7座MPV前轮液压浮动嵌盘式制动器设计

2024年1月25日发(作者：丰田纯电动汽车价格)

Internal Combustion Engine & Parts?

11 ?7座MPV前轮液压浮动嵌盘式制动器设计Design of 7 MPV Front Wheel Hydraulic Floating Disc Brake赵连星①ZHAO Lian-xing;黄银花①HUANG Yin-hua;李迪②LI Di(①淮安信息职业技术学院汽车工程学院，淮安223003;②山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博255049)(①Department of Automobile Engineering, Huaian College of Infonnation Technology、Huaian 223003 , China;②School of Transportation and Vehicle Engineering,Shandong University^ of Technology,Zibo 255049,China)摘要：汽车制动系统是汽车各个系统中最为重要的系统。如果制动系统失灵，那么结果将是不可想象。整个制动过程实际上是把

汽车的动能通过摩擦转换为热能并挥发出去，当制动器制动时，通过液压装置产生巨大制动力来使汽车停止下来。本文主要以市场已

经上市的某款具体车辆作为参照车型，建立了制动器参数计算模型，对液压盘式制动器的进行参数化设计，最后通过CATIA软件完

成制动器各个零部件的建模，并装配成型，通过DMU运动机构分析整个制动过程，实现整个制动器的建模。Abstract:

Automobile brake system is the most important system in ever^^ automobile system. If the braking system fails then the result

will be unthinkable. The entire braking process is actually the car\'s kinetic energy is converted to heat and volatile out through friction.

When the brake brakes, hydraulic devices have a huge braking force to make the car stop. In this paper, a specific vehicle which is already

on the market is taken as a reference vehicle, a brake parameter calculation model is established, a parametric design of the hydraulic disc-

brake is carried out, and finally the components of the brake are modeled and assembled by CATIA softw-are, analysis of the entire braking

process is analyzed through the DMU movement to achieve the entire brake modeling.关键词：制动系统；液压盘式制动器；CATIA

Key

words:

brake system； floating disc brake； CATIA〇引言制动系统的性能一定要达到国家安全法规规定的范

围，在汽车研究项目中，如何高效、合理地设计出可靠的制

1.2.1制动盘直径与厚度制动盘厚度会对制动盘的使用时间有一定的影响。因

为整体质量轻量化，同时又考虑到温度的变化，制动盘厚

有的是通风

动器，并且能对社会带来一定的效益，是研究的热点之一，

度应适中最好。常见的制动盘有的是实心的，这里采用的是通风式制动盘，厚度取26mm。传统设计方法的弊端是需要反复的修改，所以最大的问题

孔道，是产品的研发阶段。近年来由软件模拟制动因素对制动系

制动盘的直径通常选轮辋直径的70-79%，轮辋直径

统的影响，通过研究建模理论以及优化方法对制动系统的

D1为16英寸所以D=75%*D1=304.8mm ( 1 )性能进行论证的思路越来越受到重视，现实中制动系统的

1.2.2前轮制动力矩设计一些参数是实时变化的，很难去检测，因此也就很难完成

确保车辆有较好的制动效能，制动力矩一定要合理确

系统的评估过程。利用软件的仿真，能克服上面遇到的问

题，通过对运动特性的仿真能够推测出实际系统的真实性

定，前、后制动力距的比值：能和可靠的参数。_b+(p0hg

1盘式制动器参数计算模型建立1.1汽车主要参数输入汽车类型：七座MPV满载质量M : 1960kg轴距 L ： 2750mm质心高度hg:700mm质心到前轴的距离a: 1250mm质心到后轴的距离b : 1500mm轴荷分配：空载（前 Ml/后 M2 ):

1069.09/890.91kg制动形式：液压浮动钳盘式车轮参数:205/55/R16轮辋直径 Dl=16*25.4=406.4mm车轮有效半径 R=( 205*0.55 )+(16*25.4/2 )=157.98mm1.2盘式制动器制动主要参数计算基金项目：淮安信息职业技术学院青年基金项目（KA170802)。

作者简介：赵连星（1987-)男，山东枣庄人，硕士研究生，研究方

向为车身数字化设计与制造。a +

tp0hg= 1.142)计算出后轮制动器的最大制动力距MM2其中q制动强度，R为车轮有效半径。在这里，

a

(p(3)q =-------------------= 0.9^ +

i.(p~(P〇)hgm2{a-qh)(pR4)所以 (5)(6)= 205241

l.S：

经过参数化模型计算求得整车参数如表1所示。2制动器的三维模型建立制动器零件设计主要是在CATIA零件设计模块中设

计，在自由曲面及创成式中辅助设计完成的，主要建模思

?

