乘用车盘式制动器设计
目录
摘要.................................................................. I
Abstract............................................................. II
1 绪论 (1)
1.1研究意义 (1)
1.2国内外发展现状 (1)
1.3制动系统应具有的功能和应满足的要求 (2)
1.4课题任务 (3)
2 制动器方案的选择 (4)
2.1方案选择的依据 (4)
2.2方案的选定 (4)
2.2.1制动器选择 (4)
2.2.2前、后制动器的选择 (5)
2.3行车制动器的标准和法规 (8)
3 制动器的主要参数及其选择 (9)
3.1 制动力与制动力分配系数 (9)
3.2 同步附着系数计算 (12)
3.3 制动器最大制动力矩 (15)
3.4 利用附着系数和制动效率 (17)
3.4.1利用附着系数 (18)
3.4.2制动效率E f、E r (19)
3.5制动器制动性能核算 (19)
4 制动器主要零件的设计计算 (21)
4.1制动盘主要参数的确定 (21)
4.1.1制动盘 (21)
4.1.2制动盘直径D (21)
4.1.3制动盘厚度h (22)
4.2摩擦衬块主要参数的确定 (22)
4.2.1 摩擦衬块内半径R1和外半径R2 (22)
4.2.2 摩擦衬块有效半径 (23)
4.2.3 摩擦衬块的面积和磨损特性计算 (24)
4.2.4 摩擦衬块参数设计核算 (26)
4.3液压制动驱动机构的设计计算 (27)
目录
4.3.1制动轮缸直径d与工作容积V (27)
4.3.2制动主缸直径与工作容积 (28)
4.3.3制动踏板力 (28)
4.3.4踏板工作行程S
(28)
P
5 制动器主要零件的结构设计 (30)
5.1制动钳 (30)
5.2制动块 (30)
5.3摩擦材料 (30)
5.4盘式制动器工作间隙的调整 (31)
致谢 (33)
参考文献 (34)
汽车盘式制动器发展浅析 (35)
乘用车盘式制动器设计
摘要
本文主要是介绍盘式制动器的分类以及各种盘式制动器的优缺点，对所选车型制动器的选用方案进行了选择，针对盘式制动器做了主要的设计计算，同时分析了汽车在各种附着系数道路上的制动过程，对前后制动力分配系数和同步附着系数、利用附着系数、制动效率等做了计算。在满足制动法规要求及设计原则要求的前提下，提高了汽车的制动性能。
关键词：盘式制动器制动力分配系数同步附着系数利用附着系数制动效率
Abstract
Abstract
This article mainly is introduced the disc brake the classification as well as each kind of disc brake good and bad points, to chose the vehicle brake to select the plan to carry on the choice, has made the main design calculation in view of the disc brake, simultaneously has analyzed the automobile on each kind of coefficient of adhesion path brake process, to the around braking force distribution coefficient and the synchronization coefficient of adhesion, using the coefficient of adhesion, the brake efficiency and so on has made the computation.In satisfies the brake laws and regulations request and under the principle of design request premise, enhanced the automobile braking quality.
Key words: Disc brake Braking force distribution coefficient Synchronization coefficient of adhesion Using coefficient of adhesion Brake efficiency
乘用车盘式制动器设计
1 绪论
1.1研究意义
随着社会的不断向前发展，汽车在人们的生活中的作用也日趋明显，人们从事生产活动离不开汽车，日常生活中，汽车尤其是乘用车成为经常使用的交通工具。拥有一辆轿车是人们生活质量水平提高的标志。而制动系统是汽车安全系统当中最重要的一项，其结构和性能的优劣直接影响车辆和人身安全。因此人们对其提出了更严格的要求，现代社会，对制动系统的研究设计以提高其工作性能是十分重要的。
1.2国内外发展现状
国内现状:
国内汽车制动系统行业主要以生产盘式制动器、鼓式制动器、真空助力器、液压制动总泵及液压制动分泵等制动器产品为主。我国ABS产品正处于发展阶段，特别是液压ABS的研究难度较大，因为液压ABS主要针对轿车，而国内的大部分轿车是以合资为主，其技术主要由外方控制。重庆聚能汽车技术有限公司是目前国内唯一能同时生产液压制动ABS和气压制动ABS系列产品的企业，其技术已经接近世界先进水平。
国外现状：
目前，ABS已成为欧、美和日本的成熟产品，形成了完整的评估检测标准，并以ABS为基础，延伸出许多更优越的电子制动系统，如：ASR、EBD、BAS、ESP、EBA、TCS、VDC及ACC等等。目前主要集中在ESP及电子制动领域的研究方面，如凯西一海斯(K—H)公司在1辆实验车上安装了1种电一液(EH)制动系统，该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用4个比例阀和电力电子控制装置，K—H 公司的EBM就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制及巡航控制制动干预等情况，而不需另外增加任何一种附加装置。EBM系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力，从而使制动距离缩短5％。一种完全无油液和完全电路制动BBW 的(Brake—By—Wire)的开发使传统的液压制动装置成为历史。德国BPW公司还开发了一种电子报警系统。它收集如轮胎气压、摩擦片磨损、制动温度等些参
1 绪论
数，然后传送给驾驶员或运输公司，可监视制动摩擦片的磨损情况。一旦发现制动摩擦片需要送维修站处理时，它可立即告知，并以黄、红报警灯显示制动摩擦片损坏程度。对制动系统的研究一直以来都是国内外汽车行业所特备关注的问题。由于人们对制动安全性的不断重视，许多新兴的设计和电子技术被应用到制动系统当中去，如ABS防抱死系统、BSA制动辅助系统、ESP电子稳定程序等均是为了提高制动系统的安全性；计算机技术和CAD技术在制动系统的设计过程的应用也大大提高了其质量，加快了设计的周期。以前乘用车以“前盘后鼓”式制动器为主的现象现在已逐渐被“前盘后盘”式所代替。科技的日新月异与不同新技术的出现和应用为制动系统的设计发展提供了新的设计思路和发展方向。
1.3制动系统应具有的功能和应满足的要求
汽车制动系统必须具备如下功能：
1）在汽车行驶过程中能以适当的减速度使车降速到所需值，甚至停车；
2）使汽车在下坡行驶时保持稳定的速度;
3）使汽车可靠在原地（包括斜坡）停驻;
制动系应满足的要求:
1）应能适应有关标准和法规的规定;
2）具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能;
3）工作可靠;
4）制动效能的热稳定性好;
5）制动效能的水稳定性好;
6）制动时汽车操纵稳定性好;
7）制动踏板和手柄的位置和行程应符合人—机工程学要求;
8）作用滞后的时间要尽可能短;
9）制动时不能产生噪声和振动;
10）与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动;
11）能全天侯使用;
12）制动系机件的使用寿命长，制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环
