[完整版]盘式制动器本科毕业论文

1. 课题研究的目的及意义

汽车的设计与生产涉及到许多领域，其独有的安全性、经济性、舒适性等众多指标，也对设计提出了更高的要求。汽车制动系统是汽车行驶的一个重要主动安全系统，其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。随着汽车的形式速度和路面情况复杂程度的提高，更加需要高性能、长寿命的制动系统。其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响，如果此系统不能正常工作，车上的驾驶员和乘客将会受到车祸的伤害。

汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍、也是运用得最方便的交通工具。汽车制动系统是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置，而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性的要求越来越高，为保证人身和车辆安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。

车辆在形式过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。

现代汽车普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素，因此改进制动器机构、解决制约其性能的突出问题具有非常重要的意义。

2. 汽车制动器的国内外现状及发展趋势

对制动器的早期研究侧重于试验研究其摩擦特性，随着用户对其制动性能和使用寿命要求的不断提高，有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行。

目前，汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器被普遍使用。但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统，使其造价较高，故低端车一般还是使用前盘后鼓式。汽车制动过程实际上是一个能量转换过程，它把汽车行驶时产生的动能转换为热能。高速行驶的汽车如果频繁使用制动器，制动器因摩擦会产生大量的热量，使制动器温度急剧升高，如果不能及时的为制动器散热，它的效率就会大大降低，影响制动性能，出现所谓的制动效能热衰退现象。

在中高级轿车上前后轮都已经采用了盘式制动器。不过，时下还有不少经济型轿车采用的还不完全是盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器（即前轮采用盘式制动器、

后轮采用鼓式制动器），这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为轿车在紧急制动时，负荷前移，对前轮制动的要求比较高，一般来说前轮用盘式制动器就够了。当然，前后轮都使用盘式制动器是一种趋势。在货车上，盘式制动器也有被采用的，但离完全取代鼓式制动器还有相当长的一段距离。

现代汽车制动器的发展起源于原始的机械控制装置，最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，那时的汽车重量比较小，速度比较低，机械制动已经能够满足汽车制动的需要，但随着汽车自身重量的增加，助力装置对机械制动器来说越来越显得非常重要, 从而开始出现了真空助力装置。另外，近年来则出现了一些全新的制动器结构形式，如磁粉制动器、湿式多盘制动器、电力液压制动臂型盘式制动器、湿式盘式弹簧制动器等。

3. 课题研究的内容

制动器是制动系中最主要的一个部件，是制动系统中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。

凡是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都称为摩擦制动器，摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。前者的摩擦副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。

目前广泛使用的是摩擦式制动器, 盘式制动器的摩擦力产生于同汽车固定部位相连的部件与一个或几个制动盘两端面之间。其中摩擦材料仅能覆盖制动盘工作表面的一小部分的盘式制动器称为钳盘式制动器；摩擦材料覆盖制动盘全部工作表面盘式制动器称为全盘式制动器。现代汽车中以单盘单钳式的钳盘式制动器应用最为广泛，仅有个别大吨位矿用自卸车采用单盘三钳和双盘单钳的钳盘式制动器，以及全盘式制动器。钳盘式制动器中定钳盘式为制动钳固定在制动盘两侧，且在其两侧均设有加压机构。浮钳盘式制动器仅在制动盘一侧设有加压机构的制动钳，借其本身的浮动，而在制动盘的另一侧产生压紧力。又分为制动钳可相对于制动钳可相对于制动盘轴向滑动钳盘式制动器；与制动钳可在垂直于制动盘的平面内摆动的摆动钳盘式制动器。

鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，鼓式制动器根据其结构都不同，又分为：双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器。

正如上面我们看的一样，制动器器的类型很多，那么每种类型的制动器器都适用什

么类型的车呢？是不是有种减速器是完美无缺的？本课题就是来解决这些问题的。其实每种类型都有它的优缺点，我们本课题要研究的内容就是要通过分析设计，找出不同类型的减速器的优缺点。了解了他们的优缺点后我们就能更好更充分的利用它们，为汽车优化设计提供方便。

4. 完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施

由于对专业知识的不熟练，可能需要查阅众多的资料。根据设计车型的特点，合理计算该车型制动系统制动力及制动器最大制动力矩、鼓式制动器的结构形式及选择、鼓式制动器主要参数的计算与确定、摩擦衬块的磨损特性计算、制动器热容量和温升的核算、制动力矩的计算与校核、在二维或三维设计平台AUTO CAD中完成鼓式制动器零件图以及装配图的绘制、设计合理性的分析和评价等。

