毕业设计（论文）开题报告

设计（论文）题目:路宝汽车后轮制动器的设计

院  系  名  称:   汽车与交通工程学院  

专  业  班  级:    车辆工程   

学  生  姓  名:                 

导  师  姓  名:                

开  题  时  间:        

 

一、课题研究目的和意义

    制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统，既可以使行驶中的汽车减速，又可保证停车后的汽车能驻留原地不动。对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力、上坡阻力、空气阻力都能对汽车起到制动作用，但这些外力的大小都是随机的、不可控制的。因此，汽车上必须装设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，使外界（主要是路面）对汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力，相应的一系列专门的装置即称为制动装置。由此可见，汽车制动系对于汽车行驶的安全性，停车的可靠性和运输经济效益起着重要的保证作用。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。因此，许多制动法规对制动系提出了许多详细而具体的要求。

鼓式制动也叫块式制动，是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的。鼓式制动是早期设计的制动系统，其刹车鼓的设计1902年就已经使用在马车上了，直到1920年左右才开始在汽车工业广泛应用。现在鼓式制动器的主流是内张式，它的制动块(刹车蹄)位于制动轮内侧，在刹车的时候制动块向外张开，摩擦制动轮的内侧，达到刹车的目的。 相对于盘式制动器来说，鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。另外，鼓式制动器在使用一段时间后，要定期调校刹车蹄的空隙，甚至要把整个刹车鼓拆出清理累积在内的刹车粉。当然，鼓式制动器也并非一无是处，它造价便宜，而且符合传统设计。 四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%，前轮制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用，因此轿车生产厂家为了节省成本，就采用前盘后鼓的制动方式。不过对于重型车来说，由于车速一般不是很高，刹车蹄的耐用程度也比盘式制动器高，因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。

二、课题研究现状及分析

汽车制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。 除了竞赛汽车上才装设的、通过张开活动翼板以增加空气阻力的空气动力缓速装置以外，一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与路面的附着作用，产生路面对车轮的制动力，以使汽车减速。凡是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦作用产生制动力矩的制动器，都称为摩擦制动器。目前，汽车所用都制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；盘式制动器的旋转元件则为旋转的制动盘，以端面为工作表面。旋转元件固装在传动系统的传动轴上，即制动力矩分别直接作用于两侧车轮上的制动器。

鼓式制动器有内张型和外束型两种。前者的制动鼓以内圆柱面为工作表面，在汽车上应用广泛；后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，目前只有极少数汽车用作驻车制动器。内张型鼓式制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。位于制动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠到制动鼓内圆柱面上，产生摩擦力矩（制动力矩）。凡对蹄端加力使蹄转动的装置，统称为制动蹄促动装置。鼓式制动器根据其结构都不同，又分为：双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器。其制动效能依次降低，最低是盘式制动器；但制动效能稳定性却是依次增高，盘式制动器最高。也正是因为这个原因，盘式制动器被普遍使用。但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统，使其造价较高，故低端车一般还是使用前盘后鼓式。 用来让轮胎与地面加大摩擦系数的设备，主要分为鼓式和碟式，也是用来驻车用的，鼓式迅间制动力度大，但发热后制动力下降得快；碟式制动技术性大，迅间制动力不够鼓式的大，但发热后还是可以保持较为良好的制动较果，而且高级的碟式杀车有6个刹车泵，可以做好很好的制动较果，所以现代小车都是采用碟式制动器。

　  汽车上一般都设有脚制动和手制动两套独立的制动机构。使用制动的目的是强制汽车迅速减速直至停车，或在下坡时维持一定车速，另外，还可用来使停歇的汽车可靠地保持在原地不溜滑。在行车中，正确使用制动，不仅有利于保证行车安全，而且有利于节约燃料，减少轮胎磨损，防止机件损坏。驾驶员按照自己的目的或针对已发现的情况，为停车采取的提前减速制动措施，称预见性制动。方法是迅速抬起油门踏板，充分利用发动机的牵制作用，同时轻踩制动踏板，使汽车降低车速。当汽车接近停止时，踏下离合器踏板，将变速器挡位置于空挡，将车平稳地停在预定的位置上。自刹作用：鼓式刹车有良好的自刹作用，由于刹车来令片外张，车轮旋转连带着外张的刹车鼓扭曲一个角度(当然不会大到让你很容易看得出来)刹车来令片外张力(刹车制动力)越大，则情形就越明显，因此，一般大型车辆还是使用鼓式刹车，除了成本较低外，大型车与小型车的鼓刹，差别可能祗有大型采气动辅助，而小型车采真空辅助来帮助刹车。 成本较低：鼓式刹车制造技术层次较低，也是最先用于刹车系统，因此制造成本要比碟式刹车低。

