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1、目录前言11 国内汽车盘式制动器应用情况2型车、轻卡、SUV及皮卡方面21.2 客车方面2重型汽车方面32 国外汽车盘式制动器发展状况4国外盘式制动器研发情况介绍42.1.1 制动力和安全性4结构和成本42.1.2 维修保养4电子制动控制系统（EBS）42.1 国外盘式制动器在卡车方面使用情况5国外的生产厂家52.2.1 电子技术6汽车盘式制动器的发展趋势73 未来汽车盘式制动器的研究应注重以下几个方面的问题18提高制动效能、防止尘污和锈蚀；84.1 减轻重量、简化结构、降低成本；8电子报警和智能化系统的发展；84.2 实用性更强与寿命更长。8课题的意义及其必要性94 摩擦材料的发展10摩擦材
2、料的一般性能要求106.1 摩擦材料的种类10制动系设计应满足如下的要求147.1具有足够的制动效能14工作可靠147.2 在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性147.3防止水和污泥进入制动器工作表面，保证制动效能的水稳定性好.147.4制动能力的热稳定性良好147.5操纵轻便，并具有良好的随动性157.6作用滞后性应尽可能好157.7摩擦衬块应有足够的使用寿命157.8与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动157.9能全天候使用，气温高时液压制动管路不应有气阻现象；气温低时气制动管路不应出现结冰158在本次设计中以1.6升轻型汽车为标准，来设计
3、前轮的制动器168.1鼓式和盘式制动器的结构形式有多种：16不同的鼓式制动器的主要区别有3:16按摩擦副中固定元件的结构不同，盘式制动器的种类有以下几种.169盘式制动器的工作原理1710盘式制动器的分类1810.1固定钳式1810.2浮动钳式：19滑动钳式19摆动钳式19摆动钳式与固定钳式相比有以下优点19另外盘式制动器还有以下优点19盘式制动器的主要缺点是2011盘式制动器主要参数的初步确定21设计的原始数据2111.1. 确定制动衬块的工作面积A21确定摩擦衬块外半径R2与内半径R12111.2. 确定制动盘直径D21确定制动盘厚度h2112制动器的设计和计算122212.1制动力与制动
4、力分配系数2212.2同步附着系数2612.3制动强度和附着系数利用率2812.4制动器最大制动力矩3012.5制动力矩的计算3212.6驻车制动计算3312.7摩擦衬块的磨损特性计算34比能量耗散率34比滑磨功Lf3513制动器的热容量和温升校核37参考文献38致谢39刖言汽车在当今社会生产和生活中是极其重要的交通工具，随着社会要求的不断增长和科学技术的飞速发展、车辆的高速化都有了很大的提高，许多的交通事故也不断的增长，制动性能的要求日益成为一个迫切的问题。为此，汽车的制动系统起了重要的作用，制动系统有四部分组成：供能装置、控制装置、传动装置和制动器。（如图1-1）按照制动能量的传输方式，制
5、动系统可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种以上传输能量的制动系统可称为组合式制动系统。汽车制动系统的组成图1-1凡是利用固定元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器称为摩擦制动器。除了各种缓速装置以外，行车、驻车及第二（或应急）制动系统所用的制动器几乎都属于摩擦制动器。1国内汽车盘式制动器应用情况随着我国汽车工业技术的发展，特别是轿车工业的发展，合资企业的引进，国外先进技术的进入，汽车上采应用盘式制动器配置才逐步在我国形成规模。特别是在提高整车性能、保障安全、提高乘车者的舒适性，满足人们不断提高的生活物质需求、改善生活环境等方面都发挥了很大的作用。1.1.型车、轻卡、SUV及皮
