家用轎車盤式制動器設計（全套含CAD圖紙）

下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985目 錄摘要 .IAbstract .II第 1 章 緒論 .11.1 制動器的介紹與特點 .11.2 國內汽車盤式制動器應用情況 .2第 2 章 制動器的設計原則 .42.1 汽車盤式制動器 .42.2 卡羅拉盤式制動器的結構與工作原理 .42.3 制動器設計的一般原則 .62.3.1 制動驅動機構的選擇 .72.3.2 制動管路的選擇 .72.4 本章小結 .8第 3 章 制動器結構設計 .93.1 豐田 COLLORA 的主要技術參數 .93.2 制動系統的主要參數選擇及計算 .83.2.1 同步附著系數 .93.2.2 制動強度和附著系數利用率 .113.2.3 制動器最大制動力矩 .123.2.4 制動器因數 .123.3 制動器的結構參數與摩擦系數 .133.3.1 制動盤結構參數 .133.3.2 摩擦襯塊的結構參數 .143.4 制動器主要零件的結構設計 .163.4.1 制動底板 .163.4.2 制動輪缸 .163.4.3 制動盤 .163.4.4 制動鉗 .16下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853.4.5 摩擦材料 .163.4.6 摩擦襯塊 .183.4.7 制動摩擦襯片 .183.4.8 制動間隙 .183.5 本章小結 .18第 4 章 制動系統驅動機構的設計 .194.1 制動輪缸設計 .194.1.1 制動輪缸直徑與工作容積 .194.1.2 制動輪缸活塞寬度與筒壁寬度 .204.2 制動主缸設計 .214.2.1 制動主缸直徑與工作容積 .214.2.2 制動主缸活塞寬度與筒壁寬度 .224.3 制動主缸行程的計算 .224.4 制動踏板力與踏板行程 .234.5 真空助力器 .244.6 制動力分配調節裝置 .254.7 本章小結 .26結論 .27參考文獻.28致謝 .29附錄 .30下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I摘 要國內汽車市場迅速發展，隨著汽車保有量的增加，帶來的安全問題也越來越引起人們的注意，而制動系統則是汽車主動安全的重要系統之一。因此，如何開發出高性能的制動系統，為安全行駛提供保障是我們要解決的主要問題。另外，隨著汽車市場競爭的加劇，如何縮短產品開發周期、提高設計效率，降低成本等，提高產品的市場競爭力，已經成為企業成功的關鍵。主要根據已有的豐田 COLLORA 車輛的數據對制動系統進行設計。首先介紹了汽車制動系統的結構、分類，并通過對盤式制動器的結構及優缺點進行分析。確定方案采用液壓雙回路盤式制動器。進行前后制動器、制動主缸的設計計算，主要部件的參數選擇及制動管路布置形式，確立了 COLLORA 車制動器比較完整的設計。關鍵詞：制動器；盤式制動器；COLLORA；活塞；同步系數下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIABSTRACTThe rapid development of the domestic vehicle market, However, with increasing of vehicle, security issues are arising from increasingly attracting attention, the braking system is one of important system of active safety. Therefore, how to design a high-performance braking system, to provide protection for safe driving is the main problem we must solve. In addition, with increasing competition of vehicle market, how to shorten the product development cycle, to improve design efficiency and to lower costs, to improve the market competitiveness of products, and has become a key to success of enterprises.This paper mainly introduces the design of braking system ,which based on the data of brake system used in callola. Fist of all, braking systems development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake, analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameters choice of main components braking and channel settings.Key words: Braking;Brake Disc; Collora; Piston；Synchronous Coefficient 下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985III下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851第 1 章 緒 論1.1 制動器的介紹與特點現 在 ， 盤 式 制 動 器 在 汽 車 上 已 經 越 來 越 多 地 被 采 用 ， 特 別 是 在 轎 車 上 已 被 廣 泛采 用 。 盤 式 制 動 器 在 液 力 助 力 下 制 動 力 大 且 穩 定 ， 在 各 種 路 面 都 有 良 好 的 制 動 表 現 ，其 制 動 效 能 遠 高 于 鼓 式 制 動 器 ， 而 且 空 氣 直 接 通 過 盤 式 制 動 盤 ， 故 盤 式 制 動 器 的 散熱 性 很 好 。 但 是 盤 式 制 動 器 結 構 相 對 于 鼓 式 制 動 器 來 說 比 較 復 雜 ， 對 制 動 鉗 、 管 路系 統 要 求 也 較 高 ， 而 且 造 價 高 于 鼓 式 制 動 器 。汽 車 制 動 系 可 分 為 行 車 、 駐 車 、 應 急 、 輔 助 內 部 分 裝 置 。 任 何 制 動 裝 置 都 具 有供 能 裝 置 、 控 制 裝 置 、 傳 動 裝 置 和 制 動 器 四 個 部 分 組 成 。 較 為 完 善 的 制 動 系 還 具 有制 動 力 調 節 裝 置 ， 以 及 報 警 裝 置 、 壓 力 保 持 裝 置 。盤 式 制 動 器 多 用 于 汽 車 的 前 輪 ， 有 不 少 車 輛 四 個 車 輪 都 用 盤 式 制 動 器 。 制 動 盤裝 在 輪 級 上 、 與 車 輪 及 輪 胎 一 起 轉 動 。 當 駕 駛 員 進 行 制 動 時 ， 主 缸 的 液 體 壓 力 傳 遞到 盤 式 制 動 器 。 該 壓 力 推 動 摩 擦 襯 片 靠 到 制 動 盤 上 ， 阻 止 制 動 盤 轉 動 ?，F 在 ， 盤 式 制 動 器 在 汽 車 上 已 經 越 來 越 多 地 被 采 用 ， 特 別 是 在 轎 車 上 已 被 廣 泛采 用 ， 在 很 多 中 高 級 轎 車 上 ， 前 后 輪 都 已 經 采 用 盤 式 制 動 器 。 