    7100型路宝轿车后轮鼓式制动器为领从蹄式。领从蹄式制动器的每块蹄片都有自己的固定支点，而且两固定支点位于两蹄的同一端。张开装置有两种形式，第一种用凸轮或楔块式张开装置。其中，平衡凸块式和楔块式张开装置中的制动凸轮和制动楔块是浮动的，故能保证作用在两蹄上的张开力相等。非平衡式的制动凸轮的中心是固定的，所以不能保证作用在两蹄上的张开力相等。第二种用两个活塞直径相等的轮缸（液压驱动），可保证作用在两蹄上的张开力相等。领从蹄式的制动器的效能和效能稳定性，在各式制动器中居中游；前进、倒退行驶的制动效果不变；结构简单，成本低；便于附装驻车制动驱动机构；易于调整蹄片与制动鼓之间的间隙。但领从蹄式制动器也有两蹄片上的单位压力不等（在两蹄上摩擦衬片面积相同的条件下），因而两蹄片衬片磨损不均匀、寿命不同的缺点。此外，因只有一个轮缸，两蹄必须在同一驱动回路作用下工作。领从蹄式制动器得到广泛应用，特别是乘用车和总质量较小的商用车的后轮制动器用得较多

三、基本内容、拟解决的主要问题

1、基本内容

    针对7110型路宝轿车后轮鼓式制动器进行研究，并查询该车型制动器相关资料、规范和技术标准，从功用及设计的角度进行方案论证。对鼓式制动器进行结构分析、设计计算和强度校核，最后利用AutoCAD制图完成设计。

 2、解决的主要问题

完成鼓式制动器类型的确定：完成制动鼓 制动底板 制动蹄片 回位弹簧的设计；完成组装成总成的分析设计。

查阅相关资料得路宝HFJ7100的一些主要技术参数如下：

四、技术路线或研究方法

1、技术路线

    设计时将会收集到实际数据作为设计基准，然后根据国家标准按照曾经做过的机械设计的标准步骤进行设计。包括尺寸数据的计算以及校核，再确认数据无误后利用AutoCAD应用软件进行实际的绘图和设计。

    初步设想：在轿车制动鼓上，一般只有一个轮缸，在制动时轮缸受到来自总泵液力后，轮缸两端活塞会同时顶向左右制动蹄的蹄端，作用力相等。但由于车轮是旋转的，制动鼓作用于制动蹄的压力左右不对称，造成自行增力或自行减力的作用。因此，业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄，自行减力的一侧制动蹄称为从蹄，领蹄的摩擦力矩是从蹄的2～2.5倍，两制动蹄摩擦衬片的磨损程度也就不一样。

                  

                 

为了保持良好的制动效率，制动蹄与制动鼓之间要有一个最佳间隙值。随着摩擦衬片磨损，制动蹄与制动鼓之间的间隙增大，需要有一个调整间隙的机构。过去的鼓式制动器间隙需要人工调整，用塞尺调整间隙。现在轿车鼓式制动器都是采用自动调整方式，摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓间隙。当间隙增大时，制动蹄推出量超过一定范围时，调整间隙机构会将调整杆拉到与调整齿下一个齿接合的位置，从而增加连杆的长度，使制动蹄位置位移，恢复正常间隙。 

