摘 要

安全性是汽车最重要的性能，长期以来尤其受到人们的关注。汽车制动性能的优劣与行车安全息息相关。随着车速的提高和路况的日趋复杂，人们对制动系统的性能、使用寿命等提出了更高的要求。

鉴于汽车制动系统的重要性，本次设计的主要内容就是以某混合动力轿车为原型。从制动系统的功能以及设计要求出发，结合给定的设计参数，对各种形式制动器的优缺点进行比较后，选择采用简单液压驱动机构和X 型双回路制动系统结构，设计了满足该混合动气轿车制动性能的盘式制动器。还运用Matlab软件对个别设计参数进行了编程计算。同时分析了该制动器的制动效能、热稳定性和制动时的方向稳定性，并验算了制动减速度。最后，根据设计计算用CATIA对其进行了三维建模和装配并用AutoCAD绘制出了该混合动力轿车盘式制动器的相关工程图。

关键词：盘式制动器；制动钳；制动盘；制动轮缸；操纵机构。

Abstract

Security is the most important performance of the car, it has been particularly affected by attention. Vehicle braking performance is closely related to the merits and driving safety. As the vehicle of the speed and pavement situation was complex degree rise, people put forward higher requirements to brake system performance and service life.

In view of the importance of brake system, the main contents of this design is to a hybrid car prototype. From the brake system function and design requirements, according to the given design parameters, after the advantages and disadvantages of various forms of brakes were compared, we choose a simple hydraulic drive mechanism and the X-type dual-circuit braking system architecture, and design the hybrid car to meet angry braking performance disc brakes. Individual design parameters are programmed to calculate by Matlab software .While the brakes were checking braking deceleration, braking performance and stability when braking direction stability was analyzed. Finally, we begin to create 3D model and assembly by using the CATIA and using the AutoCAD showing the related drawing according to the design and calculation.

Keywords: Braking performance；Disc brakes；Brake disc；Brake wheel cylinder；Control mechanism.

