毕业设计方案盘式制动器设计项目说明指导书完整版.doc

汽车盘式制动器设计
摘要：本文重要是简介盘式制动器分类以及各种盘式制动器优缺陷，对所选车型制动器选用方案进行了选取，针对盘式制动器做了重要设计计算，同步分析了汽车在各种附着系数道路上制动过程，对先后制动力分派系数和同步附着系数、运用附着系数、制动效率等做了计算。在满足制动法规规定及设计原则规定前提下，提高了汽车制动性能。
核心词：盘式制动器； 制动力分派系数； 同步附着系数； 运用附着系数； 制动效率

Automobile disc brake design
Abstract：This paper is mainly the disc brake of the classification and various kinds of disc brake of the advantages and disadvantages are introduced，the selection scheme of the chosen vehicle brake was selected and for disc brake do the main design calculation and analysis of the car in a variety of attachment coefficient road on the braking process of，of braking force distribution coefficient and the synchronous adhesion coefficient，utilization coefficient of adhesion，braking efficiency calculated. Under the premise of meeting the requirements of the braking regulation requirement and design principle and improve the braking performance of automobile.
Key words：Disc brake,Braking force distribution,coefficient,Synchronization coefficient,Synchronous adhesion coefficient,The use of adhesion coefficient,Braking efficiency
目录
第1章 绪论 5
1.1 制动器作用 5
1.2 制动器种类 5
1.3 制动器构成 6
1.4 制动器新发展 7
1.5 对制动器规定 7
1.6 工作任务及规定 9
1.7 制动器研究方案 10
第2章 制动器机构形式选取 11
2.1 方案选取根据 11
2.2 制动器种类 11
2.3 盘式制动器构造型式及选取 12
2.4 盘式制动器与鼓式制动器优缺陷比较 15
2.5 雅阁六代车型制动器构造最后方案 16
第3章 制动器重要参数及其选取 17
3.1 雅阁六代基本参数拟定 17
3.1.1 轮滚动半径 17
3.2.2 空、满载时轴荷分派 17
3.2.3 空、满载时质心高度 18
3.2 制动力与制动力分派系数 18
3.2 同步附着系数计算 22
3.3 制动器最大制动力矩 25
3.4 运用附着系数和制动效率 26
3.4.1 运用附着系数 27
3.4.2 制动效率E、E 28
3.5 制动器制动性能核算 29
第4章 制动器重要零件设计计算与校核 30
4.1 制动盘重要参数拟定 30
4.1.1 制动盘直径D 30
4.1.2 制动盘厚度h 30
4.2 摩擦衬块重要参数拟定 30
4.2.1 摩擦衬块内半径和外半径 30
4.2.2 摩擦衬块有效半径 31
4.2.3 摩擦衬块面积和磨损特性计算 32
4.2.4 摩擦衬块参数设计校核 34
4.3 驻车制动计算与校核 35
4.4 液压制动驱动机构设计计算 37
4.4.1 制动轮缸直径d与工作容积V 37
4.4.2 制动主缸直径与工作容积 38
4.4.3 制动踏板力 39
4.4.4 踏板工作行程 39
第5章 制动器重要零件构造设计 40
5.1 制动盘 40
5.1.1 制动盘材料及规定 40
5.1.2 制动盘分类及比较 40
5.2 制动钳 41
5.3 制动块 42
5.4 摩擦材料 42
