商用车气压式盘式制动器设计

商用车气压式盘式制动器设计

摘要：汽车的制动性能指的是行驶中可以在维持行驶方向稳定的条件下及时停车以及在长距离坡道上可以使车速保持稳定的能力。汽车的制动性能是与交通安全息息相关的，超出了规定的制动距离以及在应急制动的过程中发生了侧滑现象等情况通常都是引发较为重大交通事故的直接原因，所以一辆汽车的制动性能直接影响到了汽车能否安全行驶。

关键词：商用车气压制动盘式制动器传动装置

Design of pneumatic disc brake for commercial vehicle

Abstract The braking performance refers to the ability stopping in a short distance and maintain the direction of travel stability and maintain a certain speed on the downhill path of the vehicle. The braking performance of the car is closely related to traffic safety, major traffic accidents always caused by a too long braking distance, the sideslip happened in the case of emergency braking. So whether a car has excellent braking performance is to protect the car can safely drive an important condition.

With the continuous development of highway network, the continuous improvement of vehicle speed and the rapid increase of traffic density, the importance of automobile braking system is becoming more and more prominent. Pneumatic disc brakes show great advantages in braking performance, braking reliability, basic structure, maintenance, and material saving. With the independent research and development , the introduction of foreign advanced automotive technology, pneumatic disc brake used on commercial vehicles in our country will be gradually formed a certain scale. Especially in the aspect of improving the vehicle performance, vehicle safety and driving comfort, the pneumatic disc brake will play a more important role.

Key words: commercial vehicles pneumatic brakes disc brakes transmission

第1章绪论 6

1.1制动系统概述 6

1.2国内外研究现状 6

1.2.1国外汽车气压盘式制动器的发展现状 6

1.2.2国内汽车气压盘式制动器的发展现状 7

第2章制动器总体方案分析 8

2.1主要设计要求和设计参数 8

2.1.1主要设计要求 8

2.1.2主要设计参数 8

2.2制动器形式及方案分析 9

2.2.1鼓式制动器 9

2.2.2盘式制动器 10

2.3气压制动系统 10

2.3.1分路系统 11

2.3.2双回路气压制动系统 12

第3章制动器的设计计算 13

3.1制动力与制动力分配系数 13

3.2制动盘结构参数设计 14

3.2.1制动盘直径D 14

3.2.2制动盘厚度h 14

3.2.3摩擦衬块的外半径R2、内半径R1 14

3.2.4制动衬块工作面积A 15

3.3盘式制动器的制动力计算 15

3.4衬片磨损特性的计算 16

3.5应急制动和驻车制动 16

3.5.1应急制动 16

3.5.2驻车制动 16

3.6气压制动驱动系统 17

3.6.1制动气缸 17

3.6.2储气罐 18

第4章制动盘主要零件的结构设计 18

4.1制动盘 18

4.2制动钳 19

4.3制动块和摩擦材料 19

第5章技术经济性分析 19

总结 21

致谢 22

参考文献 23

第1章绪论

1.1制动系统概述

汽车的制动性能指的是行驶中可以在维持行驶方向稳定的条件下及时停车以及在长距离坡道上可以使车速保持稳定的能力[1,7]。汽车的制动性能是与交通安全息息相关的，超出了规定的制动距离以及在应急制动的过程中发生了侧滑现象等情况通常都是引发较为重大交通事故的直接原因，所以一辆汽车的制动性能直接影响到了汽车能否安全行驶。

众所周知，使行驶的汽车停车需要一个阻力，而汽车的制动器就是产生满足要求的阻力的装置。固定元件（例如制动蹄或者制动钳）和旋转元件（例如制动鼓或者制动盘）共同组成了制动器的主要结构，在制动的时候依靠前者对后者施加的制动力降低旋转元件的旋转速度，并且由于车轮和路面附着情况的存在，使得路面对车轮产生让汽车减速的制动力[2]。

1.2国内外研究现状

从第一辆汽车问世之日起，汽车制动系统便应运而生并且在汽车安全方面起着至关重要的作用。起初，汽车的总质量较小，行驶速度较慢，较为原始的机械控制装置就足以胜任制动要求。随后，相继发展出了采用真空助力装置或者液压助力装置的制动器以适应汽车自身重量以及车速的增加。

1.2.1国外汽车气压盘式制动器的发展现状

到了上世纪八十年代中期，在欧洲地区，载货汽车就开始大批量地应用盘式制动器，到了上世纪九十年代初的时候，盘式制动器已经在重型载货汽车的制动系统中得到了广泛的应用。从全世界范围来看，在客车上的运用气压盘式制动器技术已经成为了主流，整体安装率已经高达70%以上。而在货车上应用气压盘式制动器尚且是以欧洲为主。

