稱邊兩式車架，是由兩根互相平行的縱梁和若干根橫梁組成。其彎曲剛度較大，而當(dāng)承受扭矩時(shí)，各部分同時(shí)產(chǎn)生彎曲和轉(zhuǎn)矩。其優(yōu)點(diǎn)是便于安裝車身，車箱和布置其他總成，易于汽車的改裝和變型，因此被廣泛的用在載貨汽車，越野汽車，特種車輛等車上。該車架寬度有三種形式：（1） 前窄后寬 對(duì)前輪轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向拉桿留出足夠的空間，往往采用這種型式（2） 前寬后窄 由于重型貨車車輛后軸載荷大，輪胎和鋼板彈簧都加寬，同時(shí)又有安裝尺寸大的發(fā)動(dòng)機(jī)，所以只好減少前輪的轉(zhuǎn)向角，使車架成為前寬后窄的形式。（3） 前后等寬只要總布置允許，應(yīng)盡量采用這種方法，因?yàn)樵跊_壓不等寬的縱梁時(shí)，容易在轉(zhuǎn)折處的上下冀面上產(chǎn)生“波紋區(qū)”引起引力集中致使早期出現(xiàn)裂紋或斷裂。同時(shí)，前后等寬車架制造工藝簡(jiǎn)單。(四)脊梁式車架脊梁式車架有一根位于汽車左右對(duì)稱中心的大端面管形梁和某些懸伸托架構(gòu)成，猶如一根脊梁。管梁將動(dòng)力-傳動(dòng)軸從其中間通過(guò)，故采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)驅(qū)動(dòng)橋必須是斷開(kāi)式的并與獨(dú)立懸架相匹配。與其它類型車架相比較，其扭轉(zhuǎn)剛度最大。容許車輪有較大的跳動(dòng)空間，使汽車有較好的平順性和通過(guò)性。但車架的制造工藝復(fù)雜，維修不便，近應(yīng)用于某些對(duì)平順性，通過(guò)性要求較高的汽車上。（五）桁架式車架又稱空間車架，這種立體結(jié)構(gòu)式的車架由鋼管組合焊接而成，兼有車架和車身的作用。它剛度大，質(zhì)量輕，但制造工藝性差。本次設(shè)計(jì)的是SUV汽車的車架，根據(jù)SUV汽車的特點(diǎn)，由以上車架型式的分析，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易，各總成安裝方便，可選用前窄后寬的結(jié)構(gòu)型式。2.2.2車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一) 縱梁的結(jié)構(gòu)縱梁是車架的主要承載元件，也是車架中最大的加工件，其形狀力求簡(jiǎn)單。其長(zhǎng)度大體與總車長(zhǎng)度相當(dāng)，車架總長(zhǎng)4400mm。本車架設(shè)計(jì)選擇了扭轉(zhuǎn)剛度較大、橫截而高度相對(duì)較小的上、下翼而和腹板均為平直的等直環(huán)形截面縱梁(非標(biāo)型鋼)。（二）橫梁的結(jié)構(gòu)橫梁將左右縱梁聯(lián)在一起，構(gòu)成一完整的車架，并保證車架有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度，限制其變形和降低某些部位的應(yīng)力。橫梁還起著支撐某些總成的作用。因此.車架橫梁的布置及結(jié)構(gòu)型式.首先必須滿足整車兌布置的要求。汽車的車架的橫梁分布與有關(guān)總成，車身的支撐位置等有關(guān)，本設(shè)計(jì)的前橫梁用作水箱和散熱風(fēng)扇的支撐。在車架中段則配置了抗彎截面模量較小卻便于支承發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器及傳動(dòng)軸后鋼板彈簧前、后支座并抵抗一者對(duì)車架縱梁所產(chǎn)生的較大局部扭轉(zhuǎn)力矩，則分別設(shè)置了圓形斷面的后鋼板彈簧前支座橫梁(即第五橫梁)和后鋼板彈簧后支座橫梁（即第六橫梁）此外，本車架尾部還設(shè)置了槽形斷而的尾橫梁(即第七橫梁)。 （三）橫梁與縱梁的連接 選擇橫梁的斷面形狀時(shí)既要考慮其受載情況又要考慮其支撐總成的支撐方便封閉斷面梁和管梁的扭轉(zhuǎn)剛度大，宜用于需要加強(qiáng)扭轉(zhuǎn)剛度處。 正確選擇和合理的設(shè)計(jì)橫梁和縱梁的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)是橫梁設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題.常見(jiàn)橫梁與縱梁的連接方式有以下幾種形式：（見(jiàn)圖2-1）圖2-1 橫梁與縱梁的聯(lián)接(1)橫梁和上下翼緣相連接（圖2-1a）該種連接方式優(yōu)點(diǎn)是利于提高縱梁的抗扭剛度。缺點(diǎn)是當(dāng)車架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，縱梁上下翼面應(yīng)力將大幅度增加，易引起縱梁上下翼面的早期損壞。由于車架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小，因此本車架前后兩端采用了該種連接方式為了提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。(2)橫梁和縱梁的腹板相連接（圖2-1b）橫梁僅固定在腹板上,這種連接形式連接剛度較差，允許截面產(chǎn)生自由蹺曲，可以在車架下翼面變形較大區(qū)域采用，以避免縱梁上下翼面早期損壞。本車架中部變形較大，因此在中部的兩個(gè)橫梁采用該種連接方式。(3)橫梁同時(shí)和縱梁的任意翼緣以及腹板相連接（圖2-1c）橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點(diǎn)，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對(duì)橫梁的強(qiáng)度要求較高。由于該車平衡懸架的推力桿與平衡懸架支架上的兩根橫梁連接，因此，這兩根橫梁與縱梁共同承受平衡懸架傳遞過(guò)來(lái)的垂直力(反)和縱向力(牽引力、制動(dòng)力)。（四）橫梁在縱梁上的固定方法橫梁在縱梁上的固定可分為鉚接，焊接和螺栓連接等幾種方法。鉚接的成本低，適合大量生產(chǎn)，在此情況下橫梁的彎曲剛度取決于鉚釘?shù)臄?shù)量及其布置。焊接能保證有很高的彎曲剛度，且連接牢固，不致有松動(dòng)危險(xiǎn)，但要求較高的焊接質(zhì)量，合理的焊接夾具，適用于小批量生產(chǎn)和閉口截面車架。螺栓連接主要采用在某些為了適應(yīng)各種特殊使用條件的汽車車架上，以使裝在車架上的某些部件得以互換或拆卸。其缺點(diǎn)在長(zhǎng)期的使用中，容易松動(dòng)。為了降低成本和適于批量生產(chǎn)，本車架縱梁和橫梁的連接方式采用焊接。（五）加強(qiáng)板的布置車架中部(即從前懸后支架到平衡懸架支架之間)所受彎曲、扭曲最大，而且還是水平方向彎曲最大的部位。因此在這一區(qū)域應(yīng)加加強(qiáng)板，考慮到零件的工藝性，采用了I形的加強(qiáng)板，由于下翼板所受彎曲應(yīng)力較大，因此，I.板緊貼下翼板，為了避免下翼板由于鉆孔而導(dǎo)致抗彎強(qiáng)度下降，除與后加強(qiáng)板重疊部位，該加強(qiáng)板主要與腹板連接。加架后部由于平衡懸架為一點(diǎn)支撐固定在車架縱梁上，因而縱梁在平衡懸架支架處受很大支撐反力。為了保證該區(qū)域抗彎強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度以及固定懸架支撐，在這里布置了兩塊既是加強(qiáng)板又是橫梁連接板的縱梁加強(qiáng)板。上部為I“形加強(qiáng)板，固定在縱梁內(nèi)部緊貼上翼板;下部為平面加強(qiáng)板，固定在縱梁外部緊貼下翼板。加強(qiáng)板端頭形狀與應(yīng)力集中在縱梁上加上加強(qiáng)板，加強(qiáng)板端頭區(qū)域車架容易產(chǎn)生集中應(yīng)力。