普及型轎車前制動器設(shè)計

1、學(xué)號畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）普及型轎車前制動器設(shè)計教 學(xué) 系： 汽車工程系 指導(dǎo)教師： 余晨光 專業(yè)班級： 車輛工程1072班 學(xué)生姓名： 鄧 洋 洋 二一一年六月畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名鄧洋洋專業(yè)班級車輛1072指導(dǎo)教師余晨光工作單位武漢理工大學(xué)設(shè)計(論文)題目普及型轎車前制動器設(shè)計（參考車型：波羅1.6）設(shè)計（論文）主要內(nèi)容：（1）分析各種常用制動器的結(jié)構(gòu)、性能及優(yōu)缺點。（2）分析參考車型前制動器的結(jié)構(gòu)方案和特點。（3）設(shè)計普及型轎車前制動器： 繪制前制動器的總裝配圖； 繪制前制動器的主要零件圖；要求完成的主要任務(wù)及其時間安排:（1）圖紙必須包含裝配圖和零件圖，總制圖量折合不少于2張

2、0號圖紙，其中手繪圖紙量折合不少于0.5張0號圖紙，機繪圖紙量折合不少于0.5張0號圖紙，手繪圖紙不得與機繪圖重復(fù)；（2）畢業(yè)設(shè)計說明書不少于1.0萬字；（3）畢業(yè)設(shè)計文獻檢索不少于10篇，其中外文文獻不少于2篇，文獻檢索每篇不少于200字；（4）開題報告不少于1200字；（6）將畢業(yè)設(shè)計相關(guān)內(nèi)容（開題報告、文獻檢索、畢業(yè)說明書、機繪圖紙等）的電子文檔集中刻錄到一張光盤上。周次(時間)工作內(nèi)容提交內(nèi)容(階段末)第7學(xué)期分組、確定選題、資料收集方案構(gòu)思、完成開題報告文獻檢索、開題報告12（由系安排確定時間）校外實習(xí)、校外資料收集、完成實習(xí)報告實習(xí)報告35（）資料整理、完善方案設(shè)計方案68（）設(shè)計

3、計算、草圖繪制設(shè)計計算草稿、草圖913（）圖樣繪制、編寫設(shè)計計算說明書圖樣、說明書1415（）完善圖紙、設(shè)計計算說明書資料裝袋16（）答辯必讀參考資料：汽車構(gòu)造第五版，陳家瑞，人民交通出版社；汽車設(shè)計第四版，王望予，機械工業(yè)出版社；汽車制動系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算，劉惟信編著，清華大學(xué)出版社；汽車制動系統(tǒng)的分析與設(shè)計，(美) L. 魯?shù)婪蚓?，機械工業(yè)出版社。指導(dǎo)教師簽名： 余晨光 教研室主任簽名： 畢業(yè)設(shè)計開題報告題目普及型轎車前制動器設(shè)計（參考車型：波羅1.6）1. 目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）：盤式制動器又稱為碟式制動器。它由液壓控制，主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。制動盤

4、用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。分泵固定在制動器的底板上固定不動。制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，動作起來就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。盤式制動器散熱快，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。盤式制動器廣泛的應(yīng)用于轎車的車輪制動器，盤式制動器最大的優(yōu)點是制動盤與制動塊之間的間隙是自動調(diào)節(jié)的，制動盤與制動塊之

5、間保持很小的間隙，所以采用盤式制動器的汽車剎車時踏板的自由行駛很小。盤式制動器由制動盤、制動塊（也稱為剎車片）、制動鉗、剎車分泵及分泵導(dǎo)向裝置等組成。其中分泵又由泵體、活塞及密封膠圈、放氣螺塞等組成。盤式制動器的分泵安裝在支架上，當(dāng)來自總泵的剎車油進入分泵后，推動分泵活塞外移，活塞推動剎車片與制動盤接觸摩擦，同時在反作用下，分泵泵體右移，帶動另一個剎車片移動，兩個剎車片共同將制動盤鉗緊，實施制動。當(dāng)松開制動踏板時，剎車油回流，分泵活塞在密封膠圈的變形的反力下回位，剎車片解除對制動盤的鉗緊。盤式制動器的缺陷主要是對制動器和制動管路的制造要求較高，摩擦片的耗損量較大，成本貴，而且由于摩擦片的面積小

6、，相對摩擦的工作面也較小，需要的制動液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用。所以，汽車設(shè)計者從經(jīng)濟與實用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前輪盤式制動，后輪鼓式制動。四輪轎車在制動過程中，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%，因此前輪制動力要比后輪大。轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用前輪盤式制動，后輪鼓式制動的方式。雖然鼓式制動器成本相對低廉，比較經(jīng)濟。但是隨著材料科學(xué)的發(fā)展及成本的降低，在汽車領(lǐng)域中，盤式制動有逐漸取代鼓式制動的趨向。隨著人們生活水平的提高和汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進步，微型客車也逐漸的采用盤式制動器。尤其是前輪制動，它對制動力有較大的要求，采用盤式制動器是大

