盘式制动器毕业设计

1.课题研究的目的及意义汽车的设计与生产波及到许多领域，其独有的安全性、经济性、舒适性等众多指标，也对设计提出了更高的规定。汽车制动系统是汽车行驶的一种重要积极安全系统，其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。伴随汽车的形式速度和路面状况复杂程度的提高，愈加需要高性能、长寿命的制动系统。其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响，假如此系统不能正常工作，车上的驾驶员和乘客将会受到车祸的伤害。汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍、也是运用得最以便的交通工具。汽车制动系统是汽车底盘上的一种重要系统，它是制约汽车运动的装置，而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一种关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。伴随公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性的规定越来越高，为保证人身和车辆安全，必须为汽车配置十分可靠的制动系统。车辆在形式过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能一直是汽车设计制造和使用部门的重要任务。现代汽车普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的原因，因此改善制动器机构、处理制约其性能的突出问题具有非常重要的意义。2.汽车制动器的国内外现实状况及发展趋势对制动器的初期研究侧重于试验研究其摩擦特性，伴随顾客对其制动性能和使用寿命规定的不停提高，有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行。目前，汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。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。汽车制动过程实际上是一种能量转换过程，它把汽车行驶时产生的动能转换为热能。高速行驶的汽车假如频繁使用制动器，制动器因摩擦会产生大量的热量，使制动器温度急剧升高，假如不能及时的为制动器散热，它的效率就会大大减少，影响制动性能，出现所谓的制动效能热衰退现象。在中高级轿车上前后轮都已经采用了盘式制动器。不过，时下尚有不少经济型轿车采用的还不完全是盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器（即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动器），这重要是出于成本上的考虑，同步也是由于轿车在紧急制动时，负荷前移，对前轮制动的规定比较高，一般来说前轮用盘式制动器就够了。当然，前后轮都使用盘式制动器是一种趋势。在货车上，盘式制动器也有被采用的，但离完全取代鼓式制动器尚有相称长的一段距离。现代汽车制动器的发展来源于原始的机械控制装置，最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简朴的机械装置向制动器施加作用力，那时的汽车重量比较小，速度比较低，机械制动已经可以满足汽车制动的需要，但伴随汽车自身重量的增长，助力装置对机械制动器来说越来越显得非常重要,从而开始出现了真空助力装置。此外，近年来则出现了某些全新的制动器构造形式，如磁粉制动器、湿式多盘制动器、电力液压制动臂型盘式制动器、湿式盘式弹簧制动器等。3.课题研究的内容制动器是制动系中最重要的一种部件，是制动系统中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。但凡运用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都称为摩擦制动器，摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。前者的摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；后者的旋转元件则为圆盘状的制动盘，以端面为工作表面。目前广泛使用的是摩擦式制动器,盘式制动器的摩擦力产生于同汽车固定部位相连的部件与一种或几种制动盘两端面之间。其中摩擦材料仅能覆盖制动盘工作表面的一小部分的盘式制动器称为钳盘式制动器；摩擦材料覆盖制动盘所有工作表面盘式制动器称为全盘式制动器。现代汽车中以单盘单钳式的钳盘式制动器应用最为广泛，仅有个别大吨位矿用自卸车采用单盘三钳和双盘单钳的钳盘式制动器，以及全盘式制动器。钳盘式制动器中定钳盘式为制动钳固定在制动盘两侧，且在其两侧均设有加压机构。浮钳盘式制动器仅在制动盘一侧设有加压机构的制动钳，借其自身的浮动，而在制动盘的另一侧产生压紧力。又分为制动钳可相对于制动钳可相对于制动盘轴向滑动钳盘式制动器；与制动钳可在垂直于制动盘的平面内摆动的摆动钳盘式制动器。鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，鼓式制动器根据其构造都不一样，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。正如上面我们看的同样，制动器器的类型诸多，那么每种类型的制动器器都合用什么类型的车呢？是不是有种减速器是完美无缺的？本课题就是来处理这些问题的。其实每种类型均有它的优缺陷，我们本课题要研究的内容就是要通过度析设计，找出不一样类型的减速器的优缺陷。理解了他们的优缺陷后我们就能更好更充足的运用它们，为汽车优化设计提供以便。4.完毕课题的试验条件、估计设计过程中也许碰到的问题以及处理的措施和措施由于对专业知识的不纯熟，也许需要查阅众多的资料。根据设计车型的特点，合理计算该车型制动系统制动力及制动器最大制动力矩、鼓式制动器的构造形式及选择、鼓式制动器重要参数的计算与确定、摩擦衬块的磨损特性计算、制动器热容量和温升的核算、制动力矩的计算与校核、在二维或三维设计平台AUTOCAD中完毕鼓式制动器零件图以及装配图的绘制、设计合理性的分析和评价等。本次设计的目的是通过合理整和已经有的设计，阅读大量文献，掌握机械设计的基本环节和规定，以及老式的机械制图的环节和规则；掌握鼓式制动器总成的有关设计措施，以深入扎实汽车设计基本知识；学会用AUTOCAD,UG等三维软件进行基本的二维或三维建模和制图，同步提高分析问题及处理问题的能力。提出将多种设计措施互相结合,针对不一样的设计内容分别应用不一样的措施,以增进其设计过程措施优化、设计成果精益求精。5.毕业设计实行计划第1-4周：查阅资料，分析课题研究的内容，外文翻译，写开题汇报；第5-6周：比较分析多种不一样类型主减速器的优缺第7-8周：分析确定几种不一样类型的主减速器，并绘制出草图第9-10周：详细数据计算第11-15周：确定主减速器总装配图并绘制总装配图：均为计算机绘图；第16-17周：撰写毕业论文，准备答辩。参照文献及有关资料[1]孙恒等.机械原理.北京：高等教育出版社，[2]濮良贵，纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社，[3]王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社，[4]陈家瑞.汽车构造.上下册.北京：机械工业出版社，[5]李俊玲，罗永革.AutomotiveEngineeringEnglish.北京：机械工业出版社，[6]刘惟信.汽车车桥设计[M].北京:清华大学出版社,:47251[7]刘惟信.圆锥齿轮与双曲面齿轮转动[M].北京:人民交通出版社,1980:2172224[8]汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册:设计篇[M].