轎車盤式制動器結構設計論文說明

1、.摘要汽車的設計和生產涉及多個領域，其獨特的安全性、經濟性、舒適性等多項指標也對設計提出了更高的要求。汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的重要主動安全系統(tǒng)，其性能對汽車的行駛安全有重要影響。隨著車輛速度的提高和路面的復雜性，對高性能、長壽命的制動系統(tǒng)的需求越來越大。鑒于制動系統(tǒng)的重要性，本次設計的主要內容是汽車制動器的結構設計。本文從制動系統(tǒng)的功能和設計要求出發(fā)，根據(jù)給定的設計參數(shù)，對方案進行論證，在比較了各種形式制動器的優(yōu)缺點后，在前盤式和后鼓式的基礎上，為盤式制動器。在此基礎上，選用簡單的液壓驅動機構和雙管路系統(tǒng)，選用間隙自動調節(jié)裝置，并采用比例閥作為制動力的調節(jié)裝置。仿真結果表明，該車的制動結構設計

2、保持了制動力分配系數(shù)的穩(wěn)定性，提高了汽車的制動穩(wěn)定性，簡化了汽車的制動裝置，降低了整車質量，從而改善汽車的駕駛過程。安全穩(wěn)定。關鍵詞：制動鉗、制動盤、制動輪缸、制動襯片摘 要汽車設計與生產涉及多個領域，其獨特的安全性、經濟性、舒適性等多項指標，也對設計提出了更高的要求。汽車制動系統(tǒng)是重要的汽車主動安全系統(tǒng)，其性能取決于汽車的行駛安全性。隨著車輛的行駛速度和路面情況復雜程度的提高，更加需要高性能、長壽命的制動系統(tǒng)。鑒于制動系統(tǒng)的重要性，本次設計的主要內容是運輸車輛，從制動系統(tǒng)的功能和設計出發(fā)，根據(jù)設計參數(shù)的要求，給出方案比較。對各種制動形式各自的優(yōu)缺點進行了探討，基于后鼓有在前盤代替前后盤式制動

3、器，保持制動力分配系數(shù)，提高制動穩(wěn)定性，簡化汽車制動裝置，減少車輛品質，從而提高汽車在行駛過程中的安全性和穩(wěn)定性。選擇簡單的液壓驅動機構和雙管路系統(tǒng)，選擇間隙自動調節(jié)裝置，比例閥作為制動力調節(jié)裝置關鍵詞:制動盤,制動輪缸,制動鉗,制動面層配方汽車盤式制動器的結構設計1 簡介1.1 汽車制動系統(tǒng)概述使行駛中的汽車減速甚至停止，使下坡汽車的速度保持穩(wěn)定，使停止的汽車保持靜止，這些動作統(tǒng)稱為汽車制動。對汽車的制動作用是作用在汽車上的外力，其方向與汽車的行駛方向相反。作用在行駛中的汽車上的滾動阻力、上坡阻力和空氣阻力可以使汽車制動，但這種外力的大小是隨機的，不可控的。因此，必須在汽車上安裝一系列特殊裝

4、置，使駕駛員根據(jù)道路和交通狀況，對汽車的某些部位施加一定的力，從而達到一定程度的強制汽車。這種用于制動汽車的可控外力統(tǒng)稱為制動力。這樣一系列專門的裝置稱為制動系統(tǒng)。1、制動系統(tǒng)的作用：使汽車以適當?shù)臏p速度減速直至停止；下坡行駛時，保持車速適當穩(wěn)定；可靠地將汽車停在原地或斜坡上。2、剎車系統(tǒng)的組成任何制動系都有以下四個基本組成部分：(1)能量供給裝置包括供給和調節(jié)制動所需能量以改善能量傳遞介質狀態(tài)的各種部件。其中，產生制動能量的部分稱為制動能量。(2)控制裝置包括產生制動作用和控制制動效果的各種部件。(3)傳動包括將制動能量傳遞給制動器的各種部件。(4) 制動器產生阻礙車輛移動或移動趨勢的力的部

5、件，包括輔助制動系統(tǒng)中的緩速器。比較完善的制動系統(tǒng)還具有制動力調節(jié)裝置和報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。3.制動系統(tǒng)類型(1)按制動系統(tǒng)功能分類1) 行車制動系統(tǒng)一組特殊裝置，可降低速度甚至使汽車停止行駛。2）駐車制動系統(tǒng)一組使汽車停在原地的裝置。3) 二次制動系統(tǒng)一套裝置，保證在行車制動系統(tǒng)發(fā)生故障時，汽車仍能實現(xiàn)減速或停車。許多國家的制動法規(guī)都規(guī)定，第二制動系統(tǒng)是汽車必須的。4）輔助制動系統(tǒng)汽車長時間下坡時用來穩(wěn)定汽車速度的一套裝置。(2)按制動系統(tǒng)的制動能量分類1）手動制動系統(tǒng)以駕駛員四肢為唯一制動能量的制動系統(tǒng)。2）動態(tài)制動系統(tǒng)完全依靠由發(fā)動機動力轉換成的氣壓或液壓形式的勢能來制動的

6、制動系統(tǒng)。3）伺服制動系統(tǒng)同時使用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系統(tǒng)。根據(jù)制動能量的傳遞方式，制動系統(tǒng)可分為機械式、液壓式、氣動式和電磁式。同時采用兩種以上能量上傳方式的制動系統(tǒng)，可稱為組合制動系統(tǒng)。汽車制動系統(tǒng)是一組用于減慢或停止四個車輪的部件。當駕駛員踩下制動踏板時，制動動作開始。踏板安裝在頂部帶有銷釘?shù)臈U上。踏板的移動導致推桿朝向或遠離主缸移動。主缸安裝在發(fā)動機艙的隔板上，主缸是駕駛員通過踏板操作的液壓泵。當踩下踏板時，主缸將加壓的制動液通過液壓管路施加到四個車輪制動器中的每一個。液壓管道由鋼管和軟管組成。它們將壓力流體從主缸傳輸?shù)杰囕喼苿悠?。盤式制動器多用在汽車的前輪上，很多車輛都在四

