轎車盤式制動器設(shè)計
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畢業(yè)設(shè)計(論文)中期報告
題目： 轎車盤式制動器
1.設(shè)計（論文）進(jìn)展情況
本設(shè)計已經(jīng)完成以下內(nèi)容：
（1)對于在開題答辯中，老師對我報告的格式，以及我此次設(shè)計過程中應(yīng)該注意的問題,我明確了自己的設(shè)計方向，修改了開題報告的內(nèi)容和格式，并通過了指導(dǎo)老師的檢查。
（2)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置的相關(guān)規(guī)定、規(guī)范和原則,我完成了盤式制動器的初步數(shù)據(jù)的選取，完成了制動盤，制動鉗體等相關(guān)設(shè)計圖。
（3)完成了外文翻譯。
（4)初步完成了盤式制動器各部分參數(shù)的確定，以及有關(guān)的計算。通過查閱資料確定了自己設(shè)計為浮動鉗盤式制動器，更加深刻的知道了其工作的原理，同時了解了設(shè)計的原則，完成了制動力矩的計算。制動受力分析
對后輪接地點取力矩得：
式中:——地面對前輪的法向反作用力
——汽車重力
——汽車質(zhì)心距前軸距離
——汽車質(zhì)量
——汽車質(zhì)心高度
——汽車減速度
同理， 對前輪有
可以寫出前后輪上力矩平衡式為:
認(rèn)為
——前后輪制動器對車輪作用的制動力矩。并且：
在輪緣克服制動器摩擦力矩所需要的力稱為制動器制動力，用表示，有：
由此可知，制動器制動力由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，即取決于制動器的型式，結(jié)構(gòu)尺寸，制動器，摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪半徑，并且與制動踏板力，即制動系的液壓或空氣成正比。
制動過程中地面制動力，制動器制動力附著力的關(guān)系。
汽車的地面制動力首先取決于制動器制動力，但同時又受到地面附著條件的限制，所以只有汽車具有足夠的制動器動力，同時地面又能提供高的附著力時，才能獲得足夠的地面制動力。
最大地面制動力：
制動力矩的計算
盤式制動器的計算用如圖所示，假定襯塊的摩擦表面全部與制動盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動器制動力矩為：
式中：N——單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力
R——作用半徑
f——摩擦系數(shù) 取f=0.3
盤式制動器的計算用圖
對于常見的具有扇面摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔皇呛艽螅等于平均半徑，。其中為摩擦襯片表面的內(nèi)半徑和外半徑。
（一般外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5）
初選外徑略小于制動盤直徑（256 mm），即初選摩擦片外徑=127mm，摩擦片內(nèi)徑初選=105 mm，=1.211.5 合格
而
所以
鉗盤式制動器的作用半徑計算用圖
2. 存在問題及解決措施
存在問題：在本設(shè)計中涉及了大量的計算，都沒有過多接觸過，在綜合考慮選用什么材料和經(jīng)濟(jì)等方面還有很大的欠缺。我會認(rèn)真的參考資料積極的和同學(xué)討論，研究。向?qū)熣埥?。同時克服作圖不能按照計算結(jié)果畫出一樣的圖的問題。
解決措施：通過繼續(xù)查閱資料繼續(xù)完善論文，完善相關(guān)的計算，完成同步附著系數(shù)的選取、制動效能因數(shù)的選取。對制動器的受力分析與計算、摩擦襯塊的摩擦特性分析計算。同時進(jìn)一步的吸取老師給的問題完善圖中的問題，做出改進(jìn)，優(yōu)化設(shè)計，以求更加準(zhǔn)確。
3. 后期工作安排
對轎車盤式制動器零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計改進(jìn)，改進(jìn)中期設(shè)計中存在的問題缺點，比如材料選取不合理，對制動效果的影響，同時污染太大，不環(huán)保等等的缺陷。
第6-7周2014.3.16-3.22):初步完成轎車盤式制動器的設(shè)計，和外文翻譯的完善；準(zhǔn)備中期檢查報告，并進(jìn)行中期答辯
第8-15周（2014.3.23-5.25):完成轎車盤式制動器的總體設(shè)計，完成裝配圖及零件圖；并撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
指導(dǎo)老師簽字： 年 月 日
4
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題目：轎車盤式制動器
1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1.1題目背景、研究意義
汽車制動系統(tǒng)是汽車各個系統(tǒng)中最為重要的。如果制動系統(tǒng)失靈，那么結(jié)果將會是毀滅性的。制動器實際上是一個能量轉(zhuǎn)化裝置，這種轉(zhuǎn)化實際上是把汽車的動能轉(zhuǎn)換為汽車的熱能揮發(fā)出去，當(dāng)制動器制動時，驅(qū)動程序來命令十倍于以往的力來使汽車停止下來。制動系統(tǒng)可以發(fā)揮上千磅的壓力來分配給四個制動器。
盤式制動器又稱為碟式制動器，這種制動器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便，特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。有些盤式制動器的制動盤上還開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱，提高制動效率。由制動器設(shè)計的一般原則，綜合考慮制動效能、制動效能穩(wěn)定性、制動間隙調(diào)整簡便性、制動器的尺寸和質(zhì)量及噪聲等諸多因素設(shè)計本產(chǎn)品。在設(shè)計中涉及到同步系數(shù)的選取、制動器效能因素的選取、制動力矩的計算，以及制動器主要元件選取，最后對設(shè)計的制動器進(jìn)行校核計算[1]。
汽車制動系可分為行車、駐車、應(yīng)急、輔助內(nèi)部分裝置。任何制動裝置都具有供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器四個部分組成。較為完善的制動系還具有制動力調(diào)節(jié)裝置，以及報警裝置、壓力保持裝置。
盤式制動器多用于汽車的前輪，有不少車輛四個車輪都用盤式制動器。制動盤裝在輪級上、與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動時，主缸的液體壓力傳遞到盤式制動器。該壓力推動摩擦襯片靠到制動盤上，阻止制動盤轉(zhuǎn)動。
現(xiàn)在，盤式制動器在汽車上已經(jīng)越來越多地被采用，特別是在轎車上已被廣泛采用，在很多中高級轎車上，前后輪都已經(jīng)采用盤式制動器。盤式制動器在液力助力下制動力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動表現(xiàn)，其制動效能遠(yuǎn)高于鼓式制動器，而且空氣直接通過盤式制動盤，故盤式制動器的散熱性很好。但是盤式制動器結(jié)構(gòu)相對于鼓式制動器來說比較復(fù)雜，對制動鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價高于鼓式制動器[2]。
按摩擦副中固定元件結(jié)構(gòu)，盤式制動器可分為鉗盤式和全盤式。
固定鉗盤式在汽車上用的最早（50年代就開始使用），優(yōu)點是：除活塞和制動塊外無滑動件，這易保證鉗的剛度，易實現(xiàn)從鼓式到盤式的改進(jìn)，也能適用分路系統(tǒng)的要求。
近年來，由于汽車性能要求的提高，固定鉗盤式的缺點，暴露較明顯，因而導(dǎo)致浮動鉗（特別是滑動鉗）的迅速發(fā)展。首先，固定鉗至少要有兩個油缸分置于制動盤兩側(cè)，所以須有橫跨的內(nèi)部油道或外部油道來連通，這就使制動器的徑向和軸向尺寸加大，布置也較難；而浮動鉗的外側(cè)無油缸，可將制動器進(jìn)一步移進(jìn)輪轂；其次，在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動液溫度過高而汽化，浮動鉗由于沒有跨越制動盤的油道或油管，減少了受熱機(jī)會。所以制動溫度可以比固定鉗低30-50℃，又采用浮動鉗可將活塞和油缸等精密件減去一半，造價大為降低。
1.2國內(nèi)外相關(guān)研究情況
隨著我國汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,特別是轎車工業(yè)的發(fā)展,合資企業(yè)的引進(jìn)，國外先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)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。特別是在提高整車性能、保障安全、提高乘車者的舒適性，滿足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。
鉗盤式制動器是近年也開始應(yīng)用于工程機(jī)械、冶金機(jī)械、礦山以及港口機(jī)械等設(shè)備中的一種軸向作用的制動器[3]。
（1）在轎車、微型車、輕卡、SUV及皮卡方面：在從經(jīng)濟(jì)與實用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動形式，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，就采用了前輪盤式制動，后輪鼓式制動的混合匹配方式。采用前盤后鼓式混合制動器，這主要是出于成本上的考慮，同時也是因為汽車在緊急制動時，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，采用液壓油作傳輸介質(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[4]。目前大部分轎車(中檔捷 達(dá))、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）等采用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，特別上國家安全法規(guī)的強(qiáng)制實施，前后輪都用盤式制動器是趨勢。
