-普拉多越野车制动系统设计.doc

本科生毕业设计(论文)摘 要汽车作为陆地上的现代重要交通工具，由许多保证其使用性能的大部件，即所谓“总成”组成，制动系就是一个重要的总成。它即可以使行驶中的汽车减速，又可保证汽车能驻留原地不动。由此可见，汽车制动系对于汽车行驶的安全性和停车的可靠性起重要的保证作用。本次设计主要是对普拉多越野车制动系统结构进行分析的基础上，根据对越野车车制动系统的要求，设计出合理的符合国家标准和行业标准的制动系统。制动系统设计是通过对整车主要参数的分析，初步制定出制动系统的结构方案，经过设计计算确定前、后盘式制动器、制动主缸的主要尺寸和结构形式。根据计算的数据论证初步制定的制动系统结构方案的合理性，重新制定了整个汽车制动系统的结构方案，绘制出了前、后制动器装配图、制动主缸装配图、制动管路布置图。最终对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析，确定是否达到要求。而且利用计算机辅助设计，保证了设计尺寸的准确性。另外在设计的同时考虑了其结构简单、成本低、环保等因素。计算结果表明设计出的制动系统是合理的、符合标准的。关键词：普拉多越野车；制动系统设计；盘式制动器；制动主缸；制动管路； AbstractVehicle on the ground as an important modern means of transport ,to ensure its use by many of the major components,namely , the so-callde “assembly” composed of braking system is an important assembly. That is, it can slow down a moving car, but also ensure that cars can be fixed presence in situ. This shows that the vehicle braking system for cars travelling on the safety and reliability of stopping play an important role in the guarantee. Based on the structural analysis and the design requirements of Prado SUVs braking system, a braking system design is performed in this thesis, according to the national and professional standardsThrough analyzing the main parameters of the entire vehicle, the braking system design starts from initial determination of the structure scheme. By calculating and determining the main dimension and structural type of the front、rear disc brake，brake master cylinder，we reapply the structural scheme for the entire braking system of the sample car, and therefore draw the engineering drawings of the front and rear brakes, the master brake cylinder, the diagram of the brake piplines. Furthermore, each target of the designed system is analyzed for checking whether it meets the requirements. In addition, the computer-aided design method is used here for guaranteeing the accuracy of designed dimension. Meanwhile, some factors are considered in this thesis, such as simple