家用轿车盘式制动器设计(全套含CAD图纸)
下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985目 录摘要 .IAbstract .II第 1 章 绪论 .11.1 制动器的介绍与特点 .11.2 国内汽车盘式制动器应用情况 .2第 2 章 制动器的设计原则 .42.1 汽车盘式制动器 .42.2 卡罗拉盘式制动器的结构与工作原理 .42.3 制动器设计的一般原则 .62.3.1 制动驱动机构的选择 .72.3.2 制动管路的选择 .72.4 本章小结 .8第 3 章 制动器结构设计 .93.1 丰田 COLLORA 的主要技术参数 .93.2 制动系统的主要参数选择及计算 .83.2.1 同步附着系数 .93.2.2 制动强度和附着系数利用率 .113.2.3 制动器最大制动力矩 .123.2.4 制动器因数 .123.3 制动器的结构参数与摩擦系数 .133.3.1 制动盘结构参数 .133.3.2 摩擦衬块的结构参数 .143.4 制动器主要零件的结构设计 .163.4.1 制动底板 .163.4.2 制动轮缸 .163.4.3 制动盘 .163.4.4 制动钳 .16下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709853.4.5 摩擦材料 .163.4.6 摩擦衬块 .183.4.7 制动摩擦衬片 .183.4.8 制动间隙 .183.5 本章小结 .18第 4 章 制动系统驱动机构的设计 .194.1 制动轮缸设计 .194.1.1 制动轮缸直径与工作容积 .194.1.2 制动轮缸活塞宽度与筒壁宽度 .204.2 制动主缸设计 .214.2.1 制动主缸直径与工作容积 .214.2.2 制动主缸活塞宽度与筒壁宽度 .224.3 制动主缸行程的计算 .224.4 制动踏板力与踏板行程 .234.5 真空助力器 .244.6 制动力分配调节装置 .254.7 本章小结 .26结论 .27参考文献.28致谢 .29附录 .30下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985I摘 要国内汽车市场迅速发展,随着汽车保有量的增加,带来的安全问题也越来越引起人们的注意,而制动系统则是汽车主动安全的重要系统之一。因此,如何开发出高性能的制动系统,为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外,随着汽车市场竞争的加剧,如何缩短产品开发周期、提高设计效率,降低成本等,提高产品的市场竞争力,已经成为企业成功的关键。主要根据已有的丰田 COLLORA 车辆的数据对制动系统进行设计。首先介绍了汽车制动系统的结构、分类,并通过对盘式制动器的结构及优缺点进行分析。确定方案采用液压双回路盘式制动器。进行前后制动器、制动主缸的设计计算,主要部件的参数选择及制动管路布置形式,确立了 COLLORA 车制动器比较完整的设计。关键词:制动器;盘式制动器;COLLORA;活塞;同步系数下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 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 下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985III下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851第 1 章 绪 论1.1 制动器的介绍与特点现 在 , 盘 式 制 动 器 在 汽 车 上 已 经 越 来 越 多 地 被 采 用 , 特 别 是 在 轿 车 上 已 被 广 泛采 用 。 盘 式 制 动 器 在 液 力 助 力 下 制 动 力 大 且 稳 定 , 在 各 种 路 面 都 有 良 好 的 制 动 表 现 ,其 制 动 效 能 远 高 于 鼓 式 制 动 器 , 而 且 空 气 直 接 通 过 盘 式 制 动 盘 , 故 盘 式 制 动 器 的 散热 性 很 好 。 但 是 盘 式 制 动 器 结 构 相 对 于 鼓 式 制 动 器 来 说 比 较 复 杂 , 对 制 动 钳 、 管 路系 统 要 求 也 较 高 , 而 且 造 价 高 于 鼓 式 制 动 器 。汽 车 制 动 系 可 分 为 行 车 、 驻 车 、 应 急 、 辅 助 内 部 分 装 置 。 任 何 制 动 装 置 都 具 有供 能 装 置 、 控 制 装 置 、 传 动 装 置 和 制 动 器 四 个 部 分 组 成 。 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 持 装 置 。盘 式 制 动 器 多 用 于 汽 车 的 前 轮 , 有 不 少 车 辆 四 个 车 轮 都 用 盘 式 制 动 器 。 制 动 盘装 在 轮 级 上 、 与 车 轮 及 轮 胎 一 起 转 动 。 当 驾 驶 员 进 行 制 动 时 , 主 缸 的 液 体 压 力 传 递到 盘 式 制 动 器 。 该 压 力 推 动 摩 擦 衬 片 靠 到 制 动 盘 上 , 阻 止 制 动 盘 转 动 。现 在 , 盘 式 制 动 器 在 汽 车 上 已 经 越 来 越 多 地 被 采 用 , 特 别 是 在 轿 车 上 已 被 广 泛采 用 , 在 很 多 中 高 级 轿 车 上 , 前 后 轮 都 已 经 采 用 盘 式 制 动 器 。 盘 式 制 动 器 在 液 力 助力 下 制 动 力 大 且 稳 定 , 在 各 种 路 面 都 有 良 好 的 制 动 表 现 , 其 制 动 效 能 远 高 于 鼓 式 制动 器 , 而 且 空 气 直 接 通 过 盘 式 制 动 盘 , 故 盘 式 制 动 器 的 散 热 性 很 好 。 但 是 盘 式 制 动器 结 构 相 对 于 鼓 式 制 动 器 来 说 比 较 复 杂 , 对 制 动 钳 、 管 路 系 统 要 求 也 较 高 , 而 且 造价 高 于 鼓 式 制 动 器 。按 摩 擦 副 中 固 定 元 件 结 构 , 盘 式 制 动 器 可 分 为 钳 盘 式 和 全 盘 式 。固 定 钳 盘 式 在 汽 车 上 用 的 最 早 ( 50 年 代 就 开 始 使 用 ) , 优 点 是 : 除 活 塞 和 制动 块 外 无 滑 动 件 , 这 易 保 证 钳 的 刚 度 , 易 实 现 从 鼓 式 到 盘 式 的 改 进 , 也 能 适 用 分 路系 统 的 要 求 。