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制动盘在其两侧工作面的作用半径上所受的摩擦力为2fP（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
2fPBF??2f (3.27)
P式中：f为摩擦系数，本设计中取f=0.4；则BF=0.8
3.6盘式制动器主要参数的确定
（1）制动盘直径D
制动盘直径D应尽可能取大些，这是制动盘的有效半径得到增大，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70％～79％，而总质量大于总质量大于2t的汽车应取上限。
在本设计中：D?79%Dr?79%?16?25.4?321.056mm 取D=320mm （2）制动盘厚度h
制动盘厚度h直接影响着制动盘质量和工作时的温升。为使质量不致太大，制动盘厚度又不宜过小。制动盘可以制成实心的，而为了通风散热，又可在制动盘的两工作面之间铸出通风孔道。通常，实心制动盘厚度可取10mm-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,但多采用20mm-30mm。
在本设计中：前制动器采用通风盘，取厚度h=25mm；后制动盘采用实心盘，取厚度h=12mm
（3）摩擦衬块内半径R1与外半径R2
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，接触面积减小，最终将导致制动力矩变化大。在本设计中：取R1=110mm, R2=154mm
（4）摩擦衬快工作面积A
一般摩擦衬快单位面积占有汽车质量在1.6kg/cm2-3.5kg/cm2范围内选取，考虑到现今摩擦材料的不断升级，此范围可适当扩大些。本次设计使用半金属摩擦材料，其摩擦系数优于石棉材料。故取前轮制动器的摩擦衬块工作面积75 cm2；后轮制动器的摩擦衬块工作为70 cm2。
表 3.1 一些国产汽车前盘式的制动器的主要参数
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车牌 车型 制动盘外径/mm 工作半径/mm 86 91 106 104 制动盘厚度/mm 10 10 20 22 摩擦衬块厚度/mm 9 15.5 14 14 摩擦面积/cm 65.4 60 76 96 2云雀 奥拓 桑塔纳 奥迪 GHK7060 SC7080 2000 100 212 215 256 256 4.制动器的设计计算
4.1摩擦衬块的磨损特性计算
摩擦衬片(衬块)的磨损，与摩擦副的材质、表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。
汽车的制动过程是将其机械能(动能、势能)的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务。此时由于在短时间内热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大，则衬片(衬块)的磨损愈严重。 4.1.1比能量耗散率
制动器的能量负荷常以其比能量耗散率作为评价指标。比能量耗散率又称为单位功负荷或能量负荷，它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量，其单位为W/mm2。
双轴汽车的单个前轮制动器和单个后轮制动器的比能量耗散率分别为
2?)1?ma(v12?v2e???122tA?1 ? （4.1） 22?e?1?ma(v1?v2)(1??)2?22tA2?t?v1?v2 j式中：?——汽车回转质量换算系数；
ma——汽车总质量；
v1，v2——汽车制动初速度与终速度，m/s；计算时总商务车取
v1=100km/h?27.8m/s；
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j——制动减速度，m／s2，计算时取j=0．6g；
t——制动时间，s；
A1,A2——前、后制动器衬片(衬块)的摩擦面积；
（A1?321.11cm2；A2?558.50cm2）
?——制动力分配系数。
在紧急制动到v2?0时，并可近似地认为??1，则有
1mav121mav12e1?? ； e2?(1??) （4.2）
22tA222tA1把个参数值代入上式得
t?v1?v227.8??4.728(s) j0.6?9.81mav1212145?27.82e1????0.69?2.02W/mm2
22tA122?4.728?300?1001mav1212145?27.82e2?(1??)??(1?0.69)?0.97W/mm2
22tA222?4.728?280?100 比能量耗散率过高会引起衬片（衬块）的急剧磨损，还可能引起制动鼓或制动盘产生龟裂。推荐：取减速度j=0.6g，制动初速度v1：轿车用100km/h、总质量小于3.5t的货车为80km/h、总质量在3.5t以上的货车用65km/m，鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1.8W/mm2为宜。取同样的v1和j时，轿车的盘式制动器的比能量耗散率以不大于6.0W/mm2为宜。式中t为100Km/h时的制动时间，其值为4.728s。A1,A2为前后制动器摩擦衬片面积。??0.69，求得e1?2.02W/mm2，e2?0.97W/mm2，符合要求。 4.1.2 比滑磨功
磨损和热的性能指标也可用衬块在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬块面积的滑磨功，即比滑磨功Lf来衡量：
2mavamax Lf? （4.3） ??Lf???2A?式中：ma——汽车总质量，kg； vama——汽车最高制动车速，m/s x 13
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A?——车轮制动器各衬块的总摩擦面积，cm2
22???LL?1000J/cm?1500J/cm ?——许用比滑磨功，对轿车取 ff????2145?27.82?1429J/cm2，满足要求。 可求得：Lf?2?5804.2 制动器的热容量和温升核算
应核算制动器的热容量和温升是否满足如下条件：
?mdcd?mhc??t L （4.4） ?h式中：md——各制动盘的总质量，为已知4Kg
mh——与各制动盘相连的金属（如轮毂、轮辐、制动钳体等）总质量，为5kg cd——制动盘材料的比容热，对铸铁C=482J/(kg?K)；对于铝合金C=880 J/(kg?K)
ch——与制动盘相连的受热金属件的比容热；
?t——制动盘的温升（一次由va?30km/h到完全停车的强烈制动，温升不应超过15 ?C）；
L——满载汽车制动时由动能转变的热能，因制动过程迅速，可以认为制动产生的热能全部为前、后制动器所吸收，并按前、后制动力的分配比率分配给前后、制动器，即
2va L1?ma? （4.5）
22va) （4.6） L2?ma(1??
28.332?0.69?5.13?104(J) 求得：L1?2145?28.332L2?2145??0.31?2.31?104(J)
2所以：L?L1?L2?5.13?2.31?7.44?104(J)
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式中 ma——汽车满载总质量，为2145Kg va——汽车制动时的初速度
?——汽车制动器制动力分配系数，为0.69 核算：?mdcd?mhch??t?(4?880?5?482)?15?8.90?104(J)
441 L?7.4? 0故，满足以下条件：?mdcd?mhch??t?L
4.3盘式制动器制动力矩的计算
图 4.1盘式制动器的计算用图
盘式制动器的计算用简图如图 4.1所示，假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为
Tf?2fNR （4.7）
式中：f——摩擦系数，取值0.4；
N——单侧制动块对制动盘的压紧力 R——作用半径，取为133mm。
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