轿车鼓式制动器一般用于后轮（前轮用盘式制动器）。鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。

2、研究方法

    首先进行制动器的结构方案分析确定，然后进行制动器主要参数的确定，并根据所查得到的相关的技术参数进行制动器的设计与计算、校核，并根据计算所得的数据进行绘图。

五、进度安排

第1-2周；   调研，资料收集，完成开题报告。

第3-5周：   分析收集到的资料，提出最优设计方案，进行相关计算。

第6-8周：   绘制制动器总装配图及零部件图的草图。

第9-12周：  绘制制动器的总装配图及零件图，撰写设计说明书。

第13-15周： 完成设计，提交指导老师审核修改。

第16周：    提交系里评阅并修改，准备答辩。

第17周：    毕业设计答辩。

六、主要参考文献

[1] 王望予.  汽车设计（第四版） 北京：机械工业出版社，2005

[2] 刘维信.  汽车设计 北京：清华大学出版社，2001

[3] 陈家瑞.  汽车构造（下册）北京：机械工业出版社，2001

[4] 汽车工程手册编辑委员会  汽车工程手册 （设计篇） 北京：人民交通出版社，2001

[5]刘维信.  机械最优化设计（第二版） 北京：清华大学出版社，1994

[6] 余志生.  汽车理论  北京：机械工业出版社，2000

[7] 刘惟信.  机械可靠性设计  清华大学出版社，1996

[8] 付百学.  汽车试验技术  北京理工大学出版社， 2007

[9] 张静双，吴永梅，巍义，董士琦，朱天燕.中国学术期刊，2004

[10] 刘延安，赖源生，邓兆祥，方凯，朱攀. 中国学术期刊，2000

[11] 唐宇民. 汽车转向制动系设计  机械工业出版社  1981

[12] 齐志鹏. 汽车制动系统的结构原理及检修 人民邮电出版社，2002

[13] 刘惟信  汽车制动系统的结构分析与设计计算  清华大学出版社，2004

[14] 孟少农  汽车设计方法论  机械工业出版社，1992

[15] 孙仁云  汽车电器与电子技术 机械工业出版社，2006

[16] 章燕申  控制系统的设计与实践  清华大学出版社，1992

[17]吴宗泽   机械零件设计手册  机械工业出版社，2004

[18] 清华大学教研组  汽车的制动性能  清华大学出版社，2004

[19] [美]L.鲁道夫编  汽车制动系统的分析与设计[M].张蔚林，陈名智译.机械工业出版社 1985

[20][德]耶尔森·莱姆帕尔著.汽车底盘基础[M].张洪欣，余桌平译. 科学普及出版社，1992

[21] A.Czinczel,A.Stegmanier.Braking Systems with ABS for Passenger Cars.Bosch Co Ltd

[22] John Fenton.Handbook of Automotive Powertrains and Chassis Design.London and Bury st Edmunds,UK:Professional Engineering Publishiing Limited,1998

[23] Rodolf Limpert.  Brake Design and Safety (Second  Edition).Warrendale,PA,USA:SAE,Inc  1998

               

第二篇：开题报告

燕 山 大 学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称： 电动越野车制动系统设计

学院（系）： 燕山大学里仁学院

年级专业： 汽车08-1班

学生姓名： 刘贺

指导教师： 张润生

完成日期：

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

自20世纪初至今，内燃机汽车随人类科技技术的进步经历了巨大的变革，在这个过程中带给人类巨大的方便，为人类做出了巨大的贡献。然而，日益紧缺的石油并产生大量污染物是人类赖以生存的环境住进恶化。此外，当今世界石油储量日趋减少，而燃油汽车则是消耗石油的大户。因而石油资源的匮乏的危机与环境保护的紧迫需求，都主导着汽车工业势必寻求低噪声、零排放、综合利用能源的发展方向。

我国汽车落后于世界先进水平，在传统燃油车技术上，难以超过世界先进水平，但随着石油危机的产生，燃油汽车最终会被新能源汽车代替。此外，对电动车的新能源汽车的研制，目前在世界各国的技术水平相差不多。我国如能抓住这次的机遇，大力发展电动汽车，必将有望在这一领域达到世界先进水平，抢占“制高点”，并成为我国支柱产业的新生长点。

可以预言，在全球大力推进开发电动汽车技术的21世纪，电动汽车的产业化并进入商业运营市场的实用化时期必将到来。

从国外的情况来看，电动汽车大概有这样两个特点。第一，混合动力汽车已经开始大规模产业化，而且插电式混合动力汽车越来越受到重视。第二，纯电动汽车开始进入市场，并有快速增长的趋势。

日本丰田公司的第一代普瑞斯就是混合动力汽车，至今丰田公司根据日本人的生活习惯，发展第三代普瑞斯，第三代普瑞斯是纯插电式的，纯电力里程是24.3公里。无独有偶， 美国通用汽车公司出来混合动力车之外，现在主推插电式的混合动力汽车。目前混合动力汽车里面续航能力最长的车型就是福特的REV，这个车比较有特点，续航里程是64公里，这款车也是根据美国上班族的生活习惯研发的。此外，在国外一些著名的公司，包括大众、宝马、奔驰都有混合动力汽车。

纯电动汽车开发不如混合动力电动汽车。日本丰田公司和美国市场后期开发的纯电动汽车并不多，其精力主要放在后者上。另外，在国外低速的纯电动车也被广泛接受，在美国和日本据说20xx年有一家韩国公司向日本出口3000多辆低速纯电动汽车，但是在日本本土他们没有生产低速纯电动汽车的，据日本经产省和国土交通省官员介绍的情况，日本本土没有生产纯电动低速车厂家。

本次设计的电动越野车属纯电动汽车，且此车为四轮独立驱动和转向，是一次新的创新。而制动作为汽车的三大基本功能（行驶、转向和制动）之一，是由制动装置来完成的，它直接影响汽车的安全性。因此，制动系统的优化设计显得更为重要。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

此次课程设计是在查阅国内外相关资料的基础上，对纯电动汽车的制动系统进行深入的分析和改进，利用计算机仿真系统进行制动系统的方案讨论，分析影响整车制动性能的因素，获得一个较理想的电动越野车制动系统方案，为纯电动汽车制动系统的设计和优化铺平道路。