為了降低應(yīng)力集中，加強(qiáng)板端頭形狀有三種設(shè)計(jì)方式，見(jiàn)圖2-2：圖2-2 加強(qiáng)板端頭連接方式2.3車架的制造工藝及材料本車架的組裝采用焊接連接，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意對(duì)焊接規(guī)范，焊縫布置及焊接順序的選擇，為保證車架的裝配尺寸，組裝時(shí)必須有可靠的定位和夾緊，特別應(yīng)保證有關(guān)總成在車架上的定位尺寸及支承點(diǎn)的相對(duì)位置精度。車架材料應(yīng)具有足夠的屈服極限和疲勞極限，低的應(yīng)力集中敏感性，良好的冷沖壓性和焊接性能低碳和中碳低合金鋼能滿足這些要求。車架材料與所選定的制造工藝密切相關(guān)。拉伸尺寸較大或形狀復(fù)雜的沖壓件需要采用沖壓性能好的低碳鋼或低碳合金鋼08、09MnL、09MnREL等鋼板制造；拉伸尺寸不大，形狀有不復(fù)雜的沖壓件常采用強(qiáng)度稍高的20、25、46MnL、09SiVL、10TiL等鋼板制造。強(qiáng)度更高的鋼板在冷沖的易開(kāi)裂且沖壓回彈較大，鼓不宜采用。有的重型貨車、自卸車、越野車為了提高車架強(qiáng)度，減小質(zhì)量而采用中碳合金鋼板熱壓成型，在經(jīng)過(guò)熱處理，例如采用30Ti鋼板的縱梁經(jīng)正火后抗拉強(qiáng)度既由450MPa（HB156）提高到480620MPa（HB170）。用30Ti鋼板制造縱橫梁也棵采用冷沖壓工藝。鋼板經(jīng)冷沖壓成型后，其疲勞強(qiáng)度降低，靜強(qiáng)度提高，延伸率較小的材料的降低幅度更大，常用車架材料在沖壓成型后的疲勞強(qiáng)度為140160MPa。貨車根據(jù)其裝載質(zhì)量的不同輕、中、重貨車蟲(chóng)牙縱梁的鋼板厚度為5.07.0mm，重型貨車沖壓縱梁的鋼板厚度為7.09.0mm，槽型鋼斷面縱梁上、下翼緣的寬度尺寸約為其腹板高度尺寸的35%40%。車架的縱橫梁和其它3零件制造，多采用鋼板的冷沖壓工藝在大型壓力機(jī)上沖孔及形成；也有采用槽鋼、工字鋼、管料等型材料制造的，貨車車架的組裝多采用冷鉚工藝，必需時(shí)也可采用特制的放松螺栓聯(lián)接，為了保證車架的裝配尺寸，組裝時(shí)必須有可靠的定位和夾緊，特別應(yīng)保證有關(guān)總成在車架聲的定位尺寸及支承點(diǎn)的相對(duì)位置精度。我國(guó)汽車行業(yè)多用16MnL作為車架的縱、橫梁板材，這種低碳合金鋼熱扎錳鋼板的屈服極限和強(qiáng)度極限都比普通碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼高得多，能保證車架在惡劣條件下可靠地工作。對(duì)于形狀復(fù)雜或要求深度壓延的橫梁可采用普通碳素鋼。用16MnL或碳素鋼制造的車架均不進(jìn)行熱處理。所以，本車架縱橫梁均采用16MnL。2.4 車架的計(jì)算2.4.1 車架的受載分析汽車的使用條件復(fù)雜，其受力情況也十分復(fù)雜，隨著汽車使用條件的變化，車架上的載荷變化也很大。車架的載荷大致可以分為以下幾種：1，靜載荷靜載荷是指汽車靜止時(shí)，車架所承受的懸架彈簧以上部分載荷，它包括：車架質(zhì)量，車身質(zhì)量。安裝在車架上的各總成與附屬的質(zhì)量以及有效載荷（乘客或貨物的總質(zhì)量）的總和。2，對(duì)稱的垂直動(dòng)載荷這種載荷是當(dāng)汽車在平坦的道路上以較高車速行駛時(shí)產(chǎn)生的。其大小與作用在車架上的靜載荷及其分部有關(guān)，還取決于靜載荷作用處的垂直振動(dòng)加速度大小，路面的反作用力使車架承受對(duì)稱垂直動(dòng)載荷。這種載荷使車架產(chǎn)生彎曲變形。3，斜對(duì)稱的動(dòng)載荷這種載荷是當(dāng)汽車在崎嶇不平的道路上行駛時(shí)產(chǎn)生的。此時(shí)汽車的前后幾個(gè)車輪可能不在同一平面上，從而使車架連同車身一同歪斜，其大小與路面不平的程度以及車身，車架和懸架的剛度有關(guān)。這種動(dòng)載荷會(huì)使車架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。4，其他載荷汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，離心力將使汽車受到側(cè)向力的作用：汽車加速或制動(dòng)時(shí)，慣性力會(huì)導(dǎo)致車架前后部載荷的重新分配；當(dāng)一前輪正面撞在路面凸包上時(shí)，將使車架產(chǎn)生水平方向的剪切變形；安裝在車架上的各總成（如發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)向搖臂及減震器）工作時(shí)所產(chǎn)生的力；由于載荷作用線不通過(guò)縱梁截面的彎曲中心（如油箱，備胎和懸架等）而使縱梁產(chǎn)生附加的局部轉(zhuǎn)矩。綜上所述，汽車車架實(shí)際上受到空間力系的作用，受載情況錯(cuò)綜復(fù)雜，而車架縱梁與橫梁的截面形狀和接合特點(diǎn)又是多樣的，這樣使得汽車的車架受載更為復(fù)雜化。2.4.2 車架的設(shè)計(jì)計(jì)算車架是一個(gè)復(fù)雜的薄壁框架結(jié)構(gòu)，在車架設(shè)計(jì)的初期階段，可對(duì)車架縱梁進(jìn)行簡(jiǎn)化的彎曲強(qiáng)度計(jì)算，以次來(lái)確定車架的斷面尺寸。下面進(jìn)行車架的簡(jiǎn)化計(jì)算：1，彎曲強(qiáng)度計(jì)算的基本假設(shè)（1）因?yàn)檐嚰艿淖笥沂菍?duì)稱的，左右的縱梁受力相差不大，故認(rèn)為縱梁是支撐在汽車前后軸上的簡(jiǎn)支梁。（2）空車時(shí)的簧上質(zhì)量（包括車架質(zhì)量在內(nèi)）均勻的分布在左右二縱梁的全長(zhǎng)上，其值可以根據(jù)汽車底盤結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)大致計(jì)算。一般對(duì)于輕型和中型載貨汽車來(lái)說(shuō)，簧上質(zhì)量約為空車質(zhì)量的2/3；汽車的有效載荷均勻的分布在車廂全長(zhǎng)上。（3）所有的作用力均通過(guò)縱梁截面的彎曲中心。實(shí)際上，縱梁的某些部位會(huì)由于安裝外伸部件而產(chǎn)生局部扭轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)通常在此安裝一根橫梁，使得這種對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)橫梁的彎矩。故這種假定不會(huì)造成明顯的計(jì)算誤差。通過(guò)上述假設(shè)，將車架由一個(gè)靜不定的平面框架結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化成為一個(gè)位于支座上的靜定結(jié)構(gòu)。2.4.3 縱梁的彎矩計(jì)算要計(jì)算車架縱梁的彎矩，先計(jì)算車架的前后支反作用力。 （2-1）式中： -前輪中心支座對(duì)任意縱梁（左縱梁或右縱梁）的反作用力，N;-縱梁總長(zhǎng)，mm；-汽車的軸距，mm；-縱梁后端到后軸之間的距離，mm；g-重力加速度，9.8m/； 圖2-3 車架上的載荷的均布情況 -車廂后端到后軸之間的距離，mm;-空車時(shí)的簧上質(zhì)量（含車架自身的重量），kg;-汽車的裝載質(zhì)量，kg;-車廂總長(zhǎng)，mm。=4400mm, =2760mm, =940mm, =2725mm, =940mm,=1133.3 kg, =625 kg, =1785mm。將上述值代入式（2-1），得 =3004.02N 在計(jì)算縱梁彎矩時(shí)，將總量分成兩段區(qū)域，每一區(qū)段的均部載荷可簡(jiǎn)化為作用于區(qū)段中點(diǎn)的集中力?？v梁各端面上的彎矩計(jì)算采用彎矩差法，可使計(jì)算工作量大大減少。