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本科毕业设计(论文)题目：大众捷达轿车前轮制动器设计大众捷达汽车前轮制动器设计摘要近年来我国汽车市场迅速发展，特别是轿车汽车发展的方向。然而随着汽车保有量的增加，带来的安全问题也越来越引起人们的注意，而制动系统则是汽车主动安全的重要系统之一。因此，如何开发出高性能的制动系统，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外，随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短产品开发周期、提高设计效率，降低成本等，提高产品的市场竞争力，已经成为企业成功的关键。本说明书主要介绍了捷达轿车前轮盘式制动系统的设计。首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类，并对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。设计计算确定前盘、后鼓式制动器、制动主缸的主要尺寸和结构形式。绘制出了前制动器装配图，及零件装配图。最终对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析。另外在设计的同时考虑了其结构简单、工作可靠、成本低等因素。通过本次设计的计算结果表明设计出的制动系统是合理的、符合标准的。其满足结构简单、成本低、工作可靠等要求。关键词：制动性能；制动器；盘式制动器 Design Of The Front Wheel Brake The Jetta CarAbstractIn recent years the rapid development of Chinas auto market, especially cars car development. However, with the increase in car ownership, safety problems are increasingly attracted attention, and the braking system is an important vehicle active safety systems in the world. Therefore, how to develop high-performance braking system, to provide protection for the safe driving is the main problem we have to solve. In addition, with increased competition in the automotive market, how to shorten the product development cycle, improve design efficiency, reduce costs, increase market competitiveness has become the key to business success. This manual describes the Jetta sedan rear drum brake system design. The first describes the development of automotive braking systems, structure, classification, and by disc brakes and disc brakes on the structure and analyze the advantages and disadvantages. Design calculations to determine the front disk, rear drum brakes, brake master cylinder of the main dimensions and structure. Drawn out of the rear brake assembly diagram, brake shoe parts diagram parts chart. End of the braking system designed to evaluate the analysis of the indicators. Also taking into account in the design of its structure is simple, reliable, low cost factor. Through this design results show that