（2）在大型客車方面：氣壓盤式制動器產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性明顯，可靠性總體良好，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年代初開始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年開始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(jìn)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(qiáng)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。如一汽客底采用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型客車客車采用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。
2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1本課題主要研究內(nèi)容
本課題主要的研究內(nèi)容有：
① 汽車盤式制動器工作原理
② 汽車盤式制動器設(shè)計緊湊，減少成本，實用壽命進(jìn)行研究
③ 盤式制動器的設(shè)計，制動器的制動力矩的計算，制動時間與制動效果的計算。
2.2研究方案
按摩擦副中固定元件結(jié)構(gòu)，盤式制動器可分為鉗盤式和全盤式。
固定鉗盤式在汽車上用的最早（50年代就開始使用），優(yōu)點是：除活塞和制動塊外無滑動件，這易保證鉗的剛度，易實現(xiàn)從鼓式到盤式的改進(jìn)，也能適用分路系統(tǒng)的要求。
近年來，由于汽車性能要求的提高，固定鉗盤式的缺點，暴露較明顯，因而導(dǎo)致浮動鉗（特別是滑動鉗）的迅速發(fā)展。首先，固定鉗至少要有兩個油缸分置于制動盤兩側(cè)，所以須有橫跨的內(nèi)部油道或外部油道來連通，這就使制動器的徑向和軸向尺寸加大，布置也較難；而浮動鉗的外側(cè)無油缸，可將制動器進(jìn)一步移進(jìn)輪轂；其次，在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動液溫度過高而汽化，浮動鉗由于沒有跨越制動盤的油道或油管，減少了受熱機(jī)會。所以制動溫度可以比固定鉗低30-50度，又采用浮動鉗可將活塞和油缸等精密件減去一半，造價大為降低。
綜合以上各項，參照所給參數(shù)以現(xiàn)代汽車上實際采用的型式，確定本設(shè)計的前輪制動器為浮動鉗盤式制動器。
2.3研究方法或措施
分別對選定的方案，查閱相關(guān)資料，對工作方式進(jìn)行驗證，了解其優(yōu)缺點，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件選擇。如有需要對其進(jìn)行軟件模擬，和進(jìn)行實物考察參照。
3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作
本課題的重點是：制動器制動力矩的計算，參數(shù)的選取。各個零件工作的計算。
難點是：制動器鉗盤的設(shè)計計算要求高，對裝置要求的可實用性高，計算復(fù)雜。
前期已開展工作：查閱汽車盤式制動器相關(guān)資料，了解汽車盤式制動器的組成及裝配關(guān)系；并為進(jìn)一步周密的設(shè)計做好充分的準(zhǔn)備。
4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃
第1-3周：查閱相關(guān)資料，了解工作原理及特點，完成基礎(chǔ)知識的積累并撰寫開題報告；
第4-6周：方案論證，深化方案具體實施步驟；
第7-10周：轎車盤式制動器的具體方案設(shè)計，圖紙繪制，準(zhǔn)備中期答辯；
第11-15周：撰寫畢業(yè)論文，論文修改，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
5 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6 所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
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6
本科畢業(yè)設(shè)計(論文)
題目：轎車盤式制動器
II
轎車盤式制動器設(shè)計
摘要
汽車制動系統(tǒng)是汽車各個系統(tǒng)中最為重要的。如果制動系統(tǒng)失靈，那么結(jié)果將會是毀滅性的。制動器實際上是一個能量轉(zhuǎn)化裝置，這種轉(zhuǎn)化實際上是把汽車的動能轉(zhuǎn)換為汽車的熱能揮發(fā)出去，當(dāng)制動器制動時，驅(qū)動程序來命令十倍于以往的力來使汽車停止下來。制動系統(tǒng)可以發(fā)揮上千磅的壓力來分配給四個制動器。
盤式制動器又稱為碟式制動器，這種制動器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便，特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。有些盤式制動器的制動盤上還開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱，提高制動效率。由制動器設(shè)計的一般原則，綜合考慮制動效能、制動效能穩(wěn)定性、制動間隙調(diào)整簡便性、制動器的尺寸和質(zhì)量及噪聲等諸多因素設(shè)計本產(chǎn)品。在設(shè)計中涉及到同步系數(shù)的選取、制動器效能因素的選取、制動力矩的計算，以及制動器主要元件選取，最后對設(shè)計的制動器進(jìn)行校核計算。
關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)，盤式制動器,同步系數(shù)
The Disc Brake Design
Abstract
The braking system is the most important system in car. If the brakes fail, the result can be disastrous. brakes are actually energy conversion devices, which convert the kinetic energy of the vehicle into thermal energy .when stepping on the brakes, the drivers commands a stopping force ten times as powerful as the force that puts the car in motion. the braking system can exert thousands of pounds of pressure on each of the four brakes.
The disc brake is called the small dish type brake, this kind of brake radiates quickly, the weight light, the structure simple, the adjustment is convenient, specially when high load the performance is good, applies the brake the effect to be stable, moreover did not fear the spate attack, under the winter and the bad state of roads the driving, the disc type applies the brake compared to the drum type to apply the brake to stop easily in the short time the vehicle. On some disc brake disc has also opened many eyelets, accelerates to ventilate the radiation, enhances the brake efficiency. The principle of the design to the brake system. Synthesize the consideration of the effect to the brake system, the stability of the effect to the brake system, the simple and convenient of the brake cleft adjusting, the size and quantity of the brake system, the same of the brake system and so on to design the product. In this design, adhere to synchronously the coefficient selects by examinations, affect factor selects of the brake system. The calculation of the brake moment, and the selects of the important parts of the brake system , check the whole design at last.
