6升汽車盤式制動器的總體設(shè)計方案

名目TOC\o"1—3”\h\z\uHYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書。doc"\l”_Toc11917547#_Toc11917547”前言 1HYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書。doc"\l”_Toc11917548#_Toc11917548”1國內(nèi)汽車盤式制動器應(yīng)用情況 2_Toc11917549#_Toc11917549”1。1.型車、輕卡、SUV及皮卡方面 21。2客車方面 2HYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”\l”_Toc11917552#_Toc11917552"2國外汽車盤式制動器進展?fàn)顩r 4HYPERLINK”file：///F:\\王廣超\\說明書\\說明書.doc"\l”_Toc11917553#_Toc11917553"2.1國外盤式制動器研發(fā)情況介紹 42。1。1制動力和平安性 4\l”_Toc11917555#_Toc11917555"2.1.2結(jié)構(gòu)和成本 4\l”_Toc11917556#_Toc11917556"2。1.3維修保養(yǎng) 42.1.4電子制動掌握系統(tǒng)（EBS） 4_Toc11917558＃_Toc11917558"2。2國外盤式制動器在卡車方面使用情況 5HYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書。doc”\l”_Toc11917559＃_Toc11917559”2。2.1國外的生產(chǎn)廠家 54將來汽車盤式制動器的討論應(yīng)注意以下幾個方面的問題[1］ 8\l”_Toc11917563＃_Toc11917563”4。1提高制動效能、防止塵污和銹蝕； 8_Toc11917564＃_Toc11917564”4.2減輕重量、簡化結(jié)構(gòu)、降低成本； 8HYPERLINK”file:///F:\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”\l”_Toc11917577#_Toc11917577"6.2摩擦材料的種類 10HYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”\l”_Toc11917582#_Toc11917582"7制動系設(shè)計應(yīng)滿意如下的要求 147.1具有足夠的制動效能 14\l”_Toc11917584＃_Toc11917584”7。2工作牢靠 14_Toc11917585＃_Toc11917585"7。3在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)丟失操縱性和方向穩(wěn)定性 14HYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”\l”_Toc11917586＃_Toc11917586”7。3防止水和污泥進入制動器工作表面，保證制動效能的水穩(wěn)定性好 14HYPERLINK”file：///F:\\王廣超\\說明書\\說明書。doc”7.4制動能力的熱穩(wěn)定性良好 14_Toc11917588＃_Toc11917588”7。5操縱輕松，并具有良好的隨動性 15HYPERLINK”file：///F:\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”7.6作用滯后性應(yīng)盡可能好 15HYPERLINK”file：///F:\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”\l”_Toc11917590#_Toc11917590”7.7摩擦襯塊應(yīng)有足夠的使用壽命 15_Toc11917591#_Toc11917591”7.8與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運動干涉,在車輪跳動或汽車轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動 15HYPERLINK”file:///F:\\王廣超\\說明書\\說明書。