【车辆工程类】某中级轿车前轮制动器设计【10张图纸】【带SolidWorks三维】【优秀】【毕业论文说明书】
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【车辆工程类】某中级轿车前轮制动器设计【10张图纸】【带SolidWorks三维】【优秀】【毕业论文说明书】,车辆,工程,中级轿车,前轮,制动器,设计,10,图纸,solidworks,三维,优秀,优良,毕业论文,说明书,仿单
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毕业设计（论文）中期报告 题目：某中级轿车前轮制动器设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 03 月 28 日 1. 设计（论文）进展状况 1)阅部分收集到的资料，对论文命题有了初 步的认识。 2)通过指导老师和论文开题答辩小组审查。 3)其进行翻译并完成。 4)论文命题有了较为全面的理解后，结合前人的研究成果，完成论文中需要计算的部分并完成。 主要计算过程如下： 制动器的设计： 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 2t 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 在本设计中 ,轮毂为 ： D=70%79%7*01 D=340 制动盘厚度 h 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。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 0有通风孔道的制动盘厚度取为 2050多采用 200 在本设计中选用 通风制动盘 式制动盘， h 取 22 摩擦衬块外半径 1 推荐摩擦衬块外半径 1的比值不大于 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 65内半径 10 内通轴直径 初选为 65 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 2 2围内选取，A 在本设计中取衬块的夹角 为 70。摩擦衬块的工作面积 A： 22122 369462360702)( ， A 取 369 。 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 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： 21 (11 (22 (其中： G 重力 2,1 前后制动力 2,1 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 12/14212 2 g L F (其中 L 轴距 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： F /1 (式中 汽车制动器总制动力 所以 /1/ 12 F (若用 12 为一直线通过坐标原点，且其斜率为： /1 (将 (3入 (3 ) 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=由于已经确定同步附着系数 代入数据得 分配系数 =以 F (21 ( 21 8 9 2 F N (由 (38， 9， 10)得 . 存在问题及解决措施 到目前为止，在论文的写作中主要有以下几个问题： 1)以对命题的探讨不够深入。 2)相关问题的支撑程度不足。 4)够强，有的地方缺少逻辑。 导致上述问题主要有两个原因，一是研究不够深入，二是撰写不够严密。针对这两个原因，解决方法有： 这个基础上才能得到有深度的结论。 内容、结构及用语等方面给予调整。 3. 后期工作安排 在往后的论文写作中主要研究任务是在已完成的基础上给予完善 以及二维图纸的绘制和三维建模，具体的方法是参阅更多的相关研究文章，尤其是研究较为完整系统的书籍，深度提取其成果，结合本文的研究方向与思路来引用，另外，论文的进度方面，在初稿基础上进行修改，图纸的绘制以及三维建模也要抓紧时间争取在五月初完成论文终稿。 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 题目： 某中级轿车前轮制动器设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012 年 12 月 26 日 一、毕业设计（论文）综述 1. 题目背景 制动器在车辆安 全性方面起着相当重要的作用，直接影响到车辆的正常行驶，因而制动器及其零部件的安全可靠性倍受关注 1。 本课题根据别克君威轿车的主要行驶参数和运动要求，对前轮制动器进行整体结构设计，然后在三维软件环境下实现对制动器虚拟模型的建立，最终实现汽车良好的制动性能，保证其安全性和操控性。 2. 研究意义 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。制动器是车辆的关键部件之一 ,其性能的好坏直接影响整车性能的优劣 ,因此 ,制动器的设计在整车设计中显得相当重要 2。 近年来，随着车辆技术的进步和汽车 行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究在制动器方面取得了较大成果，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术 3。 3国内外相关研究情况 动系统的功用 制动系统的功用实施汽车以适当的减速度行驶至停车；在下坡行驶时，是汽车保持适当的稳定的车速；是汽车可靠的停在原地或坡道上 4。 动器的分类 目前，汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。 具体见图1，图 2。 