摘 要

随着汽车的保有量和生产量逐年提升，汽车已经成为人类社会不可缺少的交通工具。但同时，由汽车引发的交通问题也成为了全球性的社会问题。作为保障汽车安全性的系统之一，制动系统的设计因此显得尤为重要。

本论文将以轿车的制动系统作为研究对象。首先对制动器的两种主要形式盘式制动器和鼓式制动器的分类及其工作原理进行详细介绍。并对制动驱动机构的形式进行讨论分析。由于本次制动系统的设计是以捷达轿车作为参考对象，故最终选取前后均为盘式制动器，并采用全液压驱动机构的形式。对前后盘式制动器的参数设计。首先利用收集整理的参数，对轿车的同步附着系数、前后制动力分配参数、制动力矩等参数进行计算。然后开始对盘式制动器的结构、材料、具体参数进行设计计算。最后对制动驱动机构中的制动主缸、制动轮缸、踏板力和踏板行程进行计算。

完成了制动器和驱动机构的部分参数设计后，然后对其进行校核。对制动系统制动性能的评价，计算了制动加速度、制动距离等参数；对摩擦片的磨损特性、对制动器的热容量和温升进行校核。同时，利用Matlab编程绘制制动力分配曲线图。利用Catia对制动器的制动盘、轮毂、卡钳、支架、制动块等零件进行建模，然后装配，最后在用CAD完成装配图和部分零件图的绘制。

关键词：捷达轿车；盘式制动器；建模；CAD

Abstract

With the increase in car ownership and production increased year by year, the car has become an indispensable means of transport in human society. But at the same time, traffic problems caused by cars have become a global social problem. As one of the systems to ensure vehicle safety, the design of the braking system is therefore of particular importance.

This paper will take the car's braking system as the research object. Firstly, the classification and working principle of two kinds of disc brakes and drum brakes of brake are introduced in detail. Then the form of the brake drive mechanism is discussed and analyzed. As the design of the braking system is based on Jetta sedan as a reference object, so the final selection before and after the disc brakes, and the use of full hydraulic drive mechanism in the form.Firstly, the parameters such as the synchronizing adhesion coefficient, the front and rear braking force distribution parameters and the braking torque are calculated by using the parameters of collecting and sorting. And then began to disc brake structure, materials, specific parameters of the design calculation. Finally, the braking cylinder in the brake drive mechanism, brake wheel cylinder, pedal force and pedal stroke are calculated.

After the completion of the brake and drive part of the design parameters, and then check it. The braking performance of the braking system is evaluated, and the parameters such as braking acceleration and braking distance are calculated. The wear characteristics of the friction plate are checked and the heat capacity and temperature rise of the brake are checked. At the same time, using Matlab programming to draw the braking force distribution curve. Use Catia to model brake discs, wheels, calipers, brackets, brake blocks and other parts, and then assembled, and finally in CAD with assembly drawings and parts of the drawing.

Key words：Jetta sedan；disc brake；Modeling；CAD

目 录

第1章 绪论 1

1.1 制动系统设计的意义 1

1.2 制动系统研究现状 1

1.3 本次制动系统设计任务 1

第2章 制动系统方案论证分析与选择 3

2.1 制动系统简介 3

2.2 制动器形式方案分析 3

2.2.1 鼓式制动器 3

2.2.2 盘式制动器 7

2.2 制动驱动机构的机构形式选择 9

2.2.1 人力驱动机构 9

2.2.2 动力驱动机构 9

2.2.3 伺服制动 10

2.3 液压分路系统的形式与选择 10

2.4 本章小结 11

第3章 制动器的设计计算 12

3.1 制动系统主要参数的选取和计算 12

3.1.1 同步附着系数 12

3.1.2 前后制动力矩分配系数 13

3.1.3 制动器制动力矩的确定 14

3.2 前轮盘式制动器的设计 15

3.2.1 制动盘设计 15

3.2.2 制动钳总成设计 15

3.2.3 盘式制动器制动力的计算 17

3.3本章小结 18

第4章 液压驱动机构的设计 19

4.1 制动轮缸直径的确定 19

4.2 制动主缸直径的确定 19

4.3 制动踏板力和制动踏板行程 20

4.4 本章小结 21

第5章 制动性能分析 22

5.1 制动性能评价指标 22

5.1.1 制动效能 22

5.1.2 制动效能的恒定性 23

5.1.3 制动时汽车的方向稳定性 23

5.2 制动器制动力分配曲线分析 23

5.3摩擦衬块的磨损特性计算 24

5.3.1 比能量耗散率 24

5.3.2 比摩擦力 25

5.4 制动器的热容量和温升校核 26

5.5 驻车制动计算 27

5.6 本章小结 28

第6章 总结与展望 29

参考文献 30

附录A 制动器主要部件三维建模 31

附录B Matlab程序绘制制动力分配曲线图 34

致 谢 35

绪论

1.1 制动系统设计的意义

从汽车工业的起始到如今已经历了一百多年，汽车科技在不断的改进和发展。同时，由于现代人们的消费水平不断提高，汽车的购买力不断增强，汽车已经成为了必不可少的交通工具。由国家统计局去年发布的数据显示，我国汽车产量从1995 年的 33.70 万辆增至2016 年超过2000万辆，汽车保有辆也随之不断攀升，由此可见汽车已然成为了人们生活的必需品，且在可预见的未来，汽车将会走进更多民众的家庭中。

但从另一方面看，汽车保有量的攀升也带来了不容忽视的一系列的道路交通问题，也成为了全球性的社会问题。根据世界卫生组织在前几年做的一份报告中显示，全球每年近130万的人死于交通事故，其中，我国每年交通事故达50万起以上，其中因其死亡的人数超过10万人。同时，由于交通事故引起的死亡人数每年都在增加，且上升幅度也逐年增大。公共交通的迅速发展和人们对于其安全性的要求，使得大家把目光转向了汽车的安全性能和可靠性能。所以，适当的提高汽车的行驶安全性成为了一个有效的解决途径。而汽车的制动系统是直接控制汽车的行驶、停车、迅速减速等功能。所以，对于汽车上重要的保障安全的系统，我们要设计安全性能高的制动系统，这也使得制动系统的研究变得相当有意义。

1.2 制动系统研究现状

在汽车工业发展的起始，制动系统主要依靠人力或者最传统的机械装置来实现制动功能。随着汽车工业的不断发展以及科技水平的不断提高，传统的依靠人力和机械传动装置以及无法满足人们对于汽车制动系统的要求了，所以经过国内外有关汽车的科研机构以及汽车制造厂和研究院对制动系统的深度研究后，包括制动辅助系统、液压制动系统、液压助力制动器等制动系统的相关装置不断被创新，进而提高了制动系统的稳定性和平稳性。除此之外，近些年越来越常见的ABS、电子稳定性控制程序、防滑控制系统等相关技术不断融入现有的制动系统中，但也造成了制动系统的结构越来越复杂，而未来为解决这个问题，制动系统向电子化的方向发展将会越来越普遍。

1.3 本次制动系统设计任务

汽车的制动性能是评价汽车总体性能的一个相当重要的指标，因此完善汽车的制动性能，提高制动系统的稳定性和可靠性是汽车制动系统设计部门的主要任务。而本论文将以大众旗下的捷达轿车作为研究对象，从制动系统的组成结构、基本功能要求、制动力合理分配等几个方面出发，使得设计出来的制动系统能够满足该车型所要求的制动能力，且具有较高的稳定性和可靠性能以及较好的制动效率。设计的主要内容包括以下几大方面：