五菱宏光轿车后轮盘式制动器毕业设计

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业论文五菱宏光轿车后轮盘式制动器设计五菱宏光轿车后轮盘式制动器设计摘 要随着社会的进步以及汽车行业的发展，人们对汽车的安全性能要求逐步提高。而作为制动系统中重要的装置制动器，目前来说一共有着鼓式以及盘式两种类型，盘式制动器因为其更加先进以及明显的优势在国内外已经逐步扩大了其在市场的比重。本设计的主要目的是设计轿车后轮的盘式制动器，所选的车型为五菱宏光S3，主要根据车型的一些基本参数分析汽车在各种附着系数道路上的制动过程，对前后制动力分配系数、同步附着系数、利用附着系数、制动等做了计算，在满足制动法规设计的要求原则性下进行盘式制动器的主要设计计算。关键词：五菱宏光S3；后轮盘式制动器；鼓式制动器；制动系统；Design of The Rear Wheel Brake of Wuling Hongguang CarAbstractWith the progress of society and the development of automobile industry, peoples requirements for the safety performance of automobile are gradually improved. As an important device brake in the brake system, there are two types of drum brake and disc brake. Because of its more advanced and obvious advantages, the disc brake has gradually expanded its proportion in the market at home and abroad.The main purpose of this design is to design the disc brake of the rear wheel of the car. The selected model is Wuling Hongguang S3. According to some basic parameters of the model, the braking process of the car on various adhesion coefficient roads is analyzed. The distribution coefficient of the front and rear braking force, the synchronous adhesion coefficient, the utilization adhesion coefficient, and the braking are calculated. The design is based on the principle of meeting the requirements of the braking laws and regulations The main design and calculation of the disk brake.Key words: Wuling Hongguang S3; rear wheel disc brake; drum brake; brake system;目录诚信承诺书21前言11.1制动系统的基本概念11.2制动系统发展史21.3研究方向21.4轿车车型：31.5设计步骤：32制动器结构形式选择42.1盘式制动器结构42.2鼓式制动器结构52.3五菱宏光S3型轿车制动器结构最终确定63制动器主要参数选择83.1设计参数及要求83.2车辆制动受力情况分析83.3前后轮制动器制动力的理想分配93.4前后轮制动器制动力的实际分配113.5同步附着系数的选取123.6制动力分配法规要求及校核123.7制动距离校核133.8最大制动力矩154制动器设计计算164.1制动盘直径164.2制动盘厚度164.3摩擦衬块外半径和内半径164.4制动衬块工作面积174.5制动轮缸直径的选择175制动器主要零部件设计195.1制动钳195.2制动盘195.3制动器间隙调整205.4制动块206.结论216.1盘式制动器取代鼓式的原因216.2对盘式制动器未来的展望22参考文献23致谢24附录25MATLAB25后轴制动器总成30英文翻译311前言总的来说，经济的发展带动了需求。随着汽车的飞速发展和人们经济水平的不断提高，人们对安全问题的关注已经超过了快捷方便。