乘用车盘式制动器设计
保要求，应力求减小制动时飞散到大气中的有害人体的石棉纤维。
1.4课题任务
调研现在制动器理论、设计、制造发展的趋势，以及现代优化技术发展的状况，通过模仿其它车型的制动器和参数来确定制动器的结构和组成形式。主要包括：前后制动器形式，前后制动器制动力分配，、同步附着系数、利用附着系数、制动效率得计算以及驱动机构的设计和计算。最后根据设计的结果完成盘式制动器的设计。
2 方案选择
2 制动器方案的选择
2.1方案选择的依据
制动系统方案的选定，依据所参考汽车的主要结构参数、制动系统结构和制动性能来初步的选定。还必须考虑本课题对制动器提出的要求，参考同类型车辆的制动系统机构，再满足制动系统性能要求的前提下，同时还应考虑社会及市场的需求、是否符合生产发展水平和成本的因素。
2.2方案的选定
2.2.1制动器选择
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。盘式制动器的旋转元件是一个垂向安放且以两侧面为工作面的制动盘，其固定摩擦元件一般是位于制动盘两侧并带有摩擦片的制动块。当制动盘被两侧的制动块夹紧时，摩擦表面便产生作用于制动盘上的摩擦力矩。盘式制动器常用作轿车的车轮制动器，也可用作各种汽车的中央制动器。
与鼓式制动器相比，盘式制动器的优点有：
1)热稳定性较好。这是因为制动盘对摩擦
衬块无摩擦增力作用，还因为制动摩擦衬块的
尺寸不长，其工作表面的面积仅为制动盘面积
的12％～6％，故散热性较好。
2)水稳定性较好。因为制动衬块对盘的单
位压力高，易将水挤出，同时在离心力的作用
下沾水后也易于甩掉，再加上衬块对盘的擦拭
作用，因而，出水后只需经一、二次制动即能恢图2—1 复正常；而鼓式制动器则需经过多次制动方能恢复正常制动效能。
3)制动稳定性好。盘式制动器的制动力矩与制动油缸的活塞推力及摩擦系数成线性关系,再加上无自行增势作用，因此在制动过程中制动力矩增长较和缓，与鼓式制动器相比，能保证高的制动稳定性。
乘用车盘式制动器设计
4)制动力矩与汽车前进和后退行驶无关。
5)在输出同样大小的制动力矩的条件下，盘式制动器的质量和尺寸比鼓式要小。
6)盘式的摩擦衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更易更换，结构也较简单，维修保养容易。
7)制动盘与摩擦衬块间的间隙小(0.05～0.15mm)，这就缩短了油缸活塞的操作时间，并使制动驱动机构的力传动比有增大的可能。
8)制动盘的热膨胀不会像制动鼓热膨胀那样引起制动踏板行程损失，这也使间隙自动调整装置的设计可以简化
9)易于构成多回路制动驱动系统，使系统有较好的可靠性和安全性，以保证汽车在任何车速下各车轮都能均匀一致地平稳制动。
10)能方便地实现制动器磨损报警，以便及时更换摩擦衬块。
盘式制动器的主要缺点是难以完全防止尘污和锈蚀(但封闭的多片全盘式制动器除外)；兼作驻车制动器时，所需附加的驻车制动驱动机构较复杂，因此有的汽车采用前轮为盘式后轮为鼓式的制动系统；另外，由于无自行增势作用，制动效能较低，中型轿车采用时需加力装置。
盘式制动器制动钳的布置可以在车轴之前或之后。制动钳位于轴前可避免轮胎向钳内甩溅泥水污物；位于轴后则可减小制动时轮毂轴承径向合力。
盘式制动器尤其是浮动钳式盘式制动器已十分广泛地用于轿车的前轮。与鼓式后轮制动器配合，也可使后轮制动器较容易地附加驻车制动的驱动机构，兼作驻车制动器之用。有些轿车的前、后轮都采用盘式制动器，主要是为了保持制动力分配系数的稳定。
盘式制动器也开始用于某些不同等级的客车和载货汽车上。有些重型载货汽车采用多片全盘式制动器以获得大的制动力矩，但制动盘的冷却条件差，温升较大。
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。目前越来越多的乘用车采用“前盘后盘”式的制动器配置方案。
2.2.2前、后制动器的选择
2 方案选择
由于是轻型乘用车，考虑结构上的原
因、所要满足的对象为乘用车和现代汽车
制动器应用的发展趋势，前、后制动器均
采用盘式制动器。按固定元件的结构可分
为钳盘式和全盘式两类。
（1）钳盘式制动器
此种制动器的固定元件为制动块，装
在与车轴相连接且不能绕车轴旋转的制
动钳中。制动衬块与制动盘接触面积小，
在盘上所占的中心角一般仅为30—50
度，故这种盘式制动器又叫做点盘式制动
器。按制动钳的结构不同，有以下几种。
（2）固定钳式
如图2—2所示，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装有一个活塞。当压力油液进入两个油缸活塞外腔时，推动两个活塞向内将位于制动盘两侧的制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减小时，回位弹簧又将两制动块总成及活塞推离制动盘。这种型式也称为对置活塞式或浮动活塞式。
优点：除活塞和制
动钳以为无其他滑动
件，易保证制动钳的刚
度、结构和制造工艺易
于实现鼓式到盘式的改
进、适应于分路系统要
求。
缺点：制动器径向
和轴向尺寸受油道布置
的影响而较大，增加了汽车布置难度，不适应现代轿车、固定钳易使制动液温度过高而汽化
乘用车盘式制动器设计
（3）浮动钳式
浮动钳式盘式制动器的制动钳体是浮动的。其浮动方式有两种，一种是制动钳体可作平行滑动；另一种是制动钳体可绕一支承销摆动(见图2—3)。因而有滑动钳式盘式制动器和摆动钳式盘式制动器之分。但它们的制动油缸均为单侧的，且与油缸同侧的制动块总成是活动的，而另一侧的制动块总成则固定在钳体上。制动时在油液压力作用下，活塞推动活动制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两制动块总成受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。这样就要求制动摩擦衬块应预先做成楔形的(摩擦表面对背面的倾斜角为6°左右)。在使用过程中，摩擦衬块逐渐磨损到各处残存厚度均匀(一般约为l mm)后即应更换。
（4）全盘式制动器（如图2—4）的固定摩擦元件和旋转元件均为圆盘形，制动时各盘摩擦表面全部接触。其工作原理如摩擦离合器，故又称为离合器式制动器。用得较多的是多片全盘式制动器，以便获得较大的制动力。但这种制动器的散热性能较差，故多为油冷式，结构较复杂。
图2—4 多片全盘式制动器
1-旋转花键鼓，2-固定制动盘，3-外盖，4-带键螺栓，5-旋转制动盘，6-内盖， 7-调整螺纹挡圈，8-活塞回位弹簧，9-活塞套筒，10-活塞，11-活塞密封圈，12-放气螺钉，13-套筒密封圈，14-轮缸缸体，15-弹簧座盘，16-垫块，17-摩擦衬片
最后，根据各种制动器的优缺点，考虑到所适应的车型、现代乘用车制动器应用发展趋势以及经济成本，满足本课题任务要求，该车前、后制动器均采用滑动钳盘式制动器。
2 方案选择
2.3行车制动器的标准和法规
行车制动效能是用在一定的制动初速度下或最大踏板力下的制动减速度和制动距离两项指标来评定，它是制动性能最基本的评价指标。下表给出了中、欧、美等国的有关标准或法规对这两项指标的规定。
表2—1制动距离和制动稳定性要求
综合国外有关标准和法规，可以认为：进行制动效能试验时的制动减速度j，轿车应为5.8～7m/s2（制动初速度v=80km／h）；载货汽车应为4.4～5.5m／s2(制动初速度见表1)。相应的最大制动距离S T：轿车为S T=0.1v+v2/150；货车为S T=0.15v+ v2/115，式中第一项为反应距离；第二项为制动距离，S T单位为m；v 单位为km／h。
我国一般要求制动减速度j不小于0.6g(5.88 m／s2)，其条件如下：轿车制动初速度50～80km/h、踏板力不大于400N；小型客车（9座以下）和轻型货车（总重3.5t以下）制动初速度50～80km/h、踏板力不大于500N;其它汽车制动初速度30～60km/h、踏板力不大于700N。但实际上踏板力值比法规规定小，要考虑操纵轻便性与同类车比较来确定。
乘用车盘式制动器设计
3制动器的主要参数及其选择
制动器设计中需要预先给定的长安羚羊轿车整车参数有：汽车轴距
L=2365mm ；车轮有效e r =280mm ；汽车空、满载时的总质量'
a m =865Kg ，
a m =1190Kg ；空、满载时的轴荷分配：前轴负荷'1G =519Kg ，1G =642.5Kg ；后
