盘式制动器教学试验台架

盘式制动器教学试验台架摘要盘式制动器作为当今主流的制动器类型，在行车安全中起到了至关重要的作用，我们只有了解并熟知其构成及工作原理，才能更好的研究他。本设计拟在解决学生在学习汽车制动系统知识时，不能清楚直观地看见盘式制动器的组成，制动原理，制动过程的问题。且能够固定盘式制动器，方便制动器拆装，刹车片更换。盘式制动器教学试验台架能提高老师的教学质量，弥补了课本教学不能全面展示盘式制动器的工作过程，结构组成的缺憾。关键词：盘式制动器；试验台架

AbstractAsthecurrentmainstreambraketype,discbrakesplayavitalroleindrivingsafety.Onlybyunderstandingandknowingitscompositionandworkingprinciplecanwestudyitbetter.Thisdesignintendstosolvetheproblemthatstudentscannotclearlyandintuitivelyseethecompositionofthediscbrake,thebrakingprinciple,andthebrakingprocesswhenlearningthecarbrakesystemknowledge.Anditcanfixthediscbrakeandensureitsstableoperation.Atthesametime,itisconvenienttodisassemblethebrakeandreplacethebrakepads.Keywords:discbrake;experimentalplatfor

目录TOC\o"1-1"\t"标题2,1,标题3,1"\h\u摘要 2Abstract 31绪论 51.1选题背景 51.2选题目的及意义 51.3国内外制动试验台架的发展 51.4设计完成的任务及预计达到的效果 52.制动系统 62.1制动系统的发展 62.2制动系统的工作方式 62.3制动系统的分类 62.4不同种类的制动器 72.5本章小结 83.试验台元件选择与摆布 93.1试验台组成元件 93.2所选盘式制动器及尺寸 103.3真空助力器 103.4试验台组成原件的布置 113.5液压管路的布置 123.6本章小结 134.试验台整体结构设计 144.1设计所用软件介绍 144.2试验台台架的设计 144.3固定支架的设计 164.3.1固定支架的设计思路 174.4固定支架固定预紧力矩计算 175.试验台教学功能开发 185.1汽车制动系统试验台的使用 185.2制动器参数确定及制动力矩的计算 185.3盘式制动器的检测 195.4盘式制动器制动钳固定螺栓扭矩计算 215.5本章小结 226.结论与展望 22致谢 22参考文献 231绪论1.1选题背景伴随着中国经济的迅速发展，私家汽车的数量也以极快的速度增长。私家汽车数量的增长，由此引起了人们对汽车要求的提高。这些要求体现在舒适性，制动性，通过性等方面。作为汽车配件中必不可少的一部分，制动器关系到汽车的正常使用。它的功能好坏会直接影响驾驶者的操作体验，为保证安全性、可靠性，必须为汽车配备制动效能较高的制动器。因此，为方便试验教学以及为方便学生观察，故选择设计盘式制动器教学试验台架。1.2选题目的及意义使行驶状态下的汽车减速或停止行驶的汽车部件称为制动器，制动器属于制动系统的一部分，也是制动系统中直观体现制动效果的部件。