轿车制动系统的设计——2016本科毕业设计论文（完整图纸）.docx

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1、本科毕业设计(论文)GRADUATION DESIGN(THESIS)题 目：轿车制动系统的设计学生姓名：图纸联系QQ 1012157571指导教师：*学 院：机电工程学院专业班级：车辆12班本科生院制2016年6月II 轿车制动系统设计 图纸联系 QQ 1012157571 轿车制动系统的设轿车制动系统的设计摘要本设计书主要为轿车制动系统的初步设计。首先，讲解了轿车制动系统的作用与主要工作原理、类型、应用现状及其发展趋势。然后，经过对盘式和鼓式制动器的对比，并结合两种制动器在各类车型上的应用情况，同时参照同类型轿车所采用的制动系统，确定了本次设计的制动系统中的前、后轮采用的都是浮钳盘式制动器

2、、驱动机构采用双回路系统液压驱动机构。接着，通过比较轿车在各种附着系数的道路上进行制动的情况，选取并确定了轿车的同步附着系数以及前后轮制动器的制动力分配系数。同时确定了制动强度和附着系数利用率以及利用附着系数和制动效率等参数并据此计算出了轿车的最大制动力矩。最后，在满足相关制动法规以及设计要求的前提下，计算并确定了盘式制动器和液压驱动机构中各零部件的参数和结构，设计出了可以满足汽车制动性能的制动系统。关键词：制动系统 盘式制动器 鼓式制动器 制动主缸 液压Design of braking systemABSTRACTThis project of this paper is the prel

3、iminary design of the car braking system. Firstly, this article introduces the function, type, structure, application status and development trend of the braking system. Then, through the structure analysis of the disc brake and drum brake, combining with application of two kinds of brake in the var

4、ious models and referring braking systems of the same kind of vehicle, determined that the front and rear wheels are floating caliper disc brake and the drive mechanism is hydraulic dual-circuit system in this design. Secondly, analyzing car braking in a variety of road whose adhesion coefficient is

5、 different and determining the brake force distribution coefficient and synchronous adhesive coefficient. At the same time, determining some parameter such as the severity of braking、dhesion coefficient utilization、attachment coefficient and braking efficiency and calculating the maximum braking tor

6、que according these parameter. Lastly, calculating and determining the parameters and structure of disc brakes and hydraulic drive mechanism under the condition of meeting the design requirements and the associated regulations about braking. Key words：Disk brake Drum brake Braking system Brake maste

7、r cylinder Hydraulic pressure目录第1章 绪论11.1 设计轿车制动系统的意义11.2 轿车制动系统的现状及其发展趋势11.2.1 供能装置的发展11.2.2 控制装置的发展21.2.3 传动装置的发展21.2.4 制动器的发展21.3 轿车制动系统的设计要求3第2章 制动系统概述及总体设计方案的确定52.1 制动系统的组成及其基本工作原理52.1.1 制动系统的基本组成52.1.2 制动系统的工作原理62.2 制动系统的分类及作用62.2.1 按照制动系统的作用分类62.2.2 按照制动系统的操纵能源分类72.2.3 按照制动系统的制动能量传输方式分类72.3 制

8、动器结构形式的分析72.3.1 鼓式制动器72.3.2 盘式制动器82.3.3 盘式制动器的优点92.4 小结9第3章 制动系统主要参数的确定113.1 预先给定的整车性能参数113.2 制动力和制动力分配系数113.2.1 制动力113.2.2 制动力分配系数123.3 同步附着系数133.4 制动强度和附着系数利用率133.4.1 制动强度133.4.2 附着系数利用率153.5 利用附着系数和制动效率153.6 制动器的最大制动力矩163.7 小结17第4章 制动器主要零部件的结构设计194.1 制动钳194.2 制动盘194.3 制动块204.4 制动器液压缸204.5 摩擦材料与制动

9、摩擦衬片214.6 制动盘与制动块间隙的调整214.7 小结22第5章 制动系的设计与计算235.1 盘式制动器主要结构参数的确定235.1.1 制动盘的直径D235.1.2 制动盘的厚度h235.1.2 摩擦衬块的外半径和内半径234.1.3 制动衬块的厚度和工作面积A235.2 制动器因数的计算235.3 制动器的设计与计算245.4 制动驱动机构结构形式245.5 双回路制动系统的形式255.6 液压制动主缸的设计275.7 液压制动驱动机构的设计与计算285.7.1 制动轮缸的直径d285.7.2 制动主缸的直径及其工作容积295.7.3 制动踏板力295.7.4 制动踏板的工作行程3

