制动器计算

（1）假设地面的附着系数足够大；

（2）蹄、盘正压力的分布状态自行假设

（3）工作环境：设定为高温状态

（4）制动摩擦系数取值范围：0.25≤f≤0.55

参数确定：

1.制动盘的直径D

根据轮胎规格，此设计选择中级轿车。由设计手册得制动盘直径D通常

为轮辋直径70%~79%，总质量大于2t的汽车应取其上限。本设计选择为79%。

轮辋名义直径14in=356mm。所以制动盘直径D=356×75%=267

2.制动盘厚度h

制动盘的厚度h对制动盘质量和工作温度都有影响。为使制动盘的质量小

些，制动盘的厚度不宜过大；为减小升温，制动盘的厚度不提取的过小。

制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风需要在制动盘间铸出通风孔道。

实心通常为10~20mm，本设计选择15mm。

3.摩擦衬块内径R1、外径R2、厚度h'

摩擦衬快的外半径R2与内半径R1的比值不大于1.5。若此比值偏大，工

作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，则其磨损就会不均匀，接

触面积将减小，最终会导致制动力矩变化大。

制动盘半径R=D/2=133.5mm，所以摩擦衬块外直径R2取132mm，

R2/ R1≤1.5。所以R1≥R2/1.5=88

综合考虑，R1取90mm。

由于单位压力大和工作温度高等原因，摩擦衬块的磨损较快，因此其厚度

较大。据统计，日本轿车和轻型汽车摩擦衬块的厚度在7.5mm~16mm之

间，根据布置尺寸需要和强度要求，摩擦衬块厚度h'取12mm。

4.摩擦衬块的工作面积A

推荐根据制动摩擦衬块单位面积占有的汽车质量在 1.6kg/cm2~3.5kg/cm2

范围内选取。摩擦衬块的工作面积：

A=π×（R22- R12）×α/360°

根据所需面积，α取60°。

A=π×（1322- 902）×60/360=4879.56mm2

（1500×40%×1/2）÷（4879.56×2）=3.07kg/ cm2<3.5 kg/ cm2，符合要求

5.摩擦片与制动盘间隙

盘式制动器的间隙一般为0.1~0.3（单侧为0.05~0.15）设计中取间隙为

0.1mm。

制动器计算：

1. 制动器制动力矩计算

假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，各处的单位压力分布均匀，则制动器的制动力矩为

fNR T f 2=

f 为制动因数

制动因数的定义为在制动鼓或制动盘上的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比即摩擦系数f 。

取f =0.5

N 为单侧制动片对制动盘的压紧力

W A P N ⋅=0

W A 为活塞端面积

有汽车设计手册查得轿车压力管压力一般不超过Mpa 12~10，盘式可更高。 取Mpa P 120=

W

A D W 24π

= W D 为活塞直径 由汽车设计手册得取mm D W 58= 2

274.2640458mm A W =⨯=π

R 为制动盘半径

对于常见的扇形摩擦衬块，如果其径向尺寸不大，则取R 为平均半径

mm R 111290132=+= m N T f ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=-46.35171011174.2640125.023

2.汽车所需制动力矩计算

k k k k r j g

G M = k G 为车轮的负重

k j 为车辆制动减速度

k r 为车轮的动力半径

汽车制动过程可简化为匀减速运动，由运动学知识得

220max -=v S j k

m ax S 为最大紧急制动距离

0v 为当时制动速度

20max 6.321⎪⎭⎫ ⎝⎛=v S j k =2

6.31201621⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯=34.732s m 由于采用195/80R14轮胎，其最大使用外直径为668mm 所以k r 采用334mm 即0.334m

重力加速度采用9.82s m 334.073.348

.98.92%401500⨯⨯⨯⨯=k M m N ⋅ m N M k ⋅=95.3479

f T >k M 设计符合要求。

说明：f T >k M ，车轮抱死，在坡道停车，其摩擦力取决于轮胎与地面摩擦力，地面附着系数足够大，其摩擦系数取1。.由力学知识得，汽车使用坡道范围为小于45°。