轿车制动器设计.doc

1、摘要汽车的制动器是汽车行驶安全的保证，许多国家对汽车制动器制定了不同的标准。本次设计参考各类品牌轿车的制动器，比较各类制动器之间的性能和结构，选择了最适合轿车使用的浮动钳盘式制动器进行设计。选定2015款福克斯车型作为本次轿车制动器设计的对象，对制动器制动盘、制动衬块进行设计，对制动钳体、制动盘和摩擦材料进行选取和对磨损特性进行校核，对制动器驱动机构的液压主缸和制动轮缸的容积进行计算，最后对制动器的制动效能进行校核。关键词：制动器；制动盘；制动钳；液压缸AbstractAutomobilebrakeistheguaranteeofsafedriving,andmanycountrieshave

2、for mulated diffierentcriterionsforautomobilebrake.Thisdesign,whichrefers to various brand of car criterions.After comparing the performance and structure of several types of brakes,this design has chosen a floating caliper disc brake scheme that is most suitable for a car. In the design,then 2015 m

3、odels of fox is selected as the design object of brake.The design includes the following steps.Firstly,brake disc,brake pad are needed to be designed.Then i selectbrake calipers,brake disc and friction material,cheak the wear characteristics and calulate hydraulic brake master cylinder drive mechani

4、sm brake wheel cylin volume.Finally,i cheak the break the braking efficency of this brake.Keywords:brake;Brake disc;Brake pliers;The hydraulic cylinder目录摘要IIIAbstractIV1 绪论1 1.1制动器的作用1 1.2制动器的种类1 1.3制动器的组成2 1.4对制动器的要求32 制动的器结构形式和制动器的选用4 2.1制动器形式的介绍4 2.1.1鼓式制动器4 2.1.2盘式制动器6 2.1.3制动器的选择7 2.2选择车型及确定车辆参

5、数83 制动系统的参数选择9 3.1同步附着系数9 3.2制动强度和附着系数利用率9 3.3制动器最大制制动力矩10 3.4制动器因数104 盘式制动器的设计12 4.1制动器主要零件参数设计12 4.1.1制动盘直径12 4.1.2制动盘的厚度12 4.2制动衬块的设计计算12 4.2.1制动衬块内半径R1与外半径R212 4.2.2摩擦衬块工作面积13 4.3制动衬块磨损特性的计算13 4.3.1比能量耗散率13 4.3.2比滑磨功15 4.3.3制动器的热容量和温升核算15 4.4制动器主要零件的结构设计16 4.4.1制动盘16 4.4.2制动钳17 4.4.3制动块17 4.4.4摩

6、擦材料17 4.4.5制动器间隙的调整机构185 制动器驱动机构的计算20 5.1液压制动驱动机构的设计20 5.1.1制动轮缸直径与工作容积20 5.1.2制动主缸直径与工作容积21 5.1.3制动踏板力与踏板行程226 制动性能分析24 6.1制动性能评价指标24 6.1.1制动效能24 6.1.2制动效能的恒定性25 6.1.3制动时车辆的方向稳定性25结论27参考文献28致谢29II 第1章 绪论 1 绪论1.1制动器的作用轿车制动器的作用主要是为了增大地面与轮胎之间的摩擦系数，使得在行驶过程中的 车辆强制性减速甚至停车的机构。其基本功能还包括车辆能在正常路面和斜坡上平稳停车，使下坡车

7、辆的速度保持不变并且行驶方向可以随驾驶人员的意愿控制。1.2制动器的种类汽车制动器大部分为摩擦式，即利用随车轮旋转的回转体与制动块之间的摩擦形成的摩擦阻力矩使车辆降低速度或停驶。汽车制动器有摩擦式、液力式和电磁式等几种类型。液力式制动器在接合和分离时的作用时间较长，不工作时有功率缺失，在轿车上使用结构较为复杂，所以大多用于重型卡车的缓速器使用；电磁式虽然工作平稳、寿命长和维护方便，但由于价格昂贵，只在一些重量较大的商务车上做缓速器和行车制动器使用。与上述两种制动器相比摩擦式制动器仍是汽车生产厂商使用的最广泛的一种。摩擦式制动器按制动元件的结构形式不同，可分为鼓式、盘式和带式制动器三种。因为带式

8、制动器一般只作驻车制动器使用，所以行车制动器还是以盘式和鼓式制动器为主，盘式和鼓式制动器按类型分又可分为几类，如下图1-1所示：图1-1 制动器的分类1.3制动器的组成车辆制动器主要由制动驱动装置（图2-1b）和制动执行装置组成(图2-1a)。能形成阻止汽车行驶或行驶趋向阻力的构件称为制动器执行装置，盘式和鼓式制动器中的液压缸、制动盘、制动衬块、制动鼓和制动蹄片等都是执行元件。能够形成制动动作、控制制动程度并将驾驶员控制的作用力传递到执行机构称为制动驱动机构，它的功能主要包括能量的供给、传递动力和调节制动力的大小等。驱动机构中必须要装有过载保护装置和损坏报警装置。驱动机构中的供能装置是调节和提

