农用载货汽车制动系统优化设计(附件)【字数：8874】
随着社会科技的进步。汽车越来越普及使用。而随着车辆的增多，行车安全问题成为了最重要的一环。为了使车辆在行驶过程达有足够的安全指数。应该对车辆的制动系统来进行研究。使车辆能够有效率的减速以及进行驻车制动。在本文的设计中，选取了已有的BJ5815PD8A车辆的数据来进行设计计算分析。包括对制动系统的构造、涉及到的有关零件校核和制动器的相关参数设计计算、制动器主要部件的结构设计、制动踏板力和踏板行程的计算、制动主缸和制动轮缸的直径工作容积的计算等进行了设计分析，对空载和满载两种情况制动的理想制动力分配，并进行仿真研究，借助MATLAB软件使用优化目标函数优化前后制动力分配比参数。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究目的和研究意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 1
1.2.3国内外现有成果存在问题 2
1.3本课题研究内容 2
1.4技术路线 2
第二章 前后制动力分配系数优化设计 3
2.1 设计车辆的主要技术参数 3
2.2 制动力分配系数对制动性能的影响 3
第三章 制动器的设计计算 9
3.1 摩擦片压力和变形规律 9
3.2 制动器因数与摩擦力矩的设计计算 10
3.3 制动蹄片上的制动力矩 11
3.4 摩擦衬片的磨损特性计算 15
3.5 制动器的热容量和温升的核算 17
第四章 制动器主要零件的结构设计 19
4.1 制动鼓 19
4.2 制动蹄 19
4.3 制动底板 20
4.4 制动轮缸 20
4.5 制动蹄支承销的剪切应力的设计计算 20
第五章 制动主缸以及制动轮缸的计算分析 22
5.1 制动轮缸直径与工作容积 22
5.2 制动轮缸的活塞宽度以及缸筒壁厚 23
5.2.1制动轮缸活塞宽度 23
5.2.2制动轮缸筒的壁厚 23
5.3 制动主缸直径与工作容 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
积 23
5.4 制动主缸行程的计算 24
5.5 制动主缸的活塞宽度以及缸筒壁厚 24
5.5.1制动主缸活塞宽度 24
5.5.2制动主缸筒的壁厚 25
5.6 制动踏板力与踏板行程 25
5.7 真空助力器 26
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附录:(工程图) 32
第一章 绪论
1.1研究目的和研究意义
汽车安全问题一直是个不可忽视的问题，这就不得不提一下汽车众多系统中的制动系统，这个系统既要能够让汽车减速，又要确保汽车能够稳定地驻车[1]。汽车的发明为社会生活带来很大便利,自从其出现的一百多年间,汽车的速度也从当初的20千米/时发展到现在超音速汽车的1600千米/时,速度变化惊人。而我国也正在迎头赶上,随着社会经济的发展，我国汽车数量增长迅速，汽车行业的蓬勃发展带动了国家经济，然而不可忽视的却是安全问题。说到安全问题，制动系统在汽车工作过程中占有很重要的一环，因此不容忽视[2]。
汽车的制动系统是达到使汽车自然减速,并能够在适当的时候停止的机构.使得汽车从高处往下行驶时保持车速稳。在原地停车或斜坡驻留的车辆保持静止的机构。汽车制动系统的稳定性直接对汽车行驶和停车时的安全和可靠产生重要影响。近年来道路条件发展迅速,在繁华的市中心车流量也越来越大，为确保车辆在行驶中的安全性、停车时的可靠性，汽车制动系的作用也越来越受社会和汽车制造企业的重视。
汽车的制动系统,主要有制动器和制动驱动机构，制动器有鼓式还有盘式。制动系统是借助制动装置，在车辆的车轮上作用约束反力,通过车轮和制动器。通过对其强制制动，让使车辆减速的结果得以实现。最近几年时间,无论国内还是国外，把大部分的重心放在了对汽车制动系统的研发以及升级。为了使汽车的制动性能和稳定性得到加强，采取有效控制汽车的制动和制动的方式。理论上,在汽车制动过程中,控制效果到最后都要依赖制动器来完成。现在的汽车制动系统大部分采取摩擦式制动器,然而在应用到制动系时，却是最难也最不稳固的,对制动装置采取构造优化完成对制动部分的优化设计具备十分重要的意义[3]。