structure, low costs, and environmental protection, etc. The result shows that the design is reasonable and accurate, comparing with the related national standards.Key words: Prado SUV; braking system design; disc brake; brake master cylinder; Brake pipe目 录第1章 绪论51.1 制动系统的功用51.2 制动系统的类型51.3 制动系统工作原理61.4 汽车制动系统的组成71.5 汽车制动系统的设计要求8第2章 制动系统设计方案92.1 制动器结构形式方案92.2 液压制动管路布置方案112.3 制动主缸的设计方案122.4 制动驱动机构形式方案132.4.1 简单制动系132.4.2 动力制动系142.4.3 伺服制动系14第3章 制动系统主要参数的确定153.1 普拉多越野车主要技术参数：153.2 盘式制动器主要参数的确定153.3 同步附着系数的确定163.4 前、后轮制动力分配系数的确定173.5 制动器最大制动力矩的确定17第4章 制动器的设计与计算184.1 前、后轮盘式制动器制动力矩的计算184.2 制动减速性能计算184.2.1 制动减速度184.2.2 制动距离194.2.3 制动衬片的耐磨计算194.2.4 驻车制动计算20第5章 制动驱动机构的设计计算215.1 制动轮缸直径的确定215.2 制动轮缸工作容积计算215.3 制动主缸工作容积与直径的计算225.4 制动踏板力225.5 制动踏板行程23第6章 评价分析246.1 汽车制动性能评价指标246.2 制动效能246.3 制动效能的恒定性246.4 前、后制动器制动力分配246.4.1 地面对前、后车轮的法向作用力256.4.2 理想的前、后制动器制动力分配曲线256.5 制动时汽车的方向稳定性266.6 制动系统的发展现状及趋势26第7章 结论30参考文献31第8章 致谢32 第1章 绪论汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好，制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。目前各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类.前者的摩擦幅中的旋转元件为制动鼓,其工作表面为圆柱面；后者的旋转元件则为圆盘状的制动盘，以端面为工作表面。汽车制动系至少应有行车制动装置和驻车制动装置。行车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下段坡时保持适当的稳定车速。驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停住在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。防止制动时车轮被抱死有利于提高汽车在制动过程中的转向操纵性和方向稳定性，缩短制动距离,所以近年来防抱死制动系统在汽车上得到了很快的发展和应用。此外含有石棉的摩擦材料存在石棉有致癌公害问题已被逐渐淘汰，取而代之的各种无石棉材料相继研制成功。1.1 制动系统的功用根据需要使汽车减速或在最短的距离内停车，以保证行车的安全。使驾驶员敢于发挥出汽车的高速行驶能力，从而提高汽车运输的生产率；又能使汽车可靠地停放在坡道上。1.2 制动系统的类型1按制动系统的功用分类：1）行驶制动系统：使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。它是在行车过程中经常使用的。2）驻车制动系统：使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。3）第二制动系统：在行车制动系统失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定第二制动系统也是汽车必须具备的。4）辅助制动系统：在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。2按照制动系统的制动能源来分类：1）人力制动系统：以驾驶员的肌体作为惟一的制动能源的制动系统。2）动力制动系统：完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系统。