轎車盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
轎車盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì),轎車,制動(dòng)器,設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告
題目： 轎車盤(pán)式制動(dòng)器
1.設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展情況
本設(shè)計(jì)已經(jīng)完成以下內(nèi)容：
（1)對(duì)于在開(kāi)題答辯中，老師對(duì)我報(bào)告的格式，以及我此次設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題,我明確了自己的設(shè)計(jì)方向，修改了開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容和格式，并通過(guò)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(pán)式制動(dòng)器的初步數(shù)據(jù)的選取，完成了制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)鉗體等相關(guān)設(shè)計(jì)圖。
（3)完成了外文翻譯。
（4)初步完成了盤(pán)式制動(dòng)器各部分參數(shù)的確定，以及有關(guān)的計(jì)算。通過(guò)查閱資料確定了自己設(shè)計(jì)為浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器，更加深刻的知道了其工作的原理，同時(shí)了解了設(shè)計(jì)的原則，完成了制動(dòng)力矩的計(jì)算。制動(dòng)受力分析
對(duì)后輪接地點(diǎn)取力矩得：
式中:——地面對(duì)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(duì)前輪有
可以寫(xiě)出前后輪上力矩平衡式為:
認(rèn)為
——前后輪制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩。并且：
在輪緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需要的力稱為制動(dòng)器制動(dòng)力，用表示，有：
由此可知，制動(dòng)器制動(dòng)力由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，即取決于制動(dòng)器的型式，結(jié)構(gòu)尺寸，制動(dòng)器，摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪半徑，并且與制動(dòng)踏板力，即制動(dòng)系的液壓或空氣成正比。
制動(dòng)過(guò)程中地面制動(dòng)力，制動(dòng)器制動(dòng)力附著力的關(guān)系。
汽車的地面制動(dòng)力首先取決于制動(dòng)器制動(dòng)力，但同時(shí)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(dòng)器動(dòng)力，同時(shí)地面又能提供高的附著力時(shí)，才能獲得足夠的地面制動(dòng)力。
最大地面制動(dòng)力：
制動(dòng)力矩的計(jì)算
盤(pán)式制動(dòng)器的計(jì)算用如圖所示，假定襯塊的摩擦表面全部與制動(dòng)盤(pán)接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動(dòng)器制動(dòng)力矩為：
式中：N——單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力
R——作用半徑
f——摩擦系數(shù) 取f=0.3
盤(pán)式制動(dòng)器的計(jì)算用圖
對(duì)于常見(jiàn)的具有扇面摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔皇呛艽?，取R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(dòng)盤(pán)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(pán)式制動(dòng)器的作用半徑計(jì)算用圖
2. 存在問(wèn)題及解決措施
存在問(wèn)題：在本設(shè)計(jì)中涉及了大量的計(jì)算，都沒(méi)有過(guò)多接觸過(guò)，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(huì)認(rèn)真的參考資料積極的和同學(xué)討論，研究。向?qū)熣?qǐng)教。同時(shí)克服作圖不能按照計(jì)算結(jié)果畫(huà)出一樣的圖的問(wèn)題。
解決措施：通過(guò)繼續(xù)查閱資料繼續(xù)完善論文，完善相關(guān)的計(jì)算，完成同步附著系數(shù)的選取、制動(dòng)效能因數(shù)的選取。對(duì)制動(dòng)器的受力分析與計(jì)算、摩擦襯塊的摩擦特性分析計(jì)算。同時(shí)進(jìn)一步的吸取老師給的問(wèn)題完善圖中的問(wèn)題，做出改進(jìn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，以求更加準(zhǔn)確。
3. 后期工作安排
對(duì)轎車盤(pán)式制動(dòng)器零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)，改進(jìn)中期設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題缺點(diǎn)，比如材料選取不合理，對(duì)制動(dòng)效果的影響，同時(shí)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(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，和外文翻譯的完善；準(zhǔn)備中期檢查報(bào)告，并進(jìn)行中期答辯
第8-15周（2014.3.23-5.25):完成轎車盤(pán)式制動(dòng)器的總體設(shè)計(jì)，完成裝配圖及零件圖；并撰寫(xiě)畢業(yè)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
指導(dǎo)老師簽字： 年 月 日
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
題目：轎車盤(pán)式制動(dòng)器
1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1.1題目背景、研究意義
汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車各個(gè)系統(tǒng)中最為重要的。如果制動(dòng)系統(tǒng)失靈，那么結(jié)果將會(huì)是毀滅性的。制動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化裝置，這種轉(zhuǎn)化實(shí)際上是把汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為汽車的熱能揮發(fā)出去，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序來(lái)命令十倍于以往的力來(lái)使汽車停止下來(lái)。制動(dòng)系統(tǒng)可以發(fā)揮上千磅的壓力來(lái)分配給四個(gè)制動(dòng)器。
盤(pán)式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器，這種制動(dòng)器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便，特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)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(pán)式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。有些盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)上還開(kāi)了許多小孔，加速通風(fēng)散熱，提高制動(dòng)效率。由制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則，綜合考慮制動(dòng)效能、制動(dòng)效能穩(wěn)定性、制動(dòng)間隙調(diào)整簡(jiǎn)便性、制動(dòng)器的尺寸和質(zhì)量及噪聲等諸多因素設(shè)計(jì)本產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)中涉及到同步系數(shù)的選取、制動(dòng)器效能因素的選取、制動(dòng)力矩的計(jì)算，以及制動(dòng)器主要元件選取，最后對(duì)設(shè)計(jì)的制動(dòng)器進(jìn)行校核計(jì)算[1]。
汽車制動(dòng)系可分為行車、駐車、應(yīng)急、輔助內(nèi)部分裝置。任何制動(dòng)裝置都具有供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器四個(gè)部分組成。較為完善的制動(dòng)系還具有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，以及報(bào)警裝置、壓力保持裝置。
盤(pán)式制動(dòng)器多用于汽車的前輪，有不少車輛四個(gè)車輪都用盤(pán)式制動(dòng)器。制動(dòng)盤(pán)裝在輪級(jí)上、與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，主缸的液體壓力傳遞到盤(pán)式制動(dòng)器。該壓力推動(dòng)摩擦襯片靠到制動(dòng)盤(pán)上，阻止制動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)在，盤(pán)式制動(dòng)器在汽車上已經(jīng)越來(lái)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(jí)轎車上，前后輪都已經(jīng)采用盤(pán)式制動(dòng)器。盤(pán)式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過(guò)盤(pán)式制動(dòng)盤(pán)，故盤(pán)式制動(dòng)器的散熱性很好。但是盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，對(duì)制動(dòng)鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價(jià)高于鼓式制動(dòng)器[2]。
按摩擦副中固定元件結(jié)構(gòu)，盤(pán)式制動(dòng)器可分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式。
固定鉗盤(pán)式在汽車上用的最早（50年代就開(kāi)始使用），優(yōu)點(diǎn)是：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)滑動(dòng)件，這易保證鉗的剛度，易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤(pán)式的改進(jìn)，也能適用分路系統(tǒng)的要求。
近年來(lái)，由于汽車性能要求的提高，固定鉗盤(pán)式的缺點(diǎn)，暴露較明顯，因而導(dǎo)致浮動(dòng)鉗（特別是滑動(dòng)鉗）的迅速發(fā)展。首先，固定鉗至少要有兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)，所以須有橫跨的內(nèi)部油道或外部油道來(lái)連通，這就使制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸加大，布置也較難；而浮動(dòng)鉗的外側(cè)無(wú)油缸，可將制動(dòng)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(dòng)液溫度過(guò)高而汽化，浮動(dòng)鉗由于沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管，減少了受熱機(jī)會(huì)。所以制動(dòng)溫度可以比固定鉗低30-50℃，又采用浮動(dòng)鉗可將活塞和油缸等精密件減去一半，造價(jià)大為降低。
