毕业设计方案盘式制动器设计项目说明指导书.doc

汽车盘式制动器设计摘要：本文关键是介绍盘式制动器分类和多种盘式制动器优缺点，对所选车型制动器选择方案进行了选择，针对盘式制动器做了关键设计计算，同时分析了汽车在多种附着系数道路上制动过程，对前后制动力分配系数和同时附着系数、利用附着系数、制动效率等做了计算。在满足制动法规要求及设计标准要求前提下，提升了汽车制动性能。关键词：盘式制动器； 制动力分配系数； 同时附着系数； 利用附着系数； 制动效率Automobile disc brake designAbstract：This paper is mainly the disc brake of the classification and various kinds of disc brake of the advantages and disadvantages are introduced, the selection scheme of the chosen vehicle brake was selected and for disc brake do the main design calculation and analysis of the car in a variety of attachment coefficient road on the braking process of, of braking force distribution coefficient and the synchronous adhesion coefficient, utilization coefficient of adhesion, braking efficiency calculated. Under the premise of meeting the requirements of the braking regulation requirement and design principle and improve the braking performance of automobile.Key words: Disc brake,Braking force distribution,coefficient,Synchronization coefficient,Synchronous adhesion coefficient,The use of adhesion coefficient,Braking efficiency 目录第1章 绪论51.1 制动器作用51.2 制动器种类51.3 制动器组成61.4 制动器新发展71.5 对制动器要求71.6 工作任务及要求91.7 制动器研究方案10第2章 制动器机构形式选择112.1 方案选择依据112.2 制动器种类112.3 盘式制动器结构型式及选择122.4 盘式制动器和鼓式制动器优缺点比较152.5 雅阁六代车型制动器结构最终方案16第3章 制动器关键参数及其选择173.1 雅阁六代基础参数确定173.1.1 轮滚动半径 173.2.2 空、满载时轴荷分配173.2.3 空、满载时质心高度183.2 制动力和制动力分配系数183.2 同时附着系数计算223.3 制动器最大制动力矩253.4 利用附着系数和制动效率263.4.1 利用附着系数273.4.2 制动效率E、E283.5 制动器制动性能核实29第4章 制动器关键零件设计计算和校核304.1 制动盘关键参数确定304.1.1 制动盘直径D304.1.2 制动盘厚度h304.2 摩擦衬块关键参数确实定304.2.1 摩擦衬块内半径和外半径304.2.2 摩擦衬块有效半径314.2.3 摩擦衬块面积和磨损特征计算324.2.4 摩擦衬块参数设计校核344.3 驻车制动计算和校核354.4 液压制动驱动机构设计计算374.4.1 制动轮缸直径d和工作容积V374.4.2 制动主缸直径和工作容积384.4.3 制动踏板力394.4.4 踏板工作行程39第5章 制动器关键零件结构设计405.1 制动盘405.1.1 制动盘材料及要求405.1.2 制动盘分类及比较405.2 制动钳415.3 制动块425.4 摩擦材料425.5 盘式制动器工作间隙调整44总 结45致 谢46参考文件47第1章 绪论1.1 制动器作用 汽车制动系是用于使行驶中汽车减速或停车，使下坡行驶汽车车速保持稳定和使已停驶汽车在原地(包含在斜坡上)驻留不动机构。