某轿车制动系统关键部件的匹配设计
制动系统设计规范
本规范介绍了制动器的设计计算、各种制动阀类的功能和匹配、以及制动管路的布置。
本规范合用于天龙系列车型制动系统的设计。
本规范主要是在满足下列标准的规定(或者强制)范围之内对制动系统的零、部件进行设计和整车布置。
汽车制动系统结构、性能和试验方法机动车和挂车防抱制动性能和试验方法机动车运行安全技术条件在设计制动系统时，应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。
先从《产品开辟项目设计定义书》上获取新车型在设计制动系统所必须的下列信息。
再设计制动器、匹配各种制动阀，以满足整车制动力和制动法规的要求。
确定了制动器的规格和各种制动阀之后，再完成制动器在前、后桥上的安装，各种制动阀在整车上的布置，以及制动管路的连接走向。
3.1 车辆类型：载货汽车、工程车、牵引车3.2 驱动形式：4×2、6×4、8×43.3 主要技术及性能参数：长×宽×高、轴距、空/满载整车重心高坐标、轮距、整备质量、额定载质量、总质量、前/后桥承载吨位、 (前/后)桥空载轴荷、 (前/后)桥满载轴荷、最高车速、最大爬坡度等。
3.4 制动系统的配置：双回路气/液压制动、弹簧制动、鼓/盘式制动器、防抱制动系统、手动/自动调整臂、无石棉磨擦衬片、感载阀调节后桥制动力、缓速器、排气制动。
本规范仅对鼓式制动器的各主要元件和设计计算加以阐述，盘式制动器的选型和计算将暂不列入本规范的讨论范围之内。
4.1 鼓式制动器主要元件：4.1.1 制动鼓：由于铸铁耐磨，易于加工，且单位体积的热容量大，所以，重型货车制动鼓的材料多用灰铸铁。
不少轻型货车和轿车的制动鼓为组合式，其圆柱部份用铸铁，腹板则用钢压制件。
制动鼓在工作载荷下将变形，使蹄、鼓间单位压力不均，带来少许踏板行程损失。
制动鼓变形后的不圆柱度过大，容易引起制动时的自锁或者踏板振动。
所以，在制动鼓上增加肋条，以提高刚度和散热性能。
中型以上货车，普通铸造的制动鼓壁厚为 13~18㎜。
汽车制动系统的设计与优化
汽车制动系统的设计与优化汽车制动系统是汽车安全的重要组成部分，它直接关系到驾驶员和乘客的生命安全。
制动系统的设计和优化对汽车性能的提升和安全性的保证具有非常重要的意义。
本文将从汽车制动系统的原理和组成部分、制动系统的设计和优化方法、制动系统故障及维修等方面进行探讨。
一、汽车制动系统的原理和组成部分汽车制动系统是通过将动能转化为热能来实现制动的。
当车辆行驶时，制动器施加阻力，使车轮产生摩擦热以减速或停车。
汽车制动系统主要由刹车踏板、制动主缸、制动助力器、制动盘或制动鼓、制动蹄及制动片等组成。
制动系统的原理是：踩下刹车踏板后，刹车开关将信号传给制动主缸，制动主缸通过液压作用力使制动片夹紧制动盘或制动鼓，从而减速或停车。
制动助力器在此时也会提供额外支持，增大制动力的作用效果。
二、制动系统的设计和优化方法为了提高车辆的制动性能和安全性，制动系统的设计和优化是至关重要的。
其中，制动盘直径、制动盘和刹车片的材料、制动力分配和制动匹配等方面是制动系统的关键设计和优化要点。
（1）制动盘直径的优化制动盘的直径越大，摩擦力就越大，制动能力也就越强。
但过大的制动盘直径会导致制动加速度下降，大幅降低刹车的灵敏性。
因此，需要在保证制动力的前提下，根据车辆的重量、车速等因素进行适当设计和优化制动盘直径。
（2）制动盘和刹车片的材料优化制动盘和刹车片的材料直接关系到制动能力和制动寿命。
碳陶瓷材料是目前制动盘和刹车片的最佳选择，可以提供更长的使用寿命和更强的制动能力。
同时，碳陶瓷材料还具有更低的制动盘和刹车片摩擦系数，减少刹车时的磨损和噪音。
（3）制动力的分配和匹配优化制动系统是车辆的安全保障，因此制动力的分配和匹配优化是非常重要的。
