毕业设计（论文）-基于solidworks的汽车盘式制动器的设计（全套图纸）.pdf

本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文） 报告(论文)题目：基于 solidworks 的汽车盘 式制动器的设计 作者所在系部： 机电工程系 作者所在专业： 车辆工程 作者所在班级： B13141 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2017.6 北华航天工业学院教务处制 北华航天工业学院毕业论文 摘要摘要 本设计的标题为基于 solidworks 的汽车盘式制动器的设计。在充沛理解制 动器的构造及工作原理的基础上借助多方面的材料进行设计、 论证再选定相干参 数并进行计算确定详细参数如下： 制动力分配；前轴制动力 Fu1=4486.3 N 后轴制动力 Fu2=9405.2 N 同步附着系数； 0 =0.7 制动器效能因数；k=0.6 制动力矩：制动力矩是制动器发生的，迫使汽车减速或停止的阻力矩，由该 车所能遇到的最大附着系数；制动强度 q；车轮有效半径 e r ；汽车满载质量 G；汽车轴距 L；经过计算得出：前轮的制动力矩为 Mu1=1358.15 Nm 后轮制 动力矩 Mu2=497.2 Nm 由以上参数进行设计计算确定主要零部件尺寸和最后对制动系统功能 要求进行校验，并用 solidworks 绘制出来制动器零件的基本模型和制动器 的装配总成 关键词：关键词：制动性能 solidworks 盘式制动器 北华航天工业学院毕业论文 Abstract The topic of this design for the design of the front wheel brake a intermediate car,this design selects the front disc brakedisc brake caliper disc is divided into fixed and floating caliper.On the basis of understanding the structure and working principle of the brake,with various materials to design,demonstrate the selected parameters and the calculation to determine the specific parameters are as follows: The braking force distribution;front axle braking force Fu1=4486.3 Nthe rear axle braking force Fu2=9045.2 N. The synchronous adhesion coefficient: 0 =0.7 Brake effiency factor:k=0.6 Brake torque:Brake torque is generated by the brake, torque force car to slow down or stop,maximum adhesion coefficient can meet the vehicle ;severity of braking q；the effective radius re;The car loaded with quality G;the vehicle wheelbase L;calculation the front wheel brake toeque Mu1=1358.15 Nm,the rear wheel brake toeque Mu2=497.2 Nm The design calculation of main parts size and material from the above parameters,the brake system performance requirements of applications,and use SolidWorks software to draw the parts of 3D model and the brake brake parts model. Keywords： braking performance solidworks disc brake 北华航天工业学院毕业论文 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 . 