图 1 鼓式制动器示意图 图 2 盘式制动器 鼓式制动器根据其结构都不同，又分为 双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器 盘式制动器根据摩擦副中的固定摩擦元件的结构来分，分为钳盘式制动器和全盘式制动器两大类。 式制动器 鼓式制动是早期设计的制动系统，其 刹车鼓 的设计 1902年就已经使用在马车上了，直到 1920 年左右才开始在汽车工业广泛应用。现在鼓式制动器的主流是内张式，它的制动块 (刹车蹄 )位于制动轮内侧，在刹车的时候制动块向外张开，摩擦制动轮的内侧，达到刹车的目的。 鼓式制动器的旋转元件是 制动鼓 ，固定元件是 制动蹄 。制动时制动蹄在促动装置作用下向外旋转，外表面的摩擦片压靠到制动鼓的内圆柱面上，对鼓产生制动摩擦 力矩 鼓式制动器因其具有制动力矩大 ,制动性能好 ,有较好的密封性等优点。 但也存在不少 缺点 :蹄式制动器都在不同程度上利用了磨擦增势作用来保证一定的制动效能 ,而在使用中 ,因磨擦系数并不稳定 ,所以制动效能的稳定性较差 9。 式制动器 盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。 盘式制动器是由摩擦衬块从两侧夹紧与车轮共同旋转的制动盘来产生制动的。 浮动钳式盘式制动器的制动钳体可作轴向平行滑动，油缸设置在制动盘的内侧，两个制动块分装在制动盘的内外侧，制动块是由锻压成形的金属背板和摩擦衬块构成，两者直接牢固地压嵌、铆接或粘接在一 起。制动时高压油从制动钳上的进油孔进入油缸后，在油液压力作用下，推动活塞前进使其内侧的摩擦衬块压在制动盘上，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的外侧制动块向与活塞前进方向的反方向滑动并压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动块受力均等为止，在很短的时间内制动力矩便使制动盘停止转动，从而使汽车停下来 10。 盘式制动器散热快、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，能在冬季和恶劣路况下行车。很多轿车采用的盘式制动器有平面式制动盘、打孔式制动盘以及划线式制动盘，其 中划线式制动盘的制动效果和通风散热能力均比较好。盘式制动器沿制动盘轴向施力，制动轴不受弯矩，径向尺寸小，制动性能稳定 11。 相比较而言鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降 盘式制动器一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；浸水后效能降低较少 ，而且只须经一两次制动即可恢复正常；在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便 15。 根据我们汽车制动器的技术条件和市场情况，对于两种制动形式的比较，得出结论， 本 轿车前轮应采用盘式制动，以达到良好的制动性能和操控性能。 动系统发展展望 欧、美、日等发达国家已把盘式制动器作为标准件装备在多级别的轿车、客车、中型、重型汽车上。我国的轿车、微型车已广 泛应用液压盘式制动器 ,开发应用盘式制动器是现代汽车的发展趋势之一 16。 现代汽车盘式制动器的研究和开发应注重的问题主要是 , 提高制动器的制动效能、防止尘污和锈蚀 , 减轻重量、简化结构、降低成本 , 电子报警和智能化系统的发展 , 实用性更强与寿命更长 17。 液压制动现在已经是非常成熟的技术 ,随着汽车技术的进步 ,一些提高制动性能的技术如防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序等已经融人到制动系统当中 ,这就使得制动系统结构复杂化 ,增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度。制动系统要求结构简单 ,功能全面 ,可靠性高。因此电子技术的应用是大势所趋。目前制动系统的各个组成部分 ,都不同程度地实现了电子化。 综上所述，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 18。 二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 1. 主要内容 动器简介 动器的方案分析 及确定 式制动器 式制动器 式制动器零部件结构方案分析 定钳式 动钳式 动器主要参数确定 动盘制定 动盘厚度 擦衬块外半径与内半径 动衬块工作面积 A 动器的设计计算 动器制动力矩计算 动盘设计 动钳设计 动操纵系统的选型 动驱动机构的选型 路系统的选型 压制动操纵系统整体的设计 压操纵系统参数的设计 动主缸设计 空助力器的设计计算 板机构设计 动性能的校核 动距离与制动减速度 步附着系数 大驻坡度 究方法或措施 究方案 （ 1）了解汽车制动系统的现状，熟悉其发展状况、详细构造和工作原理； （ 2）根据别克君威 车的主要参数，对其前轮制动器进行结构设计，实现汽车的制功能并满足操控性能； （ 3）运用 件绘制制动器总装配图以及主要部件的零部件； （ 4）运用三维设计软件，对制动器的主要部件进行三维建模与装配。 次设计别克君威 车的基本参数 见表 表 基本参数 排量 备质量 1650 高车速 180 km/h 轴距 2737 轮轮距 1585 轮轮距 1587 大功率 162 大功率转速 5300 r/大扭矩 350 Nm 最大扭矩转速 2000r/、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作 1重点及难点 （ 1）重点掌握制动器的动力传递路线及其结构设计； （ 2）了解制动操纵机构的功能与要求、构造形式及操纵原理； （ 3）制动器主要零部件的设计计算 （ 4）运用三维软件建立制动器的三维模型并进行装配。 2. 