其工作的原理是驾驶者踩下制动踏板，触发真空助力器引起液压油在管路流动，并带动制动钳推动制动块与汽车制动盘进行摩擦。制动盘与粗糙表面的制动块摩擦，将汽车的行驶动能转化为热能，并通过制动盘本身散发到空气中，完成整个制动过程。通常汽车上使用的制动器为摩擦式制动器。摩擦式制动器有两种：一种是盘式摩擦制动器，另一种是鼓式摩擦制动器。圆柱面是鼓式摩擦制动器工作表面，制动鼓为摩擦副的旋转件；制动盘是盘式摩擦制动器的旋转元件，制动盘表面为其工作面。我们称使汽车行驶时停止下来的性能为制动性，他是汽车主要性能之一。制动性能与交通安全直接相关。重大交通事故往往与紧急制动时制动距离过长，侧滑发生有关，因此，汽车的制动性能是保证汽车安全行驶的重要保证。随着汽车速度的提高，对汽车的安全性提出了更高的要求。因此，提高汽车的制动性能一直是汽车设计，制造和使用部门的重要任务。同时，世界各国和刹车片制造商提出了各种刹车性能测试标准，使刹车片的性能达到一定水平，从而提高了车辆的安全性和可靠性。设计盘式制动器教学试验台的意义在于使学生直观地感觉到盘式制动器的结构和组成。制动性能是车辆主动和被动安全以及车辆驱动力的决定因素之一。制动器是制动系统中的关键设备，可直接限制汽车的行驶，可理解是汽车上最重要的安全部件。所以，让学生了解制动系统以提高学生的知识水平，促进研发是很有必要的。1.3国内外制动试验台架的发展目前国外教学试验台架大多为整车试验台架，试验项目多样，拆装灵活，可以更好地满足教学要求。车辆教学模型测试台由透明有机玻璃制成。发动机组件由电动机驱动。节气门处有一个速度控制装置，可显示发动机转速。离合器分离，操作灵活。离合器壳通过压缩成型形成。齿轮箱和各种齿轮的齿轮以多种颜色表示，变速灵活。转向装置和电池，燃油箱，水箱和制动管路已明确分配。该电路采用插件正面和背面的分布。灯架，防风窗，仪表板和后灯架均由透明的有机玻璃模制而成，整体美观实用。通过专业课程的教学和模型展示，学生可以清楚地了解汽车内部结构的作用并掌握专业知识。在国内方面，测试台也在不断改进和创新。目前已知的汽车制动试验台除了可以反映ABS/EBD制动系统的结构和工作原理，还可以配置一个多功能控制柜，并配备了万用表传感器和传感器的测量结果。用示波器测量的标准波形手册。本课程为上述教学测试台的制动部分设计了碟刹教学试验台，简单演示盘式制动器的结构组成以及进行部分盘式制动器操作试验。1.4设计完成的任务及预计达到的效果本课题主要任务是针对盘式制动器的特点，设计一款盘式制动器教学试验台架。主要由支撑台架，原车制动部件组成。具有移动灵活，拆卸方便，操作便利等特点。方便学生动手实践，感受制动器的安装过程。丰富老师的教学活动。预计成果：1.台架：台架采用不锈钢材料制作，可历经时间考验持续使用。边框处采用圆倒角安全处理，不会划伤学生。台架底部装有四个万向轮，并装有扶手在需要移动时可拖动，节省力气。台架上安置固定盘式制动器及相关组件，可自由拆卸。2.教学功能：（1）.教学台架可以演示制动器工作时，制动系统各组件之间的工作与配合;（2）.试验功能：可以承担学生拆装制动器试验的功能，台架可以与工具箱配合使用，提供拆卸所需的工具手套等，以提高学生的动手能力。（3）.教学模式2.制动系统2.1制动系统的发展汽车的高速发展推新和汽车车速的不断提高，使制动性能成为人们越来越关注的点。可谁能想到，早在汽车刚发明的时候，它所采用的制动器竟然的从马车上启发而做出的手刹，可惜制动效果不佳。汽车史上最早的制动器诞生于1900年，是鼓式刹车制动器。在其之后的两年，当时的设计师们设计出了盘式制动器。