吉利帝豪制动系统设计

第1章绪论1.1引言现在，盘式制动器越来越多地用于汽车，尤其是汽车。这导致了盘式制动器市场的增长和鼓式制动器的更换。鉴于此，更好的来完成设计是对汽车的负责，汽车制动系统设计的时候会出现错误是不可避免的。请批评和纠正。制动系统的主要功用是使正在行驶的汽车车速下降或停止,维持上下坡汽车的加速平衡,并且保护刚停下来的车辆平稳驻车(主要是在坡道上)。由于公路运输的迅速发展、汽车速度的增加及其道路交通流密度的提高,为确保行驶安全性,车辆制动系统的工作可靠性就显得更加关键。制动器或者刹车器和制动驱动机构是每一套制动装置不可或缺的。目前,摩擦制动器已经获得了更广泛的使用。按照磨擦副的构造类型,冲击制动器可分成鼓式、碟型和带型。圆盘被广泛使用。盘式刹车的摩擦系数是在与汽车固定部分相连的部件和一个或多个刹车盘之间形成的。对于传统的制动系统，制作过程耗时长不够精细，制作工艺，老舅，还有就是制动系统的零部件的成本高，更多的是传统制动系统，零部件的材料，污染性较高，对大气环境不利，从而也危害到了人身安全和身体健康，在时代的不断进步，都是更好的解决了，制动系统的，缺点让制动效率更高，制动能更大磨擦材料只包覆制动盘工作表面的一小部分的盘式制动,称之为钳型盘式制动;而磨擦材料包覆了制动盘整个工作表面的盘式制动,称之为全盘式制动。盘式制动器很多优点是鼓式制动器没有的：如下热稳定性好。水稳定性好。制动稳定性好制动扭矩与前进和后退等驾驶条件无关。在输出同等制动力矩的情形下,盘型制动的构造长度与质量都低于鼓式制动。与传统鼓式制动摩擦片比较,盘型制动摩擦片在损坏后更易于替换,且构造简易,维护也简单。制动盘和摩擦片的间距较小(0.05mm-0.15mm),可减少气缸活塞运动的工作时间,并增加了制动与传动机构的传力比。制动盘的热胀冷缩并不会象普通制动鼓的热胀冷缩一样引起刹车踏板运动行程损失,这也就改善了自动间隙调整装置的设计。容易建立多回路刹车驱动控制系统,使系统拥有良好的可靠性和安全性,进而保证车辆每个轮子在任意转速下都能均匀平稳地刹车。能够很简单地进行刹车器损坏告警,方便于进行替换磨擦片。盘式制动很好的规避了一些老式的制动器很多问题噪音大制动效果差等等鼓式制动器。都铸有大尺寸,散热能力更强,不易形成热量衰退。它主要用于高马力的车辆。固体盘式制动器主要适用于马力相对较小的汽车上,其散热功能也相对不足。当刹车长期持续踩下时,会产生很多热量,通风盘式很好的起到了散热的作用,保障了车辆的安全性。油耗和刹车盘的重量增加是成正比的。同时，前后盘式制动器同时使用时，更好的提高制动能力，那么对于汽车驾驶者也是安全保障。（一）生产现状1.鼓式制动器据相关统计资料,目前中国国内汽车中的鼓式制动大约占了20%,且鼓式制动技术已退出了前轮制动。目前,鼓式制动系统在商用车中只占有较大比重,主要使用的气动鼓式刹车系统。2.盘式制动器从2000年开始，中国对盘式制动器的市场需求增长非常快。据中国汽车工业协会数据，2000年我国盘式刹车生产仅为56.56万台,但2003年快速增长至466.72万台,平均增长了逾6倍,每年增加约66%,2006年约1000万台。在过去的五年内,盘式刹车在国内的使用急剧增长,（二）进出口情况从2000年开始,中国的轿车制动器产业进出口规模急剧增长。2006年,和2000年一样,总出口额由2.66亿元上升至1066883500美元,提高了3.5倍。1.2设计任务在毕业实习和在市场或企业调查研究的基础上，以任务书给定的原始参数（也可用自己通过调研获得参数）为参考，完成吉利帝豪制动系统的整体设计任务。