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本科生畢業(yè)設計(論文)文獻綜述 設計 (論文)題目 基于solidworks的汽車盤式制動器的設計 作者所在系別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 B13141 作 者 姓 名 賈傲 作 者 學 號 201322312 指導教師姓名 何濤 指導教師職稱 副教授 完 成 時 間 2017 年 3 月 20 北華航天工業(yè)學院教務處制  說 明 1．根據學?！懂厴I(yè)設計(論文)工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫畢業(yè)設計(論文)文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。 2．文獻綜述應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計(論文)工作前期內完成，由指導教師簽署意見并經所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻綜述各項內容要實事求是，文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現縮寫詞，須注出全稱。 4．學生撰寫文獻綜述，閱讀的主要參考文獻應在10篇以上（土建類專業(yè)文獻篇數可酌減），其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 5．文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計(論文)撰寫規(guī)范的要求，字數在2000字左右。文獻綜述應與開題報告同時提交。 畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述  基于SolidWorks汽車盤式制動器設計的文件綜述 摘要：隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性能良好、制動系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。本說明書首先介紹了汽車制動系統的結構、分類，并通過對盤式制動器的結構及優(yōu)缺點進行分析。最終進行結構設計并計算設計參數，提高制動性能。 關鍵詞：制動、盤式制動器、設計參數、制動性能 Abstract: With the rapid development of expressways and the increase of vehicle speed and the increasing traffic density, in order to ensure the safety of traffic, the reliability of automobile brake system is becoming more and more important. And only the brake performance is good, the brake system work reliable car, in order to give full play to its dynamic performance. This manual first introduces the structure and classification of the automobile brake system, and analyzes the structure and advantages and disadvantages of the disc brakes. The final structure design and calculation of design parameters, improve braking performance. Keyword: brake、disk brake、design parameters、braking performance 1． 課題研究的意義及目的 轎車的構設和產出涉及到許多范圍，對構設提出了更高的要求。轎車制動相關的系統是轎車行駛的重要系統，其職能的好壞對汽車的正常行駛有著重要影響。跟著轎車的速率和路面境況變化，須要高效能、長命的制動器。其效能的好壞對轎車的行駛有著巨大影響。? 轎車是當代用得最多的交通器材。轎車制動系是轎車底盤上的一個主要系統，目前，汽車所用的制動器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式制動器和盤式制動器兩大類?。? 盤式制動器被普遍使用。但由于為了提高其制動效能而必須加制動增力系統，使其造價較高，故低端車一般還是使用前盤后鼓式。汽車制動過程實際上是一個能量轉換過程，它把汽車行駛時產生的動能轉換為熱能。高速行駛的汽車如果頻繁使用制動器，制動器因摩擦會產生大量的熱量，使制動器溫度急劇升高，如果不能及時的為制動器散熱，它的效率會大大降低影響制動性能，出現所謂的制動效能熱衰退現象。它是制約汽車運動的東西，而制動器又是制動部分直接作用轎車的一個部分，因而它是汽車上最重要的安全件。? 轎車在過程中要多次進行制動，因為制動部分的好壞直接關系到安全，所以制動部分對轎車是十分重要的，改造轎車的制動效能終究是轎車設計制造機構的重要任務。 2． 盤式制動器國內外研究現狀 現在，車輛主要還是采用盤式和鼓式制動器的組合形式。雖然盤式制動器的使用經濟性現在有所提高，但是與鼓式制動器比起來還是貴得多。當然，氣壓盤式制動器的性能更優(yōu)越，內襯的使用壽命更長，維修間隔和保養(yǎng)技術也進一步提升。 目前國內多以半金屬纖維增強復合摩擦材料應用最為普遍。但一些企業(yè)和地方根據本身的特點，也在研究新型摩擦材料，比如由河北工業(yè)大學所承擔的科研項目“替代石棉制品汽車制動摩擦片的研制”中，采用當地的海泡石纖維來研制摩擦材料取得初步成功。另外，國內還有人研究采用水鎂石做摩擦材料。不同的纖維有不同的優(yōu)缺點，因此研制一種比較符合各種要求的摩擦材料也就成為人們的追求。但不管如何，未來汽車制動摩擦材料必須是環(huán)?；?、安全化、輕量化以及低成本的原則。 在中高級轎車上前后輪都已經采用了盤式制動器。不過，時下還有不少經濟型轎車采用的還不完全是盤式制動器，而是前盤后鼓式混合制動器（即前輪采用盤式制動器、后輪采用鼓式制動器），這主要是出于成本上的考慮，同時也是因為轎車在緊急制動時，負荷前移，對前輪制動的要求比較高，一般來說前輪用盤式制動器就夠了。當然，前后輪都使用盤式制動器是一種趨勢。在貨車上，盤式制動器也有被采用的，但離完全取代鼓式制動器還有相當長的一段距離。 三．汽車盤式制動器發(fā)展趨勢 現代汽車制動器的發(fā)展起源于原始的機械控制裝置，最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力，那時的汽車重量比較小，速度比較低，機械制動已經能夠滿足汽車制動的需要，但隨著汽車自身重量的增加，助力裝置對機械制動器來說越來越顯得非常重要,從而開始出現了真空助力裝置。