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第1页课程设计说明书学院机电工程学院专业班级12级车辆工程2班学号3112000536、31120005513112000561、3112000564姓名邓汉佳、林滔、吴广军、吴一平指导老师冯桑2016年01月10日第2页目录第一章汽车制动系概述…………………………………………………………3第二章汽车主要参数……………………………………………………………5第三章制动器形式的选择………………………………………………………5第四章盘式制动器主要参数的确定……………………………………………91制动盘直径D……………………………………………………………………92制动盘的厚度h…………………………………………………………………93摩擦衬块外半径R2与内半径R1………………………………………………94制动衬块工作面积A……………………………………………………………9五盘式制动器的设计计算………………………………………………………91.同步附着系数的确定……………………………………………………………92.制动力分配系数的确定…………………………………………………………103.前，后轮制动器制动力矩的确定………………………………………………114.制动强度和附着系数利用率……………………………………………………115.制动器最大制动力矩……………………………………………………………136.制动器因数………………………………………………………………………137.应急制动和驻车制动所需的制动力矩…………………………………………148.衬块磨损特性的计算…………………………………………………………159.盘式制动器制动力矩的计算……………………………………………………16第六章制动器主要零部件的结构设计…………………………………………181.制动盘…………………………………………………………………………182.制动钳…………………………………………………………………………183.制动块…………………………………………………………………………184.摩擦材料………………………………………………………………………185.制动器间隙的调整方法及相应机构…………………………………………196.液压制动驱动机构的设计计算………………………………………………196.1.1制动轮缸直径与工作容积…………………………………………………196.1.2制动主缸直径与工作容积…………………………………………………216.1.3制动踏板力和踏板行程……………………………………………………21第3页第一章汽车制动系概述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，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力，上坡阻力，空气阻力都能对汽车起制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些部分施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力，统称为制动力。这样的一系列专门装置即成为制动系。1制动系的功用：使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或--=-坡道上。2制动系的组成任何制动系都具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部件。其中，产生制动能量的部位称为制动能源。（2）控制装置——包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。（3）传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部件。（4）制动器——产生阻碍车辆的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。较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。3制动系的类型（1）按制动系的功用分类1）行车制动系——使行使中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。2）驻车制动系——是以停止的汽车驻留在原地不动的一套装置。3）第二制动系——在行车制动系失效的情况下，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，第二制动系是汽车必须具备的。第4页4）辅助制动系——在汽车长下坡时用以稳定车速的一套装置。（2）按制动系的制动能源分类1）人力制动系——以驾驶员的肢体作为唯一的制动能源的制动系。2）动力制动系——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制动系。3）伺服制动系——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。按照制动能量的传输方式，制动系又可分为机械式、液压式、气压式和电磁等。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。4设计制动系时应满足如下主要要求：1）具有足够的制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两相指标来评定的；驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠的停驻的最大坡度来评定的。详见GB/T7258-2004制动距离：是指机动车在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起至机动车停住时止机动车驶过的距离。制动减速度：是指机动车制动时车速对时间的导数。制动稳定性要求：是指制动过程中机动车的任何部位（不计入车宽的部位除外）不允许超出规定宽度的试验通道的边缘线。