彎矩差法認(rèn)為：縱梁上某一端面上的彎矩為該端面之前所有力對(duì)這點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩之和。（1）駕駛室長(zhǎng)度段縱梁的彎矩計(jì)算在該段內(nèi)，根據(jù)彎矩差法，則有： （22）式中： - 縱梁上某一截面的彎矩,mm; - 截面到前輪中心的距離， mm; - 車架縱梁前端到前輪中心的距離，mm。 則 （2）駕駛室后端到后軸段縱梁彎矩的計(jì)算在該區(qū)段內(nèi)，根據(jù)彎矩差法，縱梁某一斷面的彎矩為： （2-3）式中： -縱梁某一截面的彎矩，Nmm; -截面到前輪中心的距離，mm;-車廂前端到后輪中心的距離，mm。則 縱梁某一斷面上的剪力為該斷面之前所有力的和。 （2-4）式中： -縱梁某段面上的剪力，N。則 =3217.922.384x由上可知，縱梁的最大彎矩一定發(fā)生在該段縱梁內(nèi)。其位置可采用求對(duì)求導(dǎo)數(shù)并令其為零的辦法得到。 （2-5）得 x=1350.43mm由上式求得縱梁發(fā)生最大彎矩的位置，將x=1350.43mm代入彎矩計(jì)算公式，則可求得總量受到的最大彎矩。=1407852Nmm=1946502Nmm所以其最大彎矩為=1946502Nmm?？v梁受到的最大的剪力則發(fā)生在汽車后軸附近。當(dāng)=2760mm時(shí)，剪應(yīng)力最大，其最大剪應(yīng)力為為 （2-6）則 =-3368.998N以上是僅考慮汽車靜載工況下，總量斷面彎矩和剪力的計(jì)算。實(shí)際上，汽車行駛時(shí)還受到各種動(dòng)載荷的作用。因此，汽車行駛時(shí)實(shí)際受到的最大彎矩和最大剪力為= （2-7）= （2-8）式中 -動(dòng)載系數(shù)，對(duì)于轎車，客車=1.75,載貨汽車=2.5，越野汽車=3.0。疲勞安全系數(shù)。即為 2.4.4縱梁的抗彎截面系數(shù)的計(jì)算車架的縱梁和橫梁截面系數(shù)W按材料力學(xué)的方法計(jì)算。對(duì)于環(huán)矩形截面， （2-9）其中：B，矩形環(huán)斷面外寬，50mm；H，矩形環(huán)斷面外高，120mm；b，矩形環(huán)斷面內(nèi)寬，40mm；h，矩形環(huán)斷面內(nèi)高，110mm；所以2.4.5 彎曲應(yīng)力計(jì)算 縱梁斷面的最大彎曲應(yīng)力為 （2-10）得 =（）按上式求得的彎矩應(yīng)力不應(yīng)大于材料的許用應(yīng)力.許用應(yīng)力可按下式計(jì)算： （2-11）式中-材料的屈服極限，對(duì)于16材料， ； -安全系數(shù)，一般安全系數(shù)取1.151.40。則得 =則有 ;所以,該車架的彎曲強(qiáng)度可靠。即可確定其截面尺寸。2.4.6 車架的剛度校核為保證車輛及其各總成，裝置能正?？煽康墓ぷ?，汽車車架縱梁在其全長(zhǎng)的范圍內(nèi)的垂直彎曲變形量，必須滿足相應(yīng)的剛度要求：式中：-縱梁前，后支承中心處承受1000N集中載荷時(shí)的最大垂直撓度，cm; -汽車的軸距，m; -縱梁截面的慣性矩， 。本車架縱梁截面的慣性矩為: 所以,車架的縱梁的剛度足夠。2.5 車架實(shí)驗(yàn)車架的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：應(yīng)力測(cè)定、剛度測(cè)定、可靠性測(cè)定與耐久性臺(tái)架試驗(yàn)、隨整車進(jìn)行的可靠性道路試驗(yàn)或試車場(chǎng)試驗(yàn)以及使用實(shí)驗(yàn)等。1、車架的應(yīng)力測(cè)定對(duì)車架的應(yīng)力測(cè)定可較快的得出其應(yīng)力分布情況，找出薄弱環(huán)節(jié)和產(chǎn)生的原因以及改進(jìn)后的效果。除了要進(jìn)行靜彎曲和靜扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力測(cè)定外，還以整車在道路模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上、試車場(chǎng)以及在使用條件下進(jìn)行動(dòng)應(yīng)力測(cè)定。這對(duì)車架的設(shè)計(jì)定型很有指導(dǎo)作用。 2、車架的剛度測(cè)定 包括對(duì)車架的彎曲剛度及扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定車架的彎曲剛度時(shí)，是在前后軸處設(shè)置剛性支承并模擬實(shí)際負(fù)荷情況加載。測(cè)定車架的扭轉(zhuǎn)剛度時(shí)應(yīng)注意車架在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的緊固情況，以避免實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)其剛度產(chǎn)生影響。3、可靠性與耐久性能臺(tái)架試驗(yàn)包括車架彎曲疲勞試驗(yàn)和扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。等副疲勞試驗(yàn)臺(tái)是較為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，有機(jī)械式，液壓式，和激振式的，常用作進(jìn)行車架對(duì)比實(shí)驗(yàn)。程控疲勞試驗(yàn)臺(tái)能更好地模擬車架在實(shí)際使用中的載荷狀況。后者也常用于整車狀態(tài)下的疲勞試驗(yàn)。4、隨整車進(jìn)行的可靠性道路試驗(yàn)或試車場(chǎng)實(shí)驗(yàn)以及使用實(shí)驗(yàn)讓滿載的汽車行駛于試車場(chǎng)的專門路段上來(lái)進(jìn)行車架的疲勞試驗(yàn)和扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。第三章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 概述一、制動(dòng)系的組成 制動(dòng)系是汽車的一個(gè)重要組成部分，由它來(lái)制約汽車的運(yùn)動(dòng)，它直接影響汽車的安全性。制動(dòng)系是由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。制動(dòng)裝置可分為行車，駐車，應(yīng)急，輔助制動(dòng)4種裝置。制動(dòng)系至少有兩套獨(dú)立穩(wěn)定的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置。行車制動(dòng)裝置使行駛的汽車減速或停車，并且使汽車在下坡時(shí)保持是適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，保證工作可靠。駐車制動(dòng)裝置用于汽車可靠的停在原地，它有助于汽車在坡路上起步。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常采用機(jī)械式，而不用氣壓或液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，避免產(chǎn)生故障。應(yīng)急制動(dòng)裝置用于行車駐動(dòng)裝置發(fā)生意外故障失效時(shí)，利用機(jī)械源控制的應(yīng)急制動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)，同時(shí)在人力的控制下它還能兼做駐車制動(dòng)裝置。輔助制動(dòng)裝置通過(guò)裝設(shè)緩速器等輔助制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)汽車下長(zhǎng)坡時(shí)，保持穩(wěn)定車速的作用，減輕或解除行車制動(dòng)裝置的負(fù)荷。