武汉理工大学毕业论文（设计）
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。
图2-3 浮动钳式盘式制动器工作原理图
(a)滑动钳式盘式制动器 (b)摆动钳式盘式制动器
1—制动盘;2—制动钳体;3—制动块总成;4—带磨损警报装置的制动块总成;
5—活塞; 6—制动钳支架; 7—导向销
固定钳式盘式制动器在汽车上的应用是早于浮动钳式的，其制动钳的刚度好，除活塞和制动块外无其他滑动件，但由于需采用两个油缸分置于制动盘的两侧，使结构尺寸较大，布置较困难；需两组高精度的液压缸和活塞，成本较高；制动热经制动钳体上的油路传给制动油液，易使其由于温度过高而产生气泡影响制动效果。另外，由于两侧制动块均靠活塞推动，难于兼用于由机械操纵的驻车制动，必须另加装一套驻车制动用的辅助制动钳，或是采用盘鼓结合式后轮制动器，其中作为驻车用的鼓式制动器由于直径较小，只能是双向增力式的，这种“盘中鼓”的结构很紧凑，但双向增力式制动器的调整不方便。
浮动钳式盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，结构简单，造价低廉，易于布置，结构尺寸紧凑，可以将制动器进一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车和驻车制动。浮动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管，减少了油液的受热机会，单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮遮蔽较少，使冷却条件较好。另外，单侧油缸的活塞比两侧油缸的活塞要长，也增大了油缸的散热面积，因此制动油液温度比固定钳式的低30℃～50℃，汽化的可能性较小。但由于制动钳体是浮动的，必须设法减少滑动处或摆动中心处的摩擦、磨损和噪声。
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、二次制动即能恢复正常；而鼓式制动器则需经过十余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。
4)制动力矩与汽车前进和后退行驶无关。
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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。
通过以上分析，并且由于目前固定钳盘式制动器已很少采用，且缺点较多，所以我选择综合性能更好的浮动钳式盘式制动器。
3 汽车整车基本参数计算
给出的轩逸2.0自动豪华版整车参数如下：
1）外形尺寸：长x宽x高＝4665mm×1700mm×1510mm； 2）轴距：2700mm；
3）最高车速：190Km/h； 4）额定载客（包括驾驶员）：4 人；
5）发动机动力：最大功率105KW/5200 rpm；最大转矩189NM/4400rpm； 6）汽车的整车整备质量1280 kg；汽车总质量:1655kg 7）其它参数参考轩逸2.0自动豪华版。 其它参数的确定： ① 轮滚动半径 rr
由于轩逸2.0自动豪华版轿车采用轮胎规格为195/60 R16，其中名义断面宽度为195mm，扁平率为60%，轮毂名义直径为16英寸，换算过来为16*25.4=406.4mm。 故车轮滚动半径为rr =（406.4+2×195×60%）/2=320.2mm。 ②空满载时质心距前轴距离L1',L1；空满载时质心距后轴距离L2' ，L2 空载时, L1'=1080mm , L2'=1620mm； 满载时，L1 =1345mm，L2=1355mm。 ③空满载时的轴荷分配
L2'1620空载时，前轴负荷 G?W?1280kg=768kg (3-1)
L2700L1'1080'后轴负荷 G2?W? 2 (3-2) 1280kg=51k gL2700L13451655kg=824.4kg (3-3) 满载时，前轴负荷 G1?2W?L2700L13551655kg=830.6kg (3-4) 后轴负荷 G2?1W?L2700'19
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④空满载时的质心高度hg', hg 空载时， hg'=684mm； 满载时， hg =664mm。
4 制动系的主要参数及其选择
4.1 制动力与制动力分配系数
定义前、后轮制动器的制动力为Ff1、Ff2，理想的前、后轮制动器制动力分配曲线公式：
?GL2??4hgL1?G2L2?Ff1???2Ff1?? (4-1) 满载时， Ff2=????2?hgG?hg???式中，Ff1 — 前轴车轮的制动器制动力；Ff2 — 后轴车轮的制动器制动力；G — 汽
车重力；L2— 汽车质心离后轴距离；hg— 汽车质心高度；L — 汽车轴距。 代入得：
1?1655?9.84?0.664?2.7?1655?9.8?1.355??2Ff2=??1.355??Ff1???2Ff1??
2?0.6641655?9.80.664???1 =?2.44?104?1.836?4.421?10?4?Ff1??3.31?104?2Ff1??
