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汽车制动系统的分析与设计PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：（美）鲁道夫（Rudolf，L.）编；张蔚林，陈名智译
• 出 版 社：北京：机械工业出版社
• 出版年份：1985
• ISBN：15033·6150
• 页数：435 页

图书介绍： 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：长江下游引航下一篇：混凝土简支梁 板 桥 《汽车制动系统的分析与设计》目录 标签：制动系统 制动 分析 汽车 设计

第一章　绪论1

1-0　符号1

1-1　影响制动距离的因素1

1-2　制动动力学4

1-3　提高制动能力的方法5

1-4　制动系统设计的概述6

第二章 摩擦制动器的力学分析11

2-0　符号11

2-1　各种制动器的结构13

2-2　制动蹄的位移量和致动16

2-3　制动蹄的调整17

2-4　摩擦制动器的扭矩分析18

2-4.1 自增力和自锁效应18

2-4.2　领蹄和从蹄20

2-4.3　沿制动衬片的压力分布22

2-4.4　衬片的磨损及其压力分布24

2-4.5　制动因数和制动器的敏感度26

2-4.6　钳盘式制动器的制动因数28

2-4.7　各蹄均为支承销式的领-从蹄式制动器的制动因数28

2-4.8　全支承销式双领蹄式制动器的制动因数30

2-4.9　平行滑动支座式领-从蹄式制动器的制动因数30

2-4.10　平行滑动支座式双领蹄式制动器的制动因数30

2-4.11　带斜面支座的领-从蹄式制动器的制动因数31

2-4.12　带斜面支座的双领蹄式制动器的制动因数31

2-4.13　带滑动支座的双向增力式制动器的制动因数31

2-4.14　支承销式双向增力式制动器的制动因数32

2-5　制动蹄和制动鼓的刚性对制动力矩的影响32

2-6　包带式制动器的力学分析34

2-7 自增力式盘式制动器的力学分析37

2-8　各种制动器的比较39

3-0　符号42

第三章　摩擦制动器的热力学分析42

3-1 温度分析46

3-1.1　作为热交换器的摩擦制动器46

3-1.2　制动器温度分析的理论基础48

3-1.3　持续制动期间制动器温度的预测51

3-1.4　紧急停车制动期间制动器温度的预测53

3-1.5　重复制动期间制动器温度的预测56

3-1.6　对流换热系数的预测58

3-1.7　预测制动器温度的计算方法63

3-1.8　密封式制动器的分析68

3-2　热应力分析72

3-2.1　有关热裂纹的理论基础72

3-2.2　实心盘式制动器的热应力74

3-2.3　制动鼓中的热应力77

4-0　符号79

第四章　辅助制动器79

4-1　排气制动器80

4-2　液力减速器82

4-3　电磁减速器84

4-4　联控式减速器-主制动器制动系统的分析85

第五章　制动力的产生91

5-0　符号91

5-1　导言93

5-2　非助力式液压制动系统94

5-3　真空助力式液压制动系统102

5-4　全动力式液压制动系统110

5-5　气制动系统115

5-6　气动-液压制动系统117

5-7　机械制动系统120

5-8　冲击式制动器121

5-9　电制动器123

第六章　轮胎-道路摩擦力125

6-0　符号125

6-1　轮胎-道路的接触面125

6-2　路面摩擦力的测定126

6-3　轮胎的摩擦特性128

6-4　轮胎的滚动阻力131

6-5　轮胎的结构和组织132

第七章 车辆的制动性能136

7-0　符号136

7-1　制动性能的测定138

7-1.1 效率138

7-1.2　效能138

7-1.3　响应时间138

7-1.5　吸、散热能力139

7-1.4　可控制性139

7-2　制动力的调节140

7-3　制动性能的预测和分析140

7-3.1　制动性能计算程序141

7-3.2　动态制动程序148

7-3.3　牵引车-挂车的制动和操纵程序149

7-4　车辆的阻力150

7-4.1　滚动阻力151

7-4.2　空气动力阻力151

7-4.3　粘滞阻尼阻力151

7-4.4　转弯引起的阻力152

7-4.5　发动机阻力152

第八章 固定分配比式制动系统车辆的制动154

8-0　符号154

8-1　双轴汽车的制动161

8-1.1　动态制动力161

8-1.2　实际制动力分配165

8-1.3　轮胎-道路摩擦力利用率168

8-1.4　制动效能168

8-1.5　直线制动的最佳制动力分配171

8-1.6　直线-曲线制动性能177