轴负荷Kg G 346'2=，Kg G 5.5742=；空、满载时的质心位置：质心高度''g h =660mm ，g h =530mm ；空、满载质心距前轴距离'
1
L =946mm ，1L =1088mm ；质心距后轴距离'2L =1419mm ，2L =1227mm 等。 3.1制动力与制动力分配系数
汽车制动时，如果忽略路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，则任一角速度ω>0的车轮，其力矩平衡方程为:
0=-e B f r F T (3—1)
式中 f T ——制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反，N ·m ；
B F
——地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又
称地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N ；
e r ——车轮有效半径，m 。 令 e
f f r T F =
(3—2)
并称之为制动器制动力，f F 与地面制动力B F 的方向相反，当车轮角速度ω>0时，大小亦相等，且f F 仅由制动器结构参数所决定。即f F 取决于制动器的结构型式、尺寸、摩擦副的摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成比例。当加大踏板力以加大f T ，f F 和B F 均随之增大。但地面制动力B F 受着附着条件的限制，其值不可能大于附着力?F ，即
3 制动器的主要参数及其选择
B F ≤??Z F = （3—3） 或 ??Z F F B ==m a x （3—4） 式中 ?——轮胎与地面间的附着系数；
Z ——地面对车轮的法向反力，N 。
当制动器制动力f F 和地面制动力B F 达到附着力?F 值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩f T 即表现为静摩擦力矩，而e f f r T F /=即成为与B F 相平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到ω=0以后，地面制动力B F 达到附着力?F 值后就不再增大，而制动器制动力f F 由于踏板力P F 的增大使摩擦力
矩f T 增大而继续上升如图(3—1)。 根据汽车制动时的整车受力分析如图3—2，考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮的法向反力Z 1，Z 2为：
)(21dt
du g h L L G
Z g +=
)
(12dt du g h L L G
Z g -=
(3—5) 式中 G ——汽车所受重力，N ；
L ——汽车轴距,mm ；
1L ——汽车质心离前轴距离，mm ；2L ——汽车质心离后轴的距离，mm ；
g h ——汽车质心高度，mm ； g ——重力加速度，m/s 2；
dt
du
-——汽车制动减速度, m/s 2。
乘用车盘式制动器设计
汽车总的地面制动力为:
Gq dt
du
g G F F F B B B ==
+=21 (3—6) 式中 q （gdt
du
q =
）——制动强度，亦称比减速度或比制动力； 1B F ，2B F ——前后轴车轮的地面制动力，N 。 由以上两式可求得前、后轴车轮附着力为:
???)()(221g g B qh L L
G
L h F L L G
F +=+= （3—7） ???)()(112g g B qh L L
G
L h F L L G F -=-= （3—8）
上式表明：汽车在附着系数?为任意确定值的路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数，而是制动强度q 或总制动力B F 的函数。当汽车各车轮制动器的制动力足够时，根据汽车前、后轴的轴荷分配，前、后车轮制动器制动力的分配、道路附着系数和坡度情况等，制动过程可能出现的情况有三种，即
(1)前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑； (2)后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑；
(3)前、后轮同时抱死拖滑。
在以上三种情况中，显然是最后一种情况的附着条件利用得最好。
由式(3—6)、式(3—7)和式(3—8)求得在任何附着系数?的路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是：
G F F F F B B f f ?=+=+2121
)/()(//122121g g B B f f h L h L F F F F ??-+== (3—9)
式中 1f F ——前轴车轮的制动器制动力，N ，111Z F F B f ?==；
2f F ——后轴车轮的制动器制动力，N ，222Z F F B f ?==； 1B F ——前轴车轮的地面制动力，N ；
3 制动器的主要参数及其选择
2B F ——后轴车轮的地面制动力，N ；
1Z ，2Z ——地面对前、后轴车轮的法向反力，N ； G ——汽车重力，N ；
1L ，2L ——汽车质心离前、后轴距离,mm ；
g h ——汽车质心高度，mm 。
由式(3—9)可知，前、后车轮同时抱死时，前、后轮制动器的制动力1f F ，2f F 是?的函数。由式(3—9)中消去?，得：
???
???
??+-+=)2(4211122
2
2
f g f g g
f F h GL F G L
h L h G F (3—10)
将上式绘成以1f F ，2f F 为坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线，简称I 曲线，如图3—3所示。如果汽车前、后制动器的制动力
1f F ，2f F 能按I 曲线的规律分配，则能保证汽车在任何附着系数?的路面上制动时，都能使前、后车轮同时抱死。然而，目前大多数两轴汽车尤
其是货车的前、后制动器制动力之比值为一定值，并以前制动1f F 与汽车总制动力f F 之比来表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数β：
2
111f f f f
f F F F F F +=
=
β （3—11）
又由于在附着条件所限定的范围内，地面制动力在数值上等于相应的制动周缘力，故β又可通称为制动力分配系数。 3.2 同步附着系数计算 式 (3—11) 可表达为：
β
β
-=
11
2f f F F (3—12)
上式在图3—3中是一条通过坐标原点且斜率为(1-β)/β
的直线，它是具有
乘用车盘式制动器设计
制动器制动力分配系数为β的汽车的实际前、后制动器制动力分配线，简称β线。图中β线与I 曲线交于B 点，可求出B 点处的附着系数?=0?,则称β线与I 曲线交点处的附着系数0?为同步附着系数。它是汽车制动性能的一个重要参数，由汽车结构参数所决定。同步附着系数的计算公式是：g
h L L 2
0-=
β? 对于前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在附着系数?等于同步附着系数0?的路面上，前、后车轮制动器才会同时抱死。当汽车在不同?值的路面上制动时，可能有以下情况：
(1)当?<0?，β线位于I 曲线下方，制动时总是前轮先抱死。它虽是一种稳定工况，但丧失转向能力。
(2)当?>0?，β线位于I 曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。
(3)当?=0?，制动时汽车前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也失去转向能力。
为了防止汽车的前轮失去转向能力和后轮产生侧滑，希望在制动过程中，在即将出现车轮抱死但尚无任何车轮抱死时的制动减速度，为该车可能产生的最高减速度。分析表明，汽车在同步附着系数0?的路面上制动(前、后车轮同时抱死)时，其制动减速度为du/dt=qg=0?g ，即q=0?，q 为制动强度。而在其他附着系数?的路面上制动时，达到前轮或后轮即将抱死时的制动强度q
?