近 年 来 , 由 于 汽 车 性 能 要 求 的 提 高 , 固 定 钳 盘 式 的 缺 点 , 暴 露 较 明 显 , 因 而 导致 浮 动 钳 ( 特 别 是 滑 动 钳 ) 的 迅 速 发 展 。 首 先 , 固 定 钳 至 少 要 有 两 个 油 缸 分 置 于 制动 盘 两 侧 , 所 以 须 有 横 跨 的 内 部 油 道 或 外 部 油 道 来 连 通 , 这 就 使 制 动 器 的 径 向 和 轴向 尺 寸 加 大 , 布 置 也 较 难 ; 而 浮 动 钳 的 外 侧 无 油 缸 , 可 将 制 动 器 进 一 步 移 进 轮 毂 ;其 次 , 在 严 酷 的 使 用 条 件 下 , 固 定 钳 容 易 使 制 动 液 温 度 过 高 而 汽 化 , 浮 动 钳 由 于 没有 跨 越 制 动 盘 的 油 道 或 油 管 , 减 少 了 受 热 机 会 。 所 以 制 动 温 度 可 以 比 固 定 钳 低 30-下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985250 , 又 采 用 浮 动 钳 可 将 活 塞 和 油 缸 等 精 密 件 减 去 一 半 , 造 价 大 为 降 低 。 1.2 国内汽车盘式制动器应用情况随 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 应 用 盘 式 制 动 器 配 置 才 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 , 满 足 人 们 不 断 提 高 的 生 活 物 质 需求 、 改 善 生 活 环 境 等 方 面 都 发 挥 了 很 大 的 作 用 。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 ,同 时 也 是 因 为 汽 车 在 紧 急 制 动 时 , 轴 荷 前 移 , 对 前 轮 制 动 性 能 的 要 求 比 较 高 , 这 类前 制 动 器 主 要 以 液 压 盘 式 制 动 器 为 主 流 , 采 用 液 压 油 作 传 输 介 质 , 以 液 压 总 泵 为 动力 源 , 后 制 动 器 以 液 压 式 双 泵 双 作 用 缸 制 动 蹄 匹 配 。 目 前 大 部 分 轿 车 (中 档 类 如 夏利 、 吉 利 、 神 龙 富 康 、 捷 达 )、 微 型 车 ( 长 安 之 星 、 昌 河 、 丰 田 海 狮 、 天 津 华 利 、 江 铃 全顺 ) 、 高 端 轻 卡 ( 东 风 小 霸 王 、 江 铃 、 瑞 风 、 南 京 依 维 柯 ) 、 SUV 及 皮 卡 ( 湖 南 长丰 、 江 铃 皮 卡 ) 等 采 用 前 盘 后 鼓 式 混 合 制 动 器 。 2004 年 我 国 共 产 此 类 车 计 110 万辆 以 上 。 但 随 着 高 速 公 路 等 级 的 提 高 , 乘 车 档 次 的 上 升 , 特 别 上 国 家 安 全 法 规 的 强制 实 施 , 前 后 轮 都 用 盘 式 制 动 器 是 趋 势 。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 。 欧 美 国 家 自 上 世 纪 90 年 代 初 开 始 将 盘 式 制 动 器用 于 大 型 公 交 车 。 至 2000 年 , 盘 式 制 动 器 ( 前 后 制 动 均 为 盘 式 ) 已 经 成 为 欧 美 国家 城 市 公 交 车 的 标 准 配 置 。 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 。 生 产 厂 家 主 要 有 : 宇 通 公 司2004 年 产 20000 多 辆 客 车 , 其 中 使 用 盘 式 制 动 器 的 客 车 已 占 一 半 多 ; 宇 通 公 司 自 制底 盘 部 份 是 由 二 汽 在 EQ153 前 后 桥 基 础 升 级 更 改 的 , 每 年 有 10000 多 套 。 二 汽 东 风车 桥 用 EQ153 前 后 桥 改 型 匹 配 气 压 盘 式 制 动 器 的 前 后 桥 总 成 约 占 6000 套 以 上 , 是宇 通 公 司 最 大 的 气 压 盘 式 制 动 器 桥 供 应 商 。 宇 通 公 司 每 年 需 在 一 汽 采 客 车 底 盘下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098533000 多 台 , 一 汽 客 底 2004 年 供 了 2000 多 台 , 其 中 带 盘 式 制 动 器 占 一 半 以 上 。 如一 汽 客 底 采 用 4E 前 转 向 系 统 配 置 气 压 盘 式 制 动 器 前 桥 、 11 吨 420 后 桥 装 在6100( 10 米 ) 豪 华 客 车 上 ; 7 吨 盘 式 前 桥 与 13 吨 435 后 桥 配 装 在 6120( 12 米 )豪 华 客 车 上 等 , 都 是 宇 通 公 司 市 场 前 景 较 好 , 利 润 附 加 值 很 高 的 车 型 。 江 苏 金 龙 客车 的 7-9 米 高 型 客 车 客 车 采 用 湖 桥 供 带 盘 式 制 动 器 的 车 桥 2004 年 在 5500 台 左右 。 厦 门 金 龙 客 车 10-12 米 高 型 客 车 以 上 客 车 、 丹 东 黄 海 客 车 10-12 米 高 型客 车 、 安 徽 凯 斯 鲍 尔 等 等 国 内 知 名 的 大 型 厂 家 均 已 在 批 量 生 产 带 盘 式 制 动 器 的 高 档客 车 。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 的 已 经属 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 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 型 试 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 动 系 统 匹 配 发 展 的 新 趋 势 。