制动系统便是一种保护车辆驾驶员或乘客的安全系统，评价一个制动系的优劣可以根据其是否具有满足要求的制动效能如：行车制动能力、驻车制动能力，是否具有双管路保证其行驶安全，当汽车在行驶中用一个速度进行制动是否会使汽车丧失操作稳定性等方面综合来看。虽然说盘式与鼓式制动器各有千秋，不过就事论事的话，还是盘式制动器更胜一筹，因为在制动方面，盘式制动器一直处于领先地位，其根据结构不同一般分为全盘式盘式制动器、钳盘式盘式制动器、液压盘式制动器，其主要功能是缩短刹车时间，制动力使汽车动能以一种热能的方式消散。11.1制动系统的基本概念可以使行驶中的汽车以一个适当的减速度，不断地降低汽车行驶车速，直到停车和令其停靠在路边或是上坡、下坡道路上静止不动，以及在下坡行驶中保持一个稳定车速的功能部件便是车辆制动器；包含制动器在内等一系列帮助驾驶员根据外在情况，方便其制动，影响以及用外力控制汽车行驶、驻车的装置系统统称为制动系。2总的来说，制动系统这个整体是有着两个主要的装置，其一是制动操作机构，其二便是制动器，制动操纵机构的作用一般是控制制动力，将制动力传达到制动器各部位处，现如今我们常用的制动器分别为盘式制动器和鼓式制动器等，设计中也就应对这盘式制动器以及鼓式制动器两种制动器做出符合研究目的的设计。这两种制动器的本质就是利用其中的某一个固定元件对另一个运动的原件进行旋转或滑动产生摩擦力阻碍汽车的行驶运动趋势，或停靠运动趋势。制动系统必须具有两种互不干扰的制动装置，其中控制汽车行驶减速和下坡保持一定车速的制动装置为行车制动装置，而另一种控制车辆静止停靠坡道或是平地的成为驻车制动装置，制动器以及制动驱动机构一起组成了这两套中的任意一套装置，同时这两种装置是一辆车中缺一不可的存在，它们分别保证了汽车的行驶时的安稳以及停靠时的平稳。3可以有行车制动装置和驻车制动装置外，还有利用机械力源的应急制动装置与辅助制动装置。应急制动这种装置在一些采用动力制动或是伺服制动的汽车发生气压装置压力过低时可用其实现汽车制动脱离险境；辅助制动装置主要用于对下坡行驶的车辆进行缓速，特点是汽车行驶速度越低其制动作用越低，也因此它并不适用于驻车制动。4图1.1 制动系的组成所有汽车制动系应该具有四个装置，分别为：提供能量并且便于调节的供能装置；能够产生制动的动作并且影响制动效果的不同部件的控制装置；将制动所产生的能量传递给制动器不同部位的传动装置，以及阻止阻扰汽车行驶或行驶趋势的制动器。51.2制动系统发展史最初的汽车因为其极低的使用率以及实用性，结构简陋的它的传动系统并未设计完全，所以大部分汽车并没有关于制动系统的装置，而一小部分有的仅仅是根据马车制造出来的一种使用效果极差的手刹制动。6随着汽车速度的提升，20世纪初鼓式刹车器由威廉迈巴赫设计并将其作用在汽车上，在其两年后盘式制动器被英国工程师佛雷德里克威廉兰切斯特所设计出并且申请专利，不过由于当时技术以及材料的局限性以及糟糕的道路状况，盘式制动器寿命过短而没有流行起来，而因为19世纪末20世纪初的车小，速度低，所以当时简单的机械制动便可满足其需要。7不过，直至20世纪20年代时四轮制动系统普及后,鼓式制动器开始逐步暴露出其容易产生大量热量导致热衰竭的不足,盘式制动器随着制造工艺的进步再一次成为了设计师的一个选择。81.3研究方向根据相关调查可以得知，现如今的汽车采用的一般为前盘后鼓相互结合的形式，这种形式的优点在于，汽车前轮的盘式制动器在干净空气中运作，而后轮的鼓式制动器则在相对恶劣的环境中，也就是较多的尘埃以及碎屑，鼓式的防尘以及防锈的功能更胜一筹，并且这样的搭配，能在获得更好的效率上，拥有更实惠的价格。9现如今，随着材料质量的提高以及技术的进步，鼓式制动器虽然成本划算但是性能已经满足不了中高型的轿车，一般采取四轮盘式制动器，前轮通风盘式制动器以及后轮普通盘式制动器的方式，其优势在于散热更快，质量更小，而且刹车力大作用效果快，比鼓式面对一些恶劣的道路环境时有着更大的优势。10值得一提的是，四轮盘式制动器并非是未来人们最为期待的一种组合方式，汽车的行驶速度在不断地提升，随之相应的人们对制动系统的胃口也越来越大，或许在不远的将来盘式刹车和20世纪40年代后期所出现的ABS这类传统的液压制动控制系统会被全电子制动控制所取代，但是，目前来说，四轮盘式制动器依旧是改变现阶段鼓式制动器不足的一剂良方。11本设计主要考虑的便是，如何有效的降低后轮盘式制动器所带来的的复杂性以及如何有效防锈防尘，在这里以盘式制动器为研究方向，保证制动钳体尺寸以及布置合理，减少面积浪费实现减能够合理有效地运用在五菱宏光S3汽车上。1.4轿车车型：题目简介：五菱宏光S3 2019款；后轮驱动；总长4655mm，总宽1735mm，高1790mm，；轴距2800mm，前轮距1450mm，后轮距1465mm，整备质量1420kg，发动机排量1.5L，最大功率73kW，最大扭矩140Nm/3400rpm；最高车速150km/h；后轮胎205/65 R16。