需要根据车辆的重心、重量分布、车速等因素进行制动力的分配和匹配，只有正确的制动力分配和匹配才能最大化地提高制动性能和安全性。
三、制动系统故障及维修制动系统故障是汽车安全的重大隐患。
常见的制动系统故障有刹车失灵、刹车片严重磨损和制动盘变形等。
基于CarSim制动系统踏板感觉仿真分析
基于CarSim制动系统踏板感觉仿真分析刘德柱;赵唐雷;刘艳华;王海【摘要】文章针对某车型基于CarSim制动系统踏板感觉分析,并与客观试验进行对比分析,从而验证仿真模型的正确性.制动性能在整车主观评价以及调校过程中占据重要地位.首先整车制动性能大致分为两大模块,第一,整车制动系统匹配计算,并且需要满足法规项要求;第二,基于CarSim制动系统踏板感觉仿真分析.快速直观地在后处理曲线中观察到这一变动对整车制动性能的影响,从而达到降低紧急制动距离的目的,并且在零投入的情况下,进行制动系统参数调整,大大缩短了制动系统匹配的周期.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】4页(P142-145)【关键词】CarSim;踏板感觉;建模仿真;试验对比【作者】刘德柱;赵唐雷;刘艳华;王海【作者单位】华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳 110141;华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳 110141;华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳 110141;华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳 110141【正文语种】中文【中图分类】U463与许多面向结构建模的动力学软件如MSC.ADAMS、Altair.MotionView不同，CarSim具有面向参数建模的特点。
因此，建立模型不需要定义各部件具体的结构形式（如悬架布置形式、弹簧长度以及安装角度等），而只需要定义各部件所体现性能的相关参数（比如悬架的K&C特性、弹簧的刚度曲线等）。
这样使用者就能够剥离结构而直接以各部件性能参数为导向分析车辆性能，这对于指导底盘的开发及改进有重大意义。
使用者可以在设计阶段借助CarSim探求各个部件的理想性能，把握大的方向，然后经过层层细化，对各零部件的设计提出具体的要求。
本文为了支持整车性能调校，缩短调校周期，因此利用计算机建模仿真，即基于CarSim搭建制动系统仿真模型，并与客观试验对比验证仿真模型的正确性，支持主观整车性能评价。
中卡三轴载货车制动系统的匹配设计
第30卷增刊 2007年12月合肥工业大学学报(自然科学版)J OURNAL OF HEF EI UNIV ERSI TY O F TECHNOLO GYVol.30Sup Dec.2007 收稿日期22作者简介汪知望(5),男,安徽岳西人,安徽江淮汽车股份有限公司助理工程师中卡三轴载货车制动系统的匹配设计汪知望, 钱友军, 郭春雷(安徽江淮汽车股份有限公司商用车研究院,安徽合肥 230022)摘 要:初步建立了中卡三轴(6×2)载货汽车的制动力学模型,在此基础上,参照相关法规及国家标准的要求,对其制动系统的主要参数及制动器进行了设计计算,并在滚筒反力式制动检验台上对车辆的制动性能进行检测。
结果表明该制动力学模型能较好地模拟制动过程中制动力的分配,整车制动系统的设计是合理的,可为其他中卡车型制动系统的优化设计提供参考。