the design of the braking system is reasonable, standards-compliant. Meet its simple structure, low cost, reliable requirements.Key Words: Car，Braking，Disc Brake 目 录1 绪论 .11.1 制动系统设计的意义 .11.2 制动器的发展历程 .11.3 国内汽车盘式制动器的应用 .21.4 国外汽车盘式制动器的应用 .31.5 目前制动器的发展现状 .42 制动器的结构与设计原则 .72.1 汽车制动系功用及分类 .72.2 盘式制动器的分类与介绍 .72.3 盘式制动器的结构与工作原理 .92.4 制动器设计的一般原则 .102.4.1 制动效能 .102.4.2 制动效能稳定性 .112.4.3 制动间隙调整简便性 .112.4.4 制动器的尺寸及质量 .112.4.5 噪音的减轻 .113 制动器设计 .123.1 制动设计参数 .123.2 盘式制动器主要元件 .123.2.1 制动盘 .123.2.2 制动块 .143.2.3 制动钳 .143.2.4 衬块报警装置设计 .143.2.5 摩擦材料 .143.2.6 制动器间隙及调整 .153.3 制动器制动力分配分析 .153.4 同步附着系数的选取 .153.5 制动器效能因数 .173.6 制动器制动力矩的计算 .173.7 制动系统性能要求 .183.7.1 制动时汽车的方向稳定性的要求 .18I3.7.2 制动减速度 j 的要求 .183.7.3 制动距离 S 的要求 .193.7.4 制动力矩的要求 .193.7.5 防止水和污泥进入制动器工作表面 .193.7.6 紧急制动时踏板力的计算 .193.8 摩擦衬片的磨损特性 .204 校核 .224.1 制动器的热容量和温升的核算 .224.2 制动器的调试 .224.2.1 制动盘的技术要求 .234.2.2 制动钳技术总成要求 .234.2.3 前轮轮毂总成技术要求 .23结论 .24致谢 .25参考文献 .26 01 绪论1.1 制动系统设计的意义汽车是现代交通工具中用的最多最普遍也是最方便的交通运输工具,汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统他是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系统中直接作用制约汽车运动的一个关键装置是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的发展和车流密度的日益增大人们对安全性、可靠性要求越来越高为保证人身和车辆安全、必须为汽车配备十分可靠的制动系统。相关的资料表明运用专业基础理论和专业知识进行部件的设计计算和结构设计使其达到以下要求：具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；同时在材料的选择上应尽量采用对人体无害的材料 1。1.2 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。由于中央制动器在应急制动时容易造成传动轴超载现在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和应急制动时用 2。 在对系统进行分析、综合和预测时需要给出系统的动态特性。此时实际系统可能尚未完成或者处十经济性、安全性等因素的考虑无法通过试验进行验证往往需要借助于系统仿真来实现这一要求。所谓系统仿真是指利用计算机来运行仿真模型模仿实际系统的运行状态及随时间变化的过程并通过对仿真运行过程的观察和统计得出被仿真系统的仿真输出参数和基本特性以此来推断和估计实际系统的真实参数和真实性能。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进行计算分析,随着简化程度的不同必然会使计算结果与实际情况之间存在不同程度的偏差。由于汽车是一个复杂的系统，其整车、零部件以及各总成的运动模型和力学模型相当复杂对这些模型进行分析计算同时要保证一定的精度所需要的工作量是很大的在很大程度上受到了计算机处理能力的限制。随着计算机软硬件技术的发展计算机对数据的处理能力有了突飞猛进的提高因此使得计算机仿真技术越来越多地用于汽车的研究开发和设计制造中。近年 1来虚拟样机技术(Virtual Prototype Technology) 得到快速的发展采用虚拟样机技术可以综合考虑制动器非线性法向载荷、粘滑作用、结构等因素分析具体情况下制动器振动的主要诱因。虚拟样机技术已成为解决工程问题的一种快速、有效的手段 3。