北京:人民交通出版社,:4422450[9]卢曦,郑松林,寇宏滨,等.圆柱齿轮低载强化试验研究[J].中国机械工程,,16(23):[10]寇宏滨,郑松林,卢曦.工艺强化后传动系齿轮疲劳寿命增长潜力的研究[J].机械强度,,27(2):2322235[11]邵晨,艾维全,卢曦.轿车变速箱齿轮磨合次数对疲劳寿命影响的试验研究[J].机械强度,,27(4):541～543[12]张洪欣.汽车设计.机械工业出版社，1999：118～136[13]刘惟信.机械最优化设计.清华大学出版社，1989：40～52[14]吴志敏等.农用动力车动力的优选方.农业下程学报.1996,12(3)：101-105[15]戴冠军.都市载货汽车和公共汽车运行工况模式的探讨.西安公路学院学报.1985,(1)：16～20[18]KumarA,GuptaVP.innovativeplanningandmonitoringimprovesproductionformanindiaoffshorefield[J].spe80488,.[19]YancyY.contractorsupgradingUSAfleettooptimizeservicingdeeper,morecomplexwells[J].ameroilgasreporter,,V45(13)e127-128,130-131.[20]MorganD,yuanM.multtlateraltechniqueincreasesproductioninamatureoffshorechinafield［J］.offshoreint,,V62(11):44-45,89.[21]ElltsHA,lejeuneGV.methodofdrivepipereplacementsonoffshoreplatforms[J].PatentUS,.[22]WeatherlMH,hardjJ.anewapproachtosidetrackdrillingofmarginalwellsoffshore[J].spe/iadcdrillingconfproc,,V2:445-452.[23]DooleyWE,castoRG.westdeltaredevelopmentusesre-entries,openholehorizontalgravelpacking[J].offshoreint,,V61(2):52-54.摘要制动器是制动系统的重要构成部分，本论文重要简介了商务车的制动器设计。从盘式和鼓式制动器的构造与性能对比入手，考虑到盘式制动器制动效能更好，且尺寸和质量都相对较小，散热性能好，且所设计商务车的发动机转矩和功率较大，车速较高，整体性能很好，属于中高档车，故本设计前后轮均选用了浮盘式制动器。基本构造选定后本论文对制动器展开了如下设计。第一制动系的参数：包括制动力分派系数、同步附着系数、制动强度、附着系数运用率以及最大制动力矩等参数的选择计算；第二制动器及其零部件：制动盘、制动钳体、摩擦衬块等制动器零部件的尺寸计算与材料选择；第三驻车制动：本设计选用了后轮驻车制动，在后轮盘式制动器上加装了驻车制动的机械构造；第四制动驱动机构：制动轮缸、制动主缸、以及踏板行程的设计计算。上述完毕后对所设计的制动器进行了制动减速度与制动距离的验算，对制动效能的稳定性以及制动时的方向稳定性进行了分析，并用MATLAB绘图功能绘制出了前后轴制动力分派曲线，上述均符合设计规定，验证了该制动器设计的合理性。最终，根据设计与计算用CAD绘制出了该商务车制动器的装配图和制动钳体、制动盘、活塞、摩擦衬块等零件图，并对其进行了三维建模。除此之外，本论文简朴简介了制动驱动机构的构造型式选择，制动主缸，制动管路的多回路系统的选择以及制动器的研究现实状况及发展前景。关键词：盘式制动器CADMATLAB设计建模

AbstractBrakeisanimportantpartofbrakesystem,thispapermainlyintroducesthedesignofcommercialvehiclebrake.Fromthecomparisonofdrumbrakeanddiscbrakeaboutthestructureandperformance,becausethedisc-brakebrakingperformanceisbetter,andsizeandqualityarerelativelysmall,thermalperformanceisgood,andthecommercialvehicledesignedtorqueandpowerislarger,highspeed,goodperformance,belongstohigh-gradecar,sothisdesignsensearechosenfloatingdiscbrakes.Thispaperstartthefollowingstepsafterselectingthebasicstructure.First,theparametersofbrakingpowerdistributioncoefficientinclude:adhesioncoefficient,synchronousadhesioncoefficient,strength,andbrake,andmaximumbrakingtorqueparameterscalculation,etc.Thesecondbrakeanditscomponents:thebrakediscandcalliper,frictionliningblocksizeofcomponentsetcbrakecalculationandmaterialselection,Thethirdinthedesignintherearbrakeselectionintherearbrakedisc,installtheparkingbrakeonthemechanicalstructure,Fourth:brakewheeldrivemechanismbrakecylinder,thebrakepedalstrokethecylinder,andthedesigncalculation.Afterthedesignofbrake,thispaperstartthecheckingofbrakingdecelerationandbrakingdistance,analyzedthestabilityofbrakingefficiencyandbrakingdirection,anddrawnoutwithMATLABbrakingforcedistributioncurve,aboveallcomplywiththedesignrequirements,andverifiestherationalityofthedesignofthebrakes.Finally,accordingtothedesignandcalculationusingCADdrawingbrakeassemblyandbrakecaliperdiscbrake,piston,liner,frictionparts,atthesametime,thepaperalsocarriedathree-dimensionalmodeling.Inaddition,thispaperbrieflyintroducesthedrivemechanismbraketypeselection,brakemaincylinderpipe,brakingsystem,theselectionofmulti-loopresearchstatusofbrakeanddevelopmentprospects.Keywords:brakediscCADMATLABdesignmodeling目录TOC\o"1-3"\f\h\z摘要 I1绪论 11.1制动系统的基本概念 11.2制动系统研究现实状况 21.3课题重要内容 31.4课题研究方案 42制动器的构造形式选择 52.1鼓式制动器构造形式简介 