盤式制動器設計開題報告

1、山東建筑大學畢業(yè)論文開題報告班級：車輛122 姓名：張傳治 論文題目車用盤式制動器設計一、選題背景和意義：在汽車的整體結構中，制動系統(tǒng)是保證行車安全極其重要的一個組成部分，因為制動系統(tǒng)既可以使行駛中的汽車減速，又要保證駐車時汽車在原地停留不得移動。由此可見，汽車的制動系統(tǒng)對于汽車的行駛安全、駐車安全和運輸經(jīng)濟效益有十分重要的作用。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，汽車制動系的工作可靠性日益重要。因此，許多制動法規(guī)對制動系提出了許多詳細而具體的要求。所以本設計具有一定的實際應用意義。在國內(nèi)外的盤式制動器研究中，早期側重于試驗研究其摩擦特性，隨著用戶對其制動性能和使用壽命要

2、求的不斷提高，有關其基礎理論與應用方面的研究也在深入進行,如摩擦機理的研究、制動噪聲的分析，這些都為盤式制動器結構的改進和優(yōu)化提供了理論依據(jù)，另外現(xiàn)代汽車盤式制動器的研究和開發(fā)應注重的問題主要是,提高制動器的制動效能、防止塵污和銹蝕,減輕重量、簡化結構、降低成本,電子報警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展,實用性更強與壽命更長。目前，在中高級轎車上前后輪都已經(jīng)采用了盤式制動器。不過，時下還有不少經(jīng)濟型轎車采用的還不完全是盤式制動器，而是前盤后鼓式混合制動器（即前輪采用盤式制動器、后輪采用鼓式制動器），這主要是出于成本上的考慮，同時也是因為轎車在緊急制動時，負荷前移，對前輪制動的要求比較高，一般來說前輪用盤式制

3、動器就夠了。在貨車上，盤式制動器也有被采用，但離完全取代鼓式制動器還有相當長的一段距離，比如說大部分轎車、微型車、輕卡、SUV 及皮卡等采用前盤后鼓式混合制動器。但隨著高速公路等級的提高,乘車檔次的上升,特別是國家安全法規(guī)的強制實施, 前后輪都用盤式制動器將是一種趨勢。此次設計是針對轎車前輪盤式制動器進行研究，根據(jù)查詢的車型制動器相關資料、規(guī)范和技術標準，對制動器進行結構分析、設計計算等，最后利用AutoCAD制圖軟件、UG三維設計軟件完成圖形的制作。通過所選車型的參數(shù)、結合實驗室離合器實物、查閱文獻以及必要的軟件操作來進行盤式制動器的設計和計算，使所設計的制動器有足夠的制動效能，工作可靠，在

4、任何速度下制動時不喪失操縱性和方向穩(wěn)定性，防止水和污泥進入制動器工作表面，制動能力的熱穩(wěn)定性良好，操縱輕便，制動噪聲小，作用滯后性盡可能好，摩擦襯片有足夠使用壽命，有合適的自動調(diào)整間隙機構且結構簡單。在設計過程中可以參觀學院實驗室的盤式制動器的實物，這樣使設計不用繁瑣復雜。二、課題關鍵問題及難點1.根據(jù)設計原始參數(shù)進行必要參數(shù)的設計計算。2.根據(jù)制動器的必要參數(shù)對制動器進行整機機構穩(wěn)定性計算、尺度設計計算、截面設計計算、工藝設計計算。3.根據(jù)設計尺寸繪制結構機構部件圖與零件圖。4.根據(jù)設計尺寸繪制制動器裝配圖。5.根據(jù)制動器的尺寸，在CATIA中建立制動器的三維立體模型。6.在CATIA 中建

5、立的三維立體模型導入有限元分析軟件ABAQUS。采用ABAQUS軟件模塊進行有限元分析。三、調(diào)研報告（文獻總述）1. 國內(nèi)外汽車制動器的研究發(fā)展現(xiàn)狀1） 國外汽車制動器的發(fā)展現(xiàn)狀國外汽車研發(fā)機構經(jīng)過多年的研究實驗，氣壓盤式制動器在所有的制動性能方面的表現(xiàn)均優(yōu)于傳統(tǒng)的鼓式制動器，并且廣泛應用在新式載重汽車上?，F(xiàn)在一些歐洲汽車公司制造的汽車上都廣泛使用了氣壓盤式制動器總成。氣壓盤式制動器與傳統(tǒng)的鼓式制動器相比，在制動性能等方面有明顯的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下三個方面：制動力和安全性：在間斷制動狀態(tài)下，鼓式與盤式制動器的制動能力相差不大，但盤式制動器在制動響應和制動控制方面的表現(xiàn)更好一些。但在連續(xù)制動過