关键词:制动系统;力学模型;匹配设计中图分类号:U463.5.02 文献标识码:A 文章编号:100325060(2007)(Sup)20016204The ma tch design of bra king system f or a tr iaxi a l mid 2sized 2tr uckWAN G Zhi 2wa ng , Q IAN Y ou 2j un , GUO Chun 2lei(C o mmercial Vehicl e Research Insti t ute ,Anhui J ianghuai Auto m o bi le Co.,L t d ,Hefei 230022,Chi na )Abstract :The paper ba sically est abli shes t he bra ki ng syst em ’s dyna mical model of t riaxial mi d 2sized 2t r uck ,HFC1201KR1.Accor di ng to t he related l aws and t he national standards ,t he paper desi gns t he mai n parameter s of t he braki ng syst em ,a nd te st s the system ’s function on the roller c ounter 2force facili 2t y.The result s show t he braking syst em ’s dynamical model of t riaxial mid 2sized 2t ruck ,HFC1201KR1,canwell simulate t he allocation of t he braking force ,and t he design of braking system i s reasonable.This paper offers a re ference to opti mize the design of braki ng systemof for other midized 2trucks.K ey w or ds :braki ng syst em ;mechanic model ;matchi ng de si gn0 引 言汽车制动系统的结构和性能直接关系到车辆、人员的安全,因此被认为是汽车的重要安全件,受到普遍重视。
制动盘设计应该遵循的准则
制动盘设计应该遵循的准则制动盘是汽车刹车系统中的重要组成部分，其设计的合理与否直接影响到刹车性能和安全性。
为了确保制动盘的性能和质量，设计师需要遵循一些准则和原则。
下面将介绍制动盘设计应该遵循的准则。
1. 材料选择：制动盘的材料应具有良好的热导性能和机械性能。
常用的制动盘材料有铸铁、复合材料和碳纤维等。
根据车辆类型和用途的不同，选择合适的材料可以提高制动盘的耐磨性和耐高温性能。
2. 结构设计：制动盘的结构设计应考虑到刹车时的热膨胀和热应力。
合理的结构设计可以减轻制动盘的重量，提高散热效果，并降低制动时的热应力，延长制动盘的使用寿命。
3. 制动盘的尺寸：制动盘的尺寸应根据车辆的重量和动力要求来确定。
过大或过小的尺寸都会影响刹车性能。
尺寸合理的制动盘可以提供更大的制动力矩和更好的散热效果，提高刹车的效果和稳定性。
4. 制动盘的表面处理：制动盘的表面处理对于提高刹车效果和降低刹车噪音都有重要作用。
常见的表面处理方式有镀层、磨砂和槽道等。
合适的表面处理可以提高制动盘与刹车片之间的摩擦系数，提高刹车的响应速度和稳定性。
5. 制动盘的制造工艺：制动盘的制造工艺应考虑到材料的特性和成本效益。
常见的制造工艺有铸造、锻造和机械加工等。
合理选择制造工艺可以提高制动盘的质量和性能，降低制造成本。