另外，近年來則出現了一些全新的制動器結構形式，如磁粉制動器、濕式多盤制動器、電力液壓制動臂型盤式制動器、濕式盤式彈簧制動器等。 在汽車安全標準不斷強化的背景下，乘用及商用車制動系統開始向盤式制動器過渡，制動器|電磁制動器|液壓制動器同時ABS也開始由中高級乘用車向經濟型乘用車及商用車普及。此外，隨著外資系制造商向中國的生產轉移及民族系制造商研發(fā)事業(yè)取得進展，技術性更高的氣壓盤式制動器、ABS的量產體制建設也不斷向前發(fā)展制動器發(fā)展作為消費者安全系數息息相關零部件在未來汽車零部件發(fā)展的歷程中占據舉足輕重的位置。 參考文獻 [1]柳作民主編．最新國際汽車制動法規(guī)匯編[S]．中國汽車工程學會制動專業(yè)委員會全國汽車標準化技術委員會制動分會，1997? 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If the brakes fail, the result can be disastrous. Brakes are actually energy conversion devices, which convert the kinetic energy (momentum) of the vehicle into thermal energy (heat).When stepping on the brakes, the driver commands a stopping force ten times as powerful as the force that puts the car in motion. The braking system can exert thousands of pounds of pressure on each of the four brakes. Two complete independent braking systems are used on the car. They are the service brake and the parking brake. The service brake acts to slow, stop, or hold the vehicle during normal driving. They are foot-operated by the driver depressing and releasing the brake pedal. The primary purpose of the brake is to hold the vehicle stationary while it is unattended. The parking brake is mechanically operated by when a separate parking brake foot pedal or hand lever is set. The brake system is composed of the following basic components: the “master cylinder” which is located under the hood, and is directly connected to the brake pedal, converts driver foot’s mechanical pressure into hydraulic pressure. Steel “brake lines” and flexible “brake hoses” connect the master cylinder to the “slave cylinders” located at each wheel. Brake fluid, specially designed to work in extreme conditions, fills the system. “Shoes” and “pads” are pushed by the slave cylinders to contact the “drums” and “rotors” thus causing drag, which (hopefully) slows the car.The typical brake system consists of disk brakes in front and either disk or drum brakes in the rear connected by a system of tubes and hoses that link the brake at each wheel to the master cylinder (Figure). Basically, all car brakes are friction brakes. When the driver applies the brake, the control device forces brake shoes, or pads, against the rotating brake drum or disks at wheel. Friction between the shoes or pads and the drums or disks then slows or stops the wheel so that the car is braked. In most modern brake systems , there is a fluid-filled cylinder, called master cylinder, which contains two separate sections, there is a piston in each section and both pistons are connected to a brake pedal in the driver’s compartment. When the brake is pushed down, brake fluid is sent from the master cylinder to the wheels. At the wheels, the fluid pushes shoes, or pads, against revolving drums or disks. The friction between the stationary shoes, or pads, and the revolving drums or disks slows and stops them. This slows or stops the revolving wheels, which, in turn, slow or stop the car. The brake