5.5 盘式制动器工作间隙调节 44
总 结 45
致 谢 46
参照文献 47

第1章 绪论
1.1 制动器作用
汽车制动系是用于使行驶中汽车减速或停车，使下坡行驶汽车车速保持稳定以及使已停驶汽车在原地(涉及在斜坡上)驻留不动机构。汽车制动系直接影响着汽车行驶安全性和停车可靠性。随着高速公路迅速发展和车速提高以及车流密度日益增大，为了保证行车安全、停车可靠，汽车制动系工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系工作可靠汽车，才干充分发挥其动力性能。
1.2 制动器种类
汽车制动系至少应有两套独立制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置；重型汽车或经常在山区行驶汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置，牵引汽车还应有自动制动装置。
行车制动装置用于使行驶中汽车强制减速或停车，并使汽车在下短坡时保持恰当稳定车速。其驱动机构常采用双回路或多回路构造，以保证其工作可靠。
驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至在斜坡上．它也有助于汽车在坡路上起步。驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压驱动，以免其产生故障。
应急制动装置用于当行车制动装置意外发生故障而失效时，则可运用其机械力源(如强力压缩弹簧)实现汽车制动。应急制动装置不必是独立制动系统，它可运用行车制动装置或驻车制动装置某些制动器件。应急制动装置也不是每车必备。由于普通手力驻车制动器也可以起到应急制动作用。
辅动装置用在山区行驶汽车上，运用发动机排气制动或电涡流制动等辅助制动装置，可使汽车下长坡时长时间而持续地减低或保持稳定车速，并减轻或解除行车制动器负荷。普通，在总质量不不大于5t客车上和总质量不不大于12t载货汽车上装备这种辅助制动-减速装置。
自动制动装置用于当挂车与牵引汽车连接制动管路渗漏或断开时，能使挂车自动制动。
1.3 制动器构成
制动器构成任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两某些构成(如图1-1所示)。制动器有鼓式与盘式之分。行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动所有车轮；而驻车制动则多采用手制动杆操纵(但也有用脚踏板操纵，见图1-1)，且运用专设中央制动器或运用车轮制动器进行制动。运用车轮制动器时，绝大某些驻车制动器用来制动两个后轮，有些前轮驱动车辆装有前轮驻车制动器。中央制动器位于变速器之后传动系中，用于制动变速器第二轴或传动轴。行车制动和驻车制动这两套制动装置，必要具备独立制动驱动机构，并且每车必备。行车制动装置驱动机构分液压和气压两种型式。用液压传递操纵力时还应有制动主缸、制动轮缸以及管路；用气压操纵时还应有空气压缩机、气路管道、储气罐、控制阀和制动器室。[1]

（a） 先后轮均安装盘式制动器；（b）前轮盘式制动器，后轮鼓式制动器
1-前盘式制动器；2-防抱死系统导线；3-主缸和防抱死装置；4-液压制动助力器；5-后盘式制动器；6-防抱死电子控制器（ECU）；7-驻车制动操纵杆；8-制动踏板； 9-驻车制动踏板；10-后鼓式制动器；11-组合阀；12-制动主缸；13-真空助力器
图1-1 汽车制动系统构成
1.4 制动器新发展
随着电子技术飞速发展，汽车防抱死制动系统(antilock braking system，ABS)在技术上已经成熟，开始在汽车上普及。它是基于汽车轮胎与路面间附着特性而开发高技术制动系统。它能有效地防止汽车在应急制动时由于车轮抱死使汽车失去方向稳定性而浮现侧滑或失去转向能力危险，并缩短制动距离，从而提高了汽车高速行驶安全性。
近年来还浮现了集ABS功能和其她扩展功能于一体电子控制制动系统(EBS)和电子制动助力系统(BAS)。前者合用于重型汽车和汽车列车，它是用电子控制方式代替气压控制方式，可依照制动踏板行程、车轮载荷以及制动摩擦片磨损状况来调节各车轮制动气室压力。它不但可以较大地减少制动反映时间，缩短制动距离，提高牵引车和挂车制动协调性，还能使制动力分派更为合理；后者(即制动助力系统)合用于轿车，即当浮现紧急状况而驾驶员又未能及时地对制动踏板施加足够大力时，该系统能自动地加以辨认并触发电磁阀。使真空助力器在极短时间内实现助力作用，从而实现明显地缩短制动距离目。