doc”\l”_Toc11917592#_Toc11917592”7。9能全天候使用，氣溫高時液壓制動管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時氣制動管路不應(yīng)消滅結(jié)冰 15_Toc11917593＃_Toc11917593”8在本次設(shè)計中以1。6升輕型汽車為標(biāo)準(zhǔn)，來設(shè)計前輪的制動器 16_Toc11917594#_Toc11917594”8。1鼓式和盤式制動器的結(jié)構(gòu)形式有多種： 16HYPERLINK”file：///F：\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”\l”_Toc11917595＃_Toc11917595”8。1.1不同的鼓式制動器的主要區(qū)分有［3］： 16\l”_Toc11917596＃_Toc11917596”8.1.2按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動器的種類有以下幾種 16HYPERLINK”file：///F：\\王廣超\\說明書\\說明書。doc"\l”_Toc11917597＃_Toc11917597”9盤式制動器的工作原理 17HYPERLINK”file：///F：\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”10.1固定鉗式 18\l”_Toc11917600＃_Toc11917600”10.2浮動鉗式： 1910.2.1滑動鉗式 19HYPERLINK”file：///F：\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”10.2.2搖擺鉗式 19HYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書。doc"10.2。3搖擺鉗式與固定鉗式相比有以下優(yōu)點 19HYPERLINK”file:///F:\\王廣超\\說明書\\說明書.doc"\l”_Toc11917604#_Toc11917604"10.2.4另外盤式制動器還有以下優(yōu)點 19HYPERLINK”file:///F:\\王廣超\\說明書\\說明書。doc"\l”_Toc11917605＃_Toc11917605”10.2。5盤式制動器的主要缺點是 20\l”_Toc11917606#_Toc11917606”11盤式制動器主要參數(shù)的初步確定 21HYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書.doc”11.1。設(shè)計的原始數(shù)據(jù) 21\l”_Toc11917608＃_Toc11917608”11。2。確定制動襯塊的工作面積A 21HYPERLINK”file:///F：\\王廣超\\說明書\\說明書.doc"11.3。確定摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑 21HYPERLINK”file:///F:\\王廣超\\說明書\\說明書.doc"11。5。確定制動盤厚度h 21HYPERLINK”file:///F:\\王廣超\\說明書\\說明書。doc”\l”_Toc11917612#_Toc11917612"12制動器的設(shè)計和計算［12] 2212。1制動力與制動力安排系數(shù) 22\l”_Toc11917614#_Toc11917614"12。2同步附著系數(shù) 26HYPERLINK”file：///F:\\王廣超\\說明書\\說明書。doc”12。6駐車制動計算 33\l”_Toc11917619#_Toc11917619”12。7摩擦襯塊的磨損特性計算 34\l”_Toc11917620＃_Toc11917620"12.7.1比能量耗散率 34\l”_Toc11917621＃_Toc11917621”12.7.2.