盤 式 制 動 器 在 液 力 助力 下 制 動 力 大 且 穩 定 ， 在 各 種 路 面 都 有 良 好 的 制 動 表 現 ， 其 制 動 效 能 遠 高 于 鼓 式 制動 器 ， 而 且 空 氣 直 接 通 過 盤 式 制 動 盤 ， 故 盤 式 制 動 器 的 散 熱 性 很 好 。 但 是 盤 式 制 動器 結 構 相 對 于 鼓 式 制 動 器 來 說 比 較 復 雜 ， 對 制 動 鉗 、 管 路 系 統 要 求 也 較 高 ， 而 且 造價 高 于 鼓 式 制 動 器 。按 摩 擦 副 中 固 定 元 件 結 構 ， 盤 式 制 動 器 可 分 為 鉗 盤 式 和 全 盤 式 。固 定 鉗 盤 式 在 汽 車 上 用 的 最 早 （ 50 年 代 就 開 始 使 用 ） ， 優 點 是 ： 除 活 塞 和 制動 塊 外 無 滑 動 件 ， 這 易 保 證 鉗 的 剛 度 ， 易 實 現 從 鼓 式 到 盤 式 的 改 進 ， 也 能 適 用 分 路系 統 的 要 求 。近 年 來 ， 由 于 汽 車 性 能 要 求 的 提 高 ， 固 定 鉗 盤 式 的 缺 點 ， 暴 露 較 明 顯 ， 因 而 導致 浮 動 鉗 （ 特 別 是 滑 動 鉗 ） 的 迅 速 發 展 。 首 先 ， 固 定 鉗 至 少 要 有 兩 個 油 缸 分 置 于 制動 盤 兩 側 ， 所 以 須 有 橫 跨 的 內 部 油 道 或 外 部 油 道 來 連 通 ， 這 就 使 制 動 器 的 徑 向 和 軸向 尺 寸 加 大 ， 布 置 也 較 難 ； 而 浮 動 鉗 的 外 側 無 油 缸 ， 可 將 制 動 器 進 一 步 移 進 輪 轂 ；其 次 ， 在 嚴 酷 的 使 用 條 件 下 ， 固 定 鉗 容 易 使 制 動 液 溫 度 過 高 而 汽 化 ， 浮 動 鉗 由 于 沒有 跨 越 制 動 盤 的 油 道 或 油 管 ， 減 少 了 受 熱 機 會 。 所 以 制 動 溫 度 可 以 比 固 定 鉗 低 30-下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985250 ， 又 采 用 浮 動 鉗 可 將 活 塞 和 油 缸 等 精 密 件 減 去 一 半 ， 造 價 大 為 降 低 。 1.2 國內汽車盤式制動器應用情況隨 著 我 國 汽 車 工 業 技 術 的 發 展 ,特 別 是 轎 車 工 業 的 發 展 ,合 資 企 業 的 引 進 ， 國 外先 進 技 術 的 進 入 ， 汽 車 上 采 應 用 盤 式 制 動 器 配 置 才 逐 步 在 我 國 形 成 規 模 。 特 別 是 在提 高 整 車 性 能 、 保 障 安 全 、 提 高 乘 車 者 的 舒 適 性 ， 滿 足 人 們 不 斷 提 高 的 生 活 物 質 需求 、 改 善 生 活 環 境 等 方 面 都 發 揮 了 很 大 的 作 用 。1） 在 轎 車 、 微 型 車 、 輕 卡 、 SUV 及 皮 卡 方 面 ： 在 從 經 濟 與 實 用 的 角 度 出 發 ，一 般 采 用 了 混 合 的 制 動 形 式 ， 即 前 車 輪 盤 式 制 動 ， 后 車 輪 鼓 式 制 動 。 因 轎 車 在 制 動過 程 中 ， 由 于 慣 性 的 作 用 ， 前 輪 的 負 荷 通 常 占 汽 車 全 部 負 荷 的 70% 80%， 所 以 前輪 制 動 力 要 比 后 輪 大 。 生 產 廠 家 為 了 節 省 成 本 ， 就 采 用 了 前 輪 盤 式 制 動 ， 后 輪 鼓 式制 動 的 混 合 匹 配 方 式 。 采 用 前 盤 后 鼓 式 混 合 制 動 器 ， 這 主 要 是 出 于 成 本 上 的 考 慮 ，同 時 也 是 因 為 汽 車 在 緊 急 制 動 時 ， 軸 荷 前 移 ， 對 前 輪 制 動 性 能 的 要 求 比 較 高 ， 這 類前 制 動 器 主 要 以 液 壓 盤 式 制 動 器 為 主 流 ， 采 用 液 壓 油 作 傳 輸 介 質 ， 以 液 壓 總 泵 為 動力 源 ， 后 制 動 器 以 液 壓 式 雙 泵 雙 作 用 缸 制 動 蹄 匹 配 。 目 前 大 部 分 轎 車 (中 檔 類 如 夏利 、 吉 利 、 神 龍 富 康 、 捷 達 )、 微 型 車 （ 長 安 之 星 、 昌 河 、 豐 田 海 獅 、 天 津 華 利 、 江 鈴 全順 ） 、 高 端 輕 卡 （ 東 風 小 霸 王 、 江 鈴 、 瑞 風 、 南 京 依 維 柯 ） 、 SUV 及 皮 卡 （ 湖 南 長豐 、 江 鈴 皮 卡 ） 等 采 用 前 盤 后 鼓 式 混 合 制 動 器 。 2004 年 我 國 共 產 此 類 車 計 110 萬輛 以 上 。 但 隨 著 高 速 公 路 等 級 的 提 高 ， 乘 車 檔 次 的 上 升 ， 特 別 上 國 家 安 全 法 規 的 強制 實 施 ， 前 后 輪 都 用 盤 式 制 動 器 是 趨 勢 。2） 在 大 型 客 車 方 面 ： 氣 壓 盤 式 制 動 器 產 品 技 術 先 進 性 明 顯 ， 可 靠 性 總 體 良 好 ，具 有 創 新 性 和 技 術 標 準 的 集 成 性 。 歐 美 國 家 自 上 世 紀 90 年 代 初 開 始 將 盤 式 制 動 器用 于 大 型 公 交 車 。 至 2000 年 ， 盤 式 制 動 器 （ 前 后 制 動 均 為 盤 式 ） 已 經 成 為 歐 美 國家 城 市 公 交 車 的 標 準 配 置 。 我 國 從 1997 年 開 始 在 大 客 車 和 載 重 車 上 推 廣 盤 式 制 動器 及 ABS 防 抱 死 系 統 ， 因 進 口 產 品 價 格 太 高 ， 主 要 用 于 高 端 產 品 。 2004 年 7 月 1日 交 通 部 強 制 在 7-12 米 高 型 客 車 上 “必 須 ”配 備 后 ， 國 產 盤 式 制 動 器 得 以 大行 其 道 。 北 京 公 交 電 車 公 司 、 上 海 公 交 、 武 漢 公 交 、 長 沙 公 交 、 深 圳 公 交 、 廣 州 公交 等 公 司 ， 都 在 使 用 為 大 客 車 匹 配 的 氣 壓 盤 式 制 動 器 。 生 產 廠 家 主 要 有 ： 宇 通 公 司2004 年 產 20000 多 輛 客 車 ， 其 中 使 用 盤 式 制 動 器 的 客 車 已 占 一 半 多 ； 宇 通 公 司 自 制底 盤 部 份 是 由 二 汽 在 EQ153 前 后 橋 基 礎 升 級 更 改 的 ， 每 年 有 10000 多 套 。 二 汽 東 風車 橋 用 EQ153 前 后 橋 改 型 匹 配 氣 壓 盤 式 制 動 器 的 前 后 橋 總 成 約 占 6000 套 以 上 ， 是宇 通 公 司 最 大 的 氣 壓 盤 式 制 動 器 橋 供 應 商 。 宇 通 公 司 每 年 需 在 一 汽 采 客 車 底 盤下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098533000 多 臺 ， 一 汽 客 底 2004 年 供 了 2000 多 臺 ， 其 中 帶 盤 式 制 動 器 占 一 半 以 上 。 如一 汽 客 底 采 用 4E 前 轉 向 系 統 配 置 氣 壓 盤 式 制 動 器 前 橋 、 11 噸 420 后 橋 裝 在6100（ 10 米 ） 豪 華 客 車 上 ； 7 噸 盤 式 前 橋 與 13 噸 435 后 橋 配 裝 在 6120（ 12 米 ）豪 華 客 車 上 等 ， 都 是 宇 通 公 司 市 場 前 景 較 好 ， 利 潤 附 加 值 很 高 的 車 型 。 