综 合 以 上 各 项 , 参 照 所 给 参 数 以 现 代 汽 车 上 实 际 采 用 的 型 式 , 确 定 设 计 的 浮 动钳 盘 式 制 动 器 在 市 场 是 有 很 大 的 开 发 前 景 的 。下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709854第 2 章 制动器的设计原则汽车制动系统总体方案设计,主要涉及制动器的结构型式选择,制动驱动机构的结构型式选择,制动管路布置结构型式的选择等三个方面。本章将就这三个方面的问题进行分析论证2.1 汽车盘式制动器按 摩 擦 副 中 固 定 元 件 结 构 , 盘 式 制 动 器 可 分 为 钳 盘 式 和 全 盘 式 。固 定 钳 盘 式 在 汽 车 上 用 的 最 早 ( 50 年 代 就 开 始 使 用 ) , 优 点 是 : 除 活 塞 和 制动 块 外 无 滑 动 件 , 这 易 保 证 钳 的 刚 度 , 易 实 现 从 鼓 式 到 盘 式 的 改 进 , 也 能 适 用 分 路系 统 的 要 求 。近 年 来 , 由 于 汽 车 性 能 要 求 的 提 高 , 固 定 钳 盘 式 的 缺 点 , 暴 露 较 明 显 , 因 而 导致 浮 动 钳 ( 特 别 是 滑 动 钳 ) 的 迅 速 发 展 。 首 先 , 固 定 钳 至 少 要 有 两 个 油 缸 分 置 于 制动 盘 两 侧 , 所 以 须 有 横 跨 的 内 部 油 道 或 外 部 油 道 来 连 通 , 这 就 使 制 动 器 的 径 向 和 轴向 尺 寸 加 大 , 布 置 也 较 难 ; 而 浮 动 钳 的 外 侧 无 油 缸 , 可 将 制 动 器 进 一 步 移 进 轮 毂 ;其 次 , 在 严 酷 的 使 用 条 件 下 , 固 定 钳 容 易 使 制 动 液 温 度 过 高 而 汽 化 , 浮 动 钳 由 于 没有 跨 越 制 动 盘 的 油 道 或 油 管 , 减 少 了 受 热 机 会 。 所 以 制 动 温 度 可 以 比 固 定 钳 低 30-50 度 , 又 采 用 浮 动 钳 可 将 活 塞 和 油 缸 等 精 密 件 减 去 一 半 , 造 价 大 为 降 低 。综 合 以 上 各 项 , 参 照 所 给 参 数 以 现 代 汽 车 上 实 际 采 用 的 型 式 , 确 定 本 设 计 的 前轮 制 动 器 为 浮 动 钳 盘 式 制 动 器 。2.2 卡罗拉车盘式制动器的结构与工作原理浮 钳 盘 式 制 动 钳 的 工 作 原 理 : 如 图 2.2 所 示 , 制 动 钳 壳 体 2 用 螺 栓 5 与 支 架1 相 连 接 , 螺 栓 5 兼 作 导 向 销 。 支 架 1 固 定 在 前 悬 架 焊 接 总 成 (亦 称 车 轮 轴 承 壳 体 )的 法 兰 板 上 , 壳 体 2 可 沿 导 向 销 与 支 架 作 轴 向 相 对 移 动 。 支 架 固 定 在 车 轴 上 , 摩 擦块 11 和 12 布 置 在 制 动 盘 13 的 两 侧 。 制 动 分 泵 8 设 在 制 动 钳 内 。 制 动 时 , 制 动 钳内 油 缸 活 塞 8 在 液 压 力 作 用 下 推 动 内 摩 擦 块 12, 压 靠 到 制 动 盘 内 侧 表 面 后 , 作 用于 分 泵 底 部 的 液 压 力 使 制 动 钳 壳 体 在 导 向 销 上 移 动 , 推 动 外 摩 擦 块 11 压 向 制 动 盘下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709855的 外 侧 表 面 。 内 、 外 摩 擦 块 在 液 压 作 用 下 , 将 制 动 盘 的 两 侧 面 紧 紧 夹 住 。 由 于 制 动盘 是 紧 固 在 前 轮 毂 上 的 , 因 此 实 现 了 前 轮 的 制 动 。前 制 动 器 的 制 动 间 隙 是 自 动 调 节 的 。 它 是 利 用 分 泵 活 塞 密 封 圈 4 的 弹 性 变 形来 实 现 的 。 制 动 时 , 橡 胶 密 封 圈 变 形 , 制 动 一 结 束 , 密 封 圈 恢 复 原 状 , 活 塞 在 弹 性作 用 下 回 到 原 位 。在 制 动 盘 和 内 、外 摩 擦 块 磨 损 后引 起 制 动 间 隙 变大 ,超 过 活 塞 8 的 设定 行 程 时 , 活 塞在 制 动 液 压 力 作用 下 克 服 密 封 圈的 摩 擦 阻 力 继 续向 前 移 , 直 到 完 全 制 动 为 止 。 活 塞 和 密 封 圈 之 间 的 相 对 位 移 补 偿 了 过 量 的 间 隙 , 制动 间 隙 一 般 单 边图 2.1 卡 罗 拉 前 轮 盘 式 制 动 器1车 轮 螺 栓 2制 动 盘 3挡 尘 盘 螺 栓 4挡 尘 盘 5转 向 节6弹 簧 片 7制 动 衬 块 8制 动 钳 壳 体 9套 筒 ( 下 ) 10衬 套 ( 下 )下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985611隔 离 衬 套 ( 下 ) 12隔 离 衬 套 ( 上 ) 13紧 固 螺 栓 ( 下 ) 图 2.2 卡 罗 拉 前 轮 盘 式 制 动 器1支 架 2制 动 钳 壳 体 3活 塞 防 尘 罩 4活 塞 密 封 圈 5螺 栓6导 套 7导 向 销 防 尘 罩 8活 塞 9止 动 弹 簧 10放 气 螺 栓11外 侧 摩 擦 块 12内 侧 摩 擦 块 13制 动 盘14紧 固 螺 栓 ( 上 ) 15衬 套 ( 上 ) 16套 筒 ( 上 )为 0.05-0.15mm。 内 、 外 摩 擦 块 的 材 料 采 用 以 石 棉 为 主 、 混 合 树 脂 并 与 树 脂 结 合 的材 料 与 钢 板 通 过 螺 栓 连 接 在 一 起 制 成 的 。 2.3 制动器设计的一般原则1 制 动 器 效 能 , 指 在 良 好 路 面 上 , 汽 车 以 一 定 初 速 度 制 动 到 停 车 的 制 动 距 离 或制 动 时 汽 车 的 减 速 度 。 在 评 比 不 同 结 构 形 式 的 制 动 器 效 能 时 , 常 用 一 种 称 为 制 动 效能 因 数 的 无 因 次 指 标 。 制 动 效 能 因 数 的 定 义 为 : 在 制 动 鼓 和 制 动 盘 的 作 用 半 径 上 所得 到 的 摩 擦 利 于 输 入 力 之 比 。2 制 动 器 效 能 恒 定 性 , 即 汽 车 高 速 行 使 或 下 长 坡 连 续 制 动 时 汽 车 制 动 效 能 保 持的 程 度 。 