?εq
G F B ==
(3—13) 式中 B F ——汽车总的地面制动力，N ；
G ——汽车所受重力，N ；
3 制动器的主要参数及其选择
q ——制动强度。
当?=0?时， q=0?，ε=1,利用率最高。
当今道路条件大为改善，汽车行驶速度也大为提高，因而汽车因制动时后轮先抱死引起的后果十分严重。由于车速高，它不仅会引起侧滑甩尾甚至会调头而丧失操纵稳定性。后轮先抱死的情况是最不希望发生的。因此各类轿车和一般载货汽车的0?值有增大的趋势。
如何选择同步附着系数0?，是采用恒定前后制动力分配比的汽车制动系设计中的一个较重要的问题。在汽车总重和质心位置已定的条件下，0?的数值就决定了前后制动力的分配比。
0?的选择与很多因数有关。首先，所选的0?应使得在常用路面上，附着系
数利用率较高。具体而言，若主要是在较好的路面上行驶，则选的0?值可偏高些，反之可偏低些。从紧急制动的观点出发，0?值宜取高些。汽车若常带挂车行驶或常在山区行驶，0?值宜取低些。此外，0?的选择还与汽车的操纵性、稳定性的具体要求有关，与汽车的载荷情况也有关。总之，0?的选择是一个综合性的问题，上述各因数对0?的要求往往是相互矛盾的。因此，不可能选一尽善尽美的0?值，只有根据具体条件的不同，而有不同的侧重点。
根据设计经验，空满载的同步附着系数0?'和0?应在下列范围内：轿车：0.65～0.80；轻型客车、轻型货车：0.55～0.70；大型客车及中重型货车：0.45～0.65。 如何选择同步附着系数0?，是采用恒定前后制动力分配比的汽车制动系设计中的一个较重要的问题。在汽车总重和质心位置已定的条件下，0?的数值就决定了前后制动力的分配比。
理想情况下，前后车轮同时抱死，前后制动器的制动力计算根据所给定的技术参数、公式()g h b L G
Z ?+=
1、()g h a L
G Z ?-=2、F ?Z f =.取?分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时计算空载和满载的制动器制动力，
乘用车盘式制动器设计
列表如下：
满载时取 F 11f / F 21f ＝2.23 则
23.21=-β
β
69.0=β
同步附着系数0?＝
Hg
L L 2
-β （3—14） 空载时?'0＝０.32 满载时?0＝０.76
根据设计经验，满载的同步附着系数0?应在下列范围内：轿车：0.65～0.80；轻型客车、轻型货车：0.55～0.70；大型客车及中重型货车：0.45～0.65。 3.3 制动器最大制动力矩
最大制动力是在满载时汽车附着质量被完全利用的条件下获得的，这时制动力与地面作用于车轮的法向力1Z ,2Z 成正比。由式(3—8)可知，双轴汽车前、后车轮附着力同时被充分利用或前、后轮同时抱死时的制动力之比为：
g
f h L h L Z Z F F 0211
??-+=
==2.7
3 制动器的主要参数及其选择
式中 1L ,2L ——汽车质心离前、后轴距离，mm;
0?——同步附着系数；
g h ——汽车质心高度，mm 。
制动器所能产生的制动力矩，受车轮的计算力矩所制约，即：
e f f r F T 11=
e f f r F T 22=
式中 1f F ——前轴制动器的制动力，N ;
2f F ——后轴制动器的制动力，N ;
1Z ——作用于前轴车轮上的地面法向反力，N ； 2Z ——作用于后轴车轮上的地面法向反力，N ； e r ——车轮有效半径，mm 。
对于常遇到的道路条件较差、车速较低因而选取了较小的同步附着系数0?值的汽车，为了保证在0??>的良好的路面上（例如?=0.7）能够制动到后轴和前轴先后抱死滑移（此时制动强度?=q ），前、后轴的车轮制动器所能产生的最大制动力力矩为：
e g e
f r h L L
G
r Z T ???)(21max 1+=
= （3—15） max max 121f f T T β
β
-=
（3—16）
对于选取较大0?值的各类汽车，则应从保证汽车制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩。为了保证在0??>的良好路面上能制动到后轴车轮和前、后车轮先后抱死滑移，相应的极限制动强度? e g f r qh L L G T ?)(1max 2-= (3—17) 盘式制动器制动间隙调整测量方法 为确保前轴盘式制动器正确使用，现对前轴盘式制动器制动间隙的 制动间隙的测测量方法进一步明确规范，请认真参阅执行。测量制动间隙前，应首 应首先先 活塞总成）可以正常工作。本确认间隙自动调整机构（（AZ9100443500 AZ9100443500 AZ9100443500活塞总成） 文首先表述如何判断活塞总成是否可靠工作，再进一步说明制动间 再进一步说明制动间隙隙的测量方法。 （盘式制动器外形）外形）/ /（各部件名称）判断活塞总成是否有效： 1、用SW10SW10扳手逆时针转动手调轴至极限位置（大体上逆时针旋转扳手逆时针转动手调轴至极限位置（大体上逆时针旋转扳手逆时针转动手调轴至极限位置（大体上逆时针旋转两两周），而后反向微调少许（以防螺纹发卡），而后反向微调少许（以防螺纹发卡）; ;2、在气压足够大的情况下，原地连续踩刹车、在气压足够大的情况下，原地连续踩刹车101010次左右。注意：踩刹 次左右。注意：踩刹车时将扳手扣在手调轴上，以观察刹车时手调轴是否转动，正常现正常现象象应该是开始几次制动时扳手转动（顺时针）角度较大，越来越小，最后稳定到某个角度，此时即表明间隙已经调整到设计值。如果踩刹如果踩刹车车时手调轴不转动或者有逆时针转动状况，则该自动调整机构（活塞（活塞总总成）已不能正常工作，必须更换。 图一图一//图二图二/ /图三 制动间隙的测量： 盘式制动器从设计结构上已设定了制动间隙，并且制动间隙是自动并且制动间隙是自动调 调整的，不允许人为调整，制动间隙在0.80.8～ ～1.0mm 范围内是正常的。如果整车使用过程中出现左右制动力差值偏大、制动力不足或制动制动力不足或制动过过热等故障现象时，可按如下步骤检查制动间隙： 1、拆下压板（如塞尺插入方便可不拆压板），向箭头所指方向推动向箭头所指方向推动钳 钳体，使外侧制动块与制动盘紧密结合。（图一） 2、拨动内侧制动块使其靠近制动盘，测量间隙活塞总成整体推盘与制动块背板之间的间隙。（图二） 3、整体推盘与制动块背板之间的间隙应在、整体推盘与制动块背板之间的间隙应在0.80.80.8～ ～1.mm 之间，如小于0.8mm 0.8mm，应更换间隙自动调整机构（，应更换间隙自动调整机构（，应更换间隙自动调整机构（AZ9100443500AZ9100443500AZ9100443500活塞总成）（图三）活塞总成）注意事项： 盘式制动器从设计结构上已设定了制动间隙，并同时保证了制动间并同时保证了制动间隙 隙的自动调整。制动块和制动盘的间隙在制动块寿命期内是永远保持制动块和制动盘的间隙在制动块寿命期内是永远保持不不变的，只需按整车维修保养手册，定期检查制动块的磨损情况。因因此 此1.必须按上述正确方法测量制动间隙； 2.当制动块的摩擦材料的最小厚度小于2mm 时，必须更换制动块（此情况属于正常磨损，不属于三包范围） 中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院（系）：机电工程学院 专业：车辆工程 题目：夏利汽车盘式制动器方案设计 综合成绩： 职称: 年月日 目录 一、夏利汽车主要性能参数---------------------4 二、制动器的形式-----------------------------5 三、盘式制动器主要参数的确定-----------------7 四、盘式制动器制动力矩的设计计算-------------9 五、盘式制动器制器的校核计算----------------10 1.前轮制动器制动力矩的校核计算 2.摩擦衬片的磨损特性计算 六、经过计算最终确定后轮制动器的参数--------13 七、设计小结--------------------------------13 八、设计参考资料----------------------------13 轿车前轮制动器设计说明书前言汽车制动系是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地(包括在斜坡上)驻留不动的机构。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，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。本次课程设计根据任务要求只对夏利汽车盘式制动器方案设计。 一、汽车主要性能参数 主要尺寸和参数： （1）、轴距：L=2405mm （2）、总质量：M=900kg （3）、质心高度：0.65m （4）、车轮半径：165mm （5）、轮辋内径：120mm （6）、附着系数：0.8 （7）、制动力分配比：后制动力/总制动力=0.19 （8）、前轴负荷率：60%；即质心到前后轴距离分别为 L1=L?(1?60%)=962mm L2=L?60%=1443mm （9）、轮胎参数：165/70R13； 轮胎有效半径r e为： 轮胎有效半径=轮辋半径+（名义断面宽度×高宽比） 所以轮胎有效半径r e=(240 2 +165×70%)=235.5mm （10）、制动性能要求：初速度为50KM/h时，制动距离为15m。则 满足制动性能要求的制动减速度由：S=1 3.6(τ2‘+τ2“ 2 )μ0+μ02 25.92 a bmax 计算最大减速度 a bmax，其中μ0=Ｕ =50Km/h；S=15m；τ2‘= 0.05s；τ2“=0.2s。