5 1.1 制动系统设计的意义制动系统设计的意义 . 5 1.2 制动器的发展历程制动器的发展历程 . 5 1.3 国内汽车盘式制动器的应用国内汽车盘式制动器的应用 . 6 第二章第二章 制动器的结构与设计原则制动器的结构与设计原则 . 8 2.1 汽车制动系功用及分类汽车制动系功用及分类 . 8 2.2 盘式制动器的分类与介绍盘式制动器的分类与介绍 . 8 2.3.1 制动效能制动效能 . 10 2.3.2 制动效能稳定性制动效能稳定性 . 10 2.3.4 制动器的尺寸及质量制动器的尺寸及质量 . 10 2.3.5 噪音的减轻噪音的减轻 . 11 第三章第三章 制动器设计制动器设计 . 12 3.1 设计参数设计参数 . 12 3.2 盘式制动器主要元件盘式制动器主要元件 . 12 3.2.1 制动盘制动盘 . 12 3.2.2 制动块制动块 . 14 3.2.3 制动钳制动钳 . 15 3.2.4 衬块报警装置设计衬块报警装置设计 . 16 3.2.5 摩擦材料摩擦材料 . 16 3.2.6 制动器间隙及调整制动器间隙及调整 . 16 3.3 制动器制动力分配分析制动器制动力分配分析 . 16 3.4 同步附着系数的选取同步附着系数的选取 . 17 35 制动器效能制动器效能因因数数 . 18 36 制动器制动力制动器制动力矩矩的计的计算算 . 18 3.7 制动系统性能要制动系统性能要求求 . 19 372 制动减制动减速度速度 j 的要的要求求 . 19 373 制动制动距离距离 S 的要的要求求 . 20 374 制动力制动力矩矩的要的要求求 . 20 375 对对车车轮轮制动器的制动器的比比能量能量耗散率耗散率的要的要求求 . 20 376 对比对比摩擦力的要摩擦力的要求求 . 20 377 对热流密度对热流密度的要的要求求 . 20 378 对对衬块衬块吸收吸收功功率率 p q的要的要求求 . 20 37. 9 对平均对平均摩擦力摩擦力f m p的要的要求求 . 21 3710 要要求求制动能力的制动能力的热热稳定性稳定性好好 . 21 3711 操纵操纵轻轻便便 . 21 3712 紧急紧急制动制动时踏板时踏板力的计力的计算算 . 21 3713 制动制动踏板行踏板行程的计程的计算算 . 21 38 摩擦衬摩擦衬片片的的磨损特磨损特性性 . 22 第第四四章章 校核校核 . 24 北华航天工业学院毕业论文 4.1 制动器的热容量和温升的核算制动器的热容量和温升的核算 . 24 结论结论 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致谢致谢 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 附录附录 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 结论结论 35 参参考考文文献献. 36 致谢致谢. 38 附附录录： .41 1、总装配模型 2、各零件模型 3、总装配模型爆炸视图 北华航天工业学院毕业论文 5 第一章第一章 绪论绪论 1.1 制动系统设计的意义制动系统设计的意义 汽车是现代交通工具中用的最多最广泛也是最便利的交通运输工具。 汽车底 盘上的一个重要系统就是汽车制动系，他是制约汽车运动的存在。而制动器又是 制动系统中直接作用制约汽车运动的一个重要装置是汽车上最关键的安装。 汽车 的制动功能能间接影响汽车的行驶安全。 随着公路业的开展和车流密度的日益增 大人们对安全性、牢靠性要求越来越高为保障人身和车辆平安、必须为汽车装备 非常可靠的刹车系统。 经过查阅相干的材料， 应用专业根底实践和专业常识进行部件的设计计算和 构造设计使其完成以下要求：具备足够的制动效能以保障汽车的安全性；同时在 材质的使用上应尽量应用对环境无害的材料 1。 1.2 制动器的发展历程制动器的发展历程 制动器分车轮制动器和中央制动器两种，后者制动传动轴或变速器输出轴。 因为中央制动器在应急制动时可能形成传动轴超载， 如今大多数车在后轮制动器 上附加手动机械式驱动机构使之兼起驻车制动及应急制动时用 2。 