1.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況
隨著我國(guó)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(guó)外先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)入，汽車上采應(yīng)用盤(pán)式制動(dòng)器配置才逐步在我國(guó)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(pán)式制動(dòng)器是近年也開(kāi)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(dòng)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(shí)用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動(dòng)形式，即前車輪盤(pán)式制動(dòng)，后車輪鼓式制動(dòng)。因轎車在制動(dòng)過(guò)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(dòng)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(pán)式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)的混合匹配方式。采用前盤(pán)后鼓式混合制動(dòng)器，這主要是出于成本上的考慮，同時(shí)也是因?yàn)槠囋诰o急制動(dòng)時(shí)，軸荷前移，對(duì)前輪制動(dòng)性能的要求比較高，這類前制動(dòng)器主要以液壓盤(pán)式制動(dòng)器為主流，采用液壓油作傳輸介質(zhì)，以液壓總泵為動(dòng)力源，后制動(dòng)器以液壓式雙泵雙作用缸制動(dòng)蹄匹配[4]。目前大部分轎車(中檔捷 達(dá))、微型車（長(zhǎng)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(zhǎng)豐、江鈴皮卡）等采用前盤(pán)后鼓式混合制動(dòng)器。2004年我國(guó)共產(chǎn)此類車計(jì)110萬(wàn)輛以上。但隨著高速公路等級(jí)的提高，乘車檔次的上升，特別上國(guó)家安全法規(guī)的強(qiáng)制實(shí)施，前后輪都用盤(pán)式制動(dòng)器是趨勢(shì)。
（2）在大型客車方面：氣壓盤(pán)式制動(dòng)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(guó)家自上世紀(jì)90年代初開(kāi)始將盤(pán)式制動(dòng)器用于大型公交車。至2000年，盤(pán)式制動(dòng)器（前后制動(dòng)均為盤(pán)式）已經(jīng)成為歐美國(guó)家城市公交車的標(biāo)準(zhǔn)配置。我國(guó)從1997年開(kāi)始在大客車和載重車上推廣盤(pán)式制動(dòng)器及 ABS防抱死系統(tǒng)，因進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)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(guó)產(chǎn)盤(pán)式制動(dòng)器得以大行其道。北京公交電車公司、上海公交、武漢公交、長(zhǎng)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(pán)式制動(dòng)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(pán)式制動(dòng)器的客車已占一半多；宇通公司自制底盤(pán)部份是由二汽在EQ153前后橋基礎(chǔ)升級(jí)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(pán)式制動(dòng)器的前后橋總成約占6000套以上，是宇通公司最大的氣壓盤(pán)式制動(dòng)器橋供應(yīng)商。宇通公司每年需在一汽采客車底盤(pán)3000多臺(tái)，一汽客底2004年供了2000多臺(tái)，其中帶盤(pán)式制動(dòng)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(pán)式制動(dòng)器前橋、11噸420后橋裝在6100（10米）豪華客車上； 7噸盤(pán)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(chǎng)前景較好，利潤(rùn)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(pán)式制動(dòng)器的車橋2004年在5500臺(tái)左右。廈門(mén)金龍客車10-12米高Ⅱ型客車以上客車、丹東黃?？蛙?0-12米高Ⅱ型客車、安徽凱斯鮑爾等等國(guó)內(nèi)知名的大型廠家均已在批量生產(chǎn)帶盤(pán)式制動(dòng)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?jī)?nèi)容
本課題主要的研究?jī)?nèi)容有：
① 汽車盤(pán)式制動(dòng)器工作原理
② 汽車盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)緊湊，減少成本，實(shí)用壽命進(jìn)行研究
③ 盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩的計(jì)算，制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)效果的計(jì)算。
2.2研究方案
按摩擦副中固定元件結(jié)構(gòu)，盤(pán)式制動(dòng)器可分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式。
固定鉗盤(pán)式在汽車上用的最早（50年代就開(kāi)始使用），優(yōu)點(diǎn)是：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)滑動(dòng)件，這易保證鉗的剛度，易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤(pán)式的改進(jìn)，也能適用分路系統(tǒng)的要求。
近年來(lái)，由于汽車性能要求的提高，固定鉗盤(pán)式的缺點(diǎn)，暴露較明顯，因而導(dǎo)致浮動(dòng)鉗（特別是滑動(dòng)鉗）的迅速發(fā)展。首先，固定鉗至少要有兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)，所以須有橫跨的內(nèi)部油道或外部油道來(lái)連通，這就使制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸加大，布置也較難；而浮動(dòng)鉗的外側(cè)無(wú)油缸，可將制動(dòng)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(dòng)液溫度過(guò)高而汽化，浮動(dòng)鉗由于沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管，減少了受熱機(jī)會(huì)。所以制動(dòng)溫度可以比固定鉗低30-50度，又采用浮動(dòng)鉗可將活塞和油缸等精密件減去一半，造價(jià)大為降低。
綜合以上各項(xiàng)，參照所給參數(shù)以現(xiàn)代汽車上實(shí)際采用的型式，確定本設(shè)計(jì)的前輪制動(dòng)器為浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器。
2.3研究方法或措施
分別對(duì)選定的方案，查閱相關(guān)資料，對(duì)工作方式進(jìn)行驗(yàn)證，了解其優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件選擇。如有需要對(duì)其進(jìn)行軟件模擬，和進(jìn)行實(shí)物考察參照。
3.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開(kāi)展工作
本課題的重點(diǎn)是：制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算，參數(shù)的選取。各個(gè)零件工作的計(jì)算。
難點(diǎn)是：制動(dòng)器鉗盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算要求高，對(duì)裝置要求的可實(shí)用性高，計(jì)算復(fù)雜。
前期已開(kāi)展工作：查閱汽車盤(pán)式制動(dòng)器相關(guān)資料，了解汽車盤(pán)式制動(dòng)器的組成及裝配關(guān)系；并為進(jìn)一步周密的設(shè)計(jì)做好充分的準(zhǔn)備。
4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
第1-3周：查閱相關(guān)資料，了解工作原理及特點(diǎn)，完成基礎(chǔ)知識(shí)的積累并撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
第4-6周：方案論證，深化方案具體實(shí)施步驟；
第7-10周：轎車盤(pán)式制動(dòng)器的具體方案設(shè)計(jì)，圖紙繪制，準(zhǔn)備中期答辯；
第11-15周：撰寫(xiě)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(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6 所在系審查意見(jiàn)：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
[1] 唐文初，鄧寶清 汽車構(gòu)造[M].廣州：華南理工大學(xué),2010,(1):367-376
[2] 孫曉煒.制動(dòng)有道助安全_盤(pán)_鼓制動(dòng)器之爭(zhēng)[J] 2013:128-131
[3] 吳學(xué)松 鉗盤(pán)式制動(dòng)器綜述[M].1996,(8):21-23
[4] 唐平 轎車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].西華大學(xué)2012:15-16
[5] 清華大學(xué)教研組.汽車的制動(dòng)性能[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004:34-43
[6] 龍振宇.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社[J],2002:12-19
[7] 劉陽(yáng).商用車后橋液壓制動(dòng)器介紹[M] 2013:30-45
[8] 張質(zhì)文，虞和謙，王金諾等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2001：210-300
[9] 譚良.計(jì)算機(jī)思維的研究及其進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2011.（3):10-15
[10] 李輝 鉗盤(pán)式制動(dòng)器構(gòu)造原理與檢修[J] 2013:25-65
[11] 馬迅，解聰.鼓式制動(dòng)器的有限元模擬與接觸分析.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2011,8:16-18
[12] 劉陽(yáng).商用車后橋液壓制動(dòng)器介紹[J].上海汽車,2013,5:32-35
[13] P. Zagt odzki. Analy sis of there mo-mechanical phenomena in mult-i
disc clutches and brakes[J].Wear,1990:140-141.