为了防止汽车发生追尾碰撞事故，某些汽车生产大国都在致力于车距报警及防追尾碰撞系统研究。这种系统是用激光雷达或用微波雷达对前方车辆等障碍物进行监测，若测出实际车距不大于安全车距，则会发出警报；若驾驶员仍无反映，则会自动地对汽车施行制动。在某些轿车上已开始装用这种系统。
为了节约燃油消耗，减少排放并减轻制动器工作负荷，制动能回收系统早已成为一种研究课题，以便将制动能储存起来，在需要时再释放出来加以运用。此前这项研究重要针对都市公共汽车，多采用飞轮储能和液压储能方式，但由于种种因素未能推广应用。近年来，随着电动汽车及混合动力汽车研制已获得突破性进展，制动能回收系统又为某些电动汽车所采用，在减速或下坡时可将驱动电机转变为发电机，使之产生制动作用；同步可用发出电流使蓄电池充电，以节约能源，增长电动汽车和混合动力汽车行驶里程。[2]
1.5 对制动器规定
汽车制动系应满足如下规定。
1、应能适应关于原则和法规规定。各项性能指标除应满足设计任务书规定和国标、法规制定关于规定外，也应考虑销售对象所在国家和地区法规和顾客规定。
2、具备足够制动效能，涉及行车制动效能和驻车制动效能。行车制动效能是由在一定制动初速度下及最大踏板力下制动减速度和制动距离驻坡效能是以汽车在良好路面上能可靠而无时间限制地停驻最大坡度(％)来衡量，普通应不不大于25％。
3、工作可靠。为此，汽车至少应有行车制动和驻车制动两套制动装置，且它们制动驱动机构应是各自独立，而行车制动装置制动驱动机构至少应有两套独立管路，当其中一套失效时，另一套应保证汽车制动效能不低于正常值30％；驻车制动装置应采用工作可靠机械式制动驱动机构。
4、制动效能热稳定性好。汽车高速制动、短时间频繁重复制动，特别是下长坡时持续制动，均会引起制动器温升过快，温度过高。特别是下长坡时独立管路可使制动器摩擦副温度达到300℃～400℃．有时甚至高达700℃。此时，制动器摩擦系数会急剧减小，使制动效能迅速下降而发生所谓热衰退现象。制动器发热衰退，通过散热、降温和一定次数缓和使用，使摩擦表面得到磨合，其制动效能重新恢复，这称为热恢复。提高摩擦材料高温摩擦稳定性，增大制动鼓、盘热容量，改进其散热性或采用强制冷却装置，都是提高抗热衰退办法。
5、制动效能水稳定性好。制动器摩擦表面浸水后，会因水润滑作用而使摩擦副摩擦系数急剧减小而发生所谓“水衰退”现象。普通规定在出水后重复制动5～15次，即应恢复其制动效能。良好摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢复迅速。此外也应防止泥沙、污物等进入制动器摩擦副工作表面，否则会使制动效能减少并加速磨损。某些越野汽车为了防止水和泥沙进入而采用封闭制动器办法。
6、制动时汽车操纵稳定性好。即以任何速度制动，汽车均不应失去操纵性和方向稳定性。为此。汽车前、后轮制动器制动力矩应有恰当比例，最佳能随各轴间载荷转移状况而变化；同一车轴上左、右车轮制动器制动力矩应相似。否则当前轮抱死而侧滑时，将失去操纵性；当后轮抱死而侧滑甩尾时，会失去方向稳定性；当左、右轮制动力矩差值超过15％时，会在制动时发生汽车跑偏。
7、制动踏板和手柄位置和行程符合人——机工程学规定，即操作以便性好，操纵轻便、舒服，能减少疲劳。踏板行程：对轿车应不不不大于150mm；对货车应不不不大于170mm，其中考虑了摩擦衬片或衬块容许磨损量。制动手柄行程应不不不大于160mm～200mm。各国法规规定，制动最大踏板力普通为500N(轿车)～700N(货车)。设计时，紧急制动(约占制动总次数5％～10％)踏板力选用范畴：轿车为200N～300N货车为350N～550N．采用伺服制动或动力制动装置时取其小值。应急制动时手柄拉力以不不不大于400N～500N为宜；驻车制动手柄拉力应不不不大于500N(轿车)～700N(货车)。
8、作用滞后时间要尽量短，涉及从制动踏板开始动作至达到给定制动效能水平所需时间(制动滞后时间)和从放开踏板至完全解除制动时间(解除制动滞后时间)。
9、制动时不应产生振动和噪声。
10、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。
11、制动系中应有音响或光信号等警报装置，以便能及时发现制动驱动机件故障和功能失效；制动系中也应有必要安全装置，例如一旦主、挂车之间连接制动管路损坏，应有防止压缩空气继续漏失装置。
