摘 要

制动自动操作系统是一种前沿的主动安全技术，它能够逐步得到发展是因为它依靠电控中心的计算分析取代了传统制动系统的人自身的思考操作，这样使得制动变得更方便简洁，更有效率。而且制动自动操作系统能够有效地预防交通事故的发生，提高行驶的安全性能，结合所有的有利因素使得该系统越来越得到人们的重视，也成为了近几年来各企业研究的重点内容。

本次设计内容分析了制动自动操作系统的原理，根据该系统要完成的任务确定了该系统的结构组成，对信号收集和处理单元主要进行了使用元件的对比选型，其次对要用到的元件进行了简单的功能介绍。其实本次涉及到的主要内容是对执行单元进行了比较详细的设计。在制动器部分主要利用CATIA软件对盘式制动器的制动盘、制动钳和支架进行了比较详细地三维设计，除此之外还进行了对活塞和摩擦衬块的设计计算。在电控液压驱动部分主要进行了液压泵、蓄能器等部件的外形设计，除此之外对该驱动系统进行了详尽地工作原理介绍，并对其中动力模块所涉及到的元件进行了选型分析。

最后完成总系统各分部分的设计分析，对本次设计进行了总结和对制动自动操作系统未来发展的热切期望。

关键词：制动自动系统；信息收集处理；电控液压驱动；盘式制动

Abstract

The automatic brake operating system is a cutting-edge active safety technology. It can be gradually developed because it relies on the calculation and analysis of the electronic control center to replace the people's own thinking operation of the traditional braking system, which makes the braking more convenient simple and more efficient. Moreover, the automatic brake operating system can effectively prevent the occurrence of traffic accidents and improve the safety performance of the vehicle. Combined with all the favorable factors, the system has gained more and more attention from people and has become the focus of research in various enterprises in recent years.

This design content analyzes the principle of the automatic brake operating system, determines the structural composition of the system according to the tasks to be completed by the system, and mainly performs the comparison and selection of the components used for the signal collection and processing unit. The components are simply introduced. In fact, the main content involved this time is to carry out a more detailed design of the execution unit. In the brake part, CATIA software is mainly used to perform detailed three-dimensional design of disc brake discs, brake calipers and brackets, in addition to the design calculations for pistons and friction pads. In the electronically controlled hydraulic drive part, the exterior design of components such as the hydraulic pump and the accumulator is mainly performed. In addition, the detailed working principle of the drive system is introduced, and the components involved in the power module are selected. Type analysis.

Finally, after completing the design analysis of all parts of the total system, this design was summed up and eager expectations for the future development of automatic brake operating system.

Key words：Automatic brake system；Information collection and processing；Electronically controlled and hydraulic drive；Disc brake.

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内外发展现状 1

1.2.1国外发展现状 1

1.2.2国内发展现状 2

1.3研究内容 2

1.4本章小结 2

第二章 制动自动操作系统的组成 3

2.1制动自动操作系统的目标功能 3

2.1.1制动自动操作系统的目标 3

2.1.2制动自动操作系统的功能 3

2.2制动自动操作系统结构组成 3

2.2.1制动自动操作系统设计方案 3

2.2.2制动自动操作系统工作流程 4

2.3本章小结 4

第三章 制动自动操作系统信号收集处理单元 5

3.1信号收集单元 5

3.1.1车间距和相对速度的收集装置 5

3.1.2车速收集装置 6

3.1.3压力信号收集装置 6

3.2信号处理单元 6

3.3本章小结 7

第四章 制动系统的设计 8

4.1制动系统综述 8

4.1.1制动系统的功用 8

4.1.2制动系统的要求 8

4.2制动器的结构型式及选择 8

4.2.1制动器结构选择 8

4.2.2浮钳盘式制动器工作原理 9

4.3制动系的主要参数及选择 9

4.3.1制动力与制动力分配系数 9

4.3.2同步附着系数 10

4.3.3制动器最大制动力矩 11

4.3.4利用附着系数和制动效率 11

4.3.5制动器因数 12

4.3.6盘式制动器主要参数确定 12

4.4制动器的设计计算 13

4.4.1摩擦衬块的磨损特性计算 13

4.4.2制动器热容量和温升的核算 14

4.4.3盘式制动器制动力矩的计算 14

4.5制动器主要零部件的结构设计和强度计算 15

4.6自动操作机构的型式选择 17

4.6.1电控液压驱动系统原理 18

4.6.2液压控制单元的结构设计 18

4.6.3制动轮缸设计计算 19

4.7本章小结 20

第五章 总结与展望 21

5.1总结 21

5.2展望 21

参考文献 22

致谢 23

第一章 绪论

1.1研究背景

汽车的发明出现改善了人们的生活，它不仅仅作为一种交通工具为人们的出行提供着便利，并且作为一个支柱产业推动着世界经济的发展。现代的社会正在向着高层次不断地发展，科学技术也在向着高层面不断地进步，这些发展进步使得人们对于现代汽车的舒适方便性和安全性等方面的性能有了更大的需求。由于绝大多数国家的汽车保有量持续不断地提升，导致道路堵塞、交通密度增大以及其他等一系列问题频繁出现，这些问题使得交通事故的发生率也在不断显著地增加。

根据一系列的研究调查结果显示，汽车发生碰撞的事故中绝大多数都是由于追尾造成的，因此追尾现象已经成为需要解决的一个重大问题。全世界的国家为了降低交通事故的发生几率，提高汽车行驶时的安全性，进而保护乘客的安全，一方面，提出了大量的交通安全法律法规来约束驾驶者，以此来减少交通事故的出现；另一方面，加大对汽车安全技术的研究力度，从技术层面来提高汽车的行驶安全性，以此来减少交通事故的发生几率。汽车安全技术主要包括主动和被动两个方面，但是被动安全装置如安全带、安全气囊等方法只能尽量减少碰撞后的伤害，而不能很好地预防交通事故的发生。而主动安全技术则能够提前进行自主判断，在事故即将要发生的时候提供自动制动，这才可以有效地减少交通事故的发生几率。

本文研究的制动自动操作系统就是一种主动安全系统，它不但能够进行自动制动，从而避免因驾驶者失误造成的交通事故，保护车辆及车上的乘客，而且弥补了被动安全系统的不足之处，因此具有很广阔的发展前景和现实意义。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外发展现状

由于人们对安全驾驶有着热切的期望，所以制动自动操作系统在国外飞速发展，也已经有很多的汽车企业对该制动自动操作系统的研究进入了对应生产车辆的阶段。

大众公司研究设计了一款预碰撞安全系统，该系统能够很好地实现自动制动的功能，它整体设计理念是采用一个远距离的雷达和一个摄像头，两者分别探测前方车辆信息和道路信息，然后电子控制中心对两者监测的数据进行计算分析，从而能够提高制动地准确性。车速在30Km/h以下时，该系统能够进行完全的制动，当车速有所增加时则会产生部分的制动。

菲亚特公司也设计出一款城市道路制动控制系统，该系统可以在汽车速度不是很高的时候完全避免碰撞现象的发生。