普通轿车前轮盘式制动器的设计说明书

1、精品文档-可编辑工学院毕业设计（论文）题目：平常轿车前轮盘式制动器的设计专业：车辆工程班级：07车辆（4）班姓名：徐玉林学号：1608070421指导教师：李同杰日期：2010年12月目录摘要第一章绪论51. 1引言51.2 制动器的发展历程51.3 国内汽车盘式制动器的应精品文档-可编辑用81.4 国外汽车盘式制动器的应用91.5 目前制动器的现状11第二章制动器的结构与设计原则171.6 汽车制动系功用及分类171.7 盘式制动器的分类与介绍171.8 轿车前轮盘式制动器的结构与工作原理181.9 制动器设计的一般原则212.4.1制动效能212.4.2制动效能稳定性222.4.3制动间隙

2、调整简便性222.4.4制动器的尺寸及质精品文档-可编辑量222.4.5噪音的减轻22第三章制动器设计223.1 主要设计参数233.2 盘式制动器主要元件233.2. 1制动盘233.3. 2制动块253.4. 3制动钳263.5. 4衬块报警装置设计273.6. 5摩擦材料283.7. 6制动器间隙及调整283.3 制动器制动力分配曲线分精品文档-可编辑析283.4 同步附着系数的选取303.5 确定前后轴制动力矩分配系数323.6 制动器效能因数333.7 制动器制动力矩的计算333. 8制动系统性能要求333.8. 1制动时汽车的方向稳定性的要求333.9. 2制动减速度的要求333.

3、10. 制动距离的要求353.11. 制动力矩的要求353.12. 对车轮制动器的比能量耗散率的要求353.13. 对比摩擦力的要精品文档-可编辑求353.14. 对热流密度的要求353.15. 8对衬块吸收功率的要求353.16. 9对平均摩擦力的要求353.17. 8.10行车制动至少有两套独立的驱动器的管路363.18. 11防止水和污泥进入制动器工作表面363.19. 12要求制动水平的热稳定性好363.20. 13操纵轻便363.21. 14紧急制动时踏板力的计算373.22. 15制动踏板行程的计算373.23. 16其他373.9摩擦衬片的磨损特精品文档-可编辑38第四章校核40

4、4.1 制动器的热容量和温升的核算404.2 制动器的调试414.2.1制动盘的技术要求414.2.2制动钳技术总成要求414.2.3前轮轮毂总成技术要求41结论44致谢45参考文献46Abstract精品文档-可编辑47附件：1.总成装配图2,各零件零件图平常轿车前轮盘式制动器的设计摘要：汽车制动器是汽车安全系统中的一个重要组成部分，有着不可替代的意义。本设计任务要求为一般轿车进行前轮盘式制动器的设计。首先了解盘式制动器的结构与工作原理以及当前发展概况，然后借助实验室解剖车上浮钳盘式制动器等多方面的资料基础上进行总体方案选择、论证，再选定相关参数并进行计算，确定制动力分配、同步附着系数、制动

5、器效能因数、制动力矩、制动系统性能要求及校核，最终确定主要尺寸和制造材料，最后应用Proe三维绘图软件绘制出制动器所有零件的零件图和制动器装配图。关键词：设计Proe性能要求盘式制动器精品文档-可编辑第一章绪论1.1引言汽车制动系统是汽车各个系统中最为重要的。如果制动系统失灵，那么结果将会是毁灭性的。制动器实际上是一个能量转化装置，这种转化实际上是把汽车的动能转换为汽车的热能挥发出去，当制动器制动时，驱动程序来命令十倍于以往的力来使汽车停止下来。制动系统可以发挥上千磅的压力来分配给四个制动器。盘式制动器的组成部件很多，其中的主要的部件包含制动盘、摩擦片、固定器、制动钳体等，如图1.1所示。图1