由于时代现在，当时的金属工艺不高，导致那时的制动器都有一个问题就是磨损过快，并且即使是装上了制动器，可是没有前后轮制动力分配。总之，这些问题使得第一次发明的盘式制动器并没有流行开来，就算配备了新设计的制动器，也只是配置在后两轮。问题在20年代得到了转机，20世纪20年代，得益于技术的提高，四轮制动开始普及。可虽然采用了四轮制动系统，距离理想的制动效果还是有差距。由于鼓式制动器的结构缺陷，制动效果会随着制动时间的增加而出现下降的情况。直到金属制造工艺以及加工工艺的进步足以解决制动效能下降这一问题，盘式制动器再一次进入到了设计师的视线中。带有数字显示微处理器，复合主缸液压制动助力器，电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置于1985年在美国开发，。近些年来，一些国家已制定法规，强制将ABS加入汽车制造标准。2.2制动系统的工作方式汽车制动系统的工作方式有两种，第一种时气压制动，第二种是液压制动。气压制动以高压气体为载体，将制动力通过气压管路传递到各制动分泵，便可达成制动效果。另一种制动方式液压制动则是将制动液作为动能载体，传递到各制动分泵，以此达成制动效果。因为液体有几乎不会被压缩的特性，用在制动系统上几乎不会有能量损耗，所以是很好的动能传输载体，在小型汽车上，液压制动被广泛运用。其制动过程是驾驶员将制动踏板踩下，真空助力器介入工作，将制动踏板力放大传递到制动总泵中，并将制动液传输到各制动分泵。继而将压力传送到每个车轮制动器的制动钳，推动活塞抵住制动块完成制动。虽然液压制动优点很明显，但是并没有淘汰气压制动，存在即合理，气压制动还存在是因为气压制动的踏板行程比液压制动小，能产生更大的制动力矩，操作比液压制动轻便，为载重客货车提供可靠制动性能，因此在客货车上使用气压制动使用更加可靠。2.3制动系统的分类（1）从作用方面可分按作用不同，制动系统可以分成辅助，应急，驻车，行车制动系统。辅助制动是指将行驶中的汽车，不将汽车汽车紧急制动住的制动系统；使行车制动失效的车辆实现减速or停止的制动系统称为应急制动系统；驻车制动是指保持已停驶的车保持停驻状态的制动系统；行车制动是指将行驶状态的车减速或停驻的系统。每辆车都必须配备行车制动和驻车制动，这两者能保证我们安全驾驶，提升安全系数。（2）从供能方面可分从供能方面看，制动系大概可分为三种，一种是人力制动系统，第二种是动力制动系统，第三种是伺服制动。人力制动系统是将驾驶者踩动制动踏板的力转化为汽车的制动力，动力制动系统是指将发动机运转时的力分一部分给制动系的系统；伺服制动系统则是两者的结合。（3）从能量传输方式可分制动力的传输途径可以有很多种，有常见的液压气压方式，也有机械或电磁式。而如果一款制动系统同时采用了两种或以上方式的，则可将其称为组合式制动系统。2.4不同种类的制动器通常普通汽车上使用的制动器有两类，第一类是鼓式制动器，而另一类是盘式制动器。第一类鼓式制动器在结构上是圆柱状的，鼓内有两片半圆形的刹车块，需要制动时，制动鼓内的结构利用杠杆原理，推动制动块与制动鼓内表面摩擦，产生制动力；第二类盘式制动器则是通过卡钳控制两块制动块去贴住车轮上的制动盘，制动盘与车轮固定在一起，刹车盘停止转动则带动汽车停驻。与鼓式制动器相比，盘式制动器的散热性和排水性较好，能保证长时间制动的可靠性。但其制造精度要求很高，量产和保养投入大，并且由于盘式制动器制动盘表露在表面，制动盘可能会因为汽车行驶在沙砾路面时制动，导致制动盘表面损伤，导致制动效率下降。在这方面，盘式制动器由于制动结构在制动鼓内，内部结构有制动鼓保护，可用于较恶劣的路况。且其造价便宜，耐用度高。