根据提供的五菱宏光S3相关性能参数，考虑盘式制动器设计要求，可得出以下几点研究方向：(1)制动器制动效能满足要求，在任意速度下用该制动器进行制动，轿车不会发生失去操作性以及平衡性的现象。(2)操作简单，结构设计尽量向在不影响制动效能的前提下令其简单可靠，而且制动时保证产生少量噪音。(3)所选材料尽可能减少对人体的危害以及对坏境的污染，延长制动器内各部位结构的使用时间，且当其功能元件遭到磨损或破坏时，应有响声或是光信号报警提示。121.5设计步骤：(1)分析五菱宏光S3自动离合版豪华型制动器的设计要求进行相关设计，之后通过计算以及验算等挑选可行可靠的结构方案。(2)对后轮制动器的制动钳，摩擦衬片等主要部件进行设计计算。(3)通过相关公式计算最大制动力矩、制动器因素、分配系数等一系列相关参数进行选择。(4)最后用Auto CAD对所研究的盘式制动器进行结构设计以及结构图绘制。2制动器结构形式选择大多数车辆制动器的阻碍力和阻碍力矩都是借助摩擦原理，得到摩擦力阻碍车辆运转，以达到减缓车速的效果，制动器由固定元件与旋转元件两个主要部分组成，车辆制动时，旋转元件转，跟固定元件剧烈摩擦，产生的摩擦力提供制动力矩，这种工作原理的制动器又叫做摩擦制动器，旋转元件的安装位置不同，制动的效果也会随之改变。13中央制动器的旋转元件和半轴相接，借助驱动桥的传递，将制动器的阻碍物传给车轮，不过反应过度所以慢且效果不理想，驾驶员便只能通过操纵杆控制制动作为驻车制动或者缓速制动使用。前文所述制动器的作用是阻碍汽车行驶运动的趋势和停靠稳定的一个制动系统的重要装置，它的优劣好坏关乎安全，而发展至今，制动器的种类有许多，下面就从以下的盘式制动器，鼓式制动器中相比较解释说明本设计为何选取五菱宏光S后轮作为盘式制动器的原因，还有选取哪一种结构的盘式制动器作为主要设计方向，比对起来有什么优势，在这个方向下设计出符合国家规定的五菱宏光S后轮盘式制动器。2.1盘式制动器结构盘式制动器根据摩擦片的位置不同可以分为钳盘式（点盘式制动器）以及全盘式（离合器式制动器）两类，主要的工作元件是一个金属圆盘的摩擦副，也就是制动盘，选定制动盘的端面为工作面，通过摩擦衬块产生的摩擦力起到制动的效果。全盘式制动器，即固定一块与工作面完全解除的圆盘形摩擦衬块，制动能力强劲且复杂。而钳盘式又可以根据不同结构的制动钳分为定钳盘式与浮动钳盘式，盘式制动器相比鼓式制动器晚两年发明，直到20世纪50年代才步入高速发展时期，并且在70年代被大规模使用，旋转元件为圆盘型，接触工作面为上下两圆面。(1)钳盘式制动器定钳盘式：制动钳不会随着车轮运动而运动，固定安装在桥壳或转向节上，只有制动块会向盘面移动，整个结构中只有活塞以及制动块可以运动，又称其为对置活塞式或是浮动活塞式，因此制动钳无法转动或者按照轴线移动。定钳盘保证刚度，油缸多，可惜结构较为复杂，虽然制动钳尺寸大，而且对于多回路有所契合，不过也是因为所需要的液压缸过多所以成本也较高，制动性能上来讲的话，工作温度高时，在油道发生汽化的现象会令制动性能下降。所以它更多的时候被选做驻车制动器来用，确保车辆停止时候的效果，而不是行车制动器的最好的一个选择。浮动盘式制动器：与定钳盘式不同，它的钳体是相对运动的，只在制动盘内侧有液压缸，运动方式分为钳体平行滑动以及绕支承销摆动，而且滑动摆动二者相比，滑动较为广泛运用。它优势在于，轴向尺寸更低，制动器更接近轮毂，也就是结构简单且尺寸小，性价比这样来说就更高，因为冷却性能强所以汽化现象少发生，制动性能也远远比定钳盘这种优秀，不管是驻车亦或是行车都十分实用，就是结构缺点为磨损损耗大，还有噪声污染的问题，这是钳体的不规则活动原因。(2)全盘式制动器全盘式制动器的特点是运动的部件以及固定部件都是圆盘形的，他的工作过程类似于摩擦式离合器也就是说，它的摩擦面是直接与自动盘接触，产生制动力，不过因为它散热的功能并不是很好，冷却速度也慢，所以并不被车主所青睐，也就是已经被逐渐淘汰。2.2鼓式制动器结构鼓式制动器是人们最早研发并且开始使用的实际意义上的制动器结构形式由于其特点又可以称为块式制动器，因为它是利用制动块紧压制动轮来使行驶或停靠的车辆减速以及稳定的，根据其挤压制动鼓分为内张式与外张式两类，工作面是摩擦面时候，即内张型；外束型则时外摩擦面，不过因为外束型的那类制动器制动能力差，所以二者比较，内张式的使用较多，而外张式则比较小众且通常用作驻车制动，一般也可以叫其为带式制动器，旋转元件为鼓型，接触工作面为圆柱形。鼓式制动器按制动蹄受力可分为以下几种不同类型的制动器：(1) 领从蹄式制动器图2.2 领从蹄式制动器若汽车在行驶中制动鼓旋转方向如同图2.2中所示，图中1为领蹄2为从蹄，倒车时两者会相互对换。