轿车前制动器的设计
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【摘要】在选定汽车前盘式制动器后，根据汽车前动力输出与结构进行了制动器的结构与数据的反复选择与演算。在设计计算部分，对于选择的结构参数进行了，对制动力和制动效能实际的演算与合理性选择，计算了制动总成的主要参数，盘式制动器相关零件。在选择材料时充分考虑到材料的经济性以及环保性能。
【关键词】前盘式制动器；制动效能
一、制动器的结构形式及选择
制动的实现：在制动器制动时，首先驾驶着通过制动踏板给一个制动信号，制动信号通过机械与液压装置传导，钳体在油路系统的作用下，以制动平面为基准，制动活塞在制动液压力的作用下移动，推动制动摩擦块与制动盘接触，制动摩擦块把汽车行驶的动能转化为热能，外侧钳体在方向作用力的推动下也与制动盘接触，从而两侧的制动摩擦块夹紧制动盘，在摩擦力的作用下达到制动效果。
制动的解除：在汽车需要解除制动时，从摩擦块紧夹制动盘的状态中回复，理想到达制动系统回复到厨师位置。其中一部分，在汽车制动时形成一个回复的反向弹力，当受力解除时，制动材料间因变形所产生的恢复力使制动系统回复，这既是制动间之间的变形弹力的效果。另一种可以提供制动回复效果的因素，是在液压系统中存在的密封活塞与密封圈促使制动部件回位，还有因为在汽车旋转轴与制动盘工作状态的细微角度因素，端面全跳动值不等于零，制动盘的一部分区域与制动摩擦块想接触，对制动钳体施加一个力，从而使制动恢复，达到制动解除的效果。
二、设计基本参数
汽车整车基本参数计算：
技术参数：
装备质量120kg（G1=650K；G2=470K）
满载质量1560Kg（G1=820K；G2=740K）
最高车速190Km/h
发动机动力：最大功率105KW/5200rpm；最大转矩189NM/4400rpm
质心高度空载时436mm；满载时498mm
轴距2368mm
轮胎195/65R14，R14换算过来为14*25.4=355.6mm，扁平率为60%
车轮滚动半径为 r=（355.6+2×195×65%）/2=304.55mm
空满载时质心到前轴距离'1L，1L；空满载时质心到后轴距离'2L，2L
空载时 L'1=1374mm，L'2=994mm
满载时 L1=1245mm，L2=1123mm
三、浮钳式制动器主要零件选取
（一）制动盘形状选择加工要求
在汽车制动器的设计中，制动盘的设计尤为重要，制动盘分为多种有片式盘、通风盘、打孔盘等。形状也有不同分为平板型制动盘与礼帽型制动盘。由于设计的是汽车前盘式制动器，所以经过合理性与适用考虑选用礼帽型。在汽车制动时由于摩擦作用会产生大量热量，影响制动效能，为改善制动效果适用通风式制动盘，在考虑制动盘厚度时，本着轻量化的汽车设计的目标与加工精度的考虑，对于汽车制动盘的加工要求如下：平面度≤0.01mm，表面粗糙度值≤0.06mm，两摩擦表面的不平行度≤0.01mm，制动盘的端面圆跳动≤0.03。
（二）动盘直径D
汽车制动器盘式直径选取时，为了使制动效能的增加，制动夹紧力增加，可以考虑到直径D的大小大些，在制动盘直径大使对于制动温度也有一定控制作用，但是在考虑到汽车轻量化与制造陈本的要求制动盘又不能过大所以通常选取轮辋直径的70%～79%，取75%。
由于轮胎规格为195/65R14，所以轮辋直径为14英寸，即355.6mm，故制动盘直径 D=355.6×75%mm=266.7mm，取260mm。
（三）制动盘厚度h
在汽车制动时会摩擦生热，为了加快热量的耗散所以在选择制动盘厚度时不要过低，又因为对于汽车重量与经济性考虑制动盘又不易过大，经考虑通风盘的特点，留有出风通道。在通风盘要求较大的同时有要求较小，综合考虑取20mm。
（四）摩擦衬块外半径R2内半径R1
摩擦块是直接作用于汽车制动盘的部件与汽车能量转化的前端因子，所以在选择摩擦块时应考虑到磨损、接触面积等因素，在汽车制动过程中摩擦块外边缘与内边缘有你一定的相于制动盘的速度差。综合考虑各个选择因素摩擦衬块外半径R2与内半径 R1的比值≤1.5。
四、浮钳式制动器主要零件选取
（一）制动盘
制动盘的设计涉及多面因素，形状也有不同分为平板型制动盘与礼帽型制动盘。由于设计的是汽车前盘式制动器，所以经过合理性与适用考虑选用礼帽型。在汽车制动时由于摩擦作用会产生大量热量，影响制动效能，为改善制动效果适用通风式制动盘，在考虑制动盘厚度时，本着轻量化的汽车设计的目标与加工精度的考虑，对于汽车制动盘的加工要求如下：平面度≤0.01mm，表面粗糙度值≤0.06mm，两摩擦表面的不平行度≤0.01mm，制动盘的端面圆跳动≤0.03。
（二）制动钳
在块速制动中，制动钳体是力输出的最主要部件，会承受一定制动反作用力，所以对于钳体的强度与刚度有一定要求。制动钳体需要与液压系统相连，需要作出制动液压空腔。在液压制动时由于力较大产生一定热量，所以要求在制动钳体开出进油与放气孔，考虑到工作的平顺耐腐蚀性要求会在活塞表面进行镀铬处理。
（三）制动块
制动器之中制动背板是附着在制动摩擦衬块上，在压镶嵌的作用下背板和摩擦衬块连接很紧密，制动衬块为一定角度的圆的一部分。制动块总成的磨损性，对于更换时间也应设置报警装置，提醒磨损达到极限。便于更换制动块。
（四）摩擦材料
汽车制动器是汽车上最常使用的部件之一，对于器材料的稳定性要求较高，满足其摩擦性能，与抗热变形性都要有很好的要求，要求汽车制动器在温度升高后也要制动效果良好。制动器的摩擦特性与材料损耗特性，现在生产汽车不仅要考虑到机械效能与经济成本，其中对于环境的影响也要考虑到，在保证摩擦块摩擦系数的同时，使用对于环境和人污染少的材料，可以选用粉末冶金材。
五、结论
本设计本着客观结合实际对于汽车制动器的形式与各项数据进行了计算分析。本设计首先根据汽车的基本参数进行了汽车制动性能的计算，然后根据实际情况与设计要求对于制动器进行了选型，对制动器的各个零件进行了初选与确定，使的所选的各个参数与给定的汽车数据相互适配。
参考文献：
[1]唐平.轿车制动系统的设计与优化.华大学，2012
[2]王亮.汽车液压盘式制动器设计研究.科技经济市场，2009