6、程中，兩種制動器的差別很大。比如汽車長距離下坡過程中，盤式制動器在固定的制動壓力下，完全不失去初始性能，汽車能全程保持一定的速度行駛。相反，裝有鼓式制動器的汽車，為保持速度，須逐漸增加制動壓力。持續(xù)制動后，在同等制動壓力下，盤式制動器產(chǎn)生的制動力只是略有下降，而鼓式制動器的制動力下降非常大，這兩種制性動器的安全因數(shù)有著很大的差別。結構和成本：盤式制動器系統(tǒng)包括盤、襯墊、缸和卡鉗，其零件數(shù)少于鼓式制動器系統(tǒng)，同類車型相比其總成的總質(zhì)量比鼓式制動器低18%。盤式制動器總成可以作為一個完整的部件送到車橋裝配線。維修保養(yǎng)：盤式制動器的整套操作機構密封在外殼中，經(jīng)潤滑以延長其壽命。所以盤式制動器幾乎是無

7、需維修的，維修主要是更換磨損零件，即襯墊和盤。而且，更換襯墊所需的時間也比更換鼓式制動器材套所需的時間少80%。這意味著不僅可以節(jié)省維修成本，還能大大縮短了維修保養(yǎng)的時間。電子制動控制系統(tǒng)（EBS）：盤式制動器由于采用簡單且相當成熟的操作機構，因而具有特別高的效率。其提供的制動靈敏性使EBS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一些強而有效的控制作用，用以縮短制動距離，提高車輛的穩(wěn)定性和磨損率。盤式制動器在響應方面的特性，表現(xiàn)在每個車輪制動相差很小，每個車軸的左右車輪之間的磨損分配均勻。92）國內(nèi)制動器的研究現(xiàn)狀國內(nèi)的汽車工業(yè)水平要比發(fā)達國家汽車工業(yè)水平落后二十年，那么制動器實驗技術也就相對的落后了。但隨著我國汽車工業(yè)

8、技術的發(fā)展,特別是轎車工業(yè)的發(fā)展,合資企業(yè)的引進，國外先進技術的進入，以及對國外先進技術的消化吸收和自護創(chuàng)新，我國的制動器實驗技術也去的了巨大的進步，特別是在提高整車性能、保障安全、提高乘車者的舒適性，滿足人們不斷提高的生活物質(zhì)需求、改善生活環(huán)境等方面都發(fā)揮了很大的作用。2在轎車、微型車、輕卡、SUV及皮卡方面：在從經(jīng)濟與實用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動形式，即前輪盤式制動，后車輪鼓式制動。因汽車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負荷通常占汽車全部負荷的70%80%，所以前輪制動力要比后輪大。生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用了前輪盤式制動，后輪鼓式制動的混合匹配方式。采用前盤后鼓式混合制動器

9、，這主要是出于成本上的考慮，同時也是因為汽車在緊急制動時，軸荷前移，對前輪制動性能的要求比較高，這類前制動器主要以液壓盤式制動器為主流，采用液壓油作傳輸介質(zhì)，以液壓總泵為動力源，后制動器以液壓式雙泵雙作用缸制動蹄匹配。但隨著高速公路等級的提高，前后輪都用盤式制動器是趨勢。在市場競爭日益激烈的今天，汽車零部件企業(yè)如果不能及時開發(fā)出自己的新產(chǎn)品以適應市場的需求，那將有被淘汰的危險。為了提高產(chǎn)品設計質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，節(jié)約生產(chǎn)成本，增強企業(yè)的市場競爭力，非常重要的一環(huán)就是大力改進企業(yè)的設計技術手段。先進的設計手段必須以先進的設計理念為前提。82. 汽車制動系統(tǒng)的類型1）按制動系統(tǒng)的作用分類制動系

10、統(tǒng)可分為行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應急制動系統(tǒng)及輔助制動系統(tǒng)等。用以使行駛中的汽車降低速度甚至停車的制動系統(tǒng)稱為行車制動系統(tǒng)；用以使已停駛的汽車駐留原地不動的制動系統(tǒng)則稱為駐車制動系統(tǒng)；在行車制動系統(tǒng)失效的情況下，保證汽車仍能實現(xiàn)減速或停車的制動系統(tǒng)稱為應急制動系統(tǒng)；在行車過程中，輔助行車制動系統(tǒng)降低車速或保持車速穩(wěn)定，但不能將車輛緊急制停的制動系統(tǒng)稱為輔助制動系統(tǒng)。上述各制動系統(tǒng)中，行車制動系統(tǒng)和駐車制動系統(tǒng)是每一輛汽車都必須具備的?！?】2）按制動操縱能源分類制動系統(tǒng)可分為人力制動系統(tǒng)、動力制動系統(tǒng)和伺服制動系統(tǒng)等。以駕駛員的肌體作為唯一制動能源的制動系統(tǒng)稱為人力制動系統(tǒng)；完全靠由發(fā)動機