Keywords：Brake system , Disc brake,Synchronous Coefficient
目錄
1 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 盤式制動器的研究意義 1
1.3 國內(nèi)外研究情況 2
1.4 論文的提出及本文的組織 5
1.4.1 論文的提出及本人所做的主要工作 5
1.4.2 本設(shè)計所選方案及說明 5
1.4.3 論文的主要內(nèi)容 8
2.制動器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 9
2.1 汽車盤式制動器 9
2.2 制動器的管路選取 9
2.3 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu) 9
3.制動器的設(shè)計 11
3.1盤式制動器組成 11
3.1.1 制動盤 11
3.1.2 制動鉗 11
3.1.3 制動塊 11
3.1.4 摩擦材料 11
3.1.5 制動器間隙 12
3.2 同步附著系數(shù)選取 12
3.3 制動效能因數(shù) 14
3.4 制動受力分析與力矩計算 14
3.4.1 制動受力分析 14
3.4.2 制動力矩計算 15
3.5 摩擦襯塊的摩擦特性 16
3.6 制動器液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 16
4.校核與技術(shù)要求 19
4.1制動器的熱容量和溫升的核算 19
4.2制動器的調(diào)試 19
4.2.1制動盤的技術(shù)要求 19
4.2.2制動鉗技術(shù)總成要求 19
4.2.3前輪輪轂總成技術(shù)要求 21
4.3總成裝配拆卸與檢查的技術(shù)要求 21
參考文獻(xiàn) 22
致謝 23
畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 24
畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 25
1 緒論
1.1 概述
現(xiàn)在，盤式制動器在汽車上已經(jīng)越來越多地被采用，特別是在轎車上已被廣泛采用。盤式制動器在液力助力下制動力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動表現(xiàn)，其制動效能遠(yuǎn)高于鼓式制動器，而且空氣直接通過盤式制動盤，故盤式制動器的散熱性很好。但是盤式制動器結(jié)構(gòu)相對于鼓式制動器來說比較復(fù)雜，對制動鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價高于鼓式制動器。
汽車制動系可分為行車、駐車、應(yīng)急、輔助內(nèi)部分裝置。任何制動裝置都具有供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器四個部分組成。較為完善的制動系還具有制動力調(diào)節(jié)裝置，以及報警裝置、壓力保持裝置。
盤式制動器多用于汽車的前輪，有不少車輛四個車輪都用盤式制動器。制動盤裝在輪級上、與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動時，主缸的液體壓力傳遞到盤式制動器。該壓力推動摩擦襯片靠到制動盤上，阻止制動盤轉(zhuǎn)動。
按摩擦副中固定元件結(jié)構(gòu)，盤式制動器可分為鉗盤式和全盤式。
固定鉗盤式在汽車上用的最早（50年代就開始使用），優(yōu)點是：除活塞和制動塊外無滑動件，這易保證鉗的剛度，易實現(xiàn)從鼓式到盤式的改進(jìn)，也能適用分路系統(tǒng)的要求。
近年來，由于汽車性能要求的提高，固定鉗盤式的缺點，暴露較明顯，因而導(dǎo)致浮動鉗（特別是滑動鉗）的迅速發(fā)展。首先，固定鉗至少要有兩個油缸分置于制動盤兩側(cè)，所以須有橫跨的內(nèi)部油道或外部油道來連通，這就使制動器的徑向和軸向尺寸加大，布置也較難；而浮動鉗的外側(cè)無油缸，可將制動器進(jìn)一步移進(jìn)輪轂；其次，在嚴(yán)酷的使用條件下，固定鉗容易使制動液溫度過高而汽化，浮動鉗由于沒有跨越制動盤的油道或油管，減少了受熱機(jī)會。所以制動溫度可以比固定鉗低30-50℃，又采用浮動鉗可將活塞和油缸等精密件減去一半，造價大為降低。
1.2 盤式制動器的研究意義
汽車在我們的生活中占據(jù)了越來越多的作用，可以說，沒有了汽車，不能想象這個世界會是一個什么模樣。什么都會改變，為了去一趟遠(yuǎn)方，人們可能一天一夜不能休息的趕路，或者一路顛簸，身體與心靈都會疲憊。當(dāng)然，作為汽車中最最主要部分。制動器對于汽車的安全起到了及其重要的保障，可以這樣說，若是制動器產(chǎn)生了故障，那么人身安全將得不到任何保障。當(dāng)今社會，汽車在人們的生活中起著越來越重要的作用，同時，汽車的設(shè)計與生產(chǎn)涉及到許許多多的領(lǐng)域，以其獨特的安全性，經(jīng)濟(jì)性，舒適性等眾多指標(biāo)，也對設(shè)計提出了更高的要求。汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的一個重要主動性能的好壞對汽車的行駛安全有著重要影響。隨著汽車的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能，長壽命的的制動系統(tǒng)。該性能的好壞對汽車的行駛和安全有著重要的影響。由于制動系統(tǒng)的重要性，對于制動器的要求和性能需要經(jīng)過仔細(xì)推敲，以求得到預(yù)期效果。目前，盤式制動器將逐步取代鼓式制動器，主要是由于盤式制動器和鼓式制動器的優(yōu)缺點決定的。盤式制動器在液力助力下制動力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動表現(xiàn)，其制動效能遠(yuǎn)高于鼓式制動器，而且空氣直接通過盤式制動盤，故盤式制動器的散熱性很好，除外，較之鼓式制動器，盤式制動器還有如下主要優(yōu)點：制動穩(wěn)定性好；制動力矩與汽車前進(jìn)和后退行駛無關(guān)；在輸出同樣大小的制動力矩的條件下， 盤式制動器的質(zhì)量和尺寸比鼓式要??；盤式的摩擦襯塊比鼓式的摩擦襯片在磨損后更易更換， 結(jié)構(gòu)也較簡單，維修保養(yǎng)容易。如果若是沒有制動，汽車則會很難在較短的時間內(nèi)停止下來，幾乎如同永動機(jī)不得停歇下來。行駛的安全也會受到影響。其實機(jī)器也是有感情的，制動器都需要車主的細(xì)心呵護(hù)。不僅僅是對制動系統(tǒng)。對于每個系統(tǒng)和部件來說。勤于保養(yǎng)。定期吐故納新，才會有更完美的響應(yīng)。中國人素有的勤儉節(jié)約的傳統(tǒng)美德。有些車主本著物盡其用的原則。只要制動器還可以制動完成，剎車還能踩下去，就沒有更換剎車盤的意識。我建議千萬不要因小失大，畢竟制動器直接關(guān)系到我們的生命安全。
1.3 國內(nèi)外研究情況
