【正文】 置的某些制動器件。應(yīng)急制動裝置也不是每車必備，因為普通的手力駐車制動器也可以起應(yīng)急制動的作用。 輔助制動裝置用于山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動機排氣制動或電渦流制動等輔助制動裝置，則可使汽車下長坡時長時間而持續(xù)地減低或保持穩(wěn)定車速并減輕或解除行車制動器的負荷。通常，在總質(zhì)量為 5t 以上的客車上和 12t 以上的載貨汽車上裝備這種輔助制動 — 減速裝置。 任何一套制動裝置均由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成。制動器有鼓式與盤式之分。行車制動是用腳踩下制動踏板操縱車輪制動器來制動全部車輪，而 駐車制動則多采用手制動桿操縱，且具有專門的中央制動器或利用車輪制動器進行制動。中央制動馬林丕 ： 重型貨車氣壓制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 器位于變速器之后的傳動系中，用于制動變速器第二軸或傳動軸。行車制動和駐車制動這兩套制動裝置必須具有獨立的制動驅(qū)動機構(gòu)，而且每車必備。行車制動裝置的驅(qū)動機構(gòu)，分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時還應(yīng)有制動主缸和制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應(yīng)有空氣壓縮機、氣路管道、貯氣簡、控制閥和制動氣室等。 過去，大多數(shù)汽車的駐車制動和應(yīng)急制動都使用中央制動器，其優(yōu)點是制動位于主減速器之前的變速器第二軸或傳動軸的制動力矩較小，容易滿 足操縱手力小的要求。但在用作應(yīng)急制動時，往往使傳動軸超載?，F(xiàn)代汽車由于車速提高，對應(yīng)急制動的可靠性要求更嚴，因此，在中、高級轎車和部分總質(zhì)量在 以下的載貨汽車上，多在后輪制動器上附加手操縱的機械式驅(qū)動機構(gòu)，使之兼起駐車制動和應(yīng)急制動的作用，從而取消了中央制動器。重型載貨汽車由于采用氣壓制動，故多對后輪制動器另設(shè)獨立的由氣壓控制而以強力彈簧作為制動力源的應(yīng)急兼駐車制動驅(qū)動機構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動器。但也有一些重型汽車除了采用了上述措施外，還保留了由氣壓驅(qū)動的中央制動器，以便提高制動系的可靠性 氣壓 制動系的研究現(xiàn)狀 氣壓制動系統(tǒng)是發(fā)展最早的一種動力制動系統(tǒng)。其供能裝置和傳動裝置全部是氣壓式的。其控制裝置大多數(shù)是由制動踏板機構(gòu)和制動閥等氣壓控制原件組成，也有的在踏板機構(gòu)和制動閥之間還串聯(lián)有液壓式操縱傳動裝置。氣壓制動由于可獲得較大的制動驅(qū)動力且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的連接裝置結(jié)構(gòu)簡單聯(lián)接和斷開都很方便 ,因此廣泛用于總質(zhì)量為 8t 以上尤其是 15t 以上的載貨汽車 ,越野汽車和客車上 .但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機 ,貯氣罐 ,制動閥等裝置 ,使結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,笨重 ,輪廓尺寸大 ,造價高 。管路中氣壓的產(chǎn)生 和撤除均較慢 ,作用滯后時間較長 (～ ),因此在制動閥到制動氣室和貯氣罐的距離較遠時有必要加設(shè)氣動的第二級控制元件 —— 繼動閥 (即加速閥 )以及快放閥 。管路工作壓力較低 (一般為 ～ ),因而制動氣室的直徑大 ,只能置于制動器之外 ,再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄 ,使非簧載質(zhì)量增大 。另外 ,制動氣室排氣時也有較大噪聲。汽車在行駛過程中駕駛員要經(jīng)常使用制動器，為了減輕駕駛員的工作強度，目前汽車基本上都采用了伺服制動系統(tǒng)或動力制動系統(tǒng)。載重汽車一般均采用動力制動系統(tǒng)。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （論文） 3 2 制動系的 總體 設(shè)計 制動系統(tǒng)設(shè)計要求 1） 能適應(yīng)有關(guān)標準和法規(guī)的規(guī)定。各項性能指標除滿足設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定和國家標準的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對象國家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求 。 2）具有足夠的制動效能。包括行車制動效能和駐坡制動效能。 3）工作可靠。汽車至少應(yīng)有行車制動和駐車制動兩套制動裝置且它們的制動驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)是各自獨立的。 行車制動裝置的制動驅(qū)動機構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨立的管路，當其中一套失效時，另一套應(yīng)保證汽車制動效能不低于正常值的 30%；駐車制動裝置應(yīng)采用工作可靠的機械式制動驅(qū)動機構(gòu)。 4）制動效能的水穩(wěn)定性好。 制動器摩擦表面浸水后，會因水的潤滑作用使摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動 5— 15 次，即應(yīng)恢復(fù)其制動效能。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。也應(yīng)防止泥沙、污物等進入制動器工作表面，否則會使制動效能降低并加速磨損。某些越野汽車為了防止水相泥沙侵入而采用封閉的制動器。 5）制動時的操縱穩(wěn)定性好。 即以任何速度制動，汽車都不應(yīng)當失去操縱性和方向穩(wěn)定性。