摘 要

制动系统是汽车系统的关键一环，设计它的目的是制约汽车的运动状况，以保证汽车的安全。本论文主要阐述了奥迪轿车制动系统的设计过程，包含主要部件的结构选择等。本论文主要采用文献分析法，查阅资料，了解制动系统原理以及一般设计过程，再结合参考车型，着手设计计算并进行校核，使之符合设计要求以及国家规定的轿车相关性能安全要求。最终在自己查阅大量资料，学习三维绘图软件，向同学请教，以及老师的耐心指导下，完成了课题设计，设计出一款适用于奥迪轿车的制动系，对于制动系统的发展现状，研究方法以及前景有了一定的了解，对所学知识进行了巩固和提升。

关键词：盘式制动器，设计，制动系统

Abstract

Braking system is an important part of the car, the purpose of its design is to restrict the movement of the car in that the safety of the car can be ensured. The main contents of this thesis are to elaborate the design process of the Audi car brake system, including the selection of the brake, the selection of the main parameters of the brake system, the structural selection of the main components, the design calculation and the checking and braking performance analysis. This paper mainly uses the literature analysis method by accessing to the information to understand the principle of the brake system and the general design process. Combined with reference models, we do the design calculation and verification to meet the design requirements and the provisions of the national car safety performance requirements. And finally in my own access to a large number of information, learning three-dimensional drawing software, as well as the teacher's careful guidance and the enthusiastic help of students, I completed the design, design a suitable for the Audi car brake system, the development of the braking system. I have a certain understanding of the development of the braking system, research methods and prospects, and the knowledge I have learnt has been consolidated and enhanced.

Key Words：structural，check calculation

目录

第1章 绪论 6

1.1. 制动系统的基本概念 6

1.2. 制动系统的现状 6

1.3. 课题主要内容 6

1.4. 研究方案 6

第2章 制动系统工作原理及结构形式的选择 3

2.1. 工作原理 3

2.2. 鼓式制动器的结构形式 3

2.3. 盘式制动器 3

2.4. 本次设计的选型及原因 4

第3章 制动系的主要参数及选择 5

3.1. 相关参数确定 5

3.2. 同步附着系数 5

3.3. 制动力分配系数 5

3.4. 制动器制动力矩 6

3.5. 制动效能 6

3.6. 盘式制动器主要参数确定 6

3.6.1. 制动盘直径D 6

3.6.2. 制动盘厚度h 7

3.6.3. 摩擦衬块内外半径, 7

3.6.4. 摩擦衬块工作面积A 7

第4章 制动器的设计计算及校核 9

4.1. 摩擦衬块磨损特性计算 9

4.1.1. 比能量耗散率 9

4.1.2. 比滑磨功 9

4.2. 制动器的热容量和温升校核 10

4.3. 盘式制动器制动力矩计算 10

4.4. 驻车制动计算和校核 11

第5章 制动器主要零部件结构设计与计算 13

5.1. 制动盘 13

5.2. 制动块 13

5.3. 制动钳 13

5.4. 制动轮缸 14

5.5. 摩擦材料 14

5.6. 制动器间隙的自动调整装置 14

第6章 制动驱动机构 15

6.1. 制动驱动机构的形式 15

6.2. 分路系统的选择 15

6.3. 液压制动驱动机构设计 16

6.3.1. 制动轮缸直径与工作容积 16

6.3.2. 制动主缸直径与工作容积 17

6.3.3. 制动踏板力与踏板行程 18

第7章 制动性能分析 19

7.1. 制动性能评价指标 19

第8章 结论 21

1. 绪论
   1. 制动系统的基本概念

我们把能让跑动中的汽车能减速以至停止运动，让正在下坡行驶的汽车车速能维持不变，并且能够让停止工作的汽车在平地或斜坡上停泊不滑动的系统称为汽车制动系统。

一切制动系统都涵盖几个装置，即供能，控制，传动装置还有制动器。

按类型分类，制动系统包含四个系统也就是行车、驻车、应急以及辅助制动系统。汽车制动系统必须要包含起码两套相互独立的制动装置，也就是行车以及驻车制动装置，这样才能基本满足使用要求。