隨著我國汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,特別是轎車工業(yè)的發(fā)展,合資企業(yè)的引進(jìn)，國外先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)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。特別是在提高整車性能、保障安全、提高乘車者的舒適性，滿足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。在中國汽車安全標(biāo)準(zhǔn)不斷強(qiáng)化的背景下，乘用及商用車制動系統(tǒng)開始向盤式制動器過渡， 同時ABS 也開始由中高級乘用車向經(jīng)濟(jì)型乘用車及商用車普及。此外，隨著外資系制造商向中國的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移及民族系制造商研發(fā)事業(yè)取得進(jìn)展， 技術(shù)性更高的氣壓盤式制動器、ABS 的量產(chǎn)體制建設(shè)也不斷向前發(fā)展。2007 年汽車制動器生產(chǎn)規(guī)模同比增長24%增至2804 萬臺，其中盤式制動器生產(chǎn)比率從1998 年的3.2%增至2007 年的41.8%。2007 年6 家統(tǒng)計對象的ABS 累計產(chǎn)量更達(dá)113 萬臺。制動器發(fā)展作為消費者安全系數(shù)息息相關(guān)零部件在未來汽車零部件發(fā)展的歷程中占據(jù)舉足輕重的位置。盤式制動器研究工作方興未艾。由于其用途的廣泛性及結(jié)構(gòu)形式的多樣性,國內(nèi)外學(xué)者對其研究方向和研究方法的選擇不盡相同,有的從理論方面進(jìn)行專題研究,有的從試驗方面進(jìn)行實驗研究。要對制動器進(jìn)行完整的熱分析,還要從以下幾個方面進(jìn)一步研究:①由于制動過程中壓力分布與溫度場及磨損相互耦合,應(yīng)將壓力分布與熱分析及磨損作為統(tǒng)一的耦合問題來分析,同時必須采用彈塑性理論求解應(yīng)力場;②由于實際接觸表面為粗糙表面,應(yīng)研究粗糙表面的形貌模型,并在該模型的基礎(chǔ)上研究制動器摩擦磨損熱動力學(xué);③現(xiàn)在對摩擦材料熱物理特性缺乏研究,今后可考慮對特定的制動材料配對進(jìn)行包括材料熱物理參數(shù)在內(nèi)的整個摩擦、磨損研究。隨著高新技術(shù)的不斷應(yīng)用與發(fā)展及新材料的不斷出現(xiàn),盤式制動器的理論與試驗研究內(nèi)容也將會得到不斷更新與發(fā)展。鉗盤式制動器是近年也開始應(yīng)用于工程機(jī)械、冶金機(jī)械、礦山以及港口機(jī)械等設(shè)備中的一種軸向作用的制動器。
在轎車、微型車、輕卡、SUV及皮卡方面：在從經(jīng)濟(jì)與實用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動形式，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，就采用了前輪盤式制動，后輪鼓式制動的混合匹配方式。采用前盤后鼓式混合制動器，這主要是出于成本上的考慮，同時也是因為汽車在緊急制動時，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，采用液壓油作傳輸介質(zhì)，以液壓總泵為動力源，后制動器以液壓式雙泵雙缸。 大多數(shù)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）等采用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，特別上國家安全法規(guī)的強(qiáng)制實施，前后輪都用盤式制動器是趨勢。
在大型客車方面：氣壓盤式制動器產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性明顯，可靠性總體良好，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年代初開始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年開始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(jìn)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(qiáng)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。如一汽客底采用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型客車客車采用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。
一種汽車盤式電磁制動器的研制，汽車盤式電磁制動器作為一種新型的制動裝置，電磁力以其迅速、可靠的潛在優(yōu)勢引起了汽車行業(yè)各研究人員的關(guān)注沒事制動技術(shù)的一次新的革命。電磁制動系統(tǒng)是使用電子裝置的電磁制動機(jī)構(gòu)，當(dāng)駕駛員踩下去制動踏板時候，電磁鐵的線圈就會通電推動摩擦片工作，從而產(chǎn)生制動力。目前，學(xué)術(shù)界已經(jīng)成功研制了鼓式電磁制動器，但是鼓式電磁制動器在制動過程中存在散熱困難等因素，研究人員逐漸趨向于盤式電磁制動器的研究。
汽車盤式電磁制動器在基于傳統(tǒng)液壓盤式制動器的基礎(chǔ)上以全新的設(shè)計思想對增力機(jī)構(gòu)，電磁鐵內(nèi)外鐵芯的銜鐵等進(jìn)行設(shè)計，借助各種三維軟件來建立模型，并進(jìn)行增力機(jī)構(gòu)應(yīng)力及制動力分析。本研究通過增力機(jī)構(gòu)將電磁力放大3倍來滿足汽車制動所需要的制動力。在制動過程中，通過控制電磁線圈的電流來控制制動力，保證汽車在不同路況的制動可靠性。相對于鼓式電磁制動器，盤式電磁制動器有以下優(yōu)點：1、盤式制動器遠(yuǎn)遠(yuǎn)比鼓式制動的散熱好，制動性能穩(wěn)定；2、由于鼓式制動器電磁鐵芯的尺寸受到限制，產(chǎn)生的電磁力也會受到影響，而盤式制動器的空間相對寬松，電磁鐵尺寸可適當(dāng)增大以提高電磁力；3、盤式制動器的增力效果好。
汽車盤式電磁制動器作為新的前沿制動技術(shù)，具有控制方便，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，沒有傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的液壓油燃燒和油路泄露的危險，提高了制動安全性。由于它采用了電磁機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓控制機(jī)構(gòu)，減輕了車輛自身的重量。盤式電磁制動系統(tǒng)采用了反饋控制系統(tǒng)，縮短了制動反應(yīng)時間與制動距離，改善了制動力矩和防滑性能，提高了行駛安全性?；谝陨蟽?yōu)勢，盤式電磁制動器將廣泛用于汽車制動系統(tǒng)中。
1.4 論文的提出及本文的組織
1.4.1 論文的提出及本人所做的主要工作
據(jù)有關(guān)單位的專家預(yù)測，在接下來的時間內(nèi)西安的汽車保有量即將突破200W輛。與此同時，汽車的性能也會越來越好，速度會越來越快，這樣將直接導(dǎo)致汽車在行駛的過程中安全問題出現(xiàn)的幾率會越來越多。
本人所做的主要工作是通過查閱大量的資料，了解盤式制動器的工作原理及特點，完成基礎(chǔ)知識的積累，然后進(jìn)行方案的論證，深化方案的具體實施步驟，繪制盤式制動器的零件圖及其裝配圖。完成制動器的相關(guān)計算，同步附著系數(shù)的選取，制動力矩的計算，以及制動器以及相關(guān)零件的設(shè)計計算。
1.4.2 本設(shè)計所選方案及說明