1.3制动器的发展过程2008年至今,中国国内对客车制动科技的应用也产生了变化。中高端车辆安全科技全面提升。这集中体现了盘式制动和鼓式刹车比较的优越性。另外,盘式刹车能够很容易地和ABS控制系统配套,以避免制动器突然死亡。目前,前后盘式制动器的销售均呈上升态势。第2章为吉利帝豪选择适配的制动器2.1各类制动器选择方案制动器的作用对制动系统来说尤为重要，为了选择吉利帝豪制动器，可以通过这两种制动器中选择吉利帝豪制动器，有全盘和钳盘式两种，其实钳盘式有很多好处，它更多的利用摩擦片,两片之间更好的磨合制动，就像下图，运动零件通过摩擦片压合更好的刹车,大量的汽车采用的就是这类制动器。可以看出它的结构简单制动轻便，还能更好的隔绝赃物，比如沙尘、积水等,它的维修也比较容易，可是有一点就是通过摩擦容易产生较高的热量，所以摩擦片的材质要选好的，耐高温，易散热的。其实高温对制动效果影响较大，在选择制动材料的时候更要慎重。制动器（钳盘式）然而还有很多汽车采用全盘式制动的,吉利帝豪汽车更好的制动效果选择全盘，全盘式制动可以作用出更大的制动力，然而吉利帝豪制动盘有不足之处那就是它的接触面散热不行，那么温度升高，对刹车有影响，很多时候影响我们的安全，在当下高速发展的社会，很多汽车都在提速，那么伴随着安全问题，取决于制动系统。2.1.1其他种类制动器如果要刹车的时候会有一个液压缸，还有另一个液压缸一起作用，在制动盘上，可以想象成吉利帝豪汽车在运动的时候，车轮受到气压压力组，汽车瞬间刹车会增大内压消耗外压，很多时候就是通过这样的气缸给到压力，所以，此类制动器也是很常见的，在当下也有很多汽车在采用此类制动器。2.1.2盘式制动器很多情况下，会采用不同的钳体，有一种悬浮钳体的，更多的时候是缸体的移动，这样的制动器内容构造较为复杂，摩擦的情况比较少，摩擦角度也比较低，通过两片组件上面的力，让钳体不会打滑，直到两边刹车片组件上的力相等。对于摆动卡钳的圆盘刹车,卡钳体并不会打滑,只是在垂直于制动盘的平面位置内摇摆。这就需要将制动摩擦块楔形,和摩擦表面的倾角大约6°,制动器是很关键的一步，在选择制动器的时候，应该多考虑散热问题，还有经济性，这都是设计中很重要的一步，很多制动器结构较为复杂，设计比较严格，效率会很低，选择更好的效率，更高的，可以体现更好的制动效果来保障我们的安全，出行安全。2.2制动盘的分类及选择不宜持续刹车产生的热量对制动有阻碍,有通风盘散热好，实心盘散热差，如果接触水那么对刹车效果影响巨大。那么价格便宜点，但是已经比以前老式的好得多。有的是尺寸大，有的是盘面厚，还有的制动盘制造价格昂贵，制造过程复杂，为了更好的给到吉利帝豪汽车制动效果，用了前面通风盘后面实心盘的方案。2.3工作情况吉利帝豪制动器铸铁制造，耐热性好，有吉利帝豪制动快，吉利帝豪制动盘等等一些零部件。吉利帝豪汽车车辆高速行驶此时液压压力作用下,吉利帝豪刹车块总成被作用在吉利帝豪汽车刹车盘上紧压着,另一边钳体也受到反作用力压紧,受力一样，吉利帝豪汽车立即抱死。本章小结很多时候，汽车制造在选用制动器的时候，会优先选用经济型好的，那么真正符合这辆汽车的制动器并不一定是价格昂贵的，制动器关乎我们的安全，驾驶者的安全，选择吉利帝豪制动器的时候，尤其是吉利帝豪制动块的材料很是重要，通过不断的摸索，感觉这个设计真的很有趣，很多时候是在享受这个作业，老师经常说，要结合实际，从实际出发，做出适合的方案，制动器有很多零件，但是它的很多零件意义都很重要，单凡一个零件出现问题可能伴随着整个系统的问题，提高了事故发生率。根据这次设计汽车,后实心盘式以及前通风盘式是我这次设计的方案,都用到的是滑动钳式。