52.2盘式制动器构造形式简介 72.3盘式制动器的优缺陷 82.2该商务车制动器构造的最终选择 83制动系的重要参数及选择 103.1制动力与制动力分派系数 113.2同步附着系数 153.3制动强度和附着系数运用率 173.4制动器最大制动力矩 183.5制动器因数 193.6盘式制动器重要参数确实定 204制动器的设计计算 214.1摩擦衬块的磨损特性计算 214.1.1比能量耗散率 214.1.2比滑磨功 224.2制动器热容量和温升核算 234.3盘式制动器制动力矩的计算 244.4驻车制动计算 255制动器重要零部件的构造设计与计算 275.1制动盘 275.2制动钳 285.3制动块 285.4摩擦材料 285.5制动轮缸 295.6制动间隙的调整措施及对应机构 296制动驱动机构的构造形式选择与计算 316.1制动驱动机构的构造型式选择 316.2制动管路的多回路系统 366.3液压制动驱动机构的设计计算 386.3.1制动轮缸直径与工作容积 386.3.2制动主缸直径与工作容积 396.3.3制动踏板力与踏板行程 406.3.4制动主缸 407制动性能分析 427.1制动性能评价指标 427.1.1制动效能 427.1.2制动效能的恒定性 437.1.3制动时汽车的方向稳定性 437.2制动器制动力分派曲线分析 44结论 45致谢 46参照文献 47附录A外文翻译 48附录B制动器装配图及三维建模 57附录CMATELAB编制制动力分派曲线 631绪论1.1制动系统的基本概念：使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为制动；汽车上装设的一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等状况，借以使外界（重要是路面）在汽车某些部分（重要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的制动，这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力；这样的一系列专门装置即称为制动系。这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置，称为驻车制动系。这两个制动系是每辆汽车必须具有的。图1.1汽车制动系构成1-制动助力器；2-制动灯开关；3-驻车制动与行车制动警示灯；4-驻车制动接触装置；5-后轮制动器；6-制动灯；7-驻车制动踏板；8-制动踏板；9制动主缸；10-制动钳；11-发动机进气管；12-低压管；13-制动盘任何制动系都具有如下四个基本构成部分（如图1.1所示）：供能装置：包括供应、调整制动所需能量以及改善传能介质状态的多种部件。控制装置：包括产生制动动作和控制制动效果的多种部件。传动装置：包括将制动能量传播到制动器的各个部件制动器：产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中包括辅助制动系中的缓速装置。按制动能源来分类，行车制动系可分为，以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系称为人力制动系；完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的则是动力制动系，其制动源可以是发动机驱动的空气压缩机或油泵；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系称为伺服制动系。驻车制动系可以是人力式或动力式。专门用于挂车的尚有惯性制动系和重力制动系。按照制动能量的传播方式，制动系可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同步采用两种以上传能方式的制动系可称为组合式制动系。制动系统是评价汽车安全性的一种重要原因，也是汽车的重要构成部分之一。当今汽车行业已经非常发达，人类对汽车的性能规定也越来越高。一款安全、轻便、环境保护、经济的制动系统可以大大提高汽车的性能。这也是汽车设计人员不停追求的目的。1.2制动系统研究现实状况：目前，车辆重要还是采用盘式和鼓式制动器的组合形式。虽然盘式制动器的使用经济性目前有所提高，不过与鼓式制动器比起来还是贵得多。当然，气压盘式制动器的性能更优越，内衬的使用寿命更长，维修间隔和保养技术也深入提高。

摩擦材料目前更大程度的向有机材料类型转变，这对盘式制动器的发展来说是一种契机，可以使得气压盘式制动器在更高的温度下运行，而鼓式制动器材料是不能承受这样的温度的。鼓式制动器的发展已经到达了最高程度。

因此，汽车制动器未来的发展重点是浮钳式盘式制动器。尤其在前轮安装的通风盘式制动器又是发展重点。此外，作为需要在增大制动力的一种制动产品，双盘式制动器在商用车应用的气压式双盘式制动器将是未来发展的方向。在后轮盘式制动器中，带驻车制动器功能的盘中鼓式制动器将是未来发展的一种趋势。伴随BBW技术的发展，盘式电动制动器是未来发展的重点方向。在材料选择方面：80年代之前，国内外都重要采用有石棉树脂型摩擦材料用于汽车制动，但因石棉摩擦产生有毒粉尘吸入人体后对肺产生影响，以及产生环境污染，同步在高速、高温下，石棉材料的强度、摩擦系数、耐磨性能等均下降，因此，汽车制动系无石棉化已是一种必然的发展趋势。国外从70年代就开始严禁采用石棉用做制动材料，我国在1999年修改的GB12676-1999法规也明确规定“10月1日之后，制动衬片应不含石棉”。目前国际上第三代摩擦材料诞生——无石棉有机物NAO片。重要使用玻璃纤维、芳香族聚酰纤维或其他纤维（碳、陶瓷等）作为加固材料。其重要长处是：无论在低温或高温都保持良好的制动效果，减少磨损，减少噪音，延长刹车盘的使用寿命，代表目前摩擦材料的发展方向。

目前国内多以半金属纤维增强复合摩擦材料应用最为普遍。但某些企业和地方根据自身的特点，也在研究新型摩擦材料，例如由河北工业大学所承担的科研项目“替代石棉制品汽车制动摩擦片的研制”中，采用当地的海泡石纤维来研制摩擦材料获得初步成功；西安交大与广东省东方剑麻集团有限企业联合研制采用剑麻作为增强纤维也初步获得成功，据报道该制动器的摩擦系数、磨损率、硬度、冲击韧性等各项性能均到达国标、具有摩擦系数平稳、热恢复性能好、刹车噪音小、使用寿命长、低成本等长处。此外，国内尚有人研究采用水镁石做摩擦材料。不一样的纤维有不一样的优缺陷，因此研制一种比较符合多种规定的摩擦材料也就成为人们的追求。但不管怎样，未来汽车制动摩擦材料必须是环境保护化、安全化、轻量化以及低成本的原则。此外，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代老式的以液压为主的老式制动控制系统。同步，伴随其他汽车电子技术尤其是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不停下降。汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车积极式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，多种控制单元集中在一种ECU中，并将逐渐替代常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。不过，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。有一种巨大的汽车既有及潜在的市场的吸引，多种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及多种智能技术才不停应用到汽车制动控制系统中来。同步需要多种国际及国内的有关法规的健全，这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中。