本次设计的目的是通过合理整和已有的设计，阅读大量文献，掌握机械设计的基本步骤和要求，以及传统的机械制图的步骤和规则；掌握鼓式制动器总成的相关设计方法，以进一步扎实汽车设计基本知识；学会用AUTO CAD,UG 等三维软件进行基本的二维或三维建模和制图，同时提高分析问题及解决问题的能力。提出将各种设计方法互相结合, 针对不同的设计内容分别应用不同的方法, 以促进其设计过程方法优化、设计结果精益求精。

5. 毕业设计实施计划

第1-4周：查阅资料，分析课题研究的内容，外文翻译，写开题报告；

第5-6周：比较分析各种不同类型主减速器的优缺

第7-8周：分析确定几种不同类型的主减速器，并绘制出草图

第9-10周：具体数据计算

第11-15周：确定主减速器总装配图并绘制总装配图：

均为计算机绘图；

第16-17周：撰写毕业论文，准备答辩。

参考文献及有关资料

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[22] Weatherl M H, important part of brake system, this paper mainly introduces the design of commercial vehicle brake. From the comparison of drum brake and disc brake about the structure and performance, because the disc-brake braking performance is better, and size and quality are relatively small, thermal performance is good, and the commercial vehicle designed torque and power is larger, sense are chosen floating disc brakes.

This paper start the following steps after selecting the basic structure. First, the parameters of braking power distribution coefficient include: adhesion coefficient, synchronous adhesion coefficient, strength, and brake, and maximum braking torque parameters calculation, etc. The second brake and its components: the brake disc and calliper, friction lining block size of components etc brake calculation and material selection, The third in the design in the rear brake selection in the rear brake disc, install the parking brake on the mechanical structure, Fourth: brake wheel drive mechanism

brake cylinder, the brake pedal stroke the cylinder, and the design calculation.

After the design of brake ,this paper start the checking of braking deceleration and braking distance, analyzed the stability of braking efficiency and braking direction, and drawn out with MATLAB braking force distribution curve, above all comply with the design requirements, and verifies the rationality of the design of the brakes. Finally, according to the design and calculation using CAD drawing brake assembly and brake caliper disc brake, piston, liner, friction parts ,at the same time ,the paper also carried a three-dimensional modeling.

In addition, this paper briefly introduces the drive mechanism brake type selection, brake main cylinder pipe, braking system, the selection of multi-loop research status of brake and development prospects.

Key words: brake disc CAD MATLAB design modeling

目 录 摘要 . ................................................................. I

1 绪论 ................................................................ 1

1.1制动系统的基本概念 ............................................................................................. 1

1.2制动系统研究现状 . .............................................................................................................. 2

1.3课题主要内容 ........................................................................................................................ 3

1.4课题研究方案 ........................................................................................................................ 4

2 制动器的结构形式选择 ................................................ 5

2.1鼓式制动器结构形式简介 ..................................................................................... 5

2.2盘式制动器结构形式简介 ..................................................................................... 7

2.3盘式制动器的优缺点 ............................................................................................. 8

2.2该商务车制动器结构的最终选择 ................................................................................... 8

3 制动系的主要参数及选择 ............................................. 10

3.1制动力与制动力分配系数 ................................................................................... 11

3.2同步附着系数 ....................................................................................................... 15

3.3制动强度和附着系数利用率 ............................................................................... 17

3.4制动器最大制动力矩 ........................................................................................... 18

3.5 制动器因数 ........................................................................................................................ 19

3.6盘式制动器主要参数的确定 . ......................................................................................... 20

4 制动器的设计计算 ................................................... 21

4.1摩擦衬块的磨损特性计算 ................................................................................... 21

4.1.1比能量耗散率 ............................................................................................ 21

4.1.2比滑磨功.................................................................................................................. 22

4.2制动器热容量和温升核算 ................................................................................... 23

4.3盘式制动器制动力矩的计算 ............................................................................... 24

4.4驻车制动计算 ....................................................................................................... 25

5 制动器主要零部件的结构设计与计算 ................................... 27

5.1制动盘 ................................................................................................................... 27

5.2制动钳 ................................................................................................................... 28

5.3制动块 ................................................................................................................... 28

5.4摩擦材料 ............................................................................................................... 28

5.5制动轮缸 ............................................................................................................... 29