江 蘇 金 龍 客車 的 7-9 米 高 型 客 車 客 車 采 用 湖 橋 供 帶 盤 式 制 動 器 的 車 橋 2004 年 在 5500 臺 左右 。 廈 門 金 龍 客 車 10-12 米 高 型 客 車 以 上 客 車 、 丹 東 黃 海 客 車 10-12 米 高 型客 車 、 安 徽 凱 斯 鮑 爾 等 等 國 內 知 名 的 大 型 廠 家 均 已 在 批 量 生 產 帶 盤 式 制 動 器 的 高 檔客 車 。3） 重 型 汽 車 方 面 ： 作 為 重 型 汽 車 行 業 應 用 型 新 技 術 ， 氣 壓 盤 式 制 動 器 的 已 經屬 成 熟 產 品 ， 目 前 具 有 廣 泛 應 用 的 前 景 。 2004 年 3 月 紅 巖 公 司 率 先 在 國 內 重 卡 行業 中 完 成 了 對 氣 壓 盤 式 制 動 器 總 成 的 開 發 。 2005 年 元 月 份 中 國 重 汽 卡 車 事 業 部 在提 升 和 改 進 卡 車 底 盤 的 過 程 中 ， 在 橋 箱 事 業 部 配 合 下 ， 將 22.5 英 寸 氣 壓 盤 式 制 動器 成 功 嫁 接 到 了 重 汽 斯 太 爾 重 卡 車 前 橋 上 。 氣 壓 盤 式 制 動 器 在 重 汽 斯 太 爾 卡 車 前 橋上 的 成 功 “嫁 接 ”， 解 決 了 令 整 車 廠 及 用 戶 困 擾 已 久 的 傳 統 鼓 式 制 動 器 制 動 嘯 叫 、頻 繁 制 動 時 制 動 蹄 片 易 磨 損 、 雨 天 制 動 效 能 降 低 等 一 系 列 問 題 。 氣 壓 盤 式 制 動 器 首次 在 斯 太 爾 卡 車 前 橋 上 的 應 用 ， 也 為 今 后 開 發 重 汽 高 速 卡 車 提 供 了 經 驗 和 技 術 儲 備 。與 此 同 時 陜 西 重 汽 、 北 汽 福 田 、 一 汽 解 放 、 東 風 公 司 、 江 淮 汽 車 等 國 內 大 型 汽 車 廠均 完 成 了 盤 式 制 動 器 在 重 型 汽 車 方 面 的 前 期 型 試 試 驗 及 技 術 貯 備 工 作 ， 盤 式 制 動 器在 某 些 方 面 可 以 說 成 為 未 來 重 卡 制 動 系 統 匹 配 發 展 的 新 趨 勢 。綜 合 以 上 各 項 ， 參 照 所 給 參 數 以 現 代 汽 車 上 實 際 采 用 的 型 式 ， 確 定 設 計 的 浮 動鉗 盤 式 制 動 器 在 市 場 是 有 很 大 的 開 發 前 景 的 。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709854第 2 章 制動器的設計原則汽車制動系統總體方案設計，主要涉及制動器的結構型式選擇，制動驅動機構的結構型式選擇，制動管路布置結構型式的選擇等三個方面。本章將就這三個方面的問題進行分析論證2.1 汽車盤式制動器按 摩 擦 副 中 固 定 元 件 結 構 ， 盤 式 制 動 器 可 分 為 鉗 盤 式 和 全 盤 式 。固 定 鉗 盤 式 在 汽 車 上 用 的 最 早 （ 50 年 代 就 開 始 使 用 ） ， 優 點 是 ： 除 活 塞 和 制動 塊 外 無 滑 動 件 ， 這 易 保 證 鉗 的 剛 度 ， 易 實 現 從 鼓 式 到 盤 式 的 改 進 ， 也 能 適 用 分 路系 統 的 要 求 。近 年 來 ， 由 于 汽 車 性 能 要 求 的 提 高 ， 固 定 鉗 盤 式 的 缺 點 ， 暴 露 較 明 顯 ， 因 而 導致 浮 動 鉗 （ 特 別 是 滑 動 鉗 ） 的 迅 速 發 展 。 首 先 ， 固 定 鉗 至 少 要 有 兩 個 油 缸 分 置 于 制動 盤 兩 側 ， 所 以 須 有 橫 跨 的 內 部 油 道 或 外 部 油 道 來 連 通 ， 這 就 使 制 動 器 的 徑 向 和 軸向 尺 寸 加 大 ， 布 置 也 較 難 ； 而 浮 動 鉗 的 外 側 無 油 缸 ， 可 將 制 動 器 進 一 步 移 進 輪 轂 ；其 次 ， 在 嚴 酷 的 使 用 條 件 下 ， 固 定 鉗 容 易 使 制 動 液 溫 度 過 高 而 汽 化 ， 浮 動 鉗 由 于 沒有 跨 越 制 動 盤 的 油 道 或 油 管 ， 減 少 了 受 熱 機 會 。 所 以 制 動 溫 度 可 以 比 固 定 鉗 低 30-50 度 ， 又 采 用 浮 動 鉗 可 將 活 塞 和 油 缸 等 精 密 件 減 去 一 半 ， 造 價 大 為 降 低 。綜 合 以 上 各 項 ， 參 照 所 給 參 數 以 現 代 汽 車 上 實 際 采 用 的 型 式 ， 確 定 本 設 計 的 前輪 制 動 器 為 浮 動 鉗 盤 式 制 動 器 。2.2 卡羅拉車盤式制動器的結構與工作原理浮 鉗 盤 式 制 動 鉗 的 工 作 原 理 ： 如 圖 2.2 所 示 ， 制 動 鉗 殼 體 2 用 螺 栓 5 與 支 架1 相 連 接 ， 螺 栓 5 兼 作 導 向 銷 。 支 架 1 固 定 在 前 懸 架 焊 接 總 成 (亦 稱 車 輪 軸 承 殼 體 )的 法 蘭 板 上 ， 殼 體 2 可 沿 導 向 銷 與 支 架 作 軸 向 相 對 移 動 。 支 架 固 定 在 車 軸 上 ， 摩 擦塊 11 和 12 布 置 在 制 動 盤 13 的 兩 側 。 制 動 分 泵 8 設 在 制 動 鉗 內 。 制 動 時 ， 制 動 鉗內 油 缸 活 塞 8 在 液 壓 力 作 用 下 推 動 內 摩 擦 塊 12， 壓 靠 到 制 動 盤 內 側 表 面 后 ， 作 用于 分 泵 底 部 的 液 壓 力 使 制 動 鉗 殼 體 在 導 向 銷 上 移 動 ， 推 動 外 摩 擦 塊 11 壓 向 制 動 盤下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855的 外 側 表 面 。 內 、 外 摩 擦 塊 在 液 壓 作 用 下 ， 將 制 動 盤 的 兩 側 面 緊 緊 夾 住 。 由 于 制 動盤 是 緊 固 在 前 輪 轂 上 的 ， 因 此 實 現 了 前 輪 的 制 動 。前 制 動 器 的 制 動 間 隙 是 自 動 調 節 的 。 它 是 利 用 分 泵 活 塞 密 封 圈 4 的 彈 性 變 形來 實 現 的 。 制 動 時 ， 橡 膠 密 封 圈 變 形 ， 制 動 一 結 束 ， 密 封 圈 恢 復 原 狀 ， 活 塞 在 彈 性作 用 下 回 到 原 位 。在 制 動 盤 和 內 、外 摩 擦 塊 磨 損 后引 起 制 動 間 隙 變大 ，超 過 活 塞 8 的 設定 行 程 時 ， 活 塞在 制 動 液 壓 力 作用 下 克 服 密 封 圈的 摩 擦 阻 力 繼 續向 前 移 ， 直 到 完 全 制 動 為 止 。 活 塞 和 密 封 圈 之 間 的 相 對 位 移 補 償 了 過 量 的 間 隙 ， 制動 間 隙 一 般 單 邊圖 2.1 卡 羅 拉 前 輪 盤 式 制 動 器1車 輪 螺 栓 2制 動 盤 3擋 塵 盤 螺 栓 4擋 塵 盤 5轉 向 節6彈 簧 片 7制 動 襯 塊 8制 動 鉗 殼 體 9套 筒 （ 下 ） 10襯 套 （ 下 ）下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985611隔 離 襯 套 （ 下 ） 12隔 離 襯 套 （ 上 ） 13緊 固 螺 栓 （ 下 ） 圖 2.2 卡 羅 拉 前 輪 盤 式 制 動 器1支 架 2制 動 鉗 殼 體 3活 塞 防 塵 罩 4活 塞 密 封 圈 5螺 栓6導 套 7導 向 銷 防 塵 罩 8活 塞 9止 動 彈 簧 10放 氣 螺 栓11外 側 摩 擦 塊 12內 側 摩 擦 塊 13制 動 盤14緊 固 螺 栓 （ 上 ） 15襯 套 （ 上 ） 16套 筒 （ 上 ）為 0.05-0.15mm。 