本次設(shè)計(jì)主要采用了行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置兩套裝置。二、制動(dòng)系的基本功用（1）使汽車迅速減速直至停車；（2）使汽車在下長(zhǎng)坡時(shí)保持穩(wěn)定的車速；（3）使汽車可靠的停在原地（包括坡路上）。三、制動(dòng)系的設(shè)計(jì)要求1、足夠的制動(dòng)力。制動(dòng)力包括行車制動(dòng)能力和駐坡制動(dòng)能力。行車制動(dòng)能力是用一定制動(dòng)初速度或最大制動(dòng)踏板力下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定。駐坡制動(dòng)能力是汽車在良好的路面上能可靠停駐的最大坡度。一般不小于20%。2、可靠性好。制動(dòng)系各零部件工作可靠。汽車至少有行車和駐車制動(dòng)兩套制動(dòng)裝置，行車制動(dòng)裝置至少有兩套獨(dú)立的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)管路。其中一條管路失效時(shí)，另一條管路應(yīng)保證制動(dòng)能力不低于原規(guī)定制的30%。制動(dòng)系應(yīng)設(shè)立必要的安全設(shè)備和報(bào)警裝置。3、制動(dòng)操縱穩(wěn)定性好。汽車以任何速度制動(dòng)都不應(yīng)該喪失操作性和方向穩(wěn)定性。汽車前后輪制動(dòng)力矩分配比例合適，最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況變化而變化；同一軸上左右輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)相同，避免制動(dòng)時(shí)某一車輪先抱死側(cè)滑，造成汽車無(wú)法操縱，喪失方向穩(wěn)定性，或甩尾，跑偏，甚至掉頭等危險(xiǎn)情況。4、操縱輕便。要求制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程要符合人機(jī)工程學(xué)要求，要求操縱制動(dòng)系所需要的力不應(yīng)過(guò)大。5、作用滯后時(shí)間短。作用滯后時(shí)間包括產(chǎn)生制動(dòng)和解除制動(dòng)的滯后時(shí)間，要求滯后時(shí)間盡可能的短。6、制動(dòng)熱穩(wěn)定性好。制動(dòng)器摩擦片的抗熱衰退能力要高，受熱恢復(fù)較快。7、制動(dòng)水穩(wěn)定性好。能防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器表面，摩擦片浸水后恢復(fù)摩擦系數(shù)能力要好。8、減少公害。制動(dòng)系及輪胎的工作噪音要低。制動(dòng)襯片的材料在制造和使用的過(guò)程中，盡量減少對(duì)環(huán)境的污染。3.2制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制動(dòng)器按制動(dòng)目的可以分為行車制動(dòng)器，駐車制動(dòng)器，應(yīng)急制動(dòng)器和輔助制動(dòng)器。制動(dòng)器按制動(dòng)對(duì)象分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器，后者制動(dòng)傳動(dòng)軸或變速器輸出軸。所有汽車都用車輪制動(dòng)器作為行車制動(dòng)器。制動(dòng)器有摩擦式、液力式和電磁式等幾種。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后小、易于連接且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高而只在一部分重型汽車上用來(lái)做車輪制動(dòng)器或緩速器。液力式制動(dòng)器只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，分為鼓式、盤式和帶式三種。帶式只用作中央制動(dòng)器。以鼓式，盤式制動(dòng)器應(yīng)用最廣泛。3.2.1 鼓式制動(dòng)器 一、鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)分析鼓式制動(dòng)器主要有制動(dòng)鼓，制動(dòng)蹄，傳力杠桿和驅(qū)動(dòng)裝置組成。帶摩擦片的制動(dòng)蹄作為固定元件，大多采用兩個(gè)蹄，并以鉸支點(diǎn)的形式安裝于鼓內(nèi)，制動(dòng)的過(guò)程中兩個(gè)襯塊都以的角度緊貼于制動(dòng)輪表面上。制動(dòng)器工作時(shí)，摩擦所產(chǎn)生的熱量大部分由制動(dòng)鼓向外散出，為承受較大的熱應(yīng)力，制動(dòng)鼓應(yīng)有足夠的質(zhì)量。制動(dòng)鼓在非工作狀態(tài)，其摩擦片與制動(dòng)鼓之間應(yīng)有合適的間隙。制動(dòng)蹄有不同的張開(kāi)裝置：液壓輪缸式，凸輪式，楔塊式，還有用氣動(dòng)或電動(dòng)方式作為制動(dòng)蹄驅(qū)動(dòng)裝置。鼓式制動(dòng)器按蹄的屬性可分為領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向增力式、雙向增力式等幾種，如圖21所示。 圖3-1 鼓式制動(dòng)器示意圖不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。張開(kāi)裝置的形式與數(shù)量不同。制動(dòng)時(shí)兩塊蹄片之間有無(wú)相互作用。因蹄片的固定支點(diǎn)和張開(kāi)力位置不同，使不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不同。制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩，稱為制動(dòng)器效能。在評(píng)比不同形式制動(dòng)器的效能時(shí)，常用一種稱為制動(dòng)器效能因數(shù)的無(wú)因次指標(biāo)。制動(dòng)器效能因數(shù)的定義為，在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑只上所得到的摩擦力(Mp/R)與輸入力Fo之比，即K= Mp/FoR式中，K為制動(dòng)器效能因數(shù)；Mp為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性是指其效能因數(shù)K對(duì)摩擦因數(shù)的敏感性(dKdf)。使用中f隨溫度和水濕程度變化。要求制動(dòng)器的效能穩(wěn)定性好，即是其效能對(duì)f的變化敏感性較低。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和穩(wěn)定性都很適中。由于其前進(jìn)倒車制動(dòng)效能不變，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本，便于組成駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此應(yīng)用較為廣泛。雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器正向效能較高，但反向時(shí)它變成雙從蹄，效能大大降低。雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在前進(jìn)，倒車制動(dòng)時(shí)性能不變，但用作后輪制動(dòng)器時(shí)，需另設(shè)中央制動(dòng)器構(gòu)成駐車制動(dòng)器。