[14] C.Cho, S.Ahn. Transient thermo elastic analysis of disk brake
using the fast fourier transform and finite element method[J].Jour
nal Thermal Stresses,2002:25-32.
[15] Gao Cheng hui, Lin Xie zhao.Transient temperature field analy sis
of brake in no nax isymmetric three dimensional model[J].
Journal of Materials Processing Techniche, 2002:129-142.
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：轎車盤(pán)式制動(dòng)器
II
轎車盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
摘要
汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車各個(gè)系統(tǒng)中最為重要的。如果制動(dòng)系統(tǒng)失靈，那么結(jié)果將會(huì)是毀滅性的。制動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化裝置，這種轉(zhuǎn)化實(shí)際上是把汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為汽車的熱能揮發(fā)出去，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序來(lái)命令十倍于以往的力來(lái)使汽車停止下來(lái)。制動(dòng)系統(tǒng)可以發(fā)揮上千磅的壓力來(lái)分配給四個(gè)制動(dòng)器。
盤(pán)式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器，這種制動(dòng)器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便，特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)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(pán)式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。有些盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)上還開(kāi)了許多小孔，加速通風(fēng)散熱，提高制動(dòng)效率。由制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則，綜合考慮制動(dòng)效能、制動(dòng)效能穩(wěn)定性、制動(dòng)間隙調(diào)整簡(jiǎn)便性、制動(dòng)器的尺寸和質(zhì)量及噪聲等諸多因素設(shè)計(jì)本產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)中涉及到同步系數(shù)的選取、制動(dòng)器效能因素的選取、制動(dòng)力矩的計(jì)算，以及制動(dòng)器主要元件選取，最后對(duì)設(shè)計(jì)的制動(dòng)器進(jìn)行校核計(jì)算。
關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)，盤(pán)式制動(dòng)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(pán)式制動(dòng)器的研究意義 1
1.3 國(guó)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(jì)所選方案及說(shuō)明 5
1.4.3 論文的主要內(nèi)容 8
2.制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 9
2.1 汽車盤(pán)式制動(dòng)器 9
2.2 制動(dòng)器的管路選取 9
2.3 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 9
3.制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 11
3.1盤(pán)式制動(dòng)器組成 11
3.1.1 制動(dòng)盤(pán) 11
3.1.2 制動(dòng)鉗 11
3.1.3 制動(dòng)塊 11
3.1.4 摩擦材料 11
3.1.5 制動(dòng)器間隙 12
3.2 同步附著系數(shù)選取 12
3.3 制動(dòng)效能因數(shù) 14
3.4 制動(dòng)受力分析與力矩計(jì)算 14
3.4.1 制動(dòng)受力分析 14
3.4.2 制動(dòng)力矩計(jì)算 15
3.5 摩擦襯塊的摩擦特性 16
3.6 制動(dòng)器液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 16
4.校核與技術(shù)要求 19
4.1制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算 19
4.2制動(dòng)器的調(diào)試 19
4.2.1制動(dòng)盤(pán)的技術(shù)要求 19
4.2.2制動(dòng)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(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 24
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 25
1 緒論
1.1 概述
現(xiàn)在，盤(pán)式制動(dòng)器在汽車上已經(jīng)越來(lái)越多地被采用，特別是在轎車上已被廣泛采用。盤(pán)式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過(guò)盤(pán)式制動(dòng)盤(pán)，故盤(pán)式制動(dòng)器的散熱性很好。但是盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，對(duì)制動(dòng)鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價(jià)高于鼓式制動(dòng)器。
汽車制動(dòng)系可分為行車、駐車、應(yīng)急、輔助內(nèi)部分裝置。任何制動(dòng)裝置都具有供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器四個(gè)部分組成。較為完善的制動(dòng)系還具有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，以及報(bào)警裝置、壓力保持裝置。
盤(pán)式制動(dòng)器多用于汽車的前輪，有不少車輛四個(gè)車輪都用盤(pán)式制動(dòng)器。制動(dòng)盤(pán)裝在輪級(jí)上、與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，主缸的液體壓力傳遞到盤(pán)式制動(dòng)器。該壓力推動(dòng)摩擦襯片靠到制動(dòng)盤(pán)上，阻止制動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
按摩擦副中固定元件結(jié)構(gòu)，盤(pán)式制動(dòng)器可分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式。
固定鉗盤(pán)式在汽車上用的最早（50年代就開(kāi)始使用），優(yōu)點(diǎn)是：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)滑動(dòng)件，這易保證鉗的剛度，易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤(pán)式的改進(jìn)，也能適用分路系統(tǒng)的要求。
近年來(lái)，由于汽車性能要求的提高，固定鉗盤(pán)式的缺點(diǎn)，暴露較明顯，因而導(dǎo)致浮動(dòng)鉗（特別是滑動(dòng)鉗）的迅速發(fā)展。首先，固定鉗至少要有兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)，所以須有橫跨的內(nèi)部油道或外部油道來(lái)連通，這就使制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸加大，布置也較難；而浮動(dòng)鉗的外側(cè)無(wú)油缸，可將制動(dòng)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(dòng)液溫度過(guò)高而汽化，浮動(dòng)鉗由于沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管，減少了受熱機(jī)會(huì)。所以制動(dòng)溫度可以比固定鉗低30-50℃，又采用浮動(dòng)鉗可將活塞和油缸等精密件減去一半，造價(jià)大為降低。
1.2 盤(pán)式制動(dòng)器的研究意義
