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五菱宏光 制动器 设计

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五菱宏光S汽车盘式制动器设计1. 与本课题相关的国内外研究情况 1、国外研究现状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）。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，今天，ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。而且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，也装配于挂车车桥。2000年，国外装配盘式制动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。自从戴克装有Schmitz公司制造的225英寸盘式制动器以来，各公司都开发出自己的系列产品。世界著名的Wabco制动器制造公司为挂车已经开发出第二代195英寸盘式制动器PAN 19-1。该盘式制动器在保证功能和质量的前提下，对自重进行了优化，据说，与装有225英寸的标准制动器的车桥相比，重量差达48kg。Wabco的PAN 19-1盘式制动器不仅被SAF公司开发的SKRB9019挂午桥采用，也被Trenkamp+Gehle公司的Protec 2挂车桥采用。Haldex公司现已开发出了17.5英寸、19.5英寸和225英寸三种规格的盘式制动器， 以满足市场的各种需求。为民提高质量和降低自重，公司对产品作了一些改动，特别在重量上进行了优化处理。Haldex公司22.5英寸盘式制动器DB20也被SAF安装在9t级挂车桥SKRB9022上，奔驰公司的TE 5挂车桥也安装了Haldex公司的制动钳。BPW还与Knorr公司合作，研制出一种新的盘式制动器，在这种盘式制动器上，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810kg。另外电子技术也进入了车桥总成。在装有盘式制动器的车桥上，为了防止货车因盘式制动器磨损引发制动失灵，德国BPW公司还开发了称为“EBase轴(桥)”的一种电子报警系统。该小盒子它收集如轮胎气压，摩擦片磨损、制动温度等一些参数，然后传送给驾驶员或运输公司，可监视制动摩擦片的磨损情况。一旦发现制动摩擦片需要送维修站处理时，它可立即告知。该装置可在无电源时工作，可安装在挂车以外的任何地方，并与监视制动摩擦片的传感器连线，以黄、红报警灯显示制动摩擦片损坏程度。“EBase轴(桥)”还可与牵引车的CAN-Bus系统通过一个简单的接口对接。另外，Knorr和Schmitz Cargoboll公司合作开发了一种鞍式挂车用的电子稳定程序控制系统(ESP)。当桥的一侧负荷减轻，使用ABS时可能引发翻车。为了防止此类事故发生，利用该系统就能极早测出车轮打滑，并能预防控制另一侧的车轮制动。测出、计算到控制过程在0.4秒钟内就能完成，极大地防止了汽车侧翻，从而提高了制动器的其它功能。制动器的核心部件是中央控制和调节模块。这个模块拥有挂车制动的所有功能如ALS、ABS和向CANBus发送信号。该系统已安装在Rotos桥中。奔驰和BPW公司已推出了样品。2、国内研究现状 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制动方式。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）、SUV及皮卡（湖南长丰、江铃皮卡）等采用前盘后鼓式混合制动器。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。1 陈家瑞.汽车构造M.北京：机械工业出版社，20052 吉林大学汽车系.汽车构造M.北京：人民交通出版社，20063 吴社强等.汽车构造M.上海：上海科学技术出版社，20034 关文达.汽车构造M.北京：清华大学出版社，20045 王予望.汽车设计M.北京：机械工业出版社，20046 刘惟信.汽车制动系的结构分析与设计计算M.北京：清华大学出版社，2004年9月7 余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，20068 董宝乘.汽车底盘M.北京：机械工业出版社，20049 高维山.变速器M.北京：人民交通出版社,198110汽车工程手册编委会. 汽车工程手册-基础篇M.北京：人民交通出版社，200111汽车工程手册编委会. 汽车工程手册-设计篇M.北京：人民交通出版社，200112汽车工程手册编委会. 汽车工程手册-制造篇M.北京：人民交通出版社，200113 刘维信.机械最优化设计M.