这种制动器的稳定性与其他相比均处于一个中间位置，更因为其不论是行车制动还是驻车制动性能都没有较大的变化，也就是相对稳定，并且在鼓式制动器中它的结构也相对简单，成本小，因此使用起来受中、重型货车还有部分小型汽车车主的喜爱。(2)双领从蹄式制动器制动鼓正转时，也就是汽车行驶时，两个制动蹄都是领蹄，相反情况则均为从蹄的盘式制动器。另一特点，双领从蹄式制动器各部件在制动底板上为中心对称，这与领从蹄式制动的轴对称不同。同时因为行驶以及倒车时候不同的改变，实质上是变成了单向双领蹄式制动器，可以得知在其双为领蹄也就是行驶前进时候，制动效能是比较高的，相反在其变成双从蹄倒车时，它的制动效能就会大大的下降。(3)双向双领蹄式制动器汽车不论行驶还是倒车时，两个制动蹄均为领蹄作用，也正因为如此，其制动效能一直处于一个较高的状态且不变，不仅效能不变，因为是同时作用的一个状态，其磨损也处于一个均匀的状态也就是使用寿命相同，但是也因为如此其结构相比起来较为复杂，制动鼓间隙调整也十分困难。(4)单向增力式制动器这种盘式制动器结构特点在于:它的两个蹄片各自位于顶杆的两边，而且只有一支在它上方的承销，单轮活塞也仅仅只有一个。与双领从蹄式制动器类似，在行驶中这种制动器的制动效能较好，而在挂挡倒车的时候就变差。(5)双向增力式制动器两个蹄片顶端均有一个支点，这支点虽然二者共用但是却并不同时使用，支点下方还有一个内部装两个活塞用来同时驱动张开两个蹄片的轮缸，而且两个蹄片依靠下方的推杆结成了一个整体，与单向增力不同的是，它的四领蹄上有一个十分小的张开力，不过，由于四领蹄下端受到主领蹄也就是推杆带来的张开力十分大，四领蹄的制动力矩变大，可以用一个较小的力获得十分高的制动器效能，不过其效能稳定性差且磨损严重令其无法较为广泛的使用。总结上述可知，盘式制动器主要的缺点在于，防尘防锈能力不足，结构太过复杂；摩擦衬块过小，替换时间过短且需要用高材质的材料来弥补。2.3五菱宏光S3型轿车制动器结构最终确定根据上述综合来看，制动器的优劣与制动效能、制动效能的稳定性、结构、防尘等相关联，鼓式制动器的优点在于更加的经济，而且防尘防锈比盘式制动器要好，不过，这并不是说盘式制动器一无所成，相反，它有着优秀的制动力效能，比鼓式能更快更稳定地令行驶中的车辆停止下来，因为摩擦衬片表面积小，所以热膨胀对其的影响小，也就是说它的散热性较好，并且，由于制动的本质就是通过摩擦力来做功，与汽车中的动力相作用，将动能变成热能丧失在空气中，由此达到令汽车停止下来的目的，所以可以得知，一个制动器还要考虑其散热性是否优秀，若是散热性能不足，则会使制动器处于一个高温的状态下工作，这样对制动系的性能也有不利的影响，故此，本设计在设计的过程中要以解决这些问题为目标进行设计。盘式制动器固然有一些缺点，但是其优点也足够亮眼，更何况这些缺点如今看来并不是不能够通过一些方法来令其变得不那么突出的，由于汽车的行驶或是倒挡倒车不影响制动力矩，质量更小更轻便，再者便是更快更稳的制动力效能更符合了现在发展的需求，而且四轮碟刹在市场上也开始逐步提升地位，在许多车主心中的地位也有所提升，尤其是中高端配置的轿车，许多人都会在购买以后考虑，是否将前盘后鼓的形式改装为前轮通风盘式制动器后轮普通实心盘的这种四轮碟刹的形式。经过上述分析，选用盘式制动器，设计最主要考虑行车制动以及驻车制动，盘式制动器，虽然在行车制动的这方面有着比鼓式制动器更为明显的优势，但是作为五菱宏光S3轿车后轮的一个制动器，除了一些不可以避免的麻烦上，应该尽力去减少其不够优秀的地方，并且保证本设计能达到相应的标准，实用并可行。3制动器主要参数选择盘式制动器设计的流程简述为：先查阅相关的国家标准保证最终设计出来的盘式制动器，在国家的常规标准中，也就是实用并可以使用的。根据所选的样车参数借鉴同一车型后轮的盘式制动器的初始参数进行初步的设计，并且保证制动力矩的计算以及磨损性能的计算要合理，并进行验算，经过不停地对比设计相关要求，直到相对合理才算计算合理。随后，根据上一步的结果对所选参数进行修正处理，直到最后满足标准便可以对各部分结构开始分析设计了。3.1设计参数及要求如表3.1所示为本文的参考车型主要参数：表3.1 基础参数车型五菱宏光轿车轴荷满载（1800kg）前轴（kg）1100后轴（kg）700空载（1420kg）前轴（kg）850后轴（kg）570轮胎规格前、后轮轮胎规格205/65R16轴距（mm）2800质心高度（mm）650（空载）/620（满载）本文取重力加速度g=9.8m/s23.2车辆制动受力情况分析图3.1 车轮受力FXb地面摩擦力（N）FZ路面竖直方向反作用力；Tp车轴推力（N）；W车轮垂直受力（N）；T制动器制动(摩擦)力矩（Nm）；r车轮半径力的平衡分析可得：FXb=Tr（1）图3.2 摩擦力、制动摩擦力、附着力绘制地面摩擦力、制动器摩擦力、附着力三者曲线变化如图3.2所示。