摘 要

本文结合宇通小学生校车整车参数进行了宇通校车制动系统的设计，先通过研究汽车制动器的功能和结构原理及各类制动器的特点，进行制动器结构型式的选择。根据大多数同类车型的选择及使用性能上的优点，本文中设计时前后轮均选用浮动钳盘式制动器。然后结合宇通校车的整车参数和行驶工况，进行制动器主要参数的选择和设计计算，并对部分参数如摩擦衬片的磨损特性和盘式制动器制动力矩进行校核。同时本文还对前后气压盘式制动系统的驻车制动提出了一种可行性方案。设计制动系统的制动驱动机构时选用的是气压并且是双回路驱动结构。主体设计完成后，利用ABAQUS软件对前轮的制动盘进行了热-构耦合分析，来观察一段制动时间后制动盘的温度和热应力状况。论文主要为了设计出的制动系统具有良好性能，有应用前景等特点。最终表明本文设计的制动系统能够符合使用要求，性能完善。

关键词：校车；制动系统；气压盘式制动器

Abstract

This paper designs the brake system for yutong bus with vehicle parameters of yutong elementary school bus. First of all, we select the brake type through the study of function and structure of automobile brake and the characteristics of all kinds of brakes. According to the selection of most similar vehicles and the advantages of using performance, the front and rear wheels in this article select the floating caliper disc brake. Then, Combining with the vehicle parameters and running condition of yutong bus, main parameters of brake are selected and calculated, this paper checks some parameters such as the wear characteristics of friction lining and brake torque of brake disc. In addition, this paper also put forward a feasible scheme for the parking brake of pneumatic disc brake system. The driving mechanism of braking system chooses the pneumatic double circuit drive structure. Finally, the heat-structure coupling analysis was conducted on the front wheel brake disc by using ABAQUS software to observe the brake disc temperature and thermal stress condition after a braking process. This paper is mainly in order to design a braking system with good performance and application. Study result shows that the design of the braking system can meet the demands of use and improve the performance.

Key Words： school bus；braking system；pneumatic disc brake

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 制动系的功能与要求 1

1.4 制动系的工作原理 2

第2章 制动器结构型式及其选择 3

2.1 制动器主流类型 3

2.2 制动器方案比较 3

2.2.1 盘式与鼓式制动器方案比较 3

2.2.2 盘式制动器各方案比较 4

2.3 驻车制动方案设计 6

第3章 制动器主要参数及其选择 7

3.1 整车基本参数 7

3.2 制动力与制动力分配系数 7

3.3 同步附着系数计算 9

3.4 制动器最大制动力矩计算 10

3.5 利用附着系数和制动效率 11

3.6 本章小结 13

第4章 制动器主要零部件设计计算 14

4.1 制动盘主要参数确定 14

4.1.1 材料和加工工艺 14

4.1.2 制动盘直径D 14

4.1.3 制动盘厚度h 14

4.2 摩擦衬块主要参数确定 14

4.2.1 摩擦衬块内半径R1和外半径R2 14

4.2.2 摩擦衬块有效半径 15

4.2.3 摩擦衬块的工作面积和磨损特性 16

4.2.4 摩擦片与制动盘间隙 18

4.3 制动器部分参数核算 18

4.3.1 制动器制动性能核算 18

4.3.2 摩擦衬块参数设计核算 19

4.4 本章小结 20

第5章 制动驱动机构设计计算 21

5.1 制动驱动机构方案确定 21

5.2 制动气室 22

5.3 贮气罐 23

5.5 本章小结 26

第6章 制动器热-结构耦合分析 27

6.1 软件简介 27

6.2 三维计算模型的简化和确定 27

6.3 边界条件及计算数据的确定 28

6.3.1 分析基本假设 28

6.3.2 材料属性 29

6.3.3 模型传热参数和摩擦系数的确定 29

6.3.4 模型实际运动参数与分析中约束和载荷 30

6.4 制动器温度场仿真结果与分析 30

6.5 制动器应力场仿真结果与分析 31

6.6 本章小结 33

第7章 总结和展望 34

参考文献 35

致谢 36

第1章 绪论

1.1 研究意义

近一些年来，校车的安全事故的频频出现极大威胁到小学生和幼儿的人身安全，也引发了社会民众的密切关注。经常出现安全事故的各种校车多是由性能一般的面包车或微型客车改造而来，这类校车往往安全性能差而且经常严重超载，这些因素都会容易使制动系统无法安全的实施制动^[1]。作为重要保障之一，制动系统一直在为汽车主动安全保驾护航，在汽车行驶、驻车时对汽车的安全有着不可替代的重要作用。所以一款性能良好，可靠性高的制动系统对于校车而言有着很重要的作用。所以本次设计将围绕宇通校车来进行制动系统的设计。

1.2 国内外研究现状