7、勢所趨。所以為了適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，為微型客車設(shè)計一款盤式前制動器是很有必要的。2. 基本內(nèi)容和技術(shù)方案：本文對微型客車的前制動器進行設(shè)計?；緝?nèi)容和方案如下：2.1 汽車制動器簡介和盤式制動器優(yōu)缺點2.2車型的選擇和基本參數(shù)的確定2.3盤式制動器形式的確定2.4設(shè)計計算及過程等我選擇的車型是polo 2008款 1.6L 標(biāo)準(zhǔn)型?；緮?shù)據(jù)有：長*寬*高（mm） 3916/1650/1520 整備質(zhì)量 1201kg最高車速 182km 最大功率 77kW最大扭矩 155 Nm 最高轉(zhuǎn)速 6200r /min我選用的是點盤式制動器。由于摩擦面僅占制動盤的一小部分，故稱點盤式。有固定卡鉗式和浮

8、動卡鉗式兩種。為了不使制動軸受到徑向力和彎矩，點盤式制動缸應(yīng)成對布置。制動轉(zhuǎn)矩較大時，可采用多對制動缸。必要時可在中間開通風(fēng)溝，以降低摩擦副溫升，還應(yīng)采取隔熱散熱措施，以防止液壓油溫高變質(zhì)。盤式還分為普通盤式和通風(fēng)盤式，普通盤式我們比較容易理解，就是實心的。通風(fēng)盤式，顧名思義具有透風(fēng)功效，指的是汽車在行使當(dāng)中產(chǎn)生的離心力能使空氣對流，達(dá)到散熱的目的，這是由盤式碟片的特殊構(gòu)造決定的。從外表看，它在圓周上有許多通向圓心的洞空，這些洞空是經(jīng)一種特殊工藝制造而成，因此比普通盤式散熱效果要好許多。但是考慮到微型客車成本及需求，采用非通風(fēng)盤式制動器更合適。3. 進度安排：3.1查閱相關(guān)資料并確定所設(shè)計車型

9、3.2對所選車型進行前制動器設(shè)計計算 3.3運用CAD軟件進行制圖4. 指導(dǎo)教師意見：周次(時間)工作內(nèi)容提交內(nèi)容(階段末)第7學(xué)期分組、確定選題、資料收集方案構(gòu)思、完成開題報告文獻檢索、開題報告12（由系安排確定時間）校外實習(xí)、校外資料收集、完成實習(xí)報告實習(xí)報告35（）資料整理、完善方案設(shè)計方案68（）設(shè)計計算、草圖繪制設(shè)計計算草稿、草圖913（）圖樣繪制、編寫設(shè)計計算說明書圖樣、說明書1415（）完善圖紙、設(shè)計計算說明書資料裝袋16（）答辯 必讀參考資料：汽車構(gòu)造第五版，陳家瑞，人民交通出版社；汽車設(shè)計第四版，王望予，機械工業(yè)出版社；汽車制動系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算，劉惟信編著，清華大學(xué)出版

10、社；汽車制動系統(tǒng)的分析與設(shè)計，(美) L. 魯?shù)婪蚓?，機械工業(yè)出版社。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日鄭 重 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人簽名： 日期： 目 錄摘 要1Abstract 21 緒論 31.1 研究目的及意義32汽車制動系概述 42.1 制動系的功用42.2 制動系的組成42.3 制動系的類型42.4 設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求53 制動器形式選擇73.1 制動器結(jié)構(gòu)分析與比較73.2 鉗盤式

11、制動器結(jié)構(gòu)83.3 全盤式制動器結(jié)構(gòu)8全盤式8固定鉗式9浮動鉗式9浮動盤式制動器104 盤式制動器主要參數(shù)確定114.1 汽車主要參數(shù)114.2 制動盤直徑D114.3 制動盤厚度 114.4 摩擦襯塊外半徑 R2 、內(nèi)半徑 R1與厚度 b114.5 襯片工作面積A115 鉗盤式制動器的設(shè)計計算125.1 同步附著系數(shù)的確定125.2 制動力分配系數(shù)的確定125.3 前，后輪制動器制動力矩的確定125.4 應(yīng)急制動和駐車制動所需的制動力矩145.5 盤式制動器的設(shè)計計算155.6 襯塊磨損特性的計算156 制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算176.1 制動驅(qū)動機構(gòu)的形式176.2 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計