1.3课题重要内容：题目简介：后轮驱动；总长4300mm；总宽1790mm；轴距2576mm；前轮距1460mm；后轮距1473mm；整备质量1598kg；发动机排量2.5L，最大功率85kw/5500r/min，最大转矩158N·m/4000r/min，压缩比8.7:1；五档手动变速器，推荐传动比：=3.6，=2.123，=1.458，=1.070，=0.857，=3.5；推荐主减速比：4.111；最高车速：200km/h。根据所给商务车的技术参数及性能参数，并综合考虑制动器的设计规定，如下：1）具有足够的制动效能。2）工作可靠。3）在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性。4）防止水和污泥进入制动器工作表面。5）制动能力的热稳定性良好。6）操纵轻便，并具有良好的随动性。7）制动时，制动系产生的噪声尽量小，同步力争减少散发出对人体有还的石棉纤维等物质，以减少公害。8）作用滞后性应尽量好。9）摩擦衬片应有足够的使用寿命。10）摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作轻易，最佳设置自动调整间隙机构。11）当制动驱动装置的任何元件发生故障并是使基本功能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警提醒。结合以上参数及规定，合适考虑经济原因，设计一款合适的汽车制动器并通过绘图软件将该制动器布置图绘出。1.4课题研究方案：1）制动器的构造方案分析及选择。分析该商务车制动器的设计规定，通过比较、计算以及查阅有关资料，选出适合的构造方案。2）制动系的重要参数及其选择。选择制动力、制动力分派系数、制动强度、最大制动力矩等。3）制动器的设计和计算。根据所选方案与参数，分析计算制动器的制动因数、摩擦衬块的磨损特性，核算制动器热容量和温升等4）制动器重要零部件的构造设计与计算5）制动驱动机构的构造形式选择与设计计算6）综合上述设计与计算，用绘图软件绘制该制动器的零部件图及总布置图2制动器的构造形式选择2.1鼓式制动器构造形式简介鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上。鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种构造型式。内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓。车轮制动器的制动鼓均固定在轮鼓上。制动时，运用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦路片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并运用制动鼓的外因柱表面与制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作某些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用。因此内张型鼓式制动器一般简称为鼓式制动器，一般所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式构造。鼓式制动器按蹄的类型分为：图2.1鼓式制动器简图（a）领从蹄式（用凸轮张开）；（b）领从蹄式（用制动轮缸张开）；（c）双领蹄式（非双向，平衡式）；（d）双向双领蹄式；（e）单向增力式；（f）双向增力式（1）领从蹄式制动器如图2.1（a）(b)所示，若图上方的旋向箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向(制动鼓正向旋转)，则蹄1为领蹄，蹄2为从蹄。汽车倒车时制动鼓的旋转方向变为反向旋转，则对应地使领蹄与从蹄也就互相对调了。这种当制动鼓正、反方向旋转时总具有一种领蹄和一种从蹄的内张型鼓式制动器称为领从蹄式制动器。领蹄所受的摩擦力使蹄压得更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故又称为增势蹄；而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减势”作用，故又称为减势蹄。“增势”作用使领蹄所受的法向反力增大，而“减势”作用使从蹄所受的法向反力减小。领从蹄式制动器的效能及稳定性均处在中等水平，但由于其在汽车前进与倒车时的制动性能不变，且构造简朴造价较低，也便于附装驻车制动机构，故这种构造仍广泛用于中、重型载货汽车的前、后轮制动器及轿车的后轮制动器。（2）双领蹄式制动器若在汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器，则称为双领蹄式制动器。显然，当汽车倒车时这种制动器的两制动蹄又都变为从蹄故它又可称为单向双领蹄式制动器。如图2.1(c)所示，两制动蹄各用一种单活塞制动轮缸推进，两套制动蹄、制动轮缸等机件在制动底板上是以制动底板中心作对称布置的，因此，两蹄对制动鼓作用的合力恰好互相平衡，故属于平衡式制动器。双领蹄式制动器有高的正向制动效能，但倒车时则变为双从蹄式，使制动效能大降。这种构造常用于中级轿车的前轮制动器，这是由于此类汽车前进制动时，前轴的动轴荷及附着力不小于后轴，而倒车时则相反。（3）双向双领蹄式制动器如图2.1（d）当制动鼓正向和反向旋转时，两制动助均为领蹄的制动器则称为双向双领蹄式制动器。它也属于平衡式制动器。由于双向双领蹄式制动器在汽车前进及倒车时的制动性能不变，因此广泛用于中、轻型载货汽车和部分轿车的前、后车轮，但用作后轮制动器时，则需另设中央制动器用于驻车制动。（4）单向增力式制动器如图2.1（e）单向增力式制动器如图所示两蹄下端以顶杆相连接，第二制动蹄支承在其上端制动底板上的支承销上。由于制动时两蹄的法向反力不能互相平衡，因此它居于一种非平衡式制动器。单向增力式制动器在汽车前进制动时的制动效能很高，且高于前述的多种制动器，但在倒车制动时，其制动效能却是最低的。因此，它仅用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器。双向增力式制动器如图2.1（f）将单向增力式制动器的单活塞式制动轮缸换用双活塞式制动轮缸，其上端的支承销也作为两蹄共用的，则成为双向增力式制动器。对双向增力式制动器来说，不管汽车前进制动或倒退制动，该制动器均为增力式制动器。双向增力式制动器在大型高速轿车上用的较多，并且常常将其作为行车制动与驻车制动共用的制动器，但行车制动是由液压经制动轮缸产生制动蹄的张开力进行制动，而驻车制动则是用制动操纵手柄通过钢索拉绳及杠杆等机械操纵系统进行操纵。双向增力式制动器也广泛用作汽车的中央制动器，由于驻车制动规定制动器正向、反向的制动效能都很高，并且驻车制动若不用于应急制动时也不会产生高温，故其热衰退问题并不突出。2.2盘式制动器构造形式简介盘式制动器按摩擦副中定位原件的构造不一样可分为钳盘式和全盘式两大类。（1）钳盘式 钳盘式制动器按制动钳的构造型式又可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等。①定钳盘式制动器：这种制动器中的制动钳固定不动，制动盘与车轮相联并在制动钳体开口槽中旋转。具有下列长处：除活塞和制动块外无其他滑动件，易于保证制动钳的刚度；构造及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多，轻易实现从鼓式制动器到盘式制动器的改革；能很好地适应多回路制动系的规定。②浮动盘式制动器：浮动钳式盘式制动器的制动钳体是浮动的。其浮动方式有两种，一种是制动钳体可作平行滑动；另一种是制动钳体可绕一支承销摆动。故有滑动和摆动之分，其中滑动应用的较多。它们的制动油缸均为单侧的，且与油缸同侧的制动块总成是活动的，而另一侧的制动块总成则固定在钳体上。