盘式制动器毕业设计

乘用车盘式制动器设计湖北文理学院毕业论文（设计）论文（设计）题目 盘式制动器设计 学 院 机械与汽车工程学院 专 业 车辆工程 班 级 车辆 1111 班 姓 名 刘勤 学 号 2011138154 指导老师 姚鹏华 2015 年 3 月 1乘用车盘式制动器设计日盘式制动器设计摘要：本文主要介绍盘式制动器的分类以及各种盘式制动器的优缺点，对所选车型制动器的选用方案进行了选择，针对盘式制动器做了主要的设计计算，同时分析了汽车在各种附着系数道路上的制动过程，对前后制动力分配系数和同步附着系数、利用附着系数、制动效率等做了计算。在满足制动法规要求及设计原则要求的前提下，提高了汽车的制动性能。关键词：盘式制动器 制动力分配系数 同步附着系数 利用附着系数制动效率乘用车盘式制动器设计The design of the disc brakeAbstract: This article mainly introduced the classification of the disc brake as well as the good and bad points of each kind of disc brake .In order to choose the vehicle brake and to select the plan which is based on the choice, this article has made the main design calculation in view of the disc brake, simultaneously has analyzed the brake process of each automobile on each kind of coefficient of adhesion path , in view of the around braking force distribution coefficient and the synchronization coefficient of adhesion, using the coefficient of adhesion, the brake efficiency and so on, then has made the computation. It satisfies the brake laws and regulations request and under the principle of design request premise, enhanced the automobile braking quality.Key words: Disc brake Braking force distribution coefficient Synchronization coefficient of adhesion Using coefficient of adhesion Brake efficiency乘用车盘式制动器设计目 录1、绪论-11.1 课题研究的意义-71.2 国内外的发展现状-71.3 制动系统应具有的功能和应满足的要求-81.4 课题任务-82、制动器方案的选择-82.1 方案选择的依据-92.2 方案的选定-92.2.1 制动器的选择-92.2.3 前、后制动器的选择-112.3 行车制动器的标准和法规-132.4 盘式制动器在乘用车上的运用-143、制动器的主要参数及其选择-203.1 制动力与制动力分配系数-203.2 同步附着系数的计算-223.3 制动器的最大制动力矩-253.4 利用附着系数和制动效率-273.4.1 利用附着系数-303.4.2 制动效率-314、制动器主要零件的设计计算-324.1 制动盘的主要参数-324.1.1 制动盘-334.1.2 制动盘的直径-334.1.3 制动盘的厚度-334.2 摩擦衬块主要参数的确定-334.2.1 擦衬块内外半径-344.2.2 摩擦衬块的有效半径-35乘用车盘式制动器设计4.2.3 摩擦衬块的面积和磨损特性计算-354.2.4 摩擦参数设计核算-374.3 液压制动驱动机构的设计计算-374.3.1 制动轮缸直径和工作容积-384.3.2 制动主缸直径和工作容积-394.3.3 制动踏板力-404.3.4 踏板工作行程-405、制动器主机构设计-395.1 制动钳-405.2 制动块-405.3 摩擦材料-405.4 盘式制动器制动间隙的调整-41乘用车盘式制动器设计1 绪论1.1 课题研究意义随着社会的不断向前发展，汽车在人们的生活中的作用也日趋明显，人们从事生产活动离不开汽车，日常生活中，汽车尤其是乘用车成为经常使用的交通工具。拥有一辆轿车是人们生活水平提高的标志。而制动系统是汽车安全系统当中最重要的一项，其结构和性能的优劣直接影响车辆和人身安全，因此人们对其提出了更严格的要求，现代社会，对制动系统的研究设计以提高其工作性能是十分重要的。汽车的设计与生产涉及到许多领域，其独有的安全性、经济性、舒适性等众多指标，对设计提出了更高的要求。汽车制动系统是汽车行驶的一个重要主动安全系统，其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。随着汽车的行驶速度和路面情况复杂程度的提高，更加需要高性能、长寿命的制动系统，其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响，如果此系统不能正常工作，车上的驾驶员和乘客将会受到车祸的伤害。汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍、也是运用得最方便的交通工具。汽车制动系统是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置，而制动器又是制动系中直接制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件之一。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性的要求越来越高，为保证人身和车辆安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。