1.3国内汽车盘式制动器的应用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。在轿车、微型车、轻卡、SUV及皮卡方面：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。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 ABS防抱死系统因进口产品价格太高主要用于高端产品。重型汽车方面：作为重型汽车行业应用型新技术气压盘式制动器的已经属成熟产品目前具有广泛应用的前景。2004年3月红岩公司率先在国内重卡行业中完成了对气压盘式制动器总成的开发。2005年元月份中国重汽卡车事业部在提升和改进卡车底盘的过程中在桥箱事业部配合下将22.5英寸气压盘式制动器成功“嫁接”到了重汽斯太尔重卡车前桥上。气压盘式制动器在重汽斯太尔卡车前桥上的成功“ 嫁接” 解决了令整车厂及用户困扰已久的传统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问题。 21.4国外汽车盘式制动器的应用国外汽车研发机构经过多年的研究和试验气压盘式制动器在所有的主要性能方面都优于传统的鼓式制动器并将其广泛使用在新型的载重汽车上。现在一些欧洲汽车公司制造的汽车上均已开始大量使用气压盘式制动器总成（这种气压盘式车轮制动器装配组装在汽车的前后车桥总成上） 。气压盘式制动器与传统的鼓式制动器相比在制动性能等方面的有明显的优势主要表现在以下几个方面。制动力和安全性：在间断制动状态下鼓式与盘式制动器的制动能力相差不大。但盘式制动器在制动响应和制动控制方面的表现更好一些。但在连续制动过程中两种制动器的差别很大。在长距离的坡路上驶下（如下山）盘式制动器在固定的制动压力下完全不失去初始性能汽车能全程保持一定的速度行驶。相反装有鼓式制动器的汽车为保持速度须逐渐增加制动压力。持续制动后在同等制动压力下盘式制动器产生的制动力只是略有下降而鼓式制动器的制动力下降非常大这两种制性动器的安全因数有着很大的差别。结构和成本：盘式制动器系统包括盘、衬垫、缸和卡钳其零件数少于鼓式制动器系统同类车型相比其总成的总质量比鼓式制动器低18%。盘式制动器总成可以作为一个完整的部件送到车桥装配线。此部件即包括了盘式制动器的所有零件。这样就有一个特别的优越性就是可以把所有机械功能预调好的、经过试验的装置提供给用户因而产品的责任有了明确规定。维修保养：盘式制动器的整套操作机构密封在外壳中经润滑以延长其寿命。所以盘式制动器几乎是无需维修的维修主要是更换磨损零件即衬垫和盘。而且更换衬垫所需的时间也比更换鼓式制动器材套所需的时间少80%。这意味着不仅可以节省维修成本还能大大缩短非运营时间。电子制动控制系统（EBS）：盘式制动器由于采用简单且相当成熟的操作机构因而具有特别高的效率。其提供的制动灵敏性使EBS系统能够实现一些强而有效的控制作用用以缩短制动距离提高车辆的稳定性和磨损率。盘式制动器在响应方面的特性表现在每个车轮制动相差很小每个车轴的左右车轮之间的磨损分配均匀。盘式制动器经过这几年的不断开发不断改进发展非常迅猛。各大公司除在原有轿车用液压盘式制动器有较大的发展外更注重在中、重汽车领域开发气压盘式制动器。 31.5目前制动器的发展现状张静双 4在 基于汽车制动器设计专家系统的研究与开发一文中提出了在市场竞争日益激烈的今天汽车零部件企业如果不能及时开发出自己的新产品以适应市场的需求那将有被淘汰的危险。为了提高产品设计质量缩短产品开发周期节约生产成本增强企业的市场竞争力非常重要的一环就是大力改进企业的设计技术手段。先进的设计手段必须以先进的设计理念为前提。以目前正处于开发阶段的基于知识工程（KBEKnowledge Based Engineering）的设计方法来研究制动器的设计问题对推动相关汽车零部件产品采用更加先进的开发手段具有十分重要的意义。 吴永海 5在 汽车液压制动系设计计算系统的设计中以南京跃进汽车集团的横向课题“ 轿车、中小型客车液压制动系设计专家系统” 为背景以制动器为研究对象以 Pro/ENGINEER 为 CAD 支撑软件采用 VB 语言开发了一套汽车制动器专用 CAD 系统；提出了制动器离散化方案构建了参数化的制动器典型零部件三维图形库使用 Pro/ENGINEER 实现三维实体造型以及尺寸与关系的参数化驱动；图形库系统采用参数化图库引用、管理机制并拥有一个开放的扩充接口；研究了 Pro/ENGINEER 二次开发模块 Pro/Toolkit 解决了同步模式下定制程序界面的问题并实现与 Pro/ENGINEER 的通信；建立了制动过程数学模型推导了制动方程式并给出相关解法编制了制动器数值仿真分析程序；构建了制动器设计资料库 。谷曼 6在文章 汽车制动器综合制动性能实验台的设计中提到汽车制动性能是确保车辆行驶的主、被动安全性和提升车辆行驶动力性决定因素之一。