毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1．目的及意义

要使行驶中的汽车减速甚至停车，下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及让已停驶的汽车保持不动，都必须用到汽车制动功能。而汽车的制动功能是由汽车的制动系统提供的。制动系统包括了供能装置、控制装置、传动装置和制动器。其中制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，除了竞赛汽车上才装设的、通过张开活动翼板以增加空气阻力的空气动力缓速装置以外，一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转原件施加力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮和路面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。

盘式制动器是上世纪70年代欧洲逐渐在客车和卡车上使用的制动器，从20世纪90年代起得到大批量应用，目前欧洲客车几乎都配置了盘式制动器。而在国内，随着最新的GB 7258《机动车安全运行技术条件》即将出炉，相信对于客车的制动性能有了更高的要求，配置盘式制动器势在必行。相比鼓式制动器，盘式制动器的优势已经得到广泛认可。鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而盘式制动器在液力助力下制动力大，舒适性更强，性能稳定，在各种路面都有较鼓式制动器更好的制动表现。所以，对于盘式制动器的研究势在必行。

2.浮钳盘式制动器的国内外研究现状

浮钳盘式制动器是汽车制动系统中起执行作用的零部件,和其它类型制动器相比,该制动器具有制动效率高、制动性能优越等优点,因而在工程中得到了广泛应用。本论文针对浮钳盘式制动器在使用过程所出现的强度、发热、振动等问题进行深入研究,以提高其综合性能。制动器强度直接影响其使用性能,本文首先分析了制动器关键零部件制动钳和制动支架的受力状况,利用UG建立其物理模型并借助有限元软件,进行了静应力分析与校正,找出了最大应力位置。通过在强度薄弱点进行改进,使其最大应力得到了明显降低,证明所改进的结构是符合强度设计原则的。制动过程中制动盘和摩擦片摩擦接触,将动能转换为热能,导致制动盘片温度上升,降低其制动效率。论文建立了摩擦生热数学模型及有限元解分析模型,并进行了温度特性仿真。得到了制动过程中的温度分布场,比较了在不同压力,不同半径,不同厚度,不同初速度,不同结构(通风盘和实心盘)下温度分布规律,找出了对温度影响最大的因素。分析了制动片在仅有压力,仅有压力和摩擦,有压力摩擦及温度三种情况下的接触压力,获得了接触界面压力分布规律。分析了引起制动器振动的原因,建立了制动盘的有限元模型,并进行了有限元模态分析,为制动器振动控制提供了理论依据。

在国内外盘式制动器的研究中，一般侧重于摩擦过程中制动尖叫以及摩擦抖动的研究。在早期的制动尖叫机理研究中，研究人员试图采用上述某一理论解释制动尖叫现象，以确定其发生的根本原因但是越来越多的证据和分析测试结果表明，单独的机理不能够完整地解释尖叫现象。Ford公司的Chen综合考虑了制动尖叫的触发机理模态耦合激励以及噪声辐射机理，提出了制动尖叫统一理论^[6]，该理论认为:(1) 制动盘块接触表面间的瞬时结合分离过程，或者不光滑的摩擦滑动过程，会产生冲击激励；(2) 如果冲击激励较弱而模态耦合较强或者冲击激励较强而模态耦合较弱，盘式制动器都有可能产生尖叫；(3) 由于摩擦过程中瞬时动态载荷的作用，制动器模态耦合后，其振动频率振动形态都会发生变化而具有新的振动特征，该振动特征常被定义为运行条件下的变形分布征，将其称为瞬时尖叫模式；(4) 在较低频率，由于制动盘的面外模态和其它零件(如转向节钳体支架制动块甚至车轮)的模态耦合，会造成制动器尖叫；(5) 在较高频率，也存在制动盘的面外模态和其它零件模态的耦合，其中主要的是制动盘面外模态与制动块模态的耦合。

国内的泛亚汽车技术有限公司的王强^[13]等学者对于制动抖动机理认为，制动抖动从表现上可分为热抖动和冷抖动两种，从产生机理上可分为制动盘热变形引起的抖动、摩擦副特性不均匀引起的抖动和制动盘厚薄差及端面跳动超差引起的抖动。从根本上说，制动抖动是由于制动力矩波动引起的车轮制动力不均匀 ，通过悬架及转向系统的放大，反馈到方向盘和车身上，引起驾乘者可以感受到的抖动现象 制动力矩波动一方面通过悬架，主要是制动钳 转向节，再通过转向机 转向管柱传递到方向盘，从而感受到方向盘的圆周方向抖动；另一方面通过悬架传传递到车身，从而感受到车身蹿动；制动力矩变化也会反映在制动管路压力变化上，制动压力变化通过制动管路传递，反馈到制动踏板上，引起制动踏板的回弹。

而关于摩擦热的研究，摩擦力的产生机理直接决定了摩擦热的产生机理。制动开始时米摩擦制动片在制动系管路压力的作用下夹紧制动盘，使盘片界面之间产生摩擦力。如果忽略材料磨损的影响，可认为制动器吸收的制动能量全部转换为热量。研究表明，消耗在亚表层材料内的能量远远大于消耗于接触面上的能量，占摩擦热的绝大部分，且绝大部分转化为热量。因此，摩擦制动过程中的摩擦热主要产生在接触区域具有一定厚度的界面层而不是在接触表面。

3.盘式制动器概述