制动时在油液压力作用下，活塞推进活动制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推进制动钳体连同固定制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两制动块总成受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。这样就规定制动摩擦衬块应预先做成楔形的(摩擦表面对背面的倾斜角为6°左右)。在使用过程中，摩擦衬块逐渐磨损到各处残存厚度均匀(一般约为lmm)后即应更换。这种制动器具有如下长处：仅在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能深入靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管加之液压缸冷却条件好，因此制动液汽化的也许性小。（2）全盘式在全盘式制动器中，摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆形盘，制动时各盘摩擦表面所有接触，其作用原理与摩擦式离合器相似。由于这种制动器散热条件较差，其应用远没有浮钳盘式制动器广泛。2.3盘式制动器的优缺陷盘式制动器比鼓式制动器的长处：热稳定好，原因是一般无自行増力作用，衬块摩擦体现压力分布较鼓式中的衬片更为均匀，此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄的中部接触，从而减少了制动效能，这称为机械衰退，制动盘的轴向膨胀极小，径向膨胀主线与性能无关，故无机械衰退问题，因此，前轮采用盘式制动器。汽车制动时不易跑偏。水稳定性好，制动块对盘的单位压力高，易于将水挤出，因而浸水后效能减少不多，又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一，二次制动即能恢复正常。鼓式制动器则需经十余次制动方能恢复。制动力矩与汽车运动方向无关。易于构成双回路制动系，使系统有较高的可靠性和安全性。尺寸小，质量小，散热良好。压力在制动衬块上的分布比较均匀，故衬块磨损也均匀。更换衬块简朴轻易。衬块与制动盘之间的间隙小（0.05-0.15mm），从而缩短了制动协调时间。易于实现间隙自动调整。能以便地实现制动器磨损报警，以便及时更换摩擦衬块。盘式制动器的重要缺陷：难以完全防止尘污和锈蚀（封闭的多片全盘式制动器除外）。兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂。在制动驱动机构中必须装有助力器。由于衬块工作表面小，因此磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块。2.4该商务车制动器构造的最终选择汽车制动简朴来讲，就是运用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。因此，散热对制动系统是十分重要的。假如制动系统常常处在高温状态，就会阻碍能量的转换过程，导致制动性能下降。越是跑得快的汽车，制动起来所产生的热量越大，对制动性能的影响也越大。处理好散热问题，对提高汽车的制动性能也就起了事倍功半的作用。因此，现代轿车的车轮除了使用铝合金车圈来减少运行温度外，还倾向于采用散热性能很好的盘式制动器。当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造规定较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，并且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷一般占汽车所有负荷的70%－80%，因此前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本，就采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动的方式。但伴随轿车车速的不停提高，近年来采用盘式制动器的轿车日益增多，尤其是中高级轿车，一般都采用了盘式制动器。纵观现代商务车市场，伴随人类对汽车安全性能重视的加剧，为了保持制动力系数的稳定性以及考虑到盘式制动器的长处，在商务车领域盘式制动器已基本取代鼓式制动器，尤其是浮动钳盘式。根据制动盘的不一样，盘式制动器还可分为一般盘式和通风盘式。一般盘式我们比较轻易理解，就是实心的。通风盘式就是空心的，顾名思义具有通风功能，指的是汽车在行使当中产生的离心力能使空气对流，到达散热的目的，这是由盘式碟片的特殊构造决定的。从外表看，它在圆周上有许多通向圆心的洞空，这些洞空是经一种特殊工艺（slottededdrilled）制造而成，因此比一般盘式散热效果要好许多。由于制造工艺与成本的关系，一般中高级轿车中普遍采用前通风盘、后一般盘的制动片。如Passat,VentoGolf2.0,Corrado等车，部分高级轿车采用前后通风盘。值得一提的是，在前轮使用通风盘正在逐渐取代使用实心盘。ABS把大部分的制动力分派到前轮，防止甩尾，对前刹的散热规定很高，因此一般前轮都会采用通风盘。综上所述，本次商务车设计，前后轮均采用浮动钳盘式制动器。其中前轮制动盘选择通风盘，后轮选择一般盘，并且在后轮上设置驻车制动传动装置。第三章：制动器重要参数及其选择盘式制动器设计的一般流程为：根据设计规定，所给数据，根据国家标精确定出整车总布置参数。在有关的整车总布置参数及制动器构造型式确定之后，根据已给参数并参照已经有的同等级汽车的同类型制动器，初选制动器的重要参数，并据以进行制动器构造的初步设计；然后进行制动力矩和磨损性能的验算，并与所规定的数据比较，直抵到达设计规定。之后再根据各项演算和比较的成果，对初选的参数进行必要的修改，直到基本性能参数能满足使用规定为止；最终进行详细的构造设计和分析。在这里先给出该商务车的整车参数：1.尺寸参数：长度：4300mm；宽度：1790mm；高度：1582mm轴距：2576mm；前轮距：1460mm；后轮距：1473质心高度：空载690mm； 满载 710m质心到前轴的距离：空载1240；满载1396质心到后轴的距离：空载1336；满载12802.质量参数：整车整备质量：1598kg； 总质量：2145kg； 前轴载荷：空载828kg满载1015kg后轴载荷：空载770kg满载1130kg3.性能参数发动机排量：2.5L；最大功率：85kw/5500r/min最大转矩：158N?m/4000r/min压缩比：8.7:1；五档手动变速器：=3.6，=2.123，=1.458，=1.070，=0.857，=3.推荐主减速比：4.111；最高车速：200km/h。轮胎有效半径：365mm3.1制动力与制动力分派系数汽车制动时，假如忽视路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，则任一角速度的车轮，其力矩平衡方程为(3.1)式中：——制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反，N·m；——地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称为地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；——车轮有效半径，m。假设当时速，至汽车停止时速度。刹车距离。由，得`由前后轮分派可知：(假设)前轮的其中一种轮后轮的其中一种轮因此，由公式（3.1）求得；令(3.2)并称之为制动器制动力，它是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，又称为制动周缘力。与地面制动力的方向相反，当车轮角速度时，大小也相等。取决于制动器的构造型式、尺寸、摩擦副的摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压成正比。当加大踏板力以加大，和均随之增大。但地面制动力受着附着条件的限制，其值不也许不小于附着力，即≤(3.3)(3.4)式中：——轮胎与地面间的附着系数；——地面对车轮的法向反力。