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轿车
制动器
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轿车盘式制动器,轿车,制动器
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毕业设计 (论文 )中期报告 题目： 轿车盘式制动器 1 文）进展情况 本设计已经完成以下内容： （ 1)对于在开题答辩中，老师对我报告的格式，以及我此次设计过程中应该注意的问题 ,我明确了自己的设计方向，修改了开题报告的内容和格式，并通过了指导老师的检查。 （ 2)根据结构布置的相关规定、规范和原则 ,我完成了盘式制动器的初步数据的选取，完成了制动盘，制动钳体等相关设计图。 （ 3)完成了外文翻译。 （ 4)初步完成了盘式制动器各部分参数的确定，以及有关的计算。通过查阅 资料确定了自己设计为浮动钳盘式制动器，更加深刻的知道了其工作的原理，同时了解了设计的原则，完成了制动力矩的计算。制动受力分析 对后轮接地点取力矩得： 21 式中 : 1 地面对前轮的法向反作用力 G 汽车重力 2l 汽车质心距前轴距离 m 汽车质量 汽车质心高度 汽车减速度 同理， 对前轮有 12可以写出前后轮上力矩平衡式为 : 0111 2121, T 前后轮制动器对车轮作用的制动力矩。并且： 21 在轮缘克服制动器摩擦力矩所需要的力称为制动器制动力，用： 由此可知，制动器制动力由制动器结构参数决定，即取决于制动器的型式，结构尺寸，制动器，摩擦副的摩擦系数及车轮半径，并且与制动踏板力，即制动系的液压或空气成正比。 制动过程中地面制动力，制动器制动力附着力的关系。 汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受到地面附着条件的限制， 所以只有汽车具有足够的制动器动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。 最大地面制动力： F 2 制动力矩的计算 盘式制动器的计算用如图所示，假定衬块的摩擦表面全部与制动盘接触，且各处单位压力分布均匀，则制动器制动力矩为： 式中： N 单侧制动块对制动盘的压紧力 R 作用半径 f 摩擦系数 取 f=盘式制动器的计算用图 对于常见的具有扇面摩擦表面的衬块，若其径向宽度不是很大，取 R 等于平均半径2)(21 m 。其中 21 为摩擦衬片表面的内半径和外半径。 （一般外半径与内半径的比值不大于 初选外径略小于制动盘直径（ 256 即初选摩擦片外径 2R =127擦片内径初选 1R =105 12 格 而 3 946 9 5 7 所以 1 0 5 3 91 1 m 1 1 62 21 3 钳盘式制动器的作用半径计算用图 存在问题：在本设计中涉及了大量的计算，都没有过多接触过，在综合考虑选用什么材料和经济等方面还有很大的欠缺。我会认真的参考资料积极的和同学讨论，研究。向导师请教。同时克服作图不能按照计算结果画出一样的图的问题。 解决措施：通过继续查阅资料继续完善论文，完善相关的计算，完成同步附着系数的选取、制动效能因数的选取。对制动器的受力分析与计算、摩擦衬块的摩擦特性分析计算。同时进一 步的吸取老师给的问题完善图中的问题，做出改进，优化设计，以求更加准确。 对轿车盘式制动器零件进行优化设计改进，改进中期设计中存在的问题缺点，比如材料选取不合理，对制动效果的影响，同时污染太大，不环保等等的缺陷。 第 6 初步完成轿车盘式制动器的设计，和外文翻译的完善；准备中期检查报告，并进行中期答辩 第 8（ 完成轿车盘式制动器的总体设计，完成装配图及零件图；并撰写毕业论文，准备毕业答辩。 指导老师签字： 年 月 日 4 毕业设计 (论文 )开题报告 题目：轿车盘式制动器 1 文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 目背景、研究意义 汽车制动系统是汽车各个系统中最为重要的。如果制动系统失灵，那么结果将会是毁灭性的。制动器实际上是一个能量转化装置，这种转化实际上是把汽车的动能转换为汽车的热能挥发出去，当制动器制动时，驱动程序来命令十倍于以往的力来使汽车停止下来。制动系统可以发挥上千磅的压力来分配给四个制动器。 盘式制动器又称为碟式制动器，这种制动器散热快 、重量轻、构造简单、调整方便，特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热，提高制动效率。