汽车盘式制动器课程设计参考3

发布时间：2024-11-06

汽车设计计算说明书

汽车设计课程设计前轮制动器部分设计说明书

学姓

号：名：

指导老师：成绩：

教师寄语：

一、轿车主要性能参数-------------------------4

二、制动器形式的-----------------------------5

三、盘式制动器主要参数的确定-----------------7

四、盘式制动器制动力矩的设计计算-------------9

五、盘式制动器制器的校核计算----------------10

1.前轮制动器制动力矩的校核计算

2.摩擦衬片的磨损特性计算

六、经过计算最终确定后轮制动器的参数--------13

七、设计小结--------------------------------13

八、设计参考资料----------------------------13

轿车前轮制动器设计说明书前言

汽车制动系是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车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。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，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。本次课程设计根据任务要求只进行轿车前轮制动器的设计，后轮部分由同组同学钟恩伟完成。

一、轿车主要性能参数

主要尺寸和参数：

（1）、轴距：L=3.05m

（2）、总质量：M=2200kg

（3）、质心高度：1.0m

（4）、前轴负荷率：35%；即质心到前后轴距离分别为

（5）、轮胎参数：225/60R16；即轮胎的名义断面宽度为225mm，高宽比为60%，轮辋直径为16英寸（406.4mm）则轮胎有效半径为：

轮胎有效半径=轮辋半径+（名义断面宽度×高宽比）

所以轮胎有效半径

（6）、制动性能要求：初速度为50KM/h时，制动距离为15m。则满足制动性能要求的制动减速度由：计算最大减速度，其中；S=15m；；。经计算得

最大减速度

二、制动器形式的选择

摩擦式制动器按其旋转元件的形状又可分为鼓式和盘式两大类。因为盘式制动器的旋转元件是一个垂向安放且以两侧面为工作面的制动盘，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。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。而且轿车质量较小，制动力矩较小，这里选择盘式制动器为前轮制动器。

盘式制动器按摩擦副中的固定摩擦元件的结构，分为钳盘式和全盘式制动器两大类。一般轿车上大多数采用钳盘式制动器，这里也选用钳盘式制动器。

钳盘式制动器的固定摩擦元件是两块带有摩擦衬块的制动块，后者装在以螺栓固定于转向节或桥壳上的制动钳体中。两块制动块之间有作为旋转元件的制动盘，制动盘是用螺栓固定于轮毂上。制动块的摩擦衬块与制动盘的接触面积很小，在盘上所占的中心角一般仅约30°～50°，因此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，散热性较好，借助于制动盘的离心力作用易于将泥水、污物等甩掉，维修也方便。

钳盘式制动器按制动钳的结构型式又可分为以下几种：

(1)固定钳式盘式制动器

（3）摆动钳式盘式制动器(2)滑动钳式盘式制动器

因为滑动钳式盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，结构简单，造价低廉，易于布置，结构尺寸紧凑，可以将制动器进一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车和驻车制动。滑动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管，减少了受热机会，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，也增大了油缸的散热面积，因此制动液温度比用固定钳时低30℃～50℃，气化的可能性较小。所以这里所设计的制动器形式选用：滑动钳式盘式制动器

三,盘式制动器主要参数的确定

1.制动盘直径D

制动盘直径D希望尽可能大，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。但制动盘直径D受轮辋直径的限制。通常，制动盘的直径D选择为轮辋直径的70%~79%，而总质量大于2t的汽车应取其上限。

该乘用车的轮辋直径为16英寸（406.4mm），且总质量：M=2200kg所以制动盘直径取D=320mm。

2.制动盘的厚度h

制动盘厚度h直接影响着制动盘质量和工作时的温升。为使质量不至于太大，制动盘厚度应取得适当小些；为了降低制动工作时的温升，制动盘厚度又不能过小。制动盘可以制成实心的，而为了通风散热，又可以在制动盘工作面之间铸出通风孔道。

这里选用通风式制动盘，制动盘厚度取h=25mm。

3.摩擦衬块内半径和外半径

推荐摩擦衬块的外半径与内半径的比值不大于1.5。若此值偏大，工作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，其磨损就会不均匀，接触面积将减小，最终会导致制动力矩变化大。

这里取外半径；内半径

4.制动衬块工作面积A

推荐根据制动摩擦衬块单位面积的汽车质量1.6Kg/~3.5Kg/范围内选取。乘用车的总质量：M=2200kg，前轮的载重为：，

则，故取A=100。

5.制动驱动机构的对制动盘的压紧力N

采用液压驱动的活塞式机构，其结构简单，在车轮制动器中布置方便。其制动压力由以下关系确定。制动缸对制动盘施加的压紧力N与轮缸直径d、制动管路压强P的关系为，根据制动管路压强一般在

10MPa~20Mpa内选取P=15Mpa，根据国标HG2865——1977标准，选择制动缸直径=45mm，则制动盘的压紧力N=23800N。

6.摩擦片摩擦系数f

选择摩擦片时不仅希望其摩擦系数要高些，更要求其热稳定性要好，受温度和压力的影响要小。本盘式制动器采用粉末冶金摩擦材料是以铜粉或铁粉为主要成分(占质量的60％～80％)，加上石墨、陶瓷粉等非金属粉末作为摩擦系数调整剂，用粉末冶金方法制成。其抗热衰退和抗水衰退性能好，适用于高性能轿车。该摩擦材料的摩擦系数的稳定值约为0.3～0.5。在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩，使计算结果接近实际可取：f=0.3。

四,盘式制动器制动力矩的设计计算

盘式制动器的计算用简图如图所示，今假设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对于常见的扇形摩擦衬块，如果其径向尺寸不大，制动盘上的制动力矩计算。

R=0.5(R1+R2)=140mm

Tf=2Fnr=2*0.3*23800*0.14=1999.2N·m

故所设计的前轴制动器制动力矩为2Tf=2*1999.2=3998.4N·m

五,盘式制动器制器的校核计算

1.前轮制动器制动力矩的校核计算

（1）、确定同步附着系数

随着道路条件的改善和汽车速度的提高，由于制动时后轮先抱死引起汽车甩尾甚至掉头所造成的车祸日益增多。值宜取大些。根据设计经念，取

（2）、制动力分配系数的确定

此乘用车根据确定的同步附着系数得到的制动力分配系数为：

式中为前制动器制动力；为后制动器制动力。同步附着系数；质心高度1.0m；轴距L=3.05m；后轴到质心的距离b=1.0675m计算得