发布时间 : 星期二 文章汽车盘式制动器的设计 本科学位论文更新完毕开始阅读4940e768cdbff121dd36a32d7375a417876fc163
沈阳理工大学学士学位论文
压缸冷却条件好，所以制动液汽化的可能性小。 （2）全盘式
在全盘式制动器中，摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆形盘，制动时各盘摩擦表面全部接触。由于这种制动器散热条件较差，其应用远没有浮钳盘式制动器广泛。
2.3 盘式制动器的优缺点
盘式制动器比鼓式制动器的优点：
（1） 热稳定好，原因是一般无自行増力作用，衬块摩擦表现压力分布较鼓式中的衬片
更为均匀，此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄的中部接触，从而降低了制动效能，这称为机械衰退，制动盘的轴向膨胀极小，径向膨胀根本与性能无关，故无机械衰退问题，因此，前轮采用盘式制动器。汽车制动时不易跑偏。
（2） 水稳定性好，制动块对盘的单位压力高，易于将水挤出，因而浸水后效能降低不
多，又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一，二次制动即能恢复正常。鼓式制动器则需经十余次制动方能恢复。 （3） 制动力矩与汽车运动方向无关。
（4） 易于构成双回路制动系，使系统有较高的可靠性和安全性。 （5） 尺寸小，质量小，散热良好。
（6） 压力在制动衬块上的分布比较均匀，故衬块磨损也均匀。 （7） 更换衬块简单容易。
（8） 衬块与制动盘之间的间隙小（0.05-0.15mm），从而缩短了制动协调时间。 （9） 易于实现间隙自动调整。
（10）能方便地实现制动器磨损报警，以便及时更换摩擦衬块。
盘式制动器的主要缺点：
（1） 难以完全防止尘污和锈蚀（封闭的多片全盘式制动器除外）。 （2） 兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂。 （3） 在制动驱动机构中必须装有助力器。
（4） 因为衬块工作表面小，所以磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块。
5
沈阳理工大学学士学位论文
2.4该轿车制动器结构的最终选择
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。解决好散热问题，对提高汽车的制动性能也就起了重要作用。所以，现代轿车的车轮除了使用铝合金车圈来降低运行温度外，还倾向于采用散热性能较好的盘式制动器。
当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置才能使用。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。轿车在制动过程中，在惯性的作用下，前轮的负荷占汽车全部负荷的70%－80%，因此前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本，就采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动的方式。但随着轿车车速的不断提高，近年来采用盘式制动器的轿车日益增多。
纵观轿车市场，随着人类对汽车安全性重视的加剧，为了保持制动力系数的稳定性以及考虑到盘式制动器的优点，在轿车领域盘式制动器已基本取代鼓式制动器，特别是浮动钳盘式。根据制动盘的不同，盘式制动器还可分为普通盘式和通风盘式。普通盘式我们比较容易理解，就是实心的。通风盘式就是空心的，顾名思义具有通风功效，指的是汽车在行使当中产生的离心力能使空气对流，达到散热的目的，这是由盘式碟片的特殊构造决定的。从外表看，它在圆周上有许多通向圆心的洞空，这些洞空是经一种特殊工艺制造而成，因此比普通盘式散热效果要好许多。由于制造工艺与成本的关系，一般中高级轿车中普遍采用前通风盘、后普通盘的制动片。如Passat,Vento Golf2.0,Corrado等车，部分高级轿车采用前后通风盘。值得一提的是，在前轮使用通风盘正在逐步取代使用实心盘。ABS把大部分的制动力分配到前轮，防止甩尾，对前刹的散热要求很高，所以一般前轮都会采用通风盘。
综上所述，本次轿车设计，前后轮均采用浮动钳盘式制动器。其中前轮制动盘选择通风盘，后轮选择普通盘，并且在后轮上设置驻车制动传动装置。
6
沈阳理工大学学士学位论文
3.制动器主要参数及其选择
盘式制动器设计的一般流程为：根据设计要求，所给数据，依据国家标准确定整车布置参数。在有关的整车布置参数及制动器结构型式确定之后，根据已给参数并参考已有的同等级汽车的同类型制动器，初选制动器的主要参数，并据以进行制动器结构的初步设计；然后进行制动力矩和磨损性能的验算，并与所要求的数据比较，直到达到设计要求。
之后再根据各项演算和比较的结果，对初选的参数进行必要的修改，直到基本性能参数能满足使用要求为止；最后进行详细的结构设计和分析。
3.1制动力与制动力分配系数
汽车制动时，如果忽略路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，则任一角速度?＞0的车轮，其力矩平衡方程为
Tf?FBre?0 (3.1)
式中：Tf——制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转
方向相反，N·m ；
FB——地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称为地面
制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N ；
re——车轮有效半径，m 。
假设当时速v0?80Km/h?22.2m/s，至汽车停止时速度vt?0。刹车距离s?16m。由vt2?v02?2as，FB?ma
得 ` a?15.4m/s2,FB?33033N 由前后轮分配可知：(假设??0.69)
1369?%N?前轮的其中一个轮 FB1?3303?21331?%N?后轮的其中一个轮 FB1?3303?211N396 5N1 20因此，由公式（3.1）求得 Tf1?4159.；Tf2?1868.8N?m N5?m令 Ff?Tfre (3.2)
并称之为制动器制动力，它是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，又称为制动周
7
沈阳理工大学学士学位论文
缘力。Ff与地面制动力FB的方向相反，当车轮角速度?＞0时，大小也相等。Ff取决于制动器的结构型式、尺寸、摩擦副的摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压成正比。当加大踏板力以加大Tf，Ff和FB均随之增大。但地面制动力FB受着附着条件的限制，其值不可能大于附着力F?，即
FB≤F??Z? (3.3) 式中：?——轮胎与地面间的附着系数；
Z——地面对车轮的法向反力。
FBmax?F??Z? (3.4)
当制动器制动力Ff和地面制动力FB达到附着力F?值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩Tf即表现为静摩擦力矩，而Ff?Tf/re即成为与FB相平衡以
图 3.1 制动力与踏板力FP的关系
图3.2 制动时的汽车受力图
阻止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到?=0以后，地面制动力FB达到附着力F?值后就不再增大，而制动器制动力Ff由于踏板力FP的增大使摩擦力矩Tf增大而继续上升（图3.1）。
8