汽车制动效能设计

本规范介绍了制动器的设计计算、各种制动阀类的功能和匹配、以及制动管路的布置。

本规范合用于天龙系列车型制动系统的设计。

本规范主要是在满足下列标准的规定(或者强制)范围之内对制动系统的零、部件进行设计和整车布置。

汽车制动系统结构、性能和试验方法机动车和挂车防抱制动性能和试验方法机动车运行安全技术条件在设计制动系统时，应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。

先从《产品开辟项目设计定义书》上获取新车型在设计制动系统所必须的下列信息。

再设计制动器、匹配各种制动阀，以满足整车制动力和制动法规的要求。

确定了制动器的规格和各种制动阀之后，再完成制动器在前、后桥上的安装，各种制动阀在整车上的布置，以及制动管路的连接走向。

3.1 车辆类型：载货汽车、工程车、牵引车3.2 驱动形式：4×2、6×4、8×43.3 主要技术及性能参数：长×宽×高、轴距、空/满载整车重心高坐标、轮距、整备质量、额定载质量、总质量、前/后桥承载吨位、 (前/后)桥空载轴荷、 (前/后)桥满载轴荷、最高车速、最大爬坡度等。

3.4 制动系统的配置：双回路气/液压制动、弹簧制动、鼓/盘式制动器、防抱制动系统、手动/自动调整臂、无石棉磨擦衬片、感载阀调节后桥制动力、缓速器、排气制动。

本规范仅对鼓式制动器的各主要元件和设计计算加以阐述，盘式制动器的选型和计算将暂不列入本规范的讨论范围之内。

4.1 鼓式制动器主要元件：4.1.1 制动鼓：由于铸铁耐磨，易于加工，且单位体积的热容量大，所以，重型货车制动鼓的材料多用灰铸铁。

不少轻型货车和轿车的制动鼓为组合式，其圆柱部份用铸铁，腹板则用钢压制件。

制动鼓在工作载荷下将变形，使蹄、鼓间单位压力不均，带来少许踏板行程损失。

制动鼓变形后的不圆柱度过大，容易引起制动时的自锁或者踏板振动。

所以，在制动鼓上增加肋条，以提高刚度和散热性能。

中型以上货车，普通铸造的制动鼓壁厚为 13~18㎜。

制动器设计-计算说明书三、课程设计过程（一）设计制动器的要求：1、具有良好的制动效能—其评价指标有：制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。

2、操纵轻便—即操纵制动系统所需的力不应过大。

对于人力液压制动系最大踏板力不大于（500N ）（轿车）和700N （货车），踏板行程货车不大于150mm ，轿车不大于120mm 。

3、制动稳定性好—即制动时，前后车轮制动力分配合理，左右车轮上的制动力矩基本相等，汽车不跑偏、不甩尾；磨损后间隙应能调整！4、制动平顺性好—制动力矩能迅速而平稳的增加，也能迅速而彻底的解除。

5、散热性好—即连续制动好，摩擦片的抗“热衰退”能力要高（指摩擦片抵抗因高温分解变质引起的摩擦系数降低）；水湿后恢复能力快。

6、对挂车的制动系，还要求挂车的制动作用略早于主车；挂车自行脱钩时能自动进行应急制动。

（二）制动器设计的计算过程：设计条件：车重2t ，重量分配60%、40%，轮胎型175/75R14，时速70km/h ，最大刹车距离11m 。

1. 汽车所需制动力矩的计算根据已知条件，汽车所需制动力矩：M=G/g ·j ·r k （N ·m ） 206.321j ）（v S ?=(m/s 2）式中：r k —轮胎最大半径 (m)；S —实际制动距离 (m)；v 0 —制动初速度 (km/h)。

217018211 3.6j ??=?=(m/s 2) m=G/g=2000kg查表可知，r k 取0.300m 。

M=G/g ·j ·r k =2000·18·0.300=10800（N ·m ）前轮子上的制动器所需提供的制动力矩：M ’=M/2?60%=3240（N ·m ）为确保安全起见，取安全系数为 1.20，则M ’’=1.20M ’=3888（N ·m ）2. 制动器主要参数的确定（1）制动盘的直径D制动盘直径D 希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。