第3章制动器的主要参数及其选择吉利帝豪四代型轿车设计参数额定功率为84Kw最大扭矩(N.m)为147最高车速拟定180Km/h轮胎参数拟定195/55R16车轮有效半径：301.45mm最小转弯直径(m):11空车重：1195kg总车重：1700kg3.1制动力与制动力分配系数力矩方程（3-1）是吉利帝豪摩擦力矩是制动力是吉利帝豪有效半径（3-2）吉利帝豪制动器附着力。（3-3）附着系数和反制力有着关系图3-2显示为车辆在水平道路上刹车时的受力状况。图中还省略了空气摩擦力、很多时候；力与力之间都有很多关系，偶矩也是在制动器工作的时候会存在关系，常常互相作用引起力平衡来实现抱死或者一系列制动。方程式在汽车制动的过程中，可以分成几个阶段，分别做受力分析，记录出各个力的大小以及方向，它们之间是如何平衡力的，这样可以更好的计算出各个摩擦会他们之间的作用力，对于摩擦盘的压力是多少调整制动器，让制动效果提升通过分析汽车受到法向力分别对前轴轮胎、后轴轮胎做了受力分析,可以得出法方向和反方向的力（3-5）令，q又称刹车强度,为指吉利帝豪车辆在高速刹车时从水平地板上对车辆前、后轴及法向反力（3-6）已知和可以得出，即有也可以是式子进行代入计算可以得到（3-7）（3-8）由式上面三个式子，可得到前、后轴吉利帝豪车轮的附着力为（3-9）吉利帝豪汽车载荷力和吉利帝豪制动力都会影响汽车的制动效果，以及吉利帝豪附着系数也起到关键作用。制动的时候有很多情况，也就是抱死之间的先后问题，在此不一一列举。可以看出吉利帝豪汽车抱死有最好的制动状态，吉利帝豪车轮在不同附着系数的时候结果是不同的，完全切合的条件是（3-10）换算得到（3-11）式中：—汽车的轴距。假设轿车前轮制动力都能按I曲线的规则分摊，吉利帝豪后轮制动力也能按I曲线的规则分摊，那么通过制动协调性可以确定小汽车在不同的路面上（吉利帝豪附着系数不同）可以实现吉利帝豪前后的轮胎都发生抱死。但是,但是，现在很多汽车货车最常见前刹车制动力与后刹车制动力它们的差值还是一定数值，对于之前制动力值和轿车吉利帝豪制动器它们的制动力，相比（3-12）综上所述求得，刹车时,地面形成对前、后轴轮胎的法向反力：NN汽车总的地面制动力：N前、后轴的附着力：N制动强度：车重：N吉利帝豪各轴制动力：NN吉利帝豪各轴压紧力：制动力分配系数：3.2同步附着系数由式（3-12）可得（3-13）图中直线且倾斜角度为的斜线，它代表刹车的时候。图中线与曲线I在B点发生相交时,就能得出B点位置的附着系数，直线与I曲线连汇位置。可以得到吉利帝豪附着系数：（3-14）式中：—汽车总的地面制动力知道：时，，这个时候最佳。其实附着系数利用率还是很重要的，它不仅关乎制动力的大小，还有吉利帝豪轮胎的问题，吉利帝豪汽车要做到最佳附着系数利用率还很难。制动系统不断的发展制动系统越来越完善，在这个好的背景下，制作出好的部件，提高制动效能。3.3制动强度和附着系数利用率可以知道各个数值之间的关系，吉利帝豪制动器制动强度，和时的和。根据所确定的同步附着系数，可通过（3-10）和式（3-13）求得（3-15）（3-16）可以得到吉利帝豪车辆的距离，（3-17）（3-18）当时，可获得的最大的动力之和取决于前轮刚刚首选抱死的要求，也就是。