如 前 所 述 , 影 响 摩 擦 因 数 的 因 素 包 括 摩 擦 副 材 料 、 摩 擦 副 表 面 温 度 和 水 湿程 度 。 因 为 制 动 过 程 是 及 时 把 汽 车 行 驶 的 动 能 通 过 制 动 器 吸 收 转 化 为 热 能 , 所 以 制动 器 温 度 升 高 后 能 否 保 持 在 冷 状 态 时 的 制 动 效 能 , 已 成 为 设 计 汽 车 制 动 器 时 要 考 虑的 一 个 重 要 问 题 。 由 于 领 蹄 的 效 能 因 数 大 于 从 蹄 , 稳 定 性 却 比 从 蹄 差 , 因 此 各 种 鼓式 制 动 器 的 效 能 因 数 取 决 于 两 蹄 的 效 能 因 数 , 故 就 整 个 鼓 式 制 动 器 而 言 , 也 在 不 同程 度 上 存 在 着 效 能 本 身 与 其 稳 定 性 的 矛 盾 。 而 盘 式 制 动 器 的 制 动 效 能 最 为 稳 定 。要 求 制 动 器 的 热 稳 定 性 好 , 除 选 择 其 效 能 因 数 对 摩 擦 系 数 敏 感 性 较 低 的 制 动 器 类 型外 , 还 要 求 摩 擦 材 料 有 较 好 的 抗 热 衰 退 性 和 恢 复 性 , 并 且 应 使 制 动 鼓 ( 制 动 盘 ) 有足 够 的 热 容 量 和 散 热 能 力 。下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098573 制 动 器 间 隙 调 整 , 是 汽 车 保 养 作 业 较 为 频 繁 的 项 目 之 一 。 故 选 择 调 整 装 置 的结 构 形 式 和 安 装 位 置 必 须 保 证 调 整 操 作 方 便 。 最 好 采 用 间 隙 自 动 装 置 。4 制 动 器 的 尺 寸 和 质 量 。 随 着 现 代 汽 车 车 速 的 日 益 提 高 , 处 于 汽 车 行 驶 稳 定 性的 考 虑 , 轮 胎 尺 寸 往 往 选 择 较 小 。 这 样 , 为 了 保 证 所 要 求 的 制 动 力 矩 而 确 定 的 制 动鼓 ( 制 动 盘 ) 直 径 就 可 能 过 大 而 难 以 在 轮 毂 内 安 装 。 因 而 应 选 择 尺 寸 小 而 效 能 高 的制 动 器 形 式 。 对 于 高 速 轿 车 , 为 提 高 制 动 时 的 稳 定 性 , 在 前 悬 架 ( 独 立 悬 架 ) 设 计中 , 一 般 采 用 较 小 的 主 销 偏 移 距 。 为 此 , 前 制 动 器 位 置 有 时 不 得 不 外 移 到 更 靠 近 轮毂 , 导 致 其 布 置 困 难 。 车 轮 制 动 器 为 非 簧 载 质 量 , 故 应 尽 可 能 减 轻 其 质 量 , 以 改 善行 驶 平 顺 性 。5 噪 音 的 减 轻 。 制 动 噪 音 的 现 象 很 复 杂 。 大 致 来 说 , 噪 音 分 为 低 频 高 频 两 种 。在 低 频 噪 音 中 , 常 遇 到 的 是 制 动 时 停 车 的 喀 擦 声 , 这 主 要 是 由 制 动 鼓 或 者 制 动 钳 的共 振 造 成 的 。 高 频 噪 声 一 般 可 通 过 制 动 蹄 或 制 动 盘 共 振 产 生 。 或 者 是 由 于 摩 擦 衬 片或 衬 块 弹 性 震 动 造 成 的 。影 响 的 噪 声 的 主 要 因 素 是 摩 擦 材 料 的 摩 擦 特 性 , 即 动 摩 擦 系 数 对 摩 擦 速 度 的 变化 关 系 。 动 摩 擦 系 数 随 速 度 的 增 高 而 减 低 的 程 度 愈 大 , 愈 易 激 发 震 动 而 产 生 噪 声 。此 外 , 制 动 器 输 入 压 力 越 大 , 噪 声 也 越 大 , 而 压 力 高 大 一 定 程 度 以 后 则 不 再 有 噪 声 。制 动 温 度 对 噪 声 也 有 影 响 。 在 制 动 器 的 设 计 中 采 取 某 种 措 施 , 可 以 在 相 当 的 程 度 上消 除 某 种 噪 声 , 特 别 是 低 频 噪 声 。 对 高 频 的 建 交 省 的 消 除 , 目 前 还 比 较 困 难 。 应 当注 意 , 为 消 除 噪 声 而 采 取 的 某 种 措 施 , 有 可 能 产 生 制 动 力 矩 的 下 降 和 踏 板 行 程 损 失等 副 作 用 。 2.3.1 制动驱动机构的选择 液 压 式 驱 动 机 构 :优 点 :a.制 动 时 可 以 得 到 必 要 安 全 性 , 因 为 液 压 系 统 内 系 统 内 压 力 相 等 , 左 右 轮 制 动同 时 进 行 ;b.易 保 证 制 动 力 正 确 分 配 到 前 、 后 轮 , 因 为 前 、 后 轮 分 泵 可 以 做 出 不 同 直 径 ;c.车 振 或 悬 架 变 形 不 发 生 自 行 制 动 ;d.不 须 润 滑 和 时 常 调 整 ;缺 点 :a 当 管 路 一 处 泄 漏 , 则 系 统 失 效 ;b 低 温 油 液 变 浓 , 高 温 则 汽 化 ; c 不 可 长 时 间 制 动 。下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709858但 综 合 来 看 , 油 压 制 动 还 是 可 取 的 , 且 得 到 了 广 泛 的 应 用 。2.3.2 制动管路的选择出 于 取 安 全 上 的 考 虑 , 汽 车 制 动 应 至 少 有 两 套 独 立 的 驱 动 制 动 器 的 管 路 。 汽 车 的 双回 路 制 动 系 统 有 以 下 常 见 的 五 种 分 路 型 式 :1 一 轴 对 一 轴 ( ) 型 , ( 图 a) , 前 轴 制 动 器 与 后 桥 制 动 器 各 用 一 个 回 路 ; 2 交 2 叉 ( X) 型 , 前 轴 的 一 侧 车 轮 制 动 器 与 后 桥 的 对 侧 车 轮 制 动 器 同 属 一 个 回 路 ;3 一 轴 半 对 半 轴 ( HI) 型 ( 图 c) , 每 侧 前 制 动 器 的 半 数 轮 缸 和 全 部 后 制 动 器轮 缸 属 于 一 个 回 路 , 其 余 的 前 轮 缸 则 属 于 另 一 个 回 路 ;4 半 轴 一 轮 对 半 轴 一 轮 ( LL) 型 ( 图 d) , 两 个 回 路 分 别 对 两 侧 前 轮 制 动 器 的半 数 轮 缸 和 一 个 后 轮 制 动 器 作 用 ;5 双 半 轴 对 双 半 轴 ( HH) 型 ( 图 e) , 每 个 回 路 均 只 对 每 个 前 后 制 动 器 的 半 数轮 缸 起 作 用 。