确保汽车保持良好的制动性能是汽车设计制造厂家和用户的重要任务。汽车制动效能、制动抗热衰退性和制动时汽车的方向稳定性是汽车制动性的三个重要评价指标。制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力，是制动性能最基本的评价指标。制动器是汽车制动系中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势的执行器。汽车制动器总成制动性能试验台基本的评价指标有：制动距离、制动减速度、制动协调时间及制动力。武汉理工大学的董士琦 7在基于 ANSYS 的汽车制动盘模态分析中提出制动器是汽车的重要安全部件之一，其利用制动系统摩擦副产生的摩擦力实现汽车的行车制动、应急制动和驻车制动。该文利用 Matlab、CATIA 、ANSYS等设计软件，对制动器主要零部件制动盘进行了设计计算、参数化建模和有限元分析，获得了尺寸参数，性能参数及有限元模型，并对制动盘进行了模态分析。基本上建立了制动盘的设计分析平台。论文对当今国内外的制动器开发平 4台的发展及应用情况进行了介绍分析了制动器平台设计的意义和背景，阐述了盘式制动器的基本工作原理和组成。并提出制动器数字化平台的基本思想：利用现代 CAD/CAE 方面的成果，设计满足盘式制动器尺寸设计、三维模型建立和有限元分析的一体化数字平台，得出相关的设计参数及分析结果。 对制动器系统提出设计要求，制定基本的设计准则。确定主要的制动器性能和尺寸参数，并根据理论计算公式，利用 Matlab 编写计算程序，实现制动器主要设计参数的设计计算。 分析对比传统 CAD 设计和参数化设计的优缺点，对参数化设计的基本步骤进行了说明。陈燕 8在课题 汽车制动器底板拉延成型工艺的改进中研究了万向钱潮(桂林)汽车底盘部件有限公司开发的汽车制动器底板，该零件形状复杂、变形程度大，尺寸精度高，冲压成形难度大，容易出现拉深断裂或起皱现象，致使零件报废。传统的工艺和模具设计主要靠经验和模具的反复修改来完成，生产效率低，浪费大量的人力、财力、物力以及时间。论文以基本形状零件在拉延成形和胀形成形时的变形特点为基础，分析汽车制动器底板在冲压成形过程中的变形特点，并对其出现的破裂、起皱等主要成形缺陷进行研究;通过板料成形数值模拟技术对原拉延工艺进行模拟，针对模拟结果出现的开裂等成形缺陷问题进行工艺改进;同时，还利用均匀设计与数值模拟相结合的优化方法研究汽车制动器底板预成形压边圈锥角、预成形压边力、摩擦系数工艺参数对汽车制动器底板成形质量的影响及优化组合;最后通过试验对汽车制动器底板成形的理论分析进行验证，验证结果表明改进后的工艺方案是合理、可行的。刘延安 9以 大型矿用汽车制动器的发展 一文介绍了新的更加实用的制动规则，并将它与当前的要求进行了对比。报告了在 WABCO 170C Haulpak 卡车上，对块式制动器(Shoebrake) 进行的一系列制动性能试验。试验结果表明：基于静力矩而设计的制动系统是不可取的，因为它对 10坡度是以在平直道路上作的等效停车试验是不符合实际的，并且为了保证类似的瓦衬均具有较好的制动效果，还须对它们进行试验。文中还讨论了块式制动器、马达圆盘制动器(motor speed disc brake)及轮胎圆盘制动器(wheel speed disc brake) 的优缺点 。赖源生，戴雄杰 10在课题汽车制动器摩擦副材料选择性配对问题的研究中指出汽车制动器摩擦副材料的配对一直是被忽视的一个问题。该文对汽车制动器广泛使用的对偶材质和新研制的四种对偶材质分别与石棉、粉末冶金和半金属摩擦片配对进行了试验研究，证实对偶材质不仅影响它本身的摩擦磨损性能，而且显著地影响摩擦片的摩擦磨损性能，理想的对偶能提高双方的耐磨性和增大摩擦系数，同时改善热衰退性能，使摩擦特性更加稳定。摩擦片对其对偶具有选择性配对的特性，对三种摩擦片的对偶研制出较好的配对材料 。 5邓兆详，杨善臣 11在中汽车制动器三维参数化的设计技术分析一文中针对传统汽车零部件设计方法的局限性，提出了基于“软原型” 的设计分析方法。通过开发一套专用的 CAD 系统鼓式制动器设计分析系统，深入研究了“虚拟产品”设计方法和参数化建模技术，并在软件的开发过程中，提出了一些新的解决手段。该系统基于 VB 语言，将数据库、图形库与设计模块结合在一起 ，以特征参数的获取为表征对象，利用参数驱动建模，实现了设计与分析过程的有效衔接 ，极大地提高了汽车制动器设计效率，缩短了产品的开发周期 。张元涛，谢昭力，冯引安 12在课题汽车制动器试验制动管压伺服系统建模与仿真指出汽车制动器试验制动管压伺服系统是一个电-气-液非线性时变系统，是汽车制动器台架试验的重要内容。在分析制动管压伺服系统工作原理的基础上，建立制动管压电-气-液伺服系统数学模型。为了实现制动管压的快速和高精度伺服控制，结合 PID 控制和模糊控制的优点，提出一种模糊 PID 复合控制器的设计方法，并进行计算机仿真。