比滑磨功 35\l”_Toc11917622#_Toc11917622”13制動器的熱容量和溫升校核 37HYPERLINK”file：///F:\\王廣超\\說明書\\說明書.doc"參考文獻 38HYPERLINK”file:///F:\\王廣超\\說明書\\說明書。doc”\l”_Toc11917624#_Toc11917624"致謝 39前言汽車在當(dāng)今社會生產(chǎn)和生活中是極其重要的交通工具，隨著社會要求的不斷增長和科學(xué)技術(shù)的飛速進展、車輛的高速化都有了很大的提高,很多的交通事故也不斷的增長，制動性能的要求日益成為一個迫切的問題。為此，汽車的制動系統(tǒng)起了重要的作用，制動系統(tǒng)有四部分組成：供能裝置、掌握裝置、傳動裝置和制動器。（如圖1-1）依據(jù)制動能量的傳輸方式,制動系統(tǒng)可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁式等。同時采納兩種以上傳輸能量的制動系統(tǒng)可稱為組合式制動系統(tǒng)。圖1—1凡是利用固定元件工作表面的摩擦而產(chǎn)生制動力矩的制動器稱為摩擦制動器。除了各種緩速裝置以外,行車、駐車及其次（或應(yīng)急）制動系統(tǒng)所用的制動器幾乎都屬于摩擦制動器。1國內(nèi)汽車盤式制動器應(yīng)用情況

隨著我國汽車工業(yè)技術(shù)的進展,格外是轎車工業(yè)的進展，合資企業(yè)的引進，國外先進技術(shù)的進入，汽車上采應(yīng)用盤式制動器配置才逐步在我國形成規(guī)模.格外是在提高整車性能、保障平安、提高乘車者的舒適性,滿意人們不斷提高的生活物質(zhì)需求、改善生活環(huán)境等方面都發(fā)揮了很大的作用.1.1。型車、輕卡、SUV及皮卡方面在從經(jīng)濟與有用的角度動身，一般采納了混合的制動形式，即前車輪盤式制動,后車輪鼓式制動。因轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70％－80％，所以前輪制動力要比后輪大。生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采納了前輪盤式制動，后輪鼓式制動的混合匹配方式。采納前盤后鼓式混合制動器，這主要是出于成本上的考慮，同時也是由于汽車在緊急制動時，軸荷前移，對前輪制動性能的要求比較高,這類前制動器主要以液壓盤式制動器為主流，采納液壓油作傳輸介質(zhì)，以液壓總泵為動力源，后制動器以液壓式雙泵雙作用缸制動蹄匹配.目前大部分轎車(中檔類如夏利、吉利、神龍富康、上海華普、捷達)、微型車（長安之星、昌河、豐田海獅、天津華利、江鈴全順）、高端輕卡（東風(fēng)小霸王、江鈴、瑞風(fēng)、南京依維柯）、SUV及皮卡（湖南長豐、江鈴皮卡)等采納前盤后鼓式混合制動器.2004年我國共產(chǎn)此類車計110萬輛以上.但隨著高速公路等級的提高，乘車檔次的上升，格外上國家平安法規(guī)的強制實施，前后輪都用盤式制動器是趨勢。1。2客車方面氣壓盤式制動器產(chǎn)品技術(shù)先進性明顯，牢靠性總體良好，具有創(chuàng)新性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的集成性.歐美國家自上世紀(jì)90年月初開頭將盤式制動器用于大型公交車。至2000年,盤式制動器（前后制動均為盤式）已經(jīng)成為歐美國家城市公交車的標(biāo)準(zhǔn)配置。我國從1997年開頭在大客車和載重車上推廣盤式制動器及ABS防抱死系統(tǒng),因進口產(chǎn)品價格太高,主要用于高端產(chǎn)品。2004年7月1日交通部強制在7—--12米高Ⅱ型客車上“必須”配備后，國產(chǎn)盤式制動器得以大行其道.北京公交電車公司、上海公交、武漢公交、長沙公交、深圳公交、廣州公交等公司，都在使用為大客車匹配的氣壓盤式制動器。生產(chǎn)廠家主要有：宇通公司2004年產(chǎn)20000多輛客車,其中使用盤式制動器的客車已占一半多；宇通公司自制底盤部份是由二汽在EQ153前后橋基礎(chǔ)升級更改的，每年有10000多套.二汽東風(fēng)車橋用EQ153前后橋改型匹配氣壓盤式制動器的前后橋總成約占6000套以上，是宇通公司最大的氣壓盤式制動器橋供應(yīng)商。