当制动器制动力和地面制动力到达附着力值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩即体现为静摩擦力矩，而即成为与相平衡以图3.1制动力与踏板力的关系图3.2制动时的汽车受力图制止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到=0后来，地面制动力到达附着力值后就不再增大，而制动器制动力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而继续上升（图3.1）。根据汽车制动时的整车受力分析（图3.2），并考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮的法向反力为(3.5)式中：G——汽车所受重力；L——汽车轴距；——汽车质心离前轴距离；——汽车质心离后轴距离；——汽车质心高度；g——重力加速度；——汽车制动减速度。算得汽车总的地面制动力为(3.6)式中：（）——制动强度，亦称比减速度或比制动力；——前后轴车轮的地面制动力。由式（3.5）、式（3.6）求得前、后轴车轮附着力（3-7）在此取附着系数，因此求得10151N4564N上式表明：汽车在附着系数为任意确定值的路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数，而是制动强度或总制动力的函数。当汽车各车轮制动器的制动力足够时，根据汽车前、后轴的轴荷分派，前、后车轮制动器制动力的分派、道路附着系数和坡度状况等，制动过程也许出现的状况有三种，即(1)前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑；(2)后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑；(3)前、后轮同步抱死拖滑。第（3）种状况的附着条件运用得最佳。由式(3.6)、式(3.7)得在任何附着系数的路面上，前、后车轮同步抱死即前、后轴车轮附着力同步被充足运用的条件是：(3.8)式中：——前轴车轮的制动器制动力，；——后轴车轮的制动器制动力，；——前轴车轮的地面制动力；——后轴车轮的地面制动力；，——地面对前、后轴车轮的法向反力；G——汽车重力；，——汽车质心离前、后轴距离；——汽车质心高度。由式(3.8)知前、后车轮同步抱死时，前、后轮制动器的制动力，是的函数。式(3.8)中消去，得(3.9)式中：L——汽车的轴距。图3.3某汽车的I曲线和曲线将上式绘成以，为坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力分派曲线，简称I曲线，如图3.3所示。假如汽车前、后制动器的制动力，能按I曲线的规律分派，则能保证汽车在任何附着系数的路面上制动时，都能使前、后车轮同步抱死。目前大多数两轴汽车的前、后制动器制动力之比值为一定值，并此前制动与汽车总制动力之比表明分派的比例，称为汽车制动器制动力分派系数：（3.10）由于在附着条件所限定的范围内，地面制动力在数值上等于对应的制动周缘力，故通称为制动力分派系数。在本设计的商务车中：由式（3.8）；;3.2同步附着系数由式(3.10)可体现为(3.11)上式在图3.3中是一条通过坐标原点且斜率为(1-)/的直线，是汽车实际前、后制动器制动力分派线，简称线。图中线与I曲线交于B点，B点处的附着系数=,则称为同步附着系数。它是汽车制动性能的一种重要参数，由汽车构造参数所决定。同步附着系数的计算公式是：。求得对于前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在附着系数等于同步附着系数的路面上，前、后车轮制动器才会同步抱死。当汽车在不一样值的路面上制动时，也许有如下状况：(1)当<，线位于I曲线下方，制动时总是前轮先抱死。它虽是一种稳定工况，但丧失转向能力。(2)当>，线位于I曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时轻易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。(3)当，制动时汽车前、后轮同步抱死，是一种稳定工况，但也失去转向能力。为了防止汽车的前轮失去转向能力和后轮产生侧滑，但愿在制动过程中，在即将出现车轮抱死但尚无任何车轮抱死时的制动减速度，为该车也许产生的最高减速度。分析表明，汽车在同步附着系数的路面上制动(前、后车轮同步抱死)时，其制动减速度为du/dtg，即，q为制动强度。而在其他附着系数的路面上制动时，到达前轮或后轮即将抱死时的制动强度q<，这表明只有在=的路面上，地面的附着条件才得到充足运用。附着条件的运用状况用附着系数运用率(附着力运用率)表达：(3.12)算得式中：——汽车总的地面制动力；G——汽车所受重力；——制动强度。当=时，=，=1,运用率最高。直至20世纪50年代，当时道路条件还不很好，汽车行驶速度也不很高，后轮抱死侧滑的后果也不显得像前轮抱死丧失转向能力那样严重，因此往往将值定得较低，即处在常遇附着系数范围的中间偏低区段。但当今道路条件大为改善，汽车行驶速度也大为提高，因而汽车因制动时后轮先抱死引起的后果十分严重。由于车速高，它不仅会引起侧滑甩尾甚至会调头而丧失操纵稳定性。后轮先抱死的状况是最不但愿发生的。因此各类轿车和一般载货汽车的值有增大的趋势。怎样选择同步附着系数 ，是采用恒定前后制动力分派比的汽车制动系设计中的一种较重要的问题。在汽车总重和质心位置已定的条件下，的数值就决定了前后制动力的分派比。的选择与诸多因数有关。首先，所选的应使得在常用路面上，附着系数运用率较高。详细而言，若重要是在很好的路面上行驶，则选的值可偏高些，反之可偏低些。从紧急制动的观点出发，值宜取高些。汽车若常带挂车行驶或常在山区行驶，值宜取低些。此外，的选择还与汽车的操纵性、稳定性的详细规定有关，与汽车的载荷状况也有关。总之，的选择是一种综合性的问题，上述各因数对的规定往往是互相矛盾的。因此，不也许选一尽善尽美的值，只有根据详细条件的不一样，而有不一样的侧重点。根据设计经验，空满载的同步附着系数和应在下列范围内：轿车：0.65～0.80；轻型客车、轻型货车：0.55～0.70；大型客车及中重型货车：0.45～0.65。现代汽车多装有比例阀或感载比例阀等制动力调整装置，可根据制动强度、载荷等原因来变化前、后制动器制动力的比值，使之靠近于理想制动力分派曲线。为保证汽车制动时的方向稳定性和有足够的附着系数运用率，联合国欧洲经济委员会(ECE)的制动法规规定，在多种载荷状况下，轿车在0.15≤q≤0.8，其他汽车在0.15≤q≤0.3的范围内，前轮均应能先抱死；在车轮尚未抱死的状况下，在0.2≤≤0.8的范围内，必须满足q≥0.1+0.85(-0.2)。由式（13）可知q=0.77，满足。3.3制动强度和附着系数运用率上面已给出了制动强度q和附着系数运用率的定义式。下面再讨论一下当=、<和>时的q和。根据所定的同步附着系数，由式（3.10）及式（3.11）得（3.13）进而求得（3.14）（3.15）当=时：，，故=14715，q=；=1。当<时：也许得到的最大总制动力取决于前轮刚刚首先抱死的条件，即。由式（3.6）、式（3.7）、式（3.12）和式（3.14）得（3.16）（3.17）（3.18）当>时：也许得到的最大总制动力取决于后轮刚刚首先抱死的条件，即。由式（3.6）、式（3.7）、式（3.13）和式（3.15）得（3.19）（3.20）（3.21）本设计中汽车的值恒定，其值不不小于也许碰到的最大附着系数，使其在常遇附着系数范围内不致过低。在>的良好路面上紧急制动时，总是后轮先抱死。3.4制动器最大制动力矩为保证汽车有良好的制动效能和稳定性，应合理地确定前，后轮制动器的制动力矩。最大制动力是在汽车附着质量被完全运用的条件下获得的，这时制动力与地面作用于车轮的法向力,成正比。由式(3.8)可知，双轴汽车前、后车轮附着力同步被充足运用或前、后轮同步抱死时的制动力之比为=2.224式中：,——汽车质心离前、后轴距离;——同步附着系数；——汽车质心高度。