摘 要

自从德国施密茨公司第一次使用盘式制动器以来，鼓式制动器受到了极大地挑战。由于盘式制动器的诸多优点，2000年，国外使用盘式制动器的车桥已经占到了一半以上。而在国内，随着汽车工业的发展等原因，盘式制动器在制动器领域的地位也愈加重要。

制动系统的性能好坏直接影响到车辆的行驶安全。对于盘式制动器而言，不仅要求其具有良好的制动效能，制动时的方向稳定性，还要求其在连续制动、紧急制动及循环制动工况下能具备良好的抗热衰退性能，所以本论文针对今年流行的大众朗逸车型进行了盘式制动器的设计及热衰退性能的仿真分析。

论文首先根据汽车整车参数计算得到制动系的同步附着系数和制动器制动力分配系数等重要参数；然后进行制动器各零部件的尺寸计算选择；其次对所设计的制动器进行三维建模；接下来对制动效能进行理论计算和通过使用ABAQUS对制动器进行紧急制动工况下的仿真分析；最后根据仿真计算结果来反馈调整设计参数，直到达到设计的要求为止。

关键词： 盘式制动器 设计 CATIA ABAQUS 仿真分析

Abstract

In foreign countries, since 1996, after the first use of the disc brake, drum brake was greatly challenged. Because of many advantages, in 2000, foreign countries use disc brake accounted for more than half. In China, with the development of automobile industry and other reasons, disc brake in the field of the status of the brake is also more important.

The performance of the braking system has a direct impact on the driving safety of the vehicle. For the disc brake, not only ask it for good braking performance, braking direction stability also requires that it can anti heat faded in continuous braking, emergency braking and braking in cycle conditions. So this paper introduced the brake design of Volkswagen Lavida .

Firstly, according to the vehicle parameters,I calculated braking system of synchronous adhesion coefficient and brake force distribution coefficient ,and the brake parts size; followed by the three-dimensional modeling of the design of the brake; next the braking effectiveness of theoretical calculation and emergency braking simulation analyses were carried out on the brake by using ABAQUS. Finally according to the simulation results, feedback to adjust the design parameters, until it reaches the design requirements so far.

Key words: disc brake design CATIA ABAQUS simulation

目录

第1章 绪 论 1

1.1概述 1

1.2制动系统研究现状 2

1.3课题主要内容 3

1.4 课题研究方案 3

1.5本章小结 3

第2章 制动系主要参数的选择 4

2.1制动力与制动力分配系数 4

2.2同步附着系数 6

2.3制动强度 7

2.4制动器最大制动力矩 8

2.5本章小结 8

第3章 摩擦副的计算与校核 9

3.1制动盘的形式结构与尺寸 9

3.1.1制动盘的材料 9

3.1.2制动盘尺寸 10

3.2制动块 10

3.3摩擦衬块材料 11

3.4摩擦衬块的尺寸计算 11

3.4.1摩擦衬块的内、外半径 11

3.4.2摩擦片工作面积 13

3.5摩擦衬块的磨损校核 14

3.5.1比能量耗散率 14

3.5.2比滑磨功 15

3.6制动器的热容量 15

3.7本章小结 16

第4章 其他零部件的结构设计 17

4.1制动钳与活塞 17

4.2制动驱动机构 17

4.3液压管路多回路系统 18

4.4制动器间隙自调装置 19

4.5液压驱动机构 20

4.5.1制动轮缸直径 20

4.5.2制动主缸直径 21

4.5.3制动踏板力与踏板行程 22

4.5.4制动主缸 22

4.6本章小结 22

第5章 制动性能分析 24

5.1制动效能 24

5.2基于ABAQUS对制动器热衰退性能的仿真 24

5.2.1热衰退分析过程 25

5.2.2 工况描述 25

5.2.3有限元模型建立 25

5.2.4材料属性 26

5.2.5模型传热参数确定 26

5.2.6模型约束和载荷 27

5.3仿真结果分析 27

5.4本章小结 30

第6章 结论 31

参考文献 32

致谢 33

第1章 绪 论

1.1概述

汽车制动的概念为：使行驶的汽车能够按照驾驶员的意图及时的减速甚至停车，使下长坡连续制动的车辆保持稳定车速安全行驶，使驻车后的车辆保持静止不动。

车辆在行驶过程中与之行驶方向相反的外力都可以使汽车减速，如行驶过程中遇到的地面滚动阻力，上坡时的坡道阻力，迎面的空气阻力。但是这些阻力都不是人为控制的，不能在需要减速时可控制的利用起来（相反在加速行驶时需要减小空气阻力等），所以汽车上必需装置安全可靠的专门装置，以便驾驶员能够根据路况和实际情境通过制动系统对行驶的汽车进行制动，以保障安全顺利的行车。这样一系列专门用来人为控制车辆减速的装置即称为制动系统。

图1.1 汽车制动系组成