內 、 外 摩 擦 塊 的 材 料 采 用 以 石 棉 為 主 、 混 合 樹 脂 并 與 樹 脂 結 合 的材 料 與 鋼 板 通 過 螺 栓 連 接 在 一 起 制 成 的 。 2.3 制動器設計的一般原則1 制 動 器 效 能 ， 指 在 良 好 路 面 上 ， 汽 車 以 一 定 初 速 度 制 動 到 停 車 的 制 動 距 離 或制 動 時 汽 車 的 減 速 度 。 在 評 比 不 同 結 構 形 式 的 制 動 器 效 能 時 ， 常 用 一 種 稱 為 制 動 效能 因 數 的 無 因 次 指 標 。 制 動 效 能 因 數 的 定 義 為 ： 在 制 動 鼓 和 制 動 盤 的 作 用 半 徑 上 所得 到 的 摩 擦 利 于 輸 入 力 之 比 。2 制 動 器 效 能 恒 定 性 ， 即 汽 車 高 速 行 使 或 下 長 坡 連 續 制 動 時 汽 車 制 動 效 能 保 持的 程 度 。 如 前 所 述 ， 影 響 摩 擦 因 數 的 因 素 包 括 摩 擦 副 材 料 、 摩 擦 副 表 面 溫 度 和 水 濕程 度 。 因 為 制 動 過 程 是 及 時 把 汽 車 行 駛 的 動 能 通 過 制 動 器 吸 收 轉 化 為 熱 能 ， 所 以 制動 器 溫 度 升 高 后 能 否 保 持 在 冷 狀 態 時 的 制 動 效 能 ， 已 成 為 設 計 汽 車 制 動 器 時 要 考 慮的 一 個 重 要 問 題 。 由 于 領 蹄 的 效 能 因 數 大 于 從 蹄 ， 穩 定 性 卻 比 從 蹄 差 ， 因 此 各 種 鼓式 制 動 器 的 效 能 因 數 取 決 于 兩 蹄 的 效 能 因 數 ， 故 就 整 個 鼓 式 制 動 器 而 言 ， 也 在 不 同程 度 上 存 在 著 效 能 本 身 與 其 穩 定 性 的 矛 盾 。 而 盤 式 制 動 器 的 制 動 效 能 最 為 穩 定 。要 求 制 動 器 的 熱 穩 定 性 好 ， 除 選 擇 其 效 能 因 數 對 摩 擦 系 數 敏 感 性 較 低 的 制 動 器 類 型外 ， 還 要 求 摩 擦 材 料 有 較 好 的 抗 熱 衰 退 性 和 恢 復 性 ， 并 且 應 使 制 動 鼓 （ 制 動 盤 ） 有足 夠 的 熱 容 量 和 散 熱 能 力 。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098573 制 動 器 間 隙 調 整 ， 是 汽 車 保 養 作 業 較 為 頻 繁 的 項 目 之 一 。 故 選 擇 調 整 裝 置 的結 構 形 式 和 安 裝 位 置 必 須 保 證 調 整 操 作 方 便 。 最 好 采 用 間 隙 自 動 裝 置 。4 制 動 器 的 尺 寸 和 質 量 。 隨 著 現 代 汽 車 車 速 的 日 益 提 高 ， 處 于 汽 車 行 駛 穩 定 性的 考 慮 ， 輪 胎 尺 寸 往 往 選 擇 較 小 。 這 樣 ， 為 了 保 證 所 要 求 的 制 動 力 矩 而 確 定 的 制 動鼓 （ 制 動 盤 ） 直 徑 就 可 能 過 大 而 難 以 在 輪 轂 內 安 裝 。 因 而 應 選 擇 尺 寸 小 而 效 能 高 的制 動 器 形 式 。 對 于 高 速 轎 車 ， 為 提 高 制 動 時 的 穩 定 性 ， 在 前 懸 架 （ 獨 立 懸 架 ） 設 計中 ， 一 般 采 用 較 小 的 主 銷 偏 移 距 。 為 此 ， 前 制 動 器 位 置 有 時 不 得 不 外 移 到 更 靠 近 輪轂 ， 導 致 其 布 置 困 難 。 車 輪 制 動 器 為 非 簧 載 質 量 ， 故 應 盡 可 能 減 輕 其 質 量 ， 以 改 善行 駛 平 順 性 。5 噪 音 的 減 輕 。 制 動 噪 音 的 現 象 很 復 雜 。 大 致 來 說 ， 噪 音 分 為 低 頻 高 頻 兩 種 。在 低 頻 噪 音 中 ， 常 遇 到 的 是 制 動 時 停 車 的 喀 擦 聲 ， 這 主 要 是 由 制 動 鼓 或 者 制 動 鉗 的共 振 造 成 的 。 高 頻 噪 聲 一 般 可 通 過 制 動 蹄 或 制 動 盤 共 振 產 生 。 或 者 是 由 于 摩 擦 襯 片或 襯 塊 彈 性 震 動 造 成 的 。影 響 的 噪 聲 的 主 要 因 素 是 摩 擦 材 料 的 摩 擦 特 性 ， 即 動 摩 擦 系 數 對 摩 擦 速 度 的 變化 關 系 。 動 摩 擦 系 數 隨 速 度 的 增 高 而 減 低 的 程 度 愈 大 ， 愈 易 激 發 震 動 而 產 生 噪 聲 。此 外 ， 制 動 器 輸 入 壓 力 越 大 ， 噪 聲 也 越 大 ， 而 壓 力 高 大 一 定 程 度 以 后 則 不 再 有 噪 聲 。制 動 溫 度 對 噪 聲 也 有 影 響 。 在 制 動 器 的 設 計 中 采 取 某 種 措 施 ， 可 以 在 相 當 的 程 度 上消 除 某 種 噪 聲 ， 特 別 是 低 頻 噪 聲 。 對 高 頻 的 建 交 省 的 消 除 ， 目 前 還 比 較 困 難 。 應 當注 意 ， 為 消 除 噪 聲 而 采 取 的 某 種 措 施 ， 有 可 能 產 生 制 動 力 矩 的 下 降 和 踏 板 行 程 損 失等 副 作 用 。 2.3.1 制動驅動機構的選擇 液 壓 式 驅 動 機 構 ：優 點 ：a.制 動 時 可 以 得 到 必 要 安 全 性 ， 因 為 液 壓 系 統 內 系 統 內 壓 力 相 等 ， 左 右 輪 制 動同 時 進 行 ；b.易 保 證 制 動 力 正 確 分 配 到 前 、 后 輪 ， 因 為 前 、 后 輪 分 泵 可 以 做 出 不 同 直 徑 ；c.車 振 或 懸 架 變 形 不 發 生 自 行 制 動 ；d.不 須 潤 滑 和 時 常 調 整 ；缺 點 ：a 當 管 路 一 處 泄 漏 ， 則 系 統 失 效 ；b 低 溫 油 液 變 濃 ， 高 溫 則 汽 化 ； c 不 可 長 時 間 制 動 。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709858但 綜 合 來 看 ， 油 壓 制 動 還 是 可 取 的 ， 且 得 到 了 廣 泛 的 應 用 。2.3.2 制動管路的選擇出 于 取 安 全 上 的 考 慮 ， 汽 車 制 動 應 至 少 有 兩 套 獨 立 的 驅 動 制 動 器 的 管 路 。 汽 車 的 雙回 路 制 動 系 統 有 以 下 常 見 的 五 種 分 路 型 式 ：1 一 軸 對 一 軸 （ ） 型 ， （ 圖 a） ， 前 軸 制 動 器 與 后 橋 制 動 器 各 用 一 個 回 路 ； 2 交 2 叉 （ X） 型 ， 前 軸 的 一 側 車 輪 制 動 器 與 后 橋 的 對 側 車 輪 制 動 器 同 屬 一 個 回 路 ；3 一 軸 半 對 半 軸 （ HI） 型 （ 圖 c） ， 每 側 前 制 動 器 的 半 數 輪 缸 和 全 部 后 制 動 器輪 缸 屬 于 一 個 回 路 ， 其 余 的 前 輪 缸 則 屬 于 另 一 個 回 路 ；4 半 軸 一 輪 對 半 軸 一 輪 （ LL） 型 （ 圖 d） ， 兩 個 回 路 分 別 對 兩 側 前 輪 制 動 器 的半 數 輪 缸 和 一 個 后 輪 制 動 器 作 用 ；5 雙 半 軸 對 雙 半 軸 （ HH） 型 （ 圖 e） ， 每 個 回 路 均 只 對 每 個 前 后 制 動 器 的 半 數輪 缸 起 作 用 。