a 盤式制動器的基本組成和工作原理:捷達(dá)轎車盤式制動器采用單缸浮動鉗式結(jié)構(gòu)，制動器由制動盤、制動鉗、車輪軸承及制動摩擦罩盤組成（如圖2.1所示）。
1—車輪螺栓 2—制動盤 3—擋塵盤螺栓 4—擋塵盤 5—轉(zhuǎn)向節(jié)
6—彈簧片 7—制動襯塊 8—制動鉗殼體 9—套筒（下） 10—襯套（下）
11—隔離襯套（下）12—隔離襯套（上） 13—緊固螺栓（下）
14—緊固螺栓（上） 15—襯套（上） 16—套筒（上）
圖2.1 滑動盤式制動器
1—支架 2—制動鉗殼體 3—活塞防塵罩 4—活塞密封圈 5—螺栓
6—導(dǎo)套 7—導(dǎo)向銷防塵罩 8—活塞 9—止動彈簧 10—放氣螺栓
11—外側(cè)摩擦塊12—內(nèi)側(cè)摩擦塊 13—制動盤
圖2.2 捷達(dá)前輪盤式制動器
浮鉗盤式制動鉗的工作原理：如圖2.2所示，制動鉗殼體2用螺栓5與支架1相連接，螺栓5兼作導(dǎo)向銷。支架1固定在前懸架焊接總成(亦稱車輪軸承殼體)的法蘭板上，殼體2可沿導(dǎo)向銷與支架作軸向的相對移動。支架固定在車軸上，摩擦塊11和12布置在制動盤13的兩側(cè)。制動分泵8設(shè)在制動鉗內(nèi)。制動時，制動鉗內(nèi)油缸活塞8在液壓力作用下推動內(nèi)摩擦塊12，壓靠到制動盤內(nèi)側(cè)表面后，作用于分泵底部的液壓力使制動鉗殼體在導(dǎo)向銷上移動，推動外摩擦塊11壓向制動盤的外側(cè)表面。內(nèi)、外摩擦塊在液壓作用下，將制動盤的兩側(cè)面緊緊夾住。由于制動盤是緊固在前輪轂上的，因此實現(xiàn)了前輪的制動。
前制動器的制動間隙是可以自動調(diào)節(jié)的。它是利用分泵活塞密封圈4的彈性變形來實現(xiàn)的。制動時，橡膠密封圈變形，制動一結(jié)束，密封圈在彈性的作用下又恢復(fù)原狀，活塞在彈性作用下回到原位。在制動盤和內(nèi)、外摩擦塊磨損后引起制動間隙變大，超過活塞8的設(shè)定行程時，活塞在制動液壓力作用下克服密封圈的摩擦阻力繼續(xù)向前移，直到完全制動為止?；钊兔芊馊χg的相對位移補(bǔ)償了過量的間隙，制動間隙一般單邊為0.05-0.15mm。內(nèi)、外摩擦塊的材料采用以石棉為主、混合樹脂并與樹脂結(jié)合的材料與鋼板牢牢粘在一起制成。
b.盤式制動器
（1） 制動器效能，指在良好路面上，汽車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。在評比不同結(jié)構(gòu)形式的制動器效能時，常用一種稱為制動效能因數(shù)的無因次指標(biāo)。制動效能因數(shù)的定義為：在制動鼓和制動盤的作用半徑上所得到的摩擦利于輸入力之比。
（2） 制動器效能恒定性，即汽車高速行使或下長坡連續(xù)制動時汽車制動效能保持的程度。如前所述，影響摩擦因數(shù)的因素包括摩擦副材料、摩擦副表面溫度和水濕程度。因為制動過程是及時把汽車行駛的動能通過制動器吸收從而轉(zhuǎn)化為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷狀態(tài)時的制動效能這個問題，已成為設(shè)計汽車制動器時要考慮的一個重要問題。由于領(lǐng)蹄的效能因數(shù)大于從蹄，穩(wěn)定性卻比從蹄差，因此各種鼓式制動器的效能因數(shù)取決于兩蹄的效能因數(shù)的大小，故就整個鼓式制動器而言，也在不同程度上存在著效能本身與其穩(wěn)定性的矛盾。目前來說盤式制動器的制動效能最為穩(wěn)定。
要求制動器的熱穩(wěn)定性好，除選擇其效能因數(shù)對摩擦系數(shù)敏感性較低的制動器類型外，還要求摩擦材料有較好的抗熱衰退性和恢復(fù)性，并且應(yīng)使制動鼓（制動盤）有足夠的熱容量和散熱的能力。
（3） 制動器間隙調(diào)整，是汽車保養(yǎng)作業(yè)較為頻繁的項目之一。所以選擇調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置必須保證調(diào)整操作方便。最好采用間隙自動裝置。
（4） 制動器的尺寸和質(zhì)量。隨著現(xiàn)代汽車車速的日益提高，處于汽車行駛穩(wěn)定性的考慮，輪胎尺寸往往選擇較小。這樣，為了保證所要求的制動力矩而確定的制動鼓（制動盤）直徑就可能過大而難以在輪轂內(nèi)安裝。因而應(yīng)選擇尺寸小而效能高的制動器形式。對于高速轎車，為提高制動時的穩(wěn)定性，在前懸架（獨立懸架）設(shè)計中，一般采用較小的主銷偏移距。為此，前制動器位置有時不得不外移到更靠近輪轂，導(dǎo)致其布置困難。車輪制動器為非簧載質(zhì)量，故應(yīng)盡可能減輕其質(zhì)量，以改善行駛平順性。
（5） 噪音的減輕。制動噪音的現(xiàn)象很復(fù)雜。大致來說，冬冬噪音分為低頻好高頻良種。在低頻噪音中，常遇到的是制動時停車的喀擦聲，這主要是由制動鼓或者制動鉗的共振造成的。高頻噪聲一般可通過制動蹄或制動盤共振產(chǎn)生。或者是由于摩擦襯片或襯塊彈性震動造成的。
影響的噪聲的主要因素是摩擦材料的摩擦特性，即動摩擦系數(shù)對摩擦速度的變化關(guān)系。動摩擦系數(shù)隨速度的增高而減低的程度愈大，愈易激發(fā)震動而產(chǎn)生噪聲。此外，制動器輸入壓力越大，噪聲也越大，而壓力高大一定程度以后則不再有噪聲。制動溫度對噪聲也有影響。在制動器的設(shè)計中采取某種措施，可以在相當(dāng)?shù)某潭壬舷撤N噪聲，特別是低頻噪聲。對高頻的建交省的消除，目前還比較困難。應(yīng)當(dāng)注意，為消除噪聲而采取的某種措施，有可能產(chǎn)生制動力矩的下降和踏板行程損失等副作用。
1.4.3 論文的主要內(nèi)容
a. 制動性能的分析，包括制動性能的評價指標(biāo)；
b. 制動效能，制動效能恒定性；
c. 滑動鉗盤式制動器的設(shè)計計算，參數(shù)的計算；制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計，
襯塊的磨損特性；
d. 制動器零件的設(shè)計，包括制動鉗體，固定支架，制動盤，制動塊，活塞；
e. 工藝分析
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2 制動器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計
2.1 汽車盤式制動器
鉗盤式制動器分為定鉗盤式和浮動鉗盤式兩類。定鉗盤式制動器他的制動鉗體固定安裝在輪毅，它不能旋轉(zhuǎn)也不能沿制動盤軸線方向移動，制動盤的兩側(cè)分別放置兩個活塞，制動油液由制動總泵經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入鉗體中兩個相通的液壓腔中，將兩側(cè)的制動塊壓向與車輪固定連接的制動盤，從而產(chǎn)生制動。他的缺點就是制動油缸多，制動鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩個油缸位于兩側(cè)，就必須用油管聯(lián)通內(nèi)外油道，使得制動鉗的尺寸過大，不方便安裝，同時制動液容易熱氣化。而浮動鉗盤式制動器與定鉗盤式制動器相反，浮動盤式制動器軸向尺寸較小，而且制動液氣化機(jī)會較少，同時安裝駐車制動器更方便。目前轎車選用浮動盤式制動器的較多。制動效能的恒定性包括抗熱衰退能力和抗水衰退能力。制動過程中，摩擦襯片和制動盤摩擦產(chǎn)生制動力的同時，熱量的產(chǎn)生不可避免。而溫度的升高又會影響制動系統(tǒng)的性能。因此，抗熱衰退能力是制動器設(shè)計中要重點影響制動性能。同理如果制動器涉水之后，就會嚴(yán)重的影響制動性能。所以，抗水衰退也是制動器設(shè)計的另外一個重要考慮的因素。因而選用浮動盤式制動器。