但是在散热性能方面，相较盘式制动器，鼓式制动器的制动组件在制动鼓内，所以其散热性能较差，长下坡路段刹车会导致热量堆积，影响制动。盘式制动器即由旋转元件（制动盘）和固定元件（制动钳）组成如图2.3所示。图2.3浮钳盘式制动器结构示意图1-制动盘；2-卡簧；3-制动器安装支架；4-制动衬块；5-防尘罩；6-矩形密封圈；7-制动钳活塞；8-制动钳体；9-放气螺钉制动盘是摩擦副中的旋转部分，是在端面上工作的金属盘。制动钳由制动块和从动装置组成，该驱动装置安装在跨过制动盘两侧的制动钳形支架中。制动块由工作面积小的摩擦块和金属背板组成。每个制动器通常由2-4个制动衬块组成。全盘式制动器的旋转部分也是与端面配合工作的金属盘（制动盘），其固定元件是时间盘形的金属背板和摩擦板。在运行过程中，制动盘和摩擦片之间的摩擦面全部接触。本设计主要介绍盘式制动器。本次设计为盘式制动器教学试验台架设计，而盘式制动器又可以进行一轮细分：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。（1）钳盘式 定钳盘式制动器和浮钳盘式制动器式钳盘式制动器的两大类。定钳盘式制动器的制动卡钳是无法移动的，制动盘在卡钳中间旋转，制动时，卡钳推动制动块与制动盘摩擦。这种形式的制动器只有制动块和活塞可以滑动，制动卡钳刚度好，且结构较简单，生产和普通鼓式制动差别不大，能适应多回路制动系统。浮动盘式制动器：浮动卡钳盘式制动器的卡钳主体是浮动的。有两种浮动方法。一种是卡钳主体可以平行滑动。另一个是卡钳主体可以围绕支撑销摆动。因此，存在滑动和摆动，其中滑动应用更多。两个制动器的制动缸是单侧的，并且与制动缸在同一侧的制动块组件是可移动的，而在另一侧的制动块组件则固定在卡钳主体上。制动时，在油压的作用下，活塞将可移动制动块组件推向制动盘，而反作用力将制动钳体和固定制动块组件推向制动盘的另一侧。直到两个制动衬块组件受到相等的力。对于摆钳盘式制动器，钳体不会滑动，而是在垂直于制动盘的平面内摆动。这就要求制动摩擦垫应预先制成楔形（摩擦表面向后倾斜的角度约为6°）。在使用过程中，摩擦垫到处逐渐磨损到均匀的厚度（通常约为1毫米），应予以更换。这种类型的制动器具有以下优点：盘的内部只有一个液压缸，因此轴向尺寸很小，制动器可以更靠近轮毂，没有油通道或油管穿过制动盘，而且液压缸的冷却条件良好，因此制动液汽化的可能性很小。（2）全盘式摩擦副的旋转件和固定件均为圆盘，刹车时，摩擦副与制动盘接触，产生摩擦力。可惜此制动器因散热不佳，采用较少，应用不如钳盘式多。2.5本章小结在本章中，简要说明了作为该设计研究对象的车辆制动系统的结构和分类工作原理。它不仅对制动系统有深刻的理解，而且为试验台的设计提供了大量的理论基础。本章为试验台的设计和制动系统组件的选择提供了理论知识，为试验台的设计奠定了良好的基础。。3.试验台元件选择与摆布根据设计任务，试验台架的设计应满足试验教学的要求，并充分考虑到拆卸方便，移动灵活结构紧凑等需求，对零件布置简单明了便于观察，具有操作简单移动方便等特点；考虑到占地面积与耗材问题，本试验台采用框架与面板结合的形式；为了保证试验台的工艺性应合理选用台架的材料，台架总体外观如图3.1所示：3.1试验台组成元件本次设计的试验台由试验架，盘式制动器，制动器支撑架，真空助力器，制动管路组成。3.2所选盘式制动器及尺寸本次设计选用的盘式制动器为奥迪A3通风盘式，浮钳式盘式制动器，制动器主要参数如下：制动踏板高度131～141.6mm制动踏板自由行程1～60mm制动衬块厚度11mm制动盘厚度25mm制动盘偏摆0.05mm盘式制动器建模如下：3.3真空助力器本次采用的真空助力器为通用款。