其 中 型 的 管 路 布 置 最 为 简 单家用轿车盘式制动器的改进设计目 录摘要 .IAbstract .II第 1 章 绪论 .11.1 制动器的介绍与特点 .11.2 国内汽车盘式制动器应用情况 .2第 2 章 制动器的设计原则 .42.1 汽车盘式制动器 .42.2 卡罗拉盘式制动器的结构与工作原理 .42.3 制动器设计的一般原则 .62.3.1 制动驱动机构的选择 .72.3.2 制动管路的选择 .72.4 本章小结 .8第 3 章 制动器结构设计 .93.1 丰田 COLLORA 的主要技术参数 .93.2 制动系统的主要参数选择及计算 .83.2.1 同步附着系数 .93.2.2 制动强度和附着系数利用率 .113.2.3 制动器最大制动力矩 .123.2.4 制动器因数 .123.3 制动器的结构参数与摩擦系数 .133.3.1 制动盘结构参数 .133.3.2 摩擦衬块的结构参数 .143.4 制动器主要零件的结构设计 .163.4.1 制动底板 .163.4.2 制动轮缸 .163.4.3 制动盘 .163.4.4 制动钳 .16家用轿车盘式制动器的改进设计3.4.5 摩擦材料 .163.4.6 摩擦衬块 .183.4.7 制动摩擦衬片 .183.4.8 制动间隙 .183.5 本章小结 .18第 4 章 制动系统驱动机构的设计 .194.1 制动轮缸设计 .194.1.1 制动轮缸直径与工作容积 .194.1.2 制动轮缸活塞宽度与筒壁宽度 .204.2 制动主缸设计 .214.2.1 制动主缸直径与工作容积 .214.2.2 制动主缸活塞宽度与筒壁宽度 .224.3 制动主缸行程的计算 .224.4 制动踏板力与踏板行程 .234.5 真空助力器 .244.6 制动力分配调节装置 .254.7 本章小结 .26结论 .27参考文献.28致谢 .29附录 .30家用轿车盘式制动器的改进设计I摘 要国内汽车市场迅速发展,随着汽车保有量的增加,带来的安全问题也越来越引起人们的注意,而制动系统则是汽车主动安全的重要系统之一。因此,如何开发出高性能的制动系统,为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外,随着汽车市场竞争的加剧,如何缩短产品开发周期、提高设计效率,降低成本等,提高产品的市场竞争力,已经成为企业成功的关键。主要根据已有的丰田 COLLORA 车辆的数据对制动系统进行设计。首先介绍了汽车制动系统的结构、分类,并通过对盘式制动器的结构及优缺点进行分析。确定方案采用液压双回路盘式制动器。进行前后制动器、制动主缸的设计计算,主要部件的参数选择及制动管路布置形式,确立了 COLLORA 车制动器比较完整的设计。关键词:制动器;盘式制动器;COLLORA;活塞;同步系数家用轿车盘式制动器的改进设计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 家用轿车盘式制动器的改进设计1第 1 章 绪 论1.1 制动器的介绍与特点现 在 , 盘 式 制 动 器 在 汽 车 上 已 经 越 来 越 多 地 被 采 用 , 特 别 是 在 轿 车 上 已 被 广 泛采 用 。 盘 式 制 动 器 在 液 力 助 力 下 制 动 力 大 且 稳 定 , 在 各 种 路 面 都 有 良 好 的 制 动 表 现 ,其 制 动 效 能 远 高 于 鼓 式 制 动 器 , 而 且 空 气 直 接 通 过 盘 式 制 动 盘 , 故 盘 式 制 动 器 的 散热 性 很 好 。 但 是 盘 式 制 动 器 结 构 相 对 于 鼓 式 制 动 器 来 说 比 较 复 杂 , 对 制 动 钳 、 管 路系 统 要 求 也 较 高 , 而 且 造 价 高 于 鼓 式 制 动 器 。汽 车 制 动 系 可 分 为 行 车 、 驻 车 、 应 急 、 辅 助 内 部 分 装 置 。 任 何 制 动 装 置 都 具 有供 能 装 置 、 控 制 装 置 、 传 动 装 置 和 制 动 器 四 个 部 分 组 成 。 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 持 装 置 。盘 式 制 动 器 多 用 于 汽 车 的 前 轮 , 有 不 少 车 辆 四 个 车 轮 都 用 盘 式 制 动 器 。 制 动 盘装 在 轮 级 上 、 与 车 轮 及 轮 胎 一 起 转 动 。 当 驾 驶 员 进 行 制 动 时 , 主 缸 的 液 体 压 力 传 递到 盘 式 制 动 器 。 该 压 力 推 动 摩 擦 衬 片 靠 到 制 动 盘 上 , 阻 止 制 动 盘 转 动 。现 在 , 盘 式 制 动 器 在 汽 车 上 已 经 越 来 越 多 地 被 采 用 , 特 别 是 在 轿 车 上 已 被 广 泛采 用 , 在 很 多 中 高 级 轿 车 上 , 前 后 轮 都 已 经 采 用 盘 式 制 动 器 。 盘 式 制 动 器 在 液 力 助力 下 制 动 力 大 且 稳 定 , 在 各 种 路 面 都 有 良 好 的 制 动 表 现 , 其 制 动 效 能 远 高 于 鼓 式 制动 器 , 而 且 空 气 直 接 通 过 盘 式 制 动 盘 , 故 盘 式 制 动 器 的 散 热 性 很 好 。 但 是 盘 式 制 动器 结 构 相 对 于 鼓 式 制 动 器 来 说 比 较 复 杂 , 对 制 动 钳 、 管 路 系 统 要 求 也 较 高 , 而 且 造价 高 于 鼓 式 制 动 器 。按 摩 擦 副 中 固 定 元 件 结 构 , 盘 式 制 动 器 可 分 为 钳 盘 式 和 全 盘 式 。固 定 钳 盘 式 在 汽 车 上 用 的 最 早 ( 50 年 代 就 开 始 使 用 ) , 优 点 是 : 除 活 塞 和 制动 块 外 无 滑 动 件 , 这 易 保 证 钳 的 刚 度 , 易 实 现 从 鼓 式 到 盘 式 的 改 进 , 也 能 适 用 分 路系 统 的 要 求 。近 年 来 , 由 于 汽 车 性 能 要 求 的 提 高 , 固 定 钳 盘 式 的 缺 点 , 暴 露 较 明 显 , 因 而 导致 浮 动 钳 ( 特 别 是 滑 动 钳 ) 的 迅 速 发 展 。 