12、算17制動輪缸直徑d的確定17 制動主缸直徑do確定17制動踏板力FP 18制動踏板工作行程SP18結(jié) 論 19參考文獻20致 謝 21摘 要本次畢業(yè)設(shè)計是polo勁取1.6AT轎車前盤式制動器，在設(shè)計中主要包括三個重要部分：制動系主要參數(shù)選擇、盤式制動器設(shè)計及其優(yōu)化設(shè)計。它們重點解決了制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)及其優(yōu)化問題。 本設(shè)計首先是對制動系的介紹，并分析比較了各種常見的制動器，其中重點介紹了設(shè)計所采用的鉗盤式制動器，另外又對制動系的發(fā)展趨勢進行簡述，接著是設(shè)計參數(shù)的確定，這包含了設(shè)計中所用到的所有必要參數(shù)，然后是選擇制動系的主要參數(shù)。在盤式制動器設(shè)計中，主要是確定其結(jié)構(gòu)參數(shù)，重點在制動

13、盤和摩擦襯塊的尺寸問題，其次就是盤式制動器設(shè)計計算，主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。關(guān)鍵詞：普及型橋車 制動器 滑動鉗盤ABSTRACTThis graduate design is about polo 1.6AT car front disc brakes, in the design includes three major parts: the main parameters braking system, disc brake design and its optimization. They focused on solving the brake structure parameters,

14、 performance parameters and their optimization problem.The first is the brake system design description, and compare a variety of common brake, which focuses on the design used by caliper disc brakes, the brake lines and other trends outlined, followed by design Parameters, which includes the design

15、 of all the necessary parameters are used, then select the main parameters of the brake system. In the disc brake design, primarily to determine its structural parameters, focusing on the brake disc and friction pads the size of the problem, followed by disc brake design calculations, the main compo

16、nents of the structural design.Keywords: Car universal bridge Brakes Sliding clamp plate1 緒論1.1 研究目的及意義本次畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)生活的總結(jié)，也是對自己的一次檢驗。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我可以很好地將這四年所學(xué)的知識串聯(lián)起來，使自己在畢業(yè)實際中能最大程度地發(fā)揮自己的能力，做出一份優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計雖然在理論上，我很難有所突破，但在實踐中，我可以對現(xiàn)有的POLO勁取 1.6 AT 轎車前盤式制動器進行合理地改進，它讓我有機會將汽車?yán)碚撝R與實際的設(shè)計工作緊密地聯(lián)系到一起，不僅提高了自己汽

17、車設(shè)計方面的知識水平，還培養(yǎng)了自己創(chuàng)造性思維能力。另外，通過本次畢業(yè)設(shè)計，我不僅僅要學(xué)習(xí)轎車前盤式制動器是如何設(shè)計的，更要掌握的是整個設(shè)計是如何展開的，過程是怎樣的。只有這樣，你才能對其他從未進行過的設(shè)計工作知道如何下手。最后，通過畢業(yè)設(shè)計，不僅使我在汽車專業(yè)知識上得到提高，而且還充分鍛煉了自己資料收集能力以及語言組織水平，為此后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。盤式制動器又稱為碟式制動器。它由液壓控制，主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。分泵固定在制動器的底板上固定不動。制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動

18、摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，動作起來就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。盤式制動器散熱快，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。盤式制動器廣泛的應(yīng)用于轎車的車輪制動器，盤式制動器最大的優(yōu)點是制動盤與制動塊之間的間隙是自動調(diào)節(jié)的，制動盤與制動塊之間保持很小的間隙，所以采用盤式制動器的汽車剎車時踏板的自由行駛很小。盤式制動器由制動盤、制動塊（也稱為剎車片）、制動鉗、剎車分泵及分泵導(dǎo)向裝置等組成。其中

19、分泵又由泵體、活塞及密封膠圈、放氣螺塞等組成。盤式制動器的分泵安裝在支架上，當(dāng)來自總泵的剎車油進入分泵后，推動分泵活塞外移，活塞推動剎車片與制動盤接觸摩擦，同時在反作用下，分泵泵體右移，帶動另一個剎車片移動，兩個剎車片共同將制動盤鉗緊，實施制動。當(dāng)松開制動踏板時，剎車油回流，分泵活塞在密封膠圈的變形的反力下回位，剎車片解除對制動盤的鉗緊。盤式制動器的缺陷主要是對制動器和制動管路的制造要求較高，摩擦片的耗損量較大，成本貴，而且由于摩擦片的面積小，相對摩擦的工作面也較小，需要的制動液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用。所以，汽車設(shè)計者從經(jīng)濟與實用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前輪盤式制動

20、，后輪鼓式制動。四輪轎車在制動過程中，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%，因此前輪制動力要比后輪大。轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用前輪盤式制動，后輪鼓式制動的方式。雖然鼓式制動器成本相對低廉，比較經(jīng)濟。但是隨著材料科學(xué)的發(fā)展及成本的降低，在汽車領(lǐng)域中，盤式制動有逐漸取代鼓式制動的趨向。隨著人們生活水平的提高和汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進步，微型客車也逐漸的采用盤式制動器。尤其是前輪制動，它對制動力有較大的要求，采用盤式制動器是大勢所趨。所以為了適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，為微型客車設(shè)計一款盤式前制動器是很有必要的2 汽車制動系概述2.1 制動系的功用使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡

21、行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已經(jīng)停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動。對汽車起到制動作用的是作用在汽車上，其方向與汽車行駛方向相反的外力。作用在行駛汽車上的滾動阻力，上坡阻力，空氣阻力都能對汽車起制動作用，但這外力的大小是隨機的，不可控制的。因此，汽車上必須設(shè)一系列專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，借以使外界在汽車上某些部分施加一定的力，對汽車進行一定程度的強制制動。這種可控制的對汽車進行制動的外力，統(tǒng)稱為制動力。這樣的一系列專門裝置即成為制動系。使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠的停在原地或-=-坡道上。2.2 制動系

22、的組成任何制動系都具有以下四個基本組成部分：（1）供能裝置包括供給、調(diào)節(jié)制動所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中，產(chǎn)生制動能量的部位稱為制動能源。（2）控制裝置包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的各種部件。（3）傳動裝置包括將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件。（4）制動器產(chǎn)生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力的部件，其中也包括輔助制動系中的緩速裝置。 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、壓力保護裝置等附加裝置。2.3 制動系的類型1按制動系的功用分類1）行車制動系使行使中的汽車減低速度甚至停車的一套專門裝置。2）駐車制動系是以停止的汽車駐留在原地不動的一套裝置。3）第二制動系在行車制

23、動系失效的情況下，保證汽車仍能實現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國家的制動法規(guī)中規(guī)定，第二制動系是汽車必須具備的。4）輔助制動系在汽車長下坡時用以穩(wěn)定車速的一套裝置。2按制動系的制動能源分類1）人力制動系以駕駛員的肢體作為唯一的制動能源的制動系。2）動力制動系完全靠由發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的制動系。3）伺服制動系兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系。按照制動能量的傳輸方式，制動系又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁等。同時采用兩種以上傳能方式的制動系，可稱為組合式制動系。2.4 設(shè)計制動系時應(yīng)滿足如下主要要求：1） 具有足夠的制動效能。行車制動能力是用一定制動初速度下

24、的制動減速度和制動距離兩相指標(biāo)來評定的；駐坡能力是以汽車在良好路面上能可靠的停駐的最大坡度來評定的。詳見GB/T7258-2004制動距離：是指機動車在規(guī)定的初速度下急踩制動時，從腳接觸制動踏板（或手觸動制動手柄）時起至機動車停住時止機動車駛過的距離。制動減速度：是指機動車制動時車速對時間的導(dǎo)數(shù)。制動穩(wěn)定性要求：是指制動過程中機動車的任何部位（不計入車寬的部位除外）不允許超出規(guī)定寬度的試驗通道的邊緣線。 表2-1 制動距離和制動穩(wěn)定性要求機動車類型制動初速度km/h滿載檢驗制動距離要求m空載檢驗制動距離要求m試驗通道寬度 m三輪汽車205.02.5乘用車5020.019.02.5總質(zhì)量不大于

25、3500kg 的低速貨車309.08.02.5其它總質(zhì)量不大于 3500kg 的汽車5022.021.02.5其它汽車、汽車列車3010.09.03.0兩輪摩托車307.0邊三輪摩托車308.02.5正三輪摩托車307.52.3輕便摩托車204.0輪式拖拉機運輸機組206.56.03.0手扶變型運輸機206.52.3表2-2 制動減速度和制動穩(wěn)定性要求 機動車類型制動初速度km/h滿載檢驗充分發(fā)出的平均減速度m/s2空載檢驗充分發(fā)出的平均減速度m/s2試驗通道寬度m三輪汽車203.82.5乘用車505.96.22.5總質(zhì)量不大于 3500kg 的低速貨車305.25.62.5其它總質(zhì)量不大于

26、3500kg 的汽車505.45.82.5其它汽車、汽車列車305.05.43.02） 工作可靠。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)其中一套管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車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)則各自獨立。3） 在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。4） 防止水和泥進入制動器工作表面。5） 制動能力的熱穩(wěn)定性良好。6） 操作輕便，并具有良好的隨動性。7） 制動時，制動系產(chǎn)生的噪聲應(yīng)盡可能小，同時力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。8） 作用滯后性應(yīng)盡可能好。作用滯后性是指制動

27、反應(yīng)時間，以制動踏板開始動作至達(dá)到給定的制動效能所需的時間來評價。9） 摩擦片應(yīng)有足夠的使用壽命。10）摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu)。11）當(dāng)制動驅(qū)動裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本供能遭到破壞時，汽車制動系應(yīng)有音響或光信號等報警裝置。防止制動時車輪被抱死有利于提高汽車在制動過程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性，縮短制動距離，所以近年來防抱死制動系統(tǒng)（ABS）在汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用。此外，由于含有石棉的摩擦材料在石棉有致癌公害問題已被淘汰，取而代之的各種無石棉型材料相繼研3 制動器形式的選擇3.1制動器結(jié)構(gòu)分析與比較制動器主要有