6. 制动盘与其他刹车系统的匹配：制动盘与刹车片、刹车液和刹车系统的匹配度直接影响到刹车性能和安全性。
因此，在制动盘设计过程中，需要考虑到与其他刹车系统的协调性，确保各个部件之间的配合良好，以获得最佳的刹车效果。
7. 制动盘的检测和测试：制动盘的设计完成后，需要进行严格的检测和测试，以确保其质量和性能符合标准和要求。
常见的检测和测试项目包括硬度测试、热膨胀测试和摩擦系数测试等。
只有通过了各项测试，才能保证制动盘的安全可靠性。
制动盘设计应该遵循的准则包括材料选择、结构设计、尺寸确定、表面处理、制造工艺选择、与其他刹车系统的匹配以及检测和测试等。
机械配合原则
机械配合原则机械配合原则是指在机械设计和制造过程中，为了确保机械零件之间的协调、配合和协同工作，而遵循的一系列原则和方法。
这些原则和方法旨在确保机械系统的可靠性、精度和效率，并且在机械设计领域扮演着十分重要的角色。
本文将探讨机械配合原则的基本原则、应用方法以及相关案例分析，以期为机械设计师和制造工程师提供一些有益的参考和指导。
一、基本原则1. 匹配原则：机械配合中最基本的原则之一就是匹配原则。
不同零部件之间的配合需要严格按照设计要求进行匹配，确保零部件之间贴合度和间隙符合设计标准，从而保证机械系统的正常运行。
2. 清晰原则：清晰原则要求在机械设计中尽可能避免复杂的结构和功能，以简单、清晰的结构为目标。
这样可以减少组装和维护的难度，提高零部件的配合精度和可靠性。
3. 标准化原则：标准化原则是指在设计和制造过程中，尽可能采用已有的零部件标准，减少自行设计和制造的部件。
这样可以提高零部件的通用性和互换性，降低成本，简化供应链管理。
4. 适度原则：适度原则要求在零部件配合设计中避免过度精度，尤其是在产品的实际使用中并不需要极高精度的情况下。
过度的精度会增加成本和复杂度，降低机械系统的可靠性。
5. 材料原则：在机械零部件的配合设计中需要根据实际使用条件选择合适的材料，确保零部件在配合过程中具有良好的磨损和耐久性能，避免因材料选择不当而造成的配合失效。
二、应用方法1. 安全配合：在机械设计中，要确保零部件之间的配合能够在不同工况下保持安全、可靠。
设计时需要考虑不同工况下的载荷、温度等因素，避免因为配合失效造成机械系统的故障。
2. 精度配合：对于需要较高精度的机械系统，设计时需特别关注零部件的配合精度，包括设计合适的间隙和相对位置，以确保系统的准确性和稳定性。
3. 润滑配合：对于需要在高速、高负荷工况下运行的机械系统，需要考虑零部件之间的润滑配合，以降低摩擦和磨损，延长零部件的使用寿命。
4. 通用配合：在产品设计中，可以尽可能选择通用零部件，提高零部件的互换性和维修便利性，从而降低维护成本和提高系统的可靠性。
汽车制动系统计算
后
b.
F1
Gb L hg
jd1 max
F1 m
g b L hg
前
F 2
Ga L hg
j d 2 max
F 2 m
g a L hg
制
S
1 3.6
(t1
t2 ) v 2
v2 25.92 jmax
根
a
2
b
L
g g
0 .8
各个设计方案均能满足法规对行车制动性能的要求，同时也满足设计要求。 4 ） 助施力器失效时，制动力完全由人力操纵踏板产生，最大踏板力要求：N1类车700N。 加
△g2—鼓式制动器的蹄、鼓间隙
△g3—鼓式制动器摩擦衬片的厚度公差
（3）储油壶总容量Vmax
空载同步附着系数
0
车满载同步附着系数
' 0
型
标杆
方案
P201-NAM-SD-DP-G3-2
选配方案（四轮盘式）
Fif
Fir
图2 车型的I曲线与β线 ©版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制
第 4 页，共 13 页
制动系统方案设计计算说明书