12、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，气制动管路不应浮现结冰现象。
13、制动系机件应使用寿命长，制导致本低；对摩擦材料选取也应考虑到环保规定，应力求减小制动时飞散到大气中有害于人体石棉纤维[3]
1.6 工作任务及规定
通过学习理解、查阅资料设计本田雅阁六代先后制动器，本车型基本参数见表1—1：
表1—1 本田雅阁六代(前置前驱）参数
长 宽 高
4795mm×1785mm× 1455mm
轴距
2715mm
整备质量
1423kg
最大功率
110kw
前轮距
1555mm
最大扭矩
206n·m
后轮距
1535mm
轮胎尺寸
195/65R15
质心高度（空载）
640mm
最高车速
190km/h
质心高度（满载）
670mm
满载总质量
2505kg
依照所给乘用车技术参数及性能参数，并综合考虑制动器设计规定，如下：
1、具备足够制动效能；
2、工作可靠；
3、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；
4、防止水和污泥进入制动器工作表面；
5、制动能力热稳定性良好；
6、操纵轻便，并具备良好随动性；
7、制动时，制动系产生噪声尽量小，同步力求减少散发出对人体有还石棉纤维等物质，以减少公害；
8、作用滞后性应尽量好；
9、摩擦衬片应有足够使用寿命；
10、摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙机构，且调节间隙工作容易，最佳设立自动调节间隙机构；
11、当制动驱动装置任何元件发生故障并是使基本功能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警提示。
结合以上参数及规定，恰当考虑经济因素，设计一款适当汽车制动器并通过绘图软件将该制动器进行建模。
1.7 制动器研究方案
1、制动器构造方案分析及选取。分析该乘用车制动器设计规定，通过比较、计算以及查阅有关资料，选出适合构造方案；
2、制动系重要参数及其选取。选取制动力、制动力分派系数、制动强度、最大制动力矩等；
3、制动器设计和计算。依照所选方案与参数，分析计算制动器制动因数、摩擦衬块磨损特性，核算制动器热容量和温升等；
4、制动器重要零部件构造设计与计算；
5、制动驱动机构构造形式选取与设计计算；
6、综合上述设计与计算，用绘图软件绘制该制动器零部件图及总布置图。
小结：本章简述了制动器作用、构成以及发展，并对设计所用车型进行选取，依照所选车型各个参数提出了对制动器设计提出了规定。最后，制定了设计制动器大体方案。
第2章 制动器机构形式选取
2.1 方案选取根据
制动系统方案选定，根据所参照汽车重要构造参数、制动系统构造和制动性能来初步选定。还必要考虑本课题对制动器提出规定，参照同类型车辆制动系统机构，再满足制动系统性能规定前提下，同步还应考虑社会及市场需求、与否符合生产发展水平和成本因素。
2.2 制动器种类
汽车制动器按其在汽车上位置分为车轮制动器和中央制动器。前者安装在车轮处，并用脚踩制动踏板进行操纵，故又称为脚制动；后者安装在传动系某轴上，例如变速器或分动器第二轴后端或传动轴前端，并用手拉操纵杆进行操纵，故又称为手制动。
摩擦式制动器按其旋转元件形状分为鼓式和盘式两大类。
鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种构造型式。内张型鼓式制动叠摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥前梁或后桥桥壳半轴套管凸缘上（对车轮制动器）或变速器、分动器壳或与其相固定支架上（对中央制动器），其旋转摩擦元件为制动鼓。车轮制动器制动鼓均固定在轮毂上，而中央制动器制动鼓则固定在变速器或分动器第二轴后端。制动时，运用制动鼓圆柱内表面与制动蹄摩擦蹄片外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并运用制动鼓外圆柱表面与制动带摩擦片内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作某些汽车中央制动器，但当代汽车已很少采用。由于外束型鼓式制动器普通简称为带式制动器，并且在当代汽车上已很少采用，因此内张型鼓式制动器普通简称为鼓式制动器，普通所说鼓式制动器就是指这种内张型鼓式构造。