2.2 制動器的管路選取
為了提高制動工作的可靠性， 制動管路應(yīng)該采用分路系統(tǒng)。分路系統(tǒng)至少有2 套獨立的系統(tǒng)，其中一個回路損壞，仍可以用另外一個完成制動 選用交叉型分路系統(tǒng)，因為前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬一個回路，同時他的結(jié)構(gòu)簡單，如果制動的時候一個回路失效的話，剩余的制動力能維持正常的50%。一般，這樣不會緊急制動抱死車輪使得方向不受控制。如果其中某一個管路損壞則會使得制動器不對稱，從而汽車喪失穩(wěn)定性。這種管路的選取用于主銷偏移距為負(fù)值的汽車，從而大大改善汽車穩(wěn)定性。
2.3 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)
制動機(jī)構(gòu)根據(jù)動力來源的不同，可以分為簡單制動、動力制動和伺服制動3大類。力的傳遞過程中，可分為液壓傳動、氣壓傳動和氣壓-液壓傳動。
按照伺服能量形式，伺服制動系可分為真空伺服制動系和氣壓伺服制動系，二者工作原理基本一致，但相對壓力不同。由于真空伺服制動系的真空源是來自發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管中節(jié)氣門后的真空度，真空度為負(fù)壓，可達(dá)到0.05-0.07MPa；而氣壓伺服系統(tǒng)組成要復(fù)雜的多，其動力源來自空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)同樣需要發(fā)動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，氣壓可達(dá)0.6-0.7MPa，比真空伺服制動系大得多。因此，真空伺服制動系多用于總質(zhì)量在1.1t以上的乘用車和裝載質(zhì)量在6t以下的輕中型載貨車。
本設(shè)計選用液壓式驅(qū)動機(jī)構(gòu)
目前普遍小型轎車都實用液壓盤式制動器，液壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力相等，這樣可以很好的保持左右輪制動的同步性，同時使得制動力正確分配到前后輪。當(dāng)發(fā)生顛簸或者撞車時候不會自行制動。
3 制動器的設(shè)計
3.1盤式制動器組成
參考的轎車參數(shù)：
空車質(zhì)量：1030kg滿載質(zhì)量：1470kg軸距：2475mm質(zhì)心距前軸距離：1114mm質(zhì)心距后軸距離：1361mm質(zhì)心高度：495mm
3.1.1 制動盤
制動盤材料選取珠光體灰鑄鐵制成，鉗盤式制動器用禮帽形結(jié)構(gòu)，制動盤直徑直徑一般為輪轂直徑的70%-79%，輪轂初取320mm 制動盤的直徑D要盡量大些，這時制動盤的有效半徑得以增大，就可以降低制動鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度，但制動盤的直徑D受輪毅直徑的限制，通常，制動盤的直徑D選擇為輪毅直徑的70%-79%，而質(zhì)量大于2T的汽車應(yīng)該取上限本次為 D=256mm 內(nèi)徑d=157mm.制動盤厚度h直接影響著制動盤質(zhì)量和工作時的溫度。為使質(zhì)量不至于太大，制動盤厚度應(yīng)取的適當(dāng)小些；為了降低制動工作時的溫度，制動盤厚度又不宜過小。制動盤可以制成實心的。一般都在10-20之間所以選h=14mm。
3.1.2 制動鉗
制動鉗體必須有比較高的強(qiáng)度與硬度，一般都用鍛鑄鐵KT H370—12加工而成，一般多在鉗體中加工出制動油缸，也有將單獨制造的油缸裝嵌入鉗體中的。為了減少傳給制動液的熱量，多將杯形活塞的開口端頂靠制動塊的背板?；钊设T鋁合金或鋼加工而成，部分將活塞開口端加工成階梯狀，這樣就形成了兩個相對獨立的圓環(huán)面。其表面鍍鉻，從而增強(qiáng)耐磨性，當(dāng)制動鉗體由鋁合金制造時，導(dǎo)熱能力大大加強(qiáng)。為了防止溫升，可以縮小活塞和制動塊背面的接觸面積。
3.1.3 制動塊
制動塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌在一起。活塞應(yīng)能壓住盡量多的制動塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動塊背板由鋼板制成許多盤式制動器裝有襯塊警報裝置，以便及時更換摩擦襯片初選摩擦片厚度為10mm。
3.1.4 摩擦材料
摩擦材料應(yīng)選取摩擦系數(shù)較低的材料，因為摩擦系數(shù)高則說明材料耐磨性差，一般取0.3-0.35。同時材料的抗熱衰退性能要好，摩擦性能要穩(wěn)定，要具有好的耐磨性能，高的耐擠壓和耐沖擊能力；在制動過程中由于摩擦?xí)a(chǎn)生氣體，所以摩擦材料一定要環(huán)保。本設(shè)計選取石棉纖維和樹脂粘結(jié)劑制成的摩擦材料，選擇摩擦系數(shù)f=0.3。
3.1.5 制動器間隙
間隙的大小選取一定要保證制動盤要能流暢的運轉(zhuǎn)，同時要具有方便拆修的作用，大多數(shù)制動器的間隙在0.1-0.3mm之間。選取間隙為0.2mm。
3.2 同步附著系數(shù)選取
理想的前后制動器分配曲線（I線）如下：
圖3.2 某載貨汽車的Ⅰ線與β線
通過對汽車的受力分析可知，制動時前后輪同時抱死，對附著條件的利用，制動時汽車的方向穩(wěn)定性等均有利，此時的前后輪制動器制動力和的關(guān)系曲線，稱為理想的前后輪制動器制動力分配曲線。
在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時抱死的條件是：前后輪制動器制動力之和等于附著力；并且前后輪制動器制動力分別等于各自的附著力，即：
(3.1)
(3.2)
(3.3)
式中： ——重力
——前、后制動力
——地面對前、后輪法向反作用力
將：
代入
得：
(3.4)
簡化得： (3.5)
式中： ——軸距
——汽車質(zhì)心距前軸距離
——汽車質(zhì)心距后軸距離
——附著系數(shù)
現(xiàn)在不少汽車的前后制動器制動力之比為一固定值，常用前制動力與總制動力之比來表明分配比例，稱為制動器動力分配系數(shù)，用β表示，即：
(3.6)
式中：——汽車制動器總制動力
所以
若用為一直線通過坐標(biāo)原點，且其斜率為：
這條直線稱為實際前后制動器制動力分配曲線，簡稱β線。
因為所設(shè)計捷達(dá)為輕型轎車的盤式制動器的，而現(xiàn)代轎車的行使?fàn)顩r較好，特別是高級公路的高速要求，同步附著系數(shù)可選大些（），在此，選取，則：
所以由 (3.7)
(3.8)
與 ， (3.9)
由(3-7，8，9)得
I線上任一點代表在該附著系數(shù)的路面上前后制動器，制動時應(yīng)有的數(shù)值，圖中β線與I線（滿載）交與B點，此時同步附著系數(shù)=0.7。它由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，是反映汽車制動性能的一個參數(shù)。在同步附著系數(shù)的路面上制動上制動時才能使前后車輪同時抱死。
3.3 制動效能因數(shù)
制動器在單位輸入壓力或力的作用下，所輸出的力或力矩稱為制動器效能因數(shù)（BEF）來表示，它器而言，其效能因數(shù)為k=2f.