制动器所能产生的制动力矩，受车轮的计算力矩所制约，即；式中：——前轴制动器的制动力，；——后轴制动器的制动力，；——作用于前轴车轮上的地面法向反力；——作用于后轴车轮上的地面法向反力；——车轮有效半径。对于常碰到的道路条件较差、车速较低因而选用了较小的同步附着系数值的汽车，为了保证在的良好的路面上（例如=0.7）可以制动到后轴和前轴先后抱死滑移（此时制动强度），前、后轴的车轮制动器所能产生的最大制动力力矩为：3705N1665N对于选用较大的同步附着系数值的汽车，从保证汽车制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩。当时，对应的极限制动强度，故所需的后轴和前轴的最大制动力矩为(3.22)(3.23)本设计选用了较小的同步附着系数值的汽车，为了保证在的良好的路面上（例如=0.7）可以制动到后轴和前轴先后抱死滑移（此时制动强度），前、后轴的车轮制动器所能产生的最大制动力力矩为（3.24）（3.25）式中：——该车所能碰到的最大附着系数；——制动强度，由式(4-20)确定；——车轮有效半径。一种车轮制动器的最大制动力矩为上列计算成果的半值。3.5制动器因数式(3.1)给出了制动器因数BF的体现式，它表达制动器的效能，又称为制动器效能因数。其实质是制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩，用于评价不一样构造型式的制动器的效能。制动器因数可定义为在制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比，即(3.26)式中：——制动器的摩擦力矩；R——制动鼓或制动盘的作用半径；P——输入力，一般取加于两制动蹄的张开力(或加于两制动块的压紧力)的平均值为输入力。对于钳盘式制动器，两侧制动块对制动盘的压紧力均为P，则制动盘在其两侧工作面的作用半径上所受的摩擦力为2P（为盘与制动衬块间的摩擦系数），于是钳盘式制动器的制动器因数为(3.27)式中：f为摩擦系数，本设计中取f=0.4；则BF=0.83.6盘式制动器重要参数确实定（1）制动盘直径D制动盘直径D应尽量取大些，这是制动盘的有效半径得到增大，可以减小制动钳的夹紧力，减少衬块的单位压力和工作温度，受轮辋直径的限制，制动盘的直径一般选择为70％～79％，而总质量不小于总质量不小于2t的汽车应取上限。在本设计中：取D=320mm（2）制动盘厚度h制动盘厚度h直接影响着制动盘质量和工作时的温升。为使质量不致太大，制动盘厚度又不适宜过小。制动盘可以制成实心的，而为了通风散热，又可在制动盘的两工作面之间铸出通风孔道。一般，实心制动盘厚度可取10mm-20mm；具有通风孔道的制动盘的两工作面之间的尺寸，即制动盘的厚度取为20mm-50mm,但多采用20mm-30mm。在本设计中：前制动器采用通风盘，取厚度h=25mm；后制动盘采用实心盘，取厚度h=12mm（3）摩擦衬块内半径与外半径推荐摩擦衬块外半径与内半径的比值不不小于1.5.若此比值偏大，工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多，磨损不均匀，接触面积减小，最终将导致制动力矩变化大。在本设计中：取=110mm,=154mm（4）摩擦衬快工作面积A一般摩擦衬快单位面积占有汽车质量在1.6kg/-3.5kg/范围内选用，考虑到现今摩擦材料的不停升级，此范围可合适扩大些。本次设计使用半金属摩擦材料，其摩擦系数优于石棉材料。故取前轮制动器的摩擦衬块工作面积75；后轮制动器的摩擦衬块工作为70。表3.1某些国产汽车前盘式的制动器的重要参数车牌车型制动盘外径/mm工作半径/mm制动盘厚度/mm摩擦衬块厚度/mm摩擦面积/cm云雀GHK70602128610965.4奥拓SC7080215911015.560桑塔纳256106201476奥迪1002561042214964.制动器的设计计算4.1摩擦衬块的磨损特性计算摩擦衬片(衬块)的磨损，与摩擦副的材质、表面加工状况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种原因有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要原因。汽车的制动过程是将其机械能(动能、势能)的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车所有动力的任务。此时由于在短时间内热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大，则衬片(衬块)的磨损愈严重。4.1.1比能量耗散率制动器的能量负荷常以其比能量耗散率作为评价指标。比能量耗散率又称为单位功负荷或能量负荷，它表达单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量，其单位为。双轴汽车的单个前轮制动器和单个后轮制动器的比能量耗散率分别为（4.1）式中：——汽车回转质量换算系数；——汽车总质量；，——汽车制动初速度与终速度，；计算时总商务车取=；——制动减速度，m／s2，计算时取j=0．6g；——制动时间，；——前、后制动器衬片(衬块)的摩擦面积；（；）——制动力分派系数。在紧急制动届时，并可近似地认为，则有；（4.2）把个参数值代入上式得比能量耗散率过高会引起衬片（衬块）的急剧磨损，还也许引起制动鼓或制动盘产生龟裂。推荐：取减速度j=0.6g，制动初速度：轿车用100km/h、总质量不不小于3.5t的货车为80km/h、总质量在3.5t以上的货车用65km/m，鼓式制动器的比能量耗散率以不不小于1.8W/为宜。取同样的和j时，轿车的盘式制动器的比能量耗散率以不不小于6.0为宜。式中t为100Km/h时的制动时间，其值为4.728s。为前后制动器摩擦衬片面积。，求得，，符合规定。4.1.2比滑磨功磨损和热的性能指标也可用衬块在制动过程中由最高制动初速度至停车所完毕的单位衬块面积的滑磨功，即比滑磨功来衡量：（4.3）式中：——汽车总质量，kg；——汽车最高制动车速，m/s——车轮制动器各衬块的总摩擦面积，——许用比滑磨功，对轿车取可求得：，满足规定。4.2制动器的热容量和温升核算应核算制动器的热容量和温升与否满足如下条件：（4.4）式中：——各制动盘的总质量，为已知4Kg——与各制动盘相连的金属（如轮毂、轮辐、制动钳体等）总质量，为5kg——制动盘材料的比容热，对铸铁C=482J/(kgK)；对于铝合金C=880J/(kgK)——与制动盘相连的受热金属件的比容热；——制动盘的温升（一次由到完全停车的强烈制动，温升不应超过15）；——满载汽车制动时由动能转变的热能，因制动过程迅速，可以认为制动产生的热能所有为前、后制动器所吸取，并按前、后制动力的分派比率分派给前后、制动器，即（4.5）（4.6）求得：因此：式中——汽车满载总质量，为2145Kg——汽车制动时的初速度——汽车制动器制动力分派系数，为0.69核算：故，满足如下条件：4.3盘式制动器制动力矩的计算图4.1盘式制动器的计算用图盘式制动器的计算用简图如图4.1所示，假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为（4.7）式中：——摩擦系数，取值0.4；N——单侧制动块对制动盘的压紧力R——作用半径，取为133mm。图4.2钳盘式制动器的作用半径计算用图采用常见的扇形摩擦衬块，其径向尺寸不大，取R平均半径或有效半径已足够精确。如图4.2所示，平均半径为（4.8）式中：，——扇形摩擦衬块的内半径和外半径。（）根据图5-7，在任一单元面积RdR上的摩擦力对制动盘中心的力矩为，式中为衬块与制动盘之间的单位面积上的压力，则单侧制动块作用于制动盘上的制动力矩为单侧衬块予以制动盘的总摩擦力为得有效半径为令，则有：=133mm因，，故。当，，。