轎車前制動器的設(shè)計

趙強

【摘要】在選定汽車前盤式制動器后，根據(jù)汽車前動力輸出與結(jié)構(gòu)進行了制動器的結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)的反復(fù)選擇與演算。在設(shè)計計算部分，對于選擇的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了，對制動力和制動效能實際的演算與合理性選擇，計算了制動總成的主要參數(shù)，盤式制動器相關(guān)零件。在選擇材料時充分考慮到材料的經(jīng)濟性以及環(huán)保性能。

【關(guān)鍵詞】前盤式制動器；制動效能

一、制動器的結(jié)構(gòu)形式及選擇

制動的實現(xiàn)：在制動器制動時，首先駕駛著通過制動踏板給一個制動信號，制動信號通過機械與液壓裝置傳導(dǎo)，鉗體在油路系統(tǒng)的作用下，以制動平面為基準，制動活塞在制動液壓力的作用下移動，推動制動摩擦塊與制動盤接觸，制動摩擦塊把汽車行駛的動能轉(zhuǎn)化為熱能，外側(cè)鉗體在方向作用力的推動下也與制動盤接觸，從而兩側(cè)的制動摩擦塊夾緊制動盤，在摩擦力的作用下達到制動效果。

制動的解除：在汽車需要解除制動時，從摩擦塊緊夾制動盤的狀態(tài)中回復(fù)，理想到達制動系統(tǒng)回復(fù)到廚師位置。其中一部分，在汽車制動時形成一個回復(fù)的反向彈力，當(dāng)受力解除時，制動材料間因變形所產(chǎn)生的恢復(fù)力使制動系統(tǒng)回復(fù)，這既是制動間之間的變形彈力的效果。另一種可以提供制動回復(fù)效果的因素，是在液壓系統(tǒng)中存在的密封活塞與密封圈促使制動部件回位，還有因為在汽車旋轉(zhuǎn)軸與制動盤工作狀態(tài)的細微角度因素，端面全跳動值不等于零，制動盤的一部分區(qū)域與制動摩擦塊想接觸，對制動鉗體施加一個力，從而使制動恢復(fù)，達到制動解除的效果。

二、設(shè)計基本參數(shù)

汽車整車基本參數(shù)計算：

技術(shù)參數(shù)：

裝備質(zhì)量120kg（G1=650㎏；G2=470㎏）

滿載質(zhì)量1560Kg（G1=820㎏；G2=740㎏）

最高車速190Km/h

發(fā)動機動力：最大功率105KW/5200rpm；最大轉(zhuǎn)矩189NM/4400rpm

質(zhì)心高度空載時436mm；滿載時498mm

軸距2368mm

輪胎195/65R14，R14換算過來為14*25.4=355.6mm，扁平率為60%

車輪滾動半徑為 r=（355.6+2×195×65%）/2=304.55mm

空滿載時質(zhì)心到前軸距離'1L，1L；空滿載時質(zhì)心到后軸距離'2L，2L

空載時 L'1=1374mm，L'2=994mm

滿載時 L1=1245mm，L2=1123mm

三、浮鉗式制動器主要零件選取

（一）制動盤形狀選擇加工要求

在汽車制動器的設(shè)計中，制動盤的設(shè)計尤為重要，制動盤分為多種有片式盤、通風(fēng)盤、打孔盤等。形狀也有不同分為平板型制動盤與禮帽型制動盤。由于設(shè)計的是汽車前盤式制動器，所以經(jīng)過合理性與適用考慮選用禮帽型。在汽車制動時由于摩擦作用會產(chǎn)生大量熱量，影響制動效能，為改善制動效果適用通風(fēng)式制動盤，在考慮制動盤厚度時，本著輕量化的汽車設(shè)計的目標與加工精度的考慮，對于汽車制動盤的加工要求如下：平面度≤0.01mm，表面粗糙度值≤0.06mm，兩摩擦表面的不平行度≤0.01mm，制動盤的端面圓跳動≤0.03。

