7座MPV前轮液压浮动嵌盘式制动器设计

1、7座mpv前轮液压浮动嵌盘式制动器设 计赵连星黄银花李迪淮安信息职业技术学院汽车工程学院山东理工大学 交通与车辆工程学院摘要：汽车制动系统是汽车各个系统中最为重要的系统。如果制动系统失灵，那么结果 将是不可想象。整个制动过程实际上是把汽车的动能通过摩擦转换为热能并挥发 出去，当制动器制动时，通过液压装置产生巨大制动力来使汽车停止下来。本文 主要以市场已经上市的某款具体车辆作为参照车型，建立了制动器参数计算模 型，对液压盘式制动器的进行参数化设计，最后通过catia软件完成制动器齐 个零部件的建模，并装配成型，通过dmu运动机构分析整个制动过程，实现整 个制动器的建模。关键词：制动系统;液压盘式

2、制动器;catia;作者简介：赵连星(1987-)，男，山东枣庄人，硕士研究生，研究方向为车身 数字化设计与制造。基金：淮安信息职业技术学院青年基金项目(ka170802)design of 7 mpv front wheel hydraulic floating disc brakezhao lian-xing huang yinhua li didepartment of automobile engineering, huaiancollege of informstion technology; school oftxnsportaonand/vehicle engineering,s

3、handong university of technology;abstract：automobile brake system is the most importa nt sys tein in every auto mobile system. if the braking system fails then the result will be unthinkable. the entire braking process is actually the car" s kinetic energy is converted to heat and volatile out

4、through friction. when the brake brakes, hydraulic devices have a huge braking force to make the car stop. in this paper, a specific vehicle which is already on the market is taken as a reference vehicle, a brake parameter calculation model is established, a parame trie design of the hydraulic disc

5、brake is carried out, and fin ally the compone nts of the brake are modeled and assembled by cat ta sof tware, analysis of the cntire braking process is analyzed through the dmu movement to achieve the entire brake modeling.keyword：brake system; floating disc brake; catia;0引言制动系统的性能一定要达到国家安全法规规定的范围，

6、在汽车研究项目中，如 何高效、合理地设计出可靠的制动器，并且能对社会带来一定的效益，是研究的 热点之一，传统设计方法的弊端是需要反复的修改，所以最大的问题是产品的 研发阶段。近年来由软件模拟制动因素对制动系统的影响，通过研究建模理论以 及优化方法对制动系统的性能进行论证的思路越来越受到重视，现实屮制动系 统的一些参数是实时变化的，很难去检测，因此也就很难完成系统的评估过程。 利用软件的仿真，能克服上面遇到的问题，通过对运动特性的仿真能够推测出 实际系统的真实性能和可靠的参数。1盘式制动器参数计算模型建立1.1汽车主要参数输入汽车类型:七座mpv满载质量m:1960kg 轴距 l :2750mm

7、质心高度hg:700mm 质心到前轴的距离a: 1250mm质心到后轴的距离b: 1500mm轴荷分配:空载（前 ml/后 m2） :1069. 09/890. 91kg制动形式:液压浮动钳盘式车轮参数:205/55/r16轮網直径 d1 二 16*25. 4=406. 4mm车轮有效半径 r二(205*0.55) + (16*25.4/2)二 157. 98mm1. 2盘式制动器制动主要参数计算1.2. 1制动盘直径与厚度制动盘厚度会对制动盘的使用时间有一定的影响。因为整体质量轻量化，同时又 考虑到温度的变化，制动盘厚度应适中最好。常见的制动盘有的是实心的，有的 是通风孔道，这里米用的是通风

8、式制动盘，厚度取26mm。制动盘的直径通常选轮網直径的70-79%,轮網直径d1为16英寸所以d 二 75% *dl=3o4.8mm1. 2. 2前轮制动力矩设计确保车辆有较好的制动效能，制动力矩一定要合理确定，前、后制动力距的比 值：m, a +(pohg汁算出后轮制动器的最大制动力距m "2：其中q制动强度，r为车轮有效半径。在这里,a (pa+ (© %)传0.9所以jngiajh迸仝心l = 205241l82n.m经过参数化模型计算求得整车参数如表1所示。2制动器的三维模型建立制动器零件设计主要是在catta零件设计模块中设计，在自由曲面及创成式中 辅助设计完成的