10、05.8 小结30结论31结束语32参考文献33V 轿车制动系统设计第1章 绪论1.1 设计轿车制动系统的意义作为轿车安全性的一个首要衡量标准，轿车的制动性能是用来评定轿车各项指标的一项紧要性能。制动性能与交通安全是密不可分的，在驾车行驶途中，当轿车碰到前方有障碍物或者各种危急情况时，就不得不采取相应的措施以降低汽车的行驶速度，或者让车辆在最小的距离里能够停下来，而在制动过程中最重要的是必须保障汽车行驶方向的稳定性才能保证制动的安全性。制动系统作为用来约束轿车运动的一大重要部件，同时也是轿车底盘中的一个十分关键的系统，它的作用是使行驶中的汽车以一定的减速度减速行驶以及使汽车可靠稳定地在平地或坡

11、道上驻车禁止不动。当轿车需要减速停车时，制动系能使其在最短的距离内停下来，这一功能的实现，需要设置行车制动装置；为保证行车制动的稳定进行，其驱动机构需采用双液压回路的形式。为防止行车制动发生故障失效时轿车无法制动，可设置一套应急制动系统。当轿车在平路或者坡道驻车时，制动系中的驻车制动装置可使其可靠稳定地禁止不动。当轿车下坡行驶时，制动系能使其保持恒定的速度行驶，即应该设置一套辅助制动系统，可减轻行车制动系统的负荷。为更好的设计这些系统，需要对轿车的制动性能加以研究。对于制动性能，可主要从这三个方面来评价，即制动效能（制动距离和制动减速度）、制动效能的恒定性（抗热衰退性）、制动时汽车的方向稳定性

12、。要改善轿车的制动性能，首先要分析轿车在制动过程中的受力情况以及相关的影响因素。受力情况的分析过程较为复杂，在实际中，一般建立简化的模型用于分析。随着轿车各方面技术的发展，人们驾车行驶中的车速也越来越高，为保障交通安全，每一辆轿车都必须安装一套可靠性、稳定性都比较高的制动系统。因此，研究并能够设计和制造出具有效能高、可靠性高的制动器在汽车工业发展中具有重大意义。1.2 轿车制动系统的现状及其发展趋势1.2.1 供能装置的发展最早出现的制动系统，采用的制动能源是人力形式。人力制动可分为机械和液压式两种。在驻车制动系统中，要用机械锁止的方式来使轿车的稳定地禁止不动，需要应用机械制动方式。而液压式的

13、反应速度迅速，滞后时间较短，用于行车制动系统中。液压制动应用广泛，其技术发展得已十分成熟。而目前正在发展中的电液复合制动和电子制动，其制动能源来源于一个电机，人力只作为控制源用以踩动制动踏板。1.2.2 控制装置的发展对于控制装置，最原始的只是由驾驶员来操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，通过机械连接产生制动作用。在总质量较大的各类汽车上，则需要安装各种助力装置。制动踏板的力通过助力器的放大，再由液压传动装置传递到制动器。随着电子技术在轿车上的普遍应用，制动驱动机构中的控制装置也正朝着电子化的方向发展。电子制动使制动系统的管理和控制被完全改变，将会导致制动系统发生彻底的改变。使用电子控制

14、，制动时可以做到更加准确与高效。1.2.3 传动装置的发展目前来说，轿车常用的传动装置是机械式的。在液压制动中，驾驶员作用在踏板上的力通过一系列液压管路传递到制动器中从而产生制动力。新能源汽车中的电子制动，作用在其制动器上的制动力是直接通过电机生成的。它直接由控制单元（ECU）发出信号，通过信号线能传递相关的制动力信息和制动信号。因此，省去了一些列复杂的液压管路，使结构简单化，成为了一种发展趋势。1.2.4 制动器的发展目前来说，轿车上所采用的各种制动器基本属于摩擦式。以摩擦副中的旋转元件为依据，可将其分为盘式和鼓式两大类。轿车为追求较高的性能，其制动系统一般采用盘式制动器，而鼓式制动器多用于