1.2 国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
刚开始出现汽车的时候,条件比较落后，借助皮革摩擦的方式达到车辆制动目的。效率低，安全性差。随后发展了盘、鼓式制动器,之后因为科技水平的不断更新,出现了机械式ABS制动系统以及仿真电子ABS制动系统。在持续了一阶段以后，数字式电控ABS制动系统孕育而生，成为主流的制动系统[4]。在我国道路质量大大改良和车速日益提高的科技发展带动下,汽车在高速行驶下,问题逐渐显现。比如车辆会因为紧急制动而发生失控，使车轮跑偏。雨天或道路状况不好时甚至会发生侧滑、甩尾等危险情况,当汽车连最基本的操纵稳定性都得不到保障的时候,很有可能危机人身安全问题。对于载货汽车，不仅有驾驶人员，还有车上货物。万一出现危险情况会产生一系列的交通事故发生。所以，载货汽车的行驶安全性是不容忽视的。而我们要改善这一情况，首先可以从制动系统开始，只要能提高制动性能。就可以大大减少危险事故的发生几率。
1.2.2国外研究现状
一些国家已经着手尝试把线控系统与制动系统相结合，并以此为基础展开了对于电控机械制动系统的研究[5]。放眼国外，早在70年代就已经进入自动化阶段。通过计算机仿真，模拟设计，优化参数配置，从计算机模拟试验等方式研究。如此吐故纳新的发展形势使发达国家孕育汽车新产品的品质较好,成本低廉,更新快,这离不开对计算机技术的应用,自70年代以来，通过计算机模拟，对汽车制动系统进行仿真。这时鼓式制动器脱颖而出，因为其可靠安全,应用范围广，利于装卸等优点取得高度关注并普及应用，如今的制动器设计是运用计算机技术，采用模拟汽车制动动力学模型，仿真研究制动性能，一次得到整车制动性能的匹配关系。使用此方法生产的制动器虽然可以满足设计要求，可是在一阶段的使用后会出现不可避免的制动效能降低，这时要对制动器进行适当的改进才能保证其使用相对稳定。在优化编程时,可以运用软件如Matlab，通过优化工具箱来改进制动器。这样一来简洁一目了然，并且方便改进操作。在程序进行最终调试后可以转变为动态链接库，以一个单独模块的形式载入到制动器设计框架中，不仅拥有独立的模块，运算速度提高，而且可以方便的改进控制整个制动器设计平台。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究目的和研究意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 1
1.2.3国内外现有成果存在问题 2
1.3本课题研究内容 2
1.4技术路线 2
第二章 前后制动力分配系数优化设计 3
2.1 设计车辆的主要技术参数 3
2.2 制动力分配系数对制动性能的影响 3
第三章 制动器的设计计算 9
3.1 摩擦片压力和变形规律 9
3.2 制动器因数与摩擦力矩的设计计算 10
3.3 制动蹄片上的制动力矩 11
3.4 摩擦衬片的磨损特性计算 15
3.5 制动器的热容量和温升的核算 17
第四章 制动器主要零件的结构设计 19
4.1 制动鼓 19
4.2 制动蹄 19
4.3 制动底板 20
4.4 制动轮缸 20
4.5 制动蹄支承销的剪切应力的设计计算 20
第五章 制动主缸以及制动轮缸的计算分析 22
5.1 制动轮缸直径与工作容积 22
5.2 制动轮缸的活塞宽度以及缸筒壁厚 23
5.2.1制动轮缸活塞宽度 23
5.2.2制动轮缸筒的壁厚 23
5.3 制动主缸直径与工作容 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
积 23
5.4 制动主缸行程的计算 24
5.5 制动主缸的活塞宽度以及缸筒壁厚 24
5.5.1制动主缸活塞宽度 24
5.5.2制动主缸筒的壁厚 25
5.6 制动踏板力与踏板行程 25
5.7 真空助力器 26
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附录:(工程图) 32