前期已开展工作 在撰写开题报告之前已在图书馆等查阅了大量关于汽车制动器方面的书籍、期刊和手册，并且在互联网上搜索了一些汽车制动器及其零部件的视频、图片和文字等信息，通过进行了这些前期工作，我对汽车制动器的功用、结构和工作原理都有了进一步的了解和认识，相信能成功地完成这次毕业设计。 四、完成本课题的工作方案及进度计划 第 1：消化课题题目，搜集资料， 明确设计的任务及要求 ，撰写开题报告 ； 第 4 周：熟悉 件和确定设计方案； 第 5：设计计算制动器的主要零部件 ，熟悉三维建模软件 ； 第 9：应用 件绘制制动器总装配图以及主要部件的零件图； 第 11：运用三维设计软件，对制动器主要部件进行三维建模与装配； 第 14：进行毕业设计总结，编写毕业设计论文，并作好答辩的准备。 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 参考文献 1 王满祥 ,苏小平 ,王东方 ,汽车浮钳式盘式制动器有限元分析 A 机械设计与制造 2 陈效华 ,昌庆龄 ,制动器参数化设计系统概念设计 A 南京理工大学学报 3 D. V. V. G. of of J 4 王望予 汽车设计 M 机械工业出版社 5 张文春 M机械工业出版社 70 83 6 王国权 ,龚国庆 汽车设计课程设计指导书 M 机械工业出版社 7 刘惟信 M清华大学出版社 158 200 8 张洪欣 M机械工业出版社 106 126 9 章 彪 浅析汽车用制动器 A 科技创新导报 10 赵 波 ,范平清 盘式制动器的制动效能和接触应力分析 A 机械设计与制造 11 A. M. of of J 12V. M. of on of J . of 13臧杰 阎岩 汽车构造第 2 版 M 机械工业出版社 14吴际璋 M人民交通出版社 35 68 15 潘公宇 盘式制动器的特点及其应用前景 J 试验与研究 16张国强 ,车辆制动系统的发展现状及趋势浅析 A 农业与技术 2009 年 6 月 17郑兰霞 , 张俊海 , 陈艳艳 盘式制动器在现代汽车上的应用与发展分析 B 农业装备与车辆工程 18杨达 汽车制动系统展望 J 质量论谈 5 5 摘要 本科毕业设计（论文） 题 目： 某中级轿车前轮制动器设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2013 年 5 月 摘要 摘要 本设计的题目为某中级轿车前轮制动器设计，本设计选用前轮盘式制动盘式制动器分为 定钳盘式和浮钳盘式。在充分了解制动器的结构及工作原理的基础上借助多方面的资料进行设计、论证再选定相关参数并进行计算确定具体参数如下： 制动力分配；前轴制动力 后轴制动力 同步附着系数；0=动器效能因数 ； k=动力矩： 制动力矩是制动器产生的，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 汽车满载质量G；汽车轴距 L；通过计算得出：前轮的制动力矩为 m 后轮制动力矩 m 由以上参数进行设计计算确定主要零部件尺寸和制造材料最后对 制动系统性能要求 进行校核，并用 维软件 绘制出制动器零件的零件模型和制动器装配模型。 关键词 ： 制动性能 盘式制动器 摘要 he of of a is of of to to as . 0=k=is by to or ;of q； he ;m,m of of to D 录 目 录 第一章绪论 . 1 动系统设计的意义 . 1 动器的发展历程 . 1 内汽车盘式制动器的应用 . 2 外汽车盘式制动器的应用 . 3 前制动器的发展现状 . 5 第二章 制动器的结构与设计原则 . 11 车制动系功用及分类 . 11 式制动器的分类与介绍 . 11 式制动器的结构与工作原理 . 14 动器设计的一般原则 . 15 动效能 . 16 动效能稳定性 . 16 动间隙调整简便性 . 16 动器的尺寸及质量 . 16 音的减轻 . 17 第三章 制动器设计 . 18 要设计参数 . 18 式制动器主要元件 . 18 动盘 . 18 动块 . 20 动钳 . 21 块报警装置设计 . 22 擦材料 . 22 动器间隙及调整 . 22 制动器制动力分配分析 . 23 步附着系数的选取 . 23 动器效能因数 . 23 动器制动力矩的计算 . 23 动系统性能要求 . 23 动时汽车的方向稳定性的要求 . 26 动减速度的要求 . 26 制动距离的要求 . 26 目录 制动力矩的要求 . 26 车轮制动器的比能量耗散率的要求 . 27 比摩擦力的要求 . 27 对热流密度的要求 . 27 衬块吸收功率的要求 . 27 平均摩擦力的要求 . 27 车制动至少有两套独立的驱动器的管路 . 28 止水和污泥进入制动器工作表面 . 28 求制动能力的热稳定性好 . 28 纵轻便 . 28 急制动时踏板力的计算 . 28 动踏板行程的计算 . 29 他 . 29 擦衬片的磨损特性 . 29 第四章 校核 . 32 动器的热容量和温升的核算 . 32 动盘的技术要求 . 33 动钳技术总成要求 . 33 轮轮毂总成技术要求 . 33 结论 参考文献 . .致谢 . 38 附录： .1、总装配模型 2、各零件模型 3、总装配模型爆炸视图 绪论 1 第一章 绪论 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。 通过查阅相关的资料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。 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。 从耗散能量的方式分制动器有摩擦式液力式电磁式和涡流式。 迄今为止人们已经把全息照相、激光多普勒分析、有限元分析以及试验模态技术等引入到制动器的振动和噪声研究中并取得了大量的成果。全息照相技术向人们展示了制动过程中振动的真实形态 ;有限元及模态分析的统一使得建立与实际相符合的振动的数学模型成为了可能这些都对制动系统的设计和分析提供了便利。 