福特福克斯乘用车盘式制动器的设计和优化(附件)【字数：9526】
摘 要本次的研究内容是对汽车盘式制动器的设计和优化。首先，要了解论文的设计要求，并选择福特福克斯的基本参数来进行盘式制动器的初步设计。例如，相关主要零件的设计，工作间隙的调整，磨损损耗特性的计算等。由于盘式制动器具有许多优点，因此广泛应用于汽车制动系统中。为了保证汽车的安全性，必须提高制动效率和制动效能。本文将在必要的性能指标和约束条件下优化制动器的设计。设计了一种高性能盘式制动器，建立了盘式制动器优化设计的数学模型。利用MATLAB对数据进行优化，得到合理的尺寸。 6
目 录
Abstract 5
第一章 绪论 4
1.1 研究背景 3
1.2 盘式制动器的国内外发展现状 3
1.3 制动器的作用 3
1.4 制动器的种类 2
1.5 制动器的组成 6
1.6 福特福克斯的数据参数 5
第二章 制动方案的选择 4
2.1 盘式制动器的种类 3
2.2 盘式制动器的优缺点分析 2
2.3 盘式制动器的选择 6
第三章 盘式制动器的设计 5
3.1 盘式制动器主要零部件的设计 4
3.2 盘式制动器工作间隙的调整 3
3.3 摩擦片磨损特性计算 2
3.4 主要零件的工程图纸 2
第四章 盘式制动器的优化设计 6
4.1 概述 5
4.2 建立优化设计的数学化模型 4
4.2.1 选取变量 3
4.2.2 确立目标函数 2
4.2.3 确立约束条件 6
4.3 选用合适的算法 6
4.4 优化结果比较 5
结论 4
致谢 4
参考文献 3
第一章 绪论
1.1研究背景
在汽车的整体结构中，制动系统是保证行车安全极其重要的一个组成部分，因为制动系统既可以使行驶中的汽车减速，又要保证驻车时汽车在原地停留不得移动。由此可见，汽车的制动系统对于汽车的行驶安全、驻车安全和运输经济效益有十分重要的作用。随着高速公路的迅速发展和车 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
速的提高以及车流密度的日益增大，汽车制动系的工作可靠性日益重要。因此，许多制动法规对制动系提出了许多详细而具体的要求。所以本设计具有一定的实际应用意义。?
在国内外的盘式制动器研究中，早期侧重于试验研究其摩擦特性，随着用户对其制动性能和使用寿命要求的不断提高，有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行,如摩擦机理的研究、制动噪声的分析，这些都为盘式制动器结构的改进和优化提供了理论依据，另外现代汽车盘式制动器的研究和开发应注重的问题主要是,提高制动器的制动效能、防止尘污和锈蚀,减轻重量、简化结构、降低成本,电子报警和智能化系统的发展,实用性更强与寿命更长。
1.2盘式制动器的国内外发展现状
向友等提出制动力矩与制动温升是汽车盘式制动器设计中两个重要参数，对汽车制动器的安全性有着重大影响。文中针对汽车盘式制动器的设计建立了以制动力矩最大和制动温升最小为目标的优化数学模型，调用 M A TLA B 优化工具箱中 的遗传算法求解，取得了良好的优化效果[5]。
严亮以盘式制动器作为研究对象，对其匹配设计在对于车辆性能进行制动器特点整体性研究后，根据制动器相关理论内容，选择对于车辆整体性能影响最大的参数对比，最后确定制动器类型。制动器选择最佳的情况是车辆制动性能和预期完全一致[7]。
向友汽车盘式制动器庞大的市场需求严重压缩了汽车盘式制动器的设计时间，汽车盘式制动器的优化设计引入遗传算法能很好地解决设计时间问题。制动力矩最大是汽车盘式制动器安全性的重要保证，同时根据工程经验，汽车盘式制动器的温升对汽车盘式制动器的寿命起决定性作用，因此选用这 2 个参数作用优化设计目标[9]。
冯衍辉提出盘式制动器的工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素。为提高制动系统的性能，采用优化设计建模、遗传学算法以制动减速度、制动力矩为优化目标进行优化设计[10]。
刘静等提出传统的制动盘温度场研究基于制动过程中制动压力和摩擦系数变化的变化规律，本文试图使用考虑车轮系统平衡的更详细模型来模拟制动盘的时变热通量。 制定一个合理的有限责任制动盘，并确定一个特定的制动周期。 已经对通风制动盘的温度场进行了灵敏度分析。随后针对盘结构的多目标设计优化不足，以防止由于次级温度场引起的过度磨损的目标。最后进行了制动盘温度场的台架试验，试验结果与模拟结果一致[11] 。
1.3制动器的作用
汽车的制动系分为两种情况，一种是当车子在斜坡上不动，要停在哪里，所以就需要制动器来使汽车保持停止的状态，第二种是当汽车速度非常快或者说你要下坡了，这时候需要让汽车速度减下来甚至是停在路边，这时候也是需要用到制动器。制动器是作用在车轮上的，他的发力方向是与车轮发力方向相反，由此可以是汽车减速。平常要是想让汽车开的更快，就要考虑如何减少滚动阻力，上坡阻力，还有空气阻力，与之对应，这些力也可以对汽车有制动作用。但是这些力又是看不见摸不着，大小是捉摸不定的，因此未来为了能使驾驶员在面对各种路况或者说一些特殊的紧急情况的时候，能让汽车减速甚至说是停下来，所以要在汽车上装上这一系列专门装置即为汽车制动系统，其会对汽车进行强制制动。影响汽车行驶安全性还有停靠安全性的因素有很多，直接影响的就是汽车的制动系。现在随着国家人口的急剧增长还有人民都开始奔向小康，汽车的数量呈急剧上升的姿态，由此防止道路堵塞现在的高速啊高架什么的也越来越多了，带来的还有就是车速的提高。为了防止交通事故的频繁发生，保证人民的生命安全，好的制动器是必不可少的。也只有让人民放心的车，制动性能好的车，人们才敢大胆的发挥其动力，才敢购买车。