8-1.7　总制动效能182

8-1.8　车辆稳定性研究185

8-2　并装双轴式载货汽车的制动187

8-2.1　摆杆式悬架189

8-2.2　双椭圆叶片弹簧悬架192

8-2.3　空气悬架198

8-3　单后轴牵引车-半挂车汽车列车的制动199

8-3.1　动态制动力和实际制动力199

8-3.2　最佳制动力分配203

8-3.3　直线与曲线制动性能208

8-3.4　车辆稳定性研究209

8-4　并装双轴式牵引车-半挂车汽车列车的制动210

8-4.1　双轴牵引车拖挂-辆双椭圆叶片弹簧悬架式挂车的汽车列车210

8-4.2　双轴牵引车拖挂-辆摆杆悬架式挂车的汽车列车215

8-4.3　摆杆悬架式三轴牵引车拖挂一辆并装双椭圆叶片弹簧悬架式挂车的汽车列车215

8-5 双轴牵引车拖挂一辆单轴半挂车和一辆双轴全挂车的汽车列车的制动221

8-6　装甲车辆的制动223

8-6.1　旋转能量的影响223

8-6.2 履带的滚动阻力225

8-6.3　半履带式车辆的制动225

8-6.4　全履带式车辆和特种运载车辆的制动性能226

8-7 制动力固定比例分配式车辆的结论226

第九章 装有制动力可变比例分配式制动系统的车辆的制动230

9-0　符号230

9-1 双轴汽车232

9-1.1 动态制动力和实际制动力232

9-1.2　制动力的最佳可变比例分配235

9-1.3　动态制动管路压力236

9-1.4　对踏板力的要求239

9-1.5　压力调节阀240

9-1.6　直线与曲线制动性能241

9-1.7　对车辆稳定性应考虑的问题243

9-2　牵引车-半挂车汽车列车的可变比例分配制动243

9-2.1　动态制动力和实际制动力243

9-2.2　动态制动管路压力258

9-2.3　制动管路压力变化与悬架变形的函数关系260

9-2.4　双轴牵引车拖带一辆双椭圆叶片弹簧悬架式挂车的汽车列车260

9-2.5　摆杆悬架式三轴牵引车拖带一辆并装双椭圆叶片弹簧悬架式挂车的汽车列车262

9-3　可变比例分配制动系统车辆的结论266

第十章　车轮防抱死制动系统269

10-0　符号269

10-1　防抱死制动系统分析的理论基础270

10-2　液压真空助力系统279

10-2.1　车轮防抱死控制系统279

10-2.2　真空控制式系统的分析283

10-3　液压泵加压系统286

10-4　气制动系统287

10-5　直线与曲线制动性能291

10-6　理论分析和试验结果291

10-7　各种防抱系统的结构295

第十一章　制动系统的动态分析300

11-0　符号300

11-1　响应时间分析的基础300

11-2　液压制动系统301

11-3　气制动系统305

第十二章　制动系统故障311

12-0　符号311

12-1　概述312

12-2　制动系故障的形成313

12-3　制动鼓和制动盘故障的形成317

12-4　制动系故障的分析320

12-4.1　制动管路的故障320

12-4.1.1　车辆的减速度322

12-4.1.2　踏板力323

12-4.1.3　制动效能323

12-4.1.4　踏板行程324

12-4.1.5　性能计算327

12-4.1.6　改进型双管路制动系统结构332

12-4.1.7　双管路制动系统的比较333

12-4.2　真空助力系故障335

12-4.3　全动力式液压制动系统的故障336

12-4.5　制动衰退337

12-4.4　气制动系统安全制动器的故障337

12-4.6　高温引起的制动器总成故障339

12-5　制动器故障的后果339

12-6　制动系统部件的老化341

12-7　车辆的稳定性和可控制性342

12-8　对人的因素的研究343

12-9　保养对制动系故障的影响344

12-10　通过适当的设计将制动系故障减少到最低程度345

第十三章　汽车制动系的试验348

13-0　符号348

13-1　基本试验要求348

13-2　制动试验标准概述349

13-3　制动性能的测定350

13-3.1　效率350

13-3.2　效能351

13-3.3　响应时间352

13-3.4　可控制性353

13-3.5　吸、散热能力354

13-4　制动系的使用与保养354

13-5　制动系统的检查与诊断355

13-6　制动系的试验357

13-6.1　滚筒式测力器357

13-6.2　跑板式试验台358

13-6.3　制动路试358

13-7　军用车辆的制动试验方法361

13-7.1　军用轮式车辆的试验方法361

13-7.2　履带式车辆的路试项目364

13-8　部件的试验368

第十四章　设计实例371

14-0　符号371