本次课程设计所研究的主要内容为：

（1）运用汽车制动理论对纯电动汽车的制动过程进行力学分析，比照传统的内燃机汽车的制动过程，制定一种适合本课题研究的电动越野汽车制动系统。

（2）以原型车铃木越野车为参考，分析内燃机汽车的制动系统，进而对此次设计的电动越野汽车进行深入的剖析。

（3）根据本次设计研究的电动越野车制动系统，选择制动系统的典型仿真工况进行仿

真，并以具有说服力的评价指标进行评价。

（4）深入分析仿真结果，验证所用的制动系统是否满足制动性能的要求。

无论何种制动器均是以摩擦的形式进行制动，而盘式制动器的质量明显轻于鼓式制动器。制动器摩擦所消耗和产生的能量占电动汽车能量的一大部分，而若能有效的利用这部分能量，将很大的提高电动汽车的行驶能力。制动器制动效能的提高，摩擦所产生热量的散失和摩擦所产生的能量的回收显得尤为重要，因此本次课设所研究的主要内容是有效地进行制动系统总成的布置和制动系统结构的设计。

三、研究步骤、方法及措施：

对于一般的汽车来说，其制动过程可能出现前轮先抱死、后轮先抱死和前后轮同时抱死三种状态，因此必须对前、后轮制动力的分配比例进行很好的研究，以保证汽车制动时的稳定性和较高的附着条件利用率。

本次课程设计的研究对象是纯电动汽车，而且本次设计的电动越野汽车是四轮分别由电机单独驱动，故制动系统的控制由电控单元统一控制。为增加电动汽车的行驶里程，应尽量使制动器轻量化、精简化，故可采用盘式制动器。

根据所设计的车型的参数，如满载质量，乘坐人数，最高车速等，参阅《机械设计手册》、《汽车理论》、《汽车构造》等资料确定制动系统的总成布置方案和制动系统的结构设计方案。利用仿真软件对制动系统进行仿真，检测制动系统的制动效能。

绘制总布置图及结构设计图。

四、研究工作进度：

1~4周 调研，查资料，读阅参考文献，外文翻译，文献综述以及开题报告 5~6周 制动系统形式的选择及主要参数的确定

7~13周 总布置图及结构设计图

14~16周 总结，撰写毕业论文

17~19周 答辩

五、主要参考文献：

1、胡骅.电动汽车.人民交通出版社.2003

2、李兴虎.电动汽车概论.北京理工大学出版社.2005

3、陈家瑞. 汽车构造, 机械工业出版社,1997

4、刘惟信. 汽车设计, 清华大学出版社,2001

5、 王政．中国电动车能否实现弯道超车[N]．人民日报，2010-11-22（19）．

6、 王秋凤．中国电动车现状调查：与海外差距仍大[N]．第一财经日报，

2010-11-08（C02）．

7、付璐.汽车造型的艺术因素研究[D]．吉林：吉林大学，2007：148-150．

8、 French.Conceptual Design for Engineering:USA,

881056073[P].1989-07-26.

9、 Ambasz,E.(ed)The New Domestic Landscape New York Museum of Modern

Art[M],1973：53-56.

10、 Jencks,Philip.Neo-Modernism[M],1994：11-17.

11、 Papanek,Victor.Design for the Real World,Human Ecology and social

Change[M],2nd edition,Academy Chicago Publishers,1992：103-107.

12、 王华. 工业设计研究方向[J].创意周刊，2006.(4):12～13.

13、 Pahl.Engineering Design[D].Berkeley：Univ．of California，1965．

14、 姜继玲．比亚迪的十年之机[J]．新前程，2010，13(4)：08-09．

15、 蒋和葆，杨丽．给电动车开道的N个理由[N]．中国消费者报，2005-07-08

（6）．

16、蔡丰雷，侯扬扬.电动汽车的优缺点及中国电动汽车的发展状况.湖南农

机.20xx年，第38卷第7期

17、池保忠，毛志江．电动车复合制动系统的研究与设计．工业控制计算机．20xx年，第

24卷第5期

18、赵国柱，杨正林，李玉芳，魏民祥.电动汽车低速电气制动防抱死功能的研究.计算机仿

真.20xx年，第29卷第1期

19、刘清河，刘涛，孙泽昌.电动汽车复合制动系统状态估计控制算法.哈尔滨工业大学学

报.20xx年，第43卷第9期

20、李涛.ABS防抱死制动系统分析.科技论坛

21、孙重祥.电动汽车的基本知识.实用汽车技术.20xx年，第2期

22、姚波，曲万达，何耀华.汽车电子液压制动系统［J］.客车技术与研究，2007

（2）：25-26

六、导师意见：

????????????????????????????????????

???????????????????????????????????????

?

指导教师（签字）

年 月 日

七、系级教学单位审核意见：

审查结果： 1、通过； 2、完善后通过； 3、未通过

负责人（签字）：

年 月 日