汽車在我們的生活中占據(jù)了越來(lái)越多的作用，可以說(shuō)，沒(méi)有了汽車，不能想象這個(gè)世界會(huì)是一個(gè)什么模樣。什么都會(huì)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(huì)疲憊。當(dāng)然，作為汽車中最最主要部分。制動(dòng)器對(duì)于汽車的安全起到了及其重要的保障，可以這樣說(shuō)，若是制動(dòng)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(huì)，汽車在人們的生活中起著越來(lái)越重要的作用，同時(shí)，汽車的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)涉及到許許多多的領(lǐng)域，以其獨(dú)特的安全性，經(jīng)濟(jì)性，舒適性等眾多指標(biāo)，也對(duì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車行駛的一個(gè)重要主動(dòng)性能的好壞對(duì)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(zhǎng)壽命的的制動(dòng)系統(tǒng)。該性能的好壞對(duì)汽車的行駛和安全有著重要的影響。由于制動(dòng)系統(tǒng)的重要性，對(duì)于制動(dòng)器的要求和性能需要經(jīng)過(guò)仔細(xì)推敲，以求得到預(yù)期效果。目前，盤(pán)式制動(dòng)器將逐步取代鼓式制動(dòng)器，主要是由于盤(pán)式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)決定的。盤(pán)式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動(dòng)表現(xiàn)，其制動(dòng)效能遠(yuǎn)高于鼓式制動(dòng)器，而且空氣直接通過(guò)盤(pán)式制動(dòng)盤(pán)，故盤(pán)式制動(dòng)器的散熱性很好，除外，較之鼓式制動(dòng)器，盤(pán)式制動(dòng)器還有如下主要優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)穩(wěn)定性好；制動(dòng)力矩與汽車前進(jìn)和后退行駛無(wú)關(guān)；在輸出同樣大小的制動(dòng)力矩的條件下， 盤(pán)式制動(dòng)器的質(zhì)量和尺寸比鼓式要??；盤(pán)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(jiǎn)單，維修保養(yǎng)容易。如果若是沒(méi)有制動(dòng)，汽車則會(huì)很難在較短的時(shí)間內(nèi)停止下來(lái)，幾乎如同永動(dòng)機(jī)不得停歇下來(lái)。行駛的安全也會(huì)受到影響。其實(shí)機(jī)器也是有感情的，制動(dòng)器都需要車主的細(xì)心呵護(hù)。不僅僅是對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于每個(gè)系統(tǒng)和部件來(lái)說(shuō)。勤于保養(yǎng)。定期吐故納新，才會(huì)有更完美的響應(yīng)。中國(guó)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(dòng)器還可以制動(dòng)完成，剎車還能踩下去，就沒(méi)有更換剎車盤(pán)的意識(shí)。我建議千萬(wàn)不要因小失大，畢竟制動(dòng)器直接關(guān)系到我們的生命安全。
1.3 國(guó)內(nèi)外研究情況
隨著我國(guó)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(guó)外先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)入，汽車上采應(yīng)用盤(pán)式制動(dòng)器配置才逐步在我國(guó)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(guó)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(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始向盤(pán)式制動(dòng)器過(guò)渡， 同時(shí)ABS 也開(kāi)始由中高級(jí)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(guó)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(pán)式制動(dòng)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(dòng)器生產(chǎn)規(guī)模同比增長(zhǎng)24%增至2804 萬(wàn)臺(tái)，其中盤(pán)式制動(dòng)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(jì)對(duì)象的ABS 累計(jì)產(chǎn)量更達(dá)113 萬(wàn)臺(tái)。制動(dòng)器發(fā)展作為消費(fèi)者安全系數(shù)息息相關(guān)零部件在未來(lái)汽車零部件發(fā)展的歷程中占據(jù)舉足輕重的位置。盤(pán)式制動(dòng)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(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)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(yàn)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。要對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行完整的熱分析,還要從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步研究:①由于制動(dòng)過(guò)程中壓力分布與溫度場(chǎng)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(wèn)題來(lái)分析,同時(shí)必須采用彈塑性理論求解應(yīng)力場(chǎng);②由于實(shí)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(dòng)器摩擦磨損熱動(dòng)力學(xué);③現(xiàn)在對(duì)摩擦材料熱物理特性缺乏研究,今后可考慮對(duì)特定的制動(dòng)材料配對(duì)進(jìn)行包括材料熱物理參數(shù)在內(nèi)的整個(gè)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(pán)式制動(dòng)器的理論與試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容也將會(huì)得到不斷更新與發(fā)展。鉗盤(pán)式制動(dòng)器是近年也開(kāi)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(dòng)器。
在轎車、微型車、輕卡、SUV及皮卡方面：在從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動(dòng)形式，即前車輪盤(pán)式制動(dòng)，后車輪鼓式制動(dòng)。因轎車在制動(dòng)過(guò)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(dòng)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(pán)式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)的混合匹配方式。采用前盤(pán)后鼓式混合制動(dòng)器，這主要是出于成本上的考慮，同時(shí)也是因?yàn)槠囋诰o急制動(dòng)時(shí)，軸荷前移，對(duì)前輪制動(dòng)性能的要求比較高，這類前制動(dòng)器主要以液壓盤(pán)式制動(dòng)器為主流，采用液壓油作傳輸介質(zhì)，以液壓總泵為動(dòng)力源，后制動(dòng)器以液壓式雙泵雙缸。 大多數(shù)微型車（長(zhǎng)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(zhǎng)豐、江鈴皮卡）等采用前盤(pán)后鼓式混合制動(dòng)器。2004年我國(guó)共產(chǎn)此類車計(jì)110萬(wàn)輛以上。但隨著高速公路等級(jí)的提高，乘車檔次的上升，特別上國(guó)家安全法規(guī)的強(qiáng)制實(shí)施，前后輪都用盤(pán)式制動(dòng)器是趨勢(shì)。
在大型客車方面：氣壓盤(pán)式制動(dòng)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(guó)家自上世紀(jì)90年代初開(kāi)始將盤(pán)式制動(dòng)器用于大型公交車。至2000年，盤(pán)式制動(dòng)器（前后制動(dòng)均為盤(pán)式）已經(jīng)成為歐美國(guó)家城市公交車的標(biāo)準(zhǔn)配置。我國(guó)從1997年開(kāi)始在大客車和載重車上推廣盤(pán)式制動(dòng)器及 ABS防抱死系統(tǒng)，因進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)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(guó)產(chǎn)盤(pán)式制動(dòng)器得以大行其道。北京公交電車公司、上海公交、武漢公交、長(zhǎng)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(pán)式制動(dòng)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(pán)式制動(dòng)器的客車已占一半多；宇通公司自制底盤(pán)部份是由二汽在EQ153前后橋基礎(chǔ)升級(jí)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(pán)式制動(dòng)器的前后橋總成約占6000套以上，是宇通公司最大的氣壓盤(pán)式制動(dòng)器橋供應(yīng)商。宇通公司每年需在一汽采客車底盤(pán)3000多臺(tái)，一汽客底2004年供了2000多臺(tái)，其中帶盤(pán)式制動(dòng)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(pán)式制動(dòng)器前橋、11噸420后橋裝在6100（10米）豪華客車上； 7噸盤(pán)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(chǎng)前景較好，利潤(rùn)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(pán)式制動(dòng)器的車橋2004年在5500臺(tái)左右。廈門(mén)金龍客車10-12米高Ⅱ型客車以上客車、丹東黃?？蛙?0-12米高Ⅱ型客車、安徽凱斯鮑爾等等國(guó)內(nèi)知名的大型廠家均已在批量生產(chǎn)帶盤(pán)式制動(dòng)器的高檔客車。