由制动器设计的一般原则，综合考虑制动效能、制动效能稳定性、制动间隙调整简便性、制动器的尺寸和质量及噪声等诸多因素设计本产品。在设计中涉及到同步系数的选取、制动器效能因素的选取、制动力矩的计算，以及制动器主要元件选取，最后对设计的制动器进行校核计算 1。 汽车制动系可分为行 车、驻车、应急、辅助内部分装置。任何制动装置都具有供能装置、控制装置、传动装置和制动器四个部分组成。较为完善的制动系还具有制动力调节装置，以及报警装置、压力保持装置。 盘式制动器多用于汽车的前轮，有不少车辆四个车轮都用盘式制动器。制动盘装在轮级上、与车轮及轮胎一起转动。当驾驶员进行制动时，主缸的液体压力传递到盘式制动器。该压力推动摩擦衬片靠到制动盘上，阻止制动盘转动。 现在，盘式制动器在汽车上已经越来越多地被采用，特别是在轿车上已被广泛采用，在很多中高级轿车上，前后轮都已经采用盘式制动器。盘 式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，而且空气直接通过盘式制动盘，故盘式制动器的散热性很好。但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器 2。 按摩擦副中固定元件结构，盘式制动器可分为钳盘式和全盘式。 固定钳盘式在汽车上用的最早（ 50 年代就开始使用），优点是：除活塞和制动块外无滑动件，这易保证钳的刚度，易实现从鼓式到盘式的改进，也能适用分路系统的要求。 近年来，由于汽车性 能要求的提高，固定钳盘式的缺点，暴露较明显，因而导致浮动钳（特别是滑动钳）的迅速发展。首先，固定钳至少要有两个油缸分置于制动盘两侧，所以须有横跨的内部油道或外部油道来连通，这就使制动器的径向和轴向尺寸加大，布置也较难；而浮动钳的外侧无油缸，可将制动器进一步移进轮毂； 2 其次，在严酷的使用条件下，固定钳容易使制动液温度过高而汽化，浮动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管，减少了受热机会。所以制动温度可以比固定钳低30又采用浮动钳可将活塞和油缸等精密件减去一半，造价大为降低。 内外相关研 究情况 随着我国汽车工业技术的发展 ,特别是轿车工业的发展 ,合资企业的引进，国外先进技术的进入，汽车上采应用盘式制动器配置才逐步在我国形成规模。特别是在提高整车性能、保障安全、提高乘车者的舒适性，满足人们不断提高的生活物质需求、改善生活环境等方面都发挥了很大的作用。 钳盘式制动器是近年也开始应用于工程机械、冶金机械、矿山以及港口机械等设备中的一种轴向作用的制动器 3。 （ 1）在轿车、微型车、轻卡、 皮卡方面：在从经济与实用的角度出发，一般采用了混合的制动形式，即前车轮盘式制动，后车轮鼓式制动。 因轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的 70% 80%，所以前轮制动力要比后轮大。生产厂家为了节省成本，就采用了前轮盘式制动，后轮鼓式制动的混合匹配方式。采用前盘后鼓式混合制动器，这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动性能的要求比较高，这类前制动器主要以液压盘式制动器为主流，采用液压油作传输介质，以液压总泵为动力源，后制动器以液压式双泵双作用缸制动蹄匹配 4。目前大部分轿车 (中档捷 达 )、微型车（长安之星、昌河、丰田海狮、天津华利、江铃全顺）、高端轻卡（东风小霸王、江铃、瑞风、南京依维柯）、 皮卡（湖南长丰、 江铃皮卡）等采用前盘后鼓式混合制动器。 2004 年我国共产此类车计 110 万辆以上。但随着高速公路等级的提高，乘车档次的上升，特别上国家安全法规的强制实施，前后轮都用盘式制动器是趋势。 （ 2）在大型客车方面：气压盘式制动器产品技术先进性明显，可靠性总体良好，具有创新性和技术标准的集成性。欧美国家自上世纪 90 年代初开始将盘式制动器用于大型公交车。至 2000 年，盘式制动器（前后制动均为盘式）已经成为欧美国家城市公交车的标准配置。我国从 1997 年开始在大客车和载重车上推广盘式制动器及 抱死系统，因进口 产品价格太高，主要用于高端产品。 2004 年 7月 1 日交通部强制在 7高型客车上 “必须”配备后，国产盘式制动器得以大行其道。北京公交电车公司、上海公交、武汉公交、长沙公交、深圳公交、广州公交等公司，都在使用为大客车匹配的气压盘式制动器。