从耗散能量的形式分制动器有摩擦式液力式电磁式及涡流式。 人们曾经把全息照相引入到制动器的振动和噪声研讨中并取得了大批的硕 果。全息照相技术向人们展现了制动过程中振动的真实状态，使得树立与实践相 结合的振动的数学模型成为了现实。这些都对制动盘的设计和分析提供了基础。 在对汽车进行剖析、整合和检测时须要给出系统的动态特性。此时理论系统 应该尚未实现，或许处于环保性、技术性等要素的顾虑没法通过实验进行考证往 往须要借助于系统仿真来完成这一研究。 简而言之系统仿真是指使用计算机来运 转仿真模型模拟实践系统的运行形态及随时间变更的进程并经过对仿真运行过 程的查看和统计得出被仿真系统的仿真结果参数和总体特性以此来推断和预计 真实系统的实际参数和实际功能。 采用仿真方法研究汽车的各项性能时需对汽车作适当的简化然后应用简化 模型展开设计剖析。 伴着水平简化的变化一定会使设计结果与现实状况之间存在 一些程度的差距。汽车系统是很复杂的，对其整车、零部件以及各总成的数据模 型和力学模型进行分析模拟同时要确保一定的精确性，所需要的计算是很大的， 这在很大程度上体现了计算和处理能力。 随着计算机软硬件对数据的处理能力有了天翻地覆的提高和技术日新月异 北华航天工业学院毕业论文 6 的发展，计算机仿真技术普遍地用于汽车的研发和设计制造中。虚拟样机技术为 处理制动器振动的主要诱因的技术问题，迅速成为的一种方便、高效的方法 3。 1.3 国内汽车盘式制动器的应用国内汽车盘式制动器的应用 合资企业的引进国外先进技术的进入汽车上采使用盘式制动器配置逐渐在 我国造成规模是随着我国汽车工业技术的开展开始的。特别是轿车工业的开展， 在改善乘车者的舒适性、完善整车性能、尊重人们不断提高的生活物质要求、保 护安全、改善生活环境条件等方面都发挥了很大的功用。 (1) 在轿车、微型车、轻卡、SUV及皮卡方面：在从经济与适用的角度考虑通 常采用了混合的制动方式即前车轮盘式制动后车轮鼓式制动。 厂家为了减去成本 采用了前轮盘式制动后轮鼓式制动的混合装配方式是由于轿车在制动过程中一 般惯性的作用前轮的负荷通常占汽车全部重量的70%80%导致前轮制动压力要 比后轮大很多。 这类前制动器以液压盘式制动器为主， 为采用液压油作传输介质， 以液压总泵为动力源，后制动器与液压式双泵双作用缸制动蹄相结合。采用前盘 后鼓式混合制动器这完全是出于成本上的考虑也是基于汽车在紧急制动时轴荷 前移对前轮制动效能的要求比较苛刻。目前采用混合制动器轿车(如夏利、吉利、 南京依维柯、神龙富康、上海华普、捷达、长安之星、江铃、昌河、丰田海狮、 天津华利、江铃全顺、东风小霸王、瑞风)。2007年我国共产此类车计130万辆以 上。前后轮都用盘式制动器是大势所趋，尤其是随着高速公路等级的提高、乘车 品质的提高甚至是国家安全法规的强制施行。 (2) 在大型客车上：气压盘式制动器技术规范的集成性、明显可靠性、总体良 好具备创新性和产品技术先进性。 盘式制动器用于大型公交车在欧美国度自上世 纪90年代便已使用。盘式制动器至2000年已经成为欧美国家城市公交车的标准。 我国从1997年开始在客车和货车上使用防抱死ABS系统及盘式制动器。2004年7 月1日交通部要求在712米高型客车上 应该装备后国产盘式制动器所以开始 普及。长沙公交电车公司、深圳公交、广州公交、武汉公交、上海公交等公司全 部在应用为客车装配的气压盘式制动器。 宇通公司2004年自制底盘部份是由二汽 在EQ153前后桥基础设计的每年有10000多套， 盘式制动器的客车的使用率已占一 半多； 宇通公司最大的气压盘式制动器桥合作商二汽东风车桥用EQ153.气压盘式 制动器的前后桥总成约生产6000套以上。 一汽2004年供了2000多台其中带盘式制 动器占宇通公司每年客车底盘3000多台一半以上。 宇通公司市场前景较好利润附 加值很高的车型如一汽客底使用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高端客车上； 7吨盘式前桥与13吨435后桥配装在6120豪华客车 上等等。江苏金龙客车的7-9米高型客车客车使用湖桥供带盘式制动器的车桥 北华航天工业学院毕业论文 7 2004年大概在5500台。