桑塔納3000制動系統(tǒng)設計含3張CAD圖

桑塔納3000制動系統(tǒng)設計含3張CAD圖,桑塔納,3000,制動,系統(tǒng),設計,CAD 桑塔納3000制動系統(tǒng)設計文獻綜述 引言 隨著我國汽車工業(yè)技術的發(fā)展，特別是轎車工業(yè)的發(fā)展，合資企業(yè)的引進，國外先進技術的進入，汽車上應用盤式制動器配置逐步在我國形成規(guī)模。特別是在提高整車性能、保障安全、提高乘車者的舒適性等方面具有顯著作用。制動器分車輪制動器和中央制動器兩種后者制動傳動軸或變速器輸出軸。由于中央制動器在應急制動時容易造成傳動軸超載現(xiàn)在大多數(shù)車在后輪制動器上附加手動機械式驅(qū)動機構(gòu)使之兼起駐車制動和應急制動時用。從耗散能量的方式分制動器有摩擦式液力式電磁式和渦流式。 經(jīng)過80多年的發(fā)展，液壓制動技術是如今最成熟、最經(jīng)濟的制動技術，并應用在當前絕大多數(shù)乘用車上。制動器在轎車上早期的應用主要是采用的前盤后鼓這樣的混合制動形式，但隨著高速公路等級的提高乘車檔次的上升特別上國家安全法規(guī)的強制實施，現(xiàn)在轎車前后輪采用的基本上都是盤式制動器。而在大型客車和重型汽車采用的則是氣壓制動器，氣壓盤式制動器的出現(xiàn)既保留了傳統(tǒng)的液壓盤式制動器的各種優(yōu)點，又克服了其原有的缺點，其性能和可靠性對于重型汽車的制動來說具有獨特的優(yōu)勢。氣壓制動器的主要特點是：熱穩(wěn)定性較好，因為其制動摩擦襯塊的尺寸不長，工作表面的面積僅為制動盤面積的12%～6%，故散熱性較好，而且在制動時能在極短時間使車輛停止。氣壓制動器因其優(yōu)越的性能被廣泛應用在大型客車和重型汽車等方面。隨著科學技術的發(fā)展，汽車工業(yè)需追求更高的標準來滿足社會發(fā)展的需要。 關鍵詞 汽車制動；制動系統(tǒng)；制動器 汽車制動系統(tǒng)定義 能夠產(chǎn)生和控制汽車制動力的一套裝置，主要由操縱機構(gòu)、制動助力系統(tǒng)、制動液壓系統(tǒng)、制動力控制平衡裝置、制動器、制動系統(tǒng)指示燈等。 按功能分為：行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、輔助制動系統(tǒng)等。 按制動能量分為：機械式、液壓式、氣壓式等。 發(fā)展歷史 最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向動器施加作用力,這時的車輛的質(zhì)量比較小,速度比較低,機械制動雖已滿足車輛制動的需要,但隨著汽車自質(zhì)量的增加,助力裝置對機械制動器來說已顯得十分必要。這時,開始出現(xiàn)真空助力裝置。1932年生產(chǎn)的質(zhì)量為2860kg的凱迪拉克V16車四輪采用直徑419.1mm的鼓式制動器,并有制動踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于1932年推出V12轎車,該車采用通過四根軟索控制真空加力器的鼓式制動器。隨著科學技術的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展,尤其是軍用車輛及軍用技術的發(fā)展,車輛制動有了新的突破,液壓制動是繼機械制動后的又一重大革新。 Duesenberg Eight車率先使用了轎車液壓制動器。克萊斯勒的四輪液壓制動器于1924年問世。通用和福特分別于1934年和1939年采用了液壓制動技術。到20世紀50年代,液壓助力制動器才成為現(xiàn)實20世紀80年代后期,隨著電子技術的發(fā)展,世界汽車技術領域最顯著的成就就是防抱制動系統(tǒng)(ABS)的實用和推廣。ABS集微電子技術、精密加工技術、液壓控制技術為一體,是機電體化的高技術產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車的主動安全性和操縱性。防抱裝置一般包括三部分:傳感器、控制器(電子計算機)與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運動參數(shù),如車輪角速度、角加速度車速等傳送給控制裝置,控制裝置進行計算并與規(guī)定的數(shù)值進行比較后,給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令1936年,博世公司申請一項電液控制的ABS裝置專利促進了防抱制動系統(tǒng)在汽車上的應用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制動器:1971年,克萊斯勒車采用了四輪電子控制的ABS裝置。