6、.1盘式制动器精品文档-可编辑汽车制动的过程中各个部件均受到复杂的力和力矩的作用，因此容易造成制动盘、摩擦片、固定器、钳体的变形等，引起磨损不均匀。有时制动器还会产生振动，引起噪声，甚至引起方向盘、制动踏板、制动底板和座椅的剧烈抖动。振动还会引起汽车跑偏，严重影响汽车的稳定性能。其主要的现象有：1）磨损不均匀，结合不同步2）制动振动3）制动跑偏和侧滑4）摩擦片相变和“表面碳化”现象现在，盘式制动器在汽车上已经越来越多地被采用，特别是在轿车上已被广泛采用。盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂

7、，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器。与鼓式制动器相比，盘式制动器具体有如下特点：1,热稳定性好，原因是一般无自行增式作用，衬块摩擦表面压力分布较鼓式均匀。此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄中部接触，从而降低了制动效能，称为机械衰退，而制动盘轴向热衰退极小，故无机械衰退。2,水稳定性好，制动块对盘单位压力高，易挤出水，因此湿水后效能降低不多，又由于离心力及摩擦作用，浸水后只需一，二磁制动即可恢复正常。9精品文档-可编辑3 .制动力矩与汽车运动方向有关。4 .易于构成双回制动系，使系统有良好的可靠性和安全性。5 .制动盘膨胀不致使踏板行程损失，这也使间隙自调装

8、置可以简化。6 .衬块比鼓式中的衬块更易更换，这样缩短了制动协调时间，增加了力传动比。7 .制动间隙较小(0.05-0.2mj),这样缩短了制动协调时间。盘式制动器有如下缺点：1 .摩擦面积小，单位压力高，造成工作温度高，因此要求摩擦材料能耐高压和高温。2 .暴露在外难以防止尘土、沙粒，易磨损和锈蚀。3 .没有增力作用.制动效率系数低。1相对于盘式制动器来说，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。而且由于散热性不好，鼓式制动器存在热衰退现象。当然，鼓式制动器也并非一无是处，它便宜，而且符合传统设计。高速行驶的轿车，由于频繁使

9、用制动，制动器的摩擦将会产生大量的热，使制动器温度急剧上升，这些热如果不能很好地散出，就会大大影响制动性能，出现制动效能热衰退现象，这可不是闹着玩的，制动器直接关乎生命。仅从这一点上，应该理解为什么盘式制动器会逐步取代鼓式制动器了，目前，在中高级轿车上前后轮都已经采用盘式制动器。不过，时下大部分轿车(如夏利、富康、捷达等)，采用的还不完全是10精品文档-可编辑盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器（即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动器），这次所设计用的轿车就是前轮采用盘式制动器，当汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动的要求比较大，目前大多数汽车前轮都以使用盘式制动器。比如桑塔纳3000轿车

10、前轮采用的就是盘式制动器，如图1,2所示。图1.2桑塔纳3000轿车前轮制动器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口。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、有限兀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；有限兀及模态分析的统一，使得建立与实际相符合的振动的数学模型成为

11、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11精品文档-可编辑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

12、差。由十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水平的限制。随着计算机软硬件技术的发展，计算机对数据的处理水平有了突飞猛进的提升，因此使得计算机仿真技术越来越多地用十汽车的研究开发和设计制造中。近年来，虚拟样机技术(VirtualPrototypeTechnology)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、结构祸合等因素，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。31.3 国内

13、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。特别是在提升整车性能、保障安全、提升乘车者的舒适性，满足人们不断提升的生活物质需求、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、SUV及皮卡方面：在从经济与实用的角度12精品文档-可编辑出发，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70380%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

14、。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）、SW及皮卡（湖南长丰、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升，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

15、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ABS防抱死系统，因进口产品价格太高，主要用于高端产品。2004年7月1日交通部强制在7-12米高n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13精品文档-可编辑为大客车匹配的气压盘式制动器。生产厂家