生产厂家主要有：宇通公司 2004 年产 20000 多辆客车，其中使用盘式制动器的客车已占一半多；宇通公司自制底盘部份是由二汽在 后桥基础升级更改的，每年有 10000 多套。二汽东风车桥用 后桥改型匹配气压盘式制动器的前后桥总成约占 6000 套以 3 上，是宇通 公司最大的气压盘式制动器桥供应商。宇通公司每年需在一汽采客车底盘 3000 多台，一汽客底 2004 年供了 2000 多台，其中带盘式制动器占一半以上。如一汽客底采用 4E 前转向系统配置气压盘式制动器前桥、 11 吨 420 后桥装在 6100（ 10 米）豪华客车上； 7 吨盘式前桥与 13 吨 435 后桥配装在 6120（ 12 米）豪华客车上等，都是宇通公司市场前景较好，利润附加值很高的车型。江苏金龙客车的7高型客车客车采用湖桥供带盘式制动器的车桥 2004 年在 5500 台左右。厦门金龙客车 10高型客车以上客车、丹东黄海客车 10高型客车、安徽凯斯鲍尔等等国内知名的大型厂家均已在批量生产带盘式制动器的高档客车。 究方法或措施 课题主要研究内容 本课题主要的研究内容有： 汽车盘式制动器工作原理 汽车盘式制动器设计紧凑，减少成本，实用寿命进行研究 盘式制动器的设计，制动器的制动力矩的计算，制动时间与制动效果的计算。 究方案 按摩擦副中固定元件结构，盘式制动器可分为钳盘式和全盘式。 固定钳盘式在汽车 上用的最早（ 50 年代就开始使用），优点是：除活塞和制动块外无滑动件，这易保证钳的刚度，易实现从鼓式到盘式的改进，也能适用分路系统的要求。 近年来，由于汽车性能要求的提高，固定钳盘式的缺点，暴露较明显，因而导致浮动钳（特别是滑动钳）的迅速发展。首先，固定钳至少要有两个油缸分置于制动盘两侧，所以须有横跨的内部油道或外部油道来连通，这就使制动器的径向和轴向尺寸加大，布置也较难；而浮动钳的外侧无油缸，可将制动器进一步移进轮毂；其次，在严酷的使用条件下，固定钳容易使制动液温度过高而汽化，浮动钳由于没有跨越制动 盘的油道或油管，减少了受热机会。所以制动温度可以比固定钳低 30采用浮动钳可将活塞和油缸等精密件减去一半，造价大为降低。 综合以上各项，参照所给参数以现代汽车上实际采用的型式，确定本设计的前轮制动器为浮动钳盘式制动器。 究方法或措施 分别对选定的方案，查阅相关资料，对工作方式进行验证，了解其优缺点，进行结构设计和零件选择。如有需要对其进行软件模拟，和进行实物考察参照。 期已开展工作 本课题的重点是：制动器制动力矩的计算，参数的选 取。各个零件工作的计算。 难点是：制动器钳盘的设计计算要求高，对装置要求的可实用性高，计算复杂。 4 前期已开展工作：查阅汽车盘式制动器相关资料，了解汽车盘式制动器的组成及装配关系；并为进一步周密的设计做好充分的准备。 第 1：查阅相关资料，了解工作原理及特点，完成基础知识的积累并撰写开题报告； 第 4：方案论证，深化方案具体实施步骤； 第 7：轿车盘式制动器的具体方案设计，图纸绘制，准备中期答辩； 第 11：撰写毕 业论文，论文修改，准备毕业答辩。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 5 参考文献 1 唐文初，邓宝清 汽车构造 M华南理工大学 ,2010,(1):3672 孙晓炜 盘 _鼓制动器之争 J 2013:1283 吴学松 钳盘式制动器综述 M8):214 唐平 轿车制动系统的设计与优化 J012:155 清华大学教研组 M清华大学出版社 ,2004:346 龙振宇 北京 :机械工业出版社 J,2002:127 刘阳 M 2013:308 张质文， 虞和谦，王金诺等 M国铁道出版社， 2001： 2109 谭良 J2011.（ 3):1010 李辉 钳盘式制动器构造原理与检修 J 2013:2511 马迅，解聪 机械设计与制造 ,2011,8:1612 刘阳 J2013,5:3213 P. of in 990:14014 of 002:2515 ie of in no . 2002:129 本科毕业设计 (论文 ) 题目： 轿车盘式制动器 轿车盘式制动器设计 摘要 汽车制动系统是汽车各个系统中最为重要的。如果制动系统失灵，那么结果将会是毁灭性的。制动器实际上是一个能量转化装置，这种转化实际上是把汽车的动能转换为汽车的热能挥发出去，当制动器制动时，驱动程序来命令十倍于以往的力来使汽车停止下来。制动系统可以发挥上千磅的压力来分配给四个制动器。 盘式制动器又称为碟式制动器，这种制 动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便，特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热，提高制动效率。