汽车制动效能指标
汽车制动性能的三个指标是制动效率、制动效率的恒定性和制动时汽车的方向稳定性。

1.制动效率，即制动距离和制动减速度。

制动效率是指在好的路面上制动时，以一定的初速度或减速度从制动到停止的制动距离，比如100公里的制动距离。

它是制动性能最基本的评价指标。

2.制动效率的稳定性，如抗热衰退性。

抗热衰退性能是指在高速或长坡上连续制动时，制动效能保持的程度。

由于制动过程实际上是通过制动器的吸收将汽车的动能转化为热能，因此在制动器温度升高后能否在冷态下保持制动效率成为设计制动器时需要考虑的重要问题。

一般测试连续100公里的制动距离，也可以在赛道上连续绕路行驶。

这样就能感受到汽车在快速过弯时是否能快速减速。

如果制动距离不是很大，说明汽车制动性能的恒定性比较好。

3.汽车在制动过程中的方向稳定性，即汽车在制动过程中不跑偏、不打滑、不失去转向能力的性能。

这是汽车的刹车偏差。

测试时，需要在平坦宽敞的场地进行。

车速需要提高到每小时60公里。

然后，双手离开方向盘，踩刹车。

如果汽车制动方向稳定，汽车应保持直线行驶。

摘要近年来，国内汽车市场发展迅速，而轿车则是汽车未来发展的方向。

然而随着汽车保有量的增加，所带来的一系列安全问题引起人们的注意，而汽车的制动系统则是汽车行驶的一个重要主动安全系统之一。

其性能的好坏直接影响着汽车的行驶安全，因此，高性能制动系统的研究开发，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。

另外，随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短产品研发周期、提高生产效率、降低成本等，提高产品市场竞争力，已成为企业成功的关键。

本说明书是汽车制动系统的设计。

首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类，并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。

最终确定方案采用液压双回路前盘后鼓式制动器。

除此之外，还介绍了前后制动器、制动主缸的设计计算，主要部件的参数选择及制动管路布置形式等的设计过程。

关键字：制动；鼓式制动器；盘式制动器；液压AbstractIn recent years, the domestic automobile market is growing rapidly, and the car is in the direction of the automotive future development. With the increase of car ownership, however, brought about by a series of security issues attract attention, the car's braking system is one of the vehicle driving is an important active safety systems. Whose performance directly affects the safety of car driving, high-performance braking system research and development, provide protection for safe driving we have to solve the problem. In addition, as the auto market competition intensifies, how to shorten the product development cycle, increase productivity, reduce costs, improve market competitiveness has become a key to business success.This manual is car braking system design. First introduced the development of automotive braking systems, structure, classification, and to analyze the structure and the advantages and disadvantages of drum brakes and disc brakes. Finalized program Qianpanhougu brake hydraulic double-loop. In addition, the front and rear brakes, brake master cylinder design calculations, the major components of the parameter selection and arrangement of the brake pipe of the design process.Key words: braking; brake drum; brake disc; hydroid pressure目录第1章绪论 (5)1.1 制动系统设计的意义 (5)1.2 制动系统研究现状 (5)1.3 本次制动系统应达到的目标 (6)1.4 本次制动系统设计要求 (6)第2章制动系统方案论证分析与选择 (7)2.1 制动器形式方案分析 (7)2.1.1 鼓式制动器 (7)2.1.2 盘式制动器 (10)2.2 制动驱动机构的结构形式选择 (11)2.2.1 简单制动系 (11)2.2.2 动力制动系 (12)2.2.3 伺服制动系 (14)2.3 液压分路系统的形式的选择 (14)2.3.1 II型回路 (15)2.3.2 X型回路 (15)2.3.3 其他类型回路 (15)2.4 液压制动主缸的设计方案 (16)第3章制动系统设计计算 (18)3.1 制动系统主要参数数值 (18)3.1.1 相关主要技术参数 (18)3.1.2 同步附着系数的分析 (19)3.2 制动器有关计算 (20)3.2.1 确定前后轴制动力矩分配系数β (20)3.2.2 制动器制动力矩的确定 (20)3.2.3 后轮制动器的结构参数与摩擦系数的选取 (21)3.2.4 前轮盘式制动器主要参数确定 (22)3.3 制动器制动因数计算 (23)3.3.1 前轮盘式制动效能因数 (23)3.3.2 后轮鼓式制动器效能因数 (23)3.4 制动器主要零部件的结构设计 (24)第4章液压制动驱动机构的设计计算 (28)4.1 后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算 (28)4.2 前轮盘式制动器液压驱动机构计算 (29)4.3 制动主缸与工作容积设计计算 (30)4.4 制动踏板力与踏板行程 (31)4.4.1 制动踏板力F (31)p4.4.2 制动踏板工作行程 (32)第5章制动性能分析 (33)5.1 制动性能评价指标 (33)5.2 制动效能 (33)5.3 制动效能的恒定性 (33)5.4 制动时汽车的方向稳定性 (33)5.5 制动器制动力分配曲线分析 (34)5.6 制动距离S (36)5.7 摩擦衬片（衬块）的磨损特性计算 (36)5.8 驻车制动计算 (39)第6章总论 (40)参考文献 (41)第1章绪论1.1制动系统设计的意义汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。