通过（3-8），（3-9），（3-14）和（3-17）得出（3-19）（3-20）（3-21）当时，可获得的最大的动力之和取决于后轮刚刚首选抱死的要求，也就是。由式（3-8），式（3-9），式（3-14）和式（3-18）得（3-22）（3-23）(3-24)值不发生改变的汽车，如果想要它在附着系数区域内不偏低，值经常比现有的最大附着系数低。因此在的道路之上突然采取制动，后轮先发生抱死的可能性更高。3.4制动器最大制动力吉利帝豪轮胎最大制动力受很多因素影响,吉利帝豪的前、后轮胎粘着力那么很多时候想要更好的制动，制动力的计算是少不了的，最大制动力取决于吉利帝豪各轴之间的扭矩，还有很多因素，最大制动力越大，说明汽车制动效果越明显，制动时间也会有所差距。吉利帝豪制动力各轮之比：制动力矩直接决定最大制动力，根据以上情况公式计算可知道；i那么影响制动力矩的因素包括（前后轴的法向力，等一些通过受力分析可得出计算公式）吉利帝豪制动需要很多条件才能测出最大制动力矩，比如需要吉利帝豪汽车在状态理想的路面上行驶附着系数要保持不变，那么最大制动力矩：（3-25）（3-26）那么选用值偏大的一些汽车，一定是从汽车行驶稳定性开始，先确定汽车的稳定性再平衡汽车的制动力矩，接着决定出别的轴的最大制动力矩。如果时，所需的最大制动（3-27）（3-28）通过计算更好的列出制动力矩平衡式综上所述得：N.mN.m3.5利用附着系数通过计算推算吉利帝豪汽车的附着系数得到更好的利用和地面作用是分不开的汽车的轮胎都要抱死的期间那么它们与地面作用的减速度可以求出又可以得到可得利用附着系数吉利帝豪汽车前轴为（3-29）可得利用附着系数吉利帝豪汽车后轴为即（3-30）那么综上可知前后轴吉利帝豪汽车的附着系数强度和系数之比（吉利帝豪汽车制动的时候或者抱死的时候）制动过程比较复杂，计算汽车制动效率也至关重要关于前轴的计算（吉利帝豪汽车）（3-31）那么很容易，计算汽关于后轴的计算（吉利帝豪汽车）（3-32）吉利帝豪系数，吉利帝豪汽车的制动强度3.6制动器因数其实也是需要计算得出：（3-33）在吉利帝豪汽车设计的时候，更多地考虑到它的制动因数，吉利帝豪汽车制动因数和制动力矩相关，也知道在上面计算了吉利帝豪汽车的制动力矩这次要算。即（3-34）更多时候计算制动因数要取平均值，每一组制动因数通过摩擦力矩决定，制动因数就和附着系数一般，它们受到影响因素比较多，主要是道路摩擦这方面更应该对这类计算，做仔细的研究。（3-35）—摩擦系数。（取）得出制动器因数为：3.7盘式制动器主要参数与摩擦系数的确定1.制动盘直径有效半径也是会增加，刹车钳作用的压紧力相比于原来会小一些啊。制动（刹车）盘的直径选用的时候，是要用轮辋直径的70％～80％，倘若车辆总质量>2t那么直径就要大一点，很多时候造零件的厂家都会按照已有的数据为所需车型制作制动盘，但很少有针对一款车型单独去计算，所以这样计算得到的零件更准确，各方面磨合更好，吉利帝豪采用了前通风盘，然而吉利帝豪后采用实心盘。mm，mm。2.制动盘的厚度目前市场上有很多不同型号的制动盘，那么制动盘的优缺点也有很多，有厚的制动盘，也有薄的制动盘，有的寿命长有的散热好，当然，最好是根据车型的经济型来做对比，例如，车辆属于低端车那最好采用价格相对便宜并且性价比高的制动盘，高端车就选用散热好而且寿命长的制动盘。在此还要有一点就是它的厚度，吉利帝豪制动盘它的厚度选择始终，更好的兼顾契合汽车。间接的拉低了制动能，厚度太厚散热效果不好，厚度太薄，质量制动盘选择不要太厚的适中就行；为了控制制动时的温度变高。