P201-NAM-SD-DP-G3-2
通 过 1、在空载状态下，地面附着系数为0.8，标杆管路压力达到6MPa，管路压力达到5MPa，选 配方案管路压力达到5MPa，制动器发生抱死，此时后轴早于前轴抱死，这时整车稳定性非常差 。需要ABS进行调节。
n1、n2—前、后制动器单侧油缸数目（仅对盘式制动器而言）
Kv—考虑软管膨胀时的主缸容积系数，汽车设计推荐：轿车 =1.1，货车 =1.3
其中 要根据制动器的类型、参考同类车型确定，对鼓式制动器：汽车设计推荐δ=2-2.5mm；汽车工 程手册推荐3.5-5.5（考虑软管膨胀量及磨损间隙不能自调的影响），公司目前车型均可实现间隙
紧凑型轿车盘式制动器设计中的摩擦材料选择与性能优化
紧凑型轿车盘式制动器设计中的摩擦材料选择与性能优化在紧凑型轿车盘式制动器设计中，摩擦材料的选择和性能优化是至关重要的。
高性能的制动器需要具备良好的制动性能、磨损稳定性、耐高温性能以及良好的性价比。
在选择合适的摩擦材料时，需要考虑材料的摩擦系数、磨损性能、耐高温性能以及成本等因素。
首先，摩擦系数是衡量摩擦材料性能的一个重要指标。
摩擦系数直接影响制动器的制动力，过低的摩擦系数会导致制动器制动力不足，而过高的摩擦系数则会导致制动器易于产生卡滞和过热现象。
因此，在摩擦材料的选择中，需要综合考虑制动力需求和车辆的制动系统设计，选择摩擦系数适中的材料。
其次，磨损性能也是摩擦材料选择的重要指标之一。
制动器在长期使用过程中，会不可避免地产生磨损，因此摩擦材料需要具备较好的抗磨损性能。
有效的磨损控制可以延长制动器的使用寿命，并减少维修保养成本。
因此，选择具有良好磨损性能的摩擦材料是设计中的关键考虑因素。
此外，耐高温性能也是必须考虑的因素之一。
在制动过程中，由于摩擦产生的热量，摩擦材料需要能够有效地承受高温，稳定性良好，以防止制动器过热。
耐高温材料能够保持较好的制动性能，并且能够避免因高温引起的制动衰减和制动衰减。
最后还需考虑成本因素。
紧凑型轿车制动器是一个较为大众化的产品，因此，在材料选择过程中，需要综合考虑摩擦材料的价格和制动器的性能需求，以确保达到最佳的性价比。
综上所述，紧凑型轿车盘式制动器设计中的摩擦材料选择和性能优化至关重要。
在选择材料时，需要综合考虑摩擦系数、磨损性能、耐高温性能以及成本等因素。
只有选择合适的摩擦材料，才能确保制动器具备良好的制动性能、磨损稳定性和耐高温性能。
在实际设计中，还需通过试验验证和不断改进，以获得更好的性能。
同时，与制动器系统的设计和匹配也密切相关，因此在整体设计中要进行综合考虑，以实现紧凑型轿车盘式制动器的优化性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
某轿车制动系统关键部件的匹配设计
作者：丛铭翁智逸吴子涵高浩杰龚安东
来源：《时代汽车》 2018年第6期
1引言
近年来，我国汽车工业快速发展，新车型不断涌现。
本文结合某款轿车开发过程中的实际需求，在兼顾汽车制动性能和驾驶员驾驶感受的同时，对制动系统进行了匹配和设计计算。
2制动系统匹配设计条件
在进行制动系统的设计之前，关于整车的一些基本参数需要作为设计匹配的前提条件进行输入选择，包括的内容如表1和表2。
3制动系统关键部件的设计
3.1制动器结构形式的选择
由于轿车的行驶速度远大于客车和货车，制动时应充分考虑制动器的制动效能恒定性。
由于鼓式制动器制动效能因数较大，便于安装驻车制动，但是制动器因发热引起的的制动效能变化幅度大，如果遇到长时间制动或者较长的下坡路段会导致制动器的热稳定性变差，严重会导致刹车失灵。
而盘式制动器制造成本较高，制动效能因数较小，但制动效能恒定性较好，所以本车最终采用前盘后鼓式的结构方案。
盘式制动器分为通风盘和普通盘两种。