其 中 型 的 管 路 布 置 最 為 簡 單家用轎車盤式制動器的改進設計目 錄摘要 .IAbstract .II第 1 章 緒論 .11.1 制動器的介紹與特點 .11.2 國內汽車盤式制動器應用情況 .2第 2 章 制動器的設計原則 .42.1 汽車盤式制動器 .42.2 卡羅拉盤式制動器的結構與工作原理 .42.3 制動器設計的一般原則 .62.3.1 制動驅動機構的選擇 .72.3.2 制動管路的選擇 .72.4 本章小結 .8第 3 章 制動器結構設計 .93.1 豐田 COLLORA 的主要技術參數 .93.2 制動系統的主要參數選擇及計算 .83.2.1 同步附著系數 .93.2.2 制動強度和附著系數利用率 .113.2.3 制動器最大制動力矩 .123.2.4 制動器因數 .123.3 制動器的結構參數與摩擦系數 .133.3.1 制動盤結構參數 .133.3.2 摩擦襯塊的結構參數 .143.4 制動器主要零件的結構設計 .163.4.1 制動底板 .163.4.2 制動輪缸 .163.4.3 制動盤 .163.4.4 制動鉗 .16家用轎車盤式制動器的改進設計3.4.5 摩擦材料 .163.4.6 摩擦襯塊 .183.4.7 制動摩擦襯片 .183.4.8 制動間隙 .183.5 本章小結 .18第 4 章 制動系統驅動機構的設計 .194.1 制動輪缸設計 .194.1.1 制動輪缸直徑與工作容積 .194.1.2 制動輪缸活塞寬度與筒壁寬度 .204.2 制動主缸設計 .214.2.1 制動主缸直徑與工作容積 .214.2.2 制動主缸活塞寬度與筒壁寬度 .224.3 制動主缸行程的計算 .224.4 制動踏板力與踏板行程 .234.5 真空助力器 .244.6 制動力分配調節裝置 .254.7 本章小結 .26結論 .27參考文獻.28致謝 .29附錄 .30家用轎車盤式制動器的改進設計I摘 要國內汽車市場迅速發展，隨著汽車保有量的增加，帶來的安全問題也越來越引起人們的注意，而制動系統則是汽車主動安全的重要系統之一。因此，如何開發出高性能的制動系統，為安全行駛提供保障是我們要解決的主要問題。另外，隨著汽車市場競爭的加劇，如何縮短產品開發周期、提高設計效率，降低成本等，提高產品的市場競爭力，已經成為企業成功的關鍵。主要根據已有的豐田 COLLORA 車輛的數據對制動系統進行設計。首先介紹了汽車制動系統的結構、分類，并通過對盤式制動器的結構及優缺點進行分析。確定方案采用液壓雙回路盤式制動器。進行前后制動器、制動主缸的設計計算，主要部件的參數選擇及制動管路布置形式，確立了 COLLORA 車制動器比較完整的設計。關鍵詞：制動器；盤式制動器；COLLORA；活塞；同步系數家用轎車盤式制動器的改進設計IIABSTRACTThe rapid development of the domestic vehicle market, However, with increasing of vehicle, security issues are arising from increasingly attracting attention, the braking system is one of important system of active safety. Therefore, how to design a high-performance braking system, to provide protection for safe driving is the main problem we must solve. In addition, with increasing competition of vehicle market, how to shorten the product development cycle, to improve design efficiency and to lower costs, to improve the market competitiveness of products, and has become a key to success of enterprises.This paper mainly introduces the design of braking system ,which based on the data of brake system used in callola. Fist of all, braking systems development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake, analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameters choice of main components braking and channel settings.Key words: Braking;Brake Disc; Collora; Piston；Synchronous Coefficient 家用轎車盤式制動器的改進設計1第 1 章 緒 論1.1 制動器的介紹與特點現 在 ， 盤 式 制 動 器 在 汽 車 上 已 經 越 來 越 多 地 被 采 用 ， 特 別 是 在 轎 車 上 已 被 廣 泛采 用 。 盤 式 制 動 器 在 液 力 助 力 下 制 動 力 大 且 穩 定 ， 在 各 種 路 面 都 有 良 好 的 制 動 表 現 ，其 制 動 效 能 遠 高 于 鼓 式 制 動 器 ， 而 且 空 氣 直 接 通 過 盤 式 制 動 盤 ， 故 盤 式 制 動 器 的 散熱 性 很 好 。 但 是 盤 式 制 動 器 結 構 相 對 于 鼓 式 制 動 器 來 說 比 較 復 雜 ， 對 制 動 鉗 、 管 路系 統 要 求 也 較 高 ， 而 且 造 價 高 于 鼓 式 制 動 器 。汽 車 制 動 系 可 分 為 行 車 、 駐 車 、 應 急 、 輔 助 內 部 分 裝 置 。 任 何 制 動 裝 置 都 具 有供 能 裝 置 、 控 制 裝 置 、 傳 動 裝 置 和 制 動 器 四 個 部 分 組 成 。 較 為 完 善 的 制 動 系 還 具 有制 動 力 調 節 裝 置 ， 以 及 報 警 裝 置 、 壓 力 保 持 裝 置 。盤 式 制 動 器 多 用 于 汽 車 的 前 輪 ， 有 不 少 車 輛 四 個 車 輪 都 用 盤 式 制 動 器 。 制 動 盤裝 在 輪 級 上 、 與 車 輪 及 輪 胎 一 起 轉 動 。 當 駕 駛 員 進 行 制 動 時 ， 主 缸 的 液 體 壓 力 傳 遞到 盤 式 制 動 器 。 該 壓 力 推 動 摩 擦 襯 片 靠 到 制 動 盤 上 ， 阻 止 制 動 盤 轉 動 ?，F 在 ， 盤 式 制 動 器 在 汽 車 上 已 經 越 來 越 多 地 被 采 用 ， 特 別 是 在 轎 車 上 已 被 廣 泛采 用 ， 在 很 多 中 高 級 轎 車 上 ， 前 后 輪 都 已 經 采 用 盤 式 制 動 器 。 盤 式 制 動 器 在 液 力 助力 下 制 動 力 大 且 穩 定 ， 在 各 種 路 面 都 有 良 好 的 制 動 表 現 ， 其 制 動 效 能 遠 高 于 鼓 式 制動 器 ， 而 且 空 氣 直 接 通 過 盤 式 制 動 盤 ， 故 盤 式 制 動 器 的 散 熱 性 很 好 。 