盘式制动器旋转元件是一种垂向安放且以两侧表面为工作面制动盘，其固定摩擦元件普通是位于制动盘两侧并带有摩擦片制动块。制动时，当制动盘被两侧制动块夹紧时，摩擦表面便产生作用于制动盘上摩擦力矩。盘式制动器惯用作轿车车轮制动器，也可用作各种汽车中央制动器。[3]
车轮制动器重要用作行车制动装置，有也兼作驻车制动之用。
鼓式制动器和盘式制动器构造型式有各种，其重要构造型式(如图2-1）所示。

图2-1 制动器构造选型
2.3 盘式制动器构造型式及选取
按摩擦副中固定元件构造不同，盘式制动器分为钳盘式和全盘式制动器两大类。
钳盘式制动器固定摩擦元件是两块带有摩擦衬块制动块，后者装在以螺栓固定于转向节或桥壳上制动钳体中。两块制动块之间装有作为旋转元件制动盘，制动盘用螺栓固定于轮毂上。制动块摩擦衬块与制动盘接触面积很小，在盘上所占中心角普通仅约30°～50°，因而这种盘式制动器又称为点盘式制动器。其构造较简朴，质量小，散热性较好，且借助于制动盘离心力作用易于将泥水、污物等甩掉，维修也以便。但由于摩擦衬块面积较小，制动时其单位压力很高，摩擦面温度较高，故对摩擦材料规定较高。

1—转向节（或桥壳）2—调节垫片3—活塞4—制动块总成5-导向支承销
6—制动钳体7—轮辋8—回位弹簧9—制动盘10—轮毂
图2-2 固定钳式盘式制动器
全盘式制动器固定摩擦元件和旋转元件均为圆盘形，制动时各盘摩擦表面所有接触。其工作原理如摩擦离合器，故又称为离合器式制动器。用得较多是多片全盘式制动器，以便获得较大制动力。但这种制动器散热性能较差，故多为油冷式，构造较复杂[4]。
钳盘式制动器按制动钳构造型式又可分为如下几种：
1、固定钳式盘式制动器
如图2-2 所示，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装有一种活塞。当压力油液进入两个油缸活塞外腔时，推动两个活塞向内将位于制动盘两侧制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减小时，回位弹簧又将两制动块总成及活塞推离制动盘。这种型式也称为对置活塞式或浮动活塞式固定钳式盘式制动器。
2、浮动钳式盘式制动器
浮动钳式盘式制动器制动钳体是浮动。其浮动方式有两种，一种是制动钳体可作平行滑动；另一种是制动钳体可绕一支承销摆动(见图2-3)。因而有滑动钳式盘式制动器和摆动钳式盘式制动器之分。但它们制动油缸均为单侧，且与油缸同侧制动块总成是活动，而另一侧制动块总成则固定在钳体上。制动时在油液压力作用下，活塞推动该侧活动制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上制动块总成压向制动盘另一侧，直到两侧制动块总成受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直平面内摆动。这样就规定制动摩擦衬块应预先做成楔形(摩擦表面对背面倾斜角为6°左右)。在使用过程中，摩擦衬块逐渐磨损到各处残存厚度均匀(普通约为l mm)后即应更换。

(a)滑动钳式盘式制动器 (b)摆动钳式盘式制动器
1—制动盘;2—制动钳体;3—制动块总成;4—带磨损警报装置制动块总成;
5—活塞；6—制动钳支架；7—导向销
图2-3 浮动钳式盘式制动器工作原理图
固定钳式盘式制动器在汽车上应用是早于浮动钳式，其制动钳刚度好，除活塞和制动块外无其她滑动件，但由于需采用两个油缸分置于制动盘两侧，使构造尺寸较大，布置较困难；需两组高精度液压缸和活塞，成本较高；制动热经制动钳体上油路传给制动油液，易使其由于温度过高而产气愤泡影响制动效果。此外，由于两侧制动块均靠活塞推动，难于兼用于由机械操纵驻车制动，必要另加装一套驻车制动用辅助制动钳，或是采用盘鼓结合式后轮制动器，其中作为驻车用鼓式制动器由于直径较小，只能是双向增力式，这种“盘中鼓”构造很紧凑，但双向增力式制动器调节不以便[5]。
浮动钳式盘式制动器只在制动盘一侧装油缸，构造简朴，造价低廉，易于布置，构造尺寸紧凑，可以将制动器进一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车和驻车制动。浮动钳由于没有跨越制动盘油道或油管，减少了油液受热机会，单侧油缸又位于盘内侧，受车轮遮蔽较少，使冷却条件较好。此外，单侧油缸活塞比两侧油缸活塞要长，也增大了油缸散热面积，因而制动油液温度比固定钳式低30℃～50℃，汽化也许性较小。但由于制动钳体是浮动，必要设法减少滑动处或摆动中心处摩擦、磨损和噪声[6]。