目 录
Abstract 5
第一章 绪论 4
1.1 研究背景 3
1.2 盘式制动器的国内外发展现状 3
1.3 制动器的作用 3
1.4 制动器的种类 2
1.5 制动器的组成 6
1.6 福特福克斯的数据参数 5
第二章 制动方案的选择 4
2.1 盘式制动器的种类 3
2.2 盘式制动器的优缺点分析 2
2.3 盘式制动器的选择 6
第三章 盘式制动器的设计 5
3.1 盘式制动器主要零部件的设计 4
3.2 盘式制动器工作间隙的调整 3
3.3 摩擦片磨损特性计算 2
3.4 主要零件的工程图纸 2
第四章 盘式制动器的优化设计 6
4.1 概述 5
4.2 建立优化设计的数学化模型 4
4.2.1 选取变量 3
4.2.2 确立目标函数 2
4.2.3 确立约束条件 6
4.3 选用合适的算法 6
4.4 优化结果比较 5
结论 4
致谢 4
参考文献 3
第一章 绪论
1.1研究背景
在汽车的整体结构中，制动系统是保证行车安全极其重要的一个组成部分，因为制动系统既可以使行驶中的汽车减速，又要保证驻车时汽车在原地停留不得移动。由此可见，汽车的制动系统对于汽车的行驶安全、驻车安全和运输经济效益有十分重要的作用。随着高速公路的迅速发展和车 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
速的提高以及车流密度的日益增大，汽车制动系的工作可靠性日益重要。因此，许多制动法规对制动系提出了许多详细而具体的要求。所以本设计具有一定的实际应用意义。?
在国内外的盘式制动器研究中，早期侧重于试验研究其摩擦特性，随着用户对其制动性能和使用寿命要求的不断提高，有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行,如摩擦机理的研究、制动噪声的分析，这些都为盘式制动器结构的改进和优化提供了理论依据，另外现代汽车盘式制动器的研究和开发应注重的问题主要是,提高制动器的制动效能、防止尘污和锈蚀,减轻重量、简化结构、降低成本,电子报警和智能化系统的发展,实用性更强与寿命更长。
1.2盘式制动器的国内外发展现状
向友等提出制动力矩与制动温升是汽车盘式制动器设计中两个重要参数，对汽车制动器的安全性有着重大影响。文中针对汽车盘式制动器的设计建立了以制动力矩最大和制动温升最小为目标的优化数学模型，调用 M A TLA B 优化工具箱中 的遗传算法求解，取得了良好的优化效果[5]。
严亮以盘式制动器作为研究对象，对其匹配设计在对于车辆性能进行制动器特点整体性研究后，根据制动器相关理论内容，选择对于车辆整体性能影响最大的参数对比，最后确定制动器类型。制动器选择最佳的情况是车辆制动性能和预期完全一致[7]。
向友汽车盘式制动器庞大的市场需求严重压缩了汽车盘式制动器的设计时间，汽车盘式制动器的优化设计引入遗传算法能很好地解决设计时间问题。制动力矩最大是汽车盘式制动器安全性的重要保证，同时根据工程经验，汽车盘式制动器的温升对汽车盘式制动器的寿命起决定性作用，因此选用这 2 个参数作用优化设计目标[9]。
冯衍辉提出盘式制动器的工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素。为提高制动系统的性能，采用优化设计建模、遗传学算法以制动减速度、制动力矩为优化目标进行优化设计[10]。
刘静等提出传统的制动盘温度场研究基于制动过程中制动压力和摩擦系数变化的变化规律，本文试图使用考虑车轮系统平衡的更详细模型来模拟制动盘的时变热通量。 制定一个合理的有限责任制动盘，并确定一个特定的制动周期。 已经对通风制动盘的温度场进行了灵敏度分析。随后针对盘结构的多目标设计优化不足，以防止由于次级温度场引起的过度磨损的目标。最后进行了制动盘温度场的台架试验，试验结果与模拟结果一致[11] 。
1.3制动器的作用
汽车的制动系分为两种情况，一种是当车子在斜坡上不动，要停在哪里，所以就需要制动器来使汽车保持停止的状态，第二种是当汽车速度非常快或者说你要下坡了，这时候需要让汽车速度减下来甚至是停在路边，这时候也是需要用到制动器。制动器是作用在车轮上的，他的发力方向是与车轮发力方向相反，由此可以是汽车减速。平常要是想让汽车开的更快，就要考虑如何减少滚动阻力，上坡阻力，还有空气阻力，与之对应，这些力也可以对汽车有制动作用。但是这些力又是看不见摸不着，大小是捉摸不定的，因此未来为了能使驾驶员在面对各种路况或者说一些特殊的紧急情况的时候，能让汽车减速甚至说是停下来，所以要在汽车上装上这一系列专门装置即为汽车制动系统，其会对汽车进行强制制动。影响汽车行驶安全性还有停靠安全性的因素有很多，直接影响的就是汽车的制动系。现在随着国家人口的急剧增长还有人民都开始奔向小康，汽车的数量呈急剧上升的姿态，由此防止道路堵塞现在的高速啊高架什么的也越来越多了，带来的还有就是车速的提高。为了防止交通事故的频繁发生，保证人民的生命安全，好的制动器是必不可少的。也只有让人民放心的车，制动性能好的车，人们才敢大胆的发挥其动力，才敢购买车。
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