国际有名的大型厂家比如厦门金龙客车10-12米高型客 车以上客车、丹东黄海客车10-12米高型客车、安徽凯斯鲍尔等等均已在批量 制造带盘式制动器的豪华客车。 (3) 重型汽车方面： 现作为重型汽车行业应用型新技术拥有很多的运用前景气 压盘式制动器的现已属成熟产品。2004年3月完成了对气压盘式制动器总成的开 发的红岩公司率先在国内重卡行业中取得领先。 2006年元月份将21.5英寸盘式制 动器成功安装到了重卡车前桥上由中国重汽卡车事业部在改设计和改装卡车底 盘的过程中在桥箱事业部合作下成功达成。 令整车厂及客户困扰已久的先进鼓式 制动器制动啸叫、频繁制动时制动蹄片易磨损、雨天制动效能降低等一系列难题 气压盘式制动器在重汽斯太尔卡车前桥上的成功连接解决了。 北华航天工业学院毕业论文 8 第二章第二章 制动器的结构与设计原则制动器的结构与设计原则 2.1 汽车制动系功用及分类汽车制动系功用及分类 功用功用 (1) 使汽车减速直至停止； (2) 使汽车下坡时不至超过一定速度； (3) 使汽车能可靠地停放在斜坡上。 盘式制动器基本分为三类： (1) 多片全盘式制动器； (2) 固定卡盘式制动器； (3) 浮动卡盘式制动器。 2.2 盘式制动器的分类与介绍盘式制动器的分类与介绍 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。 按制动钳结构 形式分钳盘式制动器可分为固定钳盘式和浮钳盘式。 固定钳盘式制动器结构如图 2.1 所示。浮钳盘式制动器结构如图 2.3 所示。 北华航天工业学院毕业论文 9 图 2.1 固定钳盘式制动器 图 2.3 浮钳盘式制动器 车桥车桥 活塞活塞 制动钳制动钳 制动盘制动盘 车桥车桥 活塞活塞 制动钳制动钳 制动盘制动盘 北华航天工业学院毕业论文 10 2.3.1 制动效能制动效能 制动器在单位输入压力或力作用下所输出的力或力矩称为制动器效能。 常用 一种称为制动器效能因素的无因次指标进行评价。 制动器效能因素定义为在制动 鼓或盘的作用半径上所得到的摩擦力与输入力之比。 就钳盘式制动器而言如图 2.6 所示两侧制动块尺寸对制动盘压紧力 F0 制动 盘之间两个作用半径上所受摩擦力为 o fFFf22=此外f为制动衬块与制动盘之间 的摩擦系数。所以钳盘式制动器效能因素为： fFfFFFfk ooo 22/2 / = (2.1) 式中 k-制动器效能因素 Mu-制动力矩 F0-输入力 显然有 n 个旋转制动盘的多片全盘效能因数为nfk2= 2.3.2 制动效能稳定性制动效能稳定性 制动效能稳定性取决于其效能因数 k 对摩擦系数 f 的敏感性（dk/df） 。而 f 是一个不稳定因数。 影响摩擦系数的因数除摩擦副材料外主要是摩擦副表面温度 和水湿程度其中经常起作用的是温度因而制动器热稳定性尤为重要。 从上面分析 可知盘式制动器效能稳定。 所以应效能因数k对f敏感性低的制动型式还要摩擦材料有好的抗衰退性和 恢复性还应使制动盘（鼓）有足够的热容量及散热能力。 2.3.4 制动器的尺寸及质量制动器的尺寸及质量 随着车速的提高行车稳定性就很重要这就导致了轮胎尺寸要小为保证足够 制动力矩往往制动器难以以在轮毂内安装这就要求设计若在小型化轻量化的前 提下通过精心设计达到所需制动力矩。 北华航天工业学院毕业论文 11 图 2.6 制动块受力分析 2.3.5 噪音的减轻噪音的减轻 制动噪声大致分为两种低频（1 Hz 以下）和高频（1-11 kHz） 。低频主要是 制动盘或鼓共振所导致 25。 摩擦材料的摩擦特征性是主要影响因素输入压力温度也有影响。在制动器设 计中可用某些结构消除特别是低频噪声不过应注意到这些措施有可能导致制动 力矩下降和踏板行程损失加大等副作用 26。 F0 F0 Ff 北华航天工业学院毕业论文 12 第三章第三章 制动器设计制动器设计 3.1 设计参数设计参数 本次设计参数如下。 整车质量： 空载：1650 kg 满载：2025 kg 质心位置： 空载：a=L1=1094.8 mm b=L2=1642.2 mm 满载：a=L1=1231.65 mm b=L2=1505.35 mm 质心高度： 空载：hg=600 mm 满载：hg=550 mm 轴 距： L=2737 mm 轮 距： 轮 距 1585/1587 mm（前/后） 最高车速： 180 km/h 车轮工作半径：390 mm 轮毂尺寸： R17 97V 轮毂直径： 431.8 mm 轮缸直径： 54 mm 轮 胎： 225/55 3.2 盘式制动器主要元件盘式制动器主要元件 3.2.1 制动盘制动盘 盘式制动器的制动盘有两个主要部分： 轮毂和制动表面。 