表1.1制动距离和制动稳定性要求机动车类型制动初速度km/h满载检验制动距离要求m空载检验制动距离要求m试验通道宽度m三轮汽车20≤5.02.5乘用车50≤20.0≤19.02.5总质量不大于3500kg的低速货车30≤9.0≤8.02.5其它总质量不大于3500kg的汽车50≤22.0≤21.02.5第5页其它汽车、汽车列车30≤10.0≤9.03.0两轮摩托车30≤7.0——边三轮摩托车30≤8.02.5正三轮摩托车30≤7.52.3轻便摩托车20≤4.0——轮式拖拉机运输机组20≤6.5≤6.03.0手扶变型运输机20≤6.52.3表1.2制动减速度和制动稳定性要求机动车类型制动初速度km/h满载检验充分发出的平均减速度m/s2空载检验充分发出的平均减速度m/s2试验通道宽度m三轮汽车20≥3.82.5乘用车50≥5.9≥6.22.5总质量不大于3500kg的低速货车30≥5.2≥5.62.5其它总质量不大于3500kg的汽车50≥5.4≥5.82.5其它汽车、汽车列车30≥5.0≥5.43.02）工作可靠。行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器的管路，当其中一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时规定值的30%。行车和驻车制动装置可以有共同的制动器，而驱动机构则各自独立。3）在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性。4）防止水和泥进入制动器工作表面。5）制动能力的热稳定性良好。第6页6）操作轻便，并具有良好的随动性。7）制动时，制动系产生的噪声应尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。8）作用滞后性应尽可能好。作用滞后性是指制动反应时间，以制动踏板开始动作至达到给定的制动效能所需的时间来评价。9）摩擦片应有足够的使用寿命。10）摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。11）当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本供能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警装置。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（ABS）在汽车上得到了很快的发展和应用。此外，由于含有石棉的摩擦材料在石棉有致癌公害问题已被淘汰，取而代之的各种无石棉型材料相继研制成功。第二章汽车主要参数主要尺寸：轴距：2920mm质量：1540kg质心高度（满载）：850mm质心到前轴距离：1790mm质心到后轴距离：1130mm轴荷分配：空载（前／后）：739/801kg满载：960/1040kg制动形式：浮钳盘式制动车轮：前／后：225/60R17第三章制动器形式的选择制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种形式。电磁式制动器虽有作用滞后性好、易于连接而且接头可靠等优点，但因成本高，只在一部分总质量较大的商用车上用作车轮制动器或缓速器；液力式制动器一般只作缓速器。目前广泛使用的仍为摩擦式第7页制动器。摩擦式制动器按摩擦副结构形式不同，可分为鼓式，盘式和带式三种。带式制动器只用作中央制动器；鼓式和盘式制动器的结构形式有多种，如下所示：图1.1制动器分类表盘式制动器的制动盘有两个主要部分：轮毂和制动表面。轮毂是安装车轮的部位，内装有轴承。制动表面是制动盘两侧的加工表面。它被加工得很仔细，为制动摩擦块提供摩擦接触面。整个制动盘一般由铸铁铸成。铸铁能提供优良的摩擦面。制动盘装车轮的一侧称为外侧，另一侧朝向车轮中心，称为内侧。制动盘制动表面的大小由盘的直径决定。大型车需要较多制动功能，它的制动直径达12in或者更大些。较小较轻的车车用较小的制动盘。通常，制造商在保持有效的制动性能的情况下，尽可能将零件做的小些，轻些。按轮毂结构分类，制动盘有两种常用型式。带毂的制动盘有个整体式毂。在这种结构中，轮毂与制动盘的其余部分铸成单体件。另一种型式轮毂与盘侧制成两个独立件。轮毂用轴承装到车轴上。车论凸耳螺栓通过轮毂，再通过制动盘毂法兰配装。这种型式制动盘称为无毂制动盘。这种型式的优点是制动盘便宜些。制动面磨损超过加工极限时能很容易更换。制动盘可能是整体式的或者通风的。通风的制动盘在两个制动表面之间铸有冷却叶第8页片。这种结构使制动盘铸件显著的增加了冷却面积。车轮转动时，盘内扇形叶片的旋转增加了空气循环，有效的冷却制动。盘式制动器具有散热快，重量轻，构造简单，调整方便等优点。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。虽然盘式制动器的制动盘与空气接触的面积很大，但很多时候其散热效果还是不能让人满意，于是有的制动盘上又被开了许多小孔，加速通风散热以提高制动效率，这就是通风盘式制动器。一般来说，尺寸大的制动盘要比尺寸小的制动盘散热效率高，而通风盘则要比实体盘的散热效率高。四轮轿车在制动过程中，一般前轮的制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用。因此，一般情况下，汽车前轮制动盘的尺寸要比后轮大，且前轮多采用通风盘，后轮多采用实体盘或通风盘。根据制动盘固定元件的结构形式，盘式制动器可分为钳盘式制动器和全盘式制动器两类。钳盘式制动器钳盘式制动器的固定摩擦元件是制动块，装在与车轴连接且不能绕车轴线旋转的制动钳中。制动衬块与制动盘接触面积很小，在盘上所占的中心角一般仅30o~50o,故盘式制动器又被称为点盘式制动器。全盘式制动器全盘式制动器摩擦副的固定元件和旋转都是圆盘形的，分别称为固定盘和旋转盘。其结构原理和摩擦离合器相似。多片全盘式制动器的各盘都封闭在壳体中，散热条件较差。因此，有些国家正在研制一种强制液冷多片全盘式制动器。这种制动器完全封闭，内腔充满冷却油液。冷却在制动器内受热升温后，被液压泵吸出，而后被压送入发动机水冷系中的热交换器，在此受发动机冷却水的冷却后再流回制动器。钳盘式制动器按制动钳的结构不同，分为以下几种。第9页1.固定钳式制动钳固定安装在车桥上，既不能旋转，也不能沿制动盘轴线方向移动，因而其中必须在制动盘两侧装设制动块促动装置，以便分别将两侧的制动块压向制动盘。这种形式也成为对置活塞式或浮动活塞式。固定钳式制动器存在着以下缺点：1）液压缸较多，使制动钳结构复杂。2）液压缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动的钳内油道或外部油管来连通。这必然使得制动钳的尺寸过大，难以安装现代化轿车的轮毂内。3）热负荷大时，液压缸和跨越制动盘的油管或油道中的制动液容易受热汽化。4）若要兼用于驻车制动，则必须加装一个机械促动的驻车制动钳。这些缺点使得固定钳式制动器难以适应现代汽车的使用要求，故7