Matlab 仿真结果表明，该控制器具有响应快、超调小、适应性好、鲁棒性强等优点，较好地满足了控制要求 。宁晓斌，孟彬，王磊 13在重型汽车制动器虚拟样机的建模与应用为准确计算重型汽车鼓式制动器的制动效能因数，采用三维 CAD 绘图软件Pro/ENGINEER、有限元软件 ANSYS、多体动力学仿真软件 MSC.ADAMS，通过开发柔性体摩擦片与刚体制动蹄连接模块、柔性体摩擦片与刚体制动鼓非线性接触模块，建立了鼓式制动器的虚拟样机模型。李紫辉，董欣，房长江 14在课题基于 CAPP 的汽车制动器支架加工仿真设计中结合生产实际，对汽车盘式制动器支架进行工艺分析确定其最终加工路线的基础上，采用 CAXA 实体设计软件，首次完成了工件、夹具、加工设备的实体造型设计，并应用该软件的三维动画功能，实现了汽车盘式制动器支架三维实体虚拟机械加工过程的仿真设计，可代替或大幅度减少试切加工，为降低生产成本、提高产品质量等方面提供了新途径 。杨丽英，李旗号，谢锋 15在汽车制动器试验台飞轮组及其装卸系统设计表达了为准确、有效地检测制动器综合性能，采用惯性飞轮对汽车行驶惯量进行模拟，模拟的惯量大小应在一定范围内可调并达到相应的精度要求。文章严格参照国家制动器试验标准和性能要求，对汽车制动器性能试验台的飞轮组及其装卸系统设计进行研究，介绍了一种对飞轮组进行优化重组的方法，并对其装卸系统进行详述。利用该系统能够对飞轮组合进行调整，以模拟各试验所需的不同惯量。经实际应用验证，该系统能够满足试验标准要求，并且装拆与调整便捷 。 杜家熙，沈宏，张万琴 16在课题汽车制动器试验台的计算机建模及其仿 6真分析中以 Matlab 仿真软件为平台研究并建立了汽车制动器试验台计算机控制的积分方程模型、能量守恒模型、差分方程模型，确定了每一离散时间段驱动电流与主轴力矩的关系。 72 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是制约汽车运动的装置有三种基本方法：使汽车减速直至停止；使汽车下坡时不至超过一定速度；使汽车能可靠地停放在斜坡上。盘式制动器基本分为三类：多片全盘式制动器；固定卡盘式制动器；浮动卡盘式制动器。2.2 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 和图 2.2 所示浮钳盘式制动器结构如图 2.3 所示。车桥活塞制动钳制动盘图 2.1 固定钳盘式制动器 I8轮毂 制动盘制动钳图 2.2 固定钳盘式制动器 II车桥活塞制动钳制动盘图 2.3 浮钳盘式制动器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 。浮钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，结构简单造价低廉，易于布置结构尺寸紧凑，可以将制动器进一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车和驻车制动，在兼用于行车和驻车制动的情况下不需要加设驻车制动钳，只需要在行车制动钳液压缸的附近加装一些用于推动液压缸活塞的驻车制动机械传动9零件即可。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单侧油缸又位于盘的内侧受车轮遮蔽较少使冷却条件较好另外单侧油缸的活塞比两侧油缸的活塞要长也增大了油缸的散热面积因此制动液温度比用固定钳时低 3050气化的可能性较小。但由于制动钳体是浮动的必须设法减少滑动处或摆动中心处的摩擦、磨损和噪声 。2.3 盘式制动器的结构与工作原理本次设计的轿车参考捷达前轮盘式制动器，它采用单缸浮动钳盘式结构(图2.4)所示。浮钳盘式制动钳的工作原理：如图 2.4 和 2.5 所示：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) ，法兰板上壳体 2 可沿导向销与支架作轴向相对移动。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0.05-0.15 mm。内、外摩擦块的材料采用非石棉半金属材料与钢板牢牢粘在一起制成的 23。10图 2.4 轿车浮钳盘式制动器图 2.5 浮钳盘式制动器的作用原理2.4 制动器设计的一般原则汽车的制动性是指汽车在行驶中能利用外力强制地降低车速至停车或下长坡时能维持一定车速的能力。任何一套制动装置都是由制动器和制动驱动机构两部分组成 24。为了使汽车制动性能更好的符合使用要求设计制动器时应全面考虑以下问题。2.4.1 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。