经计算得 最大减速度 a bmax≈7.47m s2 ? 制动器设计说明书 摘要 制动器可以分两大类，工业制动器和汽车制动器，汽车制动器又分为行车制动器（脚刹）和驻车制动器。在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。 使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。 臂架式盘式制动器是一种新型的主要适用于起重运输机械的制动装置。本论文着重介绍了其特点、关键零部件的选择或设计计算方法、主要性能参数及一些台架试验结果。除此之外还着重介绍了制动臂、松闸器等关键部件的设计参数及注意事项，同时细节方面对于制动器的静力矩也做了详细的计算设计。 Abstract Brakes can be divided into two categories, industrial brakes and automotive bra kes, automotive brake is divided into brake (foot brake) and the parking brake. In the driving process, generally used brake (foot brake), to facilitate the p rocess of deceleration in the forward stop, not just the car to remain intact. If the traffic Zhidongshiling when using the parking brake. When the car comple tely stopped, it has to use the parking brake (hand brake), to prevent the vehi cle front and rear slip slide. After stopping the general addition to the parki ng brake, the uphill hanging in a stall to stall (after the slide to prevent), downhill to hang in the reverse gear (to prevent forward slip.) Mechanical moving parts to stop or slow down the resistance of the moment must be applied as the brake torque. Braking torque is the design, selection based o n the brake, the size of the pattern and work by the mechanical requirements of the decision. Friction material used on brake (brake parts) directly affects t he performance of the braking process, and the main factors affecting the perfo rmance of the working temperature and the temperature rise speed. Friction mate rial should have high and stable friction coefficient and good wear resistance. Metallic and nonmetallic friction materials sub-categories. The former are com monly used cast iron, steel, bronze, and powder metallurgy friction materials, which have leather, rubber, wood and asbestos. Disc brake arm frame is a new major for the braking device handling equipment. This paper focuses on its characteristics, key components of the selection or d esign methods, the main performance parameters and some bench test results. Hig hlights in addition to the brake arm, loose brake components, etc. The key desi gn parameters and considerations, while the details of the static torque for th e brake has also done a detailed calculation of design. 第二章可控自冷盘式制动器 K P Z— / ?? ?? 制动器副数?规格 ?? ?制动盘直径 ?? ?制动 ?? ?盘式 ?? ?可控 ?? ?KPZ型号含义 1．可控盘闸系统的选用型号含义 2. 结构特征与工作原理 2.1 机械系统结构及工作原理 ?? ?1 电动机；2 联轴器；3 牵引体；4 传动轮；5 联轴器；6 垂直轴减速器；7 制动盘；8 弹簧；9 活塞；10 闸瓦； 11 油管 图1 制动装置布置图 自冷盘式可控制动装置主要由制动盘，液压制动器（含活塞、闸瓦、弹簧等），底座，液压站等组成，图1是制动装置在系统中的布置示意图。它主要由制动盘7和液压制动器（8，9，10）等组成。盘式制动装置的制动力是由闸瓦10与制动盘7摩擦而产生的。因此调节闸瓦对制动盘的正压力即可改变制动力。而制动器的正压力N 的大小决定于油压P与弹簧8的作用结果。当机电设备正常工作时，油压P达最大值，此时正压力N为0，并且闸瓦与制动盘间留有1-1.5mm的间隙，即制动器处于松闸状态。当机电设备需要制动时，根据工况和指令情况，电液控制系统将按预定的程序自动减小油压以达到制动要求。 2. 盘式制动器的安装说明： 2.1 盘式制动器主机的安装： 盘式制动装置安装前要准确测定位置及距离。通常制动盘与减速器的某一低速轴相连，也可以直接与驱动轮连接实现各种工作制动。 安装制动器时制动闸座与底座安装必须对中安装。制动盘安装后要求盘面的旋转跳动量≤0.1mm，闸盘与闸瓦的平行度≤0.2mm。盘式制动器在松闸状态下，闸瓦与制动盘的间隙为1～1.5mm；制动时，闸瓦与制动盘工作面的接触面积不应小于80％。 安装于减速机倒数二轴上安装于滚筒轴上 电动机; 2-联轴器; 3-牵引体; 4-传动轮; 5-联轴器; 6-减速器; 7-制动盘; 8, 9, 10-液压制动器; 11-油管 图2 制动装置安装布置示意图 其中制动盘安装分两种情况，1、胀套联接2、键连接 2.2 盘式制动装置的连接方式 胀套联接 KZP自冷盘式可控制动装置胀套联接 胀套示意图 表3 安装尺寸表 和无损伤。在清洗后的胀套结合面上均匀涂一层薄润滑油(不含二硫化钼等极压添加剂)，预装到滚筒轴上。把制动盘推移到滚筒轴上，使达到设计规定的位置，然后按胀套拧紧力矩的要求将胀套螺钉拧紧。 拧紧胀套螺钉的方法： (1) 使用扭矩扳手，按对角、交叉的原则均匀的拧紧。 (2) 拧紧螺钉时按以下步骤拧紧： a. 以1/3MAX值拧紧 b. 以2/3MAX值拧紧 c. 以MAX值拧紧 d. 以MAX值检查全部螺钉 安装完毕后，在胀套外漏端面及螺钉头部涂上一层防锈油脂，并进行整体二次灌浆。 错误！未找到引用源。盘式制动器设计说明书 一汽车制动系概述 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。 对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力，上坡阻力，空气阻力都能对汽车起制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些部分施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力，统称为制动力。这样的一系列专门装置即成为制动系。 1 制动系的功用：使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或--=-坡道上。 2 制动系的组成 任何制动系都具有以下四个基本组成部分： （1）供能装置——包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。其中，产生制动能量的部位称为制动能源。 （2）控制装置——包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。 （3）传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部件。 （4）制动器——产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。 