15、货车以及总质量较大的各类汽车上。但是，当盘式制动器用作驻车制动器来使用时，需要加装一套不太简单的手驱动机构。因此，很多中、低档轿车的后轮也采用鼓式制动器与前轮的盘式相配合组成制动系统。随着新能源汽车的发展，混合动力汽车和电动汽车的出现，带来了新型结构的制动器，即电制动系统，其可以实现在制动时进行能量的回收。这种新型结构是在传统制动器的基础上发展而来的，因此也有盘式和鼓式之分。由于鼓式的电制动器具有较大的热衰退性，以后的电制动器主要会采用盘式结构。从制动系统四个组成部分的发展历史以及趋势来看，都不同程度地向着电子化的方向发展，即向电液复合制动以及电子制动的方向发展。电子制动通过电线连接来传递能量

16、，分离开了制动踏板和制动器间的动力传递。这种制动方式又称为线控制动。这是在ABS的出现和在汽车上广泛应用之后，制动系统发展历程的再一次飞跃。从世界首辆内燃机汽车的诞生到汽车的结构形式不断演变、发展至今，在汽车的安全性方面，制动系统就一直都处于一个非常重要且必须存在的角色。在交通事故频发的今天，制动系统在汽车中的重要性表现的也愈来愈强烈。轿车的制动系统不仅结构式样繁多而且类型也不少。各种形式的制动系基本工作原理都类似，就是利用制动装置的摩擦来逐步地消耗损车辆动能，以达到制动减速从而保证轿车行驶安全性的目的。近年来，汽车动力系统产生了很多新的结构型式和功能以适应新能源车型的要求。这就要求传统结构的

17、制动系统在各个方面也需要发生应有的变化与改进。汽车工业发展一百多年以来，伴着汽车结构的变化以及各项性能的大幅提高，制动系统的各个零部件组成也在发生改变，以保障更高性能的汽车的安全行驶。在未来的汽车发展中，也会如此。为了加快制动系统的发展并适应新型车辆制动性能的要求，必须研究传统的制动系统并对其作出相应的改善。因此，本次设计的制动系统采用依然采用的是传统结构。1.3 轿车制动系统的设计要求本次设计的主要内容有：通过对制动效能造成影响的各项因素的分析，确定同步附着系数等相关参数；设计出符合条件要求的制动系统，包括制动系的选型、总体布局，制动系中制动器和制动驱动机构各主要零部件的参数计算确定、构造的

18、设计并利用计算机软件辅助绘制出相应的设计图。为满足轿车的制动要求，所设计出的制动系统要满足下列要求：（1）制动系在工作时的可靠性要高。所以，行车和驻车时的制动系统要设计成可以单独地进行制动的两套系统；同时，应该选择工作可靠性比较高的机械式制动驱动机构在驻车制动时使用；对于轿车来说，还应当设置双回路液压系统。（2）在进行制动时，要具备充分的制动效能，（3）制动效能的水和热稳定性要好，不能因为温升而导致制动效能的下降；同时，当制动系涉水之后，在出水后经过515次的重复制动，要保证其制动效能可以复原。（4）操作轻巧简单，应该按照人机工程学要求来设计制动踏板以及制动行程。（5）要有较高的操纵稳定性，不

19、会因为制动而发生方向跑偏的现象。（6）各零部件要较长的使用时间，同时成本应尽可能低；选择摩擦材料时应从环保要求的角度考虑。（7）应尽量避免制动时产生的振动和噪音，并且不能产生有害物质。 （8）与其汽车中其他系统（转向系统或悬架）之间不会产生运动干涉。（9）可以做到全天候使用。液压管路不能因为高温而发生“气阻”现象。（10）制动器开始制动到产生制动效果，这一过程的时间不能太长，反应要迅速。 第2章 制动系统概述及总体设计方案的确定2.1 制动系统的组成及其基本工作原理2.1.1 制动系统的基本组成制动系的基本组成有：（1）制动器用于产生阻碍车辆运动的制动力，盘式的包括制动盘、制动块等；（2）供能

