王志霞，班 庆

（河海大学，江苏 南京 210049）

从首款汽车问世一百多年来，汽车产业发展迅猛，人们不断在汽车研发技术方面注入智慧。刹车的性能影响着汽车的整体制动效果，提升汽车的安全驾驶性能也主要通过制动性能的提升来实现，因此，研究优化刹车结构设计，提高制造工艺水平至关重要。

1.汽车制动系统的研究现状

1.1 制动系统的基本概念

制动系统主要有三个功能：将停驶的车辆保持原地不动；保持在下坡路上行驶的汽车车速平稳；开车时能让车辆减速甚至停止。每个车辆安装的制动专用装置称为制动系统[1]。

1.2 汽车制动系统的应用现状

国外汽车工业起步较早，20世纪70年代就有人开始使用CAD/CAE辅助设计工具进行制动系统的研究。改革开放以后，我国人民的生活质量越来越好，汽车保有量也逐年猛增，人们对汽车制动系统也就越来越重视。近年来，科学技术的发展让人们过上了日新月异的生活，我国对制动器的研究也在不断地深入，并取得了一定的成果[2]。

2.盘式制动器的结构形式

2.1 定钳盘式制动器

在定钳盘式制动器的设计过程中，往往是依据车轴的不同选取不同的方向进行制作，保障车轴上固定的对应制动蹄不能随意旋转。内部结构的两个活塞也分别位于制动盘的两侧[3]。制动盘的有效半径和制动钳夹紧力成反比，而制动盘位于副车架上，副车架是底盘骨架，其承载着车厢的总质量，将车厢固定在车辆上。

2.2 浮钳盘式制动器

浮钳盘式制动器的螺栓在浮钳盘式制动器中有着导向的意义，通过支架进行螺栓与制动钳的连接，并且固定连接前悬架进行整体焊接，制动钳壳体可以沿着导向进行轴的相对移动，浮盘式制动器的两侧也分布着两个对应的内外摩擦块，从而在驾驶员踩下制动踏板的时候，内外摩擦块可以在压力的作用下压靠到制动盘的内表面。

3.制动器结构设计

3.1 设计基础

奥迪A4L的整车参数如表1所示

表1 奥迪A4L整车参数

图1 汽车静态受力图

接下来我们就对于奥迪A4L进行整车的参数分析，其中如上图所示即为汽车静态的受力分析图，并且在给出既定的轴距、负荷的情况下，可以根据相关的公式进行轴心距的距离测定。结合对应的数据分析可以得到：

空、满载两种工况均可使用式（1）来求出各自的质心位置，则空载时质心位置：

3.2 制动系统的主要参数选择及计算

普通的车制动改造是不能够匹配专用车厢的，而本文论述的汽车，需要在转载部分进行多部位的调整，质量位置也和普通车对比较高，整体影响车辆的运行稳定性，设计的时候需要计算整辆车的静态稳定特点。如果前后制动器同时抱死，路面附着系数φ等于附着系数φ0。当汽车在不同φ值的路面上制动时，可能有以下三种情况：

（1）当φ0＞φ时，前轮先抱死，失去转向能力；

（2）当φ0＜φ时，后轮先抱死，容易发生侧滑；

（3）当φ0＝φ时，前后轮同时抱死，较为稳定[5]。

3.3 制动器的结构参数与摩擦系数

汽车的制动系统中，车轮制动和液压传动两方面都和汽车的制动体系密切相关。车辆在等速行驶或者停放在坡道上的时候，车辆可能会发生翻车或者临界翻车的情况，坡度角βmax需要及时地测算和调整[6]。

4.制动驱动机构的结构形式选择与设计计算

4.1 制动器设计的一般原则

4.1.1 制动器效能

汽车的制动盘往往是以圆盘为基础的工作端面，其表面有对应的圆孔，作用在于降低重量的同时也可以有效地为实际使用增加摩擦力。

4.1.2 制动器效能恒定性

即当车辆高速行驶或在较长的斜坡上持续刹车时，车辆的制动效能起伏不大的程度[8]。

4.2 制动驱动机构的结构型式选择

简单制动整体结构将为简单可靠，后者通常用于行车制动的过程中，称为液压制动系。优点在于有着较小尺寸的轮缸，较短时间的滞后，同时可以承载较高的工作压力[10]。

4.3 制动管路的多回路系统

多回路制动管路在现在的市场上几乎随处可见。多回路制动器方兴未艾，在市场上几乎看不到多回路制动器，而且制动管路也是一款小型多回路制动器，现在如果打造多回路制动器的话，加以完善，等到技术成熟，可以获得较好的前景。

4.4 制动驱动机构的设计计算

4.4.1 制动盘上压紧力

盘式制动器的制动力矩为：

前文已经求出摩擦衬块的内半径R和外半径r，则平均半径Rm为：

代入相关参数，可求得：平均半径Rm=160mm，有效半径Re=160.83mm。

根据上文内容可知，假设该车满载，则它在预设路面附着系数的路面上抱死时，前轴所需制动力矩为：T1=FZ1φ rr=4209.6N·m，即2Tf=T1=4209.6N·m，则制动器抱死时，制动摩擦衬块所需压紧力为：

4.4.2 制动轮缸直径与工作容积

制动轮缸的直径与工作容积与制动驱动结构密切相关，这是一种运量大、运距长、输送范围广、结构简单、运行可靠的连续机械。该部分的设计通过促使长距离的皮带运输机实现运输巷道的连续大批量运输，促进矿用皮带运输设计的能耗降低，成本节省，并提升整体的生产效率。

5.结语

本文通过介绍制动器设计的一般规则，对制动器驱动结构进行详细阐述。与顶钳盘式制动器相比，本文所述的浮动的前盘式制动器有着更大的尺寸，更容易在实际使用过程中出现问题。除此之外，需要在行车制动器的使用过程中进行零件的传导，浮钳盘式制动器在汽车制动驱动机构的结构形式选择与优化设计中有着重要且明显的作用。