7、個車輪上使用盤式制動器。制動盤安裝在輪臺上，隨車輪和輪胎一起旋轉。當駕駛員進行制動時，主缸的液壓傳遞到盤式制動器。這種壓力將摩擦襯片推向制動盤，防止制動盤轉動。圖 1-1 汽車制動系統(tǒng)的基本組成部分1.液壓助力制動器 2.主缸和防抱死裝置 3.前盤式制動器 4.制動踏板 5.駐車制動桿 6.防抱死電腦 7.后盤式制動器防止制動時車輪抱死，有利于提高汽車在制動過程中的轉向機動性和方向穩(wěn)定性，縮短制動距離。開發(fā)和應用。此外，由于含石棉摩擦材料已經從石棉致癌污染的問題中消除，各種非無石棉材料也得到了成功的開發(fā)。1.2 設計的意義剎車是影響汽車安全的重要部件。因此，能夠設計和制造具有高制動性能和可靠性

8、的制動器是改進汽車設計的重要一環(huán)。這種設計遵循以下原則：首先滿足制動性能，然后考慮降低生產成本、體積和質量，在材料選擇和加工方法上還要考慮環(huán)境問題。制動系統(tǒng)采用X型雙回路系統(tǒng)，提高了制動系統(tǒng)的可靠性。當一個回路發(fā)生故障時，其制動效率仍能維持原制動效率的50%。采用真空助力器，使操作更輕便，減少駕駛員疲勞。前后輪制動力分配計算采用最新計算公式，使制動力分配更加合理，提高了汽車的制動穩(wěn)定性。總之，通過這種設計，提高了制動器的性能，降低了成本，同時也減少了制動器在生產和使用過程中對周圍環(huán)境的污染。這種設計是為了改進汽車的制動系統(tǒng)，提高整車的制動性能，保障乘客的安全。2 制動設計方案論證與選擇2.1制

9、動器設計要求1、具有足夠的制動性能。行車制動能力以一定初始制動速度下的制動減速度和制動距離兩階段指標評價；停車能力是通過汽車可以可靠地停在良好道路上的最大坡度來評估的。詳見GB/T7258-2004制動距離：指機動車以規(guī)定的初速突然制動時，從腳接觸制動踏板（或用手接觸制動手柄）到機動車停止的距離。制動減速度：指車輛制動時車速對時間的導數(shù)。制動穩(wěn)定性要求：指機動車在制動過程中任何部分（不計入車寬的部分除外）不內容超過規(guī)定寬度的試驗通道邊緣線。表（1）制動距離和制動穩(wěn)定性要求車輛類型初始制動速度km/h滿載檢查制動距離要求m空載檢查制動距離要求m測試通道寬度m三輪車20 5.02.5乘用車50 2

10、0.0 19.02.5總質量不大于3500kg30 9.0 8.02.5總質量不大于3500kg50 22.0 21.02.5其他汽車、汽車列車30 10.0 9.03.0兩輪摩托車30 7.0邊三輪車30 8.02.5三輪摩托車30 7.52.3助力車20 4.0輪式拖拉機運輸裝置20 6.5 6.03.0手推車20 6.52.3表（2）制動減速度和制動穩(wěn)定性要求車輛類型初始制動速度km/h平均減速度m/s 2 滿載檢驗完全出具平均減速度m/s 2 完全由空載檢查發(fā)出測試通道寬度m三輪車203.8 _2.5乘用車50 5.96.2 _2.5總質量不大于3500kg305.2 _5.6 _2.

11、5總質量不大于3500kg505.4 _5.8 _2.5其他汽車、汽車列車30 5.05.4 _3.02.可靠的工作。行車制動裝置具有至少兩組獨立的用于驅動制動器的管路。當一組管路發(fā)生故障時，另一組完好的管路應保證在無故障時車輛的制動能力不小于規(guī)定值的30%。行車制動器和駐車制動器可以共用一個制動器，而驅動機構是獨立的。3、汽車在任何速度制動時都不應失去控制性和方向穩(wěn)定性。4、防止水和泥漿進入制動工作面。5、制動能力熱穩(wěn)定性好。6、操作簡單，跟蹤性好。7、制動時，制動系統(tǒng)產生的噪音應盡量小，同時盡量減少石棉纖維等對人體有害的物質的排放，以減少污染。8. 動作滯后應盡可能好。動作滯后是指制動反應

12、時間，以制動踏板開始動作以達到給定制動效果所需的時間來衡量。9、摩擦片應有足夠的使用壽命。10、摩擦副磨損后，應有消除磨損產生間隙的機構，間隙的調整容易。最好設置自動間隙調整機制。11、當制動驅動裝置的任何部件發(fā)生故障，其基本能量供應被破壞時，汽車制動系統(tǒng)應有聲光信號等報警裝置。2.2制動器設計的一般原則1、制動效率是指在良好路面上以一定初速制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。在評價不同結構形式的制動效率時，經常使用一個無量綱的指標，稱為制動效率系數(shù)。制動效率系數(shù)定義為在制動鼓和制動盤的作用半徑上獲得的摩擦力與輸入力的比值。2、制動效率的恒定性，即汽車在高速行駛或長坡連續(xù)制動時，汽車制動

13、效率保持的程度。如前所述，影響摩擦系數(shù)的因素包括摩擦副材料、摩擦副表面溫度和水的濕度。由于制動過程是通過制動吸收將汽車的動能轉化為熱能，因此制動溫度升高后能否在冷態(tài)保持制動效率成為汽車制動器設計時需要考慮的重要問題。由于引導靴的效率系數(shù)大于從靴，因此穩(wěn)定性比從靴差。因此，各種鼓式制動器的效率系數(shù)取決于兩蹄的效率系數(shù)。因此，就整個鼓式制動器而言，它也不同程度地存在。這是效率本身與其穩(wěn)定性的矛盾。盤式制動器提供最穩(wěn)定的制動性能。要求制動器的熱穩(wěn)定性良好。除了選擇效率因數(shù)對摩擦系數(shù)不太敏感的制動器類型外，還要求摩擦材料具有良好的抗熱衰減和恢復能力，以及具有足夠熱容量和散熱能力的制動鼓（制動盤）容量。

