第一章制动参数选择及计算
第一节汽车参数(符号以汽车设计为准)
制动器设计中需要的重要参量:
汽车轴距:L=1370mm
车轮滚动半径:r r =295 mm
汽车满载质量:m a=4100Kg
汽车空载质量:m o=2600Kg
满载时轴荷的分配:前轴负荷39%,后轴负荷61% 空载时轴荷的分配:前轴负荷47%,后轴负荷53% 满载时质心高度:hg =745mm
空载时质心高度:hg'=850mm
质心距前轴的距离:L1 =835mm L1'=726mm 质心距后轴的距离:L2 =535mm L2'=644mm 对汽车制动性有影响的重要参数还有:制动力及其分配系数、同步附着系数、制动强度、附着系数利用率、最大制
动力矩与制动因数等。
第二节制动器的设计与计算
一制动力与制动力矩分配系数
0 水平路面满载行驶时,前、后轴的负荷计算
对于后轴驱动的移动机械和车辆,在水平路面满载行驶时前后轴的最大负荷按下式计算(g=9.8N/kg)
前轴的负荷F1=Ga(L2-ϕhg)/(L-ϕhg)=3830.8N
后轴的负荷F2=GaL1/(L-ϕhg)=36349.2N
ϕ--- 附着系数,沥青.混凝土路面,取0.6
轴荷转移系数:
前轴:m,1= F Z1/G1=0.24
后轴:m,2= F Z1/G2=1.48
1、(汽车理论108页)
水平路面满载行驶制动时,地面对前后车轮的法向反作用力(满载)
F Z1= G
L (L2+ϕ
g
h)
=4100×9.8÷1.370×(0.535+0.6×0.745)=28800.55N
F Z2=G
L  (L1-ϕ
g
h)
=4100×9.8÷1.370×(0.835-0.6×0.745)=11379.45N                式中:  G-- 汽车所受重力;
L-- 汽车轴距;
1
L--汽车质心离前轴距离;
L
2
--汽车质心离后轴距离;
g
h--汽车质心高度;
g --重力加速度;(取9.80N/kg)
汽车附着力2 (汽车理论8,22)
汽车制动时,如果不记车轮的滚动阻力矩和汽车的回转质量的惯性力矩,则任何角速度ω﹥0的车轮,其力矩平衡方程为
Mμ-F b⨯R e=0            (4-2)
式中:Mμ--制动器对车轮作用的制动力矩,即制动器的摩擦力矩,其方向与车轮旋转方向相反,N﹒m;
F b--地面作用于车轮上的制动力,即地面与轮胎之间的摩擦力,
又称地面制动力,其方向与汽车行驶方向相反,N;
R e--车轮有效半径,m
令                  F B=Mμ/R e
并称之为制动器的制动力,它是在轮胎周缘克服制动器的摩擦力矩所需的力,因此又称为制动周缘力。F B与地面制动力F b的方向相反,当车轮角速度ω﹥0时,大小亦相等,且F B仅由制动器的参数所决定,即F B取决于制动器的结构形式、尺寸,摩擦副的摩擦系数及车轮的有效半径等,并与制动踏板力即制动系的液压或气压成正比。当增大踏板力以增大Mμ时,F B和F b均随之增大,但地面制动力受附着条件的限制其值不可能大于附着力Fϕ,(汽车理论22)地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力Fϕ
F b≤ Fϕ= F Zϕ                      (4-3)
F bmax= Fϕ= F Zϕ                      (4-4)
式中:ϕ--轮胎与地面的附着系数(汽车理论22页);
F Z --地面对车轮的法向反力;
(1)前轮:
F b1≤F ϕ1=F z1ϕ=28800.55×0.6=17280.33N
F b1max =F ϕ1= F z1ϕ=28800.55×0.6=17280.33N
(20后轮:
F b2≤F ϕ2= F z2 ϕ  =11379.45×0.6=6827.67N
F b2max =F ϕ2= F z2ϕ=11379.45×0.6=6827.67N 当制动器的制动力F B 和地面制动力F b 达到附着力F ϕ值时,车轮即被抱死并在地面上滑移,此后制动力矩M μ即表现为静摩擦力矩M f ,而F B = M μ/R e 即成为与F b 相平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值,当制动力车轮角速度ω=0以后,地面制动力F b
达到附着力 F ϕ值后就不再增大,而制动器的制动力F B 由于踏板力F D 的增大使摩擦力矩M f 增大而继续上升,如图4-2所示
图4-2制动器制动力、地面制动力与踏板力的关系
3、制动器制动力分配系数(汽车理论110页)
b
B F F F ,
(1)分配系数
β=F B1/F B                                                      (4-7)
F B1/ F B2=(L2+ϕhg)/ (L2-ϕhg)              (4-8)
F B= F B1+ F B2                                                                  (4-9)
可得
β=F B1/F B= F B1/(F B1+ F B2  )=(L2+ϕhg)/( L2+ϕhg+ L1-ϕhg)=(L2+
ϕhg)/L          (4-10)
即:β=L2/L+ϕhg/L                                    (4-11)
其中 L1=835mm  L2=535mm  L=1370mm hg=745mm  取ϕ=0.6
得到
β=L2/L+ϕhg/L
=(535+0.6×745)÷1370
=0.72
(2)同步附着系数
ϕ
0=
(Lβ-L2)/ hg                          (4-12)
=(1370×0.72-535)÷745=0.61
将ϕ0=0.61代入式(4-5)得
F Z1,
= G
L
(L2+ϕ0
g
h)
=4100×9.8÷1.370×(0.535+0.61×0.745)=29328.467×0.989
=29005.85N