由制动器设计的一般原则，综合考虑制动效能、制动效能稳定性、制动间隙调整简便性、制动器的尺寸和质量及噪声等诸多因素设计本产品。在设计中涉及到同步系数的选取、制动器效能因素的选取、制动力矩的计算，以及制动器主要元件选取，最后对设计的制动器进行校核计算。 关键词： 制动系统，盘 式制动器 ,同步系数 he is in If be of on a as as in of of on of is of is is to be of to to to in On to of to of to of to of of of so on to In to by of of of of at 录 1 绪论 . 1 述 . 1 式制动器的研究意义 . 1 内外研究情况 . 2 文的提出及本文的组织 . 5 文的提出及本人所做的主要工作 . 5 设计所选方案及说明 . 5 文的主要内容 . 8 . 9 车盘式制动器 . 9 动器的管路选取 . 9 动驱动机构 . 9 . 11 式制动器组成 . 11 动盘 . 11 动钳 . 11 动块 . 11 擦材料 . 11 动器间隙 . 12 步附着系数选取 . 12 动效能因数 . 14 动受力分析与力矩计算 . 14 动受力分析 . 14 动力矩计算 . 15 擦衬块的摩擦特性 . 16 动器液压驱动机构的设计计算 . 16 . 19 动器的热容量和温升 的核算 . 19 动器的调试 . 19 动盘的技术要求 . 19 动钳技术总成要求 . 19 轮轮毂总成技术要求 . 21 成装配拆卸与检查的技术要求 . 21 参考文献 . 22 致谢 . 23 毕业设计（论文）知识产权声明 . 24 毕业设计（论文）独创性声明 . 25 1 1 绪论 述 现在，盘式制动器在汽 车上已经越来越多地被采用，特别是在轿车上已被广泛采用。盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，而且空气直接通过盘式制动盘，故盘式制动器的散热性很好。但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器。 汽车制动系可分为行车、驻车、应急、辅助内部分装置。任何制动装置都具有供能装置、控制装置、传动装置和制动器四个部分组成。较为完善的制动系还具有制动力调节装置，以及报警装置、压力保持装置。 盘 式制动器多用于汽车的前轮，有不少车辆四个车轮都用盘式制动器。制动盘装在轮级上、与车轮及轮胎一起转动。当驾驶员进行制动时，主缸的液体压力传递到盘式制动器。该压力推动摩擦衬片靠到制动盘上，阻止制动盘转动。 按摩擦副中固定元件结构，盘式制动器可分为钳盘式和全盘式。 固定钳盘式在汽车上用的最早（ 50 年代就开始使用），优点是：除活塞和制动块外无滑动件，这易保证钳的刚度，易实现从鼓式到盘式的改进，也能适用分路系统的要求。 近年来，由于汽车性能要求的提高，固定钳盘式的缺点，暴露较明显，因而导致浮动 钳（特别是滑动钳）的迅速发展。首先，固定钳至少要有两个油缸分置于制动盘两侧，所以须有横跨的内部油道或外部油道来连通，这就使制动器的径向和轴向尺寸加大，布置也较难；而浮动钳的外侧无油缸，可将制动器进一步移进轮毂；其次，在严酷的使用条件下，固定钳容易使制动液温度过高而汽化，浮动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管，减少了受热机会。所以制动温度可以比固定钳低 30，又采用浮动钳可将活塞和油缸等精密件减去一半，造价大为降低。 式制动器的研究意义 汽车在我们的生活中占据了越来越多的作用，可以说，没有了汽 车，不能想象这个世界会是一个什么模样。什么都会改变，为了去一趟远方，人们可能一天一夜不能休息的赶路，或者一路颠簸，身体与心灵都会疲惫。当然， 2 作为汽车中最最主要部分。制动器对于汽车的安全起到了及其重要的保障，可以这样说，若是制动器产生了故障，那么人身安全将得不到任何保障。当今社会，汽车在人们的生活中起着越来越重要的作用，同时，汽车的设计与生产涉及到许许多多的领域，以其独特的安全性，经济性，舒适性等众多指标，也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性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。随 着汽车的形式速度和路面情况复杂程度的提高，更加需要高性能，长寿命的的制动系统。