6、卡方面在从经济与实用的角度出发，一般采用了混合的制动形式，即前车轮盘式制动，后车轮鼓式制动。因轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70沧80%所以前轮制动力要比后轮大。生产厂家为了节省成本，就采用了前轮盘式制动，后轮鼓式制动的混合匹配方式。采用前盘后鼓式混合制动器，这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动性能的要求比较高，这类前制动器主要以液压盘式制动器为主流，采用液压油作传输介质，以液压总泵为动力源，后制动器以液压式双泵双作用缸制动蹄匹配。目前大部分轿车（中档类如夏利、吉利、神龙富康、上海华普、捷达）、微型车（长安之星、昌河、丰
7、田海狮、天津华利、江铃全顺）、高端轻卡（东风小霸王、江铃、瑞风、南京依维柯）、SUV及皮卡（湖南长丰、江铃皮卡）等采用前盘后鼓式混合制动器。2004年我国共产此类车计110万辆以上。但随着高速公路等级的提高，乘车档次的上升，特别上国家安全法规的强制实施，前后轮都用盘式制动器是趋势。1.2 客车方面气压盘式制动器产品技术先进性明显，可靠性总体良好，具有创新性和技术标准的集成性。欧美国家自上世纪90年代初开始将盘式制动器用于大型公交车。至2000年，盘式制动器（前后制动均为盘式）已经成为欧美国家城市公交车的标准配置。我国从1997年开始在大客车和载重车上推广盘式制动器及ABS防抱死系统，因进口产品
8、价格太高，主要用于高端产品。2004年7月1日交通部强制在7-12米高U型客车上“必须”配备后，国产盘式制动器得以大行其道。北京公交电车公司、上海公交、武汉公交、长沙公交、深圳公交、广州公交等公司，都在使用为大客车匹配的气压盘式制动器。生产厂家主要有：宇通公司2004年产20000多辆客车，其中使用盘式制动器的客车已占一半多；宇通公司自制底盘部份是由二汽在EQ153前后桥基础升级更改的，每年有10000多套。二汽东风车桥用EQ153前后桥改型匹配气压盘式制动器的前后桥总成约占6000套以上，是宇通公司最大的气压盘式制动器桥供应商。宇通公司每年需在一汽采客车底盘3000多台，一汽客底2004年供
9、了2000多台，其中带盘式制动器占一半以上。如一汽客底采用4E前转向系统配置气压盘式制动器前桥、11吨420后桥装在6100（10米）豪华客车上；7吨盘式前桥与13吨435后桥配装在6120（12米）豪华客车上等，都是宇通公司市场前景较好，利润附加值很高的车型。江苏金龙客车的7-9米高U型客车客车采用湖桥供带盘式制动器的车桥2004年在5500台左右。厦门金龙客车10-12米高U型客车以上客车、丹东黄海客车10-12米高U型客车、安徽凯斯鲍尔等等国内知名的大型厂家均已在批量生产带盘式制动器的高档客车。1.3 重型汽车方面作为重型汽车行业应用型新技术，气压盘式制动器的已经属成熟产品，目前具有广泛
10、应用的前景。2004年3月红岩公司率先在国内重卡行业中完成了对气压盘式制动器总成的开发。2005年元月份中国重汽卡车事业部在提升和改进卡车底盘的过程中，在桥箱事业部配合下，将22.5英寸气压盘式制动器成功“嫁接”到了重汽斯太尔重卡车前桥上。气压盘式制动器在重汽斯太尔卡车前桥上的成功“嫁接”，解决了令整车厂及用户困扰已久的传统鼓式制动器制动啸叫、频繁制动时制动蹄片易磨损、雨天制动效能降低等一系列问题。气压盘式制动器首次在斯太尔卡车前桥上的应用，也为今后开发重汽高速卡车提供了经验和技术储备。与此同时陕西重汽、北汽福田、一汽解放、东风公司、江淮汽车等国内大型汽车厂均完成了盘式制动器在重型汽车方面的前