汽车制动系直接影响着汽车行驶安全性和停车可靠性。伴随高速公路快速发展和车速提升和车流密度日益增大，为了确保行车安全、停车可靠，汽车制动系工作可靠性显得日益关键。也只有制动性能良好、制动系工作可靠汽车，才能充足发挥其动力性能。 1.2 制动器种类 汽车制动系最少应有两套独立制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置；重型汽车或常常在山区行驶汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置，牵引汽车还应有自动制动装置。行车制动装置用于使行驶中汽车强制减速或停车，并使汽车在下短坡时保持合适稳定车速。其驱动机构常采取双回路或多回路结构，以确保其工作可靠。 驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至在斜坡上它也有利于汽车在坡路上起步。驻车制动装置应采取机械式驱动机构而不用液压或气压驱动，以免其产生故障。 应急制动装置用于当行车制动装置意外发生故障而失效时，则可利用其机械力源(如强力压缩弹簧)实现汽车制动。应急制动装置无须是独立制动系统，它可利用行车制动装置或驻车制动装置一些制动器件。应急制动装置也不是每车必备。因为一般手力驻车制动器也能够起到应急制动作用。 辅动装置用在山区行驶汽车上，利用发动机排气制动或电涡流制动等辅助制动装置，可使汽车下长坡时长时间而连续地减低或保持稳定车速，并减轻或解除行车制动器负荷。通常，在总质量大于5t客车上和总质量大于12t载货汽车上装备这种辅助制动-减速装置。 自动制动装置用于当挂车和牵引汽车连接制动管路渗漏或断开时，能使挂车自动制动。 1.3 制动器组成 制动器组成任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成(图1-1所表示)。制动器有鼓式和盘式之分。行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮；而驻车制动则多采取手制动杆操纵(但也有用脚踏板操纵，见图1-1)，且利用专设中央制动器或利用车轮制动器进行制动。利用车轮制动器时，绝大部分驻车制动器用来制动两个后轮，有些前轮驱动车辆装有前轮驻车制动器。中央制动器在变速器以后传动系中，用于制动变速器第二轴或传动轴。行车制动和驻车制动这两套制动装置，必需含有独立制动驱动机构，而且每车必备。行车制动装置驱动机构分液压和气压两种型式。用液压传输操纵力时还应有制动主缸、制动轮缸和管路；用气压操纵时还应有空气压缩机、气路管道、储气罐、控制阀和制动器室。1 （a） 前后轮均安装盘式制动器；（b）前轮盘式制动器，后轮鼓式制动器1-前盘式制动器；2-防抱死系统导线；3-主缸和防抱死装置；4-液压制动助力器；5-后盘式制动器；6-防抱死电子控制器（ECU）；7-驻车制动操纵杆；8-制动踏板； 9-驻车制动踏板；10-后鼓式制动器；11-组合阀；12-制动主缸；13-真空助力器 图1-1 汽车制动系统组成1.4 制动器新发展 伴随电子技术飞速发展，汽车防抱死制动系统(antilock braking system，ABS)在技术上已经成熟，开始在汽车上普及。它是基于汽车轮胎和路面间附着特征而开发高技术制动系统。它能有效地预防汽车在应急制动时因为车轮抱死使汽车失去方向稳定性而出现侧滑或失去转向能力危险，并缩短制动距离，从而提升了汽车高速行驶安全性。 多年来还出现了集ABS功效和其它扩展功效于一体电子控制制动系统(EBS)和电子制动助力系统(BAS)。前者适适用于重型汽车和汽车列车，它是用电子控制方法替换气压控制方法，可依据制动踏板行程、车轮载荷和制动摩擦片磨损情况来调整各车轮制动气室压力。它不仅能够较大地降低制动反应时间，缩短制动距离，提升牵引车和挂车制动协调性，还能使制动力分配更为合理；后者(即制动助力系统)适适用于轿车，即当出现紧急情况而驾驶员又未能立即地对制动踏板施加足够大力时，该系统能自动地加以识别并触发电磁阀。使真空助力器在极短时间内实现助力作用，从而实现显著地缩短制动距离目标。 