摘要随着汽车的普及，交通事故也日趋频繁，人们对汽车安全性的要求也越来越高。

对于这些要求，只有通过对汽车系统动力学的深入研究才能实现。

在多体系统动力学分析软件中，ADAMS 是车辆动力学中应用最广，最为著名的一个软件。

本文基于多刚体动力学ADAMS 软件对汽车制动系统参数进行优化设计。

在ADAMS/Car 模块中构建整车动力学模型，进行直线制动仿真，分析了影响制动性能的关键因素；基于响应面法利用ADAMS/Insight 模块对制动系统前、后制动轮缸活塞面积,前、后制动器的摩擦系数和前后制动管路压强分配系数进行优化，得到制动距离最短的制动系统优化参数；并对优化前后的制动性能进行对比分析。

结果表明：经过优化后的汽车制动性能得到较大改善。

关键词：盘式制动器；仿真；响应面法；参数优化AbstractWith the popularization of automobile, Traffic accident becomes more and more. More powerful technology and methods meet them, and they all based on betterly studing system dynamics of automobile. The software ADAMS, which developed with multi-body system dynamics, is the most fashionable and authoritative software in the field of mechanical dynamics design for automotive brake system parameters is discussed in this paper based on multi-body dynamic software ADAMS. In ADAMS/Car module, the vehicle dynamic model is built and straight brake simulation is performed, the optimal ranges of main factors are determined after analyzing the factors effecting brake performance. By using response surface methodology a group of optimal parameters is obtained with shortest brake distance in ADAMS/Insight module. The results of simulation are compared with that of the primary is enhanced after optimal design.Keywords: disc brake; simulation; response surface methodology; parameter optimization目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)本课题来源及意义 (1)国内外研究现状及发展趋势 (1)本课题研究的主要内容 (3)2 制动系的主要参数及选择 (4)制动力与制动力分配系数 (4)同步附着系数 (7)制动器最大制动力矩 (9)3 ADAMS软件简介 (11)ADAMS软件概述 (11)ADAMS软件基本模块 (13)用户界面模块(ADAMS/View) (13)求解器模块(ADAMS/Solver) (14)后处理模块(ADAMS/PostProcessor) (15)轿车模块(ADAMS/Car) (16)4 基于ADAMS 的汽车建模 (17)主要系统模型 (17)前悬架系统 (17)后悬架系统 (18)转向系统 (19)制动系统 (19)整车模型的建立 (20)原车直线制动仿真 (21)仿真标准 (21)仿真条件 (22)仿真方法 (22)5 制动系统参数优化设计 (24)优化目标和设计参数 (24)优化方法与结果 (25)创建设计矩阵 (25)更改设计因素 (26)提出并更改响应 (28)运行试验 (29)参数优化前后制动性能对比分析 (31)6 结论与展望 (34)论文主要研究重点及结论 (34)展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论本课题来源及意义课题《基于ADAMS的制动系统优化设计》来源于湖北汽车工业学院汽车工程系科研课题。