较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。 3 制动系的类型 （1）按制动系的功用分类 1）行车制动系——使行使中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。 2）驻车制动系——是以停止的汽车驻留在原地不动的一套装置。 3）第二制动系——在行车制动系失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系是汽车必须具备的。 4）辅助制动系——在汽车长下坡时用以稳定车速的一套装置。 （2）按制动系的制动能源分类 1）人力制动系——以驾驶员的肢体作为唯一的制动能源的制动系。 2）动力制动系——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系。 3）伺服制动系——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。 按照制动能量的传输方式，制动系又可分为机械式、液压式、气压式和电磁等。同时采用两种以上传能方式的制动系，可称为组合式制动系。 4 设计制动系时应满足如下主要要求： 1）具有足够的制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两相指标来评定的；驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠的停驻 汽车盘式制动器设计 摘要：本文主要是介绍盘式制动器的分类以及各种盘式制动器的优缺点，对所选车型制动器的选用方案进行了选择，针对盘式制动器做了主要的设计计算，同时分析了汽车在各种附着系数道路上的制动过程，对前后制动力分配系数和同步附着系数、利用附着系数、制动效率等做了计算。在满足制动法规要求及设计原则要求的前提下，提高了汽车的制动性能。 关键词：盘式制动器；制动力分配系数；同步附着系数；利用附着系数；制动效率 Automobile disc brake design Abstract：This paper is mainly the disc brake of the classification and various kinds of disc brake of the advantages and disadvantages are introduced, the selection scheme of the chosen vehicle brake was selected and for disc brake do the main design calculation and analysis of the car in a variety of attachment coefficient road on the braking process of, of braking force distribution coefficient and the synchronous adhesion coefficient, utilization coefficient of adhesion, braking efficiency calculated. Under the premise of meeting the requirements of the braking regulation requirement and design principle and improve the braking performance of automobile. Key words: Disc brake,Braking force distribution,coefficient,Synchronization coefficient,Synchronous adhesion coefficient,The use of adhesion coefficient,Braking efficiency 制动器调整装置使用说明书 1、调试前的准备 (1)关断电梯主电源，拆除曳引机抱闸接线端子所有外接线缆； (2)按信号名将本装置线缆分别连接至控制柜79、00、接地排及曳引机抱闸接线端子； (3)接通电梯主电源，确认79、00向本装置提供DC125V电压。 2、差值模式 (1)将STATUS开关拨至“STATUS1”位置，并将清零开关向“CLR”位置拨动一次以进入本模 式； (2)将BS开关拨至“LEFT”位置，打开左抱闸，数码管显示为左抱闸打开时间； (3)将BS开关拨至“RIGHT”位置，打开右抱闸，数码管显示为右抱闸打开时间； (4)将BS开关拨至中间位置，数码管显示为左侧减去右侧的差值时间； (5)完成上述操作后将清零开关拨向“CLR”位置，则装置恢复到准备状态； 注意 (1)本说明中抱闸打开时间指抱闸得电至微动开关动作之间的历时； (2)本装置所显示的时间为有符号十进制，单位为毫秒； (3)差值模式下，如果数码管显示左右两侧抱闸打开的差值时间在70ms以内，说明抱 闸触点动作已满足同步性要求。 (4)差值模式下，每次动作后应停顿一段时间，以便抱闸内的电磁力完全释放，该等待 时间的确认方法为同一侧相邻两次测试值相差不超过2毫秒。（例：第一次使用该 装置打开左侧抱闸，打开时间显示为280ms，等待数秒以后，再次使用该装置打开 左侧抱闸，打开时间应显示为280±2ms。如果显示的打开时间超出280±2ms范围，则应等待更长时间。） 3、间隙调节模式 (1)将STATUS开关拨至“STATUS2”位置，并将清零开关向“CLR”位置拨动一次以进入本模 式； (2)将BS开关拨至“LEFT”位置，全压打开左抱闸，持续120秒后自动切断电源输出； (3)将BS开关拨至“RIGHT”位置，全压打开右抱闸，持续120秒后自动切断电源输出。 4、故障代码列表 盘式制动器设计说明书 一汽车制动系概述 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。 对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力，上坡阻力，空气阻力都能对汽车起制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些部分施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力，统称为制动力。这样的一系列专门装置即成为制动系。 1 制动系的功用：使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或--=-坡道上。 2 制动系的组成 任何制动系都具有以下四个基本组成部分： （1）供能装置——包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。其中，产生制动能量的部位称为制动能源。 （2）控制装置——包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。 （3）传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部件。 （4）制动器——产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。 较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。 3 制动系的类型 （1）按制动系的功用分类 1）行车制动系——使行使中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。 2）驻车制动系——是以停止的汽车驻留在原地不动的一套装置。 3）第二制动系——在行车制动系失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系是汽车必须具备的。 4）辅助制动系——在汽车长下坡时用以稳定车速的一套装置。 （2）按制动系的制动能源分类 1）人力制动系——以驾驶员的肢体作为唯一的制动能源的制动系。 2）动力制动系——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系。 3）伺服制动系——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。 按照制动能量的传输方式，制动系又可分为机械式、液压式、气压式和电磁等。同时采用两种以上传能方式的制动系，可称为组合式制动系。 4 设计制动系时应满足如下主要要求： 1）具有足够的制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两相指标来评定的；驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠的停驻的最大坡度来评定的。详见GB/T7258-2004 目录 绪论 (3) 一、设计任务书 (3) 二、盘式制动器结构形式简介 ................... 错误！未定义书签。 2.1、盘式制动器的分类...................... 错误！未定义书签。 2.2、盘式制动器的优缺点.................... 错误！未定义书签。 2.3、该车制动器结构的最终选择.............. 错误！未定义书签。 三、制动器的参数和设计 ....................... 错误！未定义书签。 