5.6制动间隙的调整方法及相应机构 ................................................................................ 29

6 制动驱动机构的结构形式选择与计算 ................................... 31

6.1制动驱动机构的结构型式选择 ........................................................................... 31

6.2制动管路的多回路系统 ....................................................................................... 36

6.3液压制动驱动机构的设计计算 ........................................................................... 38

6.3.1制动轮缸直径与工作容积 . ....................................................................... 38

6.3.2制动主缸直径与工作容积 . ....................................................................... 39

6.3.3制动踏板力与踏板行程 ............................................................................ 40

6.3.4制动主缸.................................................................................................................. 40

7 制动性能分析 ....................................................... 42

7.1制动性能评价指标 ............................................................................................... 42

7.1.1制动效能 .................................................................................................... 42

7.1.2制动效能的恒定性 .................................................................................... 43

7.1.3制动时汽车的方向稳定性 . ................................................................................. 43

7.2制动器制动力分配曲线分析 . ......................................................................................... 44

结 论 . ............................................................... 45

致 谢 . ............................................................... 46 参考文献 ............................................................. 47

附录A 外文翻译 ...................................................... 48

附录B 制动器装配图及三维建模 . ........................................ 57

附录C MATELAB编制制动力分配曲线 ..................................... 63

1绪论

1.1 制动系统的基本概念：

使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为制动；汽车上装设的一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的制动，这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力；这样的一系列专门装置即称为制动系。

这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置，称为驻车制动系。这两个制动系是每辆汽车必须具备的。

图1.1 汽车制动系组成

1-制动助力器； 2-制动灯开关； 3-驻车制动与行车制动警示灯； 4-驻车制动接触装置；

5-后轮制动器； 6-制动灯； 7-驻车制动踏板； 8-制动踏板；

9制动主缸；10-制动钳；11-发动机进气管； 12-低压管； 13-制动盘

任何制动系都具有以下四个基本组成部分（如图1.1所示）：

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部件。 控制装置：包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。

传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件

制动器：产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中包括辅助制动系中的缓速装置。

按制动能源来分类，行车制动系可分为，以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系称为人力制动系；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则是动力制动系，其制动源可以是发动机驱动的空气压缩机或油泵；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系称为伺服制动系。

驻车制动系可以是人力式或动力式。专门用于挂车的还有惯性制动系和重力制动系。按照制动能量的传输方式，制动系可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系可称为组合式制动系。

制动系统是评价汽车安全性的一个重要因素，也是汽车的重要组成部分之一。当

今汽车行业已经非常发达，人类对汽车的性能要求也越来越高。一款安全、轻便、环保、经济的制动系统可以大大提高汽车的性能。这也是汽车设计人员不断追求的目标。

1.2 制动系统研究现状：

目前，车辆主要还是采用盘式和鼓式制动器的组合形式。虽然盘式制动器的使用经济性现在有所提高，但是与鼓式制动器比起来还是贵得多。当然，气压盘式制动器的性能更优越，内衬的使用寿命更长，维修间隔和保养技术也进一步提升。

摩擦材料现在更大程度的向有机材料类型转变，这对盘式制动器的发展来说是一个契机，可以使得气压盘式制动器在更高的温度下运行，而鼓式制动器材料是不能承受这样的温度的。鼓式制动器的发展已经达到了最高限度。

因此，汽车制动器未来的发展重点是浮钳式盘式制动器。尤其在前轮安装的通风盘式制动器又是发展重点。另外，作为需要在增大制动力的一种制动产品，双盘式制动器在商用车应用的气压式双盘式制动器将是未来发展的方向。在后轮盘式制动器中，带驻车制动器功能的盘中鼓式制动器将是未来发展的一种趋势。随着BBW 技术的发展，盘式

电动制动器是未来发展的重点方向。

在材料选择方面：80年代之前，国内外都主要采用有石棉树脂型摩擦材料用于汽车制动，但因石棉摩擦产生有毒粉尘吸入人体后对肺产生影响，以及产生环境污染，同时在高速、高温下，石棉材料的强度、摩擦系数、耐磨性能等均下降，因此，汽车制动系无石棉化已是一种必然的发展趋势。国外从70年代就开始禁止采用石棉用做制动材料，我国在1999年修改的GB12676-1999法规也明确规定“2003年10月1日之后，制动衬片应不含石棉”。目前国际上第三代摩擦材料诞生——无石棉有机物NAO 片。主要使用玻璃纤维、芳香族聚酰纤维或其它纤维（碳、陶瓷等）作为加固材料。其主要优点是：无论在低温或高温都保持良好的制动效果，减少磨损，降低噪音，延长刹车盘的使用寿命，代表目前摩擦材料的发展方向。