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 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ofF2器效能因素为：(2.1)fFffkoo2/2/式中 k-制动器效能因素Mu-制动力矩 F0-输入力11显然有 n 个旋转制动盘的多片全盘效能因数为 nfk22.4.2 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。2.4.3 制动间隙调整简便性制动间隙调整是汽车保养中较频繁的作业之一所以选择调整装置的结构形式和安装位置须简便所以最好用自动调整装置。2.4.4 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。图 2.6 制动块受力分析2.4.5 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。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 。F0 F0Ff123 制动器设计3.1 制动设计参数本次设计的原始参数参考于大众捷达轿车。整车质量： 空载：1091Kg 满载： 1545Kg质心位置： 空载：a=L 1=1094.8 mm b=L2=1642.2 mm满载：a=L 1=1231.65 mm b=L2=1505.35 mm质心高度： 空载：h g=600 mm满载：h g=550 mm轴 距： L=2471 mm轮 距： 1426/1422 mm（前/后）最高车速： 175 km/h车轮工作半径：390 mm轮毂尺寸： R17轮毂直径： 431.8 mm轮缸直径： 54 mm轮 胎： 225/553.2 盘式制动器主要元件3.2.1 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。13本设计采用的是第二种型式：14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 18。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。制动盘的工作表面应光洁平整制造时应严格控制表面的跳动量两侧表面的平行度（厚度差）及制动盘的不平衡量。根据有关文献规定：制动盘两侧表面不平行度不应大于 0.08 mm，盘的表面摆差不应大于 0.1 mm；制动盘表面粗糙度不应大于 0.06 mm。a. 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=1545kg。在本设计中，制动盘直径为：D=70%79%Dr=0.73 17 25.4=301341.122 mm取 D=340 mm。b. 制动盘厚度 h 直接影响着制动盘质量和工作时的温升。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 19。这种结构使制动盘铸件显著的增加了冷却面积。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 mm20 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。c. 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。若比值偏大工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多磨损不均匀接触面积减少最终将导致制动力矩变化大。在本设计中取外半径为 R2=165 mm ，则内半径 R1=110 mm。5.12d. 内通轴直径，初选为 65 mm。15e. 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/ 3.5 kg/ 范围内选取，故摩擦衬块的工作面积为 72.32 的规定。e. 制动钳进油口螺纹规格为M101-6h 。4.2.3前轮轮毂总成技术要求前轮轮毂总成技术要求；a. 前轮轮毂材料：40 Cr。b. 前轮轮毂轴承试验条件应为： F1=2955 N（恒定） F2=591 N（交变）作用下疲劳耐久试验相当于10万公里疲劳耐久试验后轴承不能有烧伤、卡滞、损坏等异常现象。轴承在试验过程中温升不超过232 C 。c. 轮毂轴承油封耐久性试验：泥水应符合JISZ8901 8级混合比5%向油封喷泥水1小时转速300 r/min停止喷泥水1小时转速1000 r/min温度：室温。试验100小时后不应有泥水通过油封进入轴承。25
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