为了预防汽车发生追尾碰撞事故，部分汽车生产大国全部在致力于车距报警及防追尾碰撞系统研究。这种系统是用激光雷达或用微波雷达对前方车辆等障碍物进行监测，若测出实际车距小于安全车距，则会发出警报；若驾驶员仍无反应，则会自动地对汽车施行制动。在部分轿车上已开始装用这种系统。 为了节省燃油消耗，降低排放并减轻制动器工作负荷，制动能回收系统早已成为一个研究课题，方便将制动能储存起来，在需要时再释放出来加以利用。以前这项研究关键针对城市公共汽车，多采取飞轮储能和液压储能方法，但因为种种原因未能推广应用。多年来，伴随电动汽车及混合动力汽车研制已取得突破性进展，制动能回收系统又为部分电动汽车所采取，在减速或下坡时可将驱动电机转变为发电机，使之产生制动作用；同时可用发出电流使蓄电池充电，以节省能源，增加电动汽车和混合动力汽车行驶里程。21.5 对制动器要求 汽车制动系应满足以下要求。 1、应能适应相关标准和法规要求。各项性能指标除应满足设计任务书要求和国家标准、法规制订相关要求外，也应考虑销售对象所在国家和地域法规和用户要求。 2、含有足够制动效能，包含行车制动效能和驻车制动效能。行车制动效能是由在一定制动初速度下及最大踏板力下制动减速度和制动距离驻坡效能是以汽车在良好路面上能可靠而无时间限制地停驻最大坡度()来衡量，通常应大于25。 3、工作可靠。为此，汽车最少应有行车制动和驻车制动两套制动装置，且它们制动驱动机构应是各自独立，而行车制动装置制动驱动机构最少应有两套独立管路，当其中一套失效时，另一套应确保汽车制动效能不低于正常值30；驻车制动装置应采取工作可靠机械式制动驱动机构。 4、制动效能热稳定性好。汽车高速制动、短时间频繁反复制动，尤其是下长坡时连续制动，均会引发制动器温升过快，温度过高。尤其是下长坡时独立管路可使制动器摩擦副温度达成300400有时甚至高达700。此时，制动器摩擦系数会急剧减小，使制动效能快速下降而发生所谓热衰退现象。制动器发烧衰退，经过散热、降温和一定次数缓解使用，使摩擦表面得到磨合，其制动效能重新恢复，这称为热恢复。提升摩擦材料高温摩擦稳定性，增大制动鼓、盘热容量，改善其散热性或采取强制冷却装置，全部是提升抗热衰退方法。 5、制动效能水稳定性好。制动器摩擦表面浸水后，会因水润滑作用而使摩擦副摩擦系数急剧减小而发生所谓“水衰退”现象。通常要求在出水后反复制动515次，即应恢复其制动效能。良好摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢复快速。另外也应预防泥沙、污物等进入制动器摩擦副工作表面，不然会使制动效能降低并加速磨损。一些越野汽车为了预防水和泥沙进入而采取封闭制动器方法。 6、制动时汽车操纵稳定性好。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、后轮制动器制动力矩应有合适百分比，最好能随各轴间载荷转移情况而改变；同一车轴上左、右车轮制动器制动力矩应相同。不然目前轮抱死而侧滑时，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、右轮制动力矩差值超出15时，会在制动时发生汽车跑偏。 7、制动踏板和手柄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，能降低疲惫。踏板行程：对轿车应小于150mm；对货车应小于170mm，其中考虑了摩擦衬片或衬块许可磨损量。制动手柄行程应小于160mm200mm。各国法规要求，制动最大踏板力通常为500N(轿车)700N(货车)。设计时，紧急制动(约占制动总次数510)踏板力选择范围：轿车为200N300N货车为350N550N采取伺服制动或动力制动装置时取其小值。应急制动时手柄拉力以小于400N500N为宜；驻车制动手柄拉力应小于500N(轿车)700N(货车)。 8、作用滞后时间要尽可能短，包含从制动踏板开始动作至达成给定制动效能水平所需时间(制动滞后时间)和从放开踏板至完全解除制动时间(解除制动滞后时间)。 9、制动时不应产生振动和噪声。 10、和悬架、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发自行制动。 