目前国内多以半金属纤维增强复合摩擦材料应用最为普遍。但一些企业和地方根据本身的特点，也在研究新型摩擦材料，比如由河北工业大学所承担的科研项目“替代石棉制品汽车制动摩擦片的研制”中，采用当地的海泡石纤维来研制摩擦材料取得初步成功；西安交大与广东省东方剑麻集团有限公司联合研制采用剑麻作为增强纤维也初步取得成功，据报道该制动器的摩擦系数、磨损率、硬度、冲击韧性等各项性能均达到国家标准、具有摩擦系数平稳、热恢复性能好、刹车噪音小、使用寿命长、低成本等优点。另外，国内还有人研究采用水镁石做摩擦材料。不同的纤维有不同的优缺点，因此研制一种比较符合各种要求的摩擦材料也就成为人们的追求。但不管如何，未来汽车制动摩擦材料必须是环保化、安全化、轻量化以及低成本的原则。

另外，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU 中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。但是，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。有一个巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引，各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来。同时需要各种国际及国内的相关法规的健全，这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批

量生产中。

1.3 课题主要内容：

题目简介：后轮驱动；总长4300mm ；总宽1790mm ；轴距2576mm ；前轮距1460mm ；后轮距1473mm ；整备质量1598kg ；发动机排量2.5L ，最大功率85kw5500rmin ，最大转矩158 N ·m 4000rmin ，压缩比8.7:1；五档手动变速器，推荐传动比：i 1=3.6，i 2=2.123，i 3=1.458，i 4=1.070，i 5=0.857，i R =3.5；推荐主减速比：4.111；最高车速：200km

最大转矩：158 N?m 4000rmin

压缩比：8.7:1；

五档手动变速器：i 1=3.6，i 2=2.123，i 3=1.458，i 4=1.070，i 5=0.857，i R =3. 推荐主减速比：4.111；

最高车速：200km ——轮缸的活塞数目；

δ——一个轮缸活塞在完全制动时的行程：δ=δ1+δ2+δ3+δ4在初步设计时，对

鼓式制动器可取δ=2～2.5mm 。（取δ=2.5mm）

对δ1——消除制动蹄(制动块) 与制动鼓(制动盘) 间的间隙所需的轮缸活塞行程，

鼓式制动器δ1约等于相应制动蹄中部与制动鼓之间的间隙的2倍；

δ2——因摩擦衬片(衬块) 变形而引起的轮缸活塞行程，可根据衬片(衬块) 的厚

度、材料弹性模量及单位压力计算；

δ3，δ4——鼓式制动器的蹄与鼓之变形而引起的轮缸活塞行程，试验确定。 全部轮缸的总工作容积

V =∑V w （6.3）

1m

式中：m ——轮缸数目。在本设计中取m=4； n n 3. 143. 1422∑46⨯2. 5=4m . 1l 5n =( V 1) =∑30⨯2. 5=1. m 7l 7n =( 求：V W 1=W 211441)