雙領(lǐng)蹄式和雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器中有兩個(gè)輪缸，適用于雙管路制動(dòng)系，但雙缸制動(dòng)器因零件數(shù)目增多，造價(jià)增高，容易出現(xiàn)油液泄漏，油管破損現(xiàn)象。雙從蹄式制動(dòng)器制動(dòng)效能最低，但制動(dòng)穩(wěn)定性最好，除偶爾用于對(duì)穩(wěn)定性要求很高的高級(jí)轎車上，一般不采用。增力式制動(dòng)器的效能較其他形式大的多，不大的制動(dòng)踏板力就能得到很大的制動(dòng)力矩，但其效能不太穩(wěn)定，效能太高也易產(chǎn)生自鎖。單向增力式制動(dòng)器在倒車時(shí)制動(dòng)效能大大降低，只有少數(shù)中輕型貨車和轎車用它做前輪制動(dòng)器。雙向增力式制動(dòng)器正反向制動(dòng)效能都很高，能產(chǎn)生大的駐車制動(dòng)力矩。它不用于緊急制動(dòng)，因而不產(chǎn)生高溫，也無(wú)熱衰退的憂患，又可省去助力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。二、 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的初選1、制動(dòng)鼓內(nèi)徑D輸入力Fo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(圖3-2)受輪輞內(nèi)徑限制。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于20mm，否則不僅制動(dòng)鼓散熱條件太差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動(dòng)鼓應(yīng)有足夠的壁厚，用來(lái)保證有較大的剛度和熱容量，以減小制動(dòng)時(shí)的溫升。制動(dòng)鼓的直徑小，剛度就大，并有利于保證制動(dòng)鼓的加工精度。圖3-2 鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù) 制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比DDr，的范圍如下 轎車：DDr= 貨車：DDr= 已知輪輞直徑Dr=405.6mm，則可得 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D=（）mm，則取制動(dòng)鼓的直徑D=320mm。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影響。襯片寬度尺寸取窄些，則磨損速度快，襯片壽命短；若襯片寬度尺寸取寬些，則質(zhì)量大，不易加工，并且增加了成本。 制動(dòng)鼓半徑R確定后，襯片的摩擦面積為。制動(dòng)器各蹄襯片總的摩擦面積Ap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。試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角盧：90100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(guò)高將加速磨損。實(shí)際上包角兩端處單位壓力最小，因此過(guò)分延伸襯片的兩端以加大包角，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，包角一般不宜大于120,所以取包角=100。對(duì)于的乘用車來(lái)說(shuō)，單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積為（）。取=200.則可得b=72mm,查國(guó)標(biāo)取得b=75mm。3、摩擦襯片起始角一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，即令=90-2。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。則=90-2=90-100/2=40。 4、制動(dòng)器中心到張開(kāi)力Fo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(圖32)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。 e=0.8160=128mm,取e=125mm。5、制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(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(圖32)。初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可暫定a=0.8R左右。a=0.8160=128mm,取c=30mm。3.2.2 盤式制動(dòng)器 一、盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式分析 盤式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是圓盤形的制動(dòng)盤，當(dāng)帶有摩擦層的圓盤或摩擦襯片沿軸向移動(dòng)，一定壓力壓向制動(dòng)盤時(shí)，摩擦襯片與制動(dòng)盤之間產(chǎn)生摩擦力矩，實(shí)現(xiàn)盤式制動(dòng)器制動(dòng)。 按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動(dòng)器分為鉗盤式和全盤式兩類。鉗盤式制動(dòng)器的固定摩擦元件是制動(dòng)塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗中。全盤式制動(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，作用原理如同離合器，故又稱離合器式制動(dòng)器。全盤式中用得較多的是多片全盤式制動(dòng)器。多片全盤式制動(dòng)器既可用作車輪制動(dòng)器，也可用作緩行器。鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)不同，有以下幾種。1、固定鉗式制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤兩側(cè)均有液壓缸。制動(dòng)時(shí)僅兩側(cè)液壓缸中的制動(dòng)塊向盤面移動(dòng)。這種形式也稱為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式。2、浮動(dòng)鉗式(1)滑動(dòng)鉗式 制動(dòng)鉗可以相對(duì)于制動(dòng)盤做軸向滑動(dòng)，其中只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動(dòng)塊固裝在鉗體上。制動(dòng)時(shí)活塞在液壓作用下使活動(dòng)制動(dòng)塊壓靠到制動(dòng)盤，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤的另一側(cè)，直到兩制動(dòng)塊受力均等為止。(2)擺動(dòng)鉗式 它也是單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)，制動(dòng)鉗體與固定于車軸上的支座鉸接。為實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，鉗體不是滑動(dòng)而是在與制動(dòng)盤垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。顯然，制動(dòng)塊不可能全面均勻地磨損。為此，有必要將襯塊預(yù)先做成楔形(摩擦面對(duì)背面的傾斜角為6左右)。