20、装置整个制动系统的能源；（3）控制装置制动踏板机构或手刹机构；（4）传动装置包括制动主缸、管路等用于传送制动能量至制动器。因此，制动系统的设计应该包括制动器的设计和制动驱动机构的设计。1.前轮盘式制动器 2.制动总泵 3.真空助力器 4.制动踏板机构 5.后轮盘式制动器 6.制动组合阀 7.制动警示灯图2-1 典型的前后盘式制动系统组成示意图如图2-1所示，是制动系统中的制动器以及制动操纵机构中各零部件结构示意图。为了使整个制动系统不会因为某一处损坏而漏油（气）而失效，轿车的制动系统必须设置两个独立的液压回路。由于有两个相互独立的回路，当其中一个发生故障时，另外一个回路仍然可以产生一定的压力，

21、使制动器获取到一定程度的制动力。从而保障了制动效能，也大大提高了汽车的行驶安全性。2.1.2 制动系统的工作原理一般来说，不同的制动系，其主要工作原理基本类似。就是利用跟车轮(或者传动轴)相连接的旋转元件和跟车身(或车架)相连接的不会旋转的元件间的互相摩擦来产生制动力，从而减缓车轮的转动或者阻止它的转动趋势，以达到制动的效果使车辆减速。可以图2-2来分析。驾驶员的脚作用于踏板上的力经过制动踏板、真空助力泵和液压油路的放大之后，传到制动器上，使其生效，对轮盘产生制动摩擦力，使得车辆减速。图2-2 制动系的组成示意图2.2 制动系统的分类及作用2.2.1 按照制动系统的作用分类以制动系统的作用为依

22、据可将其以下几种：（1）行车制动系统 让行驶中的汽车以一定的减速度来降速行驶甚至停止行驶；（2）驻车制动系统 让已经停下来的汽车可靠地停留在平地或者坡道上不会移动；（3）第二制动系统（或应急制动系统） 当行车制动系统失效时，依然能够使汽车实现减速或停车的制动系统称为第二制动系统或称为应急制动系统。（4）辅助制动系统 可用于在汽车长下坡时，实现使车辆持续地减速来保持适当的稳定车速。在上面说的几大分类中，前面两种是任何一辆轿车都不得不设置的，缺一不可。2.2.2 按照制动系统的操纵能源分类以操纵能源为依据，可将制动系统分为动力制动系统、人力制动系统以及伺服制动系统等。（1）人力制动系统：制动能源只

23、有单独的一个，即驾驶员；（2）动力制动系统：通过由发动机的动力转化而成的势能来提供全部的制动能源；（3）伺服制动系统：人力和发动机同时提供制动所需的能源。目前，国内大部分的中低档轿车广泛采用的是人力液压制动驱动机构，且人力制动系统具有成本低、可靠性高等优点，所以在本次设计中，选择了人力作为制动系统的操纵能源。2.2.3 按照制动系统的制动能量传输方式分类制动系统按制动能量传输方式可分为机械、电磁、气压、液压式等。两种以上的传能方式被同时应用的制动系统即称为组合式制动系统。液压式的制动系统反应灵敏，基本无滞后，随动性比较好，因此可用于行车制动系统中；而机械式的性能稳定并且故障比较少，可应用于驻动

24、制动系统中。2.3 制动器结构形式的分析只要是利用旋转元件与固定元件工作表面的摩擦作用来产生制动力矩的制动器都属于摩擦制动器，因此，前面所述的行车、驻车、应急以及辅助制动系统中所用的制动器几乎都属于摩擦制动器，就目前来说，汽车所用的摩擦制动器可以分为鼓式和盘式两大类。2.3.1 鼓式制动器上面已经说到，鼓式制动器主要用于货车以及总质量较大的各类汽车上，其主要组成部分有制动鼓、制动蹄、制动轮缸、摩擦片和回位弹簧等。储液罐中的液压油经过液压装置传递到制动轮缸推动摩擦片压紧制动鼓内侧。压紧之后发生摩擦作用产生制动力矩，从而达到制动效果使汽车减速或可靠地停车。其主要工作原理是，驾驶员踩下制动踏板，制动