14、3、剎車間隙調整是汽車保養(yǎng)作業(yè)中比較頻繁的項目之一。因此，必須選擇調節(jié)裝置的結構形式和安裝位置，以保證調節(jié)操作方便。最好使用間隙自動裝置。4.制動器尺寸和質量。隨著現(xiàn)代汽車速度的提高，出于汽車行駛穩(wěn)定性的考慮，輪胎尺寸往往選擇較小。這樣，為保證所需制動扭矩而確定的制動鼓（制動盤）的直徑可能太大而無法安裝在輪轂上。因此，應選擇體積小、效率高的制動器形式。對于高速汽車，為了提高制動時的穩(wěn)定性，在前懸架（獨立懸架）的設計中，一般采用較小的主銷偏置距離。出于這個原因，有時必須將前剎車位置移到更靠近輪轂的位置，從而使其放置困難。車輪制動器是簧下質量，因此應盡可能減少其質量以提高乘坐舒適性。5.降噪。制動

15、噪聲現(xiàn)象復雜。一般來說，噪聲分為低頻和高頻兩種。在低頻噪聲中，經常會遇到剎車時停車的咔噠聲，這主要是由于制動鼓或制動鉗的共振引起的。高頻噪聲通常由剎車蹄或剎車盤共振產生。或由于摩擦襯片或墊的彈性振動。影響噪聲的主要因素是摩擦材料的摩擦特性，即動摩擦系數(shù)與摩擦速度的關系。動摩擦系數(shù)隨速度的增加越小，越容易激振和產生噪聲。另外，剎車輸入壓力越大，噪音越大，經過一定程度的高壓后，就沒有噪音了。制動溫度對噪音也有影響。在制動器的設計中采取一定的措施，可以在很大程度上消除一定的噪聲，特別是低頻噪聲。淘汰已建交的高頻省份，難度還是比較大的。應該注意的是，為消除噪音而采取的某些措施可能會產生副作用，例如制動

16、扭矩降低和踏板行程損失。2.3剎車方案分析1.制動器分為車輪制動器和中心制動器兩種，后者通過傳動軸或傳動輸出軸制動。所有汽車都使用車輪制動器進行行車制動?，F(xiàn)在。隨著車速的提高，對緊急制動的可靠性要求也越來越嚴格。目前，中高檔轎車和部分輕卡已取消中央剎車。只有少數(shù)重型車輛仍保留氣動中央制動器以提高制動系統(tǒng)的可靠性。因此在輕型客車上也取消了中央剎車，只使用了車輪剎車。2、汽車耗能方式的選擇按耗散汽車能量的方式可分為摩擦式、液壓式和電磁式。電磁制動器雖然具有動作滯后小、連接方便、接頭可靠等優(yōu)點，但由于成本較高，僅在部分重型車輛上用作車輪制動器或緩速器。液壓制動器僅用作緩速器。摩擦制動器今天仍然廣泛使

17、用。摩擦制動器按摩擦副結構的不同分為鼓式、盤式和帶式。2.4制動驅動機構的選擇液壓驅動機構：優(yōu)勢：一個。安全性強，由于液壓系統(tǒng)壓力相等，左右輪制動同時進行；灣。確保制動力正確分配到前后輪；C。不會因車輛振動或懸架變形而發(fā)生自制動；d。無需經常潤滑和調整；缺點：a 當管道出現(xiàn)泄漏時，系統(tǒng)會發(fā)生故障；灣。低溫油變稠，高溫蒸發(fā)；c不要長時間剎車。但總的來說，液壓制動仍然是可取的并被廣泛使用。2.5剎車線的選擇出于安全原因，車輛制動器應至少有兩條獨立的線路用于驅動制動器。汽車中有五種常見的雙回路制動系統(tǒng)：1、一軸對一軸（II）型，（圖a），前橋和后橋制動采用一回路；2、交叉（X）型，前橋一側的車輪與后

18、橋對側的車輪制動器屬于同一賽道；3、單軸半半軸（HI）型（圖c），每側前制動輪缸的一半和后制動輪缸全部屬于一個回路，其余為一個回路。前輪缸屬于另一個電路；4、半軸單輪對半軸單輪（LL）型（圖d），兩條回路分別作用于兩側前輪制動器和一個后輪制動器的半個輪缸;5、雙半軸轉雙半軸（HH）型（圖e），每條回路只作用于前后制動器各半個輪缸上。圖 2-1 不同的兩管系統(tǒng)布置其中，型管線布置最為簡單，成本較低。目前在各種汽車，特別是卡車上應用最為廣泛。但這種后剎車回路失靈，一旦前輪抱死，很容易失去轉向能力。X型的結構也很簡單。直線制動過程中任一回路發(fā)生故障時，剩余總制動力可維持正常值的50%。但是，一旦某條

19、管路損壞，制動力就會不對稱，汽車就會失去穩(wěn)定性。因此，該方案適用于負主銷偏置的車輛，以提高車輛穩(wěn)定性。HI、HH、LL型結構相對復雜，本設計不予考慮。 X 型布局方案適合這種設計。2.6鼓式制動器與盤式制動器的對比分析一個。鼓式制動器可分為：導靴式（圖a）；雙導靴型（圖b）；雙向雙導鞋型（圖c）；雙從鞋型（圖d）；單向助推器公式（圖 e）；雙向增力公式（圖f）：雙導蹄式制動器的缺點是由于制動鼓轉向方向的改變，制動效率大大降低；雙向雙導蹄式制動器在前進和后退制動時性能相同，因此廣泛應用于中輕卡和部分轎車的前后輪。但是，當用作后輪制動器時，需要單獨的中央制動器；雙導靴式和雙向雙導靴式制動器有兩個輪