一種汽車盤(pán)式電磁制動(dòng)器的研制，汽車盤(pán)式電磁制動(dòng)器作為一種新型的制動(dòng)裝置，電磁力以其迅速、可靠的潛在優(yōu)勢(shì)引起了汽車行業(yè)各研究人員的關(guān)注沒(méi)事制動(dòng)技術(shù)的一次新的革命。電磁制動(dòng)系統(tǒng)是使用電子裝置的電磁制動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)駕駛員踩下去制動(dòng)踏板時(shí)候，電磁鐵的線圈就會(huì)通電推動(dòng)摩擦片工作，從而產(chǎn)生制動(dòng)力。目前，學(xué)術(shù)界已經(jīng)成功研制了鼓式電磁制動(dòng)器，但是鼓式電磁制動(dòng)器在制動(dòng)過(guò)程中存在散熱困難等因素，研究人員逐漸趨向于盤(pán)式電磁制動(dòng)器的研究。
汽車盤(pán)式電磁制動(dòng)器在基于傳統(tǒng)液壓盤(pán)式制動(dòng)器的基礎(chǔ)上以全新的設(shè)計(jì)思想對(duì)增力機(jī)構(gòu)，電磁鐵內(nèi)外鐵芯的銜鐵等進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助各種三維軟件來(lái)建立模型，并進(jìn)行增力機(jī)構(gòu)應(yīng)力及制動(dòng)力分析。本研究通過(guò)增力機(jī)構(gòu)將電磁力放大3倍來(lái)滿足汽車制動(dòng)所需要的制動(dòng)力。在制動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)控制電磁線圈的電流來(lái)控制制動(dòng)力，保證汽車在不同路況的制動(dòng)可靠性。相對(duì)于鼓式電磁制動(dòng)器，盤(pán)式電磁制動(dòng)器有以下優(yōu)點(diǎn)：1、盤(pán)式制動(dòng)器遠(yuǎn)遠(yuǎn)比鼓式制動(dòng)的散熱好，制動(dòng)性能穩(wěn)定；2、由于鼓式制動(dòng)器電磁鐵芯的尺寸受到限制，產(chǎn)生的電磁力也會(huì)受到影響，而盤(pán)式制動(dòng)器的空間相對(duì)寬松，電磁鐵尺寸可適當(dāng)增大以提高電磁力；3、盤(pán)式制動(dòng)器的增力效果好。
汽車盤(pán)式電磁制動(dòng)器作為新的前沿制動(dòng)技術(shù)，具有控制方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的液壓油燃燒和油路泄露的危險(xiǎn)，提高了制動(dòng)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(pán)式電磁制動(dòng)系統(tǒng)采用了反饋控制系統(tǒng)，縮短了制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間與制動(dòng)距離，改善了制動(dòng)力矩和防滑性能，提高了行駛安全性。基于以上優(yōu)勢(shì)，盤(pán)式電磁制動(dòng)器將廣泛用于汽車制動(dòng)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(cè)，在接下來(lái)的時(shí)間內(nèi)西安的汽車保有量即將突破200W輛。與此同時(shí)，汽車的性能也會(huì)越來(lái)越好，速度會(huì)越來(lái)越快，這樣將直接導(dǎo)致汽車在行駛的過(guò)程中安全問(wèn)題出現(xiàn)的幾率會(huì)越來(lái)越多。
本人所做的主要工作是通過(guò)查閱大量的資料，了解盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理及特點(diǎn)，完成基礎(chǔ)知識(shí)的積累，然后進(jìn)行方案的論證，深化方案的具體實(shí)施步驟，繪制盤(pán)式制動(dòng)器的零件圖及其裝配圖。完成制動(dòng)器的相關(guān)計(jì)算，同步附著系數(shù)的選取，制動(dòng)力矩的計(jì)算，以及制動(dòng)器以及相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。
1.4.2 本設(shè)計(jì)所選方案及說(shuō)明
a 盤(pán)式制動(dòng)器的基本組成和工作原理:捷達(dá)轎車盤(pán)式制動(dòng)器采用單缸浮動(dòng)鉗式結(jié)構(gòu)，制動(dòng)器由制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)鉗、車輪軸承及制動(dòng)摩擦罩盤(pán)組成（如圖2.1所示）。
1—車輪螺栓 2—制動(dòng)盤(pán) 3—擋塵盤(pán)螺栓 4—擋塵盤(pán) 5—轉(zhuǎn)向節(jié)
6—彈簧片 7—制動(dòng)襯塊 8—制動(dòng)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(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器
1—支架 2—制動(dòng)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(dòng)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(dòng)盤(pán)
圖2.2 捷達(dá)前輪盤(pán)式制動(dòng)器
浮鉗盤(pán)式制動(dòng)鉗的工作原理：如圖2.2所示，制動(dòng)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(duì)移動(dòng)。支架固定在車軸上，摩擦塊11和12布置在制動(dòng)盤(pán)13的兩側(cè)。制動(dòng)分泵8設(shè)在制動(dòng)鉗內(nèi)。制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鉗內(nèi)油缸活塞8在液壓力作用下推動(dòng)內(nèi)摩擦塊12，壓靠到制動(dòng)盤(pán)內(nèi)側(cè)表面后，作用于分泵底部的液壓力使制動(dòng)鉗殼體在導(dǎo)向銷上移動(dòng)，推動(dòng)外摩擦塊11壓向制動(dòng)盤(pán)的外側(cè)表面。內(nèi)、外摩擦塊在液壓作用下，將制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)面緊緊夾住。由于制動(dòng)盤(pán)是緊固在前輪轂上的，因此實(shí)現(xiàn)了前輪的制動(dòng)。
前制動(dòng)器的制動(dòng)間隙是可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的。它是利用分泵活塞密封圈4的彈性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的。制動(dòng)時(shí)，橡膠密封圈變形，制動(dòng)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(dòng)盤(pán)和內(nèi)、外摩擦塊磨損后引起制動(dòng)間隙變大，超過(guò)活塞8的設(shè)定行程時(shí)，活塞在制動(dòng)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(dòng)為止?；钊兔芊馊χg的相對(duì)位移補(bǔ)償了過(guò)量的間隙，制動(dòng)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(shù)脂并與樹(shù)脂結(jié)合的材料與鋼板牢牢粘在一起制成。
b.盤(pán)式制動(dòng)器
（1） 制動(dòng)器效能，指在良好路面上，汽車以一定初速度制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度。在評(píng)比不同結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)器效能時(shí)，常用一種稱為制動(dòng)效能因數(shù)的無(wú)因次指標(biāo)。制動(dòng)效能因數(shù)的定義為：在制動(dòng)鼓和制動(dòng)盤(pán)的作用半徑上所得到的摩擦利于輸入力之比。
（2） 制動(dòng)器效能恒定性，即汽車高速行使或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)汽車制動(dòng)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?yàn)橹苿?dòng)過(guò)程是及時(shí)把汽車行駛的動(dòng)能通過(guò)制動(dòng)器吸收從而轉(zhuǎn)化為熱能，所以制動(dòng)器溫度升高后能否保持在冷狀態(tài)時(shí)的制動(dòng)效能這個(gè)問(wèn)題，已成為設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)器時(shí)要考慮的一個(gè)重要問(wèn)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(dòng)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(gè)鼓式制動(dòng)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(lái)說(shuō)盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)效能最為穩(wěn)定。
要求制動(dòng)器的熱穩(wěn)定性好，除選擇其效能因數(shù)對(duì)摩擦系數(shù)敏感性較低的制動(dòng)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(dòng)鼓（制動(dòng)盤(pán)）有足夠的熱容量和散熱的能力。
（3） 制動(dòng)器間隙調(diào)整，是汽車保養(yǎng)作業(yè)較為頻繁的項(xiàng)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(dòng)裝置。