14-1　基本条件374

14-2　设计的具体评价标准375

14-3　悬架、轮胎以及轮辋之类的关联部件的设计376

14-4　制动系统设计的校核377

14-5　制动因数计算379

14-6　轻型载货汽车制动系统的设计383

14-6.1　紧急制动器的分析384

14-6.2　动态制动力389

14-6.3　制动效能392

14-6.4　制动性能图394

14-6.5　制动液的容积分析395

14-6.6　特定设计评价指标397

14-7　载货汽车制动力可变比例分配式制动系统的设计397

14-7.1　制动力固定比例分配系统——鼓式制动器398

14-7.2　制动力固定比例分配系统——盘式制动器400

14-7.3　制动力可变比例分配系统——鼓式制动器400

14-7.4　制动力可变比例分配系统——盘式制动器403

14-8.1　力学分析404

14-8　坦克盘式制动器的设计404

14-8.2　热力学分析406

14-9　鼓式制动器系统的温度分析409

14-10　重型载货汽车全动力式液压制动系统的设计411

14-10.1　车轮分泵面积的确定411

14-10.2　助力器和蓄能器尺寸的确定412

第十五章　制动系统及其部件413

15-1 液压制动系踏板力的传递413

15-1.1　液压制动系的基本原理413

15-1.2　单管路制动系统413

15-1.3　双管路制动系统414

15-1.4　标准总泵414

15-1.5　串联式总泵416

15-1.6　阶梯式总泵416

15-2.1.2　车轮分泵417

15-2.1.5　制动蹄的调整417

15-2.1.3　楔块式制动器417

15-2　制动扭矩的产生417

15-2.1.1　制动器制动蹄的基本布置417

15-2.1　鼓式制动器417

15-1.7　不等径串联式总泵417

15-2.1.4 “S”型凸轮式制动器418

15-2.2.1　基本布置形式420

15-2.2.2　驻车制动器421

15-3　制动力分配阀421

15-4　液压制动管路421

15-5　真空助力系统421

15-6　气动-液压制动系统423

15-7　气制动器424

15-2.2　盘式制动器428

15-8　第二制动系统430

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摘要：汽车制动系统作为车辆安全行驶的核心保障，其性能优劣直接关乎驾乘人员的生命财产安全。《汽车制动系统的分析与设计.pdf电子书版文档下载》这份专业资料，系统性地整合了从基础理论到前沿设计的完整知识体系。本文旨在围绕该文档，从制动系统的基础构成与工作原理、关键性能指标与评价标准、主流设计方法与仿真技术、以及常见故障诊断与维护策略这四个关键维度，进行深入且详细的阐述。通过剖析这份资料的核心价值，不仅能帮助读者构建起对制动系统全面而深刻的认识，更能为实际工程应用与学习研究提供极具价值的参考，引领我们探索这一关乎生命安全的精密技术领域。

1、基础构成与工作原理

汽车制动系统的根本任务，在于通过人为或自动控制，将行驶中的车辆动能转化为热能或其他形式的能量，从而产生减速或停车效果。这份资料开篇便系统地阐述了制动系统的核心组成，包括制动踏板、制动主缸、助力器、制动管路、制动轮缸以及制动器（盘式或鼓式）等关键部件。每一个部件都承担着不可替代的职能，从驾驶员的力输入到最终制动力矩的输出，构成了一条精密且可靠的传递链。

在原理层面，文档深入解析了液压制动系统的工作机制。当驾驶员踩下制动踏板，力经助力器放大后推动主缸活塞，使制动液产生高压。高压油液通过管路传递至各车轮的制动轮缸，进而推动制动蹄片或制动卡钳与制动盘（鼓）紧密贴合，利用摩擦力将车辆的动能转化为热能。文档特别强调了助力系统的重要性，它能够显著降低驾驶员所需的操纵力，确保制动响应的及时性与轻便性。

此外，文档还涵盖了防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配（EBD）等现代辅助系统的原理。这些系统通过对轮速传感器信号的实时监测与电控单元（ECU）的精准计算，在极限工况下自动调节各轮制动压力，防止车轮抱死而丧失转向能力，并优化前后轴制动力分配，从而极大提升了制动稳定性和安全性。这部分内容为理解现代制动系统的智能化演进奠定了坚实基础。

2、关键性能指标与评价

评价一套制动系统的优劣，需要一套科学、量化的指标体系。这份资料详细列举并分析了多个核心性能指标，其中制动距离是最直观的衡量标准。它定义为从驾驶员开始制动到车辆完全停止所行驶的距离，直接反映了系统在紧急工况下的减速能力。文档指出，制动距离受制动力、路面附着系数、车辆载荷以及轮胎状态等多重因素影响，是衡量制动效能的首要参数。