這些早期的ABS裝置性能有限,可靠性不夠理想,且成本高。1979年,默·本茨推出了一種性能可靠、帶有獨立液壓助力器的全數(shù)字電子系統(tǒng)控制的ABS制動裝置。1985年美國開發(fā)出帶有數(shù)字顯示微處理器、復合主缸、液壓制動助力器、電磁閥及執(zhí)行器“一體化”的ABS防抱裝置。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術的出現(xiàn),以及電子信息處理技術的高速發(fā)展,ABS以成為性能可靠、成本日趨下降的具有廣泛應用前景的成熟產(chǎn)品。1992年ABS的世界年產(chǎn)量已超過1000萬輛份,世界汽車ABS的裝用率已超過20%。一些國家和地區(qū)(如歐洲、日本美國等)已制定法規(guī),使ABS成為汽車的標準設備。 制動控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 當考慮基本的制動功能量,液壓操縱仍然是最可靠、最經(jīng)濟的方法。即使增加了防抱制動(ABS)功能后,傳統(tǒng)的“油液制動系統(tǒng)”仍然占有優(yōu)勢地位。但是就復雜性和經(jīng)濟性而言,增加的牽引力控制、車輛穩(wěn)定性控制和一些正在考慮用于“智能汽車”新技術使基本的制動器顯得微不足道。傳統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)只做一樣事情,即均勻分配油液壓力。當制動踏板踏下時,主缸就將等量的油液送到通往每個制動器的管路,并通過一個比例閥使前后平衡。而ABS或其他一種制動干預系統(tǒng)則按照每個制動器的需要時對油液壓力進行調(diào)節(jié)。目前,車輛防抱制動控制系統(tǒng)(ABS)已發(fā)展成為成熟的產(chǎn)品,并在各種車輛上得到了廣泛的應用,但是這些產(chǎn)品基本都是基于車輪加、減速門限及參考滑移率方法設計的。方法雖然簡單實用,但是其調(diào)試比較困難,不同的車輛需要不同的匹配技術,在許多不同的道路上加以驗證;從理論上來說,整個控制過程車輪滑移率不是保持在最佳滑移率上,并未達到最佳的制動效果。另外,由于編制邏輯門限ABS有許多局限性,所以近年來在ABS的基礎上發(fā)展了車輛動力學控制系統(tǒng)(WDC)。結(jié)合動力學控制的最佳ABS是以滑移率為控制目標的ABS,它是以連續(xù)量控制形式,使制動過程中保持最佳的、穩(wěn)定的滑移率,理論上是一種理想的ABS控制系統(tǒng)?；坡士刂频碾y點在于確定各種路況下的最佳滑移率,另一個難點是車輛速度的測量問題,它應是低成本可靠的技術,并最終能發(fā)展成為使用的產(chǎn)品。對以滑移率為目標的ABS而言,控精度并不是十分突出的問題,并且達到高精度的控制也比較困難:因為路面及車輛運動狀態(tài)的變化很大,多種干擾影響較大所以重要的問題在于控制的穩(wěn)定性,即系統(tǒng)魯棒性,應保持在各種條件下不失控。防抱系統(tǒng)要求高可靠性,否則會導致人身傷亡及車輛損壞因此,發(fā)展魯棒性的ABS控制系統(tǒng)成為關鍵?，F(xiàn)在,多種魯棒控制系統(tǒng)應用到ABS的控制邏輯中來。除傳統(tǒng)的邏輯門限方法是以比較為目的外,增益調(diào)度PID控制、變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制是常用的魯棒控制系統(tǒng),是目前所采用的以滑移率為目標的連續(xù)控制系統(tǒng)。模糊控制法是基于經(jīng)驗規(guī)則的控制,與系統(tǒng)的模型無關,具有很好的魯棒性和控制規(guī)則的靈活性,但調(diào)整控制參數(shù)比較困難,無理論而言,基本上是靠試湊的方法。 相關研究 目前，車輛主要還是采用盤式和鼓式制動器的組合形式。雖然盤式制動器的使用經(jīng)濟性現(xiàn)在有所提高，但是與鼓式制動器比起來還是貴得多。當然，氣壓盤式制動器的性能更優(yōu)越，內(nèi)襯的使用壽命更長，維修間隔和保養(yǎng)技術也進一步提 升。 　　摩擦材料現(xiàn)在更大程度的向有機材料類型轉(zhuǎn)變，這對盤式制動器的發(fā)展來說是一個契機，可以使得氣壓盤式制動器在更高的溫度下運行，而鼓式制動器材料是不能承受這樣的溫度的。鼓式制動器的發(fā)展已經(jīng)達到了最高限度。 　　因此，汽車制動器未來的發(fā)展重點是浮鉗式盤式制動器。尤其在前輪安裝的通風盤式制動器又是發(fā)展重點。另外，作為需要在增大制動力的一種制動產(chǎn)品，雙盤式制動器在商用車應用的氣壓式雙盤式制動器將是未來發(fā)展的方向。在后輪盤式制動器中，帶駐車制動器功能的盤中鼓式制動器將是未來發(fā)展的一種趨勢。 