fluid reservoir is on top of the master cylinder. Most cars today have a transparent r reservoir so that you can see the level without opening the cover. The brake fluid level will drop slightly as the brake pads wear. This is a normal condition and no cause for concern. If the level drops noticeably over ashort period of time or goes down to about two thirds full, have your brakes checked as soon as possible. Keep the reservoir covered except for the amount of time you need to fill it and never leave a cam of brake fluid uncovered. Brake fluid must maintain a very high boiling point. Exposure to air will cause the fluid to absorb moisture which will lower that boiling point. The brake fluid travels from the master cylinder to the wheels through a series of steel tubes and reinforced rubber hoses. Rubber hoses are only used in places that require flexibility, such as at the front wheels, which move up and down as well as steer. The rest of the system uses non-corrosive seamless steel tubing with special fittings at all attachment points. If a steel line requires a repair, the best procedure is to replace the compete line. If this is not practical, a line can be repaired using special splice fittings that are made for brake system repair. You must never use copper tubing to repair a brake system. They are dangerous and illegal. Drum brakes, it consists of the brake drum, an expander, pull back springs, a stationary back plate, two shoes with friction linings, and anchor pins. The stationary back plate is secured to the flange of the axle housing or to the steering knuckle. The brake drum is mounted on the wheel hub. There is a clearance between the inner surface of the drum and the shoe lining. To apply brakes, the driver pushes pedal, the expander expands the shoes and presses them to the drum. Friction between the brake drum and the friction linings brakes the wheels and the vehicle stops. To release brakes, the driver release the pedal, the pull back spring retracts the shoes thus permitting free rotation of the wheels. Disk brakes, it has a metal disk instead of a drum. A flat shoe, or disk-brake pad, is located on each side of the disk. The shoes squeeze the rotatin g disk to stop the car. Fluid from the master cylinder forces the pistons to move in, toward the disk. This action pushes the friction pads tightly against the disk. The friction between the shoes and disk slows and stops it. This provides the braking action. Pistons are made of either plastic or metal. There are three general types of disk brakes. They are the floating-caliper type, the fixed-caliper type, and the sliding-caliper type. Floating-caliper and sliding-caliper disk brakes use a single piston. Fixed-caliper disk brakes have either two or four pistons. The brake system assemblies are actuated by mechanical, hydraulic or pneumatic devices. The mechanical leverage is used in the parking brakes fitted in all automobile. When the brake pedal is depressed, the rod pushes the piston of brake master cylinder which presses the fluid. The