夏利N3系列轿车前盘式制动器设计

摘 要 通过 对夏利 车前轮盘式制动器实物的观察，以及网上查找该车相关资料和技术参数，确定了本设计的整体结构形式及参数，对制动器进行结构分析、设计计算和强度校核，最后利用 图完成设计 。 关键词 ：制动性能；盘式制动器；结构设计 he of 3 its on In it is by 录 摘要 绪论 1 代汽车制动技术的发展 1 代制动系统国内外发展动态 2 2 钳盘式制动器的结构方案确定 3 定盘式制动器 3 动钳盘式制动器 3 动钳盘式制动器 3 利 车盘式制动器结构方案 3 3 夏利 车浮动钳盘式制动器基本参数初选 5 动盘 5 动块 5 缸 5 隙自调装置 5 4 夏利 车浮动钳盘式制动器 的强度校核 6 利 车 浮动钳盘式制动器 结构与工作原理 6 利 车 浮动钳盘式制动器相关技术参数 7 动钳盘式制动器的设计计算与校核 8 动性能要求 8 动力矩计算 8 式制动器设计 计算 9 5 结论 13 参考文献 致谢 夏利 列轿车前 盘式制动器设计 1 绪论 代 汽车制动技术的发展 自 1886 年第一辆以内燃机为动力的汽车诞生以来，汽车工业经历了百余年的发展过程。由于社会需求的不断增长和科学技术的发展进步，汽车的设计也日臻 完善 ，其运输生产率和各项性能都得到 很大提高。现代汽车己成为世界各国国民经济和社会生活中不可或缺的一种运输和代步工具。汽车产业成为许多国家的支柱产业，汽车工业的规模和汽车产品的质量成为衡量一个国家 基础工业 发展水平的重要标志之一。 汽车制动系是汽车的重要组成部分，是保证汽车安全行驶的必要系统。一般来说，任何一个汽车制动系都由供能装置、控制装置、传能装置和制动器组成。所有这些装置必须协调工作，以保证汽车能以所需要的减速度减速直至停车，且 须保证 车辆在制动过程中运行平稳。许多交通事故的发生都直接或间接地与制动系统无法有效工作有关，汽车的制动性能一直是 人们关注的焦点之一。制动器是保证汽车安全行驶的最重要的安全部件。目前广泛使用的制动器是摩擦式制动器，即鼓式制动器和盘式制动器。盘式制动器最早于 60年代在美洲虎汽车上使用，它提高了制动系统抗热、水衰退的能力 ;鼓式制动器因 抗 热衰退性、水衰退性等很难满足现代高速轿车对制动性能的要求 。 轿车上单纯使用鼓式制动器的情况己不多见，比较常见的是与盘式制动 器配合即所谓 “前盘后鼓”。有些高性能轿车的前后轮均采用了盘式 制动器，主要为了保持制动力分配系数的稳定。同时，盘式制动器也开始用于某些不同等级的客车和载货汽车上。有些重型载 货汽车采用多片全盘式制动器以获得大的制动力矩，但其制动盘的冷却条件差，温升较大 1 。 图 1 1 制动器的结构型式 盘式制动器 因 抗热（水） 衰退 性、制动稳定性好、制造维修方便等一系列优点使其在现代汽车前轮使用上越来越广泛，前盘后鼓的搭配形式甚至前后车轮都使用盘式制动器的 应用也有增多的趋势。 汽车的制动系统 按功用分类 可以分为 4 种 ： （ 1） 行车制动系统 ， 使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。 （ 2） 应急制动系统 ， 在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装 置。 （ 3） 驻车制动系统 ， 使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。 （ 4） 辅助制动系统 ， 在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置 。 按照制动能量的传输方式，制动系统又可以分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系统，可以称为组合式制动系统。 其传动装置采用单一的气压或液压回路的制动系统为单回路制动系统。这种制动系统中，只要有一处损坏而漏气（油），整个系统即行失效。因此，我国自 1988 年 1 月 1 日开始，规定所有汽车必须采用双回路制动系统。