12 ?表1参数表整车参数参数计算值实际取值满载M(kg)1960轴距L(mm)2750质心高lig(mm)700前轴距a(

mm)1250后轴距b (

mm )2750前轮载荷M(kg)1069.09后轮载荷M2(kg)890.91制动减速度j=0.6g5.88轮胎参数(mm)205/55/R16轮辋直径D(mm)406.4406车轮有效半径

R(

mm)157.98制动盘直径D(

mm)304.8304制动盘厚度h(

mm)26摩擦块外径R2(mm)151内径R(mm)101摩擦块有效半径R(

mm)126摩擦衬块面积A(左右两块（mm2)14000摩擦系数f0.4路面附着系数椎1同步附着系数椎00.8分配系数茁0.75制动强度q0.9后制动力矩M(

)684671.3前制动力矩)2044091.11制动轮缸直径（mm)56.855制动初速度v1(m/s)27.8制动时间t(s)4.73单个前轮比能量耗散率e,(

W/mm2)4.29单个车轮制动器的比摩擦力f0(N/mm2)0.58路是“点-线-面-体”。作为一项正向设计在确定主要设计

尺寸后，要兼顾零件的制作过程、零件的安装位置及减少

加工尺寸等要求。CATIA提供草图设计命令，零件的二维

设计也主要是在草图中实现的，零件完成后要保证零件设

计无尖角、无强制面等。为实现对立体图形的完全控制，要

做到建模尺寸完整完全，杜绝欠约束和过约束，这样位置

信息与尺寸就能一一对应，在后期修改或更新数据时只需

重新设定参数即可。例如制动盘的建模如图1，输入制动

盘的内外径及厚度来参数建模。图1制动器建模图2为制动器模型的爆炸图，从图中可以看出各零部

件的结构形状。按照制动器各零部件的位置关系，在装配

设计中导入已经建模完成的各零部件，以钳体为母体，按内燃机与配件照制动支架一活塞一摩擦片一制动盘的顺序进行装配。在

装配过程中，首先固定母体制动钳体，使用相合约束、接触

约束及距离约束将其他零部件逐一装入到母体中实现整

个制动器的装配。图3是制动器整体装配图。图2制动器爆炸图图3制动器装配图3

DMU运动机构分析把CATIA软件中建立好的制动器模型以Product文

件的形式导入到DMU运动机构模块中。模型导入后，就

可以进行运动结合的添加，通过分析整个制动过程可知制

动支架通过“固定零件”固定不动，制动钳体带动外侧摩擦

片通过“菱形结合”，活塞带动内侧摩擦片通过“菱形结合”

相对导向销和支承销滑动。图4是盘式制动器添加所有运

动结合后运动模拟图，从图中可以看出各零部件之间的运

动关系。图4制动器运动关系图4结论本文以市场已上市目标车作为标杆车，通过CATIA

软件中的零件设计、创成式外形设计、自由曲面三个模块

完成制动器各个零部件的建模，最后通过工程制图模块完

成图纸制作，实现整个制动器的建模，并通过装配设计装

配成型，建立了制动器参数计算模型。最后通过DMU运

Internal Combustion Engine & Parts?

13 ?基于Matlab与Cruise联合仿真的插电式混合动力汽车控制策略研究杨舒乐(长春汽车工业高等专科学校，长春130000)摘要：插电式混合动力汽车可以外接电网充电，因此为提升整车经济性，应更多地使用廉价、清洁的电能。本文制定插电式混合

动力汽车基于CD-CS工作模式的控制策略，并应用Matlab与Cruise软件联合仿真，得出结果验证了该控制策略满足动力性、经济性

的要求。关键词：插电式混合动力汽车；控制策略;仿真0引言混合动力汽车有两个或多个动力源，不同动力源之间

可以通过相互配合组成多种的工作方式，应用合理的控制

策略可以实现整车能量的最优分配，相较与普通混合动力

汽车，插电式混合动力汽车(PHEV)动力电池的容量更大，

同时配备有交直流充电□，可以通过外接电网充电的方式

获取电能。因此，其整车控制策略在制定过程中更多地考

虑如何合理分配各个动力源的能量，尤其是如何尽可能多

的使用廉价的电能。1插电式混合动力汽车CD-CS模式控制策略当PHEV动力电池电量充足时，可以完全将电能作为

主要动力源，以达到零污染零能耗的目的，该模式为电量

消耗(CD)模式，电池SOC持续下降直到某一门限值时，

发动机启动并参与驱动，这样就与常规的混合动力汽车

工作模式相同，称为电量保持（CS )模式。CD模式可以尽

可能多地利用从外接电网获得的低成本电能，随着电池

SOC不断下降，当下降到门限值时整车自动进入CS模

式，发动机参与驱动并保持电池电量在一个相对稳定的

范围内。插电式混合动力汽车的控制策略相对普通混合动

力汽车要更加复杂，PHEV的CD-CS模式控制策略如图1

所示。动机构分析整个制动过程，验证了所建立的参数模型的正

确性，通过该模型可以在输入整车参数后直接得到制动器

的相关参数，构建了一个盘式制动器参数化工艺设计系

统，对提高制动器的设计工艺水平和缩短研发时间有重要

的意义。参考文献：图1

CD-CS模式控制策略电池电量的变化2基于Matlab与Criuse搭建联合仿真模型为了验证上文设计的CD-CS模式的插电式混合动力

汽车控制策略是否满足动力性及经济性要求，以及制定的

策略的合理性及准确性。本文基于Matlab/Simulink仿真平

台搭建整车控制策略模型并联合Cruise仿真软件搭建整

车模型，通过Cruise中的interface接□联合仿真，验证整

车与控制策略是否匹配良好、以及整车动力性（车速跟

随）、经济性（电耗、SOC跟随）等方面的性能是否满足应用

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