该性能的好坏对汽车的行驶和安全有着重要的影响。由于制动系统的重要性，对于制动器的要求和性能需要经过仔细推敲，以求得到预期效果。目前，盘式制动器将逐步取代鼓式制动器，主要是由于盘式制动器和鼓式制动器的优缺点决定的。盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，而且空气直接通过盘式制动盘，故盘式制动器的散热性很好，除外，较之鼓式制动器，盘式制动器还有如下主要优点：制动稳定性好；制动力矩 与汽车前进和后退行驶无关；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；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。如果若是没有制动，汽车则会很难在较短的时间内停止下来，几乎如同永动机不得停歇下来。行驶的安全也会受到影响。其实机器也是有感情的，制动器都需要车主的细心呵护。不仅仅是对制动系统。对于每个系统和部件来说。勤于保养。定期吐故纳新，才会有更完美的响应。中国人素有的勤俭节约的传统美德。有些车主本着物尽其用的原则。只要制动器还可以制动完成，刹车还能 踩下去，就没有更换刹车盘的意识。我建议千万不要因小失大，毕竟制动器直接关系到我们的生命安全。 内外研究情况 随着我国汽车工业技术的发展 ,特别是轿车工业的发展 ,合资企业的引进，国外先进技术的进入，汽车上采应用盘式制动器配置才逐步在我国形成规模。特别是在提高整车性能、保障安全、提高乘车者的舒适性，满足人们不断提高的生活物质需求、改善生活环境等方面都发挥了很大的作用。 在中国汽车安全标准不断强化的背景下，乘用及商用车制动系统开始向盘式制动器过渡， 同时 开始由中高级乘用车向经济型乘用车及商用车普 及。此外，随着外资系制造商向中国的生产转移及民族系制造商研发事业取得进展， 技术性更高的气压盘式制动器、 量产体制建设也不断向前发展。 2007 年汽车制动器生产规模同比增长 24%增至 2804 万台，其中盘式制动器生产比率从 3 1998 年的 至 2007 年的 2007 年 6 家统计对象的 计产量更达 113 万台。制动器发展作为消费者安全系数息息相关零部件在未来汽车零部件发展的历程中占据举足轻重的位置。盘式制动器研究工作方兴未艾。由于其用途的广泛性及结构形式的多样性 ,国内外学者对 其研究方向和研究方法的选择不尽相同 ,有的从理论方面进行专题研究 ,有的从试验方面进行实验研究。要对制动器进行完整的热分析 ,还要从以下几个方面进一步研究 : 由于制动过程中压力分布与温度场及磨损相互耦合 ,应将压力分布与热分析及磨损作为统一的耦合问题来分析 ,同时必须采用弹塑性理论求解应力场 ; 由于实际接触表面为粗糙表面 ,应研究粗糙表面的形貌模型 ,并在该模型的基础上研究制动器摩擦磨损热动力学 ; 现在对摩擦材料热物理特性缺乏研究 ,今后可考虑对特定的制动材料配对进行包括材料热物理参数在内的整个摩擦、磨损研究。随着高新技术 的不断应用与发展及新材料的不断出现 ,盘式制动器的理论与试验研究内容也将会得到不断更新与发展。 钳盘式制动器是近年也开始应用于工程机械、冶金机械、矿山以及港口机械等设备中的一种轴向作用的制动器。 在轿车、微型车、轻卡、 皮卡方面：在从经济与实用的角度出发，一般采用了混合的制动形式，即前车轮盘式制动，后车轮鼓式制动。因轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的 70%80%，所以前轮制动力要比后轮大。生产厂家为了节省成本，就采用了前轮盘式制动，后轮鼓式制动的混合匹配方式。采用前盘后鼓式 混合制动器，这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动性能的要求比较高，这类前制动器主要以液压盘式制动器为主流，采用液压油作传输介质，以液压总泵为动力源，后制动器以液压式双泵双 缸 。 大多数 微型车（长安之星、昌河、丰田海狮、天津华利、江铃全顺）、高端轻卡（东风小霸王、江铃、瑞风、南京依维柯）、 皮卡（湖南长丰、江铃皮卡）等采用前盘后鼓式混合制动器。 2004 年我国共产此类车计 110 万辆以上。但随着高速公路等级的提高，乘车档次的上升，特别上国家安全法规的强制实施，前后轮都用盘式制动器是趋势。 在大型客车方面：气压盘式制动器产品技术先进性明显，可靠性总 体良好，具有创新性和技术标准的集成性。欧美国家自上世纪 90 年代初开始将盘式制动器用于大型公交车。