3）伺服制动系统：兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。 3汽车的制动系按照能量的传输方式，可分为机械式，液压式，气压式和电磁式等，同时采用两者以上的传能方式的制动系可称为组合式制动系。4汽车制动系按照传能介质的循环形式，可以为单回路制动系和双回路制动系。1.3 制动系统工作原理 本设计要求前后盘式制动器因此用盘式制动系统来说明制动原理。下面是简单的液压制动系示意图1-1.图1-1 液压制动系统示意图1-制动踏板；2-推杆；3-主缸活塞；4-制动主缸；5-油管；6-导向销；7-制动钳体；8-活塞；9-活塞密封圈；10-活动制动块；11-固定制动块；12-制动盘；13-制动钳支架制动钳支架13固定在转向节上，制动钳体7与支架13可沿导向销6轴向滑动。制动时，活塞8在液压力P1作用下，将活塞制动块10推向制动盘12。作用在钳体7上的反作用力P2推动制动钳体沿导向销6向右移动，使固定在制动钳体上的制动块11压靠在制动盘上。于是制动盘两侧的摩擦块在P1和P2力的作用下夹紧制动盘，使之在制动盘上产生与运动方向相反的制动力矩，使汽车制动。制动器间隙自动调整通过图1-2说明。制动时，制动液被压入油缸中。活塞8在液压作用下移向制动盘，并通过垫圈和压圈将制动块压靠到制动盘上。在活塞移动过程当中，橡胶密封圈的刃边在摩擦作用下随活塞移动，使密封圈产生弹性变形。相应于极限摩擦力的密封圈极限变形量，应等于制动器间隙为设定值时的完全制动行程。解除制动时，活塞连同垫圈和压圈在密封圈的弹力作用下退回，直到密封圈变形完全消失为止。此时摩擦块与制动盘之间间隙即为设定间隙。若制动器存在过量间隙，则制动时活塞密封圈变形量达到极限值之后，活塞仍可在液压作用下，克服密封圈的摩擦力而继续移动，直到实现完全制动为止。但解除制动后，制动器间隙即恢复到设定值，因活塞密封圈将活塞拉回的距离仍 图1-2 活塞密封圈工作情况图然等于。由此可见，活塞密封圈能兼起活塞复位弹簧和一次调准式间隙自调装置的作用。1.4 汽车制动系统的组成任何制动系统都有以下四个基本组成部分：1）供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种零件，其中生产制动能量的部分称为制动能源。2）控制装置：包括产生制动动作和控制动作和效果的各种部件，制动踏板机构即是最简单的一种控制装置。3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件。如制动主缸和制动轮缸。4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。较为完善的制动系统还具有制动力调节装置，压力保护装置等。1.5 汽车制动系统的设计要求GB126761999对汽车制动装置必须具有的功能提出了具体要求。汽车制动系应满足如下要求。1）应能适应有关标准和法律法规的规定。各项性能指标除满足设计任务书的规定和国家标准，法规制定的有关要求外，也应考虑销售的对象所在国家和地区的法规和用户要求。2）具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能。3）工作可靠。4)制动效能的热稳定性好。汽车的高速制动，短时间的频繁重复制动，尤其是下长坡时的连续制动，均会引起制动器的温升过快，温度过高。5）制动效能的水稳定性好。制动器摩擦表面进水后，会出现所谓的“水衰退”现象。一般规定在出水后反复制动5制动系统设计方案15次后，即应恢复其制动效能。另外也应防止泥沙，污物等进入制动器摩擦副工作表面，否则会使制动效能降低并加速摩擦。6）制动时的汽车操控稳定性好。即以任何速度制动，汽车均不应失去操纵性和方向稳定性。为此，汽车前、后轮制动器的制动力矩应有适当的比例，最好能随轴间载荷转移情况而变化；同一车轴上的左、右车轮制动器的制动力矩应相同。否则当前轮抱死而侧滑时，将失去操纵性；当后轮抱死而侧滑甩尾时，会失去方向稳定性；当左、右轮的制动力矩差值超过15%时，会在制动时发生汽车跑偏。7）制动踏板和手柄的位置和行程符合人-机工程学要求，即操作方便性好，操纵轻便、舒适，能减少疲劳。8）作用滞后的时间要尽可能短，包括从制动踏板开始动作至达到给定制动效能水平所需要的时间和从放开踏板至完全解除制动的时间。9）制动时不应产生噪声和振动。10）与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动。