全部轮缸的工作容积 V =∑V W =4.15⨯2+1.77⨯2=11.84ml (m =4) 1m

6.3.2制动主缸直径与工作容积

主缸的直径应符合系列尺寸，主缸直径的系列尺寸为：14.5，16，17，19，20.5，22，26，28，32，35，38，42，46mm 。

制动主缸应有的工作容积 V m =V +V ' （6.4） 式中：V '——制动软管在液压下变形而引起的容积增量。

V ——全部轮缸的总工作容积。

在初步设计时，考虑到软管变形，轿车制动主缸的工作容积可取为V m =1.1V ； 将V=11.84ml代入（7.4）得：V m =13. 024ml

主缸活塞直径d m 和活塞行程s m 可由下式确定： V m =

一般s m =（0.8～1.2）d m ，取s m =0.8d m

代入（7.5）得：d m =27. 5mm

查制动主缸直径标准，在本设计中取d m =28mm，s m =22.4mm

6.3.3制动踏板力与踏板行程

制动踏板力F P 的验算公式：

F P =π42d m s m （6.5） π

42d m p 11⋅ （6.6） i P η

式中： d m ——主缸活塞直径；

p ——制动管路的液压；

i P ——踏板机构传动比，i P =r 2，一般为2～5；（在本设计中取4） r 1

η——踏板机构及制动主缸的机械效率， η=0.85～0.95。取η=0.95

根据上式得：F P =π

4⨯282⨯10-6⨯12⨯106⨯11⨯=1943N >500N 700N 0.954

所以需要加装助力器

'=F p /I F p

式中： I ——真空助力比，取4。

'=F p /I =19434=486N

符合要求。

制动踏板的工作行程x p 为：

x p =i p (s m +δm 1+δm 2) （6.7）

式中：δm 1——主缸中推杆与活塞间的间隙；（取δm 1=2mm）

δm 2——主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的极限位置到使其皮碗完全封堵

主缸上的旁通孔所经过的行程。（取δm 2=1.0mm ）

将s m =22.4, δm 1=2mm , δm 2=1mm , i p =4代入（6.7）中得：

x p =4(22.4+2+1) =102mm

踏板全行程对轿车不应超过100mm-150mm ，对货车不应该超过170mm-180mm ，符合设计要求。

6.3.4制动主缸

为了提高汽车的行驶安全性，根据交通法规的要求，一些轿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。

轿车制动主缸采用串列双腔制动主缸。如图6.5所示，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进油螺栓和各自旁通孔、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，踏板传动机构通过制动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。

图6.5 制动主缸工作原理图

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，管路中的制动液在压力作用下推开回油阀流回主缸，于是解除制动。

若与前腔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，串联双腔制动主缸的另一腔仍能工作，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。大大提高了工作的可靠性。

7制动性能分析。

汽车的制动性是指汽车在行驶中能利用外力强制地降低车速至停车或下长坡时能维持一定车速的能力。

7.1 制动性能评价指标

汽车制动性能主要由以下三个方面来评价：

1）制动效能，即制动距离和制动减速度；

2）制动效能的稳定性，即抗衰退性能；

3）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力的性能。

7.1.1 制动效能

制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。制动效能是制动性能中最基本的评价指标。制动距离越小，制动减速度越大，汽车的制动效能就越好。

1）制动减速度a

制动系的作用效果，可以用最大制动减速度及最小制动距离来评价。

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 a =

其中T f ——汽车最大制动力矩

r e ——车轮有效半径

m——汽车满载质量

求得a =6.86m /s 2 轿车制动减速度应在5.8—7ms 2, 所以符合要求。

若考虑ϕ，该设计以ϕ0=0.7设计。故ϕ>ϕ0时，a =6.86m /s 2

ϕ

2） 制动距离S

制动距离直接影响着汽车的行驶安全，由下式决定： T f r e /m （7.1）

t 2⎫1⎛v 2

S = m （7.2） t 1+⎪v +3.6⎝2⎭25.92a

式中：t 1——制动机构滞后时间，即踩下制动踏板克服回位弹簧力并消除制动蹄片制

动鼓间的间隙所需时间，s ；

t 2——制动器制动力增长过程所需时间，s ；

t 1+t 2——制动器的作用时间，一般在0.2s 0.9s 之间；

v ——制动初速度，km /h 。

v 取30km 小时。求得S =

7.1.2 制动效能的恒定性 1900⨯0.4⨯30+8.3 m 3.625.92⨯6.66理论符合要求，具体应以实验为准。

制动效能的恒定性主要指的是抗热衰性能。汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷态时的制动效能，已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。本设计均采用了浮动钳盘式制动器，正是考虑到了其制动效能的恒定因素，尤其是前制动盘选用了通风式的，这大大提高了制动效能的恒定性。

7.1.3 制动时汽车的方向稳定性

制动过程中汽车维持直线行驶，或按预定弯道行驶的能力称为方向稳定性。影响方向稳定性的包括制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力三种情况。制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，汽车将偏离给定的行驶路径。因此，常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价汽车制动时的方向稳定性，对制动距离和制动减速度两指标测试时都要求了其试验通道的宽度。方向稳定性是从制动跑偏、侧滑以及失去转向能力等方面考验。制动跑偏的原因有两个：

1）汽车左右车轮，特别是转向轴左右车轮制动器制动力不相等。

2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）

前者是由于制动调整误差造成的，是非系统的。而后者是属于系统性误差。

侧滑是指汽车制动时某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象。最危险的情况是在高速制动时后轴发生侧滑。防止后轴发生侧滑应使前后轴同时抱死或前轴先抱死后轴始终不抱死。理论上分析如此，真正应以实验为标准。

