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摘要
制动器是制动系统的重要组成部分，本论文主要介绍了商务车的制动器设计。盘式制动器制动效能更好，且尺寸和质量都相对较小，散热性能好，且所设计商务车的发动机转矩和功率较大，车速较高，整体性能较好，属于中高档车，故本设计前后轮均选用了浮钳盘式制动器。
基本结构选定后本论文对制动器展开了以下设计。第一制动系的参数：包括制动力分配系数、同步附着系数、制动强度、附着系数利用率以及最大制动力矩等参数的选择计算；第二制动器及其零部件：制动盘、制动钳体、摩擦衬块等制动器零部件的尺寸计算与材料选择；第三驻车制动：本设计选用了后轮驻车制动，在后轮盘式制动器上加装了驻车制动的机械结构；第四制动驱动机构：制动轮缸、制动主缸、以及踏板行程的设计计算。
上述完毕后对所设计的制动器进行了制动减速度与制动距离的验算，对制动效能的稳定性以及制动时的方向稳定性进行了分析，并用MATLAB绘图功能绘制出了前后轴制动力分配曲线，上述均符合设计要求，验证了该制动器设计的合理性。最后，根据设计与计算用CAD绘制出了该商务车制动器的装配图和制动钳体、制动盘、摩擦衬块等零件图。
关键词：盘式制动器；CAD；MATLAB；设计
Design and optimization of disc brake
Abstract
Brake is an important part of brake system, this paper mainly introduces the design of commercial vehicle brake. because the disc-brake braking performance is better, and size and quality are relatively small, thermal performance is good, and the commercial vehicle designed torque and power is larger, high speed, good performance, belongs to high-grade car, so this design sense are chosen floating disc brakes.
This paper start the following steps after selecting the basic structure. First, the parameters of braking power distribution coefficient include: adhesion coefficient, synchronous adhesion coefficient, strength, and brake, and maximum braking torque parameters calculation, etc. The second brake and its components: the brake disc and calliper, friction lining block size of components etc brake calculation and material selection, The third in the design in the rear brake selection in the rear brake disc, install the parking brake on the mechanical structure, Fourth: brake wheel drive mechanism brake cylinder, the brake pedal stroke the cylinder, and the design calculation.
After the design of brake ,this paper start the checking of braking deceleration and braking distance, analyzed the stability of braking efficiency and braking direction, and drawn out with MATLAB braking force distribution curve, above all comply with the design requirements, and verifies the rationality of the design of the brakes. Finally, according to the design and calculation using CAD drawing brake assembly and brake caliper disc brake, piston, liner, friction parts ,at the same time ,the paper also carried a three-dimensional modeling.
Key words：brake；disc；CAD；MATLAB；design
目录
摘
摘要…………………………………………………………………………………….I
Abstract……………………………………………………………..…………………II
绪论 ..........................................................................................................…………….1
1.1制动系统的基本概念 .......................................................……...………………...1
1.2制动系统研究现状………………………………………………......................... 1
1.3课题主要内容 .........................................................................................................1
1.4课题研究方案 .........................................................................................................2
2 制动器的结构形式选择 ............................................................................................4
2.1钳盘式制动器结构形式简介 .................................................................................4
2.2钳盘式制动器的优缺点 .........................................................................................4
2.3车制动器结构的最终选择......................................................................................4
3 制动系的主要参数及选择 ...............................................……………...……...…...5
3.1制动力与制动力矩计算 .........................................................................................5
3.2盘式制动器主要参数的确定 .................................................................................7
4 制动器的设计计算 ....................................................................................................9
4.1摩擦衬块的磨损特性计算 .........................................................……...………….9
4.2制动器热容量和温升核算 ......................................……………………………..11
5 制动器主要零部件的结构设计与计算 ..................................................................12
5.1制动盘 ...................................................................................................................12
5.2制动钳 ...................................................................................................................12
5.3制动块 ...................................................................................................................13
5.4摩擦材料 ...............................................................................................................13
5.5制动轮缸 ...............................................................................................................14
5.6制动间隙的调整方法及相应机构 .......................................................................14
6 制动驱动机构的结构形式选择与计算 ..................................................................16
6.1制动管路的多回路系统 .......................................................................................16
6.2液压制动驱动机构的设计计算 ...........................................................................16
7 制动性能分析 ..........................................................................................................20
结 论 ............................................................................................................................22
致谢 .............................................................................................................................23
参考文献......................................................................................................................24
附录A英文翻译…………………………………………………………...………..25
附录B MATLAB编制制动力分配曲线 ...................................................................32
1绪论
1.1 制动系统的基本概念：
使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为制动；汽车上装设的一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的制动，这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力；这样的一系列专门装置即称为制动系。
这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置，称为驻车制动系。这两个制动系是每辆汽车必须具备的。
制动系统是评价汽车安全性的一个重要因素，也是汽车的重要组成部分之一。当今汽车行业已经非常发达，人类对汽车的性能要求也越来越高。一款安全、轻便、环保、经济的制动系统可以大大提高汽车的性能。这也是汽车设计人员不断追求的目标。
1.2 制动系统研究现状：
汽车制动器未来的发展重点是浮钳式盘式制动器。尤其在前轮安装的通风盘式制动器又是发展重点。另外，作为需要在增大制动力的一种制动产品，双盘式制动器在商用车应用的气压式双盘式制动器将是未来发展的方向。在后轮盘式制动器中，带驻车制动器功能的盘中鼓式制动器将是未来发展的一种趋势。随着BBW技术的发展，盘式电动制动器是未来发展的重点方向。
另外，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。但是，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。有一个巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引，各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来。同时需要各种国际及国内的相关法规的健全，这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中。
1.3 课题主要内容：
整车性能参数：
驱动形式： 4×2前轮；
轴距：2471mm；
轮距前/后：1429/1422 mm
整备质量：1060kg；
最高车速：180km/h；
最大爬坡度：35%；
空载时前轴分配负荷：60%；
制动距离（初速30 km/h）：8m；
川公网安备: 51019002004831号