其作用是将驾驶员的制动踏板力转化为液压力，液压力再由制动主缸转化为机械力施加到制动卡钳的活塞，推动制动块与制动盘摩擦，达到制动效果。现代汽车广泛使用真空助力器作为助力器，利用发动机真空度辅助驾驶员操控制动系统。真空助力器在采用盘式制动器的汽车上可以说是不可或缺的，因为这种制动器没有助力作用，如果不加装真空助力器，要使制动器产生制动的踏板力会很大，长时间制动会加重驾驶员疲劳感，影响安全驾驶。故此，在小型汽车上，多采用真空助力器，利用发动机产生的真空度，介入制动系统，辅助驾驶员安全驾驶。制动主缸可以产生制动力，制动力的形式以液压力显现，是制动系统的重要一环。制动主缸有两个活塞和三个皮碗，他的液压力产生于第一腔和第二腔，产生于第一腔的液压力作用于前轮制动器，产生于第二腔的液压力作用于后轮制动器。制动主缸工作时分正常工作的单回路工作两种情况。制动主缸正常工作时，踩下第一活塞踏板，推动第一活塞向内移动，在第一腔中产生液压力。通过这种液压力和复位弹簧的作用，第二活塞也被推向左侧，因此在第二腔中产生液压力。单回路工作又分为两种情况：1、第一腔回路发生故障，踩下制动踏板以推动第一活塞向内移动。然而，由于连接到第一腔室的回路不能维持压力，并且在第一活塞的前方不能产生压力，所以第一活塞继续向内移动并压缩弹簧。当弹簧座被碰到时，第二个活塞开始运动，因此第二个腔产生液压并作用在回路上的制动器上。2、第二腔发生故障。在这种情况下，第一活塞向内运动的初始阶段不会产生足够的液压。这是因为初始压力上升导致第二个活塞快速移动。当第二个活塞的前端碰到主缸的端面时，第一个活塞开始向内移动并作用在回路上的制动器上。目前，真空助力器在汽车中广泛用作制动助力器，并且利用发动机真空度用于帮助驾驶者减小制动踏板力。根据真空助力膜片的多少，真空助力器分为单膜片式和串联膜片式两种。3.4试验台组成原件的布置制动主缸与真空助力器放置在手推车扶手下方，通过一支架固定，支架与小车间采用M8螺栓固定，保证稳固。支架与真空助力器间采用焊接方式固定。在小车两边，分别用一对支架固定盘式制动器的卡钳和制动盘。总体布局如下图所示：3.5液压管路的布置制动管路将制动主缸与盘式制动器制动钳相连接，液压油通过液压管路驱动制动钳再推动制动块促使制动器进行制动。建模图如下：3.6本章小结本章清晰地描述了要在试验台上选择的制动系统的位置，并设计了试验台制动系统的总体布局，零件的数量。它为试验台设计和支架设计奠定了良好的基础。4.试验台整体结构设计4.1设计所用软件介绍盘式制动器教学试验台作为整个设备的支撑部分，在整个系统中承担了基础的支撑功能以满足教学试验、提高学生汽车故障诊断、维修能力培养为目标，设计具有汽车制动系统工作原理教学及有关调整功能的试验台。因此在对试验台的台架和台面不但要考虑到设计的合理性还要考虑到学生观察的直观性。首先介绍一下本次设计所使用的三维软件UG，全称UnigraphicsNX由西门子公司开发的一款基于C语言的绘图建模软件，可满足用户在设计层面的需求，UG启动界面如图4.2试验台台架的设计作为教学设计，在设计的合理性上，台架需满足以下条件：占地空间小，移动方便坚固耐用，轻便便于观察台架上的器材，便于拆卸和组装制作成本低，选材经济综上所述，故将台架设计成下图形状设计过程：台架主体框架的选择：台架主题框架选用两根长1.5米，宽10厘米，高9厘米的方形空心铝合金管和四根长80厘米，宽10厘米，高9厘米的方形空心铝合金管。方形空心管四个菱角均采用圆倒角设计，倒角半径为1厘米，以防划伤人体。