现代汽车普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素，因此改进制动器机构、解决制约其性能的突出问题具有非常重要的意义。1.2 国内外发展现状国内现状:国内汽车制动系统行业主要以生产盘式制动器、鼓式制动器、真空助力器、液压制动总泵及液压制动分泵等制动器产品为主。我国 ABS 产品正处于发展阶乘用车盘式制动器设计段，特别是液压 ABS 的研究难度较大，因为液压 ABS 主要针对轿车，而国内的大部分轿车是以合资为主，其技术主要由外方控制。重庆聚能汽车技术有限公司是目前国内唯一能同时生产液压制动 ABS 和气压制动 ABS 系列产品的企业，其技术已经接近世界先进水平。国外现状：目前，ABS 已成为欧、美和日本的成熟产品，形成了完整的评估检测标准，并以 ABS 为基础，延伸出许多更优越的电子制动系统，如：ASR、 EBD、BAS、ESP 、EBA、TCS、VDC 及 ACC 等等。目前主要集中在ESP 及电子制动领域的研究方面，如凯西一海斯(KH) 公司在 1 辆实验车上安装了 1 种电一液(EH)制动系统，该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用 4 个比例阀和电力电子控制装置，KH 公司的 EBM 就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制及巡航控制制动干预等情况，而不需另外增加任何一种附加装置。EBM 系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力，从而使制动距离缩短 5。一种完全无油液和完全电路制动 BBW 的(Brake ByWire)的开发使传统的液压制动装置成为历史。德国 BPW 公司还开发了一种电子报警系统。它收集如轮胎气压、摩擦片磨损、制动温度等些参数，然后传送给驾驶员或运输公司，可监视制动摩擦片的磨损情况。一旦发现制动摩擦片需要送维修站处理时，它可立即告知，并以黄、红报警灯显示制动摩擦片损坏程度。对制动系统的研究一直以来都是国内外汽车行业所特别关注的问题。由于人们对制动安全性的不断重视，许多新兴的设计和电子技术被应用到制动系统当中去，如 ABS 防抱死系统、BSA 制动辅助系统、ESP 电子稳定程序等均是为了提高制动系统的安全性；计算机技术和 CAD 技术在制动系统的设计过程的应用也大大提高了其质量，加快了设计的周期。以前乘用车以“前盘后鼓”式制动器为主的现象现在已逐渐被“前盘后盘”式所代替。科技的日新月异与不同新技术的出现和应用为制动系统的设计发展提供了新的设计思路和发展方向。1.3 制动系统应具有的功能和应满足的要求汽车制动系统必须具备如下功能：1）在汽车行驶过程中能以适当的减速度使车降速到所需值，甚至停车；乘用车盘式制动器设计2）使汽车在下坡行驶时保持稳定的速度;3）使汽车可靠在原地（包括斜坡）停驻;制动系应满足的要求:1）应能适应有关标准和法规的规定;2）具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能;3）工作可靠;4）制动效能的热稳定性好;5）制动效能的水稳定性好;6）制动时汽车操纵稳定性好;7）制动踏板和手柄的位置和行程应符合人机工程学要求;8）作用滞后的时间要尽可能短;9）制动时不能产生噪声和振动;10）与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动;11）能全天侯使用;12）制动系机件的使用寿命长，制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求，应力求减小制动时飞散到大气中的有害人体的石棉纤维。1.4 课题任务调研现在制动器理论、设计、制造发展的趋势，以及现代优化技术发展的状况，通过模仿其它车型的制动器和参数来确定制动器的结构和组成形式，主要包括：前后制动器形式，前后制动器制动力分配，同步附着系数、利用附着系数、制动效率的计算以及驱动机构的设计和计算，最后根据设计的结果完成盘式制动器的设计。乘用车盘式制动器设计2 制动器方案的选择2.1 方案选择的依据制动系统方案的选定，依据所参考汽车的主要结构参数、制动系统结构和制动性能来初步选定，还必须考虑本课题对制动器提出的要求，参考同类型车辆的制动系统机构，在满足制动系统性能要求的前提下，同时还应考虑社会及市场的需求、是否符合生产发展水平和成本的因素。2.2 方案的选定2.2.1 制动器选择制动器是制动系统的重要组成部分，目前汽车制动器基本都是摩擦式制动器，按照摩擦副中旋转元件的不同，分为鼓式和盘式两大类制动器。鼓式制动器又有领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器等结构型式。盘式制动器的旋转元件是一个垂向安放且以两侧面为工作面的制动盘，其固定摩擦元件一般是位于制动盘两侧并带有摩擦片的制动块。当制动盘被两侧的制动块夹紧时，摩擦表面便产生作用于制动盘上的摩擦力矩。盘式制动器常用作轿车的车轮制动器，也可用作各种汽车的中央制动器。与鼓式制动器相比，盘式制动器的优点有：图2-1 通风制动器乘用车盘式制动器设计1)热稳定性较好。这是因为制动盘对摩擦衬块无摩擦增力作用，还因为制动摩擦衬块的尺寸不长，其工作表面的面积仅为制动盘面积的612，故散热性较好。 2)水稳定性较好。因为制动衬块对盘的单位压力高，易将水挤出，同时在离心力的作用下沾水后也易于甩掉，再加上衬块对盘的擦拭作用，因而，出水后需经一、二次制动即能恢 复正常；而鼓式制动器则需经过多次制动方能恢复正常制动效能。 3)制动稳定性好。盘式制动器的制动力矩与制动油缸的活塞推力及摩擦系数成线性关系,再加上无自行增势作用，因此在制动过程中制动力矩增长较缓和，与鼓式制动器相比，能保证高的制动稳定性。 4)制动力矩与汽车前进和后退行驶无关。 5)在输出同样大小的制动力矩的条件下，盘式制动器的质量和尺寸比鼓式要小。 6)盘式的摩擦衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更易更换，结构也较简单，维修保养容易。 7)制动盘与摩擦衬块间的间隙小(0.050.15mm)，这就缩短了油缸活塞的操作时间，并使制动驱动机构的力传动比有增大的可能。 8)制动盘的热膨胀不会像制动鼓热膨胀那样引起制动踏板行程损失，这也使间隙自动调整装置的设计可以简化9)易于构成多回路