【正文】 年美閏人廷切爾在汽車上首次使用了空氣制動(dòng)器； 1907 年英國(guó)人弗羅特提出用石棉板作制動(dòng)片的設(shè)想 , 隨后 被用于解決制動(dòng)產(chǎn)生的噪聲問(wèn)題； 1911 年法國(guó)人別儒設(shè)計(jì)出第一個(gè)四輪制動(dòng)器； 1918 年英國(guó)人洛克希德制造出了液壓制動(dòng)器 , 它是利用液壓主缸和油管把壓力油傳遞到制動(dòng)輪缸 ,使第一章 緒論 2 制動(dòng)系壓緊制動(dòng)鼓； 1921 年美國(guó)人杜森貝克才第一個(gè)在汽車的個(gè)輪子上都裝上了液壓制動(dòng)器 , 組成了完整的汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)； 1925 年可爾型汽車最早采用了能自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)間隙的制動(dòng)器； 1955 年英國(guó)道路研究所實(shí)驗(yàn)室研制出第一個(gè)實(shí)用的防抱死制動(dòng)裝置； 1973年電子式摩擦片磨損警報(bào)裝置開(kāi)始使用； 1985 年通用汽車公司首先在汽車上采用電動(dòng)助力制動(dòng)器 , 它是 一種全液壓裝置。 隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和高速公路的迅速延伸及地面附著條件的改善，汽車的行駛速度越來(lái)越快，對(duì)汽車行駛安全性的要求也愈來(lái)愈高，因此改善汽車的制動(dòng)性能更顯得頗為重要。 近年來(lái)，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和 汽車 行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。汽車 制動(dòng)系統(tǒng)種類 很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有 機(jī)械 式、氣動(dòng)式、液壓式、氣 — 液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來(lái)逐漸消耗車輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車輛制動(dòng)減速，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔 能源 汽車 的研究開(kāi)發(fā)， 汽車 動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動(dòng)力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。 隨著公路條件的改善、高速公路的興建、法規(guī)的發(fā)展和制動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)提出了許多新的課題，諸如高速制動(dòng)性能、熱穩(wěn)定性、方向穩(wěn)定性、制動(dòng)穩(wěn)定性、制動(dòng)力匹配、可靠性、噪聲及公害控制 等。汽車設(shè)計(jì)制造和研究部門在研究探索新的制動(dòng)系結(jié)構(gòu)型式的同時(shí)，也在不斷尋求更加快捷、高效的設(shè)計(jì)方法和手段。 國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀 現(xiàn)在汽車盤式制動(dòng)器的研究和開(kāi)發(fā)主要注重的問(wèn)題是 ：提高制動(dòng)器的制動(dòng)效能、防止塵污 和 銹蝕、減輕重量、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本、向電子報(bào)警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展，以及實(shí)用性更強(qiáng)與壽命更長(zhǎng)等。 在國(guó)外，經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的發(fā)展，生產(chǎn)氣（液）壓盤式制動(dòng)器的技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，形成了系列產(chǎn)品。例如：博世 (Bosch)公司、威伯科（ WABCO）公司、阿文美馳公司等每年的產(chǎn)量都在 20—50 萬(wàn)臺(tái)以上； 在歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，已把盤式制動(dòng)器作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在多級(jí)別的轎車、客車、中型、重型汽車上。 而且隨著科技發(fā)展，國(guó) 外 電子技術(shù)也進(jìn)入了 車輛制動(dòng)系統(tǒng) 。在裝有盤式制動(dòng)器的車橋上，為了防止貨車因盤式制動(dòng)器磨損引發(fā)制動(dòng)失靈，德國(guó) BPW 公司還開(kāi)發(fā)了稱 為 ―E—Base—軸 (橋 )‖的一種電子報(bào)警系統(tǒng)。該小盒子南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 3 它收集如輪胎氣壓，摩擦片磨損、制動(dòng)溫度等一些參數(shù)，然后傳送給駕駛員或運(yùn)輸公司，可監(jiān)視制動(dòng)摩擦片的磨損情況。一旦發(fā)現(xiàn)制動(dòng)摩擦片需要送維修站處理時(shí)，它可立即告知。以黃、紅報(bào)警燈顯示制動(dòng)摩擦片損壞程度 。 我國(guó)在此項(xiàng)目上起步較晚 ， 但 隨著我國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展 ,特別是轎車工業(yè)的發(fā)展 ,合資企業(yè)的引進(jìn)，國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)入，汽車上采應(yīng)用盤式制動(dòng)器配置逐步在我國(guó)形成規(guī)模。