目 录

第1章 绪论 1

1.1汽车制动系概述 1

1.2汽车制动系统的研究现状及发展趋势 1

1.2.1制动系统的研究现状 1

1.2.2制动系统的发展趋势 1

1.3设计研究的目的和意义 2

第2章 制动器结构形式的选择 3

2.1 制动器设计要求 3

2.2 鼓式制动器与盘式制动器的比较分析 3

2.2.1鼓式制动器的结构型式 3

2.2.2盘式制动器的结构型式 4

2.3 该混合动力轿车制动器结构的最终确定 5

第3章 制动系的主要参数及其选择 7

3.1制动力与制动力分配系数 7

3.2同步附着系数 9

3.3制动强度和附着系数利用率 9

3.4制动器最大制动力矩 10

3.5制动器因数 11

3.6盘式制动器结构参数的确定 11

第4章 制动器的设计计算 13

4.1摩擦衬块的磨损特性计算 13

4.1.1 比能量耗散率 13

4.1.2 比滑磨功 14

4.2制动器的热容量和温升核算 14

4.3盘式制动器制动力矩的计算 14

第5章 制动器主要零部件的结构设计 16

5.1 制动盘 16

5.2 制动钳 16

5.3 制动块 16

5.4 摩擦材料 16

5.5 制动器间隙的调整方法及相应机构 17

第6章 制动驱动机构的结构型式选择及设计计算 18

6.1制动驱动机构的结构型式选择 18

6.1.1 简单制动系 18

6.1.2 动力制动系 18

6.1.3 伺服制动 19

6.2制动管路型式选择 19

6.2.1 II型回路 19

6.2.2 X型回路 19

6.2.3 其他类型回路 20

6.3制动轮缸直径与工作容积 20

6.4制动主缸直径与工作容积 21

6.5制动踏板力与踏板行程 21

第7章 制动性能分析计算 23

7.1 制动性能评价指标 23

7.2 制动器制动力分配曲线分析 23

7.3 制动减速度的计算 24

总 结 26

致 谢 27

参考文献 28

第1章 绪论

1.1汽车制动系概述

汽车在行驶过程中依靠作用在汽车上的制动力达到减速的效果。通常而言，安装在汽车上，能够产生对汽车可控的阻碍汽车前进的外力的一系列专门装置称为汽车的制动系。汽车制动系通常由制动器、供能装置、控制装置、传动装置等几部分组成。一些更加完善的制动系还包括报警、制动压力调节装置。 汽车制动系统的作用均是使行驶的汽车减速甚至停驶，以及让静止的车辆保持不动。

1.2汽车制动系统的研究现状及发展趋势

1.2.1制动系统的研究现状

自汽车问世以来，汽车制动系统在汽车的安全方面就发挥着无可替代的作用。近年来，随着车速的提高、行驶路况日趋复杂以及人们对行驶安全性能要求的不断提高，制动系统显得越发重要。汽车制动系统有很多类型，常见的主要有机械式、液压式、气压式、和电磁式等。它们的工作原理基本相同，都是利用摩擦原理在制动时依靠制动装置产生的摩擦热量来消耗汽车的动能，以达到汽车减速甚至停车的目的。尽管存在众多的类型及结构形式，但从制动能量的角度讲，液压制动依然是最经济可靠的方式。即使在增加ABS防抱死装置后，液压制动依然有自己独特的优势。如今，单纯的传统制动系显然已经无法满足消费者的安全性能需求，于是在原有的基础上增加了包括ABS在内的驱动防滑转系统（ASR）、电子控制制动系统（EBS）等辅助制动系统。新能源汽车普及和发展使汽车动力系统发生了较大的改变，随之也可能应运而生出新型的制动系统及带来结构型式上的变革。

1.2.2制动系统的发展趋势 

虽然现在液压制动技术已经相当成熟并广泛用于各类汽车上，但随着人们对制动安全性能要求的提高，ABS、ASR、EBS、ESP等辅助功能也逐渐加入到了制动系统中，这就需要增加许多的辅助装置以实现这些功能，同时也无法避免地使得制动装置结构趋于复杂化，一方面增加了制造、装配和维修的难度，另一方面也使得制动系统的控制管理难度增加。由于电控技术具有高效、可靠的特点，因此，电子控制技术的应用应该是未来制动系统发展的主流方向。

随着信息技术的不断成熟与发展，汽车上的电控系统不断增加。由于电子控制具有高效可靠的特点，相信电子智能化将是汽车未来一个主要的发展方向。许多汽车整车和零部件厂商都开始着手于电子控制制动系统的研发。其中，液电复合制动就是一种比较好的过渡方式，其制动效能稳定可靠，还可通过再生制动装置回收制动能量。但同样存在制动系统机构型式复杂，控制管理等方面的问题。不过相信在不久的将来，随着电控技术的不断发展、智能化技术的纯熟运用，电制动系统必将会取代传统制动系统。^[10]

1.3设计研究的目的和意义

制动器作为制动系统实施制动作用的重要部件对制动性能有着重要的影响。而盘式制动器与鼓式制动器相比具有制动效能稳定、抗水衰退能力强、结构简单、散热性好、易于保养等优点可广泛应用于各类汽车上。汽车在道路上高速行驶过程中，进行多次制动会加速摩擦衬块与制动盘之间的磨损，制动器短时间内会聚集大量的热量。如果不能很好的散热会降低制动器的使用寿命，同时严重影响制动器的制动效能。因此，制动器的设计作为汽车制动系设计中十分重要的一环，确定制动器的结构类型，制动器主要零部件的结构尺寸，以及对主要零部件进行校核，对优化汽车制动性能和实现汽车设计的经济性和轻量化，培养学生严谨的设计思维及规范的设计程序具有重要的意义。

第2章 制动器结构形式的选择

2.1 制动器设计要求

设计制动器时应满足的要求有：