25、液推动总泵中的活塞运动，制动管路中就产生了相应的压力。液压力被传递到各个车轮的制动轮缸中，使其中的活塞前移，进而使制动蹄向外推移。摩擦片与制动鼓发生接触产生摩擦作用，制动力矩由此产生。2.3.2 盘式制动器对于盘式制动器而言，也可称为碟式制动器，主要是由制动盘、制动钳、摩擦片、制动分泵以及油管等部分组成，如图2-3所示。其主要的工作原理是，液压装置将压力传递并施加到制动钳体中的活塞上，活塞向前推动制动摩擦片压紧制动盘。两者相互摩擦产生摩擦力，从而产生制动作用达到使汽车减速的效果。盘式制动器是敞开的结构。因此，制动产生的热量散去较快，制动效能比较好。当前，轿车上广泛应用的就是盘式制动器。图2-3

26、 盘式制动器的结构示意图在盘式制动器中，又包括钳盘式和全盘式这两种结构。钳盘式制动器中，其摩擦元件和制动盘工作表面向接触的面积比较小。因此，具有散热良好和结构简单、尺寸较小等优点，同时便于安装。所以，钳盘式的制动器在轿车中的应用最广。对于钳盘式制动器而言，又包括定钳盘式和浮钳盘式两种。定钳盘式制动器，顾名思义可知，其钳体是固定不动的，可安装在车桥上。制动盘则装在车轮上，同时要在钳体的开口槽里。在浮动式制动钳中，其钳体不是固定不动的，而可以在制动盘的轴向进行摆动或者滑动，滑动式的使用较多。滑动式浮钳盘制动器具有以下优点：不跨越制动盘的油道加上液压缸中良好的散热效果，可以防止制动液的汽化；液压缸只

27、设置在制动盘的内侧，从而使得整个轴向的尺寸比较小，因此，该种制动器与轮毂间的距离可以比较小。滑动的浮钳盘式制动器在轿车上应用的最多。本次设计也可以选用这种类型。如图2-4所示，为浮钳盘式制动器的示意图图2-5 浮钳盘式制动器示意图2.3.3 盘式制动器的优点经过以上的分析对比，可知盘式制动器有着以下几大优点：（1）制动效能比较稳定， K-p曲线变化相对平衡，因此对摩擦系数的选择没那么严格，摩擦因数对制动效能的影响不会很大。所以，在摩擦衬块工作温度较高时，制动的可靠、稳定性仍能得以保证。（2）在制动时，其管路压力与汽车制动的减速度之间的关系是线性的，因此比较容易调控。（3）汽车在行驶时，其方向不

28、会影响到制动力矩。（4）比起鼓式制动器，其输出力矩有较高的平衡性；相同的尺寸或质量下，盘式制动器可以输出更大的制动力矩。因此，尺寸相对而鼓式的比较小。（5）通风散热比较好，因此有比较好的热稳定性，同时所需的踏板力也小。（6）可以自动地调整制动盘与制动块之间的间隙，所以保养、维护起来比较方便。（7）制动盘露在外面，可以获得更好的散热效果；为了获得更好的散热的效果，也可以做成通风盘的形式。2.4 小结本次制动系统的设计，主要是对行车和驻车制动系统进行设计。因此，驻车制动系统可以起到应急制动系统的作用。同时，轿车的前、后轮均采用盘式制动器。 在刹车时，会发生轴荷前移（即前轴的轴荷增加、后轴的轴荷减小

29、），刹车越急，轴荷的转移量越大，所以前轮的制动器承担了大部分制动力，发热量更大。因此，为了可以取得更好的散热效果，前轮采用带通风孔的盘式制动器。第3章 制动系统主要参数的确定3.1 预先给定的整车性能参数表3-1 整车性能参数最大功率/转速kw/rpm74/5800最大转矩/转速N.m/rpm150/4000驱动形式4X2前轮变速箱类型5MT制动距离（m）初速30km/h5.6质心位置ab1.236m1.235m整备质量(kg)1060满载质量(kg)1435空载时前轴分配负荷60%最高车速(km/h)180最大爬坡度35%前/后轮距(mm)1429/1422最小转向直径(m )11轮胎型号1