國(guó)內(nèi)目前真正形成規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)有武漢元豐、淅江萬(wàn)向、一汽四環(huán)等，總體上數(shù)量不多，但開(kāi)發(fā)氣壓盤式制動(dòng)器熱火朝天的局 面大有愈演愈烈的趨勢(shì)。以下就盤式制動(dòng)器在我國(guó)各類車型上的運(yùn)用狀況做一個(gè)簡(jiǎn)單的分析： 在轎車、微型車、輕卡、 SUV 及皮卡方面：在從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動(dòng)形式，即前車輪盤式制動(dòng)，后車輪鼓式制動(dòng)。因轎車在制動(dòng)過(guò)程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷 通常占汽車全部負(fù)荷的 70%－ 80%，所以前輪制動(dòng)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(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)的混合匹配方式。采用前盤后鼓式混合制動(dòng)器，這主要是出于成本上的考慮。 在大型客車方面：氣壓盤式制動(dòng)器產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性明顯，可靠性總體良好，具有創(chuàng)新性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的集成性。我國(guó)從 1997 年開(kāi)始在大客車和載重車上推廣盤式制動(dòng)器及 ABS 防抱死系統(tǒng)，因進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格太高，主要用于高端產(chǎn)品。 2021 年 7 月 1 日交通部強(qiáng)制在 7——12 米高 Ⅱ 型客車上 ―必須 ‖配備后，國(guó)產(chǎn)盤式制動(dòng)器得以大行其道。北 京公交電車公司、上海公交、武漢公交、長(zhǎng)沙公交、深圳公交、廣州公交等公司，都在使用為大客車匹配的氣壓盤式制動(dòng)器。 重型汽車方面：作為重型汽車行業(yè)應(yīng)用型新技術(shù)，氣壓盤式制動(dòng)器已經(jīng)屬于成熟產(chǎn)品，目前具有廣泛應(yīng)用的前景。 2021 年 3 月紅巖公司率先在國(guó)內(nèi)重卡行業(yè)中完成了對(duì)氣壓盤式制動(dòng)器總成的開(kāi)發(fā)。 2021 年元月份中國(guó)重汽卡車事業(yè)部在提升和改進(jìn)卡車底盤的過(guò)程中，在橋箱事業(yè)部配合下，將 英寸氣壓盤式制動(dòng)器成功 ―嫁接 ‖到了重汽斯太爾重卡車前橋上。氣壓盤式制動(dòng)器在重汽斯太爾卡車前橋上的成功 ―嫁接 ‖，解決了 令整車廠及用戶困擾已久的傳統(tǒng)鼓式制動(dòng)器制動(dòng)嘯叫、頻繁制動(dòng)時(shí)制動(dòng)蹄片易磨損、雨天制動(dòng)效能降低等一系列問(wèn)題。氣壓盤式制動(dòng)器首次在斯太爾卡車前橋上的應(yīng)用，也為今后開(kāi)發(fā)重汽高速卡車提供了經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)儲(chǔ)備。與此同時(shí)陜西重汽、北汽福田、一汽解放、東風(fēng)公司、江淮汽車等國(guó)內(nèi)大型汽車廠均完成了盤式制動(dòng)器在重型汽車方面的前期試驗(yàn)及技術(shù)貯備工作，盤式制動(dòng)器在某些方面可以說(shuō)成為未來(lái)重卡制動(dòng)系統(tǒng)匹配發(fā)展的新趨勢(shì)。 第一章 緒論 4 制動(dòng)器分類及功用 制動(dòng)系統(tǒng)完成制動(dòng)作用的部分是制動(dòng)器。目前在汽車上所有的制動(dòng)器幾乎都屬于摩擦制動(dòng)器。摩擦制動(dòng)器可 分為盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器兩大類。 盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)，制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)，分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來(lái)就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來(lái)一樣。 盤式制動(dòng)器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡 劣路況下行車，盤式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。有些盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤上還開(kāi)了許多小孔，以加速通風(fēng)散熱和提高制動(dòng)效率。盤式制動(dòng)器沿制動(dòng)盤向施力，制動(dòng)軸不受彎矩，徑向尺寸小，制動(dòng)性能穩(wěn)定。 制動(dòng)時(shí)，來(lái)自主缸的液壓力推動(dòng)制動(dòng)卡鉗內(nèi)的活塞向外移動(dòng)，活塞壓力通過(guò)摩擦襯塊或制動(dòng)蹄夾住制動(dòng)盤。由于施加在制動(dòng)盤兩側(cè)的液壓力相等 、方向相反，制動(dòng)盤不會(huì)變形。但若是制動(dòng)過(guò)猛或持續(xù)加壓，則制動(dòng)盤可能變形。制動(dòng)盤表面摩擦?xí)a(chǎn)生熱，由于制動(dòng)盤不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，并暴露在空氣中，即使在連續(xù)猛烈制動(dòng)之后，盤式制動(dòng)器的抗衰退性也比鼓式制 動(dòng)器好。因此，盤式制動(dòng)器能夠確保車輛在行駛時(shí)的制動(dòng)穩(wěn)定性。 鼓式制動(dòng)器也叫蹄式制動(dòng)器 ，是靠制動(dòng) 蹄 在制動(dòng) 盤 上壓緊來(lái)實(shí)現(xiàn)剎車的。