轮毂是安装车轮的部位内装 有轴承。 制动表面是制动盘两侧的加工表面。 它被加工得很仔细为制动摩擦块提供摩擦接 触面。整个制动盘一般由铸铁铸成。铸铁能提供优良的摩擦面。制动盘装车轮的一侧称为 外侧另一侧朝向车轮中心称为内侧。 按轮毂结构分类制动盘有两种常用型式。 带毂的制动盘有个整体式毂。 在这种结构中 轮毂与制动盘的其余部分铸成单体件。 另一种型式轮毂与盘侧制成两个独立件。 轮毂用轴承装到车轴上。 车轮凸耳螺栓通过 轮毂再通过制动盘毂法兰配装。 这种型式制动盘称为无毂制动盘。 这种型式的优点是制动 盘便宜些。制动面磨损超过加工极限时能很容易更换。本设计采用的是第二种型式。 制动盘一般用珠光体灰铸铁制成， 钳盘式制动器用礼帽形结构其圆柱部分长度取决与 布置尺寸为了改善冷却有的钳盘式制动器的制动盘铸成中间有径向通风槽的双层盘可大 大增加散热面积但盘的整体厚度较大由于此次设计的车型属于中级轿车所以设计时选择 北华航天工业学院毕业论文 13 带有通风口制动盘式设计方案。 制动盘用添加 CrNi 等的合金铸铁制成。制动盘在工作时不仅承受着制动块作用的法 向力和切向力而且承受着热负荷。 为了改善冷却效果钳盘式制动器的制动盘有的铸成中间 有径向通风槽的双层盘这样可大大地增加散热面积降低温升约 2030但盘的整体厚 度较厚。而一般不带通风槽的轿车制动盘其厚度约在 l0 mm13 mm 之间。本次设计采用 的材料为 HT250。 (1) 制动盘直径 D 制动盘直径 D 希望尽量大些这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。 但制动盘直径 D 受轮毅直径的限制通常制动盘 的直径 D 选择为轮毅直径的 70%79%，总质量大于 2 t 的车辆应取其上限。通常制造商 在保持有效的制动性能的情况下尽可能将零件做的小些轻些。轮辋直径为 17 英寸又因为 M=2025 kg。 在本设计中，制动盘直径为：D=70%79%Dr=0.79 17 20.2=301341.122 mm 取 D=340 mm 根据尺寸所作三维图如图 3.1 所示。 图 3.1 制动盘 (2) 制动盘厚度 h 为使质量不致太大制动盘厚度应取得适当小些;为了降低制动工作时的温升制动盘厚 度又不宜过小。 制动盘可以制成实心的而为了通风散热可以在制动盘的两工作面之间铸出 通风孔道。 通风的制动盘在两个制动表面之间铸有冷却叶片。 车轮转动时盘内扇形叶片的 选择了空气循环有效的冷却制动。通常实心制动盘厚度为 l0 mm 20 mm 具有通风孔道的 制动盘厚度取为 20 mm50 mm 但多采用 20mm30mm。 在本设计中选用通风制动盘式制动盘 h 取 22 mm。 图形如如图 3.2 所示 北华航天工业学院毕业论文 14 图 3.2 制动盘 (3) 摩擦衬块外半径 R2与内半径 R1 推荐摩擦衬块外半径 R2与内半径 R1的比值不大于 1.5。 在本设计中取外半径为 R2=165 mm 5 . 1 1 2 = R R ，则内半径 R1=110 mm。 (4) 内通轴直径 初选为 65 mm (5) 摩擦衬块工作面积 A 摩擦衬块单位面积占有的车辆质量在 1.6 kg/ 2 cm3.5 kg/ 2 cm ，选取工作面积为 72.32 2 cmA158.2 2 cm。 本次取衬块的夹角为 70。摩擦衬块的工作面积 A： 6 .369682 360 70 2)( 2 1 2 2 =RRA mm 2 A 取 369 3.2.2 制动块制动块 制动块由背板和摩擦衬块构成两者直接压嵌在一起。 制动块背板由钢板制成。 许多盘 式制动器装有衬块磨损达极限时的警报装置以便及时更换摩擦衬片。 初选摩擦片厚度为 10 mm。所作三维图如图 3.3 所示。 北华航天工业学院毕业论文 15 图 3.3 制动块 3.2.3 制动钳制动钳 制动钳由可锻铸铁KT H37012或球墨铸铁QT40018制造制动钳体应有高的强度和 刚度。 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。 有的活塞的开口端部切成阶 梯状形成两个相对且在同一平面内的小半圆环形端面。 