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毕业设计（论文） 2 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。近年来虚拟样机技术 (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。 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。 (1) 在轿车、微型车、轻卡、 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。目前大部分轿车 (中档类如夏利、吉利、神龙富康、上海华普、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）、 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 端产品。 2004年 7月 1日交通部强制在 7 12米高 型客车上 “必须 ”配备后国产盘式制动器得以大行其道。北京公毕业设计（论文） 3 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 0000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 411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 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 型客车以上客车、丹东黄海客车 10 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。 (3) 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 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。气压盘式制动器首次在斯太尔卡车前桥上的应用也为今后开发重汽高速卡车提供了经验和技术储备。与此同时陕西重汽、北汽福田、一汽解放、东风公司、江淮汽车等国内大型汽车厂均完成了盘式制动器在重型汽车方面的前期型试试验及技术贮备工作盘式制动器在某些方面可以说成为未来重卡制动系统匹配发展的新趋势。 1 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。 (1) 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。但在连续制动过毕业设计（论文） 4 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。 (2) 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。 (3) 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。 (4) 电子制动控制系统（ 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 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。 长期以来独 霸重卡汽车制动器领域的鼓式制动器 自从 1996年戴 克装有车问世以来受到了严重的挑战已面临被淘汰的危险。盘式制动器以重量轻、磨损小、便于维修的特点闻名于世。为了降低自重和经营成本盘式制动器不仅用于主车的前、后桥上而且也装配于挂车车桥。 2000年国外装配盘式制功器的车桥已占到了所有车桥总成的一半以上。 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。 1) 博世 (司制造出了 16、 式制动器系列产品。 2) 世界著名的（ 动器制造公司开发出了 式制动器 9 3) 瑞典著名哈蒂克斯（ 司现已开发出了 种规格的盘式制动器奔驰公司的车桥也安装了 毕业设计（论文） 5 4) 柯乐尔（ 司研制出了 式制动器。还开发出了 种有齿的盘式制动器它是通过另 个有齿的装置与轮毂连接这种带齿的制动盘 2 001年 初已批量生产提供给 5) 德国 式制动器它的固定制动钳是从侧面用螺栓连接改变了一贯轴向用螺栓连接的方式。固定制动钳螺栓采用全长螺纹。该盘式制动器重量减轻 8 10 6) 阿文美驰公司制造出了 16、 式制动器。 7) 卢卡斯（ 动器有限公司制造出了 16、 式制动器（该公司现已被 经过几十年来的发展生产 气（液）压盘式制动器的技术目前已经比较成熟形成了系列产品。例如：博世 (司、 文美驰公司等每年的产量都在 2050万台以上；在欧、美、日等发达国家已把盘式制动器作为标准件装备在多级别的轿车、客车、中型、重型汽车上。我国在此项目上起步较晚大部分是随着欧系、日系轿车的引进而上马的轿车、微型车用液压盘式制动器各厂家产品单一配套市场狭窄。气压盘式制动器则大部分是在 19992002年间汽车热中上马的生产厂家国内目前真正形成规模化生产企业寥寥无几如武汉元丰、淅江万向、一汽四环等。 但开发气压盘式制动器的热火朝天的局面大有愈演愈烈的趋势 。 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（ 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。 该文详细研究了专家系统和知识工程的相关理论研究整理了制动器设计领域中的许多设计知识和经验并将其应用于具体的系统开发；分析了制动器主要尺寸参数对制动器性能的影响规律给出了制动器性能评价标准的一般预测公式；深入研究了在面向对象的环境下专家系统中知识表达的实用形式、知识库的建立模式以及推理机制的具体实现方法；探讨了 计方法在专家系统中的具体实现方式；结合生产实际给出了产品 用的有效设计实例 。 