试验台面板选择：试验台面板选用长1.5米宽1米，厚度为1厘米的铝合金钢板，面板上边角处采用圆倒角设计。万向轮的选择：试验台架底部才用四个高8厘米的万向轮，万向轮顶面长9.5厘米，宽6.6厘米，采用M8螺栓与台架底部框架固定。组装：首先将六根方形空心管按下图摆放方式放好，接着使用手工电弧焊进行焊接中间两根空心管起到支撑整个台面的作用。摆放焊接完之后，用同样的方法，将台面焊接到框架上。之后将四个万向轮用十六个M8沉头螺栓拧入框架底部。最后在台架表面焊接扶手，完成设计。设计最终成果如图所示注：电弧焊具有设备简单、操纵方便、连接强度高、施焊速度快、生产率高、零件变形小等优点，可以广泛应用于合金钢、铸铁等不同厚度、不同材料、不同位置的焊接，但由于焊缝硬而脆，塑性差，在焊接应力下易于产生裂纹或焊缝剥离。因此为保证修质量，必须在工艺上采取以下措施：1、应进行预热和焊后保温，以减少焊接应力和和防止裂纹产生。2、施焊时应采取分段、分层以减少焊接应力和变形。3、焊完后，要检查有无气孔、裂纹，焊缝是否致密、牢固，如有缺陷，应采取必要的补救措施4.3固定支架的设计本次设计共设计了两种支架，分别为盘式制动器制动钳固与制动盘定支架，真空助力器固定支架。盘式制动器支架采用螺栓与试验台架和制动器固定，真空助力器支架采用焊接的方式与真空助力器固定，支架建模图如下所示：其中，第一个支架为盘式制动器支架，后一个为真空助力器固定支架。4.3.1固定支架的设计思路制动器的支架要考虑到能支撑起制动卡钳和制动盘，由于在没有驱动桥的情况下，制动盘和制动卡钳是分离开的，这时便需要一个整体支架将二者固定到一起。因此设计之初需考虑到这一点，故选用一根厚度为5mm，长70厘米的的空心管，以减轻支架本身重量。在空心管上焊接两个T形支架固定制动卡钳。在管的两端焊接两个直径140mm，厚10mm的圆盘，圆盘上焊接四根长100mm直径16mm的圆柱用以固定制动盘。底座部分采用一块200×200mm的板，厚度为10mm，四角做直径50mm圆角处理，圆角中心挖12mm孔用以放置固定螺栓。支撑件为一根直径60mm，厚度为5mm，长300mm的空心管，在底板的中心向上延申与第一根空心管连接。真空助力器固定支架的设计思路与其相似，底板采用长200mm，宽100mm，厚10mm的板，四角同样采用圆角处理，圆角直径为40mm。圆角中心挖直径8mm圆孔用以放置M8固定螺栓。底板中心竖直放置一块长141mm，宽100mm，厚10mm的板，顶部挖出一个圆弧用以与真空助力器焊接。支架采用铝合金制成，这种材料的优点有质量轻，同时结实，能承载较重的负重。其材料重量大概是2.71g/平米，强度约能达到钢材的7成。在本设计中用来支撑两个盘式制动器以及两股管路绰绰有余。4.4固定支架固定预紧力矩计算本设计的盘式制动器由两个支架支撑固定，一个固定制动盘，另一个固定制动卡钳本次台架加工表面为一般加工表面，支架与台面连接处采用M12螺栓固定，根据预紧力矩计算公式N·m，预紧力计算公式查下表，试验台架表面无润滑时，得K值为0.18-0.21，取中间值0.19，由于本次试验台设计固定螺栓强度要求一般，因此螺纹性能等级取中间值5.8级，查表可得为400。由得=0.6×400=240。查表得M12螺栓的公称应力截面积为84.3，故=240×84.3。综上，求螺栓预紧力矩==46.13N·m同理，计算万向轮与试验架螺栓连接的预紧力矩。万向轮与试验架之间采用M8螺栓连接。由此知d=8,查表，M8螺栓公称应力截面积=36.6。所以=0.6×400×36.6=8784。