20、缸，適用于雙回路制動系統(tǒng)，但增加輪缸和管接頭意味著成本高，并且容易泄漏以及振動造成的損壞。蹄式制動器的有效性和穩(wěn)定性適中。前進時，倒車時制動效率不變，結構簡單，成本低。廣泛用于中、重型卡車的前后輪制動；增力制動，制動力矩大。但其性能過于不穩(wěn)定，需要選用摩擦性能相對穩(wěn)定的摩擦襯片。單級助力制動在倒車時效率大大降低，只有少數(shù)輕型和中型卡車用于汽車前輪制動。灣。盤式制動器按其固定元件的結構大致可分為兩類。一種是由工作面積較小的摩擦片及其金屬背板組成的剎車片，每個剎車片有2-4個。剎車片及其加速器安裝在橫跨剎車盤兩側的卡鉗形支架上，統(tǒng)稱為剎車卡鉗。這種由制動盤和制動卡鉗組成的制動器稱為卡鉗盤，是一種制

21、動器。另一種固定元件的金屬背板和摩擦片也是圓盤形的。采用這種固定元件，制動盤的整個工作面都能同時與摩擦片接觸的制動器稱為全盤式制動器。目前?？ㄣQ盤式制動器越來越多地用作所有類型的汽車和卡車的車輪制動器。全盤式制動器主要用作重型車輛的車輪制動器。因此，輕型客車的前盤式制動器被選為前盤式制動器?？ㄣQ盤式制動器主要有以下幾種結構類型：固定鉗式制動器，如圖（a）所示，在制動盤的兩側都有氣缸。剎車時，只有兩側氣缸內的活塞帶動兩側剎車片向盤面運動。這種制動器的主要優(yōu)點：1、除活塞和制動塊外無其他滑動部件，易于保證卡鉗的剛性；2、結構和制造工藝與一般制動輪缸相似，易于實現(xiàn)從鼓式到盤式的改裝；3、能適應分流系

22、統(tǒng)的要求；就目前汽車的發(fā)展趨勢來看，隨著汽車性能要求的提高，固定夾結構的缺點也越來越明顯。主要有以下幾個方面：1、固定卡鉗式的制動盤兩側必須至少有兩個油缸，所以必須用油道或跨過制動盤的外部油管（橋管）連接，使徑向和制動器的軸向。方向的尺寸比較大，在輪子里排列比較困難；2、在苛刻的使用條件下，固定卡鉗容易造成制動液溫度過高而汽化，從而影響制動器的制動性能；3、固定式前盤式制動器要用作駐車制動器，必須在主制動鉗上附加一組駐車制動輔助制動鉗，或者必須使用盤鼓組合制動器，即用于駐車制動。汽車制動器的鼓式制動器只能是雙向助力式，但這種雙向助力式制動器的調節(jié)不便。浮動卡鉗制動器可分為滑動卡鉗（圖b）和擺動

23、卡鉗（圖c）。與固定鉗式制動器相比，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1. 卡鉗外側沒有氣缸，可以讓剎車更靠近輪轂。因此，更容易安排；2.浮動卡鉗不穿過剎車盤的油管或油道，減少了發(fā)熱的機會，并且單側油缸位于剎車盤的側面，對車輪的遮擋較少，具有更好的冷卻條件，因此制動液汽化的可能性更??；3、浮動卡鉗同一套剎車片，行車和駐車均可使用；4、使用浮鉗可將油缸、活塞等密封件減少一半，成本大大降低。這對于量產的汽車工業(yè)模型很重要。目前，用于各類汽車的摩擦制動器可分為鼓式和盤式。盤，一側是工作面。與鼓式制動器相比，盤式制動器具有以下優(yōu)點：1、一般沒有摩擦助推作用，因此制動性能受摩擦系數(shù)影響較小，即性能比較穩(wěn)定。

24、2、浸水后性能下降較少，只需剎車一兩次即可恢復正常。3、在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質量一般較小。4、制動盤沿厚度方向的熱膨脹很小，不會像制動鼓的熱膨脹那樣顯著增加制動間隙，導致制動踏板行程過大。5、更容易實現(xiàn)間隙的自動調整，其他維護和維修操作也更簡單。與鼓式制動器相比，盤式制動器具有以下缺點：1、效率低，所以在液壓制動系統(tǒng)中使用時，制動作動管路壓力高，一檔使用伺服裝置。2、同時用于駐車制動時，附加駐車制動傳動比鼓式制動器復雜，因此在后輪上的應用受到限制。2.7 剎車間隙自動調整裝置圖 2-4 盤式制動器活塞密封a) 制動狀態(tài) b) 無制動狀態(tài)1活塞2剎車卡鉗3密封圈間隙自主調整最簡單的

25、方法是利用制動鉗內橡膠密封圈的極限彈性變形來保持制動時消除設定間隙所需的活塞行程。當墊塊磨損時，所需的活塞行程大于時，活塞在液壓的作用下克服密封圈的摩擦，繼續(xù)向前運動，實現(xiàn)完全制動?；钊兔芊饧g的這種不可逆的相對位移補償了過大的間隙。本章介紹制動器設計的基本要求和一般原則。液壓驅動機構的優(yōu)點，制動管路有五種分支形式。鼓式制動器可分為：主從式；雙導靴型；雙向雙導靴型；雙從鞋型；單向增壓型；雙向增壓型。卡鉗盤式制動器可分為：固定卡鉗式；滑動卡尺式；擺動卡鉗式，并介紹了各自的優(yōu)點。制動間隙是通過橡膠密封圈的變形來調整的。3 制動系統(tǒng)的主要參數(shù)及其選型3.1 制動力及制動力分配系數(shù)準確稱量2.0g

26、（精確至0.01g）兩個樣品（用于平行測試），將它們放入40ml樣品瓶中，并用襯有聚四氟乙烯 ( PTFE ) 隔墊的塞子密封。將樣品置于60 烘箱中平衡30 min ，然后采用頂空法進行固相微萃取。小瓶就位后，調整SPME針以穿透樣品隔墊。建議推動把手將纖維置于樣品上方。1mm將其置于60烘箱中15分鐘以平衡汽車制動時，若忽略路面對車輪的滾動阻力和汽車轉動質量的慣性矩，則車輪在任意角速度下的力矩平衡方程為：(3-1)式中： 制動器對車輪施加的制動力矩，即制動器的摩擦力矩，其方向與車輪轉動方向相反，地面作用在車輪上的制動力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱地面制動力。其方向與汽車行駛方向相反，N

