微型载货汽车盘式制动器设计

微型载货汽车盘式制动器设计本科生毕业设计第1章绪论1.1 研究的目的和意义盘式制动器具有散热性好、制动效能稳定、抗水衰退能力强、易于保养和维修等优点,可广泛应用于飞机、铁路、车辆和工程机械。

对盘式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。

高速行驶的轿车，由于频繁使用制动，制动器的摩擦将会产生大量的热，使制动器温度急剧上升，这些热如果不能很好地散出，就会大大影响制动性能，出现所谓的制动效能热衰退现象，制动器直接关乎生命。

因此，制动器的设计是汽车的设计过程中非常重要的一环，确定制动器结构类型，设计制动器中传动的主要零部件，对主要零部件进行校核，对优化汽车制动性能和经济性能，培养我们严谨的设计能力及规范的设计程序具有重要意义，使我们在机械加工工艺规程编制、编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练，通过零件图、装配图绘制，使我们对AutoCAD绘制软件的使用能力得到进一步的提高。

1.2 制动系统国内外现状及发展趋势汽车制动系是汽车总要组成部分，其作用是将行驶中的汽车减速或停车。

汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。

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、停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。

也只有制动性良好、制动系工作可靠的汽车，才能从份发挥其动力性能。

汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置;重型汽车或经常在山区行驶的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。

汽车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。

构常采用双回路或多回路机构，以保证其工作可靠。

驻车制动装置用于汽车可靠而无时间限制的停驻在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。

驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不是用液压或气压驱动，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，则可以用机械力源(如1本科生毕业设计强力压缩弹簧)实现汽车制动。

应急制动装置不必是独立的制动系统，它可利用行车制动装置或驻车制动装置的某些制动器件。

应急制动装置也不是每车必备的，因为普通的手力驻车制动器也可以起到应急制动的作用。

辅助制动装置用在山区行驶的汽车上，利用发动机排气制动或电涡流制动等的辅助制动装置，可使汽车下长坡时间而维持地减低或保持稳定车速，并减轻或解除行车制动器的负荷。

通常，在总质量不大于5t可客车上和总质量不大于12t的载货汽车上装备这种辅助制动-减速装置。

汽车制动系应满足如下要求。

(1)应能适应有关标准和法规的规定。

各项性能指标除应满足规定和国家标准、法规制定的有关要求外、也应考虑销售对象所在对象在国家和地区的法规和用户要求; (2)具有足够的制动效能，包括行车制东效能和驻车制动效能，行车制动效能是由在一定的制动初速度下及最大踏板力下的制动减速度和制动距离两项指标来评定的。

从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。

近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。

汽车制动系统种类很多，形式多样。

传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气—液混合式。

它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。

伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。

新型动力系统的出现也要求制动系统结构型式和功能形式发生相应的改变。

例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源，一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。

汽车制动系统的发展是和汽车性能的提高及汽车结构型式的变化密切相关的，制动系统的每个组成部分都发生了[1]很大变化。

汽车制动系统的组成制动系统主要由下面的4个部分组成:(1)供能装置:也就是制动能源，包括供给、调节制动所需能量以及各个部件，产生制动能量的部分称为制动能源;(2)控制装置:包括产生制动动作和控制制动效果的部件;(3)传动装置:包括把制动能量传递到制动器的各个部件;(4)制动器:产生阻碍车辆运动或者运动趋势的力的部件，也包括辅助制动系统中的部件。

现代的制动系统还包括制动力调节装置和报警装置，压力保护装置等辅助装置。

制动器的发展:制动器是制动的主要组成部分，目前汽车制动器基本都是摩擦式制动器，按照摩擦副中旋转元件的不同，分为鼓式和盘式两大类制动器。

鼓式制动器2本科生毕业设计又有领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器等结构型式。

盘式制动器有固定钳式，浮动钳式，浮动钳式包括滑动钳式和摆动钳盘式两种型式。

滑动钳式是目前使用广泛的一种盘式制动器。

由于盘式制动器热和水稳定性以及抗衰减性能较鼓式制动器好，可靠性和安全性也好，而得到广泛应用。

但是盘式制动器效能低，无法完全防止尘污和锈蚀，兼做驻车制动时需要较为复杂的手驱动机构，因而在后轮上的应用受到限制，很多车是采用前盘后鼓的制动系统组成。

电动汽车和混合动力汽车上具有再生制动能力的电机，在回收制动能量时起制动作用，它引入了新型的制动器。

作为一种新的制动器型式，势必引起制动器型式的变革。

电制动系统制动器是基于传统的制动器，也分为盘式电制动器和鼓式电制动器，鼓式电制动器由于制动热衰减性大等缺点，将来汽车上会以盘式电制动器为主。

制动系统的发展趋势:已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术，随着人们对制动性能要求的提高，防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中，需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能，这就使得制动系统结构复杂化，增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度，制动系统要求结构更加简洁，功能更加全面和可靠，制动系统的管理也成为必须要面对的问题，电子技术的应用是大势所趋。