11、的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的系統(tǒng)稱為動力制動系統(tǒng)；兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系統(tǒng)稱為伺服制動系統(tǒng)或助力制動系統(tǒng)?！?】3）按制動能量的傳輸方式分類按制動能量的傳輸方式，制動系統(tǒng)又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁等。同時采用兩種以上傳能方式的制動系，可稱為組合式制動系。3. 汽車制動器應滿足的要求1.具有足夠的制動效能。行車制動能力是用一定制動初速度下的制動減速度和制動距離兩項指標來評定的；駐坡能力是以汽車在良好的路面上能可靠的停駐的最大坡度來評定的。2.工作可靠。行車制動裝置至少有兩套獨立的驅(qū)動制動系統(tǒng)的管路，當其中一套管路失效時，另一套完好的管路應保證汽車制動能力

12、不低于沒有失效時規(guī)定的30%。行車和駐車裝置可以有共同的制動器，但驅(qū)動機構應各自獨立。3.在任何速度下制動時，汽車都不應喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。4.防止水和污泥進入制動器工作表面。5.制動能力的熱穩(wěn)定性良好。6.操縱輕便，并具有良好的隨動性。制動時，制動系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。7.作用滯后性應盡可能好。作用滯后性是指制動反應時間，以制動踏板開始制動至達到給定的制動效能所需的時間來評級。8.摩擦襯片應有足夠的使用壽命。9.摩擦副磨損后，應有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機構，且調(diào)整間隙工作容易，最好設置自動調(diào)整間隙機構。10.當制動驅(qū)動裝置的任何

13、原件發(fā)生故障并使其基本功能遭到破壞時，汽車制動系應有聲音或光信號等報警提示。【10】4.盤式制動器按制動鉗機構的不同分為固定鉗式和浮動鉗式。 固定鉗式進行制動時，制動鉗固定不動，制動鉗兩側的液壓缸中的制動塊向盤面進行移動。 浮動鉗式又分為滑動鉗式和擺動鉗式。 滑動鉗式，制動鉗可以相對于制動盤作軸向滑動，其中只在制動盤的內(nèi)測置有液壓缸，外側的制動塊固定在鉗體上。 擺動鉗式，單側液壓缸結構，制動鉗體與固定在車軸上的支座鉸接。為實現(xiàn)制動，鉗體不是滑動而是在于制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。4. 盤式制動器的優(yōu)缺點優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好；水穩(wěn)定性好；制動力矩與汽車運動方向有關；制動力矩與汽車的運動方向無關；易于構成

14、雙回路制動系是系統(tǒng)具有較高的可靠性和安全性；尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好；襯塊磨損比較均勻；更換稱快更簡單容易；襯塊與制動盤之間的間隙?。灰子趯崿F(xiàn)間隙自動調(diào)整。缺點：難以完全防止塵污和銹蝕。兼以駐車制動器時，所需附加的手動驅(qū)動機構比較復雜；在制動驅(qū)動機構中必須裝助力器；襯塊的工作面積小，磨損快，使用壽命低，需要高材質(zhì)的襯塊。主要參考文獻： 1. 史文庫主編.現(xiàn)代汽車新技術M.北京：國防工業(yè)出版社,2005.2. 龔微寒主編.汽車現(xiàn)代設計制造M.北京：人民交通出版社,1995.3. 汽車工程編寫組編輯委員會.汽車工程手冊設計篇M. 北京：人民交通出版社 ,2001.4. 汽車工程手冊編輯委員會.汽車

15、工程手冊制造篇M. 北京：人民交通出版社.5. 陳家瑞主編,汽車構造 M. 北京：人民交通出版社，1997.6. 余志生主編,汽車理論 M. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.7. 方泳龍.汽車制動理論與設計M. 北京：國防工業(yè)出版社,20058. 張靜雙. 基于知識的汽車制動器設計專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)J.重慶大學.20039.孟少農(nóng).汽車設計方法論M.北京:機械工業(yè)出版社.199210.王望予.汽車設計M.北京：機械工業(yè)出版社，2014以及相應其他中英文期刊資料與設計手冊教材專著等四、方案論證1.根據(jù)設計原始參數(shù)進行必要參數(shù)的設計計算。2.根據(jù)制動器的必要參數(shù)對制動器進行整機機構穩(wěn)定性計算、尺度設計計算、截面設計計算、工藝設計計算。3.根據(jù)設計尺寸繪制結構機構部件圖與零件圖。4.根據(jù)設計尺寸繪制制動器裝配圖。5.根據(jù)制動器的尺寸，在CATIA中建立制動器的三維立體模型。6.在CATIA 中建立的三維立體模型導入有限元分析軟件ABAQUS。采用ABAQUS軟件模塊進行有限元分