28、摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動器或緩速器；液力式制動器一般只作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動器。摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式，盤式和帶式三種。帶式制動器只用作中央制動器；鼓式和盤式制動器的結(jié)構(gòu)形式有多種，(如圖3-1)所示：圖3-1 制動器的分類盤式制動器的制動盤有兩個主要部分：輪轂和制動表面。輪轂是安裝車輪的部位，內(nèi)裝有軸承。制動表面是制動盤兩側(cè)的加工表面。它被加工得很仔細(xì)，為制動摩擦塊提供摩擦接觸面。整個制動盤一般由鑄鐵鑄成。鑄鐵能提供優(yōu)良的摩擦面。制動

29、盤裝車輪的一側(cè)稱為外側(cè)，另一側(cè)朝向車輪中心，稱為內(nèi)側(cè)。制動盤制動表面的大小由盤的直徑?jīng)Q定。大型車需要較多制動功能，它的制動直徑達(dá)12in或者更大些。較小較輕的車車用較小的制動盤。通常，制造商在保持有效的制動性能的情況下，盡可能將零件做的小些，輕些。按輪轂結(jié)構(gòu)分類，制動盤有兩種常用型式。帶轂的制動盤有個整體式轂。在這種結(jié)構(gòu)中，輪轂與制動盤的其余部分鑄成單體件。另一種型式輪轂與盤側(cè)制成兩個獨立件。輪轂用軸承裝到車軸上。車論凸耳螺栓通過輪轂，再通過制動盤轂法蘭配裝。這種型式制動盤稱為無轂制動盤。這種型式的優(yōu)點是制動盤便宜些。制動面磨損超過加工極限時能很容易更換。制動盤可能是整體式的或者通風(fēng)的。通風(fēng)的

30、制動盤在兩個制動表面之間鑄有冷卻葉片。這種結(jié)構(gòu)使制動盤鑄件顯著的增加了冷卻面積。車輪轉(zhuǎn)動時，盤內(nèi)扇形葉片的旋轉(zhuǎn)增加了空氣循環(huán)，有效的冷卻制動。盤式制動器具有散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便等優(yōu)點。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。雖然盤式制動器的制動盤與空氣接觸的面積很大，但很多時候其散熱效果還是不能讓人滿意，于是有的制動盤上又被開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱以提高制動效率，這就是通風(fēng)盤式制動器。一般來說，尺寸大的制動盤要比尺寸小的制動盤散熱效率高，而通風(fēng)盤則要比實體盤的散熱效率高。四輪轎車在制動過

31、程中，一般前輪的制動力要比后輪大，后輪起輔助制動作用。因此，一般情況下，汽車前輪制動盤的尺寸要比后輪大，且前輪多采用通風(fēng)盤，后輪多采用實體盤或通風(fēng)盤。根據(jù)制動盤固定元件的結(jié)構(gòu)形式，盤式制動器可分為鉗盤式制動器和全盤式制動器兩類。3.2 鉗盤式制動器鉗盤式制動器的固定摩擦元件是制動塊，(如圖3-2)裝在與車軸連接且不能繞車軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動襯塊與制動盤接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅30o50o,故盤式制動器又被稱為點盤式制動器。圖3-2 鉗盤式制動器結(jié)構(gòu)圖3.3 全盤式制動器全盤式全盤式制動器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)都是圓盤形的，分別稱為固定盤和旋轉(zhuǎn)盤。其結(jié)構(gòu)原理和摩擦離合器相似。多

32、片全盤式制動器的各盤都封閉在殼體中，散熱條件較差。因此，有些國家正在研制一種強制液冷多片全盤式制動器。這種制動器完全封閉，內(nèi)腔充滿冷卻油液。冷卻在制動器內(nèi)受熱升溫后，被液壓泵吸出，而后被壓送入發(fā)動機水冷系中的熱交換器，在此受發(fā)動機冷卻水的冷卻后再流回制動器。鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)不同，分為以下幾種。 固定鉗式制動鉗固定安裝在車橋上，既不能旋轉(zhuǎn)，也不能沿制動盤軸線方向移動，因而其中必須在制動盤兩側(cè)裝設(shè)制動塊促動裝置，以便分別將兩側(cè)的制動塊壓向制動盤。這種形式也成為對置活塞式或浮動活塞式。固定鉗式制動器存在著以下缺點：1）液壓缸較多，使制動鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2）液壓缸分置于制動盤兩側(cè)，必須用跨越制動