11、制动系中应有音响或光信号等警报装置，方便能立即发觉制动驱动机件故障和功效失效；制动系中也应有必需安全装置，比如一旦主、挂车之间连接制动管路损坏，应有预防压缩空气继续漏失装置。 12、能全天候使用。气温高时液压制动管路不应有气阻现象；气温低时，气制动管路不应出现结冰现象。 13、制动系机件应使用寿命长，制造成本低；对摩擦材料选择也应考虑到环境保护要求，应努力争取减小制动时飞散到大气中有害于人体石棉纤维3 1.6 工作任务及要求经过学习了解、查阅资料设计本田雅阁六代前后制动器，本车型基础参数见表11：表11 本田雅阁六代(前置前驱）参数长 宽 高4795mm1785mm 1455mm轴距2715mm整备质量1423kg最大功率110kw前轮距1555mm最大扭矩206nm后轮距1535mm轮胎尺寸195/65R15质心高度（空载）640mm最高车速190km/h质心高度（满载）670mm满载总质量2505kg依据所给乘用车技术参数及性能参数，并综合考虑制动器设计要求，以下：1、含有足够制动效能；2、工作可靠；3、在任何速度下制动时，汽车全部不应丧失操纵性和方向稳定性；4、预防水和污泥进入制动器工作表面；5、制动能力热稳定性良好；6、操纵轻便，并含有良好随动性；7、制动时，制动系产生噪声尽可能小，同时努力争取降低散发出对人体有还石棉纤维等物质，以降低公害；8、作用滞后性应尽可能好；9、摩擦衬片应有足够使用寿命；10、摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙机构，且调整间隙工作轻易，最好设置自动调整间隙机构；11、当制动驱动装置任何元件发生故障并是使基础功效遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警提醒。结合以上参数及要求，合适考虑经济原因，设计一款适宜汽车制动器并经过绘图软件将该制动器进行建模。1.7 制动器研究方案1、制动器结构方案分析及选择。分析该乘用车制动器设计要求，经过比较、计算和查阅相关资料，选出适合结构方案；2、制动系关键参数及其选择。选择制动力、制动力分配系数、制动强度、最大制动力矩等；3、制动器设计和计算。依据所选方案和参数，分析计算制动器制动因数、摩擦衬块磨损特征，核实制动器热容量和温升等；4、制动器关键零部件结构设计和计算；5、制动驱动机构结构形式选择和设计计算；6、综合上述设计和计算，用绘图软件绘制该制动器零部件图及总部署图。小结：本章简述了制动器作用、组成和发展，并对设计所用车型进行选择，依据所选车型各个参数提出了对制动器设计提出了要求。最终，制订了设计制动器大致方案。第2章 制动器机构形式选择2.1 方案选择依据制动系统方案选定，依据所参考汽车关键结构参数、制动系统结构和制动性能来初步选定。还必需考虑本课题对制动器提出要求，参考同类型车辆制动系统机构，再满足制动系统性能要求前提下，同时还应考虑社会及市场需求、是否符合生产发展水平和成本原因。2.2 制动器种类 汽车制动器按其在汽车上位置分为车轮制动器和中央制动器。前者安装在车轮处，并用脚踩制动踏板进行操纵，故又称为脚制动；后者安装在传动系某轴上，比如变速器或分动器第二轴后端或传动轴前端，并用手拉操纵杆进行操纵，故又称为手制动。 摩擦式制动器按其旋转元件形状分为鼓式和盘式两大类。 鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种结构型式。内张型鼓式制动叠摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥前梁或后桥桥壳半轴套管凸缘上（对车轮制动器）或变速器、分动器壳或和其相固定支架上（对中央制动器），其旋转摩擦元件为制动鼓。车轮制动器制动鼓均固定在轮毂上，而中央制动器制动鼓则固定在变速器或分动器第二轴后端。制动时，利用制动鼓圆柱内表面和制动蹄摩擦蹄片外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓外圆柱表面和制动带摩擦片内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作部分汽车中央制动器，但现代汽车已极少采取。因为外束型鼓式制动器通常简称为带式制动器，而且在现代汽车上已极少采取，所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构。 