由图可知，当驾驶员加大对制动踏板的作用力FP，车轮滚动前进，地面摩擦力FXb与制动器摩擦力F两者增量相同，一直保持相等。但对踏板的作用力突破临界值后，制动器摩擦力继续增加，但地面制动力无法超过地面附着力F，此时车轮发生“抱死”现象，变为滑动前进，前进轨迹难以控制。3.3前后轮制动器制动力的理想分配由于车辆发生“抱死”现象会导致驾驶员对转向盘的操作失控，因此合理分配前后制动器的制动力，确保地面附着力在一个合理的范围是制动时的安全保障。以下对车辆行驶过程中制动操作车辆的受力进行分析，如图3.3所示。图3.3 车辆受力分析z制动强度，dudt=zg。FXb1前轴地面摩擦力（N）；FXb2后轴地面摩擦力（N）；G车辆重力（N）；FZ1前轮受地面垂直反力（N）；FZ2后轮受地面垂直反力（N）联立计算地面垂直反力：FZ1=GLb+zhgFZ2=GLazhg（2）任意路面附着系数，当车辆前后轮均出现抱死的情况时，即dudt=g，可得下式：FZ1=GLb+hgFZ2=GLahg（3）车辆在任意路面附着系数的条件下前后轮均抱死需满足前、后轮附着力与其相应的制动器摩擦力相等，如下式：F1+F2=GF1F2=FZ1FZ2（4）联立以上公式可得，F2=12Ghgb2+4hgLGF1Gbhg+2F1（5）以此式作图得到I曲线，即前后轮制动力理想分配曲线，如图3.4所示为本次设计参考车型在不同载荷条件下的I曲线。图3.4 不同载荷条件下制动力分配分析I曲线的推导过程，当车辆在任意路面附着系数的条件下前后轮均出现抱死情况时，地面摩擦力、制动器摩擦力、地面附着力三者相等，故I曲线同时可代表三者的变化曲线。3.4前后轮制动器制动力的实际分配在车辆实际行驶过程中，前后轴制动力的比值通常无法改变，为定值，因此两轴制动力的比例关系无法达到理想分配曲线，因此，我们在设计计算时引入一个制动器制动力分配系数进行计算。=F1F（6）其中，F1前轴制动力；F2后轴制动力；F总制动力，F=F1+F2。如图3.5 曲线，是一条斜率为tan=1过原点的直线，是车辆行驶过程中的实际制动力分配曲线。3.5同步附着系数的选取同步附着系数，即车辆实际行驶过程中，前后轮同时发生“抱死”现象的附着系数，该系数由车辆的结构设计及零部件选择有关，无法改变，因此为防止出现抱死所带来的危险，该值越大越好。同步附着系数可作为车辆评价制动能力好坏的指标。如图3.5所示曲线与I曲线的交点即本次设计参考车型的同步附着系数，假设车辆在满载条件下，且行驶的路况良好，初步选定此时同步附着系数0=0.96。当车辆前后轮同时发生“抱死”现象时，由上文分析可得如下式： 0=Lbhg（7）代入0=0.96，计算出制动力分配系数=0.8237；又以空载条件下，代入制动力分配系数计算，得空载条件下的同步附着系数0=0.8179。图3.5 制动力分配曲线3.6制动力分配法规要求及校核由前文可知，0或0.65。故有效半径Re=147.33mm。制动轮缸直径计算公式如下：d=4Fp（23）其中：p制动管路压力，取值范围是,取p=12MPa。将上文参数代入式(23)计算可得后制动轮缸直径：后轮d2=35.2mm。查阅机械设计手册可知，轮缸直径尺寸选择为国家标准规定，根据，依照就近原则，本次设计选定制动轮缸直径如下：后轮d1=35mm。5制动器主要零部件设计5.1制动钳本次毕业设计的的制动钳的材料是铝合金，铝合金是因为在刹车的时候刹车片会因为摩擦而升温，这时候如果是散热不那么快的材质那么刹车油容易失效，会对驾驶员的安全造成一定的危害，所以本次设计制动钳的材料选择了铝合金。然后制造方法是压铸形成。一般而言，制动钳分为两个部分，这两个部分用导向杆连接。制动盘的外部会有一定程度的开口，开口的目的是为了不需要卸下制动钳就可以检查或者拆下制动块。本文之前已经计算出来了一些制动器的相应的数据，例如油缸以及尺寸等，这里就不总重复说明，值得一提的是，制动钳的安装位置不同所带来的作用偏倚也有所不同，而本次毕业设计所选将其安置在车轴的后方，这种安全位置的一个好处是能够在一定程度上保护轮毅分担一些其承受的载荷。5.2制动盘制动盘要考虑的东西很多，其中最主要的就是它受热是否会变形，以及它散发热量出去的能力强弱。本文之前已经计算出来了一些制动器的相应的数据，例如制动盘的厚度以及制动盘的半径大小等等这里就不总重复说明。本次毕业设计的制动盘的形状是礼帽形状，材料选用的是珠光体灰铸铁，灰铸铁作为材料较重，所以注意要用更大的弹簧还有减震器。本次毕业设计的制动盘的表面应该光滑平整且干净，制动盘的表面的粗糙度应该小于等于60微米，其制动盘两侧的不平度应该是小于等于15微米，不平衡度应该小于等于1Ncm。5.3制动器间隙调整为了保证制动盘的运动，在制动盘和制动衬块之间需要有一定的间隙，制动器其单侧间隙一般而言是0.05mm到0.15mm。