16、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EQ153前后桥基础升级更改的，每年有10000多套。二汽东风车桥用EQ153前后桥改型匹配气压盘式制动器的前后桥总成约占6000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4Em转向系统配置气压盘式制动器前桥、11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

17、附加值很高的车型。江苏金龙客车的7-9米高II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10-12米高II型客车以上客车、丹东黄海客车10-12米高n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

18、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。14精品文档-可编辑与此同时陕西重汽、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句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，

19、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水平相差不大。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

20、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15精品文档-可编辑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

21、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（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，提升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。长期以来独霸重卡汽车制动器领域的鼓式制动器，自从1996年戴一克装有Schmitz公司制造的盘式制动器的奔驰重卡（Actros）货车问世以来，受到了严重的挑战，已面临

22、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16精品文档-可编辑博世（Bosch）公司制造出了16、17.5">19.5">22.5"盘式制动器系列广品。世界著名的（vabco）制动器制造公司开发出了19.5盘式制动器PAN19-1。瑞典

23、著名哈蒂克斯（Haldex）公司现已开发出了17.5U、19.5和22.5三种规格的盘式制动器，奔驰公司的车桥也安装了闺dex公司的制动钳。柯乐尔（Kiorr）公司研制出了19.5、22.5"盘式制动器。还开发出了一种有齿的盘式制动器，它是通过另一个有齿的装置与轮毂连接，这种带齿的制动盘2001年初已批量生产，提供给DAF,装在新开发的CF系列汽车上。德国BPW还与Knorr公司合作，研制出新的19.5、22.5"盘式制动器，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810kg。阿文美驰公司制造出了16

24、、17.5">19.5">22.5"盘式制动器。卢卡斯（Lucoss）制动器有限公司制造出了15.5、16">17.5"盘式制动器（该公司现已被Wabco制动器制造公司购买）。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（Bosch）公司、Wabco制动器制造公司、阿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

25、液压盘式制动器，各厂家产品单一，配套市17精品文档-可编辑场狭窄。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。51.5目前制动器的发展现状张静双在基于知识的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。为了提升产品设计质量，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

26、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(KBEKnowledgeBasedEngineering)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。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KBE设计方法在专家系统中的具体实现方式；结合生产实际，给

27、出了产品CAD/CAE应用的有效设计实例。在此基础上，利用VisualC+程序设计语言，初步开发了一套汽车制动器设计专家系统(BDES)o6吴永海在液压式汽车制动器计算机辅助设计技术研究中以南京跃18精品文档-可编辑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

28、；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。6巍义在文章汽车制动器总成制动性能试验台测控系统关键技术的研究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水平，是制动性

29、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19精品文档-可编辑设计、直流调速控制系统和控制方法，实现了通过PRCFIBUS-DP总线组成一个基于WN3C的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一一制

30、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。6武汉理工大学的董士琦在汽车制动器数字化平台开发研究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台的发展及应用情况进行了介绍，分析了制动器平台

31、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o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。朱天燕在课题汽车制动器底板拉

32、延工艺优化研究中研究了万向钱20精品文档-可编辑潮（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

33、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。6刘延安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VABCO170CHaulpak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

34、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（motorspeeddiscbrake）及轮胎圆盘制动器（wheel21精品文档-可编辑speeddiscbrake）的优缺点。7赖源生，戴雄杰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

35、片的摩擦磨损性能，理想的对偶能提升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。7邓兆详，杨善臣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

36、升了汽车制动器设计效率，缩短了产品的开发周期。方凯，杨银贤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22精品文档-可编辑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。陈汉汛，朱攀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

37、鼓式制动器的制动效能因数，采用三维CAD绘图软件Pro/ENGNEER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。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。张元涛，冯引华在课题基于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

38、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、提升产品质量等方面提供了新途径。网饶磊，毕云，张莹，耿茂棚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23精品文档-可编辑行优化重组的方法，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