30、85/60R14（轮辋直径D=355.4mm）轴距(mm)2471质心高度空载0.56m，满载0.55m计算可得，车轮滚动半径 由所给参数初速30km/h的制动距离5.6m，根据公式 （3-1）计算可得 3.2 制动力和制动力分配系数3.2.1 制动力汽车在良好硬路面上制动的时候，若其所受的滚动阻力偶矩和减速时产生的惯性力和惯性力偶矩等都忽略不计，可用图3-1来表示车轮的受力情形。由力矩平衡的概念可知 （3-2）地面制动力的大小取决于用来在轮胎周缘克服制动器的摩擦力矩所需的力（称为制动器制动力，用符号 来表示）和轮胎与面间的摩擦力（即地面附着力，其大小由地面的附着系数所决定）。同时，地面制动力

31、应小于地面的附着力，即，当地面附着系数取时，地面最大制动力为。图3-1 车轮在制动时的受力情况3.2.2 制动力分配系数为了使汽车可以获得尽可能大的总制动力，要求将制动系统设计得可以保证前后车轮在制动时可以同步滑移。而前、后车轮可以同步滑移的条件是，前、后轮制动力之比跟前后轮对路面的垂直载荷之比相等，即 （3-3）式中，和分别是前、后轮制动力，是路面受前轮的垂直载荷，是后轮对路面的垂直载荷。由所给参数可以计算得到 大部分汽车这一系数都是不变的，用前制动器制动力在总制动器的制动力中所占的比例来表明制动力的分配情况，称为制动器制动力分配系数（以符号 表示），即 （3-4）代入数值计算，可得 3.3

32、 同步附着系数对于 值固定的汽车，只有在附着系数等于同步附着系数 的路面上，汽车在制动时前、后车轮才能做到同时抱死。在不同值的路面上，轿车制动时可能会出现的情况有如下三种：（1）当时： I曲线在线之上。此时制动，前轮先抱死滑移，后轮在滚动。这种工况相对稳定，不过不能转向。（2）当时：I曲线在线之下，此时制动，后轮先抱死，而前轮处于滚动状态。这种工况容易造成甩尾，失去了方向稳定性。（3）当时：制动时，可让前、后轮同时抱死拖滑，这是理想的制动状态。汽车行驶中，为了防止发生危险的后轴侧滑情况，不能出现只有后轴车轮抱死或者后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况；为了维持汽车的转向能力，要求只有前轴车轮或者前、

33、后车轮都抱死的情况尽量少出现。因此，最理想的情况就是防止任何车轮的抱死，让前、后轮行驶时始终都是滚动状态。为了避免侧滑或甩尾等危险情况的发生，轿车或其他汽车值应该取大一些。国外有的文献推荐轿车；货车。 由公式 （3-5）计算可得3.4 制动强度和附着系数利用率3.4.1 制动强度为了直观地分析汽车前、后轮制动器的制动力分配比例情况，需要先认识汽车制动时的受力情况。如图3-4-1所示，是汽车在良好的水平道路上进行制动的受力示意图。图中，G是汽车重力（单位为N）； 、 分别表示地面对前轮的法向作用力和地面对后轮的法向作用力（单位均为N）；m是车辆总的质量（kg）；是质心高度（单位m）；a、b分别是

34、车辆质心到前轴中心线和到后轴中心线的距离（单位都是m）； 是汽车制动时的减速度（单位是）。图3-2 汽车制动时的受力示意图在制动时，将附着系数只取一个固定值 ，同时忽略车轮一边滚动一边滑动的过程，由图3-2，对地面与后轮的接触点取力矩可得 （3-6）对地面与前轮的接触点取力矩可得 （3-7）可令式中的 ，其中的q称为制动强度，也可称为比制动力或者比减速度。因此，地面作用于前、后轮的法向反作用力分别为 （3-8） （3-9）地面总的制动力可以表示为 （3-10）3.4.2 附着系数利用率 附着系数利用率表示的是路面附着条件的利用程度，它的定义是，在有防抱死装置工作时，制动器的最大制动强度与附着系

35、数的比值，以下式来表示 （3-11）在设计时，应保证选取的同步附着系数 应总是比轿车会碰到的道路最大附着系数要小，才能保证其附着系数利用率不会过低，轿车在测量附着系数利用率时，应在和的两种道路上进行实验，且测量出的。通过前面对同步附着系数的分析，轿车制动时可能产生的最大减速度应等于正要出现某一车轮抱死但仍未抱死时的制动减速度。这样，才能避免前轴车轮轮失去转向能力和后轴车轮侧滑情况的发生。而且，只有在附着系数的路面上进行制动时，道路的附着条件才可以完全地被利用。3.5 利用附着系数和制动效率由以上的分析可得知，由以上的分析可得知，轿车通过一定大小的减速度进行制动时，最小路面附着系数应总大于其制动