至 2000 年，盘式制动器（前后制动均为盘式）已经成为欧美国家城市公交车的标准配置。我国从 1997 年开始在大客车和载重车上推广盘式制动器及 抱死系统，因进口产品价格太高，主要用于高端产品。 2004 年 7 月 1 日交通部强制在 7高 型客车上 “必须 ”配备后，国产盘式制动器得以大行其道。北京公交电车公司、上海公交、武汉 4 公交、长沙公交、深圳公交、广州公交等公司，都在使用为大客车匹配的气压盘式制动器。生产厂家 主要有：宇通公司 2004 年产 20000 多辆客车，其中使用盘式制动器的客车已占一半多；宇通公司自制底盘部份是由二汽在后桥基础升级更改的，每年有 10000 多套。二汽东风车桥用 000 套以上，是宇通公司最大的气压盘式制动器桥供应商。宇通公司每年需在一汽采客车底盘 3000多台，一汽客底 2004 年供了 2000 多台，其中带盘式制动器占一半以上。如一汽客底采用 4E 前转向系统配置气压盘式制动器前桥、 11 吨 420 后桥装在6100（ 10 米）豪华客车上； 7 吨盘式 前桥与 13 吨 435 后桥配装在 6120（ 12米）豪华客车上等，都是宇通公司市场前景较好，利润附加值很高的车型。江苏金龙客车的 7高 型客车客车采用湖桥供带盘式制动器的车桥 2004年在 5500 台左右。厦门金龙客车 10高 型客车以上客车、丹东黄海客车 10高 型客车、安徽凯斯鲍尔等等国内知名的大型厂家均已在批量生产带盘式制动器的高档客车。 一种汽车盘式电磁制动器的研制，汽车盘式电磁制动器作为一种新型的制动装置，电磁力以其迅速、可靠的潜在优势引起了汽车行业各研究人员的关注没事制动技术的一次 新的革命。电磁制动系统是使用电子装置的电磁制动机构，当驾驶员踩下去制动踏板时候，电磁铁的线圈就会通电推动摩擦片工作，从而产生制动力。目前，学术界已经成功研制了鼓式电磁制动器，但是鼓式电磁制动器在制动过程中存在散热困难等因素，研究人员逐渐趋向于盘式电磁制动器的研究。 汽车盘式电磁制动器在基于传统液压盘式制动器的基础上以全新的设计思想对增力机构，电磁铁内外铁芯的衔铁等进行设计，借助各种三维软件来建立模型，并进行增力机构应力及制动力分析。本研究通过增力机构将电磁力放大 3 倍来满足汽车制动所需要的制动力。在制动过程中 ，通过控制电磁线圈的电流来控制制动力，保证汽车在不同路况的制动可靠性。相对于鼓式电磁制动器，盘式电磁制动器有以下优点： 1、盘式制动器远远比鼓式制动的散热好，制动性能稳定； 2、由于鼓式制动器电磁铁芯的尺寸受到限制，产生的电磁力也会受到影响，而盘式制动器的空间相对宽松，电磁铁尺寸可适当增大以提高电磁力； 3、盘式制动器的增力效果好。 汽车盘式电磁制动器作为新的前沿制动技术，具有控制方便，结构简单等优点，没有传统液压系统的液压油燃烧和油路泄露的危险，提高了制动安全性。由于它采用了电磁机构代替传统的液压控制机构，减轻 了车辆自身的重量。盘式电磁制动系统采用了反馈控制系统，缩短了制动反应时间与制动 5 距离，改善了制动力矩和防滑性能，提高了行驶安全性。基于以上优势，盘式电磁制动器将广泛用于汽车制动系统中。 文的提出及本文的组织 文的提出及本人所做的主要工作 据有关单位的专家预测，在接下来的时间内西安的汽车保有量即将突破200W 辆。与此同时，汽车的性能也会越来越好，速度会越来越快，这样将直接导致汽车在行驶的过程中安全问题出现的几率会越来越 多 。 本人所做的主要工作是通过查阅大量的资料，了解 盘式制动器的工作原理及特点，完成基础知识的积累，然后进行方案的论证，深化方案的具体实施步骤，绘制盘式制动器的零件图及其装配图。完成制动器的相关计算，同步附着系数的选取，制动力矩的计算，以及制动器以及相关零件的设计计算。 设计所选方案及说明 a 盘式制动器的基本组成和工作原理 :捷达轿车盘式制动器采用单缸浮动钳式结构，制动器由制动盘、制动钳、车轮轴承及制动摩擦罩盘组成（示）。 1车轮螺栓 2制动盘 3挡尘盘螺栓 4挡尘盘 5转向节 6弹簧片 7制动衬块 8制动钳壳体 9套筒（下） 10衬套（下） 11隔离衬套（下） 12隔离衬套（上） 13紧固螺栓（下） 14紧固螺栓（上） 15衬套（上） 16套筒（上） 图 滑动盘式制动器 6 1支架 2制动钳壳体 3活塞防尘罩 4活塞密封圈 5螺栓 6导套 7导向销防尘罩 8活塞 9止动弹簧 10放气螺栓 11外侧摩擦块 12内侧摩擦块 13制动盘 图 捷达前轮盘 式制动器 浮钳盘式制动钳的工作原理：如图 示，制动钳壳体 2 用螺栓 5 与支架 1 相连接，螺栓 5 兼作导向销。