浮動(dòng)鉗式只在一側(cè)放置液壓缸，另一側(cè)的制動(dòng)塊裝在鉗體上，零件較小，減少了跨越制動(dòng)盤的油路，可以減少液壓缸，活塞等精密件，可以減少尺寸，減輕質(zhì)量，降低成本，制動(dòng)液吸收制動(dòng)盤的熱量也減少。結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)便于同一組制動(dòng)塊兼作行車和駐車制動(dòng)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，使浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。二、盤式制動(dòng)器主要參數(shù)初選1、制動(dòng)盤直徑D 制動(dòng)盤直徑D應(yīng)盡可能取大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得到增加，可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，減少襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的7079?？傎|(zhì)量大于2t的汽車應(yīng)取上限。求得D=（）mm,所以取D=320mm。 2、制動(dòng)盤厚度h 制動(dòng)盤厚度對(duì)制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。為使質(zhì)量小些，制動(dòng)盤厚度不宜取得很大；為了降低溫度，制動(dòng)盤厚度又不宜取得過(guò)小。制動(dòng)盤可以做成實(shí)心的，或者為了散熱通風(fēng)的需要在制動(dòng)盤中間鑄出通風(fēng)孔道。一般實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取為1020mm，通風(fēng)式制動(dòng)盤厚度取為2050mm，采用較多的是2030mm。本設(shè)計(jì)所采用的是實(shí)心制動(dòng)盤其厚度h=15mm。 3、摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑 推薦摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于15。即。若此比值偏大，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。取=155mm, =125mm。 4、制動(dòng)襯塊面積A 對(duì)于盤式制動(dòng)器襯塊工作面積A，推薦根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.63.5范圍內(nèi)選用。由可得A=取A=110。3.3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)器設(shè)計(jì)中需要的重要參量：汽車軸距： =2760mm車輪滾動(dòng)半徑： =362 mm汽車滿載質(zhì)量： =2325Kg汽車空載質(zhì)量： =1700Kg滿載時(shí)軸荷的分配： 前軸負(fù)荷45%，后軸負(fù)荷55%空載時(shí)軸荷的分配： 前軸負(fù)荷55%，后軸負(fù)荷45%滿載時(shí)質(zhì)心高度： =680mm空載時(shí)質(zhì)心高度： =720mm質(zhì)心距前軸的距離： =1518mm =1242mm質(zhì)心距后軸的距離： =1242mm =1518mm3.3.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 一、制動(dòng)力汽車制動(dòng)時(shí)，如果忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度的車輪，其力矩平衡方程為： (3-1)式中 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反，Nm；地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，有稱為地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛的方向相反，N；車輪的有效半徑，m。則 （3-2） 并稱之為制動(dòng)器制動(dòng)力，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動(dòng)器周緣力。與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓、或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以增大時(shí)，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力受著條件的限制，其值不可能大于附著力，即 或 （3-3）式中 輪胎與地面間的附著系數(shù)；地面對(duì)車輪的法向反力。制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力極限值。當(dāng)制動(dòng)達(dá)到后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不在增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升。（圖3-3所示）圖3-3 制動(dòng)力與踏板力的關(guān)系根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力為： （3-4） （3-5）式中 汽車所受重力； 汽車軸距； 汽車質(zhì)心離前軸距離；汽車質(zhì)心離后軸距離；汽車質(zhì)心高度；重力加速度；汽車制動(dòng)減速度。汽車總的地面制動(dòng)力為 （3-6）式中:q制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力；前后軸車輪的地面制動(dòng)力。由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為 （3-7） （3-8）上式表明：汽車在附著系數(shù)為任一確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即為極限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度或總制動(dòng)力的函數(shù)。當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的情況有三種，即：一、輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；二、后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；三、前、后輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用最好。由上面的公式可以求出在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時(shí)抱死即前后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是： (3-9)式中：-前軸車輪得到的制動(dòng)器制動(dòng)力，； -后軸車輪得到的制動(dòng)器制動(dòng)力，；前軸車輪的地面制動(dòng)力；后軸車輪的地面制動(dòng)力；地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力；汽車質(zhì)心離前、后軸的距離汽車重力；汽車質(zhì)心高度。二、制動(dòng)力分配系數(shù)前輪制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力的比值稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，用符號(hào) 表示， 。