综上，求螺栓预紧力矩=0.19×0.6×400×36.6×8×0.001=13.35N·m5.试验台教学功能开发5.1汽车制动系统试验台的使用本次设计的试验台除了最基本的功能（制动系统的结构；原理）之外，还可以进行基本制动器拆装，调整，计算等功能。5.2制动器参数确定及制动力矩的计算1.主要参数的确定（1）制动盘直径D为使制动器有效半径增加，可以适当将制动盘的直径增大，优点是能够降低制动钳的夹紧力，减小制动块的压力，使工作温度降低。但是由于汽车轮毂的限制，制动盘不可能做到无效大。故制动盘大小一般取轮毂大小的七成至八成。（2）制动盘厚度制动盘的厚度会影响汽车制动时温升，同时他的厚度也会影响制动盘的质量，厚度过高，质量自然就大了。因此综合考虑制动盘的温升与质量，通常厚度取十到二十毫米之间，通风盘可取稍厚一些，在二十到三十毫米之间。（3）摩擦衬块外半径R2与内半径R为使制动块内外圈磨损量处于均匀水平，制动块的内外半径比值应不大于1.5.超过这个值，制动块在制动时，内外圈圆周速度差距过大，磨损速度有差距，会导致一段时间后，内外接触面积不同，降低制动效能。（4）制动衬块工作面积A制动块的面积可根据汽车质量决定，一般质量越大的汽车，制动块越大。推荐制动块的工作面计算公式为（汽车质量÷1.6~3.5kg）/cm2。2.制动力矩的计算假定制动块与刹车盘之间的单位压力为P,那么摩擦力于制动盘中心力矩公式为，而单侧制动块加于制动盘的制动力矩应为如果制动块表面与刹车盘完全接触，制动块各处mica压力分布均匀，则制动力矩可以定义为，式中：为摩擦系数；为单侧制动块对制动盘的压紧力；为作用半径。其中对于常见的具有扇形摩擦表面的衬块，若其径向宽度不很大，取等于平均半径或有效半径，在实际上已足够精确。如图,平均半径，式中为摩擦衬块扇形表面的内半径和外半径。有效半径是扇形表面的面积中心至制动盘中心的距离，如下式所示：式中：。因为，故。应当指出的是，如果m仍然太小，即扇形的径向宽度太大，则制动块摩擦表面在不同半径处的滑动速度相差太大，不同半径处制动块磨损度不同，故不能假设各处压力分布相同，则不可以使用以上公式计算。m的值通常应不小于0.65。5.3盘式制动器的检测1、盘式制动器制动块的更换当制动块磨损后，制动盘会与制动块背面接触，有可能导致制动盘划痕，进而导致制动盘损坏。我们可以通过肉眼观察是否需要更换制动块。若制动块的剩余厚度小于1.0毫米时，则需要进行更换。更换步骤如图5.2。方法：取下制动钳，（不要从制动钳上断开软管）；拆下带有消音垫的两个制动块。安装新的刹车制动块的方法：更换磨损的刹车制动块时，消音垫和磨损指示板必须同时更换为刹车制动块。注意新制动块的安装：（1）涂润滑脂在制动块消音垫，并将消音垫片安装在制动器制动块上；（2）安装两个带有消音垫片的制动块，注意确保制动块或制动盘表面没有机油或油脂；（3）为防止制动液从制动液箱溢出，请添加少量制动液；（4）用锤子或类似工具将活塞推入（如果难以推动活塞，则在推动活塞的同时松开空气塞以排出一些制动液）；（5）安装制动钳；（6）多次踩下制动踏板，检查制动液液位是否在“满”刻度上。2、测量制动块的厚度（1）用尺子测量外制动块的厚度。（2）通过制动钳上的检查孔目视检查内部制动块的厚度，以确保其与外部制动制动块的偏差不大。（3）确保制动块表面水平并且无损坏。如果制动块的厚度比磨损极限位置要低，请更换刹车片。如图5.2。图5.2制动摩擦片厚度测量示意图3、制动盘磨损或损伤检查有没有划痕在制动盘上，检查磨损是不是不均匀或非正常磨损，裂纹和其他损坏。如图5.3。