第一章 绪论
1.1研究目的和研究意义
汽车安全问题一直是个不可忽视的问题，这就不得不提一下汽车众多系统中的制动系统，这个系统既要能够让汽车减速，又要确保汽车能够稳定地驻车[1]。汽车的发明为社会生活带来很大便利,自从其出现的一百多年间,汽车的速度也从当初的20千米/时发展到现在超音速汽车的1600千米/时,速度变化惊人。而我国也正在迎头赶上,随着社会经济的发展，我国汽车数量增长迅速，汽车行业的蓬勃发展带动了国家经济，然而不可忽视的却是安全问题。说到安全问题，制动系统在汽车工作过程中占有很重要的一环，因此不容忽视[2]。
汽车的制动系统是达到使汽车自然减速,并能够在适当的时候停止的机构.使得汽车从高处往下行驶时保持车速稳。在原地停车或斜坡驻留的车辆保持静止的机构。汽车制动系统的稳定性直接对汽车行驶和停车时的安全和可靠产生重要影响。近年来道路条件发展迅速,在繁华的市中心车流量也越来越大，为确保车辆在行驶中的安全性、停车时的可靠性，汽车制动系的作用也越来越受社会和汽车制造企业的重视。
汽车的制动系统,主要有制动器和制动驱动机构，制动器有鼓式还有盘式。制动系统是借助制动装置，在车辆的车轮上作用约束反力,通过车轮和制动器。通过对其强制制动，让使车辆减速的结果得以实现。最近几年时间,无论国内还是国外，把大部分的重心放在了对汽车制动系统的研发以及升级。为了使汽车的制动性能和稳定性得到加强，采取有效控制汽车的制动和制动的方式。理论上,在汽车制动过程中,控制效果到最后都要依赖制动器来完成。现在的汽车制动系统大部分采取摩擦式制动器,然而在应用到制动系时，却是最难也最不稳固的,对制动装置采取构造优化完成对制动部分的优化设计具备十分重要的意义[3]。
1.2 国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
刚开始出现汽车的时候,条件比较落后，借助皮革摩擦的方式达到车辆制动目的。效率低，安全性差。随后发展了盘、鼓式制动器,之后因为科技水平的不断更新,出现了机械式ABS制动系统以及仿真电子ABS制动系统。在持续了一阶段以后，数字式电控ABS制动系统孕育而生，成为主流的制动系统[4]。在我国道路质量大大改良和车速日益提高的科技发展带动下,汽车在高速行驶下,问题逐渐显现。比如车辆会因为紧急制动而发生失控，使车轮跑偏。雨天或道路状况不好时甚至会发生侧滑、甩尾等危险情况,当汽车连最基本的操纵稳定性都得不到保障的时候,很有可能危机人身安全问题。对于载货汽车，不仅有驾驶人员，还有车上货物。万一出现危险情况会产生一系列的交通事故发生。所以，载货汽车的行驶安全性是不容忽视的。而我们要改善这一情况，首先可以从制动系统开始，只要能提高制动性能。就可以大大减少危险事故的发生几率。
1.2.2国外研究现状
一些国家已经着手尝试把线控系统与制动系统相结合，并以此为基础展开了对于电控机械制动系统的研究[5]。放眼国外，早在70年代就已经进入自动化阶段。通过计算机仿真，模拟设计，优化参数配置，从计算机模拟试验等方式研究。如此吐故纳新的发展形势使发达国家孕育汽车新产品的品质较好,成本低廉,更新快,这离不开对计算机技术的应用,自70年代以来，通过计算机模拟，对汽车制动系统进行仿真。这时鼓式制动器脱颖而出，因为其可靠安全,应用范围广，利于装卸等优点取得高度关注并普及应用，如今的制动器设计是运用计算机技术，采用模拟汽车制动动力学模型，仿真研究制动性能，一次得到整车制动性能的匹配关系。使用此方法生产的制动器虽然可以满足设计要求，可是在一阶段的使用后会出现不可避免的制动效能降低，这时要对制动器进行适当的改进才能保证其使用相对稳定。在优化编程时,可以运用软件如Matlab，通过优化工具箱来改进制动器。这样一来简洁一目了然，并且方便改进操作。在程序进行最终调试后可以转变为动态链接库，以一个单独模块的形式载入到制动器设计框架中，不仅拥有独立的模块，运算速度提高，而且可以方便的改进控制整个制动器设计平台。
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