9、供制动能量的装置，必要时还要优化传能介质的状态。控制装置指制动中初始操作和调节制动程度的构件。图1-2 （a）轿车制动系统示意图 （b）驱动机构示意图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 1.4对制动器的要求汽车制动应满足如下所述要求：1) 具备良好的制动效能。常用车辆在正常行驶制动时，从开始制动到制动结束停车的最大减速度和最小制动距离来评价制动效能的好坏。制动减速度越大，制动距离越

10、短，则制动效能越好。详见 。2) 制动器工作的可靠性。行车制动器最少应该有两个单独工作的制动液压回路，在其中一个回路发生故障时，另外一个回路必须保证车辆的制动力不低于两套回路共同工作时限定值的 。很多车辆为了节省成本将车辆的行驶制动器和驻车制动器共用，但两者的驱动装置必须独立使用。行车制动器的操控方式是脚刹，驻车制动大多为手控制，但也有部分自动挡车型在左脚边有一个和手刹功能相同的脚刹。3) 制动器制动时车辆应该备有操作稳定性。有关方向稳定性的评价标准，详见 。 4) 日常使用中应该保持制动器工作表面无淤泥和石子。5) 具备抗热衰减能力。详见 。6) 具有良好的操纵和便利性。7) 在制动器工作时

11、，应尽量减小制动衬块与制动盘摩擦形成的噪声，同时，必须保证制动器工作时散发出的气味符合人体安全标准。8) 作用滞后性应尽可能好。从制动动力开时输送，到制动器制动衬块与制动盘接触开始制动这段时间称为作用滞后性，而这段时间也作为评价作用滞后性的指标。对于汽车列车，不得超过0.8s。9) 应保证制动盘与制动衬块正常使用磨损后，制动器设有间隙调整机构能够调整间隙使制动器保持正常的工作间隙，为了调整间隙方便，应尽可能的使用能自动调整间隙的机构。10) 当制动系统中某些零件发生故障或损坏时，车辆上应对驾驶人有预警提示。3 第2章 制动器的结构形式的选择 2 制动的器结构形式和制动器的选用2.1制动器形式的

12、介绍2.1.1鼓式制动器鼓式制动器按摩擦副接触面不同有两种类型，分别是外束型和内扩型。外束型的鼓式制动器是以制动鼓的外表面为工作面，目前在车辆上的使用很少，一般只作驻车制动器使用；内扩型的鼓式制动器是以制动鼓的内表面为工作面，这种类型的制动器在车辆上使用较多。内扩型鼓式制动器是利用安装于制动鼓内侧的制动蹄片作为制动元件，蹄片的一端固定，对另一端施加推力，这样制动蹄片能绕固定一端旋转，使得制动蹄片与制动鼓内表面接触形成摩擦，从而产生阻力矩以达到减速效果。在制动过程中对制动蹄片施加力并使蹄片旋转的装置称为推动装置。常用的推动装置有液压制动轮缸、凸轮装置和楔促动装置等。在鼓式制动器正常制动时，由于制

13、动鼓的回转方向不同，所形成的摩擦阻力矩也不相同，所以制动蹄片有领蹄和从蹄之分。按制动蹄形成摩擦力矩情况的不同，鼓式制动器可分为领从蹄式、单向双领蹄式、双从蹄式、双向双领蹄式、单向自增力式和双向自增力式制动器等几种类型，如图(2-1)所示：图2-1 鼓式制动器的类型1-制动领蹄；2-制动从蹄；3-支撑销；4-制动鼓；5-连杆；6-制动领蹄领从蹄式制动器在制动器正常工作过程中，制动器的两蹄片始终都是一个领蹄和一个从蹄的的鼓式制动器称之领从蹄式制动器。该制动器在车辆前进行驶时制动（即图2-1a中箭头方向），制动蹄片的一端固定，另一端在液力的作用围绕固定端转动，向制动鼓内侧压紧，这时制动蹄1的旋转方向

14、与制动鼓回转方向相同，则称制动蹄1为领蹄，反之制动蹄2的旋转方向与制动鼓的回转方向相反，称制动蹄2为从蹄。在车辆倒车制动时，制动鼓回转方向改变，制动蹄1和制动蹄2互换，制动蹄2为领蹄而制动蹄1为从蹄。领从蹄式制动的制动性能比较稳定，结构简单可靠，便于安装，但由于领、从蹄片上所受负载不相等，所以导致领、从蹄片磨损不均匀。单向双领蹄式制动器安装于制动鼓内部的两制动蹄片各有一端是固定的，而且蹄片的固定端相反。在车辆正常前进时，两蹄片的旋转方向均与制动鼓的回转方向相同，所以两蹄片都为领蹄。在工作时两蹄片的推动装置分别独立，由两个制动液压缸推动，因此单向双领蹄式制动器的效能很高。在倒车时由于制动鼓回转方向发生改变导致该制动器的两制动蹄从领蹄变为从蹄，相比车辆前进时的制动效率降低很多。双从蹄式制动器在车辆前进行驶制动时，该制动器两制动蹄的旋转方向都与制动鼓回转方向相反，两蹄片均为从蹄，而在车辆倒车制动时两蹄片又都为领蹄，所以致使车辆前进制动时比倒车制动时的制动效率较低。由于车辆在使用过程中前进多于倒车，所以这种制动器一般不会被汽车生产厂商使用。双向双领蹄式制动器在车辆制动时，两制动蹄片在液压作用下