27、；車輪的有效半徑，m。訂購eq f()(3-2)稱為剎車的制動力，是輪胎周邊克服剎車摩擦力矩所需要的力，所以也叫剎車周邊力。與地面制動力方向相反，當車輪角速度，尺寸也一樣，取決于制動器的結構形式和尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)和車輪的有效半徑等，與制動踏板力成正比。當踏板力增加時，踏板力會相應增加。但地面制動力受附著條件限制，其值不能大于附著力，即（3-3）式中： 輪胎與地面的附著系數(shù)Z地面對車輪的法向反作用力。當制動器的制動力和地面制動力達到附著力值時，車輪被抱死并在地面上打滑。制動力矩則表現(xiàn)為靜摩擦力矩，它是與地面制動力平衡以防止車輪重新打滑的外圍力的極限值。制動到車輪角速度為0后，地面制動力達到

28、附著力后不會增加，由于踏板力的增加，摩擦力矩的增加，制動器的制動力會繼續(xù)上升.汽車在平坦路面上剎車時的力度如上圖所示。取后軸車輪接地點的力矩，平衡公式為(3-4)取前軸車輪接地點的力矩，平衡公式為(3-5)式中： 制動時車輛在面向前橋車輪的水平面上的法向反作用力，N；車輛制動時車輪水平朝向后橋的正常反作用力，N；車輛的輪距，mm；汽車質心到前橋的距離，mm；車輛質心到后橋的距離，mm；車輛質心高度，mm；M車輛質量，kg；G汽車的重力，N；- 車輛制動減速度， ；根據(jù)上述車輛制動時的整車受力分析，考慮車輛制動時的軸重傳遞和G=mg，前、后橋車輪在水平面上的法向反作用力車輛正在制動可以獲得。 Z

29、1、Z2分別為(3-6)(3-7)設, q 稱為制動強度，則汽車制動時汽車前后軸車輪在水平面上的法向反作用力 Z1 和 Z2 可表示為(3-8)如果在附著系數(shù)為1 的路面上制動，則前后軸車輪被抱死。此時汽車的總地面制動力等于汽車前后軸車輪的總附著力，也等于作用在質心上的制動慣性。力，也就是(3-9)車輛的總地面制動力為=10815N當汽車在道路上以任何一定的附著系數(shù)制動時，各軸的車輪附著力，即極限極限功率，不是恒定的，而是與制動強度q或總制動力的函數(shù)。在汽車各車輪制動器制動力充足時，根據(jù)汽車前后軸的軸荷分布情況，以及前后輪制動器制動力的分布情況，確定路面附著力系數(shù)和坡度等，制動過程中可能出現(xiàn)的

30、情況如下。 3種，即(1)前輪先鎖拖，后輪鎖拖；(2)先鎖后輪，再鎖拖前輪；(3)前后輪同時鎖止。在上述三種情況中，顯然（3）種情況的粘合條件是最好的。由式(3-7)和(3-8)不難得到在任意附著系數(shù)的路面上，前后輪同時抱死的條件，即附著力前后橋輪的充分利用同時：(3-10)式中： 前橋輪制動力；- 后軸車輪的制動力；- 前橋車輪的地面制動力；- 后橋車輪的地面制動力；前后制動器制動力的理想分配關系為：(3-11)通常用前制動器的制動力與車輛總制動力的比值來表示分配比例，即制動器的制動力分配系數(shù) ，可表示為(3-12)因為，所以(3-13)整理式(3-4)可得(3-14)3.2 同步附著系數(shù)根

31、據(jù)峰面積，按式（3.1）計算樣品中丙烯腈的含量，結果保留至小數(shù)點后兩位。與固定線和I線相交處的附著系數(shù)稱為同步附著系數(shù)。就是說，固定線路的汽車只能在一個路面上實現(xiàn)前后輪同時鎖止。同步附著系數(shù)由車輛的結構參數(shù)決定，是反映車輛制動性能的參數(shù)。同步附著系數(shù)表明，一輛具有固定前后制動制動力比的汽車，只能保證將前后輪鎖定在一個路面上，即在具有同步附著系數(shù)的路面上。同步附著系數(shù)也可以解析得到。假設汽車在路面上以同步附著系數(shù)制動，汽車前后輪同時抱死。(3-15)完成： （3-16）(3-17)初選為0.693.3 制動器的制動力矩假設剎車片的摩擦面全部與制動盤接觸，且單位壓力分布處處均勻，則制動器的制動力矩

32、為(3-18)式中， f為摩擦系數(shù)； Fo為一側剎車片對剎車盤的壓緊力； R是動作半徑。對于具有扇形摩擦面的普通墊，如果其徑向寬度不是很大，取R等于平均半徑Rm，或有效半徑Re，其實已經足夠精確了。所示，平均半徑為Rm = ( R1 + R2 )/2 (3-19)式中，R1、R2分別為摩擦墊扇形面的半徑和外半徑。設剎車片與剎車盤之間的單位壓力為 ，則剎車盤中心在任意微元區(qū)域RdRd 上的摩擦力矩為 fpR2dRd ，單邊剎車片加在剎車盤上.制動力矩應該是單面片施加在制動盤上的總摩擦力。所以有效半徑為Re =M /2fFo=2(R23-R13)/3(R22-R12) (3-20)可以看出，有效半

33、徑Re是扇形面區(qū)域中心到制動盤中心的距離。上式也可以寫成Re =4/31- R1 R2 /( R1 + R2 )2( R1 + R2 )/2=4/31-m/(1+m)2 Rm式中， m= R1 / R2因為m1 , m/(1+m)2 Rm ，并且m越小，兩者的差異越大。需要指出的是，如果m太小，即扇形的徑向寬度太大，不同半徑處的滑動磨削速度在墊塊摩擦面上相差太大，磨損會不均勻。 ，因此不能建立單位壓力分布均勻的假設。 , 上述計算方法不適用。 m值一般不小于0.65 。制動盤工作面的加工精度應滿足以下要求：平面度公差為0.012mm ，表面粗糙度為Ra0.7-1.3m ，兩摩擦面的平行度不大于