2.4 盘式制动器与鼓式制动器优缺陷比较
1、热稳定性较好。这是由于制动盘对摩擦衬块无摩擦增力作用，还由于制动摩擦衬块尺寸不长，其工作表面面积仅为制动盘面积12％～6％，故散热性较好。
2、水稳定性较好。由于制动衬块对盘单位压力高，易将水挤出，同步在离心力作用下沾水后也易于甩掉，再加上衬块对盘擦拭作用，因而，出水后只需经一、二次制动即能恢复正常；而鼓式制动器则需通过十余次制动方能恢复正常制动效能。
3、制动稳定性好。盘式制动器制动力矩与制动油缸活塞推力及摩擦系数成线性关系，再加上无自行增势作用，因而在制动过程中制动力矩增长较和缓，与鼓式制动器相比，能保证高制动稳定性。
4、制动力矩与汽车迈进和后退行驶无关。
5、在输出同样大小制动力矩条件下，盘式制动器质量和尺寸比鼓式要小。
6、盘式摩擦衬块比鼓式摩擦衬片在磨损后更易更换，构造也较简朴，维修保养容易。
7、制动盘与摩擦衬块间间隙小(0.05～0.15mm)，这就缩短了油缸活塞操作时间，并使制动驱动机构力传动比有增大也许。
8、制动盘热膨胀不会像制动鼓热膨胀那样引起制动踏板行程损失，这也使间隙自动调节装置设计可以简化。
9、易于构成多回路制动驱动系统，使系统有较好可靠性和安全性，以保证汽车在任何车速下各车轮都能均匀一致地平稳制动。
10、能以便地实现制动器磨损报警，以便及时更换摩擦衬块。 盘式制动器重要缺陷是难以完全防止尘污和锈蚀(但封闭多片全盘式制动器除外)；兼作驻车制动器时，所需附加驻车制动驱动机构较复杂，因而有汽车采用前轮为盘式后轮为鼓式制动系统；此外，由于无自行增势作用，制动效能较低，中型轿车采用时需加力装置[7]。
2.5 雅阁六代车型制动器构造最后方案
汽车制动简朴来讲，就是运用摩擦将动能转换成热能，使汽车失去动能而停止下来。因而，散热对制动系统是十分重要。如果制动系统经常处在高温状态，就会阻碍能量转换过程，导致制动性能下降。越是跑得快汽车，制动起来所产生热量越大，对制动性能影响也越大。解决好散热问题，对提高汽车制动性能也就起了事倍功半作用。因此，当代轿车车轮除了使用铝合金车圈来减少运营温度外，还倾向于采用散热性能较好盘式制动器。
固然，盘式制动器也有自己缺陷。例如对制动器和制动管路制造规定较高，摩擦片耗损量较大，成本贵，并且由于摩擦片面积小，相对摩擦工作面也较小，需要制动液压高，必要要有助力装置车辆才干使用。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。四轮轿车在制动过程中，由于惯性作用，前轮负荷普通占汽车所有负荷70%－80%，因而前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节约成本，就采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动方式。但随着轿车车速不断提高，近年来采用盘式制动器轿车日益增多，普通都采用了盘式制动器。
纵观当代汽车市场，随着人类对汽车安全性能注重加剧，为了保持制动力系数稳定性以及考虑到盘式制动器长处，在乘用车车领域盘式制动器已基本取代鼓式制动器，特别是浮动钳盘式。依照制动盘不同，盘式制动器还可分为普通盘式和通风盘式。普通盘式咱们比较容易理解，就是实心。通风盘式就是空心，顾名思义具备通风功能，指是汽车在行使当中产生离心力能使空气对流，达到散热目，这是由盘式碟片特殊构造决定。从外表看，它在圆周上有许多通向圆心洞空，这些洞空是经一种特殊工艺（slotteded drilled）制造而成，因而比普通盘式散热效果要好许多。由于制造工艺与成本关系，普通中高档轿车中普遍采用前通风盘、后普通盘制动片。如Passat,Vento Golf2.0,Corrado等车，某些高档轿车采用先后通风盘[8]。
综合其制动性能与其成本，本次乘用车设计，先后轮均采用定钳式（水平对置）盘式制动器。其中前轮制动盘选取通风盘，后轮选取普通盘，并且在后轮上设立驻车制动传动装置。
第3章 制动器重要参数及其选取
盘式制动器设计普通流程为：依照设计规定，所给数据，根据国标拟定出整车总布置参数。在关于整车总布置参数及制动器构造型式拟定之后，依照已给参数并参照已有同级别汽车同类型制动器，初选制动器重要参数，并据以进行制动器构造初步设计；然后进行制动力矩和磨损性能验算，并与所规定数据比较，直到达到设计规定。
之后再依照各项演算和比较成果，对初选参数进行必要修改，直到基本性能参数能满足使用规定为止；最后进行详细构造设计和分析。