33、的鉗內(nèi)油道或外部油管來連通。這必然使得制動鉗的尺寸過大，難以安裝現(xiàn)代化轎車的輪轂內(nèi)。3）熱負(fù)荷大時，液壓缸和跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化。4）若要兼用于駐車制動，則必須加裝一個機械促動的駐車制動鉗。這些缺點使得固定鉗式制動器難以適應(yīng)現(xiàn)代汽車的使用要求，故70年代以來，逐漸讓位于浮鉗盤式制動器。圖3-3 各類型制動器結(jié)構(gòu)示意a)固定鉗式 b)滑動鉗 c)擺動鉗式3.3.3 浮動鉗式（1）滑動鉗式 制動鉗可以相對于制動盤作軸向滑動(如圖3-3)，其中只有在制動盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動塊固定安裝在鉗體上。制動時活塞在液壓作用下使活動制動壓靠到制動盤上，而反作用力則推動制動鉗體連

34、同固定制動塊壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩制動塊受力均等為止。（2）擺動鉗式 它也是單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)，制動鉗體與固定在車軸上的支座鉸接。為實現(xiàn)制動，鉗體不是滑動而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。顯然，制動塊不可能全面而均勻的磨損。為此，有必要經(jīng)襯塊預(yù)先作成楔形。在使用過程中，襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻后即應(yīng)更換。3.3.4 浮鉗盤式制動器的制動鉗一般設(shè)計得可以相對制動盤轉(zhuǎn)向滑動。其中，只在組、制動盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置液壓缸，而外側(cè)的制動塊則附加裝在鉗體上。浮動鉗式制動器的優(yōu)點有：1）僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；2）沒有跨越制動噢案的油道或油管，加之液壓缸冷卻條件好，所以制動

35、液汽化的可能性小；3）成本低4）浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。與鼓式制動器相比，盤式制動器有如下優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好。原因是一般無自行增力作用。襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄中部接觸，從而降低了制動效能，這稱為機械衰退。制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機械衰退問題。因此，前輪采用盤式制動器，汽車制動時不易跑偏。水穩(wěn)定性好。制動塊對盤的單位壓力高，易將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多；又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一，二次制動即能恢復(fù)正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)。制動力矩與汽車運動方向

36、無關(guān)。易于構(gòu)成雙回路制動系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。壓力在制動襯塊上分布比較均勻，故襯塊上磨損也均勻。更換制動塊簡單容易。襯塊與制動盤之間的間隙（0.050.15mm），從而縮短了制動協(xié)調(diào)時間。易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。盤式制動器的主要缺點是：難以實現(xiàn)完全防塵和銹蝕（封閉的多片式全盤式制動器除外）。兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜。在制動驅(qū)動機構(gòu)中必須裝用助力器。因為襯塊工作面積小，所以磨損快，壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。因此，從結(jié)構(gòu)，散熱，技術(shù)，成本等多方面考慮，決定采用浮鉗盤式制動器（滑動鉗式-前輪）。4 盤式制動器主要參數(shù)的確定4.1汽車主要參數(shù)：P

37、OLO 勁取 1.6 AT主要整車參數(shù)如下：外形尺寸：長/寬/高=4200/1650/1465 (mm)最高車速：182Km/h軸距：2460mm整備質(zhì)量：1201kg 滿載質(zhì)量：1784kg質(zhì)心高度（空載）：520mm 滿載：500mm額定載客（包括駕駛員）：5人發(fā)動機動力：最大功率 77KW/5500rpm; 最大轉(zhuǎn)矩：155NM/3800rpm制動形式：前制動器為通風(fēng)碟，后制動器為實心碟前后輪胎尺寸： 195/55 R154.2 制動盤直徑D制動盤直徑 D 應(yīng)盡可能取大些，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

38、選擇為輪輞直徑的 70%79%，整備質(zhì)量1201kg取 75%。由于輪胎規(guī)格為195/55R15，所以輪輞直徑為 15英寸，即 381mm，故制動盤直徑 D=381*75%mm=285.75mm，取 280mm。4.3 制動盤的厚度h制動盤厚度 h 對制動盤質(zhì)量和工作時的溫升有影響，為使質(zhì)量小些，制動盤不宜取得很大，為了減少溫升，制動盤厚度又不宜取得過小，制動盤可以作成實心的，或者為了散熱通風(fēng)需要在制動盤中間鑄出通風(fēng)孔道，而我設(shè)計的POLO 1.6 轎車前盤式制動器采用的便是通風(fēng)盤式，而通風(fēng)式制動盤厚度取為 2050mm，采用較多的是 2030mm，取 20mm。4.4 摩擦襯塊外半徑 R2

39、、內(nèi)半徑 R1與厚度 b推薦摩擦襯塊外半徑 R2 與內(nèi)半徑 R1的比值不大于 1.5。若此比值偏大，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，接觸面積減少，最終將導(dǎo)致制動力矩變化大。選R2/R1=1.4,由于摩擦襯塊外半徑R2略小于制動盤半徑D/2=280/2=140mm 取100mm所以R1=R2/1.4=100 取100mm，參考其它類似車型，選定厚度b=14mm。4.5 制動襯塊工作面積A由于制動襯塊為扇形，選定其到圓心的夾角為 55 ，故工作面積5 鉗盤式制動器的設(shè)計計算質(zhì)心高度 hg=500mm 軸距L=2460mm軸荷分配：空載（前后）：697/504kg 滿載：885