支架 1 固定在前悬架焊接总成 (亦称车轮轴承壳体 )的法兰板上，壳体 2 可沿导向销与支架作轴向的相对移动。支架固定在车轴上，摩擦块 11 和 12 布置在制动盘 13 的两侧。制动分泵 8 设在制动钳内。制动时，制动钳内油缸活塞 8 在液压力作用下推动内摩擦块 12，压靠到制动盘内侧表面后，作用于分泵底部的液压力使制动钳壳体在导向销上移动，推动外摩擦块 11 压向制动盘的外侧表面。内、外摩擦块在液压作用下，将制动盘的两侧面紧紧夹 住。由于制动盘是紧固在前轮毂上的，因此实现了前轮的制动。 前制动器的制动间隙是可以自动调节的。它是利用分泵活塞密封圈 4 的弹性变形来实现的。制动时，橡胶密封圈变形，制动一结束，密封圈在弹性的作用下又恢复原状，活塞在弹性作用下回到原位。在制动盘和内、外摩擦块磨损后引起制动间隙变大，超过活塞 8 的设定行程时，活塞在制动液压力作用下克服密封圈的摩擦阻力继续向前移，直到完全制动为止。活塞和密封圈之间的相对位移补偿了过量的间隙，制动间隙一般单边为 、外摩擦块的材料采用以石棉为主、混合树脂并与树脂结 合的材料与钢板牢牢粘在一起制成。 （ 1） 制动器效能，指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的 7 制动距离或制动时汽车的减速度。在评比不同结构形式的制动器效能时，常用一种称为制动效能因数的无因次指标。制动效能因数的定义为：在制动鼓和制动盘的作用半径上所得到的摩擦利于输入力之比。 （ 2） 制动器效能恒定性，即汽车高速行使或下长坡连续制动时汽车制动效能保持的程度。如前所述，影响摩擦因数的因素包括摩擦副材料、摩擦副表面温度和水湿程度。因为制动过程是及时把汽车行驶的动能通过制 动器吸收从而转化为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷状态时的制动效能这个问题，已成为设计汽车制动器时要考虑的一个重要问题。由于领蹄的效能因数大于从蹄，稳定性却比从蹄差，因此各种鼓式制动器的效能因数取决于两蹄的效能因数的大小，故就整个鼓式制动器而言，也在不同程度上存在着效能本身与其稳定性的矛盾。目前来说盘式制动器的制动效能最为稳定。 要求制动器的热稳定性好，除选择其效能因数对摩擦系数敏感性较低的制动器类型外，还要求摩擦材料有较好的抗热衰退性和恢复性，并且应使制动鼓（制动盘）有足够的热容量和散热的能力。 （ 3） 制动器间隙调整，是汽车保养作业较为频繁的项目之一。所以选择调整装置的结构形式和安装位置必须保证调整操作方便。最好采用间隙自动装置。 （ 4） 制动器的尺寸和质量。随着现代汽车车速的日益提高，处于汽车行驶稳定性的考虑，轮胎尺寸往往选择较小。这样，为了保证所要求的制动力矩而确定的制动鼓（制动盘）直径就可能过大而难以在轮毂内安装。因而应选择尺寸小而效能高的制动器形式。对于高速轿车，为提高制动时的稳定性，在前悬架（独立悬架）设计中，一般采用较小的主销偏移距。为此，前制动器位置有时不得不外移到更靠 近轮毂，导致其布置困难。车轮制动器为非簧载质量，故应尽可能减轻其质量，以改善行驶平顺性。 （ 5） 噪音的减轻。制动噪音的现象很复杂。大致来说，冬冬噪音分为低频好高频良种。在低频噪音中，常遇到的是制动时停车的喀擦声，这主要是由制动鼓或者制动钳的共振造成的。高频噪声一般可通过制动蹄或制动盘共振产生。或者是由于摩擦衬片或衬块弹性震动造成的。 影响的噪声的主要因素是摩擦材料的摩擦特性，即动摩擦系数对摩擦速度的变化关系。动摩擦系数随速度的增高而减低的程度愈大，愈易激发震动而产生噪声。此外，制动器输入压力越大， 噪声也越大，而压力高大一定程度以后则不再有噪声。制动温度对噪声也有影响。在制动器的设计中采取某种措施，可以在相当的程度上消除某种噪声，特别是低频噪声。对高频的建交省的消除，目前还比较困难。应当注意，为消除噪声而采取的某种措施， 8 有可能产生制动力矩的下降和踏板行程损失等副作用。 文的主要内容 a. 制动性能的分析，包括制动性能的评价指标； b. 制动效能，制动效 能恒定性； c. 滑动钳盘式制动器的设计计算，参数的计算；制动驱动机构的设计， 衬块的磨损特性； d. 制动器零件的设计，包括制动钳体，固定支架，制动盘，制动块，活塞； e. 工艺分析 2 制动器的结构与设计 9 2 制动器的结构与设计 车盘式制动器 钳盘式制动器分为定钳盘式和浮动钳盘式两类。定钳盘式制动器他的制动钳体固定安装在轮毅，它不能旋转也不能沿制动盘轴线方向移动，制动盘的两侧分别放置两个活塞，制动油液由制动总泵经进油口进入钳体中两个相通的液压腔中 ，将两侧的制动块压向与车轮固定连接的制动盘，从而产生制动。