3 制动器的设计流程.doc

3 制动器的设计流程 3.1制动器设计的一般流程 盘式制动器设计的一般流程（图3.1所示）为：在有关的整车总布置参数确定之后，参考已有的同等级汽车的同类型制动器，初选制动器的主要参数，并据以进行制动器结构的初步设计；然后进行制动力矩和磨损性能的验算，并与所要求的数据比较，直到达到设计要求。 然后再根据各项演算和比较的结果，对初选的参数进行必要的修改，直到基本性能参数能满足使用要求为止；最后进行详细的结构设计和分析。 不合理 合理 不合理 合理 不合理 合理 图3.1 制动器设计的一般流程图 3.2制动器的主要性能参数的计算方法 为使汽车制动器性能更好地符合使用要求，设计制动器时，应全面考虑以下几个问题。1、制动器效能，2、制动器制动效能的稳定性，3、制动器间隙调整应简便，4、制动器尺寸小、质量轻，5、噪声的减轻等作为制动器设计的原则。 选择中型轿车为设计对象，制动盘直径D通常为选择为轮辋直径的70%～79%，本设计选择75%，所以制动盘直径D=286.8mm 制动盘的厚度h对制动盘质量和工作温升都有影响。为使质量小些，制动盘的厚度不宜取得很大；为了减少温升，制动盘的厚度又不宜取得太小。制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风需要在制动盘间铸出通风孔道。实心制动盘厚度通常为10～20mm，具有通风孔道的制动盘的两工作面之间的尺寸，即制动盘的厚度取为20mm-50mm,但大多采用20mm-30mm[1],本设计选择有通风孔道的制动盘，h=25mm。 由摩擦衬块外半径与内半径的比值不大于1.5[1]。所以取=90mm、=135mm。如果比值过大工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差很多，摩损不均匀，接触面积减小，最后将导致制动力矩变化大。 在确定盘式制动器制动衬块工作面积A时，根据制动衬块单位面积占有的汽车的质量，在1.6～3.5kg/cm[1]，所以取A=550/8=68.75cm。 汽车车身尺寸的确定与重量的选择 L=2800mm ,L1 =1500mm , L2=1300mm , hg=520mm , =1.5t L—汽车的轴距 L1—满载时质心距前轴距离 L2—满载时质心据后轴距离 hg—满载时质心高度 —汽车整车整备质量 3.2.1制动器设计的一般原则 (a)制动器效能 制动器在单位输入压力或力矩的作用下所输出的力或力矩称为制动器效能，常用无因次指标制动器效能因数(或简称制动器因数)表示，定义为制动鼓或制动盘的作用半径上所得到的摩擦力与输入力之比。 设制动器输出的制动力矩为，则在制动鼓或制动盘的作用半径上的摩擦力为，于是，制动效能因数为： 根据《汽车制动系的结构分析与设计计算》p48公式： （3-1） 式中：——输入力，取决于加在两制动块的压紧力（或两制动蹄的张开力）。 对于鼓式制动器，设两蹄张力分别为和，制动鼓内圆半径为，两蹄加于制动鼓的制动力矩为和，则两蹄的制动因数为： , 整个制动鼓效能因数为： （3-2） 钳盘式制动器制动时，制动盘两侧均承受制动块的压紧力，两个工作盘上所受摩擦力为,为制动衬块与制动盘间的摩擦系数。于是，钳盘式制动器的效能因数为： （3-3） 对于全盘式制动器，则有 即： 式中 ——旋转制动盘数目，n为1，f摩擦系数取值0.3，则K制动器的效能因数为0.6。 (b) 制动器制动效能的稳定性 制动器制动效能的稳定性主要取决于其效能因数对摩擦系数的敏感性。而会随摩擦副材质及弹性、摩擦面间的温度、水湿程度、表面清洁程度等因素而变化，尤其是随温度的升高，将明显衰退，最低甚至降为正常值的30%。 如果不考虑制动盘、制动鼓、制动蹄的变形，一定型式的制动器，其效能因数随摩擦系数的变化率即愈小．则制动器的安全性愈高，这种性能称为制动效能的稳定性。各种制动器中盘式制动器的效能最为稳定。 若要使热稳定性好，除了应选择其效能对的敏感性低的制动器型号外，还应选择有良好抗热衰退性和恢复性的摩擦材料，还应使制动盘有足够热容量和散热能力。还可以将制动盘设计成通风式的，它在两制动表面之间铸有冷却片。 此种结构使制动盘显著地增加了冷却面积。车轮转动时，盘内扇形叶片的旋转加速了空气循环，这样可以有效地冷却制动器。 (c) 制动器间隙调整应简便 结构型式和安装位置应能保证间隙操作简便，尽可能采用间隙自动调整装置，以减少调整间隙的作业次数。 (d) 制动器尺寸小、质量轻 为满足现代汽车高速行驶的稳定性，常选择较小的轮胎，因而轮