首 先 , 固 定 钳 至 少 要 有 两 个 油 缸 分 置 于 制动 盘 两 侧 , 所 以 须 有 横 跨 的 内 部 油 道 或 外 部 油 道 来 连 通 , 这 就 使 制 动 器 的 径 向 和 轴向 尺 寸 加 大 , 布 置 也 较 难 ; 而 浮 动 钳 的 外 侧 无 油 缸 , 可 将 制 动 器 进 一 步 移 进 轮 毂 ;其 次 , 在 严 酷 的 使 用 条 件 下 , 固 定 钳 容 易 使 制 动 液 温 度 过 高 而 汽 化 , 浮 动 钳 由 于 没有 跨 越 制 动 盘 的 油 道 或 油 管 , 减 少 了 受 热 机 会 。 所 以 制 动 温 度 可 以 比 固 定 钳 低 30-家用轿车盘式制动器的改进设计250 , 又 采 用 浮 动 钳 可 将 活 塞 和 油 缸 等 精 密 件 减 去 一 半 , 造 价 大 为 降 低 。 1.2 国内汽车盘式制动器应用情况随 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 应 用 盘 式 制 动 器 配 置 才 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 , 满 足 人 们 不 断 提 高 的 生 活 物 质 需求 、 改 善 生 活 环 境 等 方 面 都 发 挥 了 很 大 的 作 用 。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 ,同 时 也 是 因 为 汽 车 在 紧 急 制 动 时 , 轴 荷 前 移 , 对 前 轮 制 动 性 能 的 要 求 比 较 高 , 这 类前 制 动 器 主 要 以 液 压 盘 式 制 动 器 为 主 流 , 采 用 液 压 油 作 传 输 介 质 , 以 液 压 总 泵 为 动力 源 , 后 制 动 器 以 液 压 式 双 泵 双 作 用 缸 制 动 蹄 匹 配 。 目 前 大 部 分 轿 车 (中 档 类 如 夏利 、 吉 利 、 神 龙 富 康 、 捷 达 )、 微 型 车 ( 长 安 之 星 、 昌 河 、 丰 田 海 狮 、 天 津 华 利 、 江 铃 全顺 ) 、 高 端 轻 卡 ( 东 风 小 霸 王 、 江 铃 、 瑞 风 、 南 京 依 维 柯 ) 、 SUV 及 皮 卡 ( 湖 南 长丰 、 江 铃 皮 卡 ) 等 采 用 前 盘 后 鼓 式 混 合 制 动 器 。 2004 年 我 国 共 产 此 类 车 计 110 万辆 以 上 。 但 随 着 高 速 公 路 等 级 的 提 高 , 乘 车 档 次 的 上 升 , 特 别 上 国 家 安 全 法 规 的 强制 实 施 , 前 后 轮 都 用 盘 式 制 动 器 是 趋 势 。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 。 欧 美 国 家 自 上 世 纪 90 年 代 初 开 始 将 盘 式 制 动 器用 于 大 型 公 交 车 。 至 2000 年 , 盘 式 制 动 器 ( 前 后 制 动 均 为 盘 式 ) 已 经 成 为 欧 美 国家 城 市 公 交 车 的 标 准 配 置 。 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 。 生 产 厂 家 主 要 有 : 宇 通 公 司2004 年 产 20000 多 辆 客 车 , 其 中 使 用 盘 式 制 动 器 的 客 车 已 占 一 半 多 ; 宇 通 公 司 自 制底 盘 部 份 是 由 二 汽 在 EQ153 前 后 桥 基 础 升 级 更 改 的 , 每 年 有 10000 多 套 。 二 汽 东 风车 桥 用 EQ153 前 后 桥 改 型 匹 配 气 压 盘 式 制 动 器 的 前 后 桥 总 成 约 占 6000 套 以 上 , 是宇 通 公 司 最 大 的 气 压 盘 式 制 动 器 桥 供 应 商 。 宇 通 公 司 每 年 需 在 一 汽 采 客 车 底 盘家用轿车盘式制动器的改进设计33000 多 台 , 一 汽 客 底 2004 年 供 了 2000 多 台 , 其 中 带 盘 式 制 动 器 占 一 半 以 上 。 如一 汽 客 底 采 用 4E 前 转 向 系 统 配 置 气 压 盘 式 制 动 器 前 桥 、 11 吨 420 后 桥 装 在6100( 10 米 ) 豪 华 客 车 上 ; 7 吨 盘 式 前 桥 与 13 吨 435 后 桥 配 装 在 6120( 12 米 )豪 华 客 车 上 等 , 都 是 宇 通 公 司 市 场 前 景 较 好 , 利 润 附 加 值 很 高 的 车 型 。 江 苏 金 龙 客车 的 7-9 米 高 型 客 车 客 车 采 用 湖 桥 供 带 盘 式 制 动 器 的 车 桥 2004 年 在 5500 台 左右 。 厦 门 金 龙 客 车 10-12 米 高 型 客 车 以 上 客 车 、 丹 东 黄 海 客 车 10-12 米 高 型客 车 、 安 徽 凯 斯 鲍 尔 等 等 国 内 知 名 的 大 型 厂 家 均 已 在 批 量 生 产 带 盘 式 制 动 器 的 高 档客 车 。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 的 已 经属 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 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 型 试 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 动 系 统 匹 配 发 展 的 新 趋 势 。综 合 以 上 各 项 , 参 照 所 给 参 数 以 现 代 汽 车 上 实 际 采 用 的 型 式 , 确 定 设 计 的 浮 动钳 盘 式 制 动 器 在 市 场 是 有 很 大 的 开 发 前 景 的 。家用轿车盘式制动器的改进设计4第 2 章 制动器的设计原则汽车制动系统总体方案设计,主要涉及制动器的结构型式选择,制动驱动机构的结构型式选择,制动管路布置结构型式的选择等三个方面。本章将就这三个方面的问题进行分析论证2.1 汽车盘式制动器按 摩 擦 副 中 固 定 元 件 结 构 , 盘 式 制 动 器 可 分 为 钳 盘 式 和 全 盘 式 。