图5.3制动盘磨损损坏示意图4、制动盘厚度和跳动检查，如果制动盘出现任何分段、不均匀或者异常磨损、裂纹或者其他损坏，拆卸制动卡钳检查下述内容如图5.4所示。（1）制动盘厚度：用游标卡尺测量制动盘厚度是否在正常磨损范围内，有无过磨损；（2）测量制动盘跳动，即制动盘转动时是否动平衡，需使用百分表，；5.4盘式制动器制动钳固定螺栓扭矩计算在拆装及复原试验中，复原盘式制动器时需要将制动器从零散状态恢复完整，对于复原中的螺栓预紧力应在一个合理范围内。螺栓在固定零件时，如果预紧力过小，则固定不牢，而如果预紧力过大，则会造成螺栓牙变形甚至损坏。因此需要通过计算将螺栓预紧力计算出来，并用扭力扳手拧固到位。本次试验设计采用的制动器型号为奥迪A3盘式制动器，卡钳表面为精加工，因此预紧力系数K取0.12，螺栓为M12螺栓，所以d为12，因为螺栓用于制动器这种恶劣环境中，所以螺纹性能等级取9.8，对应的取720。根据预紧力计算公式，查表M12螺栓为84.3，=0.6=432，所以=36417.6。根据预紧力矩公式求得=52.44N·m，故在复原盘式制动器时，需用扭力扳手将固定螺栓拧固到52.44N·m刻度处。5.5本章小结本章简单的介绍了试验台的功用以及相关试验教学环节的设计，通过试验使学生更加了解制动系统；并分析了制动系统发生故障的原因，完善了制动教学试验台的功能，向学生展示了制动系统简单的故障分析，利于学生认识和排除故障。6.结论与展望本设计通过对轿车盘式制动系统的研究和学习，对其制动系统的工作原理和工作条件作了简要的阐述。根据教学需要本设计以轿车盘式制动系统设计了制动系统教学试验台。该试验台可以向学生直观的反映出轿车盘式制动系统的工作条件和工作特点。使学生可以很轻松的理解制动系统的工作原理。经整个的设计，本文取得了以下成绩：1、本文对国内外制动系统的发展和趋势作了简述：国外教学试验台架大多为整车试验台架，试验项目多样，拆装灵活，可以更好地满足教学要求。国内方面，测试台也在不断改进和创新。目前已知的汽车制动试验台除了可以反映ABS/EBD制动系统的结构和工作原理，还可以配置一个多功能控制柜，并配备了万用表传感器和传感器的测量结果。2、本文对奥迪A3轿车制动器的零件的型号和布置型式进行了研究本文给出了奥迪A3轿车制动器的具体型号以及零件的示意图，使研究者对制动系统个零件的大体形状有了初步的认识。并且对制动系统个零件的连接顺序和安装位置有了了解，使同学们能更好地认识制动系统的工作情况。3、本文设计了一个盘式制动系统教学试验台本文以奥迪A3制动系统为基础设计了一个盘式制动器教学试验台。该试验台不仅可以反映奥迪A3制动系统制动系统工作是的情况外还可以反映出试验台制动系统的内部结构。。本设计在设计时在外型上采用了节约空间，方便移动运输等理念，在操纵上考虑到了操纵方便、灵活等因素，使试验台具多种功能并且适合教学使用。对于本设计，其实还是有所不足的。本设计只能起到展示盘式制动器结构及在车内和其他部件如制动助力器的连接方式的作用，并不能展示制动器实际运转时的状态，希望以后能有机会制作功能更加完整的教学试验台架。致谢在本文完成之际，首先向我最尊敬的导师陈勇老师致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢。在他认真辛苦的指导下，我的毕业设计盘式制动器教学试验台架才能按时完成。在我毕业设计这段时间，无论是在学习还是在生活上，老师都给予了我无微不至的关怀。陈老师平易近人，学识渊博，治学严谨，处理问题认真求实的作风一直影响着我，他必是我一生的楷模，对我的帮助和教导我将谨记一生！再过一个