随着我国汽车工业技术的发展,特别是轿车工业的发展,合资企业的引进，国外先进技术的进入，汽车上采用盘式制动器配置正逐步在我国形成规模。

特别是在提高整车性能、保障安全、提高乘车者的舒适性等方面都发挥了很大的作用。

以下就盘式制动器在我国各类车型上的运用状况做一个简单的分析:(1)在轿车、微型车、轻卡、SUV及皮卡方面:在从经济与实用的角度出发，一般采用了混合的制动形式，即前车轮盘式制动，后车轮鼓式制动。

因轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%—80%，所以前轮制动力要比后轮大。

生产厂家为了节省成本，就采用了前轮盘式制动，后轮鼓式制动的混合匹配方式。

采用前盘后鼓式混合制动器，这主要是出于成本上的考虑。

(2)在大型客车方面:气压盘式制动器产品技术先进性明显，可靠性总体良好，具有创新性和技术标准的集成性。

我国从1997年开始在大客车和载重车上推广盘式制动器及 ABS防抱死系统，因进口产品价格太高，主要用于高端产品。

2004年7月1日交通部强制在7—12米高?型客车上“必须”配备后，国产盘式制动器得以大行其道。

北京公交电车公司、上海公交、武汉公交、长沙公交、深圳公交、广州公交等公司，都在使用为大客车匹配的气压盘式制动器。

(3)重型汽车方面:作为重型汽车行业应用型新技术，气压盘式制动器已经属于成熟产品，目前具有广泛应用的前景。

2004年3月红岩公司率先在国内重卡行业中完成3本科生毕业设计了对气压盘式制动器总成的开发。

2005年元月份中国重汽卡车事业部在提升和改进卡车底盘的过程中，在桥箱事业部配合下，将22.5英寸气压盘式制动器成功“嫁接”到了重汽斯太尔重卡车前桥上。

气压盘式制动器在重汽斯太尔卡车前桥上的成功“嫁接”，解决了令整车厂及用户困扰已久的传统鼓式制动器制动啸叫、频繁制动时制动蹄片易磨损、雨天制动效能降低等一系列问题。

气压盘式制动器首次在斯太尔卡车前桥上的应用，也为今后开发重汽高速卡车提供了经验和技术储备。

与此同时陕西重汽、北汽福田、一汽解放、东风公司、江淮汽车等国内大型汽车厂均完成了盘式制动器在重型汽车方面的前期试验及技术贮备工作，盘式制动器在某些方面可以说成为未来重卡制[1]动系统匹配发展的新趋势。

1.3 制动系统指标车辆在行驶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。

当车辆制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，所以才导致汽车的速度逐渐减小至0，对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础,由于这一过程较为复杂,因此一般在实际中只能建立简化模型分析，通常人们主要从三个方[2]面来对制动过程进行分析和评价:(1)制动效能:即制动距离与制动减速度;(2)制动效能的恒定性，即抗热衰退性;(3)制动时汽车的方向稳定性。

目前，对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行，由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量，因此，多数有关传动系!制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶,其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据，在汽车道路试验中，如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化，则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。

众所周知，刹车时不能一脚踩死，而应分步刹车，一踩一松，直至汽车停下，但遇到急刹时，常需要汽车紧急停下来，很想一脚到底就把汽车停下，这时由于车轮容易发生抱死不转动，从而使汽车发生危险工况，比如前轮抱死引起汽车失去转弯能力，[3]后轮抱死容易发生甩尾事故等等。

制动系统具体指标如下:(1)具有良好的制动效能;(2)具有良好的制动效能的稳定性;(3)制动时汽车操纵稳定性好;4本科生毕业设计(4)制动效能的热稳定性好。

1.4 主要设计内容制定出制动系统的结构方案，液压驱动系统参数计算，确定制动系统和制动器主要的参数设计、参数计算，并依据制动器主要零件的结构设计要求得出主要零部件的尺寸，利用计算机辅助设计绘制装配图，布置图和零件图。

最终进行制动力分配，对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析。

5本科生毕业设计第2章制动系统方案的选择 2.1 制动形式方案分析汽车制动器几乎均为机械摩擦式，即利用旋转元件与固定元件两工作表面间的摩擦产生的制动力矩使汽车减速或停车。

一般摩擦式制动器按其旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类。

1、鼓式制动器鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。