宇通公司每年需在一汽采客車底盤3000多臺，一汽客底2004年供了2000多臺，其中帶盤式制動器占一半以上。如一汽客底采納4E前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配置氣壓盤式制動器前橋、11噸420后橋裝在6100（10米）豪華客車上；7噸盤式前橋與13噸435后橋配裝在6120（12米）豪華客車上等，都是宇通公司市場前景較好，利潤附加值很高的車型。江蘇金龍客車的7—9米高Ⅱ型客車客車采納湖橋供帶盤式制動器的車橋2004年在5500臺左右。廈門金龍客車10—12米高Ⅱ型客車以上客車、丹東黃海客車10-12米高Ⅱ型客車、安徽凱斯鮑爾等等國內(nèi)知名的大型廠家均已在批量生產(chǎn)帶盤式制動器的高檔客車。1.3重型汽車方面作為重型汽車行業(yè)應(yīng)用型新技術(shù)，氣壓盤式制動器的已經(jīng)屬成熟產(chǎn)品，目前具有廣泛應(yīng)用的前景。2004年3月紅巖公司領(lǐng)先在國內(nèi)重卡行業(yè)中完成了對氣壓盤式制動器總成的開發(fā)。2005年元月份中國重汽卡車事業(yè)部在提升和改進卡車底盤的過程中，在橋箱事業(yè)部協(xié)作下，將22。5英寸氣壓盤式制動器成功“嫁接"到了重汽斯太爾重卡車前橋上。氣壓盤式制動器在重汽斯太爾卡車前橋上的成功“嫁接”，解決了令整車廠及用戶困擾已久的傳統(tǒng)鼓式制動器制動嘯叫、頻繁制動時制動蹄片易磨損、雨天制動效能降低等一系列問題.氣壓盤式制動器首次在斯太爾卡車前橋上的應(yīng)用，也為今后開發(fā)重汽高速卡車供應(yīng)了閱歷和技術(shù)儲備.與此同時陜西重汽、北汽福田、一汽解放、東風(fēng)公司、江淮汽車等國內(nèi)大型汽車廠均完成了盤式制動器在重型汽車方面的前期型試試驗及技術(shù)貯備工作，盤式制動器在某些方面可以說成為將來重卡制動系統(tǒng)匹配進展的新趨勢。2國外汽車盤式制動器進展?fàn)顩r2。1國外盤式制動器研發(fā)情況介紹國外汽車研發(fā)機構(gòu)經(jīng)過多年的討論和試驗，氣壓盤式制動器在全部的主要性能方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的鼓式制動器，并將其廣泛使用在新型的載重汽車上?，F(xiàn)在一些歐洲汽車公司制造的汽車上，均已開頭大量使用氣壓盤式制動器總成（這種氣壓盤式車輪制動器裝配組裝在汽車的前后車橋總成上）.氣壓盤式制動器與傳統(tǒng)的鼓式制動器相比在制動性能等方面的有明顯的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。2。1.1制動力和平安性在間斷制動狀態(tài)下，鼓式與盤式制動器的制動能力相差不大.但盤式制動器在制動響應(yīng)和制動掌握方面的表現(xiàn)更好一些。但在連續(xù)制動過程中，兩種制動器的差別很大。在長距離的坡路上駛下（如下山），盤式制動器在固定的制動壓力下,完全不失去初始性能，汽車能全程保持肯定的速度行駛.相反，裝有鼓式制動器的汽車,為保持速度，須逐漸增加制動壓力.持續(xù)制動后，在同等制動壓力下,盤式制動器產(chǎn)生的制動力只是略有下降，而鼓式制動器的制動力下降格外大，這兩種制性動器的平安因數(shù)有著很大的差別。2.1。2結(jié)構(gòu)和成本盤式制動器系統(tǒng)包括盤、襯墊、缸和卡鉗，其零件數(shù)少于鼓式制動器系統(tǒng)，同類車型相比其總成的總質(zhì)量比鼓式制動器低18%。盤式制動器總成可以作為一個完整的部件送到車橋裝配線，此部件即包括了盤式制動器的全部零件.這樣就有一個格外的優(yōu)越性,就是可以把全部機械功能預(yù)調(diào)好的、經(jīng)過試驗的裝置供應(yīng)應(yīng)用戶，因而產(chǎn)品的責(zé)任有了明確規(guī)定。2.1.3維修保養(yǎng)盤式制動器的整套操作機構(gòu)密封在外殼中，經(jīng)潤滑以延長其壽命。所以盤式制動器幾乎是無需維修的，維修主要是更換磨損零件,即襯墊和盤.而且,更換襯墊所需的時間也比更換鼓式制動器材套所需的時間少80％.這意味著不僅可以節(jié)省維修成本，還能大大縮短非運營時間。2.1.4電子制動掌握系統(tǒng)（EBS）盤式制動器由于采納簡潔且相當(dāng)成熟的操作機構(gòu)，因而具有格外高的效率。其供應(yīng)的制動靈敏性使EBS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一些強而有效的掌握作用，用以縮短制動距離,提高車輛的穩(wěn)定性和磨損率.盤式制動器在響應(yīng)方面的特性，表現(xiàn)在每個車輪制動相差很小，每個車軸的左右車輪之間的磨損安排均勻。2.2國外盤式制動器在卡車方面使用情況