但 是 盤 式 制 動器 結 構 相 對 于 鼓 式 制 動 器 來 說 比 較 復 雜 ， 對 制 動 鉗 、 管 路 系 統 要 求 也 較 高 ， 而 且 造價 高 于 鼓 式 制 動 器 。按 摩 擦 副 中 固 定 元 件 結 構 ， 盤 式 制 動 器 可 分 為 鉗 盤 式 和 全 盤 式 。固 定 鉗 盤 式 在 汽 車 上 用 的 最 早 （ 50 年 代 就 開 始 使 用 ） ， 優 點 是 ： 除 活 塞 和 制動 塊 外 無 滑 動 件 ， 這 易 保 證 鉗 的 剛 度 ， 易 實 現 從 鼓 式 到 盤 式 的 改 進 ， 也 能 適 用 分 路系 統 的 要 求 。近 年 來 ， 由 于 汽 車 性 能 要 求 的 提 高 ， 固 定 鉗 盤 式 的 缺 點 ， 暴 露 較 明 顯 ， 因 而 導致 浮 動 鉗 （ 特 別 是 滑 動 鉗 ） 的 迅 速 發 展 。 首 先 ， 固 定 鉗 至 少 要 有 兩 個 油 缸 分 置 于 制動 盤 兩 側 ， 所 以 須 有 橫 跨 的 內 部 油 道 或 外 部 油 道 來 連 通 ， 這 就 使 制 動 器 的 徑 向 和 軸向 尺 寸 加 大 ， 布 置 也 較 難 ； 而 浮 動 鉗 的 外 側 無 油 缸 ， 可 將 制 動 器 進 一 步 移 進 輪 轂 ；其 次 ， 在 嚴 酷 的 使 用 條 件 下 ， 固 定 鉗 容 易 使 制 動 液 溫 度 過 高 而 汽 化 ， 浮 動 鉗 由 于 沒有 跨 越 制 動 盤 的 油 道 或 油 管 ， 減 少 了 受 熱 機 會 。 所 以 制 動 溫 度 可 以 比 固 定 鉗 低 30-家用轎車盤式制動器的改進設計250 ， 又 采 用 浮 動 鉗 可 將 活 塞 和 油 缸 等 精 密 件 減 去 一 半 ， 造 價 大 為 降 低 。 1.2 國內汽車盤式制動器應用情況隨 著 我 國 汽 車 工 業 技 術 的 發 展 ,特 別 是 轎 車 工 業 的 發 展 ,合 資 企 業 的 引 進 ， 國 外先 進 技 術 的 進 入 ， 汽 車 上 采 應 用 盤 式 制 動 器 配 置 才 逐 步 在 我 國 形 成 規 模 。 特 別 是 在提 高 整 車 性 能 、 保 障 安 全 、 提 高 乘 車 者 的 舒 適 性 ， 滿 足 人 們 不 斷 提 高 的 生 活 物 質 需求 、 改 善 生 活 環 境 等 方 面 都 發 揮 了 很 大 的 作 用 。1） 在 轎 車 、 微 型 車 、 輕 卡 、 SUV 及 皮 卡 方 面 ： 在 從 經 濟 與 實 用 的 角 度 出 發 ，一 般 采 用 了 混 合 的 制 動 形 式 ， 即 前 車 輪 盤 式 制 動 ， 后 車 輪 鼓 式 制 動 。 因 轎 車 在 制 動過 程 中 ， 由 于 慣 性 的 作 用 ， 前 輪 的 負 荷 通 常 占 汽 車 全 部 負 荷 的 70% 80%， 所 以 前輪 制 動 力 要 比 后 輪 大 。 生 產 廠 家 為 了 節 省 成 本 ， 就 采 用 了 前 輪 盤 式 制 動 ， 后 輪 鼓 式制 動 的 混 合 匹 配 方 式 。 采 用 前 盤 后 鼓 式 混 合 制 動 器 ， 這 主 要 是 出 于 成 本 上 的 考 慮 ，同 時 也 是 因 為 汽 車 在 緊 急 制 動 時 ， 軸 荷 前 移 ， 對 前 輪 制 動 性 能 的 要 求 比 較 高 ， 這 類前 制 動 器 主 要 以 液 壓 盤 式 制 動 器 為 主 流 ， 采 用 液 壓 油 作 傳 輸 介 質 ， 以 液 壓 總 泵 為 動力 源 ， 后 制 動 器 以 液 壓 式 雙 泵 雙 作 用 缸 制 動 蹄 匹 配 。 目 前 大 部 分 轎 車 (中 檔 類 如 夏利 、 吉 利 、 神 龍 富 康 、 捷 達 )、 微 型 車 （ 長 安 之 星 、 昌 河 、 豐 田 海 獅 、 天 津 華 利 、 江 鈴 全順 ） 、 高 端 輕 卡 （ 東 風 小 霸 王 、 江 鈴 、 瑞 風 、 南 京 依 維 柯 ） 、 SUV 及 皮 卡 （ 湖 南 長豐 、 江 鈴 皮 卡 ） 等 采 用 前 盤 后 鼓 式 混 合 制 動 器 。 2004 年 我 國 共 產 此 類 車 計 110 萬輛 以 上 。 但 隨 著 高 速 公 路 等 級 的 提 高 ， 乘 車 檔 次 的 上 升 ， 特 別 上 國 家 安 全 法 規 的 強制 實 施 ， 前 后 輪 都 用 盤 式 制 動 器 是 趨 勢 。2） 在 大 型 客 車 方 面 ： 氣 壓 盤 式 制 動 器 產 品 技 術 先 進 性 明 顯 ， 可 靠 性 總 體 良 好 ，具 有 創 新 性 和 技 術 標 準 的 集 成 性 。 歐 美 國 家 自 上 世 紀 90 年 代 初 開 始 將 盤 式 制 動 器用 于 大 型 公 交 車 。 至 2000 年 ， 盤 式 制 動 器 （ 前 后 制 動 均 為 盤 式 ） 已 經 成 為 歐 美 國家 城 市 公 交 車 的 標 準 配 置 。 我 國 從 1997 年 開 始 在 大 客 車 和 載 重 車 上 推 廣 盤 式 制 動器 及 ABS 防 抱 死 系 統 ， 因 進 口 產 品 價 格 太 高 ， 主 要 用 于 高 端 產 品 。 2004 年 7 月 1日 交 通 部 強 制 在 7-12 米 高 型 客 車 上 “必 須 ”配 備 后 ， 國 產 盤 式 制 動 器 得 以 大行 其 道 。 北 京 公 交 電 車 公 司 、 上 海 公 交 、 武 漢 公 交 、 長 沙 公 交 、 深 圳 公 交 、 廣 州 公交 等 公 司 ， 都 在 使 用 為 大 客 車 匹 配 的 氣 壓 盤 式 制 動 器 。 生 產 廠 家 主 要 有 ： 宇 通 公 司2004 年 產 20000 多 輛 客 車 ， 其 中 使 用 盤 式 制 動 器 的 客 車 已 占 一 半 多 ； 宇 通 公 司 自 制底 盤 部 份 是 由 二 汽 在 EQ153 前 后 橋 基 礎 升 級 更 改 的 ， 每 年 有 10000 多 套 。 二 汽 東 風車 橋 用 EQ153 前 后 橋 改 型 匹 配 氣 壓 盤 式 制 動 器 的 前 后 橋 總 成 約 占 6000 套 以 上 ， 是宇 通 公 司 最 大 的 氣 壓 盤 式 制 動 器 橋 供 應 商 。 宇 通 公 司 每 年 需 在 一 汽 采 客 車 底 盤家用轎車盤式制動器的改進設計33000 多 臺 ， 一 汽 客 底 2004 年 供 了 2000 多 臺 ， 其 中 帶 盤 式 制 動 器 占 一 半 以 上 。 如一 汽 客 底 采 用 4E 前 轉 向 系 統 配 置 氣 壓 盤 式 制 動 器 前 橋 、 11 噸 420 后 橋 裝 在6100（ 10 米 ） 豪 華 客 車 上 ； 7 噸 盤 式 前 橋 與 13 噸 435 后 橋 配 裝 在 6120（ 12 米 ）豪 華 客 車 上 等 ， 都 是 宇 通 公 司 市 場 前 景 較 好 ， 利 潤 附 加 值 很 高 的 車 型 。 江 蘇 金 龍 客車 的 7-9 米 高 型 客 車 客 車 采 用 湖 橋 供 帶 盤 式 制 動 器 的 車 橋 2004 年 在 5500 臺 左右 。 廈 門 金 龍 客 車 10-12 米 高 型 客 車 以 上 客 車 、 丹 東 黃 海 客 車 10-12 米 高 型客 車 、 安 徽 凱 斯 鮑 爾 等 等 國 內 知 名 的 大 型 廠 家 均 已 在 批 量 生 產 帶 盤 式 制 動 器 的 高 檔客 車 。