普通盘采用实心盘，制造加工方便，对表面粗糙度和加工精度要求较低，而通风盘采用空心盘，加工精度要求相对较高，制造工艺要比实心盘加工复杂，但是散热效果更好，制动效能比实心盘更加稳定可靠，大大减少了驾驶员对刹车失灵的担心，所以该车前轮采用浮动钳盘式制动器，有效增加散热，提高制动时的稳定性和安全性，制动盘选择通风盘。
后轮采用效能稳定，结构简单的领从蹄式制动器。
3.2盘式制动器的设计计算
(1)制动盘直径Dl
本次设计中制动盘直径选为轮辋直径的75%，则制动盘直径Dl为：
Di= 16in×75%=304.8mm
取D1=305mm
(2)制动盘厚度h
为减小制动盘质量，其厚度不宜过大，此外制动盘厚度与制动效能的热衰退性能有很大的关系，为降低制动时的温升，其厚度又不宜过小。
本次设计中采用通风式盘式制动器，厚度h 选为25mm，材料为合金铸铁。
(3)摩擦衬块内半径Rl和外半径R2
为防止制动力矩产生较大变化，摩擦衬块的外半径R2与内半径Rl的比值不大干1.5。
本
次设计中取摩擦衬块的外径R2=305÷2mm=152.5mm。
内半径为：
RI=R2÷1.5=152.5÷1.5mm=101.7mm
(4)摩擦衬块工作面积
摩擦衬块圆心角取α=90。
单个摩擦衬块工作面积-丌×(R22
Ri2)α÷360=Ⅱ(15.252_10.172)×90÷360=101.4cm2
单个摩擦衬块面积A-2×101.4=202. 8cm2
(5)摩擦衬块摩擦系数f
各种制动器摩擦材料的摩擦系数稳定值约为0.3～0.5。
为提高摩擦系数的稳定性，降低制
动器对摩擦系数偏离正常值的敏感度，故选择摩擦系数f-0.4。
3.3鼓式制动器的设计计算
(1)制动鼓内径Dr
对于鼓式制动器，其制动鼓直径与轮辋直径之比D/Dr的范围如下：
乘用车D/Dr=0.64-0.74
商用车D/Dr=0.70-0.83
在本次设计中Dr=406.4×0.7=284.5mm取Dr=285mm
(2)摩擦衬片宽度b和包角β
摩擦衬片宽度b影响摩擦成片的使用寿命，衬片取窄，则磨损速度快，寿命短，若衬片取宽，则质量大不易加工，增加了成本。
本次设计中摩擦衬片宽度b选为30mm，摩擦衬片包角选
为100。
3.4制动驱动机构的设计计算
(1)制动轮缸
由整车参数可求出汽车满载时前后轮的制动力矩，由于制动管路压力一般不超过10 N12MP，对于盘式制动器可以取更高，在本次设计中取p=12MPa。
根据制动轮缸对制动块施加的张开力
FO与轮缸直径d和制动管路压力D的关系求出前后轴制动器轮缸直径分别为48 .16mm和
11.9mm。
轮缸直径d应在标准规定的尺寸系列中选取(HG2865-1997)，因此取前轮制动轮缸直径为50mm，取后轮制动轮缸直径为19mm。
(2)制动主缸
为提高汽车安全性，现代汽车都采用双回路制动系统，即串列双腔主缸组成的双回路液压制动系统。
取轮缸活塞在完全制动时的行程6=2mm。
制动主缸应有的工作容积为VO=V+ VI，式中y为所有轮缸的总工作容积，VI为制动软管的变形容积。
在初步设计时，制动主缸的工作容积可为：对于乘用车Vo=l.ly。
取活塞直径do等于主缸活塞行程So求得do=23.26mm。
主缸的直径do应符合QC/T311-1999中规定的尺寸系列，所以取得do=28mm。
4匹配结果仿真
4.1利用附着系数
由式(1)、 (2)可以求出该车型在空满载情况下汽车的利用附着系数，并与ECE法规进行比较，如图1。
5结语
本文所做的设计为一种综合浮钳盘式制动器和领从蹄式制动器并采用液压驱动的制动器。
首先设计了盘式制动器和鼓式制动器的主要参数，然后进行仿真。
仿真结果证明了利用此方法
匹配出的制动系统是完全满足法规要求的，同时也验证了此种匹配计算方法是具有实际意义的。