活塞由铸铝合金或钢制造制动钳体 形态如图 3.4 和 3.5 所示。 图 3.4 制动钳体 a 北华航天工业学院毕业论文 16 图 3.5 制动钳体 b 3.2.4 衬块报警装置设计衬块报警装置设计 摩擦片的最大磨损厚度为 7 mm 当摩擦片大于 7 mm 时制动盘与制动块背板上的警告片 相摩擦这样就使得连接于制动块触点上的警告灯亮起。从而起到了报警的作用。 3.2.5 摩擦材料摩擦材料 制动摩擦材料应具有高而稳定的摩擦系数抗热衰退性能好不能在温度升到某一数值 后摩擦系数突然急剧下降； 材料的耐磨性好吸水率低有较高的耐挤压和耐冲击性能； 制动 时不产生噪声和不良气味应尽量采用少污染和对人体无害的摩擦材料。 本次选取以是棉纤 维为主并与树脂粘结剂调整摩擦性能的填充物（由无机粉末及橡胶聚合树脂等配成为石 磨）等混合而成。初选时摩擦系数选择为 f=0.3。 3.2.6 制动器间隙及调整制动器间隙及调整 制动鼓与摩擦衬片之间或制动盘与摩擦衬片之间在未制动的状态下应有工作间隙以 保证制动鼓(制动盘)能自由转动。一般鼓式制动器的设定间隙为 0.20.5 mm；盘式制动 器的为 0.10.3 mm（单侧 0.05 mm0.15 mm） 。此间隙的存在会导致踏板或手柄的行程 损失因而间隙量应尽量小。 考虑到在制动过程中摩擦副可能产生机械变形和热变形因此制 动器在冷却状态下应有的间隙应通过试验来确定。在本设计中：盘式制动器取间隙为 0.2 mm。 3.3 制动器制动力分配分析制动器制动力分配分析 对于一般汽车而言根据其前、 后轴制动器制动力的分配、 载荷情况及路面附着系数和 坡度等因素当制动器制动力足够时制动过程可能出现如下三种情况： (1) 前轮先抱死拖滑然后后轮抱死拖滑。 北华航天工业学院毕业论文 17 (2) 后轮先抱死拖滑然后前轮抱死拖滑。 (3) 前、后轮同时抱死拖滑。 所以前、 后制动器制动力分配将影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度是 设计汽车制动系必须妥善处理的问题。 3.4 同步附着系数的选取同步附着系数的选取 通过对汽车的受力分析可知制动时前后轮同时抱死对附着条件的利用制动时汽车的 方向稳定性等均有利此时的前后轮制动器制动力Fu1和Fu2的关系曲线称为理想的前后轮制 动器制动力分配曲线。 在任何附着系数的路面上前后轮同时抱死的条件是： 前后轮制动器制动力之和等于 附着力；并且前后轮制动器制动力分别等于各自的附着力即： Fu1+Fu2=G (3.1) Fu1=Fz1 (3.2) Fu2= Fz2 (3.3) 图 3.6 受力分析图 查表得空载时前轴载荷占车重的 60%后轴占 40%满载时前轴载荷占车重的 55%后轴占 45% 由力矩平衡知 = 0MA (3.4) 其中：G重力 Fu1，Fu2前后制动力 Fz1，Fz2地面对前后轮法向反作用力 前后制动器的理想制动力的分配关系式为 () 11 2 2 2/4 2 1 uggugu FHGbHGLFHbGF+= (3.5) 其中 L轴距； 北华航天工业学院毕业论文 18 a汽车质心距前轴距离； b汽车质心距后轴距离 附着系数 现在不少汽车的前后制动器制动力之比为一固定值常用前制动力与总制动力之比来 表明分配比例称为制动器动力分配系数用表示即： uu FF / 1 = (3.6) 式中 Fu汽车制动器总制动力所以 Fu1/Fu2=（1-）/ (3.7) 若用 Fu2=（Fu1）为一直线通过坐标原点且其斜率为： ()/1=tg (3.8) 将(3-4)代入(3-6 得) L hL g02 + = 因为所设计的轿车制动器为轻型轿车的盘式制动器而现代轿车的行使状况较好特别 是高级公路的高速要求同步附着系数可选大些在此选取 0 =0.7 由于已经确定同步附着系 数 代入数据得分配系数 =0.691 所以： =Fu1/Fu=0.691 (3.9) Fu=Fu1+Fu2 (3.10) Fu1+Fu2= G Fu1+Fu2=0.7 2025 9.8=13891.5 N (3.11) 由(3.7、9、10、11)得 Fu1=4486.3 N Fu2=9405.2 N 35 制动器效能因数制动器效能因数 制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩称为制动器效能因数（BEF） 来表示其效能因数为 k=2f。 