fluid flows through the pipelines to the power brake unit and then to the wheel cylinder. The fluid pressure expands the cylinder pistons thus pressing the shoes to the drum or disk. If the pedal is released, the piston returns to the initialposition, the pull back springs retract the shoes, the fluid is forced back to the master cylinder and braking ceases. The primary purpose of the parking brake is to hold the vehicle stationary while it is unattended. The parking brake is mechanically operated by the driver when a separate parking braking hand lever is set. The hand brake is normally used when the car has already stopped. A lever is pulled and the rear brakes are approached and locked in the “on” position. The car may now be left without fear of its rolling away. When the driver wants to move the car again, he must press a button before the lever can be released. The hand brake must also be able to stop the car in the event of the foot brake failing. For this reason, it is separate from the foot brake uses cable or rods instead of the hydraulic system. Anti-lock brake systems make braking safer and more convenient, Anti-lock brake systems modulate brake system hydraulic pressure to prevent the brakes from locking and the tires from skidding on slippery pavement or during a panic stop.Anti-lock brake systems have been used on aircraft for years, and some domestic car were offered with an early form of anti-lock braking in late 1990’s. Recently, several automakers have introduced more sophisticated anti-lock system. Investigations in Europe, where anti-lock brakin g systems have been available for a decade, have led one manufacture to state that the number of traffic accidents could be reduced by seven and a half percent if all cars had anti-lock brakes. So some sources predict that all cars will offer anti-lock brakes to improve the safety of the car. Anti-lock systems modulate brake application force several times per second to hold the tires at a controlled amount of slip; all systems accomplish this in basically the same way. One or more speed sensors generate alternating current signal whose frequency increases with the wheel rotational speed. An electronic control unit continuously monitors these signals and if the frequency of a signal drops too rapidly indicating that a wheel is about to lock, the control unit instructs a modulating device to reduce hydraulic pressure to the brake at the affected wheel. When sensor signals indicate the wheel is again rotating normally, the control unit allows increased hydraulic pressure to the brake. This release-apply cycle occurs several time per second to “pump” the brakes like a driver might but at a much faster rate. 制動系統是汽車中最重要的系統。 如果制動失靈，結果可能是損失慘重的。制動器實際就是能量轉換裝置，它將汽車的動能（動量）轉化成熱能（熱量）。當駕駛員踩下制動踏板，所產生的制動力是汽車運動時動力的10倍。制動系統能對四個剎車系統中的每個施加數千磅的力。 每輛汽車上使用兩個完全獨立的制動系統，即行車制動器和駐車制動器。行車制動器起到減速、停車、或保持車輛正常行駛。制動器是由司機松踩制動器踏板來控制的。駐車制動器的主要作用就是當車內無人的時候，汽車能夠保持靜止。當獨立的駐車制動器踏板或手桿被安裝時，駐車制動器就會被機械地操作。 制動系統是由下列基本的部件組成: 位于發(fā)動機罩下方，直接地被連接到制動踏板的制動主缸把駕駛員腳的機械力轉變?yōu)橐簤毫?。