固 定 钳 盘 式 在 汽 车 上 用 的 最 早 ( 50 年 代 就 开 始 使 用 ) , 优 点 是 : 除 活 塞 和 制动 块 外 无 滑 动 件 , 这 易 保 证 钳 的 刚 度 , 易 实 现 从 鼓 式 到 盘 式 的 改 进 , 也 能 适 用 分 路系 统 的 要 求 。近 年 来 , 由 于 汽 车 性 能 要 求 的 提 高 , 固 定 钳 盘 式 的 缺 点 , 暴 露 较 明 显 , 因 而 导致 浮 动 钳 ( 特 别 是 滑 动 钳 ) 的 迅 速 发 展 。 首 先 , 固 定 钳 至 少 要 有 两 个 油 缸 分 置 于 制动 盘 两 侧 , 所 以 须 有 横 跨 的 内 部 油 道 或 外 部 油 道 来 连 通 , 这 就 使 制 动 器 的 径 向 和 轴向 尺 寸 加 大 , 布 置 也 较 难 ; 而 浮 动 钳 的 外 侧 无 油 缸 , 可 将 制 动 器 进 一 步 移 进 轮 毂 ;其 次 , 在 严 酷 的 使 用 条 件 下 , 固 定 钳 容 易 使 制 动 液 温 度 过 高 而 汽 化 , 浮 动 钳 由 于 没有 跨 越 制 动 盘 的 油 道 或 油 管 , 减 少 了 受 热 机 会 。 所 以 制 动 温 度 可 以 比 固 定 钳 低 30-50 度 , 又 采 用 浮 动 钳 可 将 活 塞 和 油 缸 等 精 密 件 减 去 一 半 , 造 价 大 为 降 低 。综 合 以 上 各 项 , 参 照 所 给 参 数 以 现 代 汽 车 上 实 际 采 用 的 型 式 , 确 定 本 设 计 的 前轮 制 动 器 为 浮 动 钳 盘 式 制 动 器 。2.2 卡罗拉车盘式制动器的结构与工作原理浮 钳 盘 式 制 动 钳 的 工 作 原 理 : 如 图 2.2 所 示 , 制 动 钳 壳 体 2 用 螺 栓 5 与 支 架1 相 连 接 , 螺 栓 5 兼 作 导 向 销 。 支 架 1 固 定 在 前 悬 架 焊 接 总 成 (亦 称 车 轮 轴 承 壳 体 )的 法 兰 板 上 , 壳 体 2 可 沿 导 向 销 与 支 架 作 轴 向 相 对 移 动 。 支 架 固 定 在 车 轴 上 , 摩 擦块 11 和 12 布 置 在 制 动 盘 13 的 两 侧 。 制 动 分 泵 8 设 在 制 动 钳 内 。 制 动 时 , 制 动 钳内 油 缸 活 塞 8 在 液 压 力 作 用 下 推 动 内 摩 擦 块 12, 压 靠 到 制 动 盘 内 侧 表 面 后 , 作 用于 分 泵 底 部 的 液 压 力 使 制 动 钳 壳 体 在 导 向 销 上 移 动 , 推 动 外 摩 擦 块 11 压 向 制 动 盘家用轿车盘式制动器的改进设计5的 外 侧 表 面 。 内 、 外 摩 擦 块 在 液 压 作 用 下 , 将 制 动 盘 的 两 侧 面 紧 紧 夹 住 。 由 于 制 动盘 是 紧 固 在 前 轮 毂 上 的 , 因 此 实 现 了 前 轮 的 制 动 。前 制 动 器 的 制 动 间 隙 是 自 动 调 节 的 。 它 是 利 用 分 泵 活 塞 密 封 圈 4 的 弹 性 变 形来 实 现 的 。 制 动 时 , 橡 胶 密 封 圈 变 形 , 制 动 一 结 束 , 密 封 圈 恢 复 原 状 , 活 塞 在 弹 性作 用 下 回 到 原 位 。在 制 动 盘 和 内 、外 摩 擦 块 磨 损 后引 起 制 动 间 隙 变大 ,超 过 活 塞 8 的 设定 行 程 时 , 活 塞在 制 动 液 压 力 作用 下 克 服 密 封 圈的 摩 擦 阻 力 继 续向 前 移 , 直 到 完 全 制 动 为 止 。 活 塞 和 密 封 圈 之 间 的 相 对 位 移 补 偿 了 过 量 的 间 隙 , 制动 间 隙 一 般 单 边图 2.1 卡 罗 拉 前 轮 盘 式 制 动 器1车 轮 螺 栓 2制 动 盘 3挡 尘 盘 螺 栓 4挡 尘 盘 5转 向 节6弹 簧 片 7制 动 衬 块 8制 动 钳 壳 体 9套 筒 ( 下 ) 10衬 套 ( 下 )家用轿车盘式制动器的改进设计611隔 离 衬 套 ( 下 ) 12隔 离 衬 套 ( 上 ) 13紧 固 螺 栓 ( 下 ) 图 2.2 卡 罗 拉 前 轮 盘 式 制 动 器1支 架 2制 动 钳 壳 体 3活 塞 防 尘 罩 4活 塞 密 封 圈 5螺 栓6导 套 7导 向 销 防 尘 罩 8活 塞 9止 动 弹 簧 10放 气 螺 栓11外 侧 摩 擦 块 12内 侧 摩 擦 块 13制 动 盘14紧 固 螺 栓 ( 上 ) 15衬 套 ( 上 ) 16套 筒 ( 上 )为 0.05-0.15mm。 内 、 外 摩 擦 块 的 材 料 采 用 以 石 棉 为 主 、 混 合 树 脂 并 与 树 脂 结 合 的材 料 与 钢 板 通 过 螺 栓 连 接 在 一 起 制 成 的 。 2.3 制动器设计的一般原则1 制 动 器 效 能 , 指 在 良 好 路 面 上 , 汽 车 以 一 定 初 速 度 制 动 到 停 车 的 制 动 距 离 或制 动 时 汽 车 的 减 速 度 。 在 评 比 不 同 结 构 形 式 的 制 动 器 效 能 时 , 常 用 一 种 称 为 制 动 效能 因 数 的 无 因 次 指 标 。 制 动 效 能 因 数 的 定 义 为 : 在 制 动 鼓 和 制 动 盘 的 作 用 半 径 上 所得 到 的 摩 擦 利 于 输 入 力 之 比 。2 制 动 器 效 能 恒 定 性 , 即 汽 车 高 速 行 使 或 下 长 坡 连 续 制 动 时 汽 车 制 动 效 能 保 持的 程 度 。 如 前 所 述 , 影 响 摩 擦 因 数 的 因 素 包 括 摩 擦 副 材 料 、 摩 擦 副 表 面 温 度 和 水 湿程 度 。 因 为 制 动 过 程 是 及 时 把 汽 车 行 驶 的 动 能 通 过 制 动 器 吸 收 转 化 为 热 能 , 所 以 制动 器 温 度 升 高 后 能 否 保 持 在 冷 状 态 时 的 制 动 效 能 , 已 成 为 设 计 汽 车 制 动 器 时 要 考 虑的 一 个 重 要 问 题 。 由 于 领 蹄 的 效 能 因 数 大 于 从 蹄 , 稳 定 性 却 比 从 蹄 差 , 因 此 各 种 鼓式 制 动 器 的 效 能 因 数 取 决 于 两 蹄 的 效 能 因 数 , 故 就 整 个 鼓 式 制 动 器 而 言 , 也 在 不 同程 度 上 存 在 着 效 能 本 身 与 其 稳 定 性 的 矛 盾 。 