F——制動襯塊實際上是增益系數(shù)。有如前節(jié)的分析所知：
對鉗盤式制動與盤之間的摩擦系數(shù)
在假設(shè)的理想條件下計算制動器的制動力矩，取f=0.3可使得結(jié)果接近實際。
k=0.6
3.4 制動受力分析與力矩計算
3.4.1 制動受力分析
對后輪接地點取力矩得：
(3.10)
式中:——地面對前輪的法向反作用力
——汽車重力
——汽車質(zhì)心距前軸距離
——汽車質(zhì)量
——汽車質(zhì)心高度
——汽車減速度
同理， 對前輪有 (3.11)
可以寫出前后輪上力矩平衡式為:
認(rèn)為
——前后輪制動器對車輪作用的制動力矩。并且：
在輪緣克服制動器摩擦力矩所需要的力稱為制動器制動力，用表示，有：
由此可知，制動器制動力由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，即取決于制動器的型式，結(jié)構(gòu)尺寸，制動器，摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪半徑，并且與制動踏板力，即制動系的液壓或空氣成正比。
制動過程中地面制動力，制動器制動力附著力的關(guān)系。
汽車的地面制動力首先取決于制動器制動力，但同時又受到地面附著條件的限制，所以只有汽車具有足夠的制動器動力，同時地面又能提供高的附著力時，才能獲得足夠的地面制動力。
最大地面制動力：
3.4.2 制動力矩計算
盤式制動器的計算用如圖3.3所示，假定襯塊的摩擦表面全部與制動盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動器制動力矩為：
(3.12)
式中：N——單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力
R——作用半徑
f——摩擦系數(shù) 取f=0.3
圖3.3 力矩計算用圖
對于常見的具有扇面摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔皇呛艽螅等于平均半徑，。其中為摩擦襯片表面的內(nèi)半徑和外半徑。
（一般外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5）
初選外徑略小于制動盤直徑（256 mm），即初選摩擦片外徑=127mm，摩擦片內(nèi)徑初選=105 mm，=1.211.5 合格
而
所以 .mm
3.5 摩擦襯塊的摩擦特性
影響磨損的的最重要的因素時摩擦表面的溫度和摩擦力。制動器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評價指標(biāo)。比能量耗散又稱為單位功負(fù)荷或能量負(fù)荷，它表示單位摩擦面積在單位時間內(nèi)耗散的能量。
雙軸汽車的單個前輪制動器的比能量耗散率為
(3.13)
(3.14)
式中：——汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；
——汽車總質(zhì)量；
——汽車制動初速度與終速度。計算時轎車取V=100km/h(27.8m/s)
——制動減速度，計算時取=0.6g；
——制動時間
——前制動襯片的摩擦面積；（初選在1.6-3.5kg/cm2 初選=2）
——制動分配系數(shù)。
由 cm2
則 cm2
計算出的面積為摩擦片最小面積，初選摩擦面積為36cm2
摩擦襯片角度計算由公式：
求得 X=52°
在緊急制動到時，并可近似地認(rèn)為，則有
(3.15)
由
秒
合適
轎車盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0W／mm2。比能量耗散率過高，不僅會加速制動襯片(襯塊)的磨損，而且可能引起制動鼓或盤的龜裂。
3.6 制動器液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算
制動輪缸對制動蹄或制動塊的作用力P與輪缸直徑及制動輪缸中的液壓之間有如下關(guān)系式：
(3.16)
式中：——考慮制動力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，MPaMPa
制動管路液壓在制動時一般不超過812，對盤式制動器可更高。壓力越高則輪缸直徑就越小，但對管路尤其是制動軟管及管接頭提出了更高的要求，對軟管的耐壓性、強(qiáng)度以及接頭的密封性的要求就更加嚴(yán)格。
輪缸直徑應(yīng)該應(yīng)在GB7524—87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸系列為：
14.5,16,17.5,19,20.5,22,24,26,28,30,32,35,38,42,46,50,56。
所以油壓=10MPa,d=56mm。
踏板力：
式中：操縱機(jī)構(gòu)傳動比，取,取
制動主缸直徑mm，
總管路中油壓p＝10MPa
真空助力器的增力倍數(shù) ，取k＝5。
效率η＝0.850.95，取η＝0.88
則 ：
可見踏板力符合法律要求不超過（500700范圍）。符合法律的要求。而且操縱較為輕便。
制動踏板工作行程 ：
式中：
——操縱機(jī)構(gòu)傳動比取47；
——主缸活塞行程：
;mm
主缸推桿與活塞間隙：
mm；
主缸活塞空行程：
mm；
則：
法規(guī)要求不大于150200mm，故符合法規(guī)。
4 校核與技術(shù)要求
4.1制動器的熱容量和溫升的核算
應(yīng)核算制動器的熱容量和溫升是否滿足如下條件：
(4.1)
式中:——制動盤的總質(zhì)量；初選=14kg
——與制動盤相連的受熱金屬件(如輪轂、輪輻、輪輞、制動鉗體等)的總質(zhì)量；初選=25kg
——制動盤材料的比熱容，對鑄鐵=482J／(kg·K)，對鋁合金
=880J／(kg·K)；=482J／(kg·K)
——與制動盤相連的受熱金屬件的比熱容；=482J／(kg·K)