11）制动系中应有音响或光信号等报警装置，以便能及时发现制动驱动机件的故障和功能失效；制动系中也应有必要的安全装置。12）能全天候使用。13）制动系的机件应是由寿命长，制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求，应力求减小制动时飞散到大气中的有害于人体的石棉纤维。第2章 制动系统设计方案汽车制动系统的设计是一项综合性、系统性的设计，它涉及到制动系统的整体设计和零件设计，设计要求中体现了既有对整体的要求，又有对各零件各自性能的要求。对制动系整体性能，除了上面所说的以外，还有使用性能良好，故障少等要求。对零部件除了能实现各自功能外，还要求它与其他组装起来的配合能力，协作能力良好，因此，在制动系统设计前，应先提出制动系统综合设计方案。根据对制动系统的要求，并配合制动系统得结构形式的特点，参考近年来制动系统设计趋势，综合设计题目要求等。普拉多越野车的制动系设计方案确定如下：2.1 制动器结构形式方案盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。 盘式制动器的旋转元件是一个垂向安放且以两侧表面为工作表面的制动盘，其固定摩擦元件一般是位于制动盘两侧并带有摩擦片的制动块。制动时，当制动盘被两侧的制动块夹紧时，摩擦表面便产生作用于制动盘上的摩擦力矩。盘式制动器常用作轿车的车轮制动器。其固定元件则有着多种结构型式，大体上可分为两类。一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有24个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。 全盘式制动器的旋转件也是以端面工作的金属圆盘，其固定元件是呈圆盘形的金色背板和摩擦片。工作时制动盘和摩擦片间的摩擦面间的摩擦面全部接触。钳盘式制动器过去只用做中央制动器，但目前则越来越多的被广泛地被轿车和货车用做车轮制动器，全盘式制动器只有少数汽车采用为车轮制动器，个别情况下还可作为缓速器。按制动钳的结构形式，钳盘式制动器又可分为固定钳式和浮动钳式两种。1）固定钳式盘式制动器固定钳式盘式制动器如图2-1中a）图所示，其制动钳体固定在转向节上，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装有一个活塞。当压力油液进入两个油缸外腔时，推动两个活塞向内将位于制动钳两侧的制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减小时，回味弹簧则将两制动块总成及活塞推离制动盘。固定钳盘式制动器在汽车上的应用较浮动钳式的要早，其制动钳的刚度好，除活塞和制动块外无其他滑动件。但由于需采用两个油缸并分置于制动盘的两侧，使结构尺寸较大，布置也较困难；需两组高精度的液压缸和活塞，成本较高；制动产生的热经制动钳体上的油路传到制动油液，易使其由于温度过高而产生气泡，影响制动效果。另外，由于两侧制动块均靠活塞推动，很难兼用于由机械操纵的驻车制动，必须另加装一套驻车制动用的辅助制动钳，或是采用盘鼓结合式后轮制动器，其中作为驻车用的鼓式制动器由于直径较小，只能是双向增力式的。这种“盘中鼓”的结构很紧凑，但双向增力式制动器的调整不方便。图2-1钳盘式制动器示意图a)定钳盘式制动器；b)滑动钳盘式制动器；c）摆动钳盘式制动器2）浮动钳式盘式制动器浮动钳盘式制动器的制动钳体是浮动的。其浮动方式有两种，如图b)滑动钳盘式制动器c)摆动钳盘式制动器。它们的制动油缸都是单侧的，且与油缸同侧的制动块总成为活动的，而另一侧的制动块总成则固定在钳体上。制动时在油液压力作用下，活塞推动该侧活动的制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动块总成的受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在于与制动盘垂直的平面内摆动。这就要求制动摩擦衬片为楔形的，摩擦表面对其背面的倾斜角为6左右。在使用过程中，摩擦衬块逐渐磨损到各处残存厚度均为1mm后既应更换。当浮动钳式盘式制动器兼用作行车制动器和驻车制动器时，可不必加设驻车制动用的制动钳，而只需在行车制动钳的液压油缸附近加装一些用于推动液压油缸活塞的驻车制动用的机械传动件即可。浮动钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，其结构简单，造价低廉，易于布置，结构尺寸紧凑可将制动器进一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车制动和驻车制动由于浮动钳没有跨越制动盘的油道和油管，减少了油液的受热机会，单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮遮蔽较少，使冷却条件较好。