（4） 制動(dòng)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(dòng)力矩而確定的制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤(pán)）直徑就可能過(guò)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(dòng)器形式。對(duì)于高速轎車，為提高制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，在前懸架（獨(dú)立懸架）設(shè)計(jì)中，一般采用較小的主銷偏移距。為此，前制動(dòng)器位置有時(shí)不得不外移到更靠近輪轂，導(dǎo)致其布置困難。車輪制動(dòng)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(dòng)噪音的現(xiàn)象很復(fù)雜。大致來(lái)說(shuō)，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(dòng)時(shí)停車的喀擦聲，這主要是由制動(dòng)鼓或者制動(dòng)鉗的共振造成的。高頻噪聲一般可通過(guò)制動(dòng)蹄或制動(dòng)盤(pán)共振產(chǎn)生?；蛘呤怯捎谀Σ烈r片或襯塊彈性震動(dòng)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(dòng)摩擦系數(shù)對(duì)摩擦速度的變化關(guān)系。動(dòng)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(dòng)而產(chǎn)生噪聲。此外，制動(dòng)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(dòng)溫度對(duì)噪聲也有影響。在制動(dòng)器的設(shè)計(jì)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(duì)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(dòng)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(dòng)性能的分析，包括制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)；
b. 制動(dòng)效能，制動(dòng)效能恒定性；
c. 滑動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算，參數(shù)的計(jì)算；制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，
襯塊的磨損特性；
d. 制動(dòng)器零件的設(shè)計(jì)，包括制動(dòng)鉗體，固定支架，制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)塊，活塞；
e. 工藝分析
20
2 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
2.1 汽車盤(pán)式制動(dòng)器
鉗盤(pán)式制動(dòng)器分為定鉗盤(pán)式和浮動(dòng)鉗盤(pán)式兩類。定鉗盤(pán)式制動(dòng)器他的制動(dòng)鉗體固定安裝在輪毅，它不能旋轉(zhuǎn)也不能沿制動(dòng)盤(pán)軸線方向移動(dòng)，制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)分別放置兩個(gè)活塞，制動(dòng)油液由制動(dòng)總泵經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入鉗體中兩個(gè)相通的液壓腔中，將兩側(cè)的制動(dòng)塊壓向與車輪固定連接的制動(dòng)盤(pán)，從而產(chǎn)生制動(dòng)。他的缺點(diǎn)就是制動(dòng)油缸多，制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩個(gè)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(dòng)鉗的尺寸過(guò)大，不方便安裝，同時(shí)制動(dòng)液容易熱氣化。而浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器與定鉗盤(pán)式制動(dòng)器相反，浮動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器軸向尺寸較小，而且制動(dòng)液氣化機(jī)會(huì)較少，同時(shí)安裝駐車制動(dòng)器更方便。目前轎車選用浮動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器的較多。制動(dòng)效能的恒定性包括抗熱衰退能力和抗水衰退能力。制動(dòng)過(guò)程中，摩擦襯片和制動(dòng)盤(pán)摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力的同時(shí)，熱量的產(chǎn)生不可避免。而溫度的升高又會(huì)影響制動(dòng)系統(tǒng)的性能。因此，抗熱衰退能力是制動(dòng)器設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)影響制動(dòng)性能。同理如果制動(dòng)器涉水之后，就會(huì)嚴(yán)重的影響制動(dòng)性能。所以，抗水衰退也是制動(dòng)器設(shè)計(jì)的另外一個(gè)重要考慮的因素。因而選用浮動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器。
2.2 制動(dòng)器的管路選取
為了提高制動(dòng)工作的可靠性， 制動(dòng)管路應(yīng)該采用分路系統(tǒng)。分路系統(tǒng)至少有2 套獨(dú)立的系統(tǒng)，其中一個(gè)回路損壞，仍可以用另外一個(gè)完成制動(dòng) 選用交叉型分路系統(tǒng)，因?yàn)榍拜S的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路，同時(shí)他的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如果制動(dòng)的時(shí)候一個(gè)回路失效的話，剩余的制動(dòng)力能維持正常的50%。一般，這樣不會(huì)緊急制動(dòng)抱死車輪使得方向不受控制。如果其中某一個(gè)管路損壞則會(huì)使得制動(dòng)器不對(duì)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(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
制動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同，可以分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)3大類。力的傳遞過(guò)程中，可分為液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和氣壓-液壓傳動(dòng)。
按照伺服能量形式，伺服制動(dòng)系可分為真空伺服制動(dòng)系和氣壓伺服制動(dòng)系，二者工作原理基本一致，但相對(duì)壓力不同。由于真空伺服制動(dòng)系的真空源是來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中節(jié)氣門(mén)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(dòng)力源來(lái)自空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)同樣需要發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，氣壓可達(dá)0.6-0.7MPa，比真空伺服制動(dòng)系大得多。因此，真空伺服制動(dòng)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(jì)選用液壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
目前普遍小型轎車都實(shí)用液壓盤(pán)式制動(dòng)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(dòng)的同步性，同時(shí)使得制動(dòng)力正確分配到前后輪。當(dāng)發(fā)生顛簸或者撞車時(shí)候不會(huì)自行制動(dòng)。
3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)
3.1盤(pán)式制動(dòng)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(dòng)盤(pán)
制動(dòng)盤(pán)材料選取珠光體灰鑄鐵制成，鉗盤(pán)式制動(dòng)器用禮帽形結(jié)構(gòu)，制動(dòng)盤(pán)直徑直徑一般為輪轂直徑的70%-79%，輪轂初取320mm 制動(dòng)盤(pán)的直徑D要盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得以增大，就可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度，但制動(dòng)盤(pán)的直徑D受輪毅直徑的限制，通常，制動(dòng)盤(pán)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(dòng)盤(pán)厚度h直接影響著制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作時(shí)的溫度。為使質(zhì)量不至于太大，制動(dòng)盤(pán)厚度應(yīng)取的適當(dāng)小些；為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫度，制動(dòng)盤(pán)厚度又不宜過(guò)小。制動(dòng)盤(pán)可以制成實(shí)心的。一般都在10-20之間所以選h=14mm。