2.2.1國外的生產(chǎn)廠家長期以來獨霸重卡汽車制動器領(lǐng)域的鼓式制動器，自從1996年戴—克裝有Schmitz公司制造的盤式制動器的奔馳重卡（Actros)貨車問世以來,受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，已面臨被淘汰的危險。盤式制動器以重量輕、磨損小、便于維修的特點聞名于世。為了降低自重和經(jīng)營成本,盤式制動器不僅用于主車的前、后橋上，而且也裝配于掛車車橋。2000年，國外裝配盤式制功器的車橋已占到了全部車橋總成的一半以上。盤式制動器經(jīng)過這幾年的不斷開發(fā),不斷改進，進展格外迅猛。各大公司除在原有轎車用液壓盤式制動器有較大的進展外,更注意在中、重汽車領(lǐng)域開發(fā)氣壓盤式制動器。博世（Bosch）公司制造出了16＂、17.5＂、19.5＂、22。5＂盤式制動器系列產(chǎn)品。世界聞名的（Wabco）制動器制造公司開發(fā)出了19.5＂盤式制動器PAN19-1。瑞典聞名哈蒂克斯（Haldex）公司現(xiàn)已開發(fā)出了17.5＂、19。5＂和22.5＂三種規(guī)格的盤式制動器，奔馳公司的車橋也安裝了Haldex公司的制動鉗?？聵窢枺↘norr)公司研制出了19。5＂、22.5＂盤式制動器。還開發(fā)出了—種有齒的盤式制動器,它是通過另—個有齒的裝置與輪轂連接,這種帶齒的制動盤2001年初已批量生產(chǎn),供應(yīng)應(yīng)DAF，裝在新開發(fā)的CF系列汽車上德國BPW還與Knorr公司合作，研制出新的19.5＂、22。5＂盤式制動器，它的固定制動鉗是從側(cè)面用螺栓連接,轉(zhuǎn)變了一貫軸向用螺栓連接的方式。固定制動鉗螺栓采納全長螺紋.該盤式制動器重量減輕8～10kg。阿文美馳公司制造出了16＂、17.5＂、19。5＂、22.5＂盤式制動器。盧卡斯（Lucoss)制動器有限公司制造出了15.5＂、16＂、17。5＂盤式制動器（該公司現(xiàn)已被Wabco制動器制造公司購買）。2。2。2電子技術(shù)電子技術(shù)也進入了車橋總成。在裝有盤式制動器的車橋上，為了防止貨車因盤式制動器磨損引發(fā)制動失靈，德國BPW公司還開發(fā)了稱為“E—Base—軸(橋)”的一種電子報警系統(tǒng)。該小盒子它收集如輪胎氣壓，摩擦片磨損、制動溫度等一些參數(shù)，然后傳送給駕駛員或運輸公司，可監(jiān)視制動摩擦片的磨損情況。一旦發(fā)現(xiàn)制動摩擦片需要送維修站處理時，它可立即告知.以黃、紅報警燈顯示制動摩擦片損壞程度。5課題的意義及其必要性盤式制動器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡潔、調(diào)整便利。格外是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，能顯著削減制動距離,為車輛供應(yīng)牢靠的平安保障。同時，能顯著削減制動噪聲，有效解決制動引起噪聲污染。從市場前景上分析，盤式制動器作為鼓式制動器的替代產(chǎn)品，市場需求量大.隨著汽車技術(shù)的不斷進展,基于人性化設(shè)計的低底盤車輛：基于乘坐舒適性的空氣彈簧懸架系統(tǒng);基于使汽車制動時更加可控的ABS，ESP等電子系統(tǒng)都將逐步應(yīng)用到各種車輛上,盤式制動器能更好的與這些先進的技術(shù)匹配，因此,無論是液壓還是氣壓盤式制動器，前景都很寬闊。從技術(shù)上看，發(fā)達國家盤式制動器制造和研發(fā)水平已相當(dāng)成熟，而我國盤式制動器生產(chǎn)企業(yè)由于可以引進先進的設(shè)備，制造工藝相對成熟，但研發(fā)目前都還處于仿照階段，對盤式制動器及其與整車的匹配進行深化討論有利于提高我國汽車零配件企業(yè)盤式制動器的研發(fā)水平，縮小與發(fā)達國家的差距。