鋼制的制動管路和有柔性的制動軟管把制動主缸連接到每個輪子的制動卡鉗上。制動盤和襯塊是被制動輪缸推動接觸圓盤和回轉體如此引起緩慢的拖拉運動,使汽車減慢速度。 典型的制動系統布置有前后盤式，前盤后鼓式，各個車輪上的制動器通過一套管路系統連接到制動主缸上。基本上講，所有的汽車制動器都是摩擦制動器。當司機剎車時，控制裝置會迫使制動蹄或制動襯片與車輪處的旋轉的制動鼓或制動盤接觸，接觸后產生的摩擦使車輪轉動減慢或停止，這就是汽車的制動。 在最基本的制動系統中，有一個制動主缸，主缸內部為制動液，并包含兩個部分，每個部分里都有一個活塞，兩個活塞都連接駕駛室里的制動踏板。當制動踏板被踩下時，制動液會從制動主缸流入輪缸。在輪缸中，制動液推動制動蹄或制動襯片與旋轉的制動鼓或制動盤接觸。靜止的制動蹄或制動襯片與旋轉的制動鼓或制動盤之間產生摩擦力使汽車的運動逐漸減緩或停止。 制動儲液罐位于主缸的頂部。目前大多數的車都有一個容易看見的制動儲液罐，為的是不用打開蓋子就可以看得見制動液的液面。隨著制動踏板的運動制動液就會下降。正常情況下是這樣的，如果制動液在短時間內下降得很明顯或者下降了三分之二，那么就要盡快的檢查你的制動系統了。制動液必須保持很高的沸點。位于在空氣中的制動液就會吸收空氣中的潮氣引起制動液低于沸點。制動液通過一系列的管路從主缸到達各車輪。橡膠軟管只用在需要彈力的地方，比如應用在前輪。在車的行進中上下來回運動。系統的其它部分在所有的連接點上都應用了耐腐蝕性的鋼管。如果鋼管需要修理的話，最好的方法就是代替這條管路。如果這不符合實際，那么為了制動系統可以用特殊的裝置修理它。你不可以用銅管來修理制動系，它們是危險也是不正確的。 鼓式制動器包括制動鼓，一個輪缸，回拉彈簧，一個制動底版，兩個帶摩擦層的制動蹄。制動底版固定在輪軸外部的轉向節(jié)，制動鼓固定在輪轂上。制動鼓內表面與制動蹄的內層之間有空隙，要使用制動器時，司機踩下踏板，這時輪缸擴大制動片，對其施加壓力使制動蹄觸碰制動鼓。制動鼓與摩擦片之間產生摩擦，從而使汽車停止。要釋放制動器時，司機松開踏板，回拉彈簧拉回制動片，這樣車輪會自由轉動。 盤式制動器使用的是制動盤而不是鼓，在它的兩面上各有一個薄的制動片，叫盤式制動器的制動墊片。制動墊片是靠擠壓住旋轉的制動盤來停住汽車。制動主缸里流出的制動液迫使活塞向里部的金屬盤移動，這便使摩擦片緊緊地貼住制動盤。這時制動片與制動盤產生的摩擦使汽車減速、停止，出現了制動行為?；钊纸饘倩蛩芰?。盤式制動器主要有三種即：浮動卡鉗型、固定卡鉗型和滑動卡鉗型。浮動卡鉗型和滑動卡鉗型盤式制動器使用單活塞。固定卡鉗型盤式制動器既可以使用兩個活塞，也有可以使用四個活塞的。 制動系統是由機械能，液壓能或氣壓能裝置驅動的。在機械杠桿適合所有的汽車的駐車制動器中使用。當踩下制動踏板時，杠桿就會推動制動器主缸的活塞給制動液施加壓力，制動液通過油管流入輪缸。制動液的壓力施加到輪缸活塞以使制動片被壓到制動鼓或制動盤上。如果松開踏板，活塞回到原來的位置上，回拉彈簧拉回制動片，制動液返回制動主缸，這樣制動停止。 駐動制動器的主要作用是車內無人時，使汽車靜止不動。如果車內安裝的是獨立的駐車制動器，那么駐車制動器是由司機手動的控制。駐車制動器正常是當車已經停止時使用的。向后拉手閘，并把手柄卡在正確的位置上?，F在，即使離開汽車也不用害怕它會自己滑走。如果司機要再次啟車時，他必須在松開手桿之前按下按鈕。在行車制動器失靈的情況下，手閘必須能停住車。正因為這樣，手閘與腳閘分開，手閘使用的是繩索或杠桿而不是液力系統。 防抱死制動系統是使汽車制動更安全、更方便的制動裝置，它既有調節(jié)制動系統的壓力來防止車輪被完全抱死的功能，又有防止輪胎在滑的路面上行駛或緊急停車時的滑動的功能。防抱死制動系統最早應用在航空飛行器上，而且在二十世紀 90年代國內一些汽車也安裝了這種系統。近來，幾個汽車制造商引進了更為復雜的防抱死系統。歐洲使用這種系統已有幾十年的時間，通過對其的調查，一位汽車制造商坦言，如果所有的汽車都安裝上防抱死制動系統，那么交通事故的發(fā)生率會降低7.5%。同時，一些權威人士預測這種系統會提高汽車的安全性。防抱死制動系統可以在一秒鐘內多次調節(jié)制動時車輪上的受力，使車輪的滑移受到控制，而且所有的系統基本上都以相同的方式完成。每個車輪都會有一個傳感器，電子控制裝置能連續(xù)檢測來自車輪傳感器傳來的脈沖電信號，并將它們處理轉換成和輪速成正比的數值；如果其中一個傳感器的信號不斷下降，那么這就表明了相應的輪胎趨于抱死，這時電子控制裝置向該車輪的制動器發(fā)出降低壓力的指令。當信號顯示車輪轉速恢復正常時，電子控制裝置會增加制動器的液壓。這種循環(huán)像司機一樣調節(jié)制動器，但它的速度更快，達到了每秒循環(huán)數次。防抱死制動系統除了上面基本操作，還有兩個特點。首先，當制動系統的壓力上升到使輪胎抱死或即將抱死的時候，防抱死制動系統才會啟動；當制動系統在正常情況下，防抱死制動系統停止運作。其次，如果防抱死制動系統有問題時，制動器會獨立地繼續(xù)運行。但控制板上的指示燈亮起提醒司機系統出現問題。 目前歐洲汽車生產商，如：寶馬、奔馳、寶時捷等廣泛使用的是波許（Bosch）防抱死制動系統。這種系統基本組成包括車輪轉速傳感器，電子控制裝置和調節(jié)裝置。 每個有一個向電子控制裝置發(fā)出車輪轉動情況的信號的傳感器，它一般由磁感應傳感頭和齒圈組成。前面的傳感器安在輪轂上，齒圈安在輪輞上，后面的傳感器安在后部的監(jiān)測系統上，齒圈安在輪軸上。傳感器本身是纏繞電磁線圈，電磁線圈的周圍產生磁場。當齒圈的齒移動到磁場時，就會改變線圈的電流。電子控制裝置會監(jiān)測這種變化，然后判斷車輪是否即將抱死。 電子控制裝置有三個作用，即：信號的處理，編輯和安全防護。信號的處理起到轉換器的作用，它是將接受的脈沖電信號處理轉換成數值，為編輯做準備。編輯就是分析這些數值，計算出需要制動壓力。如果檢測出車輪即將抱死，電控裝置就會計算出數值向調節(jié)裝置發(fā)出指令。 當接受到電子控制裝置的指令后，液壓執(zhí)行裝置會調節(jié)制動輪缸的液壓的大小。調節(jié)裝置能保持或減小來自制動主缸的液壓，而裝置本身是不能啟用制動器的。這種裝置有三個高速率的電磁閥，兩個油液存儲器和一個帶有內外檢測閥的傳動泵。調節(jié)裝置中的電子連接器隱藏在塑料蓋下。每個電磁閥都是其獨立控制的，并作用于前輪。后部的制動輪缸受到一個電磁閥控制，并進行調節(jié)。當防抱死制動系統運行時，電子 控制裝置會使電磁閥循環(huán)運作，這樣既能收回又能釋放制動器的壓力。當壓力釋放時，它會釋放到液壓單元。前部的制動器電路有一個低壓存儲器，它在低壓下存儲油液，直到回流泵打開，油液流經制動輪缸進入制動主缸 7 指 導 教 師 評 語 外文翻譯成績： 指導教師簽字： 年 月 日 注：1. 指導教師對譯文進行評閱時應注意以下幾個方面：①翻譯的外文文獻與畢業(yè)設計（論文）的主題是否高度相關，并作為外文參考文獻列入畢業(yè)設計（論文）的參考文獻；②翻譯的外文文獻字數是否達到規(guī)定數量（3 000字以上）；③譯文語言是否準確、通順、具有參考價值。 2. 外文原文應以附件的方式置于譯文之后。