由于制动器日常的磨损，因此需要有相应的间隙调整装置。本次毕业设计选用的是带有斜角的橡胶密封圈，这种结构简单并能够实现间隙自动调整和复位的功能。当磨损间隔较大的时候，这种结构就会达到最大变形，此时制动缸会会克服密封圈的摩擦阻力，导致制动缸与密封圈之间有一段不可恢复的相对位移，制动结束后的制动缸就回不到原来的起始位置，从而完成间隙自动调整。5.4制动块本次毕业设计的摩擦衬快的形状是扇形，面积微小，而且之前已经计算出来了内外半径大小以及中心角，这里就不再重复。本次毕业设计的摩擦衬快的材料选择是半金属摩阻材料，摩擦系数f=0.3，这种材料是由胶水、摩擦性能调节剂以及金属纤维构成的，这种材料的优点就是他的耐磨性以及耐热性都很高，相较于石棉粉而言，更加的环保，因为石棉这种材料对人体有十分大的害处，再者，本次毕业设计选用的半金属摩组材料，与石棉相比性能更加的好而且其耐热的程度更高，国家的重视也使得其价格在不断下降。本次毕业设计选择摩擦衬快的厚度为10mm。6.结论本次毕业设计的主要研究内容是五菱宏光轿车后轮盘式制动器的设计，根据相应的参数要求计算设计符合条件的一款后轮盘式制动器。这次的毕业设计主要是研究车辆的制动系统以及制动器的对比，从中选出，一款适合并且可以正常使用的，五菱宏光轿车后轮的盘式制动器，采用CAD画图，完成相关的盘式制动器重要零配件自制工程程图纸以及总体的装配图的设计。初期因为基础薄弱，通过互联网在网络上查询了许多相关的文献，并借用了汽车设计等教材，进行了解，掌握设计思路，以后开始对后轮盘式制动器进行设计。本文先简单的讲解了制动器的一些基本概念与相关知识，或自动系统的发展历史，以及确定本设计的研究的方向为五菱宏光后轮，盘式制动器设计时候分析介绍了各类制动器的优缺点，在分析对比结束后选择了浮动钳盘式制动器作为对象，确定对象以后开始搜集有关制动器，的各类标准要求以及国家的规定，以及所选的五菱宏光S3车型，在官网上的各类参数数据。同时学习一些相关的理论，如制动的原理等等，在这些基础上进行了各重要部位零部件的设计计算，最后，根据计算得来的相关重要零配件参数进行CAD上的绘图设计。当然，在此之外，还有一些尚未解决的问题，如自动器的间隙调整问题，以及具体加工工艺的设计等等。6.1盘式制动器取代鼓式的原因由前面的章节可以得知，随着汽车技术的进步，越来越高档高配的车以及更稳定的安全性成了人们购买的选择，再加上人们思想上的改变。可以从网络相关查询发现，许多车主从以前对前盘后鼓模式的单一推崇到如今转变成了对前盘后盘的赞同以及认可，这是因为盘式制动器的优越性是有目共睹，有迹可循的，与鼓式制动器不断的互相比较之后可以发现它的制动效能更高，以及制动最主要的是一个稳定性更好，即使是不同的道路，它的前后轮，制动起来都更加的相对稳定，不会进行变化，再者，鼓式制动器若是散热不够好，容易出现热衰退，这是因为散热不好这一原因，在堵车或是高速行驶，亦或是一些，路面状态不明或是复杂恶劣的地形需要对进行不断的用制动器使行驶中的汽车保持平稳以及减低速度，或者，不停地走走停停，使制动器产生大量的热量，而鼓式制动器在这种情况之下，所产生的大量的热量因为散热性不好的缘故，滞留在其中，这样就影响到了将车辆产生的动能变成空气中的热能散发出去，滞留的热量便会影响了制动器的性能，而这就是热衰退的原因。另一个原因便是，随着现在市场的完善，还有，经济方面的提升，轿车的价格上涨快，轿车的数量激增，相对于中高配的汽车，对那些有经济实力的人来说，购买一款能够使用长久，且性能良好的车辆就成了他们最首要的选择，而盘式制动器，更灵敏的制动效果以及更加符合ABS的制动设计，加上更好看的外观，这对希望得到良好的体验的中高配车主来说，是更为优秀的一个选择。6.2对盘式制动器未来的展望当然，鼓式制动器也并非一无是处，它的优点是，更强的制动力量以及更加经济和实惠的成本价格，在短时间内，是载重的大货车，经济拮据的一些家用车的不错选择。所以鼓式制动并非是淘汰的产品，但是不可以否认的是，在未来而言，盘式制动器是更适合家用轿车的。技术是一个不停发展进步的过程，盘式制动器在更快更高效能更高配的车面前比鼓式制动器有着更大的发展空间，在经济方面，虽说盘式比鼓式更加昂贵，但根据国家人均GDP来看个人的经济能力在不断地提升，所以因为经济拮据而放弃使用盘式制动器的情况在未来可以望见会不断地减少。在规定方面，国家安全法的强制要求就一些重要物品的车辆必使用盘式制动器，而这也给消费者造成了一个引导的作用，事实上盘式这气的安全性能确实是比较好，配置上，盘式制动器更加轻便美观，而且更加良好的高端型汽车，所追求的，无非是更更良好的性能，以及更高端的配置，更舒适的操作性，还有更稳定的安全性，所以，它更受这类车主的青睐，故此它的发展空间比鼓式制动器更大，在欧美等地，盘式制动器也发展的十分迅速，备受车主喜爱，一个主要的原因是其技术更高，而另一个则是欧美等地手动类型汽车较多，车主更热衷于改装自己的汽车使其高端起来，而盘式制动器的先进美观，看起来不是那么笨重，还有操作起来更加的舒适安全等，更受到欢迎。