經(jīng)筆者測試,裝有鼓式制動器的城市公交車輛在剎車的瞬間,制動噪音可高達110分貝，造成嚴(yán)重的噪音污染。而裝有盤式制動器的公交車輛剎車時的噪音低于70分貝。因此，從環(huán)保的角度來看,采納盤式制動器也是必要的。我國汽車工業(yè)正處于黃金進展時期，2006年全國轎車銷售量為383萬輛，保有量也達到1149萬輛。商用車輛需求也十分旺盛，2007年1}8月份全國商用車產(chǎn)量為1676221輛。為了提高汽車的行駛平順性，安裝空氣彈簧懸架系統(tǒng)已是大勢所趨。此外，為了迎接2008年北京奧運會，體現(xiàn)本屆奧運會“綠色奧運”的宗旨，以及為了迎接2010年上海世博會，北京、上海公交己經(jīng)領(lǐng)先進行了鼓改盤的改造，全國其它城市公交車輛必定會順應(yīng)大流，實行鼓改盤的改造.因此,無論是從提高汽車性能，還是從環(huán)保的角度來看，討論盤式制動器及其與整車的匹配都是十分有必要的.6摩擦材料的進展6。1摩擦材料的一般性能要求(1)摩擦材料的摩擦系數(shù)要穩(wěn)定牢靠，在制動速度、壓力、溫度以及環(huán)境介質(zhì)變化大的情況下仍具有足夠高的摩擦系數(shù)和良好的制動穩(wěn)定性.動、靜摩擦系數(shù)相差不應(yīng)太大，保證制動過程平穩(wěn)、沖擊力小、噪聲低。（2）摩擦材料要有高的耐磨性，摩擦材料需要有肯定的壽命。(3）摩擦材料要具有良好的物理、機械性能，熱容量要大,材料在高溫下還需有肯定的強度，能承受肯定的拉壓強度和剪切強度，能承受制動時的壓力和橫向摩擦剪切力，具有高的制動功率和能量汲取能力。（4）摩擦材料要有較好的幾何尺寸穩(wěn)定性,避開摩擦不均勻，造成局部過度磨損，影響使用壽命。（4)摩擦材料要有較小的熱衰退和較快的摩擦系數(shù)恢復(fù)速度。（5)摩擦材料在制造和使用過程中不能對環(huán)境造成污染和對人體造成危害。（6)摩擦材料要制造工藝簡潔，原料來源充足，經(jīng)濟性好,價格廉價，具有良好的性價比6。2摩擦材料的種類隨著材料科學(xué)的進展，目前已應(yīng)用的摩擦材料有很多種。按其在組分中的主要成分可分為:石棉有機摩擦材料、半金屬摩擦材料、非石棉有機摩擦材料和粉末冶金金屬陶瓷摩擦材料等(1）石棉有機摩擦材料 石棉有機摩擦材料，由于它具有較穩(wěn)定的摩擦磨損性能,同時有良好的工藝性,生產(chǎn)價格低，比重小、不易損傷對偶材料等獨特優(yōu)點，所以在80年月以前被廣泛應(yīng)用。它的缺點是導(dǎo)熱性和耐熱性差，摩擦熱不易散發(fā),容易導(dǎo)致其工作表面溫度較高，而石棉在400℃左右開頭失去結(jié)晶水,S50℃時完全丟失結(jié)晶水,脫水后的石棉摩擦特性變壞，造成摩擦性能不穩(wěn)定，消滅明顯的“熱衰退，,現(xiàn)象.后來又由于人們發(fā)現(xiàn)石棉摩擦材料的粉塵是影響人體健康的致癌物質(zhì)，所以現(xiàn)在有很多國家禁止使用，同時人們也正在努力尋找一種能夠完全替代石棉的增強纖維材料。（2）半金屬摩擦材料半金屬摩擦材料是一種由增強纖維、增塑劑、摩擦組元、潤滑組元和樹脂組成的摩擦材料。它以金屬纖維（鋼纖維、銅纖維等）代替石棉纖維，以樹脂或其它改性物作為粘結(jié)劑，加入各種摩擦性能調(diào)節(jié)劑而組成的。它的一般成分為粘結(jié)劑（酚醛系列樹脂)占5%^'150l0，鐵、銅及其合金的纖維和粉末占40%^-70%，石墨等減摩劑占10%^'20%｝其余為橡膠粉、腰果油等增摩劑及一些調(diào)整性能的填料。半金屬摩擦材料中也有使用A1203}Si02，等陶瓷纖維和碳纖維的。這些材料以增加金屬成分來提高使用溫度，延長壽命,并加入多種添加劑來提高摩擦穩(wěn)定性和抗粘著性、降低制動噪聲和振顫現(xiàn)象。（3）鋼纖維是半金屬摩擦材料材料中使用較多的一種增強纖維，鋼纖維是美國Bendix公司早在1974年，就成功研制出的由鋼纖維作為增強材料的新型摩擦材料。它是使用低碳鋼采納超聲波切削法制成,含油量低，表面活性好，具有高耐磨性和良好的導(dǎo)熱性，避開表面溫度過高，在400℃以下，鋼纖維增強樹脂的摩擦系數(shù)穩(wěn)定，且制動噪聲低.