【正文】 意義 汽車制動系統(tǒng)是用以強(qiáng)制行駛 中的汽車減速或停車 、 使下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使以停駛的汽車在原地（包括在斜坡上）駐留不動的機(jī)構(gòu)。也只有制統(tǒng)動性能良好 、 制動系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。作為一種新型的制動部件，盤式制動器與傳統(tǒng)的鼓式制動器比較，具有散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便、制動效果穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好、高負(fù)載時耐高溫性能好等優(yōu)勢，正 越來越廣泛地應(yīng)用于轎車、客車和重型載貨車上 。但與國外相比， 我國 在盤式制動器技術(shù)方面還處在發(fā)展階段。 汽車制動器發(fā)展歷程 制動器的發(fā)展有著很悠久的歷史 ,制動裝置其實是人們發(fā)明車輪后的一種延伸。 安即用圓盤分 別與個車輪的輪毅連成一體而旋轉(zhuǎn) , 再另用個鑲有摩擦片的小圓盤 ,通過電磁鐵作用 , 使其緊貼于轉(zhuǎn)動圓盤以實現(xiàn)制動；1902 年美國人奧爾茲在紐約沿河大道上作了一次重要的制動試驗 , 所用的是抱閘帶式制動器。近年來 ,幾乎所有廠家都在其新車的后輪上都安裝了此種抱閘帶式制動器； 1902 年法國的雷諾發(fā)明鼓式制動器； 1903 年美閏人廷切爾在汽車上首次使用了空氣制動器； 1907 年英國人弗羅特提出用石棉板作制動片的設(shè)想 , 隨后 被用于解決制動產(chǎn)生的噪聲問題； 1911 年法國人別儒設(shè)計出第一個四輪制動器； 1918 年英國人洛克希德制造出了液壓制動器 , 它是利用液壓主缸和油管把壓力油傳遞到制動輪缸 ,使第一章 緒論 2 制動系壓緊制動鼓； 1921 年美國人杜森貝克才第一個在汽車的個輪子上都裝上了液壓制動器 , 組成了完整的汽車液壓制動系統(tǒng)； 1925 年可爾型汽車最早采用了能自動調(diào)節(jié)制動間隙的制動器； 1955 年英國道路研究所實驗室研制出第一個實用的防抱死制動裝置； 1973年電子式摩擦片磨損警報裝置開始使用； 1985 年通用汽車公司首先在汽車上采用電動助力制動器 , 它是 一種全液壓裝置。 近年來，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)得越來越明顯。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有 機(jī)械 式、氣動式、液壓式、氣 — 液混合式。伴隨著節(jié)能和清潔 能源 汽車 的研究開發(fā)， 汽車 動力系統(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。 隨著公路條件的改善、高速公路的興建、法規(guī)的發(fā)展和制動標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，對制動系統(tǒng)提出了許多新的課題，諸如高速制動性能、熱穩(wěn)定性、方向穩(wěn)定性、制動穩(wěn)定性、制動力匹配、可靠性、噪聲及公害控制 等。 國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀 現(xiàn)在汽車盤式制動器的研究和開發(fā)主要注重的問題是 ：提高制動器的制動效能、防止塵污 和 銹蝕、減輕重量、簡化結(jié)構(gòu)、降低成本、向電子報警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展，以及實用性更強(qiáng)與壽命更長等。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 萬臺以上； 在歐、美、日等發(fā)達(dá)國家，已把盤式制動器作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在多級別的轎車、客車、中型、重型汽車上。在裝有盤式制動器的車橋上，為了防止貨車因盤式制動器磨損引發(fā)制動失靈，德國 BPW 公司還開發(fā)了稱 為 ―E—Base—軸 (橋 )‖的一種電子報警系統(tǒng)。一旦發(fā)現(xiàn)制動摩擦片需要送維修站處理時，它可立即告知。 我國在此項目上起步較晚 ， 但 隨著我國汽車工業(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)，國外先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)入，汽車上采應(yīng)用盤式制動器配置逐步在我國形成規(guī)模。以下就盤式制動器在我國各類車型上的運(yùn)用狀況做一個簡單的分析： 在轎車、微型車、輕卡、 SUV 及皮卡方面：在從經(jīng)濟(jì)與實用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動形式，即前車輪盤式制動，后車輪鼓式制動。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。 在大型客車方面：氣壓盤式制動器產(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。 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，國產(chǎn)盤式制動器得以大行其道。 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 年元月份中國重汽卡車事業(yè)部在提升和改進(jìn)卡車底盤的過程中，在橋箱事業(yè)部配合下，將 英寸氣壓盤式制動器成功 ―嫁接 ‖到了重汽斯太爾重卡車前橋上。氣壓盤式制動器首次在斯太爾卡車前橋上的應(yīng)用，也為今后開發(fā)重汽高速卡車提供了經(jīng)驗和技術(shù)儲備。 第一章 緒論 4 制動器分類及功用 制動系統(tǒng)完成制動作用的部分是制動器。摩擦制動器可 分為盤式制動器和鼓式制動器兩大類。