盘式制动器旋转元件是一个垂向安放且以两侧表面为工作面制动盘，其固定摩擦元件通常是在制动盘两侧并带有摩擦片制动块。制动时，当制动盘被两侧制动块夹紧时，摩擦表面便产生作用于制动盘上摩擦力矩。盘式制动器常见作轿车车轮制动器，也可用作多种汽车中央制动器。3 车轮制动器关键用作行车制动装置，有也兼作驻车制动之用。 鼓式制动器和盘式制动器结构型式有多个，其关键结构型式(图2-1）所表示。图2-1 制动器结构选型2.3 盘式制动器结构型式及选择 按摩擦副中固定元件结构不一样，盘式制动器分为钳盘式和全盘式制动器两大类。 钳盘式制动器固定摩擦元件是两块带有摩擦衬块制动块，后者装在以螺栓固定于转向节或桥壳上制动钳体中。两块制动块之间装有作为旋转元件制动盘，制动盘用螺栓固定于轮毂上。制动块摩擦衬块和制动盘接触面积很小，在盘上所占中心角通常仅约3050，所以这种盘式制动器又称为点盘式制动器。其结构较简单，质量小，散热性很好，且借助于制动盘离心力作用易于将泥水、污物等甩掉，维修也方便。但因为摩擦衬块面积较小，制动时其单位压力很高，摩擦面温度较高，故对摩擦材料要求较高。 1转向节（或桥壳）2调整垫片3活塞4制动块总成5-导向支承销 6制动钳体7轮辋8回位弹簧9制动盘10轮毂图2-2 固定钳式盘式制动器全盘式制动器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。用得较多是多片全盘式制动器，方便取得较大制动力。但这种制动器散热性能较差，故多为油冷式，结构较复杂4。钳盘式制动器按制动钳结构型式又可分为以下多个： 1、固定钳式盘式制动器 图2-2 所表示，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活塞外腔时，推进两个活塞向内将在制动盘两侧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，回位弹簧又将两制动块总成及活塞推离制动盘。这种型式也称为对置活塞式或浮动活塞式固定钳式盘式制动器。 2、浮动钳式盘式制动器 浮动钳式盘式制动器制动钳体是浮动。其浮动方法有两种，一个是制动钳体可作平行滑动；另一个是制动钳体可绕一支承销摆动(见图2-3)。所以有滑动钳式盘式制动器和摆动钳式盘式制动器之分。但它们制动油缸均为单侧，且和油缸同侧制动块总成是活动，而另一侧制动块总成则固定在钳体上。制动时在油液压力作用下，活塞推进该侧活动制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推进制动钳体连同固定于其上制动块总成压向制动盘另一侧，直到两侧制动块总成受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在和制动盘垂直平面内摆动。这么就要求制动摩擦衬块应预先做成楔形(摩擦表面对后面倾斜角为6左右)。在使用过程中，摩擦衬块逐步磨损到各处残余厚度均匀(通常约为l mm)后即应更换。 (a)滑动钳式盘式制动器 (b)摆动钳式盘式制动器 1制动盘;2制动钳体;3制动块总成;4带磨损警报装置制动块总成; 5活塞; 6制动钳支架; 7导向销图2-3 浮动钳式盘式制动器工作原理图固定钳式盘式制动器在汽车上应用是早于浮动钳式，其制动钳刚度好，除活塞和制动块外无其它滑动件，但因为需采取两个油缸分置于制动盘两侧，使结构尺寸较大，部署较困难；需两组高精度液压缸和活塞，成本较高；制动热经制动钳体上油路传给制动油液，易使其因为温度过高而产生气泡影响制动效果。另外，因为两侧制动块均靠活塞推进，难于兼用于由机械操纵驻车制动，必需另加装一套驻车制动用辅助制动钳，或是采取盘鼓结合式后轮制动器，其中作为驻车用鼓式制动器因为直径较小，只能是双向增力式，这种“盘中鼓”结构很紧凑，但双向增力式制动器调整不方便5。 浮动钳式盘式制动器只在制动盘一侧装油缸，结构简单，造价低廉，易于部署，结构尺寸紧凑，能够将制动器深入移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车和驻车制动。浮动钳因为没有跨越制动盘油道或油管，降低了油液受热机会，单侧油缸又在盘内侧，受车轮遮蔽较少，使冷却条件很好。