34、0.05mm ，制動盤端面的圓跳動不應大于0 。 03mm.通常制動盤由具有良好摩擦性能的珠光體灰口鑄鐵制成。為保證足夠的強度和耐磨性，其牌號不應低于HT250 。3.4 線性、回收率和精密度分析汽車制動減速度，稱為制動強度。由上可知，如果汽車在路面上以同步附著系數(shù)制動，汽車的前后輪將同時達到抱死的工作狀態(tài)，此時的制動強度為一樣。在其他路面制動時，前輪不抱死和后輪抱死的制動強度必須小于地面附著系數(shù)，即。也就是說，只有在路面上，才能充分利用地面附著條件。然而，在路面上，由于前輪或后輪先抱死的現(xiàn)象，并沒有很好地利用地面附著力條件。為了定量描述地面附著條件的利用程度，利用附著系數(shù)定義為，(3-21)

35、假設在汽車前輪即將抱死或前后輪同時即將抱死時汽車減速，可從公式中得到前輪對地面的法向反作用力(3-21) 作為(3-22)前輪制動制動力和地面制動力分別為(3-23)將式（3-11）和（3-12）代入式（3-8），則(3-24)同理可以推導出后輪利用了附著系數(shù)。后輪即將抱死時，后輪的地面制動力和地面法向反作用力(3-25)(3-26)代入式（3-14）和（3-15），則(3-27)對于已知的汽車總質量、軸距、質心位置等結構參數(shù)，可以得出附著系數(shù)與制動強度的關系。附著效率是制動強度與利用附著系數(shù)的比值。也用于描述地面附著力條件的利用程度，說明實際制動力分配的合理性。根據(jù)粘附效率的定義，我們有(3

36、-28)(3-29)在哪里;和前橋和后橋的附著效率，分別。本章主要分析制動力和制動力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、利用附著系數(shù)和制動效率。初步計算了制動器的制動力矩和平均有效半徑。4 制動器設計計算4.1 原始數(shù)據(jù)及主要技術參數(shù)表3）內容數(shù)據(jù)設備質量1091kg滿載質量1545kg軸載荷分布滿載時的前橋818滿載時的后橋727質心高度空載5滿載時5軸距2471前軌道1429mm后軌道1422mm總長度4415mm總高度1415mm質心到前軸的距離1112mm質心到后軸的距離1359毫米4.2 盤式制動器主要參數(shù)的確定1.剎車盤直徑D制動盤的直徑 D 應盡可能大。這時可以增大制動盤的有效半徑，可以減小

37、制動鉗的夾緊力，降低摩擦片的單位壓力和工作溫度。但是，制動盤的直徑 D 受輪輞直徑的限制。通常，制動盤的直徑D選擇為輪輞直徑的70%到90%。先取318mm。剎車盤的直徑為輪輞直徑的70%79%，根據(jù)輪輞給制動器提供的可用空間，并根據(jù)剎車盤直徑盡可能大的原則，不干擾運動。主制動盤直徑 d = 240mm2.剎車盤厚度h剎車盤的厚度直接影響剎車盤的質量和運行時的溫度。為防止質量過大，制動盤的厚度應適當小一些；為了減少制動時的溫升，制動盤的厚度不宜過小。制動盤可以做成實心的，為了通風散熱，可以在制動盤的兩個工作面之間鑄上通風孔。通常，實心剎車盤的厚度可以為10mm到20mm；帶通風孔的剎車盤兩個工

38、作面之間的尺寸，即剎車盤的厚度為20mm到50mm，但也經常使用20mm到30mm。本設計選用通風制動盤h=20mm3.摩擦片半徑R1和外半徑R2建議摩擦片外徑與半徑之比不大于1.5。如果這個比值過大，運行時摩擦片外緣與邊緣的圓周速度差較大，磨損不均，接觸面積減小，最終制動力矩發(fā)生較大變化.根據(jù)剎車盤的直徑可以確定外徑R2=112mm考慮R2/ R11.5，可選擇R1= 76mm，則R2/ R1=1.471.54. 摩擦片工作區(qū)/c /c3.5kg根據(jù)單位面積摩擦墊所占汽車質量1.6kg。汽車的滿載質量為1545kg。故選擇78cmA。主摩擦系數(shù) f = 0.3，制動間隙為0.2mm。5. 摩

39、擦片磨損均勻性驗證假設剎車片的摩擦面全部與制動盤接觸，且單位壓力處處均勻，則制動器的制動力矩為(4-1)f為摩擦系數(shù)，F(xiàn)0為一側剎車片對剎車盤的壓緊力，R的半徑在實際計算過程中，R值可以取平均值Rm。如果剎車片與剎車盤之間的單位壓力為p，則任意微元區(qū)域RdRd上的摩擦力都會影響剎車盤。中心處的力矩為 fpR2dRd ，單面剎車片對剎車盤施加的剎車力矩應為：(4-2)單面片施加在制動盤上的總摩擦力為：(4-3)所以有效半徑：平均半徑為：因為R e -R m = ，R m1mm與Re相差不大，因此可以得出摩擦片與制動盤之間的單位壓力分布是均勻的，摩擦片的磨損量為比較均勻。3D仿真圖（一）剎車盤4.

40、3 制動扭矩和制動盤壓力假設摩擦盤完全接觸，壓力分布始終均勻。那么盤式制動器的制動力矩為：一側剎車片對碟盤的壓力：后輪制動器的制動力矩：同理，前輪制動器的制動力矩為210428.44.4 制動輪缸徑的計算制動輪缸對制動蹄（塊）施加的開啟力Fo、輪缸直徑d和制動管路壓力p為：(4-4)制動壓力一般不超過10-12MPa ，盤式制動器可以更高。壓力越高，對管道（主要是制動軟管和管接頭）的密封性要求越嚴格，但驅動機構越緊湊。輪缸直徑d應從標準規(guī)定的尺寸系列中選取，詳見GB7524-87附錄B表B2 。油壓選擇： 12MPa so d=42mm4.5 緊急制動時踏板力的計算踏板力： （4-5）其中：控