在此基础上利用 +程序设计语言初步开发了一套汽车制动器设计毕业设计（论文） 6 专家系统（ 。 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 撑软件采用 言开发了一套汽车制动器专用 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 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 次开发模块 决了同步模式下定制程序界面的问题并实现与 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。 此文以汽车制动器总成制动性能试验台测控系统为研究对象。首先，分析了制动器的工作原理、分类、制动过程中制动器的受力分析以及制动性能检测。然后，根据试验台的机械结构和对测控系统的要求，设计出制动器试验台的测控系统方案。重点介绍了测控系统的硬件设计、 软件设计、直流调速控制系统和控制方法，实现了通过 P 总线组成一个基于主从站分布式控制系统。另外还对制动器试验过程中两大重要的测量项目 制动力和制动减速度进行数据分析和处理。最后，该文对混合惯量模拟方法作了简单介绍，并对转速控制方式和转矩控制方式下实现混合惯量模拟进行了简单的阐述 。 武汉理工大学的 董士琦 7在基于 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 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毕业设计（论文） 7 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 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 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 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。盘式制动器的零部件比较多，但由于部分零件为异形不规则结构，并且需要定义的尺寸参数过多，不便于进行参数化设计 。 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。论文的工作解决了万向钱潮 (桂林 )汽车底盘部件有限公司开发的汽车制动器底板原拉延工艺存在不足问题，消除了开裂现象，改善成形质量，降低生产成本，缩短产品的开发周期 。 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 70C 车上，对块式制动器 (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 (轮胎圆盘制动器 (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毕业设计（论文） 8 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 。 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 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 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 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 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 制和模糊控制的优点，提出一种模糊 合控制器的设计方法，并进行计算机仿真。 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 图软件限元软件 体动力学仿真软件 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。应用鼓式制动器虚拟样机模型，对北京首钢重型汽车制造厂 32t 重型汽车的鼓式制动器进行仿真计算，仿真得出的鼓式制动器的制动效能因数，与试验测试结果基本相符 。 李紫辉，董欣，房 长江 14在 课题基于 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 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，并对其装卸系统毕业设计（论文） 9 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真分析中以 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。用曲边梯形的面积代替积分的思想进行了能量误差分析，设计了各种模型的计算机控制方法，并根据风阻和轴承摩擦以及其它阻力形式的消耗的影响，对各控制模型进行了相应的修正 ，从而提高了计算机控制的精度，为检验汽车制动器设计的优劣和检测制动器的综合性能提供了有效的方法 。 赵凯辉，魏朗，余 强 17等通 过发动机制动工况下汽车制动器摩擦性能分析一文建立了基于恒速制动车辆纵向力平衡方程、制动器耗散功率及其温度变化微分方程、管路压力调节等子模型的恒速长下坡汽车制动器摩擦性能分析系统。以两轴中型汽车为例，对前后制动器在不同挡位发动机制动时的温度、制动副摩擦因数、制动力分配及管路压力变化进行了计算。结果表明，在不影响车速情况下，合理使用各挡发动机制动可改善汽车前、后制
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