于是后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力的比值為。則聯(lián)和式（3-9），可得 （3-10）即可得： （3-11）3.3.2 同步附著系數(shù) 為了防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過(guò)程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無(wú)任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度，為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。分析表明，汽車在同步系數(shù)的路面上制動(dòng)（前后輪同時(shí)抱死）時(shí)，其制動(dòng)減速度為，即，q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時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度，這表明只有在的路面上，地面的附著條件才得到充分的利用。國(guó)內(nèi)有推薦滿載時(shí)同步附著系數(shù)轎車取0.6；貨車取0.5為宜。因?yàn)?（3-12）則得 （3-13） 即 則由式（3-9）可得制動(dòng)器制動(dòng)力為：=9902.44N =6001.48N3.3.3 前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能，要求合理地確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。為此，首先選定同步附著系數(shù)，并用下式計(jì)算前、后輪制動(dòng)力矩的比值 （314） 式中，為前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；為汽車質(zhì)心至前軸和后橋的距離；hg為汽車質(zhì)心高度。所以 由于本設(shè)計(jì)采用的是前盤后鼓式制動(dòng)形式，所以對(duì)于前制動(dòng)器來(lái)說(shuō)有： ， 摩擦系數(shù)取。則可得其單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力為： 對(duì)后制動(dòng)器來(lái)說(shuō)有： 計(jì)算鼓式制動(dòng)器制動(dòng)器，必須查明蹄壓緊到制功鼓上的力與產(chǎn)生制動(dòng)力矩之間的關(guān)系。 為計(jì)算有一個(gè)自由度的蹄片上的力矩，在摩擦襯片表面取一橫向微元面積，如圖34所示。它位于角內(nèi)，面積為bRd，其中b為摩擦襯片寬度。由鼓作用在微元面積上的法向力為 （3-15）同時(shí)，摩擦力fdFl產(chǎn)生的制動(dòng)力矩為(f為摩擦因數(shù)，計(jì)算時(shí)取0.4) 從到區(qū)段積分上式得到 （3-16）當(dāng)法向壓力均勻分布時(shí)， （3-17）從式(3-16)和式(3-17)能計(jì)算出不均勻系數(shù)為從式(3-16)和式(3-17)能計(jì)算出制動(dòng)力矩與壓力之間的關(guān)系。但是，實(shí)際計(jì)算時(shí)還必須建立制動(dòng)力矩與張開(kāi)力F。的關(guān)系。緊蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩用下式表達(dá) (3-18)式中，為緊蹄的法向合力；為摩擦力的作用半徑(圖3-5)。為計(jì)算隨張開(kāi)力而變的力，列出蹄上的力平衡方程式: (3-19)式中，為軸和力的作用線之間的夾角；為支承反力在軸上的投影。解聯(lián)立方程式(316)得到 圖3-4 制動(dòng)力矩計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖3-5 張開(kāi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖 (3-20) （3-21)對(duì)于松蹄也能用類似的方程式表示，即 (3-22)為計(jì)算、及、值，必須求法向力及其分量，沿著相應(yīng)的軸線作用有和力，它們的合力為(圖3-4)。根據(jù)式(3-15)有所以 根據(jù)式(3-16)和式(3-18)并考慮到 式中 R=160mm,=30.91, =130.91=100=40代入可得 =179.57mm。 如果順著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片和逆著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片的和角度不同，很顯然兩塊蹄片的和值也不同。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 用液力驅(qū)動(dòng)時(shí)，。又因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)使得R值是相同的，所以其所需的張開(kāi)力為： 3.4 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將來(lái)自駕駛員或其它力源的力傳給制動(dòng)器，使之產(chǎn)生力矩。制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)直接影響汽車使用的安全性，因此，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，反映靈敏，隨動(dòng)作用好，操縱輕便省力。3.4.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式 根據(jù)制動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類。1、簡(jiǎn)單制動(dòng)系即人力制動(dòng)，是靠司機(jī)作用于制動(dòng)踏板上或手柄上的力作為動(dòng)力源。力的傳遞方式又有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式靠桿系和鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，工作可靠，但機(jī)械效率低，故僅用于中小型汽車的制動(dòng)裝置中。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系通常簡(jiǎn)稱為液壓制動(dòng)系，用于行車制動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是作用滯后時(shí)間短（0.10.3s），工作壓力高（可達(dá)1012mpa），輪缸尺寸小，可布置在制動(dòng)蹄內(nèi)部作為制動(dòng)蹄張開(kāi)機(jī)構(gòu)或制動(dòng)塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低。但其有限的力傳動(dòng)比限制了它在汽車上的使用范圍。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系曾廣泛用于轎車、輕型及輕型以下的貨車及部分中型貨車上。2、動(dòng)力制動(dòng)系動(dòng)力制動(dòng)系是以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力形成的氣壓或液壓勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部力源進(jìn)行制動(dòng)，而司機(jī)作用于制動(dòng)踏板或手柄上的力僅作用于對(duì)制動(dòng)回路中控制元件的操縱。