摘 要

本文以武汉理工大学2015届FSC比赛赛车为参考对象，依据2016届比赛规则，完成2016届赛车的制动系统的设计。第一，分析制动系统总成和制动器的种类，对赛车车轮的受力情况和制动力的分配情况进行分析计算，并对制动力理想分配曲线、同步附着系数和制动效能因数进行解释说明；第二，根据赛车的基本参数得出设计制动系统所需的基本数据，计算出了制动器的基础结构参数，对制动强度和附着利用系数进行计算；第三，对制动器主要零部件结构进行分析并完成设计计算，对制动驱动机构的结构形式进行选择与设计计算，确定制动轮缸、制动主缸的尺寸；第四，对其从制动性能进行分析。

最后，绘制出本设计赛车制动器的装配图和制动钳体、制动盘等零件图，并用CATIA对其进行了三维建模。

关键词：赛车，制动系统，盘式制动器；

Abstract

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In this paper, using Wuhan Technology of University, 2015 session of the FSC Competition on the vehicle as a reference object, according to the 2016 session of the rules of the game, to complete the brake system design racing of the 2016 session. First of all, analysising the brake system and brakes category, racing wheel force, and explaining the braking force distribution of the theoretical analysis and the ideal braking force distribution curve, simultaneous attachment coefficient and braking effectiveness factor; secondly, according to the basic parameters of the car's braking system, acquiring the basic data required to calculate the parameters of the infrastructure brakes, and calculating brake strength and adhesion utilization coefficient; thirdly, analysis the main components of the brake structure, structural forms of braking and driving mechanism of selection. design the front and rear wheel cylinders, brake master cylinder size through the braking force; fourthly, analysising the braking performance.
Finally, according to the design drawing, calculating the assembly drawing of brake and part drawing of brake calipers, brake discs and others with their CATIA 3D models.

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Key word：Racing cars, Braking system, Disc brake;

目录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 制动系统基本要求 1

1.2.1 制动系统相关规定 1

1.2.2 制动测试 1

1.2.3 制动灯 2

1.3 国内外制动系统现状分析 2

1.4 论文目标及内容 2

第2章 制动系统总成分析 3

2.1 制动系统的组成 3

2.2 制动系统工作原理 4

第3章 制动系统的性能计算 6

3.1 制动时的车轮受力 6

3.1.1 地面制动力 6

3.1.2 制动器制动力 6

3.1.3 附着力 6

3.1.4 地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系 6

3.2 制动力分配 7

3.2.1 地面的法向反作用力 7

3.2.2 理想制动力分配曲线 9

3.2.3 实际制动力分配与同步附着系数 9

第4章 制动系的设计计算 11

4.1 制动系统设计内容 11

4.2 设计基础 11

4.2.1 设计基础参数 11

4.2.2 地面制动力计算 13

4.3 盘式制动器结构参数 14

4.4 制动盘上的压紧力 15

4.5 评价各项性能指标 16

4.5.1 制动力分配曲线 16

4.6 制动强度和附着系数利用率 16

第5章 制动器主要零部件及驱动机构 19

5.1 制动盘 19

5.2 制动钳 20

5.3 制动块 20

5.4 摩擦材料 21

5.5 制动器间隙的调整方法及相应机构 21

5.6 制动驱动机构 23

5.6.1 简单制动系 23

5.6.2 动力制动系 23

5.6.3 伺服制动系 23

5.7 制动管路的多回路系统 23

5.8 制动驱动机构的设计计算 24

5.8.1 制动轮缸的设计 25

5.8.2 制动主缸的设计 26

5.8.3 制动踏板力相关计算 26

5.8.4 制动主缸 27

第6章 制动性能分析 29

6.1 制动减速度 29

6.2 制动距离S 29

6.3 制动力矩的验算 30

结论 31

参考文献 32

附录 34

致谢 37

第1章 绪论

1.1 引言

中国大学生方程式赛车大赛（简称“中国FSC”）是一项由国内各院校相关专业参加的赛车比赛。按照赛事规则和标准，在一年内设计和制造出一辆小型单人座休闲赛车，能够成功完成赛事环节的比赛。

2010年第一届中国FSC由中国赛车工程学会、易车和中国二十所大学赛车院系联合举办。中国FSC秉持“中国创造擎动未来”的理想，中国FSC致力于培养和选拔国内优秀赛车人才，提高学生们的设计、制造、成本控制、商业营销、沟通与协调五方面的能力，提高学生的综合素质，为中国赛车产业的发展培养人才，促进中国从“制造大国”向“产业强国”迈进。

中国大学生方程式赛车大赛提倡自主创新，促进中国赛车工业的自主研发和科技进步，加快制造向创造的转型，推动民族品牌向世界品牌的跨越。完善中国赛车的培育人才机制，为中国赛车工业从“制造大国”向“产业强国”的战略方向迈进奠定人才基础。

1.2 制动系统基本要求

1.2.1 制动系统相关规定

制动系统必须对所有四个车轮都有作用，有单一的控制机构和两套独立的液压制动回路。如果赛车偶然出现了故障，致使其中一条回路无法工作，另一条回路必须可以正常工作^[1]。赛车的四个车轮必须能同时实现抱死。

制动踏板必须能承受2000N 的力并且制动系统和踏板不发生损坏。制动踏板的制作材料应为钢，钛或者铝合金^[4]。