纯电动汽车制动系统的设计与优化随着环保意识的提高，纯电动汽车在市场上的份额不断增加。

而在纯电动汽车的设计过程中，制动系统是不可或缺的一个重要组成部分。

本文将对纯电动汽车制动系统的设计与优化进行介绍。

一、纯电动汽车制动系统的概述纯电动汽车的制动系统需要满足以下几个基本要求：安全可靠、高效能、节能环保。

制动系统的主要任务是将动能转化为热能，并保证车辆在制动过程中的稳定性和可控性。

二、纯电动汽车制动系统的组成1. 常用组件：a. 制动器：包括刹车片、刹车盘、制动液等。

b. 制动总泵：负责向制动器施加力，并调节制动力分配。

c. 制动控制单元：控制制动器和制动总泵的工作状态，监测车速和制动力等参数。

2. 制动系统类型：a. 机械制动系统：通过物理机械作用实现制动，适用于低速和停车制动。

b. 电子制动系统：通过电子控制单元来控制制动器和制动力分配，适用于高速制动和紧急制动。

三、纯电动汽车制动系统的设计1. 刹车片和刹车盘的选择：在纯电动汽车上，由于电机的反扭矩可以实现制动功能，对刹车片和刹车盘的要求相对较低。

可以选择轻量化的材料，降低整车质量，提高能源利用效率。

2. 制动液的选择：纯电动汽车的制动系统也可以使用常规的刹车液，但考虑到环保和能源浪费的问题，选择可再生液体制动介质是一个更加可行的选择。

3. 制动总泵的设计：纯电动汽车的制动总泵需要能够适应电机反扭矩带来的制动需求。

因此，在设计制动总泵时，需要根据电机的特性来确定制动力的输出需求，以保证制动系统的稳定性和可控性。

4. 制动控制单元的设计：制动控制单元需要能够实时监测车速、制动力等参数，并通过控制制动总泵和制动器来实现制动力的调节。

同时，还需要考虑电池能量的管理，以避免长时间制动造成能量浪费。

四、纯电动汽车制动系统的优化1. 刹车片和刹车盘的优化：可以通过优化材料的选择和结构的设计，降低刹车片和刹车盘的摩擦噪音和磨损，提高刹车的效能和使用寿命。

2. 制动液的优化：可以研究和开发可再生液体制动介质，减少对自然资源的依赖，提高能源利用效率。

纯电动汽车制动器的工作原理与效能分析纯电动汽车制动器是一项关键的安全设备，它能确保纯电动汽车在行驶过程中的安全停车和制动功能。

本文将对纯电动汽车制动器的工作原理和效能进行分析。

一、工作原理纯电动汽车制动器的工作原理可分为两种类型：机械制动和回收制动。

1. 机械制动机械制动是指纯电动汽车通过物理摩擦来减速和停车的一种方法。

纯电动汽车通常配备离合器和刹车踏板，当司机踩下刹车踏板时，离合器分离发动机与驱动系统的连接，同时使制动器接触行车轮胎，通过摩擦产生阻力，减速和停车。

这种制动方式类似于传统燃油汽车的制动系统。

2. 回收制动回收制动是纯电动汽车独有的制动方式，通过电动机逆向运转将汽车的动能转化为电能并存储在电池中。

在纯电动汽车中，当司机踩下刹车踏板时，电动机会切换为发电机模式，利用汽车的运动惯性产生电能，并将其送回电池进行储存。

这种方式不仅可以提供制动效果，还可以延长电池的使用寿命，从而提升纯电动汽车的续航里程。

二、效能分析纯电动汽车制动器的效能主要表现在以下几个方面：制动力、响应速度、能量回收和制动系统的稳定性。

1. 制动力纯电动汽车制动器的制动力直接影响到车辆的刹车效果和安全性。

制动力越大，车辆刹停的距离越短，对于紧急情况的应对能力也更强。

因此，制动器的设计需要确保提供足够的制动力，以满足安全需求。

2. 响应速度纯电动汽车制动器的响应速度对于车辆的制动效果和操控性能至关重要。

合理设计的制动器需要能够快速响应司机踩下刹车踏板的动作，并在较短的时间内产生足够的制动力。

快速响应的制动器可以提升驾驶者的制动体验和驾驶安全。

3. 能量回收纯电动汽车制动器的回收制动功能可以将车辆的动能转化为电能，并存储在电池中。

能量回收的优势在于延长纯电动汽车的续航里程，同时降低对摩擦制动的依赖，减少制动器的磨损和能量损失。

因此，优秀的纯电动汽车制动器应该能够高效地回收能量，并将其储存起来供电池使用。

4. 制动系统的稳定性纯电动汽车制动器在长期使用中需要保持稳定的性能表现和可靠的工作状态。

制动效能法规要求值
制动效能是指车辆制动系统在制动时产生的减速度和制动力的大小，是评价车辆制动性能的重要指标。

根据法规要求，不同国家和地区对车辆制动效能的要求可能会有所不同。

在美国，制动效能要求通常由美国交通部（DOT）和美国车辆安全标准局（NHTSA）制定和监管。

根据美国联邦机动车安全标准（FMVSS），车辆制动系统必须能够在特定条件下达到一定的制动效能要求，以确保车辆在紧急情况下能够安全停车。

具体的制动效能要求会根据车辆类型、重量等因素而有所不同。

在欧洲，制动效能要求则由欧洲联盟制定并由欧洲车辆安全标准局（ECE）监管。

根据欧洲联盟的相关法规，车辆制动系统必须符合特定的制动效能标准，以确保车辆在道路上具有良好的制动性能和安全性。

总的来说，不同国家和地区对车辆制动效能的法规要求都是为了保障车辆在道路上的安全行驶。

制动效能的要求涉及到制动系统的设计、材料选用、制动力分配等多个方面，以确保车辆在各种条件下都能够快速、稳定地停车。

车辆制动效能的法规要求是为了保护驾驶员和行人的安全，确保车辆在紧急情况下能够及时有效地减
速和停车。

制动效能的合规要求对于车辆制造商和汽车行业来说是非常重要的，他们需要严格遵守相关法规标准，确保生产的车辆符合安全要求，保障道路交通安全。