另外，单侧油缸的活塞比两侧油缸的活塞要长， 图2-2 盘式制动器结构图也增大了油缸的散0热面积，因此制动油液温度比定钳式的低3050，汽化的可能性较小。但由于制动钳体为浮动的，必须设法减少滑动处或摆动中心处的摩擦，磨损和噪声。经过前面各式制动器的优缺点的比较后，由于滑动钳盘式制动器有结构紧凑，制动块磨损均匀的优点，前轮采用了滑动钳盘式制动器。后轮采用DBA浮动钳盘式制动器，兼起驻车制动器的作用。2.2 液压制动管路布置方案为了提高制动驱动机构的工作可靠性，保证行车安全，制动驱动架构至少应有两套独立的系统，即应是双管路制动系统，也就是说应将汽车的全部制动的液压或气压管路分成两个或更多个相互独立的回路，以便当一个回路发生故障失效时，其它完好的回路仍能可靠的工作。图2-3为双轴汽车的液压式制动驱动机构的双回路系统的5种分路方案图。选择分路方案时，主要是考虑其制动效能的损失程度、制动力的不对称情况和回路系统的复杂程度等。图（a）为前、后轮制动管路各成独立的回路系统，即一轴对一轴的分路形式。其特点是管路布置最为简单，可与传统的单轮缸鼓式制动器相配合，成本较低。图（b）为前后制动管路曾对角连接的两个独立的回路系统，即前轴的一侧车轮制动器与后桥的对测车轮制动器同属于一个回路称交叉型，简称X型。其特点是结构也很简单，一回路失效时仍能保持50%的制动效能，并且制动力的分配系数和同步附着系数没有变化，保证了制动时与整车负荷的适应性。此时前、后各有一侧车轮有制动作用，使制动力不对称，导致前轮将朝制动起作用车轮的一侧绕主销转动，使汽车失去方向稳定性。图（c）的左、右前轮制动器的半数轮缸与全部后轮制动器轮缸构成一个独立的回路，而两前轮制动器的另半数轮缸构成另一回路，可看成是一轴半对半个轴的分路形式，简称HI型。图（d）的两个独立的回路分别为两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器所组成，即半个轴与一轮对另半个轴与另一轮的形式，简称LL型。图（e）的两个独立的回路均由每个前、后制动器的半数缸所组成，即前、后轴对前、后半个轴的分路形式，简称HH型。这种形式的双回路制动效能最好。HI，LL，HH型的结构均较复杂。LL型与HH型在任一回路失效时，前、后制动力的比值均与正常情况下相同，且剩余的总制动力可达到正常值的50%左右。HI型单用回路3，即一轴办时剩余制动力较大，但此时与LL型一样，在紧急制动时后轮急易先抱死。综合各方面的因素和比较各回路形式的优缺点。选择了X型回路。 图a) 图b) 图c) 图d) 图e)图2-3 双轴汽车液压双回路系统的5种分路方案图1双腔制动主缸2双回路系统的一个回路3双回路系统的另一分路2.3 制动主缸的设计方案为了提高汽车的行驶安全性，根据交通法规的要求，现代汽车的行车制动装置均采用了双回路制动系统。双回路制动系统的制动主缸为串列双腔制动主缸，单腔制动主缸已被淘汰。本设计制动主缸采用串列双腔制动主缸。该主缸相当于两个单腔制动主缸串联在一起而构成。储蓄罐中的油经每一腔的空心螺栓和各自旁通孔、补偿孔流入主缸的前、后腔。在主缸前、后工作腔内产生的油压，分别经各自得出油阀和各自的管路传到前、后制动器的轮缸。主缸不制动时，前、后两工作腔内的活塞头部与皮碗正好位于前、后腔内各自得旁通孔和补偿孔之间。当踩下制动踏板时，踏板传动机构通过推杆推动后腔活塞前移，到皮碗掩盖住旁通孔后，此腔油压升高。在液压和后腔弹簧力的作用下，推动前腔活塞前移，前腔压力也随之升高。当继续踩下制动踏板时，前、后腔的液压继续提高，使前、后制动器制动。撤出踏板力后，制动踏板机构、主缸前、后腔活塞和轮缸活塞在各自的回位弹簧作用下回位，管路中的制动液借其压力推开回油阀留回主缸，于是解除制动。若与前腔相连接的制动管路损坏漏油时，则踩下制动踏板时，只有后腔中能建立液压，前腔中无压力。此时在液压差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端顶到主缸缸体上。此后，后缸工作腔中的液压方能升高到制动所需的值。若与后腔连接的制动管路损坏漏油时，则踩下制动踏板时，起先只有后缸活塞前移，而不能推动前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液压。