另外，单侧油缸活塞比两侧油缸活塞要长，也增大了油缸散热面积，所以制动油液温度比固定钳式低3050，汽化可能性较小。但因为制动钳体是浮动，必需设法降低滑动处或摆动中心处摩擦、磨损和噪声6。2.4 盘式制动器和鼓式制动器优缺点比较 1、热稳定性很好。这是因为制动盘对摩擦衬块无摩擦增力作用，还因为制动摩擦衬块尺寸不长，其工作表面面积仅为制动盘面积126，故散热性很好。 2、水稳定性很好。因为制动衬块对盘单位压力高，易将水挤出，同时在离心力作用下沾水后也易于甩掉，再加上衬块对盘擦拭作用，所以，出水后只需经一、二次制动即能恢复正常；而鼓式制动器则需经过十余次制动方能恢复正常制动效能。 3、制动稳定性好。盘式制动器制动力矩和制动油缸活塞推力及摩擦系数成线性关系，再加上无自行增势作用，所以在制动过程中制动力矩增加较和缓，和鼓式制动器相比，能确保高制动稳定性。 4、制动力矩和汽车前进和后退行驶无关。 5、在输出一样大小制动力矩条件下，盘式制动器质量和尺寸比鼓式要小。6、盘式摩擦衬块比鼓式摩擦衬片在磨损后更易更换，结构也较简单，维修保养轻易。 7、制动盘和摩擦衬块间间隙小(0.050.15mm)，这就缩短了油缸活塞操作时间，并使制动驱动机构力传动比有增大可能。 8、制动盘热膨胀不会像制动鼓热膨胀那样引发制动踏板行程损失，这也使间隙自动调整装置设计能够简化。 9、易于组成多回路制动驱动系统，使系统有很好可靠性和安全性，以确保汽车在任何车速下各车轮全部能均匀一致地平稳制动。 10、能方便地实现制动器磨损报警，方便立即更换摩擦衬块。 盘式制动器关键缺点是难以完全预防尘污和锈蚀(但封闭多片全盘式制动器除外)；兼作驻车制动器时，所需附加驻车制动驱动机构较复杂，所以有汽车采取前轮为盘式后轮为鼓式制动系统；另外，因为无自行增势作用，制动效能较低，中型轿车采取时需加力装置7。2.5 雅阁六代车型制动器结构最终方案汽车制动简单来讲，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。所以，散热对制动系统是十分关键。假如制动系统常常处于高温状态，就会阻碍能量转换过程，造成制动性能下降。越是跑得快汽车，制动起来所产生热量越大，对制动性能影响也越大。处理好散热问题，对提升汽车制动性能也就起了事倍功半作用。所以，现代轿车车轮除了使用铝合金车圈来降低运行温度外，还倾向于采取散热性能很好盘式制动器。当然，盘式制动器也有自己缺点。比如对制动器和制动管路制造要求较高，摩擦片耗损量较大，成本贵，而且因为摩擦片面积小，相对摩擦工作面也较小，需要制动液压高，必需要有助力装置车辆才能使用。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。四轮轿车在制动过程中，因为惯性作用，前轮负荷通常占汽车全部负荷70%80%，因以前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本，就采取前轮盘式制动，后轮鼓式制动方法。但伴随轿车车速不停提升，多年来采取盘式制动器轿车日益增多，通常全部采取了盘式制动器。纵观现代汽车市场，伴随人类对汽车安全性能重视加剧，为了保持制动力系数稳定性和考虑到盘式制动器优点，在乘用车车领域盘式制动器已基础替换鼓式制动器，尤其是浮动钳盘式。依据制动盘不一样，盘式制动器还可分为一般盘式和通风盘式。一般盘式我们比较轻易了解，就是实心。通风盘式就是空心，顾名思义含有通风功效，指是汽车在行使当中产生离心力能使空气对流，达成散热目标，这是由盘式碟片特殊结构决定。从外表看，它在圆周上有很多通向圆心洞空，这些洞空是经一个特殊工艺（slotteded drilled）制造而成，所以比一般盘式散热效果要好很多。因为制造工艺和成本关系，通常中高级轿车中普遍采取前通风盘、后一般盘制动片。如Passat,Vento Golf2.0,Corrado等车，部分高级轿车采取前后通风盘8。综合其制动性能和其成本，此次乘用车设计，前后轮均采取定钳式（水平对置）盘式制动器。其中前轮制动盘选择通风盘，后轮选择一般盘，而且在后轮上设置驻车制动传动装置。第3章 制动器关键参数及其选择盘式制动器设计通常步骤为：依据设计要求，所给数据，依据国家标正确定出整车总部署参数。