1.2.2国内汽车气压盘式制动器的发展现状

在我国，气压盘式制动器的生产和研发可以追溯到上世纪九十年代。与国外先进的气压盘式制动器技术水平相比较，起步较晚，技术上也有许多不足。而现在我国商用车已经具备装配气压盘式制动器的基本技术条件，自从1997年开始至今20年的时间，我国一直致力于在大客车上推广盘式制动器，目前国内自主研发制造的气压盘式制动器已经基本可以满足整车的技术要求。

2004年，国内重卡行业成功的开发了气压盘式制动器总成技术，到目前为止，包括陕西重汽、北汽福田、东风公司、一汽解放、江淮汽车和中国重汽在内的一些汽车企业都取得了气压盘式制动器这一技术在重型汽车上的突破。从部分的角度来看，未来商用车的制动系统进行配置和研究发展的重心将会是盘式制动器。但是，如今鼓式制动器依然占有着绝大多数的商用车的市场，而阻碍了盘式制动器在商用车制动系统中推广的主要因素则是成本相对较高，再加上用户的认知度比较低、市场成熟度欠缺。

由于我国交通体系快速完善，高速公路网络遍布全国各地以及高性能车辆不断地生产，汽车制动系统在汽车安全当中所占的比重日益增加。而气压盘式制动器无论是在制动性能、制动可靠性、基本结构、简便的维修保养还是节约材料方面都表现出了它特有的优势。随着自主研发和不断地引进国外先进汽车技术带动我国汽车工业整体技术水平，在将气压盘式制动器运用在商用车上必将逐步在我国成为主流，特别是在提高汽车安全性、整车性能和驾驶舒适性等方面都将发挥更加巨大的作用。随着我国机动车相关法规的推动，比如中华人民共和国国家标准GB7258-2012 《机动车运行安全技术条件》中第7.2.6条规定：“汽车（三轮汽车除外）、摩托车（边三轮摩托车除外）、挂车（总质量不大于750kg的挂车除外）的所有车轮应装备制动器；其中，所有专用校车和危险货物运输车的前轮以及车长大于9m的其他客车的前轮应装备盘式制动器[4]。”在将来的几年中，盘式制动器的应用在国内将会得到极为快速的推广，应用前景相当的广阔。

总结

本次的毕业设计所研究的是重型货车的气压盘式制动器，在研究分析了制动器的分类及其优缺点的基础上，依据制动器设计中的基本原则，围绕任务书所要求设计参数，充分地收集、阅览相关资料，并于实验室考察盘式制动器实体、采集数据，拟定了本次气压盘式制动器的设计方案。并在接下来的时间里，综合各方面的数据资料，学习参考其他类似的优秀设计思路和想法，完成了制动器参数的设计计算。最后整理资料并设计制动器整体结构，利用CAD软件完成制动器各零件以及其总成的图纸绘制工作。

通过完成本次的气压盘式制动器设计，结合平时所学，我初步的掌握了制动器设计的基本理论和方法，对汽车制动器和汽车制动系统有了更深一步的理解。此次的设计结果并算不上成功，但是对于我自己确实一次相当有价值的锻炼，至少能够发现自己的不足，明白掌握知识和能够熟练运用知识之间的差别，当然也能够看到自己所取得的进步。在今后的学习工作中，我会加强自己专业知识方面的提高，争取能够做的比现在出色。

参考文献

[1] 王望予.汽车设计[M].第四版.北京：机械工业出版社，2015：257-285

[2] 陈家瑞.汽车构造（下册）[M].第三版.北京：机械工业出版社，2014：283-371

[3] 郑兰霞，张俊海，陈艳艳.盘式制动器在现代汽车上的应用与发展分析[J].农业装备和车辆工程，2007（9）：44-48

[4] GB7258-2012，机动车运行安全技术条件[S]

[5] 李昆仑.浅谈汽车气压制动驱动机构的组成及原理[J].科教导刊，2013：60

[6] 刘维信.汽车制动性的结构分析和设计计算[M].北京：清华大学出版社，2004

[7] 余志生.汽车理论[M].第五版.北京：机械工业出版社，2009：89-129

[8] 唐亮.基于汽车气压盘式制动器的结构特点与性能研讨[J].科技经济市场，2016（4）：86

[9] 任军峰，张伟.气压盘式制动器的应用与检测[J].检测与维修，2014（9）：22-24

[10] 江浩斌.车辆检测与诊断技术[M].南京：东南大学出版社,2009:96-103

[11] V SARAVANAN,P R THYLA and S R BALAKRISHNAN.一种低成本、轻质量空心微珠–铝基复合材料在制动盘中的应用[J].印度：材料科学通报，2016（39）：299-305