3.1 雅阁六代基本参数拟定
3.1.1 轮滚动半径
由于雅阁六轿车采用轮胎规格为 195/65R15 91V其中名义断面宽度为195mm，扁平率为65%，轮毂名义直径为15英寸，换算过来为15×25.4=381mm。
故车轮滚动半径为
=（381+2×195×65%）÷2=317.25mm
空、满载时质心距前轴距离，；空、满载时质心距后轴距离，
空载时，
=1080mm ，=1635mm；
满载时，
=1345mm，=1370mm
3.2.2 空、满载时轴荷分派
空载时，前轴负荷：
(3—1)
后轴负荷：
(3—2)
满载时，前轴负荷：
(3—3)
后轴负荷：
(3—4)
3.2.3 空、满载时质心高度
空载时，

满载时，

3.2 制动力与制动力分派系数
汽车制动时，如果忽视路面对车轮滚动阻力矩和汽车回转质量惯性力矩，则任一角速度>0车轮，其力矩平衡方程为:
(3—5)
式中为制动器对车轮作用制动力矩，即制动器摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反，N·m；
为地面作用于车轮上制动力，即地面与轮胎之间摩擦力，又称地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；
为车轮有效半径，m。
令
(3—6)
并称之为制动器制动力，与地面制动力方向相反，当车轮角速度>0时，大小亦相等，且仅由制动器构造参数所决定。即取决于制动器构造型式、尺寸、摩擦副摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系液压或气压成比例。当加大踏板力以加大，和均随之增大。但地面制动力受着附着条件限制，其值不也许不不大于附着力，即
(3—7)
或
(3—8)
式中 为轮胎与地面间附着系数；
Z为地面对车轮法向反力，N。
当制动器制动力和地面制动力达到附着力值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩即体现为静摩擦力矩，而即成为与相平衡以制止车轮再旋转周缘力极限值。当制动到=0后来，地面制动力达到附着力值后就不再增大，而制动器制动力由于踏板力增大使摩擦力矩增大而继续上升如图3—1。
图3—1 制动过程中地面制动力、制动器制动力及附着力关系
依照汽车制动时整车受力分析如图3—2，考虑到制动时轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮法向反力，为：
(3—9—1)
(3—9—2)
式中 G为汽车所受重力，N； L为汽车轴距,mm；为汽车质心离前轴距离，mm；为汽车质心离后轴距离，mm；
汽车质心高度，mm；g为重力加速度，m/s。

图3—2 制动时汽车受力图

汽车总地面制动力为：
(3—10)
式中 q（）为制动强度，亦称比减速度或比制动力；
，为先后轴车轮地面制动力，N。
由以上两式可求得前、后轴车轮附着力为：
(3—11)
(3—12)
上式表白：汽车在附着系数为任意拟定值路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数，而是制动强度q或总制动力函数。当汽车各车轮制动器制动力足够时，依照汽车前、后轴轴荷分派，前、后车轮制动器制动力分派、道路附着系数和坡度状况等，制动过程也许浮现状况有三种，即
1、前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑；
2、后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑；
3、前、后轮同步抱死拖滑。
在以上三种状况中，显然是最后一种状况附着条件运用得最佳。
由式(3—10)、式(3—11)和式(3—12)求得在任何附着系数路面上，前、后车轮同步抱死即前、后轴车轮附着力同步被充分运用条件是：

(3—13)
式中 为前轴车轮制动器制动力，N，；
为后轴车轮制动器制动力，N，；
为前轴车轮地面制动力，N；
为后轴车轮地面制动力，N；
，为地面对前、后轴车轮法向反力，N；
G为汽车重力，N；
，为汽车质心离前、后轴距离,mm；
为汽车质心高度，mm。
由式(3—13)可知，前、后车轮同步抱死时，前、后轮制动器制动力，是函数。由式(3—13)中消去，得：
(3—14)