39、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。网李其治，王涛，皱杰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Mbtlab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。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，从而提升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。8姚冠新，夏园，巍龙庆在论文磁同步、无齿曳引机制动

40、器的探讨中叙述了永磁同步无齿曳引机制动器的特殊要求中存在推力与温升矛盾的解决方法，高压起动低压保持的双电压（双励磁）的控制方式，以取得大推力，低温升等效果。但应强调在取得上述效果时必须使最高吸合电压和最低释放电压分别低于磁力器额定电压的80%口55%才是真正有效的，而要满足规定的比值在使用参数合理的情况下，还必须从磁力器设计中的RmI,W等参数统一考虑。最后介绍通过试验研究后综合的四点看法。永磁同步无齿曳引机技术是近年来在电梯技术领域中的姣姣者，技术上已很成熟，故在国外已取得了很广泛的应用。而在国内虽起步较晚，但近年来在技术研究上和生产应用上也开始有了较大的进展。认识这一点是非常重要的,可以促

41、使我们尽快跟上去。824精品文档-可编辑杜家新，沈宏，张万琴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、后制动器热负荷,减小或避免制动摩擦力矩热衰退，保证汽车下长坡安全行驶。网李永亮在多纤维增强汽车制动器摩擦材料的摩擦磨损特性研究中提出为了解多纤维增强摩擦材料各组分在制动摩擦过程中所

42、起的作用，采用XD-MS定速式摩擦试验机测定所制备的摩擦材料的摩擦磨损性能，通过扫描电镜观测在不同温度下磨损后的表面形貌。结果表明：摩擦材料的摩擦因数比较稳定且在高温时摩擦因数没有显著下降，磨损率也在规定范围内；摩擦材料在低温下主要是磨粒磨损，高温下树脂分解产生热磨损，同时伴随着磨粒磨损和疲劳磨损。网侯俊，过学迅在课题载货汽车制动器自动水冷系统的设计中为提升重型货车制动器在山路和下长坡时制动安全性能，设计了一种能自动检测水位并能自动控制喷水时间的制动器自动控制水冷却系统。该系统主要由喷水装置、缺水报警系统和喷水量自动控制系统组成，由单片机采集热电偶温度传感器测定的制动器温度并控制喷水时间，能够

43、实现缺水自动报警、均匀喷水和水量自动控制的功能。该系统结构简便,原理简明易懂，工作可靠，能耗低、成本较低。25精品文档-可编辑刘枫，王红侠，费黄霞在论文纤维混杂增强汽车制动器摩擦材料的研究中研制了以芳纶浆粕、玻璃纤维、硅灰石纤维和钛酸钾晶须作为增强体的汽车制动摩擦材料。利用定式速摩擦试验机测试其摩擦磨损性能，通过扫描电镜对其在不同温度下的磨损形貌进行了观察和分析。结果表明:含芳纶3%玻璃纤维12%硅灰石12%钛酸钾晶须10%改性树脂12%的摩擦材料具有优异的摩擦磨损性能；摩擦材料在中高温磨损主要是磨粒磨损和热疲劳磨损。26精品文档-可编辑第二章制动器的结构与设计原则2. 1汽车制动系功用及分类

44、汽车制动系是制约汽车运动的装置，有三种基本方法：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27示。精品文档-可编辑图2.1固定钳盘式制动器I图2.2固定钳盘式制动器II28精品文档-可编辑图2.3浮钳盘式制动器固定钳盘式在汽车

45、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，这易保证钳的刚度，易实现从鼓式到盘式的改进,也能适用分路系统的要求。近年来，由于汽车性能要求的提升，固定钳盘式的缺点，暴露较明显,因而导致浮动钳（特别是滑动钳）的迅速发展。首先，固定钳至少要有两个油缸分置于制动盘两侧，所以须有横跨的内部油道或外部油道来连通，这就使制动器的径向和轴向尺寸加大，布置也较难；而浮动钳的外侧无油缸，可将制动器进一步移进轮毂；其次，在严酷的使用条件下，固定钳容易使制动液温度过高而汽化，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。所以制动温度可以比固定钳低30-50度，又采用浮动钳可将活塞和油缸