在簡(jiǎn)單制動(dòng)系中的踏板力其行程間的反比例關(guān)系在制動(dòng)系中便不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。氣壓制?dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)器最常見(jiàn)的型式，由于可獲得較大制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的連接裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接和斷開(kāi)都很方便。氣、液式制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)系的另一種形式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動(dòng)系主缸的驅(qū)動(dòng)力源的一種制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。它兼有液壓制動(dòng)和氣壓制動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)。由于氣壓系統(tǒng)的管路短，作用滯后時(shí)間也較短。顯然，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價(jià)高，故主要用于重型汽車上。3伺服制動(dòng)系伺服制動(dòng)系是在人力液壓制動(dòng)系中增加由其它能源提供的助力裝置，使人力與動(dòng)力并用。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在伺服系統(tǒng)失效時(shí)，仍可全由人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力。因此，在中級(jí)以上的轎車及輕、中型客車、貨車上得到廣泛的應(yīng)用。綜上所述，故選用真空助力式伺服制動(dòng)系統(tǒng)。3.4.2 分路系統(tǒng) 為了提高制動(dòng)工作可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的互相獨(dú)立的路，其中一個(gè)回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動(dòng)作用。雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見(jiàn)的五種分路形式：1)一軸對(duì)一軸()型，如圖36a所示，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路(“型”是其形象的簡(jiǎn)稱，下同)。圖3-6 分路系統(tǒng) 2)交叉(X)型，如圖36b所示，前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路。 3)一軸半對(duì)半軸(H1)型，如圖36c所示，兩側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一回路。 4)半軸一輪對(duì)半軸一輪(LL)型，如圖36d所示，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，如圖36e所示。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。型的管路布置較為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的單輪缸(或單制動(dòng)氣室)鼓式制動(dòng)器配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別是貨車上用得最廣泛。這種形式若后制動(dòng)回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。X型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。直行制動(dòng)時(shí)任一回路失效，剩余總制動(dòng)力都能保持正常值的50。但是，一旦某一管路損壞造成制動(dòng)力不對(duì)稱，此時(shí)前輪將朝制動(dòng)力大的一邊繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，使汽車喪失穩(wěn)定性。因此，這種方案適用于主銷偏移距為負(fù)值(達(dá)20mm)的汽車上。這時(shí)，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車穩(wěn)定性?？偵纤觯驹O(shè)計(jì)一軸對(duì)一軸型管路系統(tǒng)。3.4.3 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算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(kāi)力與輪剛直徑d和制動(dòng)管路壓力p的關(guān)系為 （3-23）制動(dòng)管路壓力不超過(guò)1012mpa。取p=12mpa得又因?yàn)檩喐字睆絛應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，故取 2、制動(dòng)主缸的直徑的確定。第i個(gè)輪缸的工作容積為式中，為第個(gè)輪缸活塞的直徑：n為輪缸中活塞的數(shù)目；為第i個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)鼓式制動(dòng)器可取=22.5mm。所有輪缸的總工作容積為式中，m為輪缸的數(shù)目。所以V=12833.54mm制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積為式中，為制動(dòng)軟管的容積變形。 在初步設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)主缸的工作容積可取為 1.1V （轎車） 1.3V （貨車）主缸活塞行程和活塞直徑可用下確定 （3-24）一般?。?則可得 。又因?yàn)橹鞲椎闹睆絛0應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸系列中選取，故取 。3、制動(dòng)踏板力Fp制動(dòng)踏板力Fp用下式計(jì)算 （3-26）式中，為踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比；為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)構(gòu)效率，可取=0.850.95其中=7 =0.95所以 N制動(dòng)踏板力應(yīng)滿足以下要求：最大踏板力一般為500N（轎車）或700N（貨車）。故滿足要求。 4、制動(dòng)踏板工作行程踏板行程（計(jì)入襯片或襯片的允許磨損量）對(duì)轎車最大不應(yīng)大于100-150mm, 對(duì)商用車不大于180mm。在本次設(shè)計(jì)中根據(jù)本車的特點(diǎn)，故取=110mm。3.5 應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)的計(jì)算應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)一般是靠手操縱的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使后橋制動(dòng)器或中央制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)力矩并傳到