f-制动衬块实际上是增益系数。有如前节的分析所知： 在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩取 f=0.3 可使得结果接近实际。 k=0.6 36 制动器制动力矩的计算制动器制动力矩的计算 北华航天工业学院毕业论文 19 由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩： eg rqhL L G M )( 1max2 = (3.12) 式中：该车所能遇到的最大附着系数； q：制动强度； e r ：车轮有效半径； max2 M：后轴最大制动力矩； G：汽车满载质量； L：汽车轴距； 其中 q= g ha a +)( 0 = 55. 0)7 . 075. 0(0948. 1 75. 00948. 1 + =0.73 (3.13)故后轴 max2 M=2159. 075. 0)55. 073. 023165. 1 ( 737. 2 20250 =994.5 Nm 后轮的制动力矩为 994.5/2=497.2 Nm 前轴 max1 M= T max1f = max2 1 f T =0.732/(1-0.732)994.5=2716.3 Nm (3.14) 前轮的制动力矩为 2716.3/2=1358.15 Nm 3.7 制动系统性能要求制动系统性能要求 对制动系统的要求有： 足够的制动能力包括行车制动和驻车制动； 行车制动至少有两 套独立的驱动器的管路；用任意制动速度制动汽车都不应丧失操纵稳定性和方向稳定性； 防止水和污泥进入制动器工作表面；要求制动能力的热稳定性好；操纵轻便。 372 制动减速度制动减速度 j 的要求的要求 制动系的作用效果可以用最大制动减速度及最小制动距离来评价。 假设汽车是在水平的坚硬的道路上行驶并且不考虑路面附着条件因此制动力是由制 动器产生。此时)/(8 . 1 e mrMj= 总 (3.15) 式中 总 M汽车前、后轮制动力矩的总合。 总 M= 21uu MM+=2716.3+994.5=3710.8 Nm e r=431.8 mm=0.432 m 北华航天工业学院毕业论文 20 m汽车总重 m=2025 kg 代入数据得 j=7.6 m/s 2 轿车制动减速度应在大于 5 m/s 2 ，所以符合要求。 373 制动距离制动距离 S 的要求的要求 在匀减速度制动时制动距离 S 为 S=1/3.6（t1+ t2/2）V+ V 2/(25.92j) (3.16) 式中 t1消除制动盘与衬块间隙时间，取 0.1 s t2制动力增长过程所需时间，取 0.2 s V=30 km/h 故 S=1/3.6（0.1+ 0.2/2）30+ 30 2 /(25.927.6)=5.82 m 轿车的最大制动距离为：ST=0.1V+V 2 /150 ST=0.130+30 2 /150=9 m SST 所以符合要求。 374 制动力矩的要求制动力矩的要求 设计的制动器的制动力矩应足够满足其实际所需的力矩。 375 对车轮制动器的比能量耗散率的要求对车轮制动器的比能量耗散率的要求 轻型轿车制动减速度取g6 . 0，此时比能量耗散率不得大于 6.0 w/mm 2。 376 对比摩擦力的要求对比摩擦力的要求 根据有关文献规定对鼓式制动器而言在gj6 . 0=时 2 /48. 0mmnfo但对盘式制动器 而言可取大些。 377 对热流密度的要求对热流密度的要求 热流密度一般不能大于 41 cal/cm 2防止制动盘出现热裂纹。 378 对衬块吸收功率对衬块吸收功率 p q 的要求的要求 p q应小于 1.85 kw/h 防止制动盘出现热衰退。 北华航天工业学院毕业论文 21 37. 9 对平均摩擦力对平均摩擦力 f m p 的要求的要求 f pm的值不能大于 2480 Kpa 防止出现过大摩擦。 3710 要求制动能力的热稳定性好要求制动能力的热稳定性好 汽车下长坡连续和缓制动都可能由于制动器温度过高而导致摩擦系数降低这称为热 衰退。 制动器衰退后经过一段时间制动的缓和由于温度下降和摩擦材料表面得到磨合其制 动能力可从新恢复。 3711 操纵轻便操纵轻便 紧急制动只占制动总数的（510）%最大制动踏板力只允许比离合器踏板大。最大踏 板力一般为 500 N（轿车）700 N（货车） 。手柄拉力在应急制动时以不大于 400500