将上式绘成以，为坐标曲线，即为抱负前、后轮制动器制动力分派曲线，简称I曲线，如图3—3所示。如果汽车前、后制动器制动力，能按I曲线规律分派，则能保证汽车在任何附着系数路面上制动时，都能使前、后车轮同步抱死。然而，当前大多数两轴汽车特别是货车前、后制动器制动力之比值为一定值，并此前制动与汽车总制动力之比来表白分派比例，称为汽车制动器制动力分派系数：
(3—15)

图3—3 某汽车I曲线和曲线
又由于在附着条件所限定范畴内，地面制动力在数值上等于相应制动周缘力，故又可通称为制动力分派系数。
3.2 同步附着系数计算
式 (3—15) 可表达为：
(3—16)
上式在图3—3中是一条通过坐标原点且斜率为(1-)/直线，它是具备制动器制动力分派系数为汽车实际前、后制动器制动力分派线，简称线。图中线与I曲线交于B点，可求出B点处附着系数=,则称线与I曲线交点处附着系数为同步附着系数。它是汽车制动性能一种重要参数，由汽车构造参数所决定。同步附着系数计算公式是：
(3—17)
对于前、后制动器制动力为固定比值汽车，只有在附着系数等于同步附着系数路面上，前、后车轮制动器才会同步抱死。当汽车在不同值路面上制动时，也许有如下状况：
1、当<，线位于I曲线下方，制动时总是前轮先抱死。它虽是一种稳定工况，但丧失转向能力。
2、当>，线位于I曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。
3、当=，制动时汽车前、后轮同步抱死，是一种稳定工况，但也失去转向能力。
为了防止汽车前轮失去转向能力和后轮产生侧滑，但愿在制动过程中，在即将浮现车轮抱死但尚无任何车轮抱死时制动减速度，为该车也许产生最高减速度。分析表白，汽车在同步附着系数路面上制动(前、后车轮同步抱死)时，其制动减速度为，即q=，q为制动强度。而在其她附着系数路面上制动时，达到前轮或后轮即将抱死时制动强度q<，这表白只有在=路面上，地面附着条件才得到充分运用。附着条件运用状况可用附着系数运用率 (或附着力运用率)来表达，可定义为：
(3—18)
式中 为汽车总地面制动力，N；
G为汽车所受重力，N；
Q为制动强度。
当=时， q=，=1，运用率最高。
当今道路条件大为改进，汽车行驶速度也大为提高，因而汽车因制动时后轮先抱死引起后果十分严重。由于车速高，它不但会引起侧滑甩尾甚至会调头而丧失操纵稳定性。后轮先抱死状况是最不但愿发生。因而各类轿车和普通载货汽车值有增大趋势。
如何选取同步附着系数，是采用恒定先后制动力分派比汽车制动系设计中一种较重要问题。在汽车总重和质心位置已定条件下，数值就决定了先后制动力分派比。
选取与诸多因数关于。一方面，所选应使得在惯用路面上，附着系数运用率较高。详细而言，若重要是在较好路面上行驶，则选值可偏高些，反之可偏低些。从紧急制动观点出发，值宜取高些。汽车若常带挂车行驶或常在山区行驶，值宜取低些。此外，选取还与汽车操纵性、稳定性详细规定关于，与汽车载荷状况也关于。总之，选取是一种综合性问题，上述各因数对规定往往是互相矛盾。因而，不也许选一尽善尽美值，只有依照详细条件不同，而有不同侧重点。
依照设计经验，空满载同步附着系数和应在下列范畴内：轿车：0.65～0.80；轻型客车、轻型货车：0.55～0.70；大型客车及中重型货车：0.45～0.65。
如何选取同步附着系数，是采用恒定先后制动力分派比汽车制动系设计中一种较重要问题。在汽车总重和质心位置已定条件下，数值就决定了先后制动力分派比。抱负状况下，先后车轮同步抱死，先后制动器制动力计算依照所给定技术参数、公式、、。取分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时计算空载和满载制动器制动力，列表如表3-1：
表3-1 值不同步空载及满载制动力
值
空载
满载

0.1
0.54
.032
1.69
0.64
0.52
1.23
0.2
1.13
1.60
1.88
1.34
0.99
1.35
0.3
1.77
0.82
1.16
2.10
1.40
1.5
0.4
2.37
1.00
2.37
2.90
1.76
1.65
0.5
3.2
1.13
2.83
3.75
2.07
1.81
0.6
3.98
1.21
3.29
4.66
2.32
2.00
0.7
4.82
1.24
3.89
5.63
2.52
2.23
0.8
5.70
1.22
4.67
6.65
2.67
2.23
0.9
6.62
1.16
5.71
7.72
2.60
3.0
1.0
7.6
1.05
7.24
8.84
2.51