但鋼纖維含量過高容易引起銹蝕，硬度大易傷對偶副?？傮w來講，半金屬摩擦材料具有如下主要優(yōu)點：①摩擦系數(shù)在400℃以下，具有良好的熱穩(wěn)定性;②耐磨性好，使用壽命是石棉摩擦材料的3——5倍;③在較高負(fù)荷下具有良好的摩擦性能，摩擦系數(shù)穩(wěn)定；④導(dǎo)熱性好，溫度梯度小，能改善摩擦面的溫度環(huán)境。⑤制動噪音小，對環(huán)境污染小。它廣泛應(yīng)用于國產(chǎn)轎車如奧迪,桑塔納，夏利等車上。半金屬摩擦材料存在的缺點:①鋼纖維容易生銹,易損傷對偶面，加劇磨損,摩擦系數(shù)穩(wěn)定性變差。鋼纖維容易生銹，銹蝕后會粘著對偶或者損傷對偶，使摩擦材料強度降低、磨損加劇，同時鋼纖維的硬度高，也易刮傷對偶，加速對偶的磨損。②由于半金屬摩擦材料熱傳導(dǎo)率高,當(dāng)溫度高于3000C時，易于使摩擦材料與鋼基板間的粘結(jié)樹脂分解，加上溫度梯度差異大引起熱應(yīng)力甚至消滅剝離現(xiàn)象，同時高的摩擦熱傳到制動器液壓機構(gòu)，導(dǎo)致密封圈軟化和制動液發(fā)生氣阻而造成制動失靈。半金屬摩擦材料的組成是決定其摩擦學(xué)特性的主要因素。現(xiàn)有學(xué)者將模糊優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用于半金屬摩擦材料配方的優(yōu)化設(shè)計和綜合評價中，通過配方來調(diào)整材料的綜合性能。國外有些專利介紹在配方中加入鋅或鋅的化合物、CaF：或用某些樹脂涂覆鋼纖維等可以起到防銹效果.③易產(chǎn)生低頻噪音。（4）非石棉有機摩擦材料及混雜纖維摩擦材料在石棉摩擦材料的替代品討論中，除了鋼纖維等金屬纖維類以外，目前比較多見的還有:玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維以及由這些纖維相混合而成的混雜纖維等.①玻璃纖維摩擦材料玻璃纖維增強的摩擦材料其摩擦特性主要取決于玻璃纖維的機械、物理性能和摩擦條件.玻璃纖維進展歷史比較長,產(chǎn)量較大，且熱穩(wěn)定性較好。它的特點是:玻璃纖維可長時間在550℃以下工作而性能基本穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性較好，與樹脂親和性較好，但玻璃纖維表面光滑，與樹脂基體的粘結(jié)性較差，造成一般玻璃纖維的增強效果并不抱負(fù)。玻璃纖維增強材料對載荷、滑動速度及制動溫度等因素反應(yīng)較敏感。在高速重載及高溫下，摩擦系數(shù)變化明顯，不穩(wěn)定。由于玻璃纖維硬度過高，磨損比石棉增強材料要大；當(dāng)溫度超過800℃時易形成玻璃珠，玻璃珠莫氏硬度很高，對對偶材料的磨損會進一步增加;A.P。Verman和P。Gopal等對玻璃纖維增強摩擦材料作的系統(tǒng)討論表明玻璃纖維有硬度過高(HB50以上)，磨損比石棉增強材料大一倍以上；工作溫度超過800℃時易形成莫氏硬度高的玻璃珠，容易損傷對偶材料：在摩擦系數(shù)隨溫度變化曲線上消滅二個低峰，不穩(wěn)定的缺點。雖然存在肯定不足，這種材料在汽車上得到了肯定范圍的應(yīng)用.②碳纖維摩擦材料7制動系設(shè)計應(yīng)滿意如下的要求7.1具有足夠的制動效能行車制動能力是用肯定制動初速度下的動減速度和制動距離兩項指標(biāo)來評定的；駐坡能力是以汽車在良好路面上能牢靠的停駐的最大坡度來評定的.7.2工作牢靠行車制動裝置至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器的管路，當(dāng)一套管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車的制動能力不低于沒有失效時規(guī)定值的30%。行車和駐車制動裝置可以有共同的制動器,而驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)各自獨立。行車制動裝置都用腳操縱，其他的制動裝置多為手操縱。7。