而 盘 式 制 动 器 的 制 动 效 能 最 为 稳 定 。要 求 制 动 器 的 热 稳 定 性 好 , 除 选 择 其 效 能 因 数 对 摩 擦 系 数 敏 感 性 较 低 的 制 动 器 类 型外 , 还 要 求 摩 擦 材 料 有 较 好 的 抗 热 衰 退 性 和 恢 复 性 , 并 且 应 使 制 动 鼓 ( 制 动 盘 ) 有足 够 的 热 容 量 和 散 热 能 力 。家用轿车盘式制动器的改进设计73 制 动 器 间 隙 调 整 , 是 汽 车 保 养 作 业 较 为 频 繁 的 项 目 之 一 。 故 选 择 调 整 装 置 的结 构 形 式 和 安 装 位 置 必 须 保 证 调 整 操 作 方 便 。 最 好 采 用 间 隙 自 动 装 置 。4 制 动 器 的 尺 寸 和 质 量 。 随 着 现 代 汽 车 车 速 的 日 益 提 高 , 处 于 汽 车 行 驶 稳 定 性的 考 虑 , 轮 胎 尺 寸 往 往 选 择 较 小 。 这 样 , 为 了 保 证 所 要 求 的 制 动 力 矩 而 确 定 的 制 动鼓 ( 制 动 盘 ) 直 径 就 可 能 过 大 而 难 以 在 轮 毂 内 安 装 。 因 而 应 选 择 尺 寸 小 而 效 能 高 的制 动 器 形 式 。 对 于 高 速 轿 车 , 为 提 高 制 动 时 的 稳 定 性 , 在 前 悬 架 ( 独 立 悬 架 ) 设 计中 , 一 般 采 用 较 小 的 主 销 偏 移 距 。 为 此 , 前 制 动 器 位 置 有 时 不 得 不 外 移 到 更 靠 近 轮毂 , 导 致 其 布 置 困 难 。 车 轮 制 动 器 为 非 簧 载 质 量 , 故 应 尽 可 能 减 轻 其 质 量 , 以 改 善行 驶 平 顺 性 。5 噪 音 的 减 轻 。 制 动 噪 音 的 现 象 很 复 杂 。 大 致 来 说 , 噪 音 分 为 低 频 高 频 两 种 。在 低 频 噪 音 中 , 常 遇 到 的 是 制 动 时 停 车 的 喀 擦 声 , 这 主 要 是 由 制 动 鼓 或 者 制 动 钳 的共 振 造 成 的 。 高 频 噪 声 一 般 可 通 过 制 动 蹄 或 制 动 盘 共 振 产 生 。 或 者 是 由 于 摩 擦 衬 片或 衬 块 弹 性 震 动 造 成 的 。影 响 的 噪 声 的 主 要 因 素 是 摩 擦 材 料 的 摩 擦 特 性 , 即 动 摩 擦 系 数 对 摩 擦 速 度 的 变化 关 系 。 动 摩 擦 系 数 随 速 度 的 增 高 而 减 低 的 程 度 愈 大 , 愈 易 激 发 震 动 而 产 生 噪 声 。此 外 , 制 动 器 输 入 压 力 越 大 , 噪 声 也 越 大 , 而 压 力 高 大 一 定 程 度 以 后 则 不 再 有 噪 声 。制 动 温 度 对 噪 声 也 有 影 响 。 在 制 动 器 的 设 计 中 采 取 某 种 措 施 , 可 以 在 相 当 的 程 度 上消 除 某 种 噪 声 , 特 别 是 低 频 噪 声 。 对 高 频 的 建 交 省 的 消 除 , 目 前 还 比 较 困 难 。 应 当注 意 , 为 消 除 噪 声 而 采 取 的 某 种 措 施 , 有 可 能 产 生 制 动 力 矩 的 下 降 和 踏 板 行 程 损 失等 副 作 用 。 2.3.1 制动驱动机构的选择 液 压 式 驱 动 机 构 :优 点 :a.制 动 时 可 以 得 到 必 要 安 全 性 , 因 为 液 压 系 统 内 系 统 内 压 力 相 等 , 左 右 轮 制 动同 时 进 行 ;b.易 保 证 制 动 力 正 确 分 配 到 前 、 后 轮 , 因 为 前 、 后 轮 分 泵 可 以 做 出 不 同 直 径 ;c.车 振 或 悬 架 变 形 不 发 生 自 行 制 动 ;d.不 须 润 滑 和 时 常 调 整 ;缺 点 :a 当 管 路 一 处 泄 漏 , 则 系 统 失 效 ;b 低 温 油 液 变 浓 , 高 温 则 汽 化 ; c 不 可 长 时 间 制 动 。家用轿车盘式制动器的改进设计8但 综 合 来 看 , 油 压 制 动 还 是 可 取 的 , 且 得 到 了 广 泛 的 应 用 。2.3.2 制动管路的选择出 于 取 安 全 上 的 考 虑 , 汽 车 制 动 应 至 少 有 两 套 独 立 的 驱 动 制 动 器 的 管 路 。 汽 车 的 双回 路 制 动 系 统 有 以 下 常 见 的 五 种 分 路 型 式 :1 一 轴 对 一 轴 ( ) 型 , ( 图 a) , 前 轴 制 动 器 与 后 桥 制 动 器 各 用 一 个 回 路 ; 2 交 2 叉 ( X) 型 , 前 轴 的 一 侧 车 轮 制 动 器 与 后 桥 的 对 侧 车 轮 制 动 器 同 属 一 个 回 路 ;3 一 轴 半 对 半 轴 ( HI) 型 ( 图 c) , 每 侧 前 制 动 器 的 半 数 轮 缸 和 全 部 后 制 动 器轮 缸 属 于 一 个 回 路 , 其 余 的 前 轮 缸 则 属 于 另 一 个 回 路 ;4 半 轴 一 轮 对 半 轴 一 轮 ( LL) 型 ( 图 d) , 两 个 回 路 分 别 对 两 侧 前 轮 制 动 器 的半 数 轮 缸 和 一 个 后 轮 制 动 器 作 用 ;5 双 半 轴 对 双 半 轴 ( HH) 型 ( 图 e) , 每 个 回 路 均 只 对 每 个 前 后 制 动 器 的 半 数轮 缸 起 作 用 。其 中 型 的 管 路 布 置 最 为 简 单 , 成 本 较 低 , 目 前 在 各 种 汽 车 特 别 是 在 货 车 上 用 的 最广 泛 。 但 这 种 型 式 后 制 动 回 路 失 效 , 则 一 旦 前 轮 抱 死 即 极 易 丧 失 转 弯 能 力 。X 型 的 结 构 也 很 简 单 。 直 行 制 动 时 任 何 一 回 路 失 效 , 剩 余 总 制 动 力 都 能 保 持 正图 2.3 不 同 的 双 管 路 系 统 布 置 常 值 的 50 。 但 一 旦 某 一 管 路 损 坏 则 造 成 制 动 力 不 对 称 , 使 汽 车 丧 生 稳 定 性 。 因家用轿车盘式制动器的改进设计9此 该 方 案 适 用 于 主 销 偏 移 距 为 负 值 的 汽 车 上 , 以 改 善 汽 车 稳 定 性 。HI、 HH、 LL 型 的 结 构 都 较 为 复 杂 , 本 次 设 计 不 予 考 虑 。
收藏