北京：清华大学出版社，199414A. A. Yevtushenko, P. Grzes. Axisymmetric FEA of temperature in a pad/disc brake system at temperature-depend coefficients of friction and wearJ. International Communications in Heat and Mass Transfer,2012,39(8):1045-1053.15Kwon S J. Goo B C. A study on the friction and wear characteristics of brake pads for AI M MC brake discJ. Key Engineering Materials,2000,183(01): 1225-1229.16Johnson L.K., Fancher P.S., Gillespie T.D. An empirical model for the prediction of the torque output of commercial vehicle air brakesR.U.S.A: Michigan University,1978.17Y.Yildiz, M.Duzgun. Stress analysis of ventilated brake discs using the finite element methodJ.International Journal of Automotive Technology,2010,11 (1): 133-138.18N. Benseddiq, D. Weichert, J. Seidermann .Optimization of design of railway disc brake padsJ.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part F, Journal of rail and rapid transit.1996, 210(F1):51-61.19 Gong Weihan. Modern automobile design and manufacturing M. Beijing: Peoples communications publishing house,199520 Lin ning. Automotive design M. Beijing: China Machine Press,199921 Zhang Guozhong. Application of modern design method in automobile design M. Shenyang: Northeast University Press,200222 Ding Qun, Xie Jilong. Calculation of temperature field and stress field of brake disc based on three-dimensional model J. Acta railway Sinica.2002.24(6)23 Ding Qun. Finite element analysis of temperature field and stress field of brake disc D. North Jiaotong University2001 24Kwon S J. Goo B C. A study on the friction and wear characteristics of brake pads for AI M MC brake discJ. Key Engineering Materials,2000,183(01): 1225-1229.2. 本课题主要研究内容及方法本次设计的主要内容就是五菱宏光s的制动器，对钳盘式制动器的总成及主要零部件进行设计，并对主要受力部件进行校核。1、确定汽车的主要参数2、盘式制动器主要参数的确定3、盘式制动器的设计计算4、主要受力部件的校核5、制动盘结构设计研究方法是：本次设计的主要研究方法是在常见的制动器基础上对五菱宏光s制动器进行改进设计，通过改进设计得出适合该车型的最优化的盘式制动器设计参数对总体结构和部分零部件进行CAD二维草图制图，在电脑绘图过程中分析总体的分配和受力情况、各零部件的运动和相互配合情况等，最后通过CAD二维软件作出最终的工程图并绘制标准图纸，最后根据设计计算过程编写说明书。3. 本课题所需要解决的问题 3.1.制动器方案的选择问题其实汽车制动简单来讲，就是利用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。因此，散热对制动系统是十分重要的。如果制动系统经常处于高温状态，就会阻碍能量的转换过程，造成制动性能下降。越是跑得快的汽车，制动起来所产生的热量越大，对制动性能的影响也越大。解决好散热问题，对提高汽车的制动性能也就起了事倍功半的作用。分析市场上五菱宏光s汽车，我们发现该类型的汽车多以鼓式制动器居多，该制动器最大的缺点就是结构复杂散热性能不好，为了解决这一问题我选择使用盘式制动器。3.2.盘式制动器结构形式选择问题盘式制动器按摩擦副中定位原件的结构不同可分为钳盘式和全盘式两大类钳盘式制动器按制动钳的结构型式又可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等，本设计根据设计车型选择了浮钳盘式制动器。4. 预期结果及意义 通过阅读大量，掌握了制动器设计的基本步骤和要求，以及传统的机械制图的步骤和规则；掌握制动器总成的相关设计方法，以进一步扎实汽车设计基本知识；学会用AUTOCAD,等维软件进行基本的二维制图，同时提高分析问题及解决问题的能力出将各种设计方法互相结合,针对不同的设计内容分别应用不同的方法,以促进其设计过程方法优化、设计结果精益求精，最终设计出符合预期的制动器。设计一个性能稳定同时安全可靠地盘式制动器很重要，通过盘式制动器设计计算，有助于初步掌握汽