鼓式制動(dòng)是早期設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)，其 剎車鼓 的設(shè)計(jì) 1902 年就已經(jīng)使用在馬車上了，直到 1920 年左右才開(kāi)始在汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在鼓式制動(dòng)器的主流是內(nèi)張式，它的制動(dòng)塊 (剎車蹄 )位于制動(dòng)輪內(nèi)側(cè)，在剎車的時(shí)候制動(dòng)塊向外張開(kāi)，摩擦制動(dòng)輪的內(nèi)側(cè)，達(dá)到剎車的目的。 相對(duì)于盤式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能和散熱性都要差許多，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動(dòng)力變化很大，不易于掌控。而由于散 熱性能差，在制動(dòng)過(guò)程中會(huì)聚集大量的熱量。制動(dòng)塊和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。另外，鼓式制動(dòng)器在使用一段時(shí)間后，要定期調(diào)校剎車蹄的空隙，甚至要把整個(gè)剎車鼓拆出清理累積在內(nèi)的剎車粉。當(dāng)然，鼓式制動(dòng)器也并非一無(wú)是處，它造價(jià)便宜，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。 四輪轎車在制動(dòng)過(guò)程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的 70%80%，前輪制動(dòng)力要比后輪大，后輪起輔助制動(dòng)作用 ， 因此轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采 用前盤后鼓 的制動(dòng)方式。不過(guò)對(duì)于重南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 5 型車來(lái)說(shuō)，由于車速一 般不是很高，剎車蹄的耐用程度也比 盤式制動(dòng)器 高，因此許多重型車至今仍使用四輪鼓式的設(shè)計(jì)。鼓式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件是制動(dòng)鼓，固定元件是制動(dòng)蹄，制動(dòng)時(shí)制動(dòng)蹄在促動(dòng)裝置作用下向外旋轉(zhuǎn)，外表面的摩擦片壓靠到制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面上，對(duì)鼓產(chǎn)生制動(dòng)摩擦力矩。凡對(duì)蹄端加力使蹄轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置統(tǒng)稱為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置，制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置有輪缸、凸輪和楔。以液壓制動(dòng)輪缸作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為輪缸式制動(dòng)器；以凸輪作為促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為凸輪式制動(dòng)器；用楔作為促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為楔式制動(dòng)器。 作為一種新型的制動(dòng)部件，盤式制動(dòng)器與傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器比 較，具有散熱快、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、制動(dòng)效果穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好、高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好等優(yōu)勢(shì)，正越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于轎車、客車和重型載貨車上。 以下所示各圖為我所研究的盤式制動(dòng)器內(nèi)外制動(dòng)鉗體 CAD繪圖： 圖 內(nèi)制動(dòng)鉗體主視圖 第一章 緒論 6 圖 外制動(dòng)鉗體主視圖 本文涉及相關(guān)參數(shù) （ 1） 整車最大總質(zhì)量：滿載 3800kg 空載 2750 kg （ 2） 軸距： 2650mm （ 3） 輪胎規(guī)格： 19575 R14 （ 4） 最高車速： 120km/h 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 7 （ 5） 前軸載荷：滿載 1580 kg 空載 1340 kg （ 6） 后軸載荷：滿載 2220 kg 空載 1410 kg （ 7） 整車重心高：滿載 1095 mm 空載 1010 mm （ 8） 制動(dòng)踏板比： 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 9 第二章 汽車液壓制動(dòng)系概述 汽車液壓制動(dòng)系的概念 汽車的制動(dòng)性能是汽車的主要性能之一，它是由汽車的制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)保證的。汽車的制動(dòng)系統(tǒng)包括行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、緊急制動(dòng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)。它們的基本功能是：（ 1）在汽車行駛過(guò)程中能以適當(dāng)?shù)臏p速度將汽車速度減低到所 需的車速或停止；（ 2）使汽車在下坡行駛時(shí)保持適當(dāng)?shù)能囁伲唬?3）使汽車可靠地停住，包括在上、下坡道上停住。我們所研究的內(nèi)容主要是汽車液壓制動(dòng)系計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析系統(tǒng)。 汽車液