参考文献1陈家瑞.汽车构造(上册).M.北京：机械工业出版社，2000：10-972陈家瑞.汽车构造(下册).M.北京：机械工业出版社，2000：10-973余志生.汽车理论（第五版）.M北京：机械工业出版社，2000.34王望予.汽车设计（第4版）M.北京：机械工业出版社，20045刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，20016刘惟信.汽车制动系的结构分析与设计计算M.北京：清华大学出版社，20047成大先.机械设计手册（第5版）M.北京：化学工业出版社,20078熊良山，严晓光，张福润.机械制造技术基础（第3版）M.武汉：华中科技大学出版社，20069朱西成.汽车防抱死制动系统的设计D.西安：西北工业大学，200510郭福祥.二轴汽车轴间制动力分配的计算及评价方法J.上海汽车，2008（11）：10-1211候洪生.计算机绘图实用教程.M北京：科学出版社，200512汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册设计篇M.北京：人民交出版社，200113唐平.轿车制动系统的设计与优化D.西华大学,201214姜平,黄文娟.基于MATLAB的盘式制动器优化设计J.机械工程与自动化,2007,06:158+16115Hong Liang, Kil To Chong, Tae Soo No, Soo-YeongYi,“Vehicle longitudinal brake control using variable parameter sliding control,” Control Engineering Practice,2002, Vol.11 (4), pp.403-41116D. Peng, Y. Zhang, C. -L. Yin, J. -W. Zhang, “Combined control of aregenerative braking and antilock braking system for hybrid electric vehicles” International Journal of Automotive Technology, 2008, Vol.9 (6), pp.749-757附录MATLABclear;close all;clc; ma_1=1420; % 空载质量（kg）ma=1800; % 满载质量（kg）g=9.8; % 重力加速度（m/s2）hg_1=0.65; % 空载质心高（m）hg=0.62; % 满载质心高（m）L=2.8; % 轴距（m）G1_1=900; % 空载前轴负荷G1=1100; % 满载前后负荷b_1=G1_1*L/ma_1; % 空载质心到后轴的距离（m）b=G1*L/ma;% 满载质心到后轴的距离（m）a_1=L-b_1; % 空载质心到前轴的距离（m）a=L-b; % 满载质心到前轴的距离（m）G_1=ma_1*g; % 空载重力（N）G=ma*g; % 满载重力（N）Phy=0.96;%满载Beta_chuxuan=(b+Phy*hg)/L;B=Beta_chuxuan; %线 Fu1=(0:0.01:15000);% 制动器制动力Fu2_1=0.5*(G_1/hg_1*(b_12+4*hg_1*L*Fu1/G_1).0.5-(G_1*b_1/hg_1+2*Fu1); % 空载I线plot(Fu1,Fu2_1,g)hold onFu2=0.5*(G/hg*(b2+4*hg*L*Fu1/G).0.5-(G*b /hg+2*Fu1); % 满载I线plot(Fu1,Fu2,b)hold onPhy0=(B*L-b_1)/hg_1;plot(Fu1,(1-B)*Fu1/B,r)%Fu2=(1-B)*( Fu1+Fu2_1) title(制动力分配曲线) xlabel(Fu1/N) ylabel(Fu2/N) clear;close all;clc; ma_1=1420; % 空载质量（kg）ma=1800; % 满载质量（kg）g=9.8; % 重力加速度（m/s2）hg_1=0.65; % 空载质心高（m）hg=0.62; % 满载质心高（m）L=2.8; % 轴距（m）G1_1=900; % 空载前轴负荷G1=1100; % 满载前轴负荷b_1=G1_1*L/ma_1; % 空载质心到后轴的距离（m）b=G1*L/ma;% 满载质心到后轴的距离（m）a_1=L-b_1; % 