• 1. 制动系统的现状

在研究方法上。目前而言，大都通过路试和台架试验来研究整车制动系，许多有关制动系的试验都采取间接测量。在制动器选取上，现在主流汽车所用的摩擦制动器不是使用盘式制动器就是使用鼓式制动器。轿车大多把盘式制动器当做制动装置。

在材料选取上，以前我国还多在汽车制动上用石棉树脂型摩擦材料，可在生产加工中，空气里会有许多纤维，容易进入肺部，长期以往，工人很容易得石棉肺之类的疾病，因而出于材料安全无毒害的考虑，人们着手研究新材料。 80年代之后，人们在汽车盘式制动器上大量采用半金属摩擦材料，目前国内基本采用经过技术改良的半金属纤维加强复合材料。

在电控技术方面，汽车电子控系统逐渐成熟起来，成为了主流。

• 1. 课题主要内容

我的毕设是奥迪轿车的制动系统设计，目标是设计出能满足制动系统制动能力以及可靠性能等要求的轿车制动系。需要撰写说明书，绘制装配图，零件图，并要求有一定量的编程，是对我们综合能力的验收。

• 1. 研究方案

采用文献分析法，个案法以及类比分析法。首先查阅课本以及图书馆和知网论文，初步把握制动系统设计的步骤和关键原则。然后参考市面上已有的几款奥迪车车型，查阅相关资料手册，弄清其制动系统的结构形式以及制动系各参数，与已查阅文献进行类比分析，掌握其设计特点，并从制动能力以及复杂程度上比较几款车型之间制动系统的优劣。接着以查阅文献并且以实际车型作为参考，设计计算相关参数并校核，使之符合设计要求和使用标准。最后在手绘草稿以便排版布局之上，使用CATIA绘制三维零件图和装配图，并用Auto Cad修缮CATIA画出的二维工程制图。

1. 制动系统工作原理及结构形式的选择
   1. 工作原理

制动系的简要工作原理通常能用以下所示的图来表示：

图2-1

固装于轮毂的制动鼓把内表面当做工作面，在底板上安装有用来支承制动蹄的支撑销以及制动轮缸。轮缸通过油管和车架上的液压制动主缸相连通。制动蹄外圆上安装摩擦片。驾驶员经由制动踏板来控制主缸活塞。

• 1. 鼓式制动器的结构形式

包括内张型制动器和外束型。内张型鼓式制动器固定元件均为含有摩擦片的制动蹄,工作表面是制动鼓的内圆柱面，运用较多。

外束型把外表面当做工作面，又称为带式制动器，当下只有很少量汽车把它当做驻车制动器。

轮缸式制动器涵盖了领从蹄式制动器等制动器。

• 1. 盘式制动器

盘式制动器一般有钳盘式以及全盘式，全盘式制动器散热不佳，因此应用较少。

钳盘式制动器里面存在定钳盘式以及浮钳盘式。

• 1. 本次设计的选型及原因

近来，盘式制动器在轿车上大量运用，在部分性能强大的轿车上前后车轮都有采用，比如本次设计所参照的一众奥迪车型，因此本次毕业设计也沿用前轮后轮都是盘式的方案。

盘式制动器有这些优点：

1. 制动效能较为恒定，受到摩擦因数干扰不大。
2. 浸水后效能降低较少，短时间内能迅速回升制动效能，抗水衰退较好。
3. 同样的尺寸和质量下，能输出更大的制动力矩。
4. 制动盘法向热变形小，而制动鼓热变形会在相当程度上加大制动器间隙从而增大踏板行程。
5. 间隙调整方便达成自动化，拆卸修理均较为简便。

当然，盘式制动器也不是十全十美，存在着效能不高等一些问题。但综合考虑性能，本次设计仍然决定采用在高级轿车上更为普及的盘式制动器。

1. 制动系的主要参数及选择
   1. 相关参数确定

表3-1

• 1. 同步附着系数

同步附着系数的选择与很多条件都有关联。我们先看汽车制动时的几种状况。

当路面的附着系数不同时制动，有如下可能：(1)lt;时，线在I线下方，一定为前轮先抱死拖滑，前轮不再具备转向能力。(2)gt;,线在I线上方，一定为后轮先抱死，后轴很可能会产生侧滑，从而使汽车方向不稳，甚至产生漂移。

• 1. 制动力分配系数

根据《汽车理论》公式4-12知

（3.1）

经整理后得