11、期型试试验及技术贮备工作，盘式制动器在某些方面可以说成为未来重卡制动系统匹配发展的新趋势。2国外汽车盘式制动器发展状况国外盘式制动器研发情况介绍国外汽车研发机构经过多年的研究和试验，气压盘式制动器在所有的主要性能方面都优于传统的鼓式制动器，并将其广泛使用在新型的载重汽车上。现在一些欧洲汽车公司制造的汽车上，均已开始大量使用气压盘式制动器总成（这种气压盘式车轮制动器装配组装在汽车的前后车桥总成上）。气压盘式制动器与传统的鼓式制动器相比在制动性能等方面的有明显的优势，主要表现在以下几个方面。2.1.1 制动力和安全性在间断制动状态下，鼓式与盘式制动器的制动能力相差不大。但盘式制动器在制动响应和制动
12、控制方面的表现更好一些。但在连续制动过程中，两种制动器的差别很大。在长距离的坡路上驶下（如下山），盘式制动器在固定的制动压力下，完全不失去初始性能，汽车能全程保持一定的速度行驶。相反，装有鼓式制动器的汽车，为保持速度，须逐渐增加制动压力。持续制动后，在同等制动压力下，盘式制动器产生的制动力只是略有下降，而鼓式制动器的制动力下降非常大，这两种制性动器的安全因数有着很大的差别。2.1.2 结构和成本盘式制动器系统包括盘、衬垫、缸和卡钳，其零件数少于鼓式制动器系统，同类车型相比其总成的总质量比鼓式制动器低18%。盘式制动器总成可以作为一个完整的部件送到车桥装配线，此部件即包括了盘式制动器的所有零件。
13、这样就有一个特别的优越性，就是可以把所有机械功能预调好的、经过试验的装置提供给用户，因而产品的责任有了明确规定。2.1.3 维修保养盘式制动器的整套操作机构密封在外壳中，经润滑以延长其寿命。所以盘式制动器几乎是无需维修的，维修主要是更换磨损零件，即衬垫和盘。而且，更换衬垫所需的时间也比更换鼓式制动器材套所需的时间少80%。这意味着不仅可以节省维修成本，还能大大缩短非运营时间。2.1.4 电子制动控制系统（EBS）盘式制动器由于采用简单且相当成熟的操作机构，因而具有特别高的效率。其提供的制动灵敏性使EBS系统能够实现一些强而有效的控制作用，用以缩短制动距离，提高车辆的稳定性和磨损率。盘式制动器在
14、响应方面的特性，表现在每个车轮制动相差很小，每个车轴的左右车轮之间的磨损分配均匀。2.1 国外盘式制动器在卡车方面使用情况国外的生产厂家长期以来独霸重卡汽车制动器领域的鼓式制动器，自从1996年戴克装有Schmitz公司制造的盘式制动器的奔驰重卡（Actros）货车问世以来，受到了严重的挑战，已面临被淘汰的危险。盘式制动器以重量轻、磨损小、便于维修的特点闻名于世。为了降低自重和经营成本，盘式制动器不仅用于主车的前、后桥上，而且也装配于挂车车桥。2000年，国外装配盘式制功器的车桥已占到了所有车桥总成的一半以上。盘式制动器经过这几年的不断开发，不断改进，发展非常迅猛。各大公司除在原有轿车用液压盘
15、式制动器有较大的发展外，更注重在中、重汽车领域开发气压盘式制动器。 博世（Bosch）公司制造出了16、17.5、19.5、22.5盘式制动器系列产品。 世界著名的（WabcO制动器制造公司开发出了19.5盘式制动器PAN19-1。 瑞典著名哈蒂克斯（Haldex）公司现已开发出了17.5、19.5和22.5三种规格的盘式制动器，奔驰公司的车桥也安装了Haldex公司的制动钳。 柯乐尔（Knorr）公司研制出了19.5、22.5盘式制动器。还开发出了一种有齿的盘式制动器，它是通过另个有齿的装置与轮毂连接，这种带齿的制动盘2001年初已批量生产，提供给DAF装在新开发的CF系列汽车上德国BPWS
16、与Knorr公司合作，研制出新的19.5、22.5盘式制动器，它的固定制动钳是从侧面用螺栓连接，改变了一贯轴向用螺栓连接的方式。固定制动钳螺栓采用全长螺纹。该盘式制动器重量减轻810kg。 阿文美驰公司制造出了16、17.5、19.5、22.5盘式制动器。 卢卡斯（Lucoss）制动器有限公司制造出了15.5、16、17.5盘式制动器（该公司现已被Wabco制动器制造公司购买）。2.2.1 电子技术电子技术也进入了车桥总成。在装有盘式制动器的车桥上，为了防止货车因盘式制动器磨损引发制动失灵，德国BPW公司还开发了称为“EBase轴（桥）”的一种电子报警系统。该小盒子它收集如轮胎气压，摩擦片磨损、制动温度等一些参数，然后传送给