3） 重 型 汽 車 方 面 ： 作 為 重 型 汽 車 行 業 應 用 型 新 技 術 ， 氣 壓 盤 式 制 動 器 的 已 經屬 成 熟 產 品 ， 目 前 具 有 廣 泛 應 用 的 前 景 。 2004 年 3 月 紅 巖 公 司 率 先 在 國 內 重 卡 行業 中 完 成 了 對 氣 壓 盤 式 制 動 器 總 成 的 開 發 。 2005 年 元 月 份 中 國 重 汽 卡 車 事 業 部 在提 升 和 改 進 卡 車 底 盤 的 過 程 中 ， 在 橋 箱 事 業 部 配 合 下 ， 將 22.5 英 寸 氣 壓 盤 式 制 動器 成 功 嫁 接 到 了 重 汽 斯 太 爾 重 卡 車 前 橋 上 。 氣 壓 盤 式 制 動 器 在 重 汽 斯 太 爾 卡 車 前 橋上 的 成 功 “嫁 接 ”， 解 決 了 令 整 車 廠 及 用 戶 困 擾 已 久 的 傳 統 鼓 式 制 動 器 制 動 嘯 叫 、頻 繁 制 動 時 制 動 蹄 片 易 磨 損 、 雨 天 制 動 效 能 降 低 等 一 系 列 問 題 。 氣 壓 盤 式 制 動 器 首次 在 斯 太 爾 卡 車 前 橋 上 的 應 用 ， 也 為 今 后 開 發 重 汽 高 速 卡 車 提 供 了 經 驗 和 技 術 儲 備 。與 此 同 時 陜 西 重 汽 、 北 汽 福 田 、 一 汽 解 放 、 東 風 公 司 、 江 淮 汽 車 等 國 內 大 型 汽 車 廠均 完 成 了 盤 式 制 動 器 在 重 型 汽 車 方 面 的 前 期 型 試 試 驗 及 技 術 貯 備 工 作 ， 盤 式 制 動 器在 某 些 方 面 可 以 說 成 為 未 來 重 卡 制 動 系 統 匹 配 發 展 的 新 趨 勢 。綜 合 以 上 各 項 ， 參 照 所 給 參 數 以 現 代 汽 車 上 實 際 采 用 的 型 式 ， 確 定 設 計 的 浮 動鉗 盤 式 制 動 器 在 市 場 是 有 很 大 的 開 發 前 景 的 。家用轎車盤式制動器的改進設計4第 2 章 制動器的設計原則汽車制動系統總體方案設計，主要涉及制動器的結構型式選擇，制動驅動機構的結構型式選擇，制動管路布置結構型式的選擇等三個方面。本章將就這三個方面的問題進行分析論證2.1 汽車盤式制動器按 摩 擦 副 中 固 定 元 件 結 構 ， 盤 式 制 動 器 可 分 為 鉗 盤 式 和 全 盤 式 。固 定 鉗 盤 式 在 汽 車 上 用 的 最 早 （ 50 年 代 就 開 始 使 用 ） ， 優 點 是 ： 除 活 塞 和 制動 塊 外 無 滑 動 件 ， 這 易 保 證 鉗 的 剛 度 ， 易 實 現 從 鼓 式 到 盤 式 的 改 進 ， 也 能 適 用 分 路系 統 的 要 求 。近 年 來 ， 由 于 汽 車 性 能 要 求 的 提 高 ， 固 定 鉗 盤 式 的 缺 點 ， 暴 露 較 明 顯 ， 因 而 導致 浮 動 鉗 （ 特 別 是 滑 動 鉗 ） 的 迅 速 發 展 。 首 先 ， 固 定 鉗 至 少 要 有 兩 個 油 缸 分 置 于 制動 盤 兩 側 ， 所 以 須 有 橫 跨 的 內 部 油 道 或 外 部 油 道 來 連 通 ， 這 就 使 制 動 器 的 徑 向 和 軸向 尺 寸 加 大 ， 布 置 也 較 難 ； 而 浮 動 鉗 的 外 側 無 油 缸 ， 可 將 制 動 器 進 一 步 移 進 輪 轂 ；其 次 ， 在 嚴 酷 的 使 用 條 件 下 ， 固 定 鉗 容 易 使 制 動 液 溫 度 過 高 而 汽 化 ， 浮 動 鉗 由 于 沒有 跨 越 制 動 盤 的 油 道 或 油 管 ， 減 少 了 受 熱 機 會 。 所 以 制 動 溫 度 可 以 比 固 定 鉗 低 30-50 度 ， 又 采 用 浮 動 鉗 可 將 活 塞 和 油 缸 等 精 密 件 減 去 一 半 ， 造 價 大 為 降 低 。綜 合 以 上 各 項 ， 參 照 所 給 參 數 以 現 代 汽 車 上 實 際 采 用 的 型 式 ， 確 定 本 設 計 的 前輪 制 動 器 為 浮 動 鉗 盤 式 制 動 器 。2.2 卡羅拉車盤式制動器的結構與工作原理浮 鉗 盤 式 制 動 鉗 的 工 作 原 理 ： 如 圖 2.2 所 示 ， 制 動 鉗 殼 體 2 用 螺 栓 5 與 支 架1 相 連 接 ， 螺 栓 5 兼 作 導 向 銷 。 支 架 1 固 定 在 前 懸 架 焊 接 總 成 (亦 稱 車 輪 軸 承 殼 體 )的 法 蘭 板 上 ， 殼 體 2 可 沿 導 向 銷 與 支 架 作 軸 向 相 對 移 動 。 支 架 固 定 在 車 軸 上 ， 摩 擦塊 11 和 12 布 置 在 制 動 盤 13 的 兩 側 。 制 動 分 泵 8 設 在 制 動 鉗 內 。 制 動 時 ， 制 動 鉗內 油 缸 活 塞 8 在 液 壓 力 作 用 下 推 動 內 摩 擦 塊 12， 壓 靠 到 制 動 盤 內 側 表 面 后 ， 作 用于 分 泵 底 部 的 液 壓 力 使 制 動 鉗 殼 體 在 導 向 銷 上 移 動 ， 推 動 外 摩 擦 塊 11 壓 向 制 動 盤家用轎車盤式制動器的改進設計5的 外 側 表 面 。 內 、 外 摩 擦 塊 在 液 壓 作 用 下 ， 將 制 動 盤 的 兩 側 面 緊 緊 夾 住 。 由 于 制 動盤 是 緊 固 在 前 輪 轂 上 的 ， 因 此 實 現 了 前 輪 的 制 動 。前 制 動 器 的 制 動 間 隙 是 自 動 調 節 的 。 它 是 利 用 分 泵 活 塞 密 封 圈 4 的 彈 性 變 形來 實 現 的 。 制 動 時 ， 橡 膠 密 封 圈 變 形 ， 制 動 一 結 束 ， 密 封 圈 恢 復 原 狀 ， 活 塞 在 彈 性作 用 下 回 到 原 位 。在 制 動 盤 和 內 、外 摩 擦 塊 磨 損 后引 起 制 動 間 隙 變大 ，超 過 活 塞 8 的 設定 行 程 時 ， 活 塞在 制 動 液 壓 力 作用 下 克 服 密 封 圈的 摩 擦 阻 力 繼 續向 前 移 ， 直 到 完 全 制 動 為 止 。 活 塞 和 密 封 圈 之 間 的 相 對 位 移 補 償 了 過 量 的 間 隙 ， 制動 間 隙 一 般 單 邊圖 2.1 卡 羅 拉 前 輪 盤 式 制 動 器1車 輪 螺 栓 2制 動 盤 3擋 塵 盤 螺 栓 4擋 塵 盤 5轉 向 節6彈 簧 片 7制 動 襯 塊 8制 動 鉗 殼 體 9套 筒 （ 下 ） 10襯 套 （ 下 ）家用轎車盤式制動器的改進設計611隔 離 襯 套 （ 下 ） 12隔 離 襯 套 （ 上 ） 13緊 固 螺 栓 （ 下 ） 圖 2.2 卡 羅 拉 前 輪 盤 式 制 動 器1支 架 2制 動 鉗 殼 體 3活 塞 防 塵 罩 4活 塞 密 封 圈 5螺 栓6導 套 7導 向 銷 防 塵 罩 8活 塞 9止 動 彈 簧 10放 氣 螺 栓11外 側 摩 擦 塊 12內 側 摩 擦 塊 13制 動 盤14緊 固 螺 栓 （ 上 ） 15襯 套 （ 上 ） 16套 筒 （ 上 ）為 0.05-0.15mm。 內 、 外 摩 擦 塊 的 材 料 采 用 以 石 棉 為 主 、 混 合 樹 脂 并 與 樹 脂 結 合 的材 料 與 鋼 板 通 過 螺 栓 連 接 在 一 起 制 成 的 。 2.3 制動器設計的一般原則1 制 動 器 效 能 ， 指 在 良 好 路 面 上 ， 汽 車 以 一 定 初 速 度 制 動 到 停 車 的 制 動 距 離 或制 動 時 汽 車 的 減 速 度 。 在 評 比 不 同 結 構 形 式 的 制 動 器 效 能 時 ， 常 用 一 種 稱 為 制 動 效能 因 數 的 無 因 次 指 標 。 