但当m过小，即扇形的径向宽度过大时，陈快摩擦表面在不一样半径处的滑磨速度相差太大，磨损将不均匀，因而单位压力分布将不均匀，则上述计算措施失效。本次设计取有效半径为133mm。4.4驻车制动计算汽车在上坡路上停驻时的受力简图如图4.3所示。由该图可得出汽车上坡停驻的后周车轮的附着力为：同样可求出汽车下坡停驻时的后轴车轮的附着力为：图4.3汽车在上坡路上停驻时的受力简图根据后轴车轮附着力与制动力相等的条件可求得汽车在上坡路和下坡路上停驻时的坡度极限倾角，，即由求得汽车在上坡时也许停驻的极限上坡路倾角为：（4.9）在本设计中：汽车在下坡时也许停驻的极限下坡路倾角为：(4.10)在本设计中：一般规定各类汽车的最大驻坡度不不不小于（），满足规定。5制动器重要零部件的构造设计5.1制动盘制动盘一般用珠光体铸铁制成，或用添加等的合金铸铁制成。其构造形状有平板形和礼貌形。制动盘在工作时不仅承受着制动块作用的法向力和切向力，并且承受着热负荷。为了改善冷却效果，钳盘式制动器的制动盘有的铸成中间有径向通风槽的双层盘，这样可大大地增长散热面积，减少温升约20%-30%，但盘的整体厚度较厚。制动盘的工作表面应光洁平整，制造时应严格控制表面的跳动量，两侧表面的平行度（厚度差）及制动盘的不平衡量。参照表5.1表5.1某些轿车制动盘的表面跳动量、两侧表面的平行度及不平衡量车型表面跳动量/mm两侧表面的不平行度/mm静不平衡量/N.cm奥迪、红旗0.030.010.5云雀0.050.031.5奥拓1.0根据有关文献规定：制动盘两侧表面不平行度不应不小于0.008mm,盘的表面摆差不应不小于0.1mm；制动盘表面粗糙度不应不小于0.06mm。本次设计采用的材料为合金铸铁，构造形状为礼帽形，前通风盘，后实心盘。图5.1礼帽形制动盘5.2制动钳制动钳由可锻铸铁KTH370-12或球墨铸铁QT400-18制造，也有用轻合金制造的。例如用铝合金压铸。可做成整体的，也可做成两半并由螺栓连接。其外缘留有开口，以便不必拆下制动钳便可检查或更换制动块。制动钳体应有高的强度和刚度。在钳体中加工出制动油缸。为了减少传给制动液的热量，将活塞的开口端顶靠制动块的背板。活塞由铸铝合金制造，为了提高耐磨损性能，活塞的工作表面进行镀铬处理。为了处理因制动钳体由铝合金制造而减少传给制动液的热量的问题，减小了活塞与制动块背板的接触面积。制动钳在汽车上的安装位置可在车轴的前方或后方。制动钳位于车轴前可防止轮胎甩出来的泥，水进入制动钳，位于车轴后则可减小制动时轮毂轴承的合成载荷。因此本次设计采用可锻铸铁，整体式、镀铬处理，前制动钳位于车轴后，后制动钳位于车轴前。5.3制动块制动块由背板和摩擦衬块构成，两者直接牢固地压嵌或铆接或粘接在一起。衬块多为扇形，也有矩形，正方形或圆形的。活塞应能压住尽量多的制动块面积，以免衬块发生卷角而引起尖叫声。制动块背板由钢板制成。为了防止制动时产生的热量传给制动钳而引起制动液汽化和减小制动噪声，可在摩擦衬块与背板之间或在背板后粘（或喷涂）一层隔热减震垫（胶）。由于单位压力大和工作温度高等原因，摩擦衬块的磨损较快，因此其厚度较大。许多盘式制动器装有衬块磨损达极限时的警报装置，以便及时更换摩擦衬片。本次设计取衬块厚度14mm，有隔热减震垫，有报警装置。5.4摩擦材料制动摩擦材料应具有高而稳定的摩擦系数，抗热衰退性能好，不能在温度升到某一数值后摩擦系数忽然急剧下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有较高的耐挤压和耐冲击性能；制动时不产生噪声和不良气味，应尽量采用少污染和对人体无害的摩擦材料。以往车轮制动器采用广泛应用的模压材料，它是以石棉纤维为主并与树脂粘结剂、调整摩擦性能的填充剂(由无机粉粒及橡胶、聚合树脂等配成)与噪声消除剂(重要成分为石墨)等混合后，在高温下模压成型的。模压材料的挠性较差，故应按衬片或衬块规格模压，其长处是可以选用多种不一样的聚合树脂配料，使衬片或衬块具有不一样的摩擦性能和其他性能。表5.2摩擦材料性能对比材料性能有机类无机类制法编制物石棉模压半金属模压金属烧结金属陶瓷烧结硬度软硬硬极硬极硬密度小小中大大承受负荷轻中中-重中-重重摩擦系数中-高低-高低-高低-中低-高摩擦系数稳定性差良良良-优优常温下的耐磨性良良良中中高温下的耐磨性差良良良-优优机械强度中-高低-中低-中高高热传导率低-中低中高高抗振鸣优良中-良差差抗颤振-中-良中--对偶性优良中-良差差价格中-高低-中中-良高高带式中央制动器采用编织材料，它是先用长纤维石棉与铜丝或锌丝的合丝编织成布，再浸以树脂粘合剂经干燥后辊压制成。其挠性好，剪切后可以直接铆到任何半径的制动蹄或制动带上。在100℃～120℃温度下，它具有较高的摩擦系数(=0.4以上)，冲击强度比模压材料高4～5倍。但耐热性差，在200℃～250℃以上即不能承受较高的单位压力，磨损加紧。表5-2为不一样摩擦材料性能对比。本次设计综合考虑多种材料，采用性能更好、环境保护效果更好的半金属材料。摩擦系数为f=0.45.5制动轮缸制动轮缸的缸体由灰铸铁HT250制成。其缸筒为通孔，需镗磨。5.6制动器间隙的调整措施及对应机构制动盘与摩擦衬块之间在未制动的状态下应有工作间隙，以保证制动盘能自由转动。一般来说盘式制动器的制动间隙为0.1mm-0.3mm（单侧0.05mm-0.15mm）。此间隙的存在会导致踏板或手柄的行程损失，因而间隙应尽量的小。考虑到制动过程中摩擦副也许产生热变形和机械变形，因此制动器在冷态下的间隙应有试验确定。本设计制动间隙取为0.2mm。图5.2制动间隙的自调装置1-制动钳体；2-活塞；3-活塞密封圈此外，制动器在工作过程中会由于摩擦衬块的磨损而使间隙加大，因此制动器必须设有间隙调整机构。目前，盘式制动器的调整机构已自动化。一般都采用一次调准式间隙自调装置。最简朴且常用的构造是在缸体和活塞之间装一种兼起复位和间隙自调作用的带有斜角的橡胶密封圈，制动时密封圈的刃边是在活塞予以的摩擦力的作用下产生弹性变形，与极限摩擦力对应的密封圈变形量即等于设定的制动间隙。当衬块磨损而导致所需的活塞行程增大时，在密封圈到达极限变形之后，活塞可在液压作用下克服密封圈的摩擦力，继续前移到实现完全制动为止。活塞与密封圈之间这一不可恢复的相对位移便赔偿了这一过量间隙。解除制动后活塞在弹力作用下退回，直到密封圈的变形完全消失为止，这时摩擦快与制动盘之间重新答复到设定间隙。6.制动驱动机构的构造形式选择与设计计算6.1制动驱动机构的构造型式选择根据制动力源的不一样，制动驱动机构可分为简朴制动，动力制动及伺服制动三大类型，而力的传递方式又有机械式，液压式，气压式和气压-液压式的区别，如下表6.1。表6.1制动驱动机构的构造形式制动力源力的传递方式用途型式制动力源工作介质型式工作介质简朴制动系（人力制动系）司机体力机械式杆系或钢丝绳仅用于驻车制动液压式制动液部分微型汽车的行车制动动力制动系气压动力制动系发动机动力空气气压式空气中，重型汽车的行车制动气压-液压式空气，制动液液压动力制动系制动液液压式制动液私服制动系真空伺服制动系司机体力与发动机动力空气液压式制动液轿车，微，轻，中型汽车的行车制动气压伺服制动系空气液压伺服制动系制动液（1）简朴制动系简朴制动系即人力制动系，是靠驾驶员作用于制动踏板上或手柄上的力作为制动力源。力的传递方式又有机械式和液压式两种。机械式靠杆系或钢丝绳传力，其构造简朴，造价低廉，工作可靠，但机械效率低，故仅用于中、小型汽车的驻车制动装置中。液压式简朴制动系一般简称为液压制动系，用于行车制动装置。其长处是作用滞后时间短(0.1～0.3s)，工作压力高(可达10～12MPa)，轮缸尺寸小，可布置在制动器内部作为制动蹄张开机构或制动块压紧机构，使之构造简朴、紧凑、质量小、造价低。但其有限的力传动比限制了它在汽车上的使用范围。此外，液压管路在过度受热时会形成气泡而影响传播，使制动效能减少甚至失效。液压式简朴制动系曾广泛用于轿车、轻型及如下的货车及部分中型货车上。（2）动力制动系动力制动系是以发动机动力形成的气压或液压势能作为汽车制动的所有力源进行制动，而驾驶员作用于制动踏板或手柄上的力仅用于对制动回路中控制元件的操纵。在简朴制动系中的踏板力与其行程间的反比例关系在动力制动系中便不复存在，因