46、等精密件减去一半，造价大为降低。10全盘式制动器的固定摩擦元件和旋转元件均为圆盘形，制动时各盘摩擦表面全部接触。其工作原理如摩擦离合器，故又称为离合器式制动器。用得较多的是多片全盘式制动器，以便获得较大的制动力。但这种制动器的散热性能较差，故多为油冷式，结构较复杂。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

47、侧油缸又位于盘的内侧，受车轮遮蔽较少使冷却条件29精品文档-可编辑较好，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30C50C,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。112.3 盘式制动器的结构与工作原理图2.4钳盘式制动器基本结构图1-轮毂凸缘2-制动盘3-复位弹簧4-轮辐5-钳体6-导向支承销7-制动块8-活塞9-调整垫片10-转向节图2.5桑塔纳3000型轿车浮钳盘式制动器1-支架2-制动钳壳体3-活塞防尘罩4-活塞密封圈5-螺栓6-导套7-导向防尘罩8-活塞9-止动弹簧10-放气螺

48、栓11-外摩擦块12-内摩擦块13-制动盘图2.6盘式制动器的作用原理本次设计的轿车参考桑塔纳3000前轮盘式制动器（如图2.5所示），它采用单缸浮动钳式结构（图2.4）,制动器由制动盘、制动钳、车轮轴承及制动摩擦罩盘组成。浮钳盘式制动钳的工作原理：如图2.5和2.6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）的法兰板上，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30精品文档-可编辑力作用下推动内摩擦块12,压靠到制动盘内侧表

49、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自动调节的。它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0.05-0.15mm内、外摩擦块的材料采用非

50、石棉半金属材料与钢板牢牢粘在一起制成的。122.4 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水平。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。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。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。31精品文档-可编辑k-制动器效能因素曰；F0MU-制动力矩IF0-输入力图2.7制动块受力分析就钳盘式制动器而

51、言，如图2.7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2Ff2fFo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：显然，有n个旋转制动盘的多片全盘效能因数为k2nf13（2-1）2.4.2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。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

52、够的热容量及散热水平。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。32精品文档-可编辑2. 4.4制动器的尺寸及质量随着车速的提升，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。3. 4.5噪音的减轻制动噪声大致分为两种，低频(1Hz以下)和高频(1-11kHz)0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

53、别是低频噪声，不过应注重到，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。14第三章制动器设计4. 1设计参数本次设计的原始参数参考于桑塔纳3000型轿车。33精品文档-可编辑整车质量：空载：1210kg满载：1660kg质心位置：a=Li=1.3mb=L2=1.356m质心高度：空载：hg=0.9m满载：hg=0.8m轴距：L=2.656m轮距：轮距1.414/1.422m（前/后）最高车速：187knYh车轮工作半径：390nm轮毂尺寸：6Jx14轮毂直径：152.4mm轮缸直径：54nm轮胎：195/60R143.2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

54、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34精品文档-可编辑毂。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。车论凸耳螺栓通过轮毂，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

55、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质量一般的轿车，所以设计时选择实心制动盘式设计方案。制动盘用添加Cr,N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20%30%,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10m13nm之间。本次设计采用的材料为H

56、T250O15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0.008mm盘的表面摆差不应大于0.1mn“制动盘表面粗糙度不应大于0.06mn1）制动盘直径D35精品文档-可编辑制动盘直径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%90%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。轮车罔直径为14英寸,又因为M=1660kgo在本设计中，轮毂为：D=75%Dr=0.75*14*25.4=266.7mm取D=267et,根据尺寸所作三维图如图3.1所示。图3.1制动盘a2）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