但在后腔活塞直接顶触前缸活塞时，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液压而制动。由此可见，采用这种主缸的双回路液压制动系，当制动系统中任一回路失效时，主缸仍能工作，只是所需踏板行程加大，导致汽车制动距离增长，制动力减小。2.4 制动驱动机构形式方案制动驱动机构将来自驾驶员或是其它力源的力传给制动器，使之产生需要的制动转矩。制动系工作的可靠性在很大程度上取决于制动驱动机构的结构和性能。所以对制动驱动机构首先要求工作可靠；其次是制动转矩的产生和撤除都应尽可能快，充分发挥汽车的制动性能；再次是操纵轻便省力；最后是加在踏板上的力 和踩下踏板的距离应该与制动器中产生的制动转矩有一定的比例关系。根据制动力源的不同，制动驱动机构一般可以分为简单制动、动力制动和伺服制动三大类。2.4.1 简单制动系简单制动系即人力制动系，是靠驾驶员作用于制动踏板上或手柄上的力作为制动力源，而力的传递方式又有机械式和液压式两种。机械式的靠杆系或钢丝绳传力，结构简单，造价低廉，工作可靠，但机械效率低，因此仅用于中小型汽车的驻车制动器。由于驻车制动系必须可靠的保证汽车在原地停驻并在任何情况下不致自动滑行。这一点只有用机械锁止方式才能实现，所以普拉多越野车的驻车制动系采用了机械传动装置。液压式的简单制动系通常简称为液压制动系，用于行车制动装置。其优点是作用滞后时间短（0.1s0.3s），工作压力大（可达10MPa12MPa），缸径尺寸小，可布置在制动器内部作为制动蹄的张开机构或制动块的压紧机构，使之结构简单，紧凑，质量小，造价低。但其有限的力传动比限制了它在汽车上的使用范围。液压式简单制动系曾广泛用于轿车、轻型及以下的货车和部分中型货车上。但由于其操纵架构较沉重，不能适应现代汽车提高操纵轻便性的要求，故当前仅用于微型汽车上，在轿车和轻型汽车上已极少采用。2.4.2 动力制动系动力制动系是以发动机动力形式的气压或液压势能作为汽车制动的全部力源进行制动，而司机作用于制动踏板或手柄上的力仅用于对制动回路中控制元件的操纵。在简单制动系中的踏板力与其行程间的反比例关系在动力制动系中便不复存在，因此，此处的踏板较小且可有适当的踏板行程。2.4.3 伺服制动系伺服制动系在人力液压制动系的基础上加设一套由其他能源提供的助力装置，使人力与动力可兼用，即兼用人力和发动机动力作为制动能源的制动系。在正常情况下，其输出工作压力主要由动力伺服系统产生，而在动力伺服系统失效时，仍可全由人力驱动液压系统产生一定程度的制动力。因此，在中级以上的轿车及轻、中型客、货汽车上得到广泛的应用。普拉多越野车制动驱动机构设计当中，通过计算所需的制动力仅靠人力是不够,所以我选择加装了液压伺服制动系来弥补制动力不足的问题。第3章 制动系统主要参数的确定3.1 普拉多越野车主要技术参数：汽车总质量：空载时G=2190kg 满载时G=2650kg轴距：L=2790mm载荷分配：前轴满载质量G=1450kg后轴满载质量G=1440kg 前轴空载质量G=1180kg后轴空载质量G=900kg重心高度：满载时hga=820mm空载时hgo=840mm质心距前轴距离：空载时L=1255mm满载时L=1505mm质心距后轴距离：空载时L=1470mm满载时L=1220mm车轮滚动半径：r=298mm汽车最高行驶速度：V=180km/h3.2 盘式制动器主要参数的确定1）制动盘直径D由于普拉多越野车的轮胎规格为245/70R16，可知轮辋直径为1625.4=406.4mm制动盘直径通常为轮辋直径的70%-79%前制动盘直径D选择轮辋直径的74%,则D=300mm。后制动盘直径 D取290mm。2）制动盘厚度h制动盘厚度直接影响制动盘质量，实心制动盘厚度可取10mm20mm,本设计选择了实心制动盘，厚度为12mm。3）摩擦衬块内半径R与外半径R推荐摩擦衬块内半径R与外半径R比值不大于1.5。如取R=140mm，R=100mm4）摩擦材料无石棉材料是以多种金属、有机、无机材料的纤维或粉末代替石棉作为增强材料，其他成分和制造方法与石棉模压摩擦材料大致相同。这种摩擦材料在欧美各国广泛用于轿车的盘式制动器上，已成为制动摩擦材料的主流。3.3 同步附着系数的确定制动制动力分配系数采用恒定值得设计方法。欲使汽车制动时的总制动力和减速度达到最大值，应使前、后轮有可能被制动同步抱死滑移，这时各轴理想制动力关系为 F+F=G 3-1 F/ F=（L2-G）/(L1-hg) 3-2式中：F：前制动器制动力 F：后制动器制动力G：汽车重力L1：汽车质心至前轴中心线的距离L2：汽车质心至后轴中心线的距离hg：汽车质心高度由上式可知，前后轮同时抱死时前、后轮制动器制动力是的函数，如图所示，图上的I曲线即为普拉多越野车的前后轮同时抱死的前后轮制动器制动力的分配曲线（理想的前后轮制动器制动力分配曲线）。