3.1.2 制動(dòng)鉗
制動(dòng)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(dòng)油缸，也有將單獨(dú)制造的油缸裝嵌入鉗體中的。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，多將杯形活塞的開(kāi)口端頂靠制動(dòng)塊的背板?；钊设T鋁合金或鋼加工而成，部分將活塞開(kāi)口端加工成階梯狀，這樣就形成了兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的圓環(huán)面。其表面鍍鉻，從而增強(qiáng)耐磨性，當(dāng)制動(dòng)鉗體由鋁合金制造時(shí)，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(dòng)塊背面的接觸面積。
3.1.3 制動(dòng)塊
制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌在一起?；钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動(dòng)塊背板由鋼板制成許多盤(pán)式制動(dòng)器裝有襯塊警報(bào)裝置，以便及時(shí)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?yàn)槟Σ料禂?shù)高則說(shuō)明材料耐磨性差，一般取0.3-0.35。同時(shí)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(dòng)過(guò)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(jì)選取石棉纖維和樹(shù)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(dòng)器間隙
間隙的大小選取一定要保證制動(dòng)盤(pán)要能流暢的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)要具有方便拆修的作用，大多數(shù)制動(dòng)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(dòng)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(guò)對(duì)汽車的受力分析可知，制動(dòng)時(shí)前后輪同時(shí)抱死，對(duì)附著條件的利用，制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性等均有利，此時(shí)的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力和的關(guān)系曲線，稱為理想的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線。
在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時(shí)抱死的條件是：前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力之和等于附著力；并且前后輪制動(dòng)器制動(dòng)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(dòng)力
——地面對(duì)前、后輪法向反作用力
將：
代入
得：
(3.4)
簡(jiǎn)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(dòng)器制動(dòng)力之比為一固定值，常用前制動(dòng)力與總制動(dòng)力之比來(lái)表明分配比例，稱為制動(dòng)器動(dòng)力分配系數(shù)，用β表示，即：
(3.6)
式中：——汽車制動(dòng)器總制動(dòng)力
所以
若用為一直線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，且其斜率為：
這條直線稱為實(shí)際前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱β線。
因?yàn)樗O(shè)計(jì)捷達(dá)為輕型轎車的盤(pán)式制動(dòng)器的，而現(xiàn)代轎車的行使?fàn)顩r較好，特別是高級(jí)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(diǎn)代表在該附著系數(shù)的路面上前后制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)應(yīng)有的數(shù)值，圖中β線與I線（滿載）交與B點(diǎn)，此時(shí)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(dòng)性能的一個(gè)參數(shù)。在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)上制動(dòng)時(shí)才能使前后車輪同時(shí)抱死。
3.3 制動(dòng)效能因數(shù)
制動(dòng)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(dòng)器效能因數(shù)（BEF）來(lái)表示，它器而言，其效能因數(shù)為k=2f.
F——制動(dòng)襯塊實(shí)際上是增益系數(shù)。有如前節(jié)的分析所知：
對(duì)鉗盤(pán)式制動(dòng)與盤(pán)之間的摩擦系數(shù)
在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，取f=0.3可使得結(jié)果接近實(shí)際。
k=0.6
3.4 制動(dòng)受力分析與力矩計(jì)算
3.4.1 制動(dòng)受力分析
對(duì)后輪接地點(diǎn)取力矩得：
(3.10)
式中:——地面對(duì)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(duì)前輪有 (3.11)
可以寫(xiě)出前后輪上力矩平衡式為:
認(rèn)為
——前后輪制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩。并且：
在輪緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需要的力稱為制動(dòng)器制動(dòng)力，用表示，有：
由此可知，制動(dòng)器制動(dòng)力由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，即取決于制動(dòng)器的型式，結(jié)構(gòu)尺寸，制動(dòng)器，摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪半徑，并且與制動(dòng)踏板力，即制動(dòng)系的液壓或空氣成正比。
制動(dòng)過(guò)程中地面制動(dòng)力，制動(dòng)器制動(dòng)力附著力的關(guān)系。
汽車的地面制動(dòng)力首先取決于制動(dòng)器制動(dòng)力，但同時(shí)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(dòng)器動(dòng)力，同時(shí)地面又能提供高的附著力時(shí)，才能獲得足夠的地面制動(dòng)力。
最大地面制動(dòng)力：
3.4.2 制動(dòng)力矩計(jì)算
盤(pán)式制動(dòng)器的計(jì)算用如圖3.3所示，假定襯塊的摩擦表面全部與制動(dòng)盤(pán)接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動(dòng)器制動(dòng)力矩為：
(3.12)
式中：N——單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)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(jì)算用圖
對(duì)于常見(jiàn)的具有扇面摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔皇呛艽?，取R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(dòng)盤(pán)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(shí)摩擦表面的溫度和摩擦力。制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)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(shí)間內(nèi)耗散的能量。
雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)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(dòng)初速度與終速度。計(jì)算時(shí)轎車取V=100km/h(27.8m/s)
——制動(dòng)減速度，計(jì)算時(shí)取=0.6g；
——制動(dòng)時(shí)間
——前制動(dòng)襯片的摩擦面積；（初選在1.6-3.5kg/cm2 初選=2）
——制動(dòng)分配系數(shù)。
由 cm2
則 cm2
計(jì)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(jì)算由公式：
求得 X=52°
在緊急制動(dòng)到時(shí)，并可近似地認(rèn)為，則有
(3.15)
由
秒
合適
轎車盤(pán)式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0W／mm2。比能量耗散率過(guò)高，不僅會(huì)加速制動(dòng)襯片(襯塊)的磨損，而且可能引起制動(dòng)鼓或盤(pán)的龜裂。
3.6 制動(dòng)器液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄或制動(dòng)塊的作用力P與輪缸直徑及制動(dòng)輪缸中的液壓之間有如下關(guān)系式：
(3.16)