3在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)丟失操縱性和方向穩(wěn)定性為此，汽車前后輪的制動力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤詈媚茈S各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一軸上左、右輪制動器的制動力矩應(yīng)相同。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時，將失去操縱性；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，會失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動力矩差值超過15%時，會發(fā)生制動時汽車跑偏。7。3防止水和污泥進入制動器工作表面，保證制動效能的水穩(wěn)定性好制動器摩擦表面浸水后,會因水的潤滑作用使摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定出水后反復(fù)制動5——15次，即應(yīng)恢復(fù)其制動效能.良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)飛快.也應(yīng)防止泥沙、污物等進入制動器工作面，否則會使制動效能降低并加速磨損。11盤式制動器主要參數(shù)的初步確定11.1.設(shè)計的原始數(shù)據(jù)(1)汽車的排量為：1.6L;（2）汽車的自重為：1250kg,載重量為500kg；（3)汽車的軸距：2511mm；（4）發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩：145N.m（3800r/min);(5）最大功率：74kw(6000r/min）;（6）最高車速180km/h.11。2.確定制動襯塊的工作面積A在確定盤式制動器制動襯塊的工作面積A時,依據(jù)制動襯塊單位面積占有汽車的質(zhì)量，一般推舉在1。6—3。5kg/.由于該車的滿載總質(zhì)量為1750Kg,選用3.5kg/,因此制動器襯塊的工作面積A=1750/3。5=500 .11.3.確定摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑 推舉摩擦襯塊的外半徑 與內(nèi)半徑的比值不大于1。5.若此偏大大工作時襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻,接觸面積削減，最終將導(dǎo)致制動力矩變化大。因此選 /=1。4，則，則=90.04mm,取=90mm,則=127.4mm，取=128mm。11。4。確定制動盤直徑D制動盤直徑D應(yīng)盡可能取大一些,這時制動盤的有效半徑得到增加，可以減小制動鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的70％——79％。取制動盤直徑D=256mm。12.3制動強度和附著系數(shù)利用率上面已給出了制動強度q和附著系數(shù)利用率的定義式，如式（6)和式（12）所示。下面再商量一下當(dāng)=、<和〉時的q和。依據(jù)所選定的同步附著系數(shù),可由式（8）及式（10）求得(13）（14）進而求得(15）（16）當(dāng)〈時:可能得到的最大總制動力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，即=。由式(6）、式（7）、式(12）和式（15)得(17）（18)（19)當(dāng)〉時:可能得到的最大總制動力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，即.由式（6）、式(7)、式(12)和式（16）得（20）（21）（22）對于值恒定的汽車，為使其在常遇附著系數(shù)范圍內(nèi)不致過低,其值總是選的小于可能遇到的最大附著系數(shù)。所以在>的良好路面上緊急制動時,總是后輪先抱死。12.4制動器最大制動力矩應(yīng)合理地確定前、后輪制動器的制動力矩，以保證汽車有良好的制動效能和穩(wěn)定性。最大制動力是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時制動力與地面作用于車輪的法向