制动减速度是另一个关键指标，它描述了车辆速度变化的快慢程度。文档指出，理想的制动减速度应平稳、可控，避免出现剧烈的点头或侧滑现象。同时，制动稳定性也是一个不容忽视的维度，它要求车辆在制动过程中保持预期的行驶轨迹，不产生跑偏、甩尾或失去转向能力等危险情况。这些指标共同构成了评价制动系统综合性能的完整框架。

除了上述动态性能，文档还着重讨论了制动系统的热衰退性能。在连续或高强度制动时，制动器温度急剧升高，可能导致摩擦系数下降，即产生热衰退现象。资料中通过大量图表和数据，分析了不同摩擦材料、制动盘结构以及通风设计对热稳定性的影响。此外，制动噪声与振动（如制动尖叫、抖动）也作为重要的舒适性与可靠性指标被纳入分析，为设计低噪音、高平顺性的制动系统提供了理论指导。

3、主流设计方法与仿真

在掌握了基础原理与评价标准后，如何设计出一套高性能的制动系统成为核心议题。这份资料详细介绍了主流的设计流程，从确定整车参数与性能目标开始，逐步进行制动器类型选择、主要尺寸参数计算（如制动盘直径、轮缸直径）、以及制动管路与助力系统的匹配设计。文档强调，设计过程是一个多目标优化问题，需要在制动效能、散热能力、重量、成本与可靠性之间寻求最佳平衡。

随着计算机技术的发展，仿真分析已成为制动系统设计中不可或缺的工具。文档重点介绍了基于有限元分析（FEA）的制动盘热应力与疲劳寿命预测方法，以及基于多体动力学（MBD）的整车制动工况模拟。通过建立精确的数学模型，工程师可以在虚拟环境中预演各种极端工况，如紧急制动、连续下坡制动等，从而在设计阶段就发现并修正潜在问题，大幅缩短开发周期并降低试验成本。

此外，资料还探讨了新型材料与结构在制动系统设计中的应用。例如，陶瓷基复合材料因其优异的高温性能与轻量化优势，在高端车型中逐渐普及；而电子液压制动（EHB）和电子机械制动（EMB）等线控制动技术，则通过取消传统液压管路，实现了更快的响应速度与更灵活的制动力分配。这些前沿设计方法和仿真技术的阐述，为读者展示了制动系统从传统机械向机电一体化、智能化演进的清晰路径。

4、故障诊断与维护策略

一套设计精良的制动系统，其长期可靠运行离不开科学的诊断与维护。这份资料系统性地梳理了常见的制动系统故障现象及其成因。例如，制动踏板过硬或行程过长，可能指向助力器失效或制动管路中存在空气；而制动跑偏或抖动，则往往与制动盘端面跳动过大、卡钳活塞回位不良或轮胎气压不均有关。文档通过故障树分析等方法，为读者提供了逻辑清晰的排查思路。

在维护策略方面，资料强调了定期检查与预防性更换的重要性。核心维护项目包括制动液含水量的定期检测，因为制动液具有吸湿性，含水量超标会严重降低其沸点，在高温下产生气阻导致制动失效。同时，制动蹄片与制动盘的磨损极限、制动管路的密封性以及卡钳导向销的润滑状态，都属于必须定期检查的关键项。文档给出了详细的检查周期与操作规范，为实际维保工作提供了标准化指导。

最后，文档还讨论了现代智能诊断技术在制动系统维护中的应用。借助车载诊断系统（OBD）和专业诊断仪，可以读取ABS、ESC等电控系统的故障码与实时数据流，快速定位传感器、执行器或线路问题。这种基于数据驱动的诊断方式，相比传统的经验判断，具有更高的准确性和效率。通过对这些故障诊断与维护策略的学习，读者能够掌握确保制动系统始终处于最佳工作状态的核心技能，从而真正实现“防患于未然”。

总结：通过对《汽车制动系统的分析与设计.pdf电子书版文档下载》中四个核心方面的深入剖析，我们可以看到，制动系统绝非一个简单的机械总成，而是一个融合了精密机械设计、液压控制、电子传感与智能算法的复杂系统工程。从基础的工作原理到严苛的性能评价，从先进的设计仿真到科学的维护诊断，每一个环节都凝聚着深厚的工程智慧，共同构筑起车辆安全的最后一道防线。

这份资料的价值，不仅在于它系统性地整合了理论知识，更在于它提供了从理论到实践的完整方法论。无论是对于汽车工程专业的学生、一线的研发设计人员，还是负责车辆维保的技术人员，都能从中获得切实的指导与启发。掌握并运用好这些知识，是提升车辆安全性能、降低事故风险的根本途径。

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