空载质心到前轴的距离（m）a=L-b; % 满载质心到前轴的距离（m）G_1=ma_1*g; % 空载重力（N）G=ma*g; % 满载重力（N）Phy=0.96;%满载Beta_chuxuan=(b+Phy*hg)/L;B=Beta_chuxuan; %线 z=(0:0.01:0.9); xf_1=B*z*L./(b_1+z*hg_1);%空载时的f xf=B*z*L./(b+z*hg);%满载时的f xr_1=(1-B)*z*L./(a_1-z*hg_1);%空载时的r xr=(1-B)*z*L./(a-z*hg);%满载时的f x=z;plot(z,xf_1,k,z,xf,b,z,xr_1,k-,z,xr,b-,z,x,g)%绘制曲线hold onz=(0.15:0.01:0.8);x1=(z+0.07)./0.85;%法规1plot(z,x1,r-.) %绘制法规1曲线hold onz=(0.35:0.01:0.45);x2=z+0.05;%法规2plot(z,x2,r) %绘制法规2曲线title(利用附着系数与制动强度的关系曲线) xlabel(制动强度) ylabel(利用附着系数clear;close all;clc; ma_1=1420; % 空载质量（kg）ma=1800; % 满载质量（kg）g=9.8; % 重力加速度（m/s2）hg_1=0.65; % 空载质心高（m）hg=0.62; % 满载质心高（m）L=2.8; % 轴距（m）G1_1=900; % 空载前轴负荷G1=1100; % 满载前轴负荷b_1=G1_1*L/ma_1; % 空载质心到后轴的距离（m）b=G1*L/ma;% 满载质心到后轴的距离（m）a_1=L-b_1; % 空载质心到前轴的距离（m）a=L-b; % 满载质心到前轴的距离（m）G_1=ma_1*g; % 空载重力（N）G=ma*g; % 满载重力（N）Phy=0.96;%满载Beta_chuxuan=(b+Phy*hg)/L;B=Beta_chuxuan; %线 x=(0:0.01:1.0); Ef_1=b_1/L./(B-x*hg_1/L);%空载时的Ef Ef=b/L./(B-x*hg/L);%满载时的Ef Er_1=a_1/L./(1-B)+x*hg_1/L);%空载时的Er Er=a/L./(1-B)+x*hg/L);%满载时的Er figure(1); plot(x,Ef_1,k-,x,Ef,b,x,Er_1,k-,x,Er,b) axis(0 1 0 1);title(前后制动效率曲线) xlabel(附着系数) ylabel(制动效率) text(0.7,0.95,Er(空载),text(0.9,0.75,Er(满载),text(0.3,0.85,Ef(满载),text(0.2,0.75,Ef(空载)lear;close all;clc; ma_1=1420; % 空载质量（kg）ma=1800; % 满载质量（kg）g=9.8; % 重力加速度（m/s2）hg_1=0.65; % 空载质心高（m）hg=0.62; % 满载质心高（m）L=2.8; % 轴距（m）G1_1=900; % 空载前轴负荷G1=1100; % 满载前轴负荷b_1=G1_1*L/ma_1; % 空载质心到后轴的距离（m）b=G1*L/ma;% 满载质心到后轴的距离（m）a_1=L-b_1; % 空载质心到前轴的距离（m）a=L-b; % 满载质心到前轴的距离（m）G_1=ma_1*g; % 空载重力（N）G=ma*g; % 满载重力（N）Phy=0.96;%满载Beta_chuxuan=(b+Phy*hg)/L;B=Beta_chuxuan; %线 phy=0.96;v=80;S=0.1*v+(v*v/25.92/0.8912/9.8)Tmax1=G1*9.8/L*(b+phy*hg);Tmax2=Tmax1*(a-phy*hg)/(b+phy*hg);T1=Tmax1/2;T2=Tmax2/2clear;close all;clc; ma_1=1420; % 空载质量（kg）ma=1800; % 满载质量（kg）g=9.8; % 重力加速度（m/s2）hg_1=0.65; % 空载质心高（m）hg=0.62; % 满载质心高（m）L=2.8; % 轴距（m）G1_1=900; % 空载前轴负荷G1=1100; % 满载前轴负荷b_1=G1_1*L/ma_1; % 空载质心到后轴的距离（m）b=G1*L/ma;% 满载质心到后轴的距离（m）a_1=L-b_1; % 空载质心到前轴的距离（m）a=L-b; % 满载质心到前轴的距离（m）G_1=ma_1*g; % 空载重力（N）G=ma*g; % 满载重力（N）Phy=0.96;%满载Beta_chuxuan=(b