隨著BBW技術的發(fā)展，盤式電動制動器是未來發(fā)展的重點方向。 在材料選擇方面：80年代之前，國內(nèi)外都主要采用有石棉樹脂型摩擦材料用于汽車制動，但因石棉摩擦產(chǎn)生有毒粉塵吸入人體后對肺產(chǎn)生影響，以及產(chǎn)生環(huán)境污染，同時在高速、高溫下，石棉材料的強度、摩擦系數(shù)、耐磨性能等均下降，因此，汽車制動系無石棉化已是一種必然的發(fā)展趨勢。國外從70年代就開始禁止采用石棉用做制動材料，我國在1999年修改的GB12676-1999法規(guī)也明確規(guī)定“2003年10月1日之后，制動襯片應不含石棉”。目前國際上第三代摩擦材料誕生——無石棉有機物NAO片。主要使用玻璃纖維、芳香族聚酰纖維或其它纖維（碳、陶瓷等）作為加固材料。其主要優(yōu)點是：無論在低溫或高溫都保持良好的制動效果，減少磨損，降低噪音，延長剎車盤的使用壽命，代表目前摩擦 材料的發(fā)展方向。 目前國內(nèi)多以半金屬纖維增強復合摩擦材料應用最為普遍。但一些企業(yè)和地方根據(jù)本身的特點，也在研究新型摩擦材料，比如由河北工業(yè)大學所承擔的科研項目“替代石棉制品汽車制動摩擦片的研制”中，采用當?shù)氐暮Ｅ菔w維來研制摩擦材料取得初步成功；西安交大與廣東省東方劍麻集團有限公司聯(lián)合研制采用劍麻作為增強纖維也初步取得成功，據(jù)報道該制動器的摩擦系數(shù)、磨損率、硬度、沖擊韌性等各項性能均達到國家標準、具有摩擦系數(shù)平穩(wěn)、熱恢復性能好、剎車噪音小、使用壽命長、低成本等優(yōu)點。另外，國內(nèi)還有人研究采用水鎂石做摩擦材料。不同的纖維有不同的優(yōu)缺點，因此研制一種比較符合各種要求的摩擦材料也就成為人們的追求。但不管如何，未來汽車制動摩擦材料必須是環(huán)保 化、安全化、輕量化以及低成本的原則。 另外，現(xiàn)代汽車制動控制技術正朝著電子制動控制方向發(fā)展。全電制動控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)。同時，隨著其他汽車電子技術特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子元件的成本及尺寸不斷下降。汽車電子制動控制系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動式方向擺動穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導航系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng)，未來的汽車中就不存在孤立的制動控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個ECU中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛控制的智能化。但是，汽車制動控制技術的發(fā)展受整個汽車工業(yè)發(fā)展的制約。有一個巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場的吸引，各種先進的電子技術、生物技術、信息技術以及各種智能技術才不斷應用到汽車制動控制系統(tǒng)中來。同時需要各種國際及國內(nèi)的相關法規(guī)的健全，這樣裝備新的制動技術的汽車就會真正應用到汽車的批量生 產(chǎn)中。 總結(jié) 汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍的，也是最方便的交通運輸工具。汽車制動系是汽車底盤上的一個重要系統(tǒng)，它是制約汽車運動的裝置。而制動器又是制動系統(tǒng)中直接制約汽車運動的一個關鍵裝置，是汽車上最重要的安全件。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大，人們對安全性、可靠性要求越來越高，為保證人身和轎車的安全，必須為汽車配備十分可靠的制動器。 本課題的研究正是在這樣的研究背景下產(chǎn)生的，本文基于桑塔納3000制動系統(tǒng)設計，設計得到的桑塔納3000制動系統(tǒng)對制動系統(tǒng)的發(fā)展具有一定的指導意義，同時對未來汽車行業(yè)的進步具有一定的參考價值。 參考文獻 [1]吳瑞珍.淺談乘用車制動系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].時代汽車，2020(05):4-5. 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