（二）動盤直徑D

汽車制動器盤式直徑選取時，為了使制動效能的增加，制動夾緊力增加，可以考慮到直徑D的大小大些，在制動盤直徑大使對于制動溫度也有一定控制作用，但是在考慮到汽車輕量化與制造陳本的要求制動盤又不能過大所以通常選取輪輞直徑的70%～79%，取75%。

由于輪胎規(guī)格為195/65R14，所以輪輞直徑為14英寸，即355.6mm，故制動盤直徑 D=355.6×75%mm=266.7mm，取260mm。

（三）制動盤厚度h

在汽車制動時會摩擦生熱，為了加快熱量的耗散所以在選擇制動盤厚度時不要過低，又因為對于汽車重量與經(jīng)濟性考慮制動盤又不易過大，經(jīng)考慮通風(fēng)盤的特點，留有出風(fēng)通道。在通風(fēng)盤要求較大的同時有要求較小，綜合考慮取20mm。

（四）摩擦襯塊外半徑R2內(nèi)半徑R1

摩擦塊是直接作用于汽車制動盤的部件與汽車能量轉(zhuǎn)化的前端因子，所以在選擇摩擦塊時應(yīng)考慮到磨損、接觸面積等因素，在汽車制動過程中摩擦塊外邊緣與內(nèi)邊緣有你一定的相當(dāng)于制動盤的速度差。綜合考慮各個選擇因素摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑 R1的比值≤1.5。

四、浮鉗式制動器主要零件選取

（一）制動盤

制動盤的設(shè)計涉及多面因素，形狀也有不同分為平板型制動盤與禮帽型制動盤。由于設(shè)計的是汽車前盤式制動器，所以經(jīng)過合理性與適用考慮選用禮帽型。在汽車制動時由于摩擦作用會產(chǎn)生大量熱量，影響制動效能，為改善制動效果適用通風(fēng)式制動盤，在考慮制動盤厚度時，本著輕量化的汽車設(shè)計的目標與加工精度的考慮，對于汽車制動盤的加工要求如下：平面度≤0.01mm，表面粗糙度值≤0.06mm，兩摩擦表面的不平行度≤0.01mm，制動盤的端面圓跳動≤0.03。

（二）制動鉗

在塊速制動中，制動鉗體是力輸出的最主要部件，會承受一定制動反作用力，所以對于鉗體的強度與剛度有一定要求。制動鉗體需要與液壓系統(tǒng)相連，需要作出制動液壓空腔。在液壓制動時由于力較大產(chǎn)生一定熱量，所以要求在制動鉗體開出進油與放氣孔，考慮到工作的平順性欲耐腐蝕性要求會在活塞表面進行鍍鉻處理。

（三）制動塊

制動器之中制動背板是附著在制動摩擦襯塊上，在壓鑲嵌的作用下背板和摩擦襯塊連接很緊密，制動襯塊為一定角度的圓的一部分。制動塊總成的磨損性，對于更換時間也應(yīng)設(shè)置報警裝置，提醒磨損達到極限。便于更換制動塊。

（四）摩擦材料

汽車制動器是汽車上最常使用的部件之一，對于器材料的穩(wěn)定性要求較高，滿足其摩擦性能，與抗熱變形性都要有很好的要求，要求汽車制動器在溫度升高后也要制動效果良好。制動器的摩擦特性與材料損耗特性，現(xiàn)在生產(chǎn)汽車不僅要考慮到機械效能與經(jīng)濟成本，其中對于環(huán)境的影響也要考慮到，在保證摩擦塊摩擦系數(shù)的同時，使用對于環(huán)境和人污染少的材料，可以選用粉末冶金材。

五、結(jié)論

本設(shè)計本著客觀結(jié)合實際對于汽車制動器的形式與各項數(shù)據(jù)進行了計算分析。本設(shè)計首先根據(jù)汽車的基本參數(shù)進行了汽車制動性能的計算，然后根據(jù)實際情況與設(shè)計要求對于制動器進行了選型，對制動器的各個零件進行了初選與確定，使的所選的各個參數(shù)與給定的汽車數(shù)據(jù)相互適配。

參考文獻：

[1]唐平.轎車制動系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化.華大學(xué)，2012

[2]王亮.汽車液壓盤式制動器設(shè)計研究.科技經(jīng)濟市場，2009