摘 要

本文查阅参考了制动系统的各部件设计研究论文，以本田思域2019款尚悦版为参考车型，主要对汽车制动器进行了设计、计算及校核，并对制动系其他部件进行结构选型，同时利用有限元分析软件对前轮的通风盘式制动盘进行了建模仿真，对制动摩擦后制动盘上的温度分布进行了模拟，从而改造其通风结构以提高其散热性能，防止热衰退，有效提升汽车制动效能。

研究结果表明：制动器是影响汽车制动性能最直观的部件，其设计受结构、质量的多因素影响，可以从力、温度分布等表现形式判断其优劣。

本文的特色：使用有限元分析软件，对通风盘制动盘进行三位模型的建立,模拟制动盘摩擦过程中产生热量又经过散热后的的温度分布

关键词：制动盘；仿真；热分析

Abstract

This paper refer to the components of the braking system design research papers, with the Honda civic 2019 version the reach for reference models, mainly for automobile brake design, calculation and checking, and the brake system structure selection, other parts at the same time, using the finite element analysis software on the front ventilated disc brake disc modeling and simulation, the temperature distribution of brake friction brake plate is simulated, so as to transform the ventilation structure to improve its cooling performance, prevent heat recession, effectively improve vehicle braking performance.

The results show that the brake is the most intuitive part that affects the braking performance of the automobile, and its design is influenced by many factors such as structure and quality. The performance of the brake can be judged from the force and temperature distribution.

The characteristics of this paper: the finite element analysis software is used to build a three-part model of the ventilation disc brake disc, to simulate the temperature distribution of the heat generated in the friction process of the brake disc and after cooling.

Key Words：brake disc；simulate；thermal analysis

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的 1

1.2 研究现状 1

1.3 设计基本内容、目标及方案 2

1.3.1 设计基本内容 2

1.3.2 设计目标 2

1.3.3 设计方案 2

1.4 本章小结 3

第2章 制动系统的参数选型 4

2.1 整车参数 4

2.1.1 尺寸参数 4

2.1.2 质量参数 4

2.1.3 性能参数 4

2.2 制动力分配 5

2.3 同步附着系数 6

2.4 制动强度和附着系数利用率 6

2.5 制动器最大制动力矩和制动器因数 7

2.6 盘式制动器设计 8

2.7 本章小结 9

第3章 制动系统的设计计算 10

3.1 供能装置 10

3.1.1 真空助力器 10

3.1.2 液压制动驱动机构 11

3.1.3 传动装置制动管路 12

3.2 ABS 13

3.3 校核 13

3.3.1 管路液压校核 13

3.3.2 极限驻坡角校核 14

3.3.3 手柄力校核 16

3.3.4 制动校核 16

3.4 本章小结 18

第4章 制动盘的有限元热仿真 19

4.1 仿真目标 19

4.2 模型简化 19

4.3 设计变量 19

4.4 仿真主要数据 19

4.4.1 制动盘表面热流密度 20

4.4.2 对流换热系数 20

4.4.3 热辐射 21

4.5 有限元仿真结果分析 21

4.6 本章小结 22

第5章 结论 23

参考文献 24

致谢 25

第1章 绪论

1.1 研究目的

研究课题的主要目的是设计出一款安全、高效、稳定的车辆制动系统，并能成功匹配上整车车型。汽车制动系的作用有三点：减速停车；稳速下坡；坡道驻车。为了有效的保障车辆在行驶时的安全，我们在设计制动系的时候，首先就要保证控制能够准确传达，执行需要迅速到位，因为车辆在行驶过程中会遇到很多情况然后刹车，所以说车辆制动系统对交通安全有着至关重要的影响。除此之外，制动系统还会对车辆平均运行的快慢程度和运用指标产生深远的影响，从而关系到该种车辆的经济评价。因此，车辆制动系统的设计就显得尤为重要。

1.2 研究现状

袁晓红^[1]介绍了液压鼓式制动器的结构和其工作理论，还分析了容易发生的制动故障，并提出了一系列相应的解决方法。在熟悉了液压制动系统的结构组成并弄清其工作原理后，分析得出液压制动系统的常见故障部位为：制动主缸、制动器和制动管路等；液压制动系统可能会出现的问题有：制动力不足，导致制动缓慢；制动系统没有产生作用；制动时车辆发生偏移或驾驶员已经停止制动行为，但车辆仍然在制动等问题。杨瑞蔚^[2]在对制动系常见故障进行了分析后认为采取按时保养、选用原厂零部件及制动液和养成良好的驾驶习惯，能有效防止汽车制动故障的出现，确保驾驶人员及乘坐人员的安全。

孙飞豹^[3]认为制动力分配系数在汽车制动系统的设计中有着重要的地位，它会影响到车辆制动功能的好坏。而唐菲^[4]在匹配设计计算时还考虑到双回路控制系统、合理分配制动力、校核摩擦块使用寿命、掌握构造参数、理论上和实践上对最终制动距离和制动减速度进行评定，对每个制动系统的分布进行计算匹配，使动力设施更加合理，使制动器更加可靠。

何晰洁^[5]将模块化设计的思路推广开来，并提倡将其应用于整车开发项目的设计过程中，进行模块化设计能够大幅提示设计效率，能有机重组开发多种车型，成功地缩短了新车型的设计周期，还不影响整车质量。