制动盘一般是实心的，想要更好的通风降温，可以在制动盘两面开口。吉利帝豪=10～20mm；吉利帝豪=20～50mm。选用的是吉利帝豪前30毫米后16毫米的盘子。3.摩擦衬块内半径与外半径吉利帝豪选的内径是mmmm。吉利帝豪制动盘内外半径1.5，如果这个比值相比大了，比值更应该切合实际，对于摩擦块合格与否是个很重要的问题，不断地改进制作技术，对于汽车制动有很多好处。4.摩擦衬块工作面积这些零件的面积很重要，计算出它们的所占区间去精确计算他的工作面积，合理的利用计算公式，。kg/cmcmcm通过计算可以得到它的面积cmcm通过更精确的计算对于摩擦块的认知更为重要，还记得有句话就说，汽车上面最不可轻视的就是汽车的制动系统，那么制动系统到底重要在哪里，为什么提倡精细化制作，通过更精准的计算各类数据摩擦因数或者是附着系数等等一些，做到精准。好处就是大大增加制动器零部件的使用寿命那么很明显就可以节约成本，现实生活中很多汽车经常维修，换件，其实有些东西可以避免。

第4章制动器的设计计算4.1摩擦衬块的磨损特性计算汽车有很多实验，那么在得到的数据和那些有关温度过高等等气压因素都对吉利帝豪汽车有很大的关系，它们消耗的能量更是受到制动器的影响。（4-1）汽车制动器有很多的能量损耗，能量损耗和利用率（4-2）合适合适此次减少对制动盘的损伤。（4-3）制动系统的制动力矩式中：即（4-4）4.2制动器热容量和温升的核算要求如下：（4-5）有了温度的把控那么热量的会得到控制各种能量之间的转换让本来汽车制动时的压力转换为动力，制动发热得到很好的解决没有很多时候是直接完成的跟好的计算是不可少的。（4-6）对于速度的把控一定要在试验的范围之内，很高的速度往往会使结果偏低。吉利帝豪汽车速度始终平稳速度能得到以下关系式式中：J小于139200J所以可以用。制动器的要求一定要精确到符合要求。这次设计更多的做到不损失能量，然而很多目前的现象就是汽车厂商为了节约时间与成本对于制动系统的精确能量损失上并不下功夫，是通过这次设计让我认识了精确能量的重要性。4.3盘式制动器制动力矩计算吉利帝豪盘式制动器的制动力矩为（4-7）mmmm更多的就是计算力矩，吉利帝豪制动系采用了面积力矩计算即：N.mN.m如果计算面积和摩擦力的乘积即;NN即即：mmmm令，则有因，，故。章末，很多汽车现在都在采用一体化计算与实践模拟，那么这两类技术可以批量而且速度之快，可是这类只适合汽车厂家批量生产，那么个人对于设计可以，很精细化相对于先进技术速度肯定跟不上，而对于单一车型可以针对于这辆汽车进行模拟计算，得到最适合这辆车的制动系统或者是别的汽车部件。第5章制动器主要部件的结构设计与计算5.1制动盘制动盘一般用铸铁材料比较多，也有的是复合材料，制动盘在制动器中起到关键作用，它不能受到外界的干扰，但是盘体受到的热辐射较高，较好的降温冷却来解决高温制动盘是目前的主要问题,所以出现了有通风盘式制动器大大提高了制动效率，缺点是圆盘的厚度一般较厚，但对于通常不带通气槽的轿车用制动盘式,其厚度大约在10~20mm。在这次设计中每一个螺栓的拧紧力矩为52N.m制动盘的材质为QT600-3、GB1348。5.2制动钳制动钳用的更多的是铸铁材料材料,当然也可以用合金等材料制作。吉利帝豪制动钳在车辆上的安放地点可在车轮的前部或后部。制动钳置于轮轴之前,可防止从车轮上抛下来的泥浆、污水等流入制动钳,而置于轮轴后则能降低刹车时对轮毂及滚动轴承的合成负荷。