它由液壓控制，主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。分泵固定在制動器的底板上固定不動，制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)，分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，動作起來就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡 劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。盤式制動器沿制動盤向施力，制動軸不受彎矩，徑向尺寸小，制動性能穩(wěn)定。由于施加在制動盤兩側(cè)的液壓力相等 、方向相反，制動盤不會變形。制動盤表面摩擦?xí)a(chǎn)生熱，由于制動盤不斷轉(zhuǎn)動，并暴露在空氣中，即使在連續(xù)猛烈制動之后，盤式制動器的抗衰退性也比鼓式制 動器好。 鼓式制動器也叫蹄式制動器 ，是靠制動 蹄 在制動 盤 上壓緊來實現(xiàn)剎車的?，F(xiàn)在鼓式制動器的主流是內(nèi)張式，它的制動塊 (剎車蹄 )位于制動輪內(nèi)側(cè)，在剎車的時候制動塊向外張開，摩擦制動輪的內(nèi)側(cè)，達(dá)到剎車的目的。而由于散 熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量。另外，鼓式制動器在使用一段時間后，要定期調(diào)校剎車蹄的空隙，甚至要把整個剎車鼓拆出清理累積在內(nèi)的剎車粉。 四輪轎車在制動過程中，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%，前輪制動力要比后輪大，后輪起輔助制動作用 ， 因此轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采 用前盤后鼓 的制動方式。鼓式制動器的旋轉(zhuǎn)元件是制動鼓，固定元件是制動蹄，制動時制動蹄在促動裝置作用下向外旋轉(zhuǎn)，外表面的摩擦片壓靠到制動鼓的內(nèi)圓柱面上，對鼓產(chǎn)生制動摩擦力矩。以液壓制動輪缸作為制動蹄促動裝置的制動器稱為輪缸式制動器；以凸輪作為促動裝置的制動器稱為凸輪式制動器；用楔作為促動裝置的制動器稱為楔式制動器。 以下所示各圖為我所研究的盤式制動器內(nèi)外制動鉗體 CAD繪圖： 圖 內(nèi)制動鉗體主視圖 第一章 緒論 6 圖 外制動鉗體主視圖 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 汽車液壓制動系概述 汽車液壓制動系的概念 汽車的制動性能是汽車的主要性能之一，它是由汽車的制動系統(tǒng)來保證的。它們的基本功能是：（ 1）在汽車行駛過程中能以適當(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。 汽車液壓制動系統(tǒng)主要由供能裝置、控制裝置、驅(qū)動 裝置、制動力調(diào)節(jié)裝置和制動器組成。 驅(qū)動裝置的作用是將來自駕駛員或其它力源的力傳給前、后車輪制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。伺服制動的制動能源是人力和發(fā)動機(jī)動力并用，在正常情況下，其 輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生。在用汽油機(jī)或帶氣動全速調(diào)速器的柴油機(jī)的汽車上液壓制動系統(tǒng)中的伺服力源，是發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管中節(jié)氣門后的真空度（負(fù)壓）。由真空伺服氣室、制動主缸和控制閥組成的總成就是轎車和中小型客車的液壓制動系統(tǒng)的驅(qū)動裝置，通常稱為真空助力器。 圖 真空助力器帶總泵總成 1. 控制閥 伺服氣室 在真空助力器中，伺服氣室置于踏板與主缸之間，其控制閥直接由踏板通過推桿操縱。 制動力調(diào)節(jié)裝置的作用是調(diào)節(jié)制動力分配特性，擴(kuò)大前軸車輪先抱死的附著系數(shù)范圍值，盡可能避免后輪先抱死。轎車和中小型客車的液壓制動系統(tǒng)中的制動力調(diào)節(jié)裝置大都采用比例閥實現(xiàn)。此后，當(dāng)制動主缸及前制動管路壓力繼續(xù)增長時，后制動管路壓力仍可隨之增長，但其增長量小與前制動管路壓力，以達(dá)到調(diào)節(jié)制動力分配特性的目的。在轎車和中小型客車中的制動器結(jié)構(gòu)型式，一般前輪為盤式制動器、后輪為鼓式制動器。它們的鼓式制動器大都采用帶雙向 、單向自增力自動定心浮動支銷式或不帶自增力自動定心浮動支銷式。 圖 汽車液壓制動系統(tǒng)示意圖 4. 前車輪制動器 7. 后車輪制動器 由一系列組好的制動部件組成的液壓制動系統(tǒng)，如圖 。這就是研究汽車液壓制動系計算機(jī)輔助設(shè)計與分析軟件系統(tǒng)的目的。（ 3）確定液壓制動系統(tǒng)中零部件結(jié)構(gòu)后，可自動或半自動分析和計算各零部件的尺寸參數(shù)，設(shè)計出零部件工作圖。 接發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 11 汽車液壓制動系統(tǒng)設(shè)計分解模型 汽車液壓制動系統(tǒng)的匹配設(shè)計過程是一個不斷反饋、由粗到精的迭 代求解過程。這就決定了不可能完全由計算機(jī)輔助設(shè)計與分析系統(tǒng)自動作出決策，應(yīng)該采用交互式的設(shè)計方式，將系統(tǒng)無法決定的問題由用戶來決策，因此，需要對設(shè)計任務(wù)進(jìn)行合理分解，根據(jù)本章概述中關(guān)于制動系統(tǒng)的組成裝置及其功能的分析，對設(shè)計問題進(jìn)行問題的歸約和層次規(guī)劃，使液壓制動系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)分解為簡單的子任務(wù)。 圖 搜索液壓制動系統(tǒng)設(shè)計方案問題歸約 據(jù)設(shè)計問題的分解和歸約，可以制定設(shè)計規(guī)劃。對應(yīng)于問題歸約圖，設(shè)計規(guī)劃可看成