?2?将上式绘成以Ff1,Ff2为坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线,即I曲线。
下面求空载时I 曲线，
?GL'2??4h'gL'1?G''2'同样由 Ff2=?'L2?Ff1??'?2Ff1?? (4-2)
?h??2?hgG?g???得：
1?1280?9.84?0.684?2.7'?1280?9.8?1.62??'2'Ff2=?1.62?Ff1???2Ff1??
2?0.6841280?9.80.684???1=?1.83?104?2.62?5.889?10?4F'f1??2.97?104?2F'f1??
?2?选定制动力分配系数β =0.68。
4.2 同步附着系数
满载时 ?0?'L??L22700?0.68?1355??0.724 （4-3） hg664L??L'22700?0.68?1620空载时 ?0???0.316 （4-4） 'hg68410
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对于轿车而言，满载时的同步附着系数?0?0.6，满足要求。
4.3 制动强度和附着系数利用率
当???0时，最大总制动力FB?G??1655?9.8??1.174?104 （4-5）
制动强度q?? （4-6） 附着系数利用率??1
当?
GL2?1655?9.8?1.355??2.2?104? （4-7） FB???L2???0???hg1.355??0.724????0.6641.84?0.664?制动强度
q?L2?1.355??1.355??? （4-8）
L2???0???hg1.355??0.724????0.6641.84?0.664?L21.3551.355?? （4-9）
L2???0???hg1.355??0.724????0.6641.84?0.664?附着系数利用率
??当? >?0时, 可能得到的最大总制动力取决于后轮刚刚首先抱死的条件，即FB2?F??。 而最大总制动力
GL1?1655?9.8?1.345??2.18?104? （4-10） FB???L1?????0?hg1.345????0.724??0.6640.864+0.664?制动强度
q?L1?1.345?1.345??? （4-11）
L1?????0?hg1.345????0.724??0.6640.864+0.664?附着系数利用率
??L11.3451.345?? （4-12）
L1?????0?hg1.345????0.724??0.6640.864+0.664?由于不同的路面附着系数?值不同，故其制动强度和附着系数利用率也不同。对于常见的如沥青（包括干湿），混凝土等这些附着系数大于0.796的路面，其制动强度和附着系数利用率就按第三种情况计算。
4.4 制动器最大制动力矩
由于选取了较大的?0值0.796（满载），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。当? >?0时,相应的极限制动强度q
可求得其最大总制动力
GL1?1655?9.8?1.345??2.18?104?0.8FB????1.25?104N
L1?????0?hg1.345????0.724??0.6040.864+0.664?0.811
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而车轮有效半径re=311mm，故前轴最大制动力矩
Tf1max??FBre?0.68?1.25?104?311?10?3N?M?2645.3N?M （4-13）
一个前轮制动器应有的最大制动力矩： 11T?Tf1max??2645.3N?M?1322.6N?M （4-14）
224.5 制动器因数
对于钳盘式制动器，设两侧制动块对制动盘的压紧力均为P，则制动盘在其两侧工作
面的作用半径上所受的摩擦力为2 fp，此处f 为盘与制动衬块间的摩擦系数，于是钳盘式制动器的制动器因数为BF=2f =2×0.3=0.6。
5 盘式制动器的设计
5.1 盘式制动器的结构参数与摩擦系数的确定
5.1.1 制动盘直径D
制动盘直径D应尽可能取大些，这时制动盘的有效半径得到增加，可以减小制动钳的夹紧力，降低衬块的单位压力和工作温度。受轮辋直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辋直径的70%～79%，取75%。
由于轮胎规格为195/60 R16，所以轮辋直径为16英寸，即406.4mm，故制动盘直径D=406.4×75%mm=304.8mm，取304mm。
5.1.2 制动盘厚度h
制动盘厚度h对制动盘质量和工作时的温升有影响，为使质量小些，制动盘不宜取得很大，为了减少温升，制动盘厚度又不宜取得过小，制动盘可以作成实心的，或者为了散热通风需要在制动盘中间铸出通风孔道，而我设计的轩逸2.0自动豪华版轿车前盘式制动器采用的便是通风盘式，而通风式制动盘厚度取为20～50mm，采用较多的是20～30mm，取30mm。
5.1.3 摩擦衬块外半径R2、内半径R1与厚度b
推荐摩擦衬块外半径R2与内半径R1 的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多，磨损不均匀，接触面积减少，最终将导致制动力矩变化大。
D304?152mm，选R2 /R1=1.4，由于摩擦衬块外半径R2略小于制动盘半径?取147mm。
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