我用了整体式制动钳，关于这次我设计的制动器用铸铁制作钳体，因为铸铁方便经济实惠，而且还耐用，制动系统设计就需要静下心来不断地摸索和挖掘，在掌握制动系统的安全性的同时也要做到经济实惠，其实制作钳体有很多种材料，钳体在制动器中体现的非常重要，与制动器各个零件连接铝合金作为活塞的制作材料。其制动钳设在车轮前部。5.3制动块制动块它是由背板和摩擦衬块铆接或者是粘合组成,紧紧压合在一起。衬块有很多形状有扇形、长方形、方形。不管哪种形状制动快的位置一定要在作用区域，气缸应该更多的压合在制动片区域,钢板制成制动片背板。为防止制动液挥发,以及减少因刹车卡钳所产生的热能而造成的刹车噪声,可在磨擦片与背板中间以及在背板后部贴(或喷涂)第一层隔热减振垫(胶水)。同时降低了因为刹车系统失效车轮抱死拖滑而形成的不安定影响,从而更好地适应安全行车的要求，因为单位气压高,温度也高,摩擦片的磨损更快,所以其厚度也较大。根据统计,日本车辆和轻型轿车的摩擦片厚度一般在7.5mm-15mm左右。而许多盘型刹车系统在摩擦片磨损程度超过最大值时都设有警示装置,以方便及时更换摩擦片，摩擦片最大厚度采用14mm。5.4摩擦材料制动摩擦材料应该具备较高且平稳的摩擦力,抗热老化特性较好,因此不会在环境温度升至某一值后摩擦力就突然急剧下降；较好的耐磨材质，吸水率低，它抗冲击，还有高耐磨。摩擦材料对汽车制动系统来说还是很重要的，制动系统的耐久性以及被水等灰尘的侵蚀性，都和摩擦材料有关，更好的摩擦材料可以提高制动系统的制动高效性制动噪音较低，有害气味少，所以要尽可能用具有污染性质的摩擦材料。吉利帝豪四代轿车选取是聚酯树脂，无机纤维以及有机橡胶等无污染材料制作。摩擦材料在不同环境下它的摩擦系数值区间在0.25～0.45之间，摩擦系数高那么耐磨性就会越差。5.5制动器间隙刹车的时候间隙小于是就选择了钳盘式制动器。热量对制动盘影响也少，首先考虑自调间隙器。本设计中制动间隙为0.15mm。5.6紧固摩擦片铆钉的剪切应力验算如果已知铆钉的数量n、直径D和材料，则可以检查剪切应力：(5-1)式中：—铆钉材料的许用剪切应力。参照GB/T17880.5-1999本章小结本文重点是针对传统盘式制动设计中零部件的选型,主要涉及制动盘、制动钳、制动片、摩擦材料、,以及制动间隙和铆钉剪应力等的校核计算。第6章制动驱动机构的型式选择与设计计算6.1制动驱动机构的选择方案新加一套动力助力系统。很多时候一辆汽车它对于驱动机构并不起眼，但是对于现在车速平均都快很多，汽车发动机也做到很完善，很先进了，那么制动驱动机构也必须跟上发展的，吉利帝豪选择合适的驱动机构是对整个制动系统的匹配做出重要的一步，吉利帝豪采取真空伺服制动系统。如图6-1所示，前后轮液压缸装置成一个回路，另一个液压回路是通过右前轮制动缸和左后轮制动缸装置的。总泵4的前腔与油缸10相连，比例阀9与右油缸13相连；总泵4的比例阀9向制动缸11和制动缸12。空气室3和控制阀2结合的推力刚刚好。图6-16.2液压制动管路的多回路系统制动驱动机构应该有两套或者更多独立系统，这样可以让液压和其它管路分在独立系统中，这样就可以一个回路出问题可以在另外回路运行。选项(b)是二个单独的电路系统,左右轮制动管路呈对角联接。一个很好的制动管路对整个汽车的制动效果有着极大的关系，举个例子，假如选用的方案不是最佳的，那么整体算下来制动系统制动力要将对小，在相同的道路附着系数上行驶，它不仅影响着汽车的稳定性，最重要的是对汽车驾驶人以及车辆承载的人或者物品，都会因此它们的安全受到威胁，另外汽车的经济性，汽车的轮胎寿命也将大打折扣，这样耗损