在相关整车总部署参数及制动器结构型式确定以后，依据已给参数并参考已经有相同级汽车同类型制动器，初选制动器关键参数，并据以进行制动器结构初步设计；然后进行制动力矩和磨损性能验算，并和所要求数据比较，直抵达成设计要求。以后再依据各项演算和比较结果，对初选参数进行必需修改，直到基础性能参数能满足使用要求为止；最终进行具体结构设计和分析。3.1 雅阁六代基础参数确定3.1.1 轮滚动半径 因为雅阁六轿车采取轮胎规格为 195/65R15 91V其中名义断面宽度为195mm，扁平率为65%，轮毂名义直径为15英寸，换算过来为1525.4=381mm。故车轮滚动半径为=（381+219565%）2=317.25mm空、满载时质心距前轴距离，；空、满载时质心距后轴距离，空载时，=1080mm , =1635mm；满载时，=1345mm，=1370mm3.2.2 空、满载时轴荷分配空载时，前轴负荷：(31)后轴负荷： (32)满载时，前轴负荷：(33)后轴负荷：(34)3.2.3 空、满载时质心高度空载时，满载时，3.2 制动力和制动力分配系数汽车制动时，假如忽略路面对车轮滚动阻力矩和汽车回转质量惯性力矩，则任一角速度0车轮，其力矩平衡方程为:(35)式中为制动器对车轮作用制动力矩，即制动器摩擦力矩，其方向和车轮旋转方向相反，Nm；为地面作用于车轮上制动力，即地面和轮胎之间摩擦力，又称地面制动力，其方向和汽车行驶方向相反，N；为车轮有效半径，m。令(36)并称之为制动器制动力，和地面制动力方向相反，当车轮角速度0时，大小亦相等，且仅由制动器结构参数所决定。即取决于制动器结构型式、尺寸、摩擦副摩擦系数及车轮有效半径等，并和制动踏板力即制动系液压或气压成百分比。当加大踏板力以加大，和均随之增大。但地面制动力受着附着条件限制，其值不可能大于附着力，即 (37)或(38)式中 为轮胎和地面间附着系数；Z为地面对车轮法向反力，N。当制动器制动力和地面制动力达成附着力值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。以后制动力矩即表现为静摩擦力矩，而即成为和相平衡以阻止车轮再旋转周缘力极限值。当制动到=0以后，地面制动力达成附着力值后就不再增大，而制动器制动力因为踏板力增大使摩擦力矩增大而继续上升图31。图31 制动过程中地面制动力、制动器制动力及附着力关系依据汽车制动时整车受力分析图32，考虑到制动时轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮法向反力，为：(391) (392)式中 G为汽车所受重力，N； L为汽车轴距,mm；为汽车质心离前轴距离，mm；为汽车质心离后轴距离，mm；汽车质心高度，mm；g为重力加速度，m/s。图32 制动时汽车受力图汽车总地面制动力为： (310)式中 q（）为制动强度，亦称比减速度或比制动力；，为前后轴车轮地面制动力，N。由以上两式可求得前、后轴车轮附着力为： (311) (312)上式表明：汽车在附着系数为任意确定值路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数，而是制动强度q或总制动力函数。当汽车各车轮制动器制动力足够时，依据汽车前、后轴轴荷分配，前、后车轮制动器制动力分配、道路附着系数和坡度情况等，制动过程可能出现情况有三种，即1、前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑；2、后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑；3、前、后轮同时抱死拖滑。在以上三种情况中，显然是最终一个情况附着条件利用得最好。由式(310)、式(311)和式(312)求得在任何附着系数路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充足利用条件是： (313)式中 为前轴车轮制动器制动力，N，；为后轴车轮制动器制动力，N，；为前轴车轮地面制动力，N；为后轴车轮地面制动力，N；，为地面对前、后轴车轮法向反力，N； G为汽车重力，N；，为汽车质心离前、后轴距离,mm；为汽车质心高度，mm。由式(313)可知，前、后车轮同时抱死时，前、后轮制动器制动力，是函数。由式(313)中消去，得： (314)将上式绘成以，为坐标曲线，即为理想前、后轮制动器制动力分配曲线，简称I曲线，图33所表示。