7.2制动器制动力分配曲线分析

前文已经讲过，对于一般汽车而言，根据其前、后轴制动器制动力的分配、载荷情况及路面附着系数和坡度等因素，当制动器制动力足够时，制动过程可能出现如下三种情况：

1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。

2）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。

3）前、后轮同时抱死拖滑。

所以，前、后制动器制动力分配将影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度，是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。

根据所给参数及制动力分配系数，应用MATLAB 编制出制动力分配曲线如下： 当I 线与β线相交时，前、后轮同时抱死。

当I 线在β线下方时，前轮先抱死。

当I 线在β线上方时，后轮先抱死

图7.1 该款商务车制动力分配曲线

前文已经求得F f 1=F B 1=ϕZ 1=10151N ；F f 2=F B 2=ϕZ 2=4564N ，通过该曲线可看出，在β线与I 线（满载）的交点处，F f 1和F f 2的值与理论所求基本一致。通过该图

可以看出相关参数和制动力分配系数的合理性。

结论

本次毕业设计是以商务车的制动系统为研究对象，通过对汽车制动系统的结构和形式进行分析后，对制动系统的前、后制动器，制动管路布置，制动主缸进行了设计及计算，并绘制出了前、后制动器装配图、三维图、及一些零件图，通过应用MATLAB 软件编写程序，绘制出了该商务车的实际制动力分配曲线。

为了提高汽车的安全性、稳定性以及舒适性，该款商务车制动器设计经过理论和实际分析，前后车轮均采用了浮动钳盘式制动器；主缸选用了串联双腔的液压主缸；制动管路采用X 型双管路制动系统。由计算可知人力无法满足制动力的要求，所以加装了真空助力器。采用的驻车制动满足国家对汽车驻车坡度的要求，其他相关评价指标也完全符合。总体来看，该商务车制动系统经理论验证基本达到了设计的预期目标。

此次毕业设计可以说在某种程度上是一种尝试，通过查阅大量的有关汽车制动系统资料后，使我学到了很多有关制动系统的相关知识，了解了时下一些汽车的制动器类型及原理，在现代各种中高档轿车、商务车领域，盘式制动器有逐渐取代鼓式制动器的趋势，尤其是浮动钳盘式，比如：广本奥德赛、别克陆尊、一汽奔腾等，这也是该设计前后轮均选择浮钳盘式制动器的原因，毕竟盘式制动器相对于鼓式制动器更优越。另外本次设计的商务车属于后驱，前驱和后驱对于制动器如何装配有所不同，当今后驱轿车主要有：丰田锐志、宝马3系5系、奔驰C 级E 级，凯迪拉克SLS 以及别克林荫大道。这些资料对我设计的课题起到了十分重要的作用。总的来说，此次设计对我四年的学习进行了一次复习与检验，为我以后从事汽车行业起到了一定的铺垫作用。

致 谢

转眼间，近一学期的毕业设计就要结束了，毕业设计是专业教学计划中的最后一个教学环节，也是理论联系实际，实践性很强的一个教学环节。通过这样的一个教学环节，一方面培养学生能够独立运用所学的知识与技能解决本专业范围内一项有实际意义的设计制造、科研实验、生产管理等课题；另一方面也是培养学生综合分析问题的能力，独立解决问题的能力，为毕业后参加工作打下良好的基础。

在设计期间遇到了很多具体问题，通过老师和同学们的帮助，这些问题得以即时的解决。特别要感谢王铁老师对我的指导，让我学到了知识，掌握了设计的方法，也获得了实践锻炼的机会。在我遇到困难的时候王铁老师总是能耐心的帮我解答，并且带我去参观实物，拆装制动器，了解其结构及工作原理，为我能顺利完成毕业设计提供了非常必要的帮助。在此对王铁老师的帮助表示最诚挚的谢意。另外感谢在这四年中我的其他任课老师，是你们让我在四年的时间里上升了一个层次。最后感谢我的学校理工大学，是理工大学给了我这个优越的学习环境。

进行了毕业设计后，离毕业的日子也就不远了，能够圆满完成毕业设计是我们所有毕业生的心愿，这必将成为大学时代美好的回忆，同时更能带给我们成就感，使自己面对今后的工作时更加有信心。离开校园之际，希望在大学期间帮助过我的每位老师、同学、朋友都能有个美好的明天。