40、/899kg質(zhì)心到前/后軸距 汽車總質(zhì)量M=1201kg 滿載總質(zhì)量M=1784kg 輪胎有效半徑R=297.95mm5.1 同步附著系數(shù)的確定隨著道路條件的改善和汽車速度的提高，由于制動時后輪先抱死引起的汽車甩尾甚至掉頭所造成的車禍日益增多。值宜取大些。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗,取=0.605.2 制動力分配系數(shù)的確定此客車前后制動器制動力為定比值。常用前制動器制動力與汽車總制動力之比來表明分配的比例，稱為制動器制動力分配系數(shù)，用表示，即：式中，為前制動器制動力；為后制動器制動力，為后制動器總制動力。由于已經(jīng)確定同步附著系數(shù)，則分配系數(shù)可由下式得到：5.3 前，后輪制動器制動力矩的確定假定襯塊的摩擦表面

41、全部與制動盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動器的制動力矩為式中，f為摩擦因數(shù)；F0為單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力；R為作用半徑。對于常見的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔缓艽?，取R等于平均半徑Rm或有效半徑Re，在實際中已經(jīng)足夠精確。平均半徑Rm為式中，R1和R2為摩擦襯塊扇形表面的內(nèi)半徑和外半徑。所以Rm為108.5mm。有效半徑Re是扇形表面的面積中心至制動盤中心的距離，如下式所示式中，m=R1/R2。因為m小于1，小于，故Re大于Rm，且m越小，則兩者差值越大。應(yīng)當(dāng)指出，若m過小，即扇形的徑向?qū)挾冗^大，襯塊摩擦面上各不同半徑處的滑磨速度相差太遠(yuǎn)，磨損將不均勻，因而單位壓力分布均勻

42、這一假設(shè)條件不能成立，則上述計算方法也就不適用。m值一般不應(yīng)小于0.65。因為m=R1/R2=100/140=0.714所以制動器的制動力矩為式中f取0.22，F(xiàn)0是根據(jù)制動襯塊單位面積占有3.5kg/cm2求得。制動盤工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求：平面度公差為0.012mm，表面粗糙度Ra值為0.71.3m，兩摩擦表面的平行度公差不應(yīng)大于0.05mm，制動盤的端面圓跳動公差不應(yīng)大于0.03。通常制動盤采用摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制造。為保證足夠的強度和耐磨性能，其牌號不應(yīng)低于HT250。為了保證汽車有良好的制動效能，要求合理地確定前，后輪制動器的制動力矩。先計算出前，后制動力矩的比值：根

43、據(jù)汽車滿載在瀝青，混凝土路面上緊急制動到前輪抱死拖滑，計算出后輪制動器的最大制動力矩：其中q為制動強度，re為車輪有效半徑。在這里， ，所以5.4 應(yīng)急制動和駐車制動所需的制動力矩1）.應(yīng)急制動應(yīng)急制動時，后輪一般將抱死滑移，故后橋制動力為：此時所需的后橋制動力矩為：現(xiàn)用后輪制動器作為應(yīng)急制動器，則單個后輪制動器的制動力矩為2）.駐車制動汽車上坡停駐時，后橋附著力為：汽車在下坡停駐時，后橋附著力為:某商用車的、三者對坡路傾角的關(guān)系，如圖5-1所示圖5-1 汽車在上坡路上停駐時的受力情況汽車可能停駐的極限上坡路傾角，可根據(jù)后橋上的附著力與制動力矩相等的條件求得，由得是保證汽車上坡行駛的縱向穩(wěn)定性

44、的極限坡路傾角。同理可推出汽車可能停駐的極限下坡路傾角為在安裝制動器的空間，制動驅(qū)動力源等條件允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上坡駐車制動力矩接近由所確定的極限值:并保證下坡路上停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。5.5襯塊尺寸計算 假定襯塊的摩擦系數(shù)全部與制動盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動器的制動力矩為式中f0為摩擦系數(shù)；F0為單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力；R為作用半徑。由于所設(shè)計的polo轎車前盤式制動器的制動襯塊采用扇形摩擦表面，其徑向?qū)挾炔皇呛艽?，?R 等于平均半徑 Rm或有效半徑Re，在實際中已經(jīng)足夠精確平均半徑:5.6 襯塊磨損特性的計算摩擦襯塊的磨損受溫度，摩擦力，滑磨速度，制動盤的材

45、質(zhì)及加工景況，以及襯塊本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計算磨損特性極為困難。但試驗表明，影響磨損的最重要因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。從能量的觀點來說，汽車制動過程即是將汽車的機械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了汽車全部動能耗散的任務(wù)。此時，由于制動時間很短，實際上熱量還來不及逸散到大氣中就被制動器所吸收，致使制動器溫度升高。這就是所謂制動器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯片（襯塊）的磨損越嚴(yán)重。對于盤式制動器的襯塊，其單位面積上的能量負(fù)荷比鼓式制動器襯片大許多，所以制動盤表面溫度比制動鼓的高。 各種汽車的總質(zhì)量及其制動襯片（襯塊）的摩擦