41、制機構的傳動比，取制動總泵直徑，主管路油壓 p=真空助力器的力乘數(shù)為k=4-6，取k=5。效率=0.82-0.86，取=0.84但可見踏板力符合法定要求（350-550周長）。遵守法律要求。而且更容易處理。4.6 制動踏板行程計算制動踏板工作行程(4-6)其中：（控制機構傳動比）取4-7；主缸活塞行程： （0.8-1.2） ，根據(jù)機械設計手冊（5）第7章液壓缸。表 37.7-3。拿;主缸推桿與活塞間隙： 0.2mm；主缸活塞空行程： 2mm；然后：毫米。法定要求不超過150- 200mm，所以符合規(guī)定。作用在制動手柄上的最大力，乘用車不超過400N，商用車不超過600N。制動手柄的最大行程不大

42、于乘用車，不大于160mm商用車220mm。這里，因為是乘用車，所以最大踏板形成取為120mm，作用在剎車手柄上的最大力取為 300N，剎車手柄的最大行程取為150mm。本章主要計算制動器主要部件的尺寸，同時計算前后制動器的制動力矩，檢驗緊急制動時的踏板力，估算制動踏板的行程。5 制動器主要部件結構設計及強度計算5.1 剎車盤制動盤一般采用珠光體灰口鑄鐵，或添加Cr、Ni等的合金鑄鐵制成。其結構形狀有平板式（適用于全盤式制動器）和頂帽式（適用于卡鉗盤式制動器）兩種。后者的圓柱形部分的長度取決于裝置的尺寸。工作時，制動盤不僅承受剎車片的法向力和切向力，還承受熱負荷。為提高散熱效果，卡鉗盤式制動器

43、的部分制動盤鑄成中間有徑向通風槽的雙層盤，可大大增加散熱面積，降低溫升約20%到30%，但盤的整體尺寸比較小。粗，一般在20 mm之間30 mm。沒有通風槽的汽車剎車盤的厚度大約在10 mm之間20 mm制動盤的工作面應光滑平整，制造時要嚴格控制表面跳動量和表面兩側的平行度（厚差），即制動器的不平衡光盤。5.2 剎車卡鉗剎車卡鉗材質有可鍛鑄鐵KTH-370或QT400-18，也有輕合金材質，如鋁合金壓鑄。它可以制成一件或兩件，并用螺栓連接。外緣有開口，因此無需拆卸卡鉗即可檢查或更換剎車片。制動鉗體應具有較高的強度和剛度。一般制動缸加工在卡鉗體內，另外制造的油缸也嵌入在卡鉗體內。為了減少傳遞給制

44、動液的熱量，杯形活塞的開口端壓在剎車片的背板上。有的將活塞的開口端切割成階梯狀，形成兩個相對且在同一平面上的小半圓形環(huán)形端面。活塞由鋁合金制成或由鋼制成。為了提高其耐磨性，活塞的工作表面鍍鉻。當制動鉗體由鋁合金制成時，減少傳遞給制動液的熱量成為必須解決的問題。為此，應減少活塞與剎車片背板的接觸面積，有時也可采用非金屬活塞。剎車卡鉗可以安裝在汽車的前橋或后橋上。剎車卡鉗位于車軸前方，防止輪胎拋出的泥水和水進入剎車卡鉗，剎車卡鉗位于車軸后方，以減少制動時輪轂軸承的聯(lián)合載荷。5.3 剎車片剎車片由背板和摩擦片直接牢固地壓合或鉚接或連接在一起組成。焊盤多為扇形，也有長方形、正方形或橢圓形?；钊麘撃軌?/p>

45、盡可能多地壓住襯墊區(qū)域，以防止襯墊卷曲并引起尖叫。剎車片背板由鋼板制成。為防止制動時產生的熱量傳遞到制動鉗上造成制動液汽化，降低制動噪音，可在摩擦片與背板之間貼（或噴涂）一層隔熱層或在背板后面 防震墊（膠水）。由于單位壓力高，工作溫度高，摩擦墊磨損快，因此其厚度較大。一般來說，輕型汽車的摩擦片厚度在7.5 mm之間16 mm，中型和重型汽車的摩擦片厚度在14 mm之間22 mm。許多盤式制動器在摩擦片達到磨損極限時都設有警告裝置，以便及時更換摩擦片。3D仿真圖（二）剎車塊5.4 摩擦材料制動摩擦材料應具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和良好的抗熱衰退性。溫度上升到一定值后，摩擦系數(shù)不應急劇下降。材料應具有

46、良好的耐磨性和低吸水性（油、油等）。制動液）性能、低壓縮率、低導熱率和低熱膨脹率、高抗壓、抗拉、抗剪、抗彎曲和抗沖擊；應無噪音，制動時無噪音如產生異味，應盡量使用污染小、對人體無害的材料。目前，成型材料廣泛用于制動器。它們主要由石棉纖維制成，與樹脂粘合劑、調節(jié)摩擦性能的填料和消音劑混合，然后在高溫下成型。成型材料的柔韌性差，應按內襯或內襯的規(guī)格進行成型。另一種是編織材料，具有柔韌性，剪切后可直接鉚接到任意半徑的剎車蹄或剎車塊上。摩擦系數(shù)高，沖擊強度比成型材料高45倍，但耐熱性較差。無石棉摩擦材料使用各種金屬、有機和無機材料的纖維或粉末代替石棉作為增強材料，其他成分和制造方法與石棉成型材料大致相

47、同。如果金屬纖維（主要是鋼纖維）和粉末的含量超過40%，則稱為半金屬材料。這種材料已成為歐美汽車盤式制動器制動摩擦材料的主流。 .選擇摩擦材料時應考慮：一般摩擦系數(shù)越高，材料的耐磨性越差。因此，經過比較，本設計的摩擦材料選擇了半金屬材料。5.5 制動器熱容量和溫升計算應計算制動器的熱容量和溫升是否滿足以下條件：(5-1)式中： 每個制動盤的總質量，取= 12kg；與每個制動盤相連的加熱金屬部件（如輪轂、輻條、輪輞、制動鉗體等）的總質量，取= 24kg;制動盤材料比熱容，鑄鐵c=482J；與制動盤連接的受熱金屬件的比熱容，取Ch=482J；制動盤的溫升（從= 30 km/h到完全停止的一次強力制