為此，汽車前、后輪制動器的制動力矩應(yīng)有適當?shù)谋壤?，最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一軸上左、右車輪制動器的制動力矩應(yīng)相 同。否則當前輪抱死而側(cè)滑時，將失去操縱性；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，會失去方向穩(wěn)定性；當左、右輪的制動力矩差值超過 15％時，會發(fā)生制動時汽車跑偏。對于汽車列車，除了應(yīng)保證列車各軸有適當?shù)闹苿恿Ψ峙渫?，也?yīng)注意主、掛車之間各軸制動開始起作用的時間，特別是主、掛車之間制動開始時間的協(xié)調(diào)。 6）制動效能的熱穩(wěn)定性好。 7）制動踏板和手柄的位置和行程符合人 機工程學(xué)的要求，即操作方便性好，操縱輕便 、舒適能減少疲勞。 8）作用滯后的時間要盡可能地短。 9) 制動時不應(yīng)產(chǎn)生振動和噪聲。 10)與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運動干涉， 在車輪跳動、汽車轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動。 11）制動系中應(yīng)有音響或光信號等警報裝置，以便能及時發(fā)現(xiàn)制動驅(qū)動件的故障和功馬林丕 ： 重型貨車氣壓制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 能失效。 12）制動系的機件應(yīng)使用壽命長、制造成本低，對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求 ]1[ 。 制動系 參數(shù) 的選擇 貨車的主要參數(shù) 長 ?寬 ?高（ mm） 7990? 2465? 2958 軸 距（ mm） 4600 質(zhì)心距前軸（ mm） 3000 質(zhì)心距前軸（ mm） 1600 前 輪 距（ mm） 2022 后 輪 距（ mm） 1830 最小離地間隙（ mm） 186 整車整備質(zhì)量（ kg） 6900 最大裝載質(zhì)量（ kg） 16000 前滿載軸荷分配（ KG） 6200 后滿載軸荷分配（ KG） 11400 最 高 車 速 （ km/h） 120 質(zhì)心高度 (mm) 空載 643mm 滿載 1200mm 汽車總質(zhì)量 汽車的總質(zhì)量是指整備完好，裝備齊全并 按規(guī)定載滿客貨時的汽車質(zhì)量： a o gm m m?? =6900+9100 =16000Kg 制動力與制動力分配系數(shù) 汽車制動時，如果忽略路面對車露的滾動阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力 矩，則任一角速度 0?? 的車輪，其力矩平衡方程為： 0f B eT F r?? ???????????? （ 21） f B eT Fr? = ??? = mN? 式中 ： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （論文） 5 fT—— 制動器對車輪作用的制動力矩，即制動器的摩擦力矩，其方 向與車輪旋轉(zhuǎn)方向反力， mN? ； BF —— 地面作用于車輪上的制動力，即地面與車輪之間的摩擦力，又稱為地面制動力，其方向與汽車行駛 方向反力， N ； er —— 車輪有效半徑， m ；選為約為 。 令 ff eTF r? ???????????? （ 22） 并稱之為制動器制動力，他是在車輪周緣克服制動器摩擦力矩所需的力，因為又稱為制動周緣力。 fF 與地面制動力 BF 的方向相反，當車輪角速度 0?? 時，大小亦相等，且 fF 僅由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即 fF 取決于制動器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動踏板力即制動系的液壓或氣壓成正比。當加大踏板力以加大 fT 時，fF 和 BF 均隨之增大。但地面制動力 BF 受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力 F? 即 BF F Z? ??? 或 maxBF F Z? ??? 式中 ? —— 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z—— 地面對車輪的法向反力。 當制動器制動力 fF 和地面制動力 BF 達到附著力 F? 值時，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動力矩 fT 即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而 /f f eF T r? 即成為與 BF 相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當制動到 0?? 以后，地面制動力 BF 達到附著力 F? 值后就不在增大，而制動器制動力 fF 由于踏板力 pF 的增大使摩擦力矩 rT 增大而繼續(xù)上升。 圖 2— 1 制動力與蹋板力 FP 關(guān)系 Figure 21 Braking force and ta board strength FP relations 馬林丕 ： 重型貨車氣壓制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 直至 20 世紀 50年代，當時道路條件還不是很好，汽車行駛速度也不是很高，后輪抱死側(cè)滑的后果也不是顯得像前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力那樣嚴重，因此往往將 0? 值定的較低，即處于常附著系數(shù)范圍的中間較偏區(qū)段。但當今道路條件大為改善，汽車行駛速度也大為提高，因而汽車因制動時后輪先抱死引起的后果十分嚴重。由于車速高，它不僅會引起側(cè)滑甩尾甚至?xí){(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性。后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的。因此