46、面積各不相同，因而有必要用一種相對的量作為評價能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前，各國常用的指標(biāo)是比能量耗散率，即單位時間內(nèi)襯片（襯塊）單位面積耗散的能量，通常所用的計算單位為W/mm2。比能量耗散率有時也稱為單位功負(fù)荷，或簡稱能量負(fù)荷。雙軸汽車的單個前輪及后輪制動器的比能量耗散率分別為式中，為汽車總質(zhì)量；為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)； 為制動初速度和終速度（m/s）；j為制動減速度(m/s2);t為制動時間（s）；為前，后制動器襯片（襯塊）的摩擦面積（mm2）;為制動力分配系數(shù)。在緊急制動到停車的情況下，v2=0,并可認(rèn)為=1，故乘用車的盤式制動器在和的條件下，比能量耗散率應(yīng)不大于。所計算前輪襯塊的摩擦特性。另一個

47、磨損特性指標(biāo)是襯片（襯塊）單位摩擦面積的制動器摩擦力，稱為比摩擦力。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個車輪制動器的比摩擦力為式中，為單個制動器的制動力矩；為制動鼓半徑（襯塊平均半徑或有效半徑）；為單個制動器的襯片（襯塊）摩擦面積。所以6 制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計與計算6.1 制動驅(qū)動機構(gòu)的形式制動驅(qū)動機構(gòu)將來自駕駛員或其他方面的力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。根據(jù)制動力源的不同，制動驅(qū)動機構(gòu)一般可分為簡單制動，動力制動和伺服制動三大類。 簡單制動但靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動力源，亦稱人力制動。其中，又有機械式和液壓式兩種。機械式完全靠桿系傳力，由于其機械效率低，傳動比小，潤滑點多，且難以保證

48、前，后制動力的正確比例和左，右輪制動力的平衡，所以在汽車的行車制動裝置中已被淘汰。但因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠，還廣泛應(yīng)用于中，小型汽車的駐車制動裝置中。 液壓式簡單制動用于行車制動裝置。液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間較短（）；工作壓力高（可達(dá)10-20MPa），因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機構(gòu)（或制動塊的壓緊機構(gòu)），而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量?。粰C械效率高（液壓系統(tǒng)有自潤滑作用）。液壓制動的主要缺點是：受熱過度后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸，使制動系統(tǒng)的效能降低，甚至完全失效。液壓制動廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的尚用

49、車上。 力制動即利用由發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢能作為汽車制動的全部力量。駕駛員施加于踏板或手柄上的力，僅用于回路中控制元件的操縱。因此，簡單制動中的踏板力和踏板行程之間的反比例關(guān)系，在動力制動中便不復(fù)存在，從而使踏板力較小，同時又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐獭?.2 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 制動輪缸直徑d的確定制動輪缸對制動塊施加的張力Fo與輪缸直徑d和制動管路壓力P的關(guān)系為制動管路壓力一般不超過10-12MPa，對盤式制動器可更高。壓力越高，對管路的密封性要求越嚴(yán)格，但驅(qū)動機構(gòu)越緊湊。輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，在這里，輪缸直徑取50mm。 制動主缸直徑do的確定

50、第i個輪缸的工作容積為式中，di為第i個輪缸活塞的直徑；n為輪缸中活塞的數(shù)目；為第i個輪缸活塞在完全制動時的行程。 所有輪缸的總工作容積為，式中，m為輪缸數(shù)目。制動主缸應(yīng)有的工作容積為，式中，為制動軟管的變形容積。在初步設(shè)計時，制動主缸的工作溶劑可取為：對于乘用車;對于商用車。 主缸活塞行程S0=（081.2）d0。 主缸直徑d0應(yīng)符合QC/T311-1999中規(guī)定的尺寸系列，取40mm。 制動踏板力FP制動踏板力FP為式中，為踏板機構(gòu)的傳動比；為踏板機構(gòu)及液壓主缸的機械效率，可取=0.820.86。制動踏板力應(yīng)滿足以下要求：最大踏板力一般為500N（乘用車）或700N（商用車）。設(shè)計時，制動踏板力可在200350N的范圍內(nèi)選取。 制動踏板工作行程SP式中，為主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取=1.52.0mm；為主缸活塞的空行程，即主缸活塞從不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程。制動器調(diào)整正常時的踏板工作行程SP，只應(yīng)占計及制動襯塊的容許磨損量在內(nèi)的踏板行程的40%60%。氣侵入制動管路，在計算制動主缸活塞回位彈簧時應(yīng)保證制動踏板松開后，制動管路中仍保持0.050.14MPa的殘余