式中：——考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，MPaMPa
制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過(guò)812，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器可更高。壓力越高則輪缸直徑就越小，但對(duì)管路尤其是制動(dòng)軟管及管接頭提出了更高的要求，對(duì)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(dòng)比，取,取
制動(dòng)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(jiàn)踏板力符合法律要求不超過(guò)（500700范圍）。符合法律的要求。而且操縱較為輕便。
制動(dòng)踏板工作行程 ：
式中：
——操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)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(dòng)器的熱容量和溫升的核算
應(yīng)核算制動(dòng)器的熱容量和溫升是否滿足如下條件：
(4.1)
式中:——制動(dòng)盤(pán)的總質(zhì)量；初選=14kg
——與制動(dòng)盤(pán)相連的受熱金屬件(如輪轂、輪輻、輪輞、制動(dòng)鉗體等)的總質(zhì)量；初選=25kg
——制動(dòng)盤(pán)材料的比熱容，對(duì)鑄鐵=482J／(kg·K)，對(duì)鋁合金
=880J／(kg·K)；=482J／(kg·K)
——與制動(dòng)盤(pán)相連的受熱金屬件的比熱容；=482J／(kg·K)
——制動(dòng)鼓(盤(pán))的溫升(一次由=30km／h到完全停車的強(qiáng)烈制動(dòng)，初選=14℃ 溫升不應(yīng)超過(guò)15℃)；
J
L——滿載汽車制動(dòng)時(shí)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變的熱能，因制動(dòng)過(guò)程迅速，可以認(rèn)為制動(dòng)生成的熱能全部為前、后制動(dòng)器所吸收，并按前、后軸制動(dòng)力的分配比率分配給前、后制動(dòng)器，即
(4.2)
(4.3)
式中:——滿載汽車總質(zhì)量；=1470kg
——汽車制動(dòng)時(shí)的初速度，可取m/s；
——汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，=0.73
J
而263172214620符合要求,所以制動(dòng)器的熱容量與升溫符合要求。
4.2制動(dòng)器的調(diào)試
4.2.1制動(dòng)盤(pán)的技術(shù)要求
(1) 制動(dòng)塊接觸面上須清潔干燥，在裝配、運(yùn)輸過(guò)程中不得粘有油污。
(2) 制動(dòng)盤(pán)裝上整車后，上緊輻板螺栓后，上緊力矩70～80N·m。制動(dòng)盤(pán) 兩摩擦表面的擺動(dòng)量不大于0.10。
(3) 制動(dòng)盤(pán)材料：HT250 GB9439-88。
4.2.2制動(dòng)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(duì)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(dòng)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(hào)硅脂（ZBE40002-86）?；钊芊馊τ孟鹉z潤(rùn)滑脂，在70oC溫度下浸漬12小時(shí)，裝配時(shí)全部涂上橡膠潤(rùn)滑脂GZ85011。裝配活塞時(shí)，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(shí)，配合面應(yīng)涂橡膠潤(rùn)滑脂GZ85011，軸銷套內(nèi)部及密封處亦應(yīng)涂橡膠潤(rùn)滑脂GZ85011。
(4) 性能要求:制動(dòng)鉗總成應(yīng)符合GB/T592-1999<<轎車制動(dòng)鉗總成性能要求及臺(tái)架試驗(yàn)方法>>的規(guī)定。
(5) 制動(dòng)鉗進(jìn)油口螺紋規(guī)格為M10×1-6h。
(6) 制動(dòng)鉗總成及制動(dòng)盤(pán)裝配后，在制動(dòng)鉗總成中建立10MPa的夜壓，然后解除壓力，旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤(pán)5圈。用厚薄規(guī)檢驗(yàn)兩制動(dòng)蹄片與制動(dòng)盤(pán)的間隙，間隙的和應(yīng)在:0.10mm～0.25mm之間。同時(shí)檢查制動(dòng)盤(pán)拖滯扭矩≤5N·m。
(7) 同臺(tái)車左/右制動(dòng)鉗總成中應(yīng)裝配同一生產(chǎn)廠家的制動(dòng)襯片。
(8) 制動(dòng)鉗總成中制動(dòng)襯片應(yīng)符合GB5763-1998《汽車用制動(dòng)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(yàn)條件：F1=2955N（恒定），F(xiàn)2=591N（交變）作用下疲勞耐久試驗(yàn)相當(dāng)于10萬(wàn)公里疲勞耐久試驗(yàn)后，軸承不能有燒傷、卡滯、損壞等異?，F(xiàn)象。軸承在試驗(yàn)過(guò)程中溫升不超過(guò)232oC。
(3) 輪轂軸承油封耐久性試驗(yàn)：泥水應(yīng)符合JISZ8901 8級(jí)混合比5%，向油封噴泥水1小時(shí)，轉(zhuǎn)速300r/min，停止噴泥水1小時(shí)，轉(zhuǎn)速1000r/min，溫度：室溫。試驗(yàn)100小時(shí)后不應(yīng)有泥水通過(guò)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(yàn)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(dòng)。
(6) 輻板螺栓材料：35CrMo，機(jī)械性能等級(jí)：9.8級(jí)。100%磁力探傷無(wú)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(dòng)液，以免推出活塞時(shí)，制動(dòng)液溢出；
(2) 擰動(dòng)支架緊固螺栓，取下整個(gè)鉗體（浮動(dòng)鉗體，固定鉗體）總成；
(3) 從固定支架上，滑動(dòng)并取下摩擦襯塊；
(4) 滑動(dòng)浮動(dòng)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(guò)浮動(dòng)鉗體背部的開(kāi)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(shí)）如襯塊厚度僅剩5mm左右時(shí)，應(yīng)及時(shí)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(rùn)滑油，以便裝到支架滑軌時(shí)，運(yùn)動(dòng)順當(dāng)。
當(dāng)重新裝配時(shí)，應(yīng)將新的制動(dòng)液充入并注滿到總泵油池規(guī)定高度。這時(shí)管路中可能有氣泡，可稍稍擰動(dòng)板氣螺釘，觸動(dòng)制動(dòng)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(diǎn)，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(wú)破損，擦傷；
(4) 檢查放氣螺塞（特別是錐面）有無(wú)銹蝕；
(5) 測(cè)量制動(dòng)盤(pán)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(dòng)盤(pán)，應(yīng)在裝上輪轂后且安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)之后，再校驗(yàn)其端面全跳動(dòng)值及不平衡度；
(7) 活塞清洗后不應(yīng)涂潤(rùn)滑油，應(yīng)涂制動(dòng)液再裝入活塞孔，導(dǎo)銷檢查后，涂潤(rùn)滑油再裝入襯套中；
(8) 整個(gè)總成裝配完后，摩擦襯塊與制動(dòng)盤(pán)間隙為0.2mm。
參考文獻(xiàn)
[1] 唐文初，鄧寶清 汽車構(gòu)造[M].廣州：華南理工大學(xué),2010,(1):367-376
[2] 孫曉煒.制動(dòng)有道助安全_盤(pán)_鼓制動(dòng)器之爭(zhēng)[J] 2013:128-131
[3] 吳學(xué)松 鉗盤(pán)式制動(dòng)器綜述[M].1996,(8):21-23
[4] 唐平 轎車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].西華大學(xué)2012:15-16
[5] 清華大學(xué)教研組.汽車的制動(dòng)性能[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004:34-43
[6] 龍振宇.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社[J],2002:12-19
[7] 劉陽(yáng).商用車后橋液壓制動(dòng)器介紹[M] 2013:30-45
[8] 張質(zhì)文，虞和謙，王金諾等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2001：210-300
[9] 譚良.計(jì)算機(jī)思維的研究及其進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2011.（3):10-15
[10] 李輝 鉗盤(pán)式制動(dòng)器構(gòu)造原理與檢修[J] 2013:25-65
[11] 馬迅，解聰.鼓式制動(dòng)器的有限元模擬與接觸分析.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2011,8:16-18
[12] 劉陽(yáng).商用車后橋液壓制動(dòng)器介紹[J].上海汽
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