36、强度q才不会有车轮抱死（不包括的情况）。这可以引进利用附着系数（也称利用的附着系数）的概念来定量地说明这一点，即某一制动强度q下，保证不会出现车轮抱死情况，路面所应该有的最小附着系数。可以下式来定义 （3-12）汽车制动力分配的合理性常以利用附着系数与制动强度的关系曲线来描述或者予以评定，如图3-3所示。为了衡量地面附着条件在车辆制动时的应用水平，可引入制动效率这一因数，它可以说明实际制动力分配的合理性。制动效率的定义是，制动过程中车轮不抱死时，制动器的最大减速度与车轮和地面间摩擦因数的比值，可以下式来表示 （3-13）不难看出，由式（3-8）和（3-9）可以计算出前、后轴的制动效率分别为 （

37、3-14） （3-15）图3-3 利用附着系数与制动强度的关系曲线3.6 制动器的最大制动力矩合适地分派前、后轮制动器的制动力矩，可以保障汽车制动系统具有较高水平的制动效能以及制动稳定性。若地面的附着条件被全面利用，汽车就可以获得最大制动力矩。因此，在所选同步附着系数的道路上制动时，轿车前、后车轮同时抱死或前、后车轮附着力同时被充分利用时的前后车轮制动力之比以及制动力矩的比值有着以下关系，即 （3-16）式中， 、 分别是前、后轴车轮制动器的制动力； 、 分别是前、后轴车轮制动器的制动力矩； 为质心高度；a、b分别是汽车的质心到前轴与后轴中心线的距离。上式的比值，通常来说，轿车大约在1.3 1

38、.6之间。代入所给参数数值计算可得 =1.5对于同步附着系数值取得比较大的轿车，确定最大制动力矩时还应当考虑制动的稳定性。而当 时，对应的制动强度最大值 。因此，后轴和前轴所需的最大制动力矩分别为 （3-17）式中因此，后轴，单个后轮的最大制动力矩为 ，最大制动力为 ；前轴，单个前轮的最大制动力矩为，最大制动力为 。3.7 小结本章主要介绍并计算了同步附着系数、制动强度、制动力分配系数以及最大制动力矩等一系列参数与因素，这些因素对影响汽车的制动性能有着重大作用。为后面制动器以及制动驱动机构的结构设计与计算作下了基础。第4章 制动器主要零部件的结构设计4.1 制动钳为了确保制动钳可以满足强度要求

39、，钳体可以使用铸铁QT400-18来制造，也可以用铝合金等轻度合金来制造。图4-1是钳体示意图。图4-1 制动钳为了方便检测或者更换制动块，应在钳体外周边留有开口。制造时，可以做成一个整体，也可以分成由螺栓联结的两部分。在选择安装位置时，安装在车轴后方可以减小轮毂轴承所受到的载荷，在车轴前方可以防止轮胎旋转时抛出来的沙或泥水等进入制动钳，因此把制动钳安装在车轴的前、后方都可以，各有各的好处。4.2 制动盘通常来说，为了保证强度要求以及耐磨性能，制动盘可用牌号不低于HT250的珠光体灰铸铁来制造，可做成礼帽形或平板形两种结构。图4-2是普通的实心制动盘的示意图。工作时，制动盘需承受各种受力以及大量的热负荷。因此，在盘的径向铸造出带有通风槽的双层盘，可以极大地增加散热面积并达到减少大约20%30%温升的效果。同时，也增加了整个盘的厚度。普通的实心制动盘，其厚度约在1013之间；如图4-3所示是带有通风槽的制动盘，这种制动盘的厚度约在2022.5之间。图4-2 制动盘图4-3 通风制动盘的散热示意图4.3 制动块制动块是由一个摩擦衬块和背板组成的，可直接通过铆接、压嵌和粘接等方式将两者结合在一起。较高的工作温度和单位压力，会