在双回路制动系统中，所有行车制动器的气压或液压管路分属于两个彼此隔绝的回路。这样，即使其中一个回路失效，还能利用另一回路获得一定的制动力。 制动系统的主要零件制动器性能的好坏，对汽车交通安全和乘员的生命保障影响很大。因此设计具有良好性能的制动器，提高汽车操纵稳定性及制动效能是汽车设计需要着力解决的问题 2 。 代制动系统国内外 发展 动态 随着现代汽车行业的发展，电子信息技术在汽车制动系统的应用的越来越普遍。以1970 年使用的制动防抱死系统（ 称 开端，不断开发并商品化了驱动防滑控制系统（ 辆横向稳定性控制系统 （ 制动器辅助系统（ 都是有效的制动控制系统 3 。 在紧急制动时或容易滑动的路面上制动防止车轮抱死、保证汽车的方向稳定性和操纵稳定性为目的制动器控制系统。 在雪路和结冰路面等容易滑动的路面上进行加速时，防止发生驱动轮的打滑，提高车辆的稳定性和加速性的控制系统。 在急剧操纵方向盘和路面状况急剧变化等不可测状态下，防止横摆运动和横向侧滑的控制系统，同时， 控制制动系统和发动机的输出转矩来维持汽车横向稳定性。 针对汽车在紧急制动时驾驶员没有足够的力量来踩制动踏板，而辅助这一现象，判定在紧急制动工况时辅助制动器制动力的系统 4 。 文直译为“电子制动力分配”。汽车制动时，如果四只轮胎附着地面的条件不同，比如，左侧轮附着在湿滑路面，而右侧轮附着于干燥路面，四个轮子与地面的摩擦力不同，在制动时 (四个轮子的制动力相同 )就容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象。 功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力 (牵引力 )的匹配，以保证车辆的平稳和安全 5 。 2 钳 盘式制动器的 结构方案确定 定 盘式制动器 固定 盘 式制动器工作如图 2 1 所示 。 固定钳盘式制动器的制动钳体固定在转向节（或桥壳）上，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装有一个活塞。当压力油液进入两个油缸活塞外腔时，推动活塞向内将位于制动盘两侧的制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减小时，回位弹簧则将两制动块总成及活塞推离制动盘。这种结构型式又称为对置活塞式或浮动活塞式固定钳式盘式制动器。 图 2 1 双活塞固定钳盘式制动器工作示意图 动钳盘式制动器 单活塞浮动式盘式制动器工作如图 2 2 所示。 踩下制动踏板，液压作用于制动分泵时，分泵内活塞移动，把制动钳内的摩擦片压向制动盘，同时，油缸也受到同样的液压，把浮动钳朝制动盘方向推动，因而位于相反一侧的制动摩擦片也压向制动盘，产生制动力，迫使制动盘停止转动。 图 2 2 单活塞浮动钳盘式制动器工作示意图 放松制动踏板，分泵油缸内的压力消失时，被推压在活塞上的橡胶环开始回到原来位置，把活塞推回原位。这样，使活塞随橡胶弹性变形而复位，而制动摩擦片与制动盘之间 仍保持原有的间隙， 解除车轮制动。 动钳 盘式制动器 摆动钳 式盘式制动器工作如图 2 3 所示 。 摆动钳盘式制动器也是单侧液压缸结构，制动钳与固定于车轴上的支座铰接。为实现制动，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。显然，制动块不可能全面均匀地磨损。为此，有必要将衬块预先做成楔形（摩擦面对背面的倾斜角为 6左右）。在使用过程中，衬块逐渐磨损到各处残有厚度均匀（一般为 1右）后即应更换 6 。 图 2 3 单活塞 摆 动钳盘式制动器工作示意图 利 车 盘式制动器结构方案 固定盘 式制动器在汽车上 应用较早，其主要优点是滑动件少、刚性好、制动拉磨小。但随着汽车结构的发展，其固有缺点也充分暴露出来，首先是径向和轴向尺寸大，布置困难，不适应现代轿车轮辋直径和前轮主销偏置距不断减小的趋势。其次是由于外侧油缸通风不良和有跨越制动盘的油路，容易 使 制动液受热汽化。此外结构比较复杂，造价很高。所以已逐渐被滑动钳盘式制动器所取代。