如果汽车前后轮制动器制动力能按I曲线的要求匹配，则能保证汽车在不同的附着系数的路面制动时，前后轮同时抱死。然而，目前大多数汽车的前后制动器制动力之比为定值。常用前制动器制动力与汽车总制动力之比来表明分配的比例，称为制动器制动力分配系数，并以符号 来表示，即= F/ F前、后制动器制动器制动力分配系数影响到汽车制动时方向稳定性和附着条件利用程度。要确定值首先要选取同步附着系数。同步附着系数取0.5。3.4 前、后轮制动力分配系数的确定=（L+hg）/L =（1220+0.5820）/2790 =0.6式中 ：同步附着系数L：汽车重心至后轴中心线的距离L：轴距Hg:汽车质心高度3.5 制动器最大制动力矩的确定为保证汽车有良好的制动效能和稳定性，应合理的确定前、后轮制动器制动力矩。对于常遇道路条件较差选取较小的各类汽车，为了保证的良好路面上能够制动到后轴和前轴先后抱死滑移(此时制动强度q=),前后轴的车论制动器所能产生的最大制动力矩为 T=Z=（L+hg）r 3-3 T= 3-4 则 T =T=第4章 制动器的设计与计算4.1 前、后轮盘式制动器制动力矩的计算若衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为 T=2 4-1式中 ：摩擦系数，取0.5：单侧制动块对制动盘的压紧力R：作用半径，取R=R=120mm前轮制动轮缸直径取d=50mm,由 d=2 4-2式中 p:考虑制动力调节装置作用下的轮缸或管路液压，p=8MPa12MPa。取p=12MPaN=P=()=()T=2后轴制动轮缸直径d=45mm, p=12MPaN=P=()=()T=24.2 制动减速性能计算4.2.1 制动减速度假设汽车是在水平的，坚硬的道路上行驶，并且不考虑路面附着条件，因此制动力是由制动器产生。此时 = 4-3式中 ：汽车前、后轴制动转矩的总合。代入数据得=(2654300+2148900)9.8/26509.8298=6.08考虑附着条件，对制动减速度进行验算=成立，故符合条件。4.2.2 制动距离在匀减速度制动时，制动距离S: S= 4-4式中，S以计；为经验系数，对于越野车取0.1；为制动初速度，以计，取；以计。则S=0.180+80/（3.626.08）=48.650.44.2.3 制动衬片的耐磨计算摩擦衬片的磨损与摩擦副的材质，表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。1）比能量耗散率双轴汽车的单个前轮制动器和单个后轮制动器的比能量耗散率分别为 4-5 4-6式中：汽车回转质量换算系数，紧急制动时，； ：汽车总质量； ，：汽车制动初速度与终速度，/；计算时越野车取27.8/； ：制动时间，；按下式计算 ：制动减速度，=0.69.8=5.88； ，：前、后制动器衬片的摩擦面积(200-300)； ：制动力分配系数。则 轿车盘式制动器的比能量耗散率应不大于6.0，故符合要求。2）比滑磨功磨损和热的性能指标可用衬片在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬片面积的滑磨功，即比滑磨功来衡量： 4-7式中：汽车总质量 ：车轮制动器各制动衬片的总摩擦面积，； ：许用比滑磨功，轿车取1000J/1500 J/。 J/1000 J/故符合要求。4.2.4 驻车制动计算1)汽车可能停驻的极限上坡路倾斜角 4-8 = =25.6式中：车轮与轮面摩擦系数，取0.7； ：汽车质心至前轴间距离，； ：轴距，； ：汽车质心高度，。最大驻坡高度应不小于，故符合要求。2）汽车可能停驻的极限下坡路倾斜角 4-9 = =17.2 不小于，故符合要求。第5章 制动驱动机构的设计计算为了确定制动主缸和轮缸直径、制动踏板上的力、踏板行程、踏板机构传动比以及采用助力装置的必要性，必须进行如下的设计计算。5.1 制动轮缸直径的确定前轮盘式制动器制动轮缸直径： 5-1 式中： ：单个制动器制动力； ：盘式制动器制动效能因素； ：制动盘半径。 =15707根据GB7524-87标准规定，前轮缸直径取50后轮盘式制动器制动轮缸直径：取后轮轮缸直径45。5.2 制动轮缸工作容积计算1）一个轮缸的工作容积 5-2式中：一个轮缸活塞的直径； ：轮缸的活塞数目； ：一个轮缸活塞在完全制动时的行程，初选1。前轮轮缸工作容积 后轮轮缸工作容积 2）所有轮缸的总工作容积5.3 制动主缸工作容积与直径的计算制动主缸的工作容积制动主缸直径