假如汽车前、后制动器制动力，能按I曲线规律分配，则能确保汽车在任何附着系数路面上制动时，全部能使前、后车轮同时抱死。然而，现在大多数两轴汽车尤其是货车前、后制动器制动力之比值为一定值，并以前制动和汽车总制动力之比来表明分配百分比，称为汽车制动器制动力分配系数： (315)图33 某汽车I曲线和曲线又因为在附着条件所限定范围内，地面制动力在数值上等于对应制动周缘力，故又可通称为制动力分配系数。3.2 同时附着系数计算式 (315) 可表示为： (316)上式在图33中是一条经过坐标原点且斜率为(1-)/直线，它是含有制动器制动力分配系数为汽车实际前、后制动器制动力分配线，简称线。图中线和I曲线交于B点，可求出B点处附着系数=,则称线和I曲线交点处附着系数为同时附着系数。它是汽车制动性能一个关键参数，由汽车结构参数所决定。同时附着系数计算公式是： (317)对于前、后制动器制动力为固定比值汽车，只有在附着系数等于同时附着系数路面上，前、后车轮制动器才会同时抱死。当汽车在不一样值路面上制动时，可能有以下情况： 1、当，线在I曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时轻易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。3、当=，制动时汽车前、后轮同时抱死，是一个稳定工况，但也失去转向能力。为了预防汽车前轮失去转向能力和后轮产生侧滑，期望在制动过程中，在立即出现车轮抱死但尚无任何车轮抱死时制动减速度，为该车可能产生最高减速度。分析表明，汽车在同时附着系数路面上制动(前、后车轮同时抱死)时，其制动减速度为，即q=，q为制动强度。而在其它附着系数路面上制动时，达成前轮或后轮立即抱死时制动强度q，这表明只有在=路面上，地面附着条件才得到充足利用。附着条件利用情况可用附着系数利用率 (或附着力利用率)来表示，可定义为： (318)式中 为汽车总地面制动力，N；G为汽车所受重力，N；Q为制动强度。当=时， q=，=1，利用率最高。当今道路条件大为改善，汽车行驶速度也大为提升，所以汽车因制动时后轮先抱死引发后果十分严重。因为车速高，它不仅会引发侧滑甩尾甚至会调头而丧失操纵稳定性。后轮先抱死情况是最不期望发生。所以各类轿车和通常载货汽车值有增大趋势。怎样选择同时附着系数，是采取恒定前后制动力分配比汽车制动系设计中一个较关键问题。在汽车总重和质心位置已定条件下，数值就决定了前后制动力分配比。选择和很多因数相关。首先，所选应使得在常见路面上，附着系数利用率较高。具体而言，若关键是在很好路面上行驶，则选值可偏高些，反之可偏低些。从紧急制动见解出发，值宜取高些。汽车若常带挂车行驶或常在山区行驶，值宜取低些。另外，选择还和汽车操纵性、稳定性具体要求相关，和汽车载荷情况也相关。总而言之，选择是一个综合性问题，上述各因数正确要求往往是相互矛盾。所以，不可能选一尽善尽美值，只有依据具体条件不一样，而有不一样侧关键。依据设计经验，空满载同时附着系数和应在下列范围内：轿车：0.650.80；轻型客车、轻型货车：0.550.70；大型客车及中重型货车：0.450.65。怎样选择同时附着系数，是采取恒定前后制动力分配比汽车制动系设计中一个较关键问题。在汽车总重和质心位置已定条件下，数值就决定了前后制动力分配比。理想情况下，前后车轮同时抱死，前后制动器制动力计算依据所给定技术参数、公式、。取分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时计算空载和满载制动器制动力，列表如表3-1：表3-1 值不一样时空载及满载制动力值空载满载0.10.54.0321.690.640.521.230.21.131.601.881.340.991.350.31.770.821.162.101.401.50.42.371.002.372.901.761.650.53.21.132.833.752.071.810.63.981.213.294.662.322.000.74.821.243.895.632.522.230.85.701.224.676.652.672.230.96.621.165.717.722.603.01.07.61.057.248.842