3.1、制动盘直径 ........................... 错误！未定义书签。 3.2、制动盘厚度 ........................... 错误！未定义书签。 3.3、摩擦衬块的内半径和外半径.............. 错误！未定义书签。 3.4、摩擦衬块面积 ......................... 错误！未定义书签。 3.5、制动轮缸压强 ......................... 错误！未定义书签。 3.6、摩擦力的计算和摩擦系数的验算.......... 错误！未定义书签。 3.7、制动力矩的计算和验算.................. 错误！未定义书签。 3.8、驻车制动计算 ......................... 错误！未定义书签。 四、制动器的主要零部件的结构设计 ............. 错误！未定义书签。 4.1、制动盘 ............................... 错误！未定义书签。 4.2、制动钳 ............................... 错误！未定义书签。 4.3、制动块 ............................... 错误！未定义书签。 4.4、摩擦材料 ............................. 错误！未定义书签。 盘式制动器使用说明书 盘式制动器使用说明书盘式制动器使用说明书目录一、性能与用途.1二、结构特征与工作原理..1三、安装与调整..4四、使用与维护..9五、润滑...12六、特别警示...13七、故障原因及处理方法...12附图1：盘式制动器结构图...15附图2：盘形闸结 盘式制动器使用说明书 目???录 一、性能与用途 (1) 二、?结构特征与工作原理 (1) 三、?安装与调整 (4) 四、?使用与维护 (9) 五、?润滑? (12) 六、特别警示 (13) 七、?故障原因及处理方法? (12) 附图1：盘式制动器结构图 (15) 附图2：盘形闸结构图 (16) 附图3:?制动器限位开关结构图 (17) 附图4:?盘式制动器的工作原理图 (18) 附图5:?盘式制动器安装示意图 (19) 附图6:?制动器信号装置安装示意图 (20) 一、性能与用途 盘式制动器是靠碟形弹簧产生制动力，用油压解除制动，制动力沿轴向作用的制动器。 盘式制动器和液压站、管路系统配套组成一套完整的制动系统。适用于码头缆车、矿井提升机及其它提升设备，作工作制动和安全制动之用。 其制动力大小、使用维护、制动力调整对整个提升系统安全运行都具有重大的影响，安装、使用单位必须予以重视，确保运行安全。 盘式制动器具有以下特点： 1、制动力矩具有良好的可调性； 2、惯性小，动作快，灵敏度高； 3、可靠性高； 4、通用性好，盘式制动器有很多零件是通用的，并且不同的矿井提升机可配不同数量相同型号的盘式制动器； 5、结构简单、维修调整方便。 二、结构特征与工作原理 1、盘式制动器结构(图1) 盘式制动器是由盘形闸(7)、支架(10)、油管(3)、(4)制动器信号装置(8)、螺栓(9)、配油接头(11)等组成。盘形闸(7)由螺栓(9)成对地把紧在支架(10)上，每个支架上可以同时安装1、2、3、4对甚至更多对盘形闸，盘形闸的规格和对数根据提升机对制动力矩的大小需求来 确定。 2、盘形闸结构(图2) 盘形闸由制动块（1）、压板(2)、螺钉(3)、弹簧垫圈(4)、滑套(5)、碟形弹簧(6)、接头(7)、组合密封垫(8)、支架(9)、调节套(10)、油缸(11)、油缸盖(12)、盖(13)、放气螺栓(17)、放 气螺钉(19)、O形密封圈(20)、Yx密封圈(21)、螺塞(22)、Yx密封圈(23)、压环(24)、活塞(25)、套筒(26)、联接螺钉(27)、键(28)及其它副件、标件等组成。 3、制动器限位开关结构（图3） 制动器限位开关由弹簧座(1)、弹簧(2)、滑动轴(3)、压板(6)、开关盒(7)、螺栓M4x45(9)、轴套(11)、盒盖(14)、螺钉M4X10(17)、微动开关JW-11(20)、支座板(23)、导线 BVR(24)、装配板(29)及其它副件、标件等组成。 4、盘式制动器的工作原理（图4）??????????????????????????????????????????????????????????? 盘式制动器是靠碟形弹簧预压力制动，油压解除制动，制动力沿轴向作用的制动器。提升机制动时，图2中碟形弹簧(6)的预压力迫使活塞(25)向制动盘移动，通过联接螺钉(27)，将滑套(5)连同其上的制动块(又名闸瓦)推出，使制动块(1)与卷筒的制动盘接触，并产生正压力，形成摩擦力而产生制动。提升机松闸运行时，油缸(11)A腔中充入压力油，活塞(25)再次压缩碟形弹簧(6)，并通过联接螺钉(27)带动滑套(5)向后移动(离开制动盘)，从而使制动 块(1)离开制动盘，解除制动力(即松闸)。 滑套(5)是由钢套和拉杆组成的装配件,其拉杆承受制动时的切向力。制动块(1)嵌合在滑套(5)的燕尾槽中,并用压板(2)、螺钉(3)将其固定。键(28)防止滑套(5)转动。转动放气螺钉(19)，可排出油缸中的存留气体，以保证盘形闸能灵活地工作。盘形闸在密封件允许泄漏范围内，可能有微量的内泄，虽内泄油可起润滑滑套(5)与支架(9)的作用，但时间较长时，内泄油可能存留过多，因此应定期从螺塞(22)处排放内泄油液。 如上所述，盘式制动器的工作原理是油压松闸，弹簧力制动。如（图4）所示：当油腔Y 通入压力油时，碟形弹簧组(3)被压缩，随着油压P的升高，碟形弹簧组(3)被压缩并贮存弹簧力F，且弹簧力F越来越大，制动块离开闸盘的间隙随之增大，此时盘形制动器处于松闸状态，调整闸瓦间隙△为1mm?(注：调整方法见后)；当油压P降低时，弹簧力释放，推动活塞、滑套连同其上的制动块(又名闸瓦)，使制动块向制动盘方向移动，当闸瓦间隙△为零后，弹簧力F作用在闸盘上并产生正压力，随着油压P的降低正压力加大，当油压P=0时，正压力N=Nmax，在N力的作用下闸瓦与闸盘间产生摩擦力即制动力最大（全制动状态）；当P=Pmax时，N=0，△=△max，即全松闸。 由上可以看出盘形制动器的摩擦力决定于弹簧力F和油压力F1，当闸瓦间隙为零后： N=F-F1=F-△PA=f（p） 机械工程学院毕业设计（论 文） 题目：基于别克凯越有关数据对汽车前轮制动器的设计 专业：________________ 车辆工程________________ 班级：10 车辆（2）班__________________________ 姓名：_________________ 马千里____________ 学号：1608100218 _____________________________ 指导教师：______________ 苑风霞___________________ 日期：2014 年5月___________________________ 目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2盘式制动器的特点 (2) 1.3国内汽车盘式制动器的应用情况 (3) 1.4未来汽车盘式制动器的研究应侧重的问题 (4) 1.5钳盘式制动器按制动钳的结构型式 (4) 第二章方案论证 (4) 2.1制动器的分类 (4) 2.2盘式制动器的分类与介绍 (5) 2.3制动器设计的一般原则 (7) 第三章汽车整车基本参数计算 (8) 第四章制动系的主要参数及其选择 (10) 4.1制动力与制动力的分配系数 (10) 4.2同步附着系数 (11) 4.3制动强度和附着系数利用率 (11) 4.4制动器的最大制动力矩 (12) 4.5制动器因数 (12) 第五章盘式制动器的设计 (12) 5.1盘式制动器的结构参数与摩擦系数的确定 (13) 5.2制动衬块的设计计算 (14) 5.3摩擦衬块磨损特性的计算 (14) 5.4制动器主要零件的结构设计 (15) 第六章制动驱动机构的结构型式选择与设计计算 (17) 6.1制动驱动机构的结构型式选择 (17) 6.2制动管路的选择 (18) 6.3液压制动驱动机构的设计计算 (19) 第七章结论 (21) 第八章致谢 (21) 参考文献 (21) 附录： (23) 基于别克凯越有关参数对汽车前轮制动器的设计 摘要：当今，车速已经越来越高，车流密度也在日益增大，道路条件越来越好，从行车安全的角度考虑，汽车制动系统的工作可靠性也就显得格外重要。当制动系 的工作可靠性强并且它的制动性能好，其动力性能才能得到充分的发挥。作为汽车 制动系统中的执行装置，汽车制动器显然对汽车制动性能有着很积极的意义。此设 计任务要求是针对普通家用轿车进行前轮盘式制动器的设计。大致主题思路为首先 了解盘式制动器当前的发展情、其结构以及工作原理，并查阅有关书籍结合网上的相关资料，在其基础上对浮钳盘式制动器进行方案的初步选定以及总体论证，对相 关参数进行选定并计算，后期还要确定制动力的分配问题、同步附着系数、制动器 效能因数、制动力矩的大小、制动系统性能要求及校核，基于上述研究的基础上，确定主要尺寸及制造材料，并用相关绘图软件绘制出制动器所有零件的零件图以及装配图。 盘式制动器毕业设计说明书 目录 摘要................................................................ I Abstract ............................................................. II 1 绪论. (1) 1.1 制动器的作用 (1) 1.2 制动器的种类 (1) 1.3 制动器的组成 (1) 1.4 对制动器的要求 (3) 1.5 制动器的新发展 (4) 2 制动器的结构形式及选择 (4) 2.1 制动器的种类 (4) 2.2 盘式制动器的结构型式及选择 (6) 3 汽车整车基本参数计算 (8) 4 制动系的主要参数及其选择 (9) 4.1 制动力与制动力分配系数 (9) 4.2 同步附着系数 (9) 4.3 制动强度和附着系数利用率 (10) 4.4 制动器最大制动力矩 (10) 4.5 制动器因数 (11) 5 盘式制动器的设计 (11) 5.1 盘式制动器的结构参数与摩擦系数的确定 (11) 5.2 制动衬块的设计计算 (12) 5.3 摩擦衬块磨损特性的计算 (13) 5.4 制动器主要零件的结构设计 (14) 6 制动驱动机构的结构型式选择与设计计算 (15) 6.1 制动驱动机构的结构型式选择 (15) 6.2制动管路的选择 (15) 6.3 液压制动驱动机构的设计计算 (16) 7 盘式制动器的优化设计 (18) 7.2 解决优化设计问题的一般步骤及几何解释 (18) 7.3 常用优化方法 (19) 7.4 制动系参数的优化 (19) 8 结论 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) 附录 (24) 三、课程设计过程 （一）设计制动器的要求： 1、具有良好的制动效能—其评价指标有：制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。 2、操纵轻便—即操纵制动系统所需的力不应过大。对于人力液压制动系最大踏板力不大于（500N ）（轿车）和700N （货车），踏板行程货车不大于150mm ，轿车不大于120mm 。 3、制动稳定性好—即制动时，前后车轮制动力分配合理，左右车轮上的制动力矩基本相等，汽车不跑偏、不甩尾；磨损后间隙应能调整！ 4、制动平顺性好—制动力矩能迅速而平稳的增加，也能迅速而彻底的解除。 5、散热性好—即连续制动好，摩擦片的抗“热衰退”能力要高（指摩擦片抵抗因高温分解变质引起的摩擦系数降低）；水湿后恢复能力快。 6、对挂车的制动系，还要求挂车的制动作用略早于主车；挂车自行脱钩时能自动进行应急制动。 （二）制动器设计的计算过程： 设计条件：车重2t ，重量分配60%、40%，轮胎型175/75R14，时速70km/h ，最大刹车距离11m 。 1. 汽车所需制动力矩的计算 根据已知条件，汽车所需制动力矩： M=G/g ·j ·r k （N ·m ） 206 .321j ）（v S ?= (m/s 2） 式中：r k — 轮胎最大半径 (m)； S — 实际制动距离 (m)； v 0 — 制动初速度 (km/h)。 2 17018211 3.6j ??=?= ???? (m/s 2) m=G/g=2000kg 查表可知，r k 取0.300m 。 M=G/g ·j ·r k =2000·18·0.300=10800（N ·m ） 前轮子上的制动器所需提供的制动力矩： M ’=M/2?60%=3240（N ·m ） 为确保安全起见，取安全系数为1.20，则M ’’=1.20M ’=3888（N ·m ） 2. 制动器主要参数的确定 （1）制动盘的直径D 制动盘直径D 希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。但制动盘直径D 受轮辋直径的限制。通常，制动盘的直径D 选择为轮辋直径的70%~79%，而总质量大于2t 的汽车应取其上限。 轮辋名义直径14in=355.6mm 根据布置尺寸需要，制动盘的直径D 取276mm 。 目录 1概 述 页码 1.1 结 构 2 1.2 制动器总成与工作原理 3 1.3 液压管路连接 4 1.4 泵站与盘式制动器的匹配组合 4 2 安装与调试 5 2.1 运 输 5 2.2 安装前的准备工作 6 2.3 将制动头装到支架上 6 2.4 将制动器整体安装到支架上 7 2.5盘式制动器与支架之间的形位公差要求 8 2.6设定制动力矩 8 2.7安装限位开关 9 2.8制动器通风 10 3试 车10 4 维修保养11 4.1 检查制动衬垫 11 4.2 更换制动衬垫 11 4.3 定期检查 11 4.4 润 滑 12 4.5 存 放 12 5拆卸制动器13 5.1 准备措施 13 5.2 拆卸制动器 13 5.3 更换碟簧组 13 1 概 述 1.1 结 构 SHI系列盘式制动器主要用作中型、重型起重机起升机构和缆机驱动机构的安全制动器，也可用作胶带机等设备的工作制动器，也可能用作夹轨器。 SHI 251松闸压力：105 bar 最大工作压力：150 bar 每侧碟簧组作用力，松闸时：367 kN 碟簧组弹性系数，每mm ：约 32.5 kN SHI 252松闸压力：140 bar 每侧碟簧组作用力，松闸时：205 kN 每侧碟簧组作用力，松闸时：480 kN 碟簧组弹性系数，每mm ：约 40 kN 技术参数 系统最大压力：205 bar 活塞面积：380 cm2 松闸间隙：（1 - 4）mm 最高松闸压力：532 kN 油缸最大油容量：0.142 升 最长上闸时间：约0.2秒 液压油管规格：18 × 2 液压站电磁阀流量：100 升/分 最长松闸时间：约0.9秒 液压站泵流量：9 升/分 Stromag Limited 29 Wellingborough Road Rushden Northamptonshire NN10 9YE United Kingdom Tel. (+44) 0 1933 350407 Fax. (+44) 0 1933 358692 e-mail. stromagltd@https://www.doczj.com/doc/6e16621658.html, Page 2JCB110698 Electromagnetic Fail Safe Brakes Series NFA/NFF Stromag Versions: Basic & Dockside Cranes Stromag Limited 29 Wellingborough Road,Rushden Northamptonshire · NN10 9YE · United Kingdom Tel. 01933 350407 · Fax. 01933 358692 e-mail stromagltd@https://www.doczj.com/doc/6e16621658.html, CB110698Page 3 NFA / NFF SERIES BRAKE Advantages: Comprehensive range 20 -10,000 Nm. Simple assembly to motor, no dismantling of brake required. Concentricity through body for Tacho fixing. No setting required when changing discs, therefore eliminating human error. Compatibility of consumable spares. Simple maintenance, once only adjustment by shim removal. Positive feel hand release mechanism. Proven reliable design. Sealed inspection holes for Airgap / Lining wear. Extremely low inertia. High heat dissipation. Free from axial loads when braking and running. Suitable for vertical mounting (subject to conditions). Many optional extras available. Facilities to design to customer's special requirements. Protection available up to IP66. "Asbestos free" linings as standard. Holding and Working brake variations. =============================================================== Voltages Available: Standard 24v DC, 97v DC (110v Rectified), and 198v DC (220v Rectified). Other Voltages available. Coils available to suit : AC Supplies with Integral Half and Full Wave rectification. We suggest the following alternative - Customer to take standard voltage 24V / 110VDC, and we can provide Transformer Rectifier unit. Page 4JCB110698盘式制动器制动间隙调整测量方法
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