9、，主要建模思路是“点-线面-体” o作为一项正向设计在确定 主要设计尺寸后，要兼顾零件的制作过程、零件的安装位置及减少加工尺寸等要 求。cat1a提供草图设计命令，零件的二维设计也主要是在草图中实现的，零件 完成后要保证零件设计无尖角、无强制面等。为实现对立体图形的完全控制，要 做到建模尺寸完整完全，杜绝欠约束和过约束，这样位置信息与尺寸就能一一 对应，在后期修改或更新数据时只需重新设定参数即可。例如制动盘的建模如图 1,输入制动盘的内外径及厚度来参数建模。表1参数表下载原表满载m (kg) 轴距l (mm) 质心咼hg(mm) 前轴距a (mm) 后轴距b(mm) 前轮载荷ml (kg) 后

10、轮载荷m2 (kg) 制动减速度j=0.6g 轮胎参数(mm) 轮網直径di (mm) 车轮有效半径r(mrn)制动盘直径d (mm)制动盘厚度h (min)摩擦块外径r2 (mm)内径r1 (mm)摩擦块有效半径re (mm)摩擦衬块面积a (左右两块)(mm2)摩擦系数f路而附着系数图1制动器建模下载原图图2为制动器模型的爆炸图，从图中可以看出各零部件的结构形状。按照制动器 各零部件的位置关系，在装配设计屮导入已经建模完成的各零部件，以钳体为 母体，按照制动支架一活塞一摩擦片一制动盘的顺序进行装配。在装配过程中， 首先固定母体制动钳体，使用相合约束、接触约束及距离约束将其他零部件逐一 装入

11、到母体中实现整个制动器的装配。图3是制动器整体装配图。图2制动器爆炸图下载原图片工几何禺_i.-xy平而-f yz平而-i zx平面 零件几何体图3制动器装配图下载原图3 dmu运动机构分析把cat1a软件中建立好的制动器模型以product文件的形式导入到dmu运动机构 模块中。模型导入后，就可以进行运动结合的添加，通过分析整个制动过程可知 制动支架通过“固定零件”固定不动，制动钳体带动外侧摩擦片通过“菱形结 合”，活塞带动内侧摩擦片通过“菱形结合”相对导向销和支承销滑动。图4 是盘式制动器添加所有运动结合后运动模拟图，从图屮可以看出各零部件z间 的运动关系。sw=: |wk1.1恰mtg剧

12、r wil 阿 g s®砸矗入怖改口 i s3£a"r>jrf 3 if图4制动器运动关系图下载原图4结论本文以市场已上市目标车作为标杆车，通过catm软件中的零件设计、创成式外 形设计、自由曲面三个模块完成制动器各个零部件的建模，最后通过工程制图模 块完成图纸制作，实现整个制动器的建模，并通过装配设计装配成型，建立了 制动器参数计算模型。最后通过dmu运动机构分析整个制动过程，验证了所建立 的参数模型的正确性，通过该模型可以在输入整车参数后直接得到制动器的相 关参数，构建了一个盘式制动器参数化工艺设计系统，对提高制动器的设计工 艺水平和缩短研发时间有重要的

13、意义。参考文献1 孙蛟，黄宗益，李兴华钳盘式和片式制动器设计计算j 筑路机械与施工 机械化，2005, 22 (7) :36-3&2 鲍久圣，盘式制动器摩擦学性能测试与智能预测技术m北京:科学出版社， 2015, 03.3 韩媛盘式制动器的制动效能分析j 科技资讯，2009 (29) : 63-64.4 l. eichhorn, d. corinchock.汽车制动系统m.叶淑贞,等，译.北京机械 工业岀版社，199& &5 张秋芹浅谈侨车浮钳盘式制动器j科技致富向导，2012, 15 (5) :174.6 葛振亮，吴永根，袁春静汽车盘式制动器的研究进展j公路与汽运，

14、2006 (1)7 陈效华，昌庆铃，余剑飞一种新的制动器参数化设计方法m机械设计与 制造工程，2001.8 李尹熙主汽车设计标准资料手册(非金属篇)m天津:天津科学技术出版 社.9 james d. haldermen, chase d. hittchell, jr. automotive chassis systein, second edition. upper saddle rive, new jersty;columbus, ohio,u.s. a:pre ntice hall, 2000.10 rudolf limpert. brake designand safety (second edition) . wairendale, pa, usa:sae, inc, 1999.11 rudolf limpert. brakedesign and safety. warrendale, pa15096, usa:sae, inc, 192212 al lar)beichb, georg t ni