制 動 效 能 因 數 的 定 義 為 ： 在 制 動 鼓 和 制 動 盤 的 作 用 半 徑 上 所得 到 的 摩 擦 利 于 輸 入 力 之 比 。2 制 動 器 效 能 恒 定 性 ， 即 汽 車 高 速 行 使 或 下 長 坡 連 續 制 動 時 汽 車 制 動 效 能 保 持的 程 度 。 如 前 所 述 ， 影 響 摩 擦 因 數 的 因 素 包 括 摩 擦 副 材 料 、 摩 擦 副 表 面 溫 度 和 水 濕程 度 。 因 為 制 動 過 程 是 及 時 把 汽 車 行 駛 的 動 能 通 過 制 動 器 吸 收 轉 化 為 熱 能 ， 所 以 制動 器 溫 度 升 高 后 能 否 保 持 在 冷 狀 態 時 的 制 動 效 能 ， 已 成 為 設 計 汽 車 制 動 器 時 要 考 慮的 一 個 重 要 問 題 。 由 于 領 蹄 的 效 能 因 數 大 于 從 蹄 ， 穩 定 性 卻 比 從 蹄 差 ， 因 此 各 種 鼓式 制 動 器 的 效 能 因 數 取 決 于 兩 蹄 的 效 能 因 數 ， 故 就 整 個 鼓 式 制 動 器 而 言 ， 也 在 不 同程 度 上 存 在 著 效 能 本 身 與 其 穩 定 性 的 矛 盾 。 而 盤 式 制 動 器 的 制 動 效 能 最 為 穩 定 。要 求 制 動 器 的 熱 穩 定 性 好 ， 除 選 擇 其 效 能 因 數 對 摩 擦 系 數 敏 感 性 較 低 的 制 動 器 類 型外 ， 還 要 求 摩 擦 材 料 有 較 好 的 抗 熱 衰 退 性 和 恢 復 性 ， 并 且 應 使 制 動 鼓 （ 制 動 盤 ） 有足 夠 的 熱 容 量 和 散 熱 能 力 。家用轎車盤式制動器的改進設計73 制 動 器 間 隙 調 整 ， 是 汽 車 保 養 作 業 較 為 頻 繁 的 項 目 之 一 。 故 選 擇 調 整 裝 置 的結 構 形 式 和 安 裝 位 置 必 須 保 證 調 整 操 作 方 便 。 最 好 采 用 間 隙 自 動 裝 置 。4 制 動 器 的 尺 寸 和 質 量 。 隨 著 現 代 汽 車 車 速 的 日 益 提 高 ， 處 于 汽 車 行 駛 穩 定 性的 考 慮 ， 輪 胎 尺 寸 往 往 選 擇 較 小 。 這 樣 ， 為 了 保 證 所 要 求 的 制 動 力 矩 而 確 定 的 制 動鼓 （ 制 動 盤 ） 直 徑 就 可 能 過 大 而 難 以 在 輪 轂 內 安 裝 。 因 而 應 選 擇 尺 寸 小 而 效 能 高 的制 動 器 形 式 。 對 于 高 速 轎 車 ， 為 提 高 制 動 時 的 穩 定 性 ， 在 前 懸 架 （ 獨 立 懸 架 ） 設 計中 ， 一 般 采 用 較 小 的 主 銷 偏 移 距 。 為 此 ， 前 制 動 器 位 置 有 時 不 得 不 外 移 到 更 靠 近 輪轂 ， 導 致 其 布 置 困 難 。 車 輪 制 動 器 為 非 簧 載 質 量 ， 故 應 盡 可 能 減 輕 其 質 量 ， 以 改 善行 駛 平 順 性 。5 噪 音 的 減 輕 。 制 動 噪 音 的 現 象 很 復 雜 。 大 致 來 說 ， 噪 音 分 為 低 頻 高 頻 兩 種 。在 低 頻 噪 音 中 ， 常 遇 到 的 是 制 動 時 停 車 的 喀 擦 聲 ， 這 主 要 是 由 制 動 鼓 或 者 制 動 鉗 的共 振 造 成 的 。 高 頻 噪 聲 一 般 可 通 過 制 動 蹄 或 制 動 盤 共 振 產 生 。 或 者 是 由 于 摩 擦 襯 片或 襯 塊 彈 性 震 動 造 成 的 。影 響 的 噪 聲 的 主 要 因 素 是 摩 擦 材 料 的 摩 擦 特 性 ， 即 動 摩 擦 系 數 對 摩 擦 速 度 的 變化 關 系 。 動 摩 擦 系 數 隨 速 度 的 增 高 而 減 低 的 程 度 愈 大 ， 愈 易 激 發 震 動 而 產 生 噪 聲 。此 外 ， 制 動 器 輸 入 壓 力 越 大 ， 噪 聲 也 越 大 ， 而 壓 力 高 大 一 定 程 度 以 后 則 不 再 有 噪 聲 。制 動 溫 度 對 噪 聲 也 有 影 響 。 在 制 動 器 的 設 計 中 采 取 某 種 措 施 ， 可 以 在 相 當 的 程 度 上消 除 某 種 噪 聲 ， 特 別 是 低 頻 噪 聲 。 對 高 頻 的 建 交 省 的 消 除 ， 目 前 還 比 較 困 難 。 應 當注 意 ， 為 消 除 噪 聲 而 采 取 的 某 種 措 施 ， 有 可 能 產 生 制 動 力 矩 的 下 降 和 踏 板 行 程 損 失等 副 作 用 。 2.3.1 制動驅動機構的選擇 液 壓 式 驅 動 機 構 ：優 點 ：a.制 動 時 可 以 得 到 必 要 安 全 性 ， 因 為 液 壓 系 統 內 系 統 內 壓 力 相 等 ， 左 右 輪 制 動同 時 進 行 ；b.易 保 證 制 動 力 正 確 分 配 到 前 、 后 輪 ， 因 為 前 、 后 輪 分 泵 可 以 做 出 不 同 直 徑 ；c.車 振 或 懸 架 變 形 不 發 生 自 行 制 動 ；d.不 須 潤 滑 和 時 常 調 整 ；缺 點 ：a 當 管 路 一 處 泄 漏 ， 則 系 統 失 效 ；b 低 溫 油 液 變 濃 ， 高 溫 則 汽 化 ； c 不 可 長 時 間 制 動 。家用轎車盤式制動器的改進設計8但 綜 合 來 看 ， 油 壓 制 動 還 是 可 取 的 ， 且 得 到 了 廣 泛 的 應 用 。2.3.2 制動管路的選擇出 于 取 安 全 上 的 考 慮 ， 汽 車 制 動 應 至 少 有 兩 套 獨 立 的 驅 動 制 動 器 的 管 路 。 汽 車 的 雙回 路 制 動 系 統 有 以 下 常 見 的 五 種 分 路 型 式 ：1 一 軸 對 一 軸 （ ） 型 ， （ 圖 a） ， 前 軸 制 動 器 與 后 橋 制 動 器 各 用 一 個 回 路 ； 2 交 2 叉 （ X） 型 ， 前 軸 的 一 側 車 輪 制 動 器 與 后 橋 的 對 側 車 輪 制 動 器 同 屬 一 個 回 路 ；3 一 軸 半 對 半 軸 （ HI） 型 （ 圖 c） ， 每 側 前 制 動 器 的 半 數 輪 缸 和 全 部 后 制 動 器輪 缸 屬 于 一 個 回 路 ， 其 余 的 前 輪 缸 則 屬 于 另 一 個 回 路 ；4 半 軸 一 輪 對 半 軸 一 輪 （ LL） 型 （ 圖 d） ， 兩 個 回 路 分 別 對 兩 側 前 輪 制 動 器 的半 數 輪 缸 和 一 個 后 輪 制 動 器 作 用 ；5 雙 半 軸 對 雙 半 軸 （ HH） 型 （ 圖 e） ， 每 個 回 路 均 只 對 每 個 前 后 制 動 器 的 半 數輪 缸 起 作 用 。其 中 型 的 管 路 布 置 最 為 簡 單 ， 成 本 較 低 ， 目 前 在 各 種 汽 車 特 別 是 在 貨 車 上 用 的 最廣 泛 。 但 這 種 型 式 后 制 動 回 路 失 效 ， 則 一 旦 前 輪 抱 死 即 極 易 喪 失 轉 彎 能 力 。X 型 的 結 構 也 很 簡 單 。 直 行 制 動 時 任 何 一 回 路 失 效 ， 剩 余 總 制 動 力 都 能 保 持 正圖 2.3 不 同 的 雙 管 路 系 統 布 置 常 值 的 50 。 但 一 旦 某 一 管 路 損 壞 則 造 成 制 動 力 不 對 稱 ， 使 汽 車 喪 生 穩 定 性 。 因家用轎車盤式制動器的改進設計9此 該 方 案 適 用 于 主 銷 偏 移 距 為 負 值 的 汽 車 上 ， 以 改 善 汽 車 穩 定 性 。HI、 HH、 LL 型 的 結 構 都 較 為 復 雜 ， 本 次 設 計 不 予 考 慮 。