他的缺点就是制动油缸多，制动钳结构复杂，两个油缸位于两侧，就必须用油管联通内外油道，使得制动钳的尺寸过大，不方便安装，同时制动液容易热气化。而浮动钳盘式制动器与定钳盘式制动器相反，浮动盘式制动器轴向尺寸较小，而且制动液气化机会较少，同时安装驻车制动器更方便。目前轿车选用浮动盘式制动器的较多。制动效能的恒定性包括抗热衰退能力和抗水衰退能力。制动过程中，摩擦衬片和制动盘摩擦产生制动力的同时，热量的产生不可避免。而温度的升高又会影响制动系统的性能。因此，抗 热衰退能力是制动器设计中要重点影响制动性能。同理如果制动器涉水之后，就会严重的影响制动性能。所以，抗水衰退也是制动器设计的另外一个重要考虑的因素。因而选用浮动盘式制动器。 动器的管路选取 为了提高制动工作的可靠性， 制动管路应该采用分路系统。分路系统至少有 2 套独立的系统，其中一个回路损坏，仍可以用另外一个完成制动 选用交叉型分路系统，因为前轴的一侧车轮制动器与后桥的对侧车轮制动器同属一个回路，同时他的结构简单，如果制动的时候一个回路失效的话，剩余的制动力能维持正常的 50%。一般，这样不会 紧急制动抱死车轮使得方向不受控制。如果其中某一个管路损坏则会使得制动器不对称，从而汽车丧失稳定性。这种管路的选取用于主销偏移距为负值的汽车，从而大大改善汽车稳定性。 动驱动机构 制动机构根据动力来源的不同，可以分为简单制动、动力制动和伺服制动 3 大类。力的传递过程中，可分为液压传动、气压传动和气压 按照伺服能量形式，伺服制动系可分为真空伺服制动系和气压伺服制动 10 系，二者工作原理基本一致，但相对压力不同。由于真空伺服制动系的真空源是来自发动机进气管中节气门后的真空度，真空度为 负压，气压伺服系统组成要复杂的多，其动力源来自空气压缩机，空气压缩机同样需要发动机进行驱动，气压可达 真空伺服制动系大得多。因此，真空伺服制动系多用于总质量在 上的乘用车和装载质量在 6t 以下的轻中型载货车。 本设计选用液压式驱动机构 目前普遍小型轿车都实用液压盘式制动器，液压系统内的压力相等，这样可以很好的保持左右轮制动的同步性，同时使得制动力正确分配到前后轮。当发生颠簸或者撞车时候不会自行制动。 11 3 制动 器的设计 式制动器组成 参考的轿车参数： 空车质量： 1030载质量： 1470距： 2475心距前轴距离：1114心距后轴距离： 1361心高度： 495 制动盘 制动盘材料选取珠光体灰铸铁制成，钳盘式制动器用礼帽形结构，制动盘直径直径一般为轮毂直径的 70%轮毂初取 320动盘的直径 时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬块的单位压力和工作温度，但制动盘的直径 常，制动盘的直径 D 选择为轮毅直径的 70%而质量大于 2T 的汽车应该取上限本次为 D=256径 d=h 直接影响着制动盘质量和工作时的温度。为使质量不至于太大，制动盘厚度应取的适当小些；为了降低制动工作时的温度，制动盘厚度又不宜过小。制动盘可以制成实心的。一般都在 10间所以选 h=14 动钳 制动钳体必须有比较高的强度与硬度，一般都用锻铸铁 37012 加工而成，一般多在钳体中加工出制动油缸，也有将单独制造的油缸装嵌入钳体中的。为了减少传给制动液的热量， 多将杯形活塞的开口端顶靠制动块的背板。活塞由铸铝合金或钢加工而成，部分将活塞开口端加工成阶梯状，这样就形成了两个相对独立的圆环面。其表面镀铬，从而增强耐磨性，当制动钳体由铝合金制造时，导热能力大大加强。为了防止温升，可以缩小活塞和制动块背面的接触面积。 动块 制动块由背板和摩擦衬块构成，两者直接压嵌在一起。活塞应能压住尽量多的制动块面积，以免衬块发生卷角而引起尖叫声。制动块背板由钢板制成许多盘式制动器装有衬块警报装置，以便及时更换摩擦衬片初选摩擦片厚度为 10 擦材料 摩擦材料应选取摩擦系数较低的材料，因为摩擦系数高则说明材料耐磨 12 性差，一般取 时材料的抗热衰退性能要好，摩擦性能要稳定，要具有好的耐磨性能，高的耐挤压和耐冲击能力；在制动过程中由于摩擦会产生气体，所以摩擦材料一定要环保。本设计选取石棉纤维和树脂粘结剂制成的摩擦材料，选择摩擦系数 f= 动器间隙 间隙的大小选取一定要保证制动盘要能流畅的运转，同时要具有方便拆修的作用，大多数制动器的间隙在 间。选取间隙为 步附着系数选取 理想 的前后制动器分配曲线（ I 线）如下： 图 某载货汽车的
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