——制動鼓(盤)的溫升(一次由=30km／h到完全停車的強(qiáng)烈制動，初選=14℃ 溫升不應(yīng)超過15℃)；
J
L——滿載汽車制動時由動能轉(zhuǎn)變的熱能，因制動過程迅速，可以認(rèn)為制動生成的熱能全部為前、后制動器所吸收，并按前、后軸制動力的分配比率分配給前、后制動器，即
(4.2)
(4.3)
式中:——滿載汽車總質(zhì)量；=1470kg
——汽車制動時的初速度，可取m/s；
——汽車制動器制動力分配系數(shù)，=0.73
J
而263172214620符合要求,所以制動器的熱容量與升溫符合要求。
4.2制動器的調(diào)試
4.2.1制動盤的技術(shù)要求
(1) 制動塊接觸面上須清潔干燥，在裝配、運輸過程中不得粘有油污。
(2) 制動盤裝上整車后，上緊輻板螺栓后，上緊力矩70～80N·m。制動盤 兩摩擦表面的擺動量不大于0.10。
(3) 制動盤材料：HT250 GB9439-88。
4.2.2制動鉗技術(shù)總成要求
(1) 裝配前，零部件應(yīng)洗凈吹干，橡膠件應(yīng)使用對其不產(chǎn)生腐蝕作用的清洗劑，嚴(yán)禁使用礦物油，裝配中缸體內(nèi)不得混入雜物。
(2) 裝配活塞、密封圈前，在鉗體內(nèi)孔及活塞上涂以規(guī)定的制動液，以防止損傷工作面。裝配活塞防塵罩前，在其內(nèi)側(cè)雙環(huán)狀處涂以適量的7502號硅脂（ZBE40002-86）?；钊芊馊τ孟鹉z潤滑脂，在70oC溫度下浸漬12小時，裝配時全部涂上橡膠潤滑脂GZ85011。裝配活塞時，必須注意活塞密封圈不允許強(qiáng)行裝入，應(yīng)用手將活塞緩緩?fù)迫脬Q體缸孔內(nèi)。
(3) 裝配軸銷與支架及軸銷套時，配合面應(yīng)涂橡膠潤滑脂GZ85011，軸銷套內(nèi)部及密封處亦應(yīng)涂橡膠潤滑脂GZ85011。
(4) 性能要求:制動鉗總成應(yīng)符合GB/T592-1999<<轎車制動鉗總成性能要求及臺架試驗方法>>的規(guī)定。
(5) 制動鉗進(jìn)油口螺紋規(guī)格為M10×1-6h。
(6) 制動鉗總成及制動盤裝配后，在制動鉗總成中建立10MPa的夜壓，然后解除壓力，旋轉(zhuǎn)制動盤5圈。用厚薄規(guī)檢驗兩制動蹄片與制動盤的間隙，間隙的和應(yīng)在:0.10mm～0.25mm之間。同時檢查制動盤拖滯扭矩≤5N·m。
(7) 同臺車左/右制動鉗總成中應(yīng)裝配同一生產(chǎn)廠家的制動襯片。
(8) 制動鉗總成中制動襯片應(yīng)符合GB5763-1998《汽車用制動器襯片》的規(guī)定。
4.2.3前輪輪轂總成技術(shù)要求
(1) 前輪輪轂材料；40Cr。
(2) 前輪輪轂軸承試驗條件：F1=2955N（恒定），F(xiàn)2=591N（交變）作用下疲勞耐久試驗相當(dāng)于10萬公里疲勞耐久試驗后，軸承不能有燒傷、卡滯、損壞等異?，F(xiàn)象。軸承在試驗過程中溫升不超過232oC。
(3) 輪轂軸承油封耐久性試驗：泥水應(yīng)符合JISZ8901 8級混合比5%，向油封噴泥水1小時，轉(zhuǎn)速300r/min，停止噴泥水1小時，轉(zhuǎn)速1000r/min，溫度：室溫。試驗100小時后不應(yīng)有泥水通過油封進(jìn)入軸承。
(4) 軸向游隙：0.01mm～0.025mm。軸承內(nèi)預(yù)先填充適量油脂。油脂性能應(yīng)滿足輪轂軸承試驗條件的要求。
(5) 輻板螺栓應(yīng)壓入到位，壓入后在150N·m扭矩作用下不能轉(zhuǎn)動。
(6) 輻板螺栓材料：35CrMo，機(jī)械性能等級：9.8級。100%磁力探傷無裂紋，探后退慈處理。
4.3總成裝配拆卸與檢查的技術(shù)要求
拆卸體的一般步驟：
(1) 從總泵中吸取約占一半的制動液，以免推出活塞時，制動液溢出；
(2) 擰動支架緊固螺栓，取下整個鉗體（浮動鉗體，固定鉗體）總成；
(3) 從固定支架上，滑動并取下摩擦襯塊；
(4) 滑動浮動鉗，使其從導(dǎo)軌上脫出；
(5) 檢查沿活塞周圍的部位是否有液體流出及防塵罩是否完好。根據(jù)需要修理鉗體，或更換防塵罩；
(6) 徹底清洗各配合表面；
更換襯片的一般步驟：
(1) 通過浮動鉗體背部的開口可觀察襯片的磨損狀況，（當(dāng)襯塊磨損指示燈提示司機(jī)時）如襯塊厚度僅剩5mm左右時，應(yīng)及時將襯塊更換；
(2) 拆襯塊的步驟與1中（1）—（2）相同；
(3) 裝入新的襯塊后，按相反的順序裝回總成中；
(4) 注意襯塊的吊鉤必須涂些潤滑油，以便裝到支架滑軌時，運動順當(dāng)。
當(dāng)重新裝配時，應(yīng)將新的制動液充入并注滿到總泵油池規(guī)定高度。這時管路中可能有氣泡，可稍稍擰動板氣螺釘，觸動制動踏板，將氣體放出。
清洗和檢查。
(1) 清洗和檢查活塞的刮傷，凹坑、腐蝕和鍍層的麻點，根據(jù)需要更換活塞，不得使用磨合刮擦的方法清洗活塞；
(2) 從鉗體通道吹入壓縮空氣，檢查鉗孔的刮傷、凹坑和腐蝕，用氧化粉末清洗活塞孔，然后用變性酒精清洗，并用壓縮空氣吹干；
(3) 檢查各處防塵罩、密封環(huán)、襯套、倒銷表面有無破損，擦傷；
(4) 檢查放氣螺塞（特別是錐面）有無銹蝕；
(5) 測量制動盤的厚度，如發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重，或表面出現(xiàn)熱裂紋，應(yīng)更換；
(6) 若更換制動盤，應(yīng)在裝上輪轂后且安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)之后，再校驗其端面全跳動值及不平衡度；
(7) 活塞清洗后不應(yīng)涂潤滑油，應(yīng)涂制動液再裝入活塞孔，導(dǎo)銷檢查后，涂潤滑油再裝入襯套中；
(8) 整個總成裝配完后，摩擦襯塊與制動盤間隙為0.2mm。
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