48、動，溫升不應超過15 ），取=14 ；Q滿載汽車制動時動能轉化的熱能。由于制動過程快速，可以認為制動產生的熱能全部被前后制動器吸收，并按照前后制動力的分配比例分配到前后制動器上。后剎車，即(5-2)(5-3)式中： 滿載車輛的總質量；馬=1545剎車時汽車的初始速度，可取= 20m/s 汽車剎車制動力分配系數(shù)。所以符合要求。5.6 強度校核計算剎車片摩擦力后，可得到支架與轉向軸螺栓連接處的剪應力式中： f支架上的力；n螺栓數(shù)量，n=2；d螺栓直徑。因為，螺栓的強度符合要求。制動盤材料為珠光體灰口鑄鐵，制動鉗材料為可鍛鑄鐵，制動塊由背板和摩擦塊組成。目前的摩擦材料主要是石棉纖維，并結合樹脂粘合劑

49、來調節(jié)摩擦。性能填料與消聲劑等混合，計算了制動器的熱容量和溫升，其強度也符合標準要求。3D仿真圖（二）制動活塞六，結論本次設計的主要內容是汽車制動器的結構設計。從制動系統(tǒng)的功能和設計要求出發(fā)，根據(jù)給定的設計參數(shù)對方案進行論證。仿真結果表明，該車制動結構的設計保持了制動力分配系數(shù)的穩(wěn)定性，簡化了該車的制動裝置，降低了整車質量，從而提高了車輛的安全性和穩(wěn)定性。車輛在行駛過程中。但是，在這個設計期間，雖然相關參數(shù)的計算和驗證比較全面，但由于沒有物理處理和驗證，在實際應用過程中可能需要進一步驗證和調試。未來實體物理模型的處理和驗證將進一步加強。參考1微信.汽車制動系統(tǒng)結構設計與計算M. : 清華大學,

50、 20012郭新華汽車結構（第二版）M :高等教育, 20083 王寶喜，賈慶祥。汽車制造技術（第三版）M.：機械工業(yè)，20094 鐘以芳, 吳昌林,唐增寶.機械設計（第二版） M : 華中科技大學, 20015于志生.汽車理論（第三版） M : 機械工業(yè), 20006王望玉.汽車設計（第4版） M : 機械工業(yè), 20 107徐浩.機械設計手冊M : 機械工業(yè), 19988朱龍根.簡明機械零件設計手冊M : 機械工業(yè), 19979 品哲.機械精度設計與檢測基礎M . : 科技大學出版，200310 HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank Josef Adolfss

51、on 、 HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank Amos Ng 、 HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank Petter Olofsgrd 、 HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank Philip Moore 、 Junsheng HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank Pu 。 HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _blank 黃志彪。 HYPERLINK %20%20%20%20:/ t _KDS 基于部件的制造機器系統(tǒng)的設計與仿真J機電一體化, 2002,

52、Vol.12 (9), pp.1239 -1258附錄設計圖（一）剎車盤設計圖（2）活塞設計圖（二）剎車塊設計圖（三）裝配圖翻譯眾所周知，駐車制動器是汽車必備的制動裝置之一。依維柯第二代產品的駐車制動裝置由駐車制動機械操作機構和后鼓式制動器組成。這樣的結構使得后鼓式制動器不僅是行車制動器，而且是駐車制動器。隨著后盤式制動器的應用，Turin-V 轎車的駐車制動器將隨著后制動器的驅動模式而變化。如果后輪采用鼓式制動器，則基本保持原二代產品的結構；如果采用盤式制動器，則必須配置專用的后輪駐車制動器。就盤式制動器而言，有駐車制動結構的盤式制動器，駐車制動力也作用在制動盤兩側的工作面上。這種制動器結構

53、復雜，可靠性相對較差。都靈V型車配備雙活塞滑動前盤式制動器，并專門配備后駐車制動器。駐車制動力作用在制動盤的鼓形工作面上，使制動盤具有兩個獨立的摩擦面，可以增加使用壽命，同時制動鉗的結構也相應簡化。Turin-V轎車后輪駐車制動裝置由機械操作和專用等待駐車制動兩部分組成（制動盤是行車制動和駐車制動的通用部分）。1、機械控制機構基本保持原二代產品結構。主要部件有手柄、前拉線、棘輪板、調節(jié)螺套、鎖緊螺母、后拉線和導板。2、專用駐車制動器的結構和原理與后盤式制動器專用駐車制動器相匹配。制動器通過底部支架上的八個孔用螺栓固定在后橋半軸法蘭上。前后摩擦瓦的上、下端由復位彈簧緊靠上調節(jié)銷和下作用拉臂，中間

54、通過支撐銷與底板連接。撥動上調整銷上的齒輪，使調整銷的長度延長或縮短，從而調整摩擦瓦與制動盤鼓之間的間隙。動作拉臂由后部鋼絲繩控制。手剎拉緊時，動作拉臂以中心軸銷為支點，打開前后摩擦蹄，與制動盤鼓產生有效摩擦。有兩個安裝孔用于安裝后制動鉗總成。后鼓式制動盤將與輪轂、后專用駐車制動器、制動鉗總成有序組合。3.專用后駐車制動器的駐車分解與合成除了后輪轂、后制動盤等幾個零件外，還可以分解合成專用駐車制動器?；竟に嚥襟E如下：從前后摩擦瓦上取下回位彈簧，縮短調整銷的長度，取下摩擦瓦中間的支撐銷夾，即可卸下摩擦瓦。拆下支撐銷，松開后拉線與駐車制動器動作拉臂的連接，拆下第二個動作拉臂，拆下輪速傳感器固定支架即可拆下傳感器。拆下半軸套法蘭上的八個固定螺栓即可拆下駐車制動板支架。根據(jù)對鼓式制動器的要求，可將拆下的零件清洗檢查，超出公差的磨損零件可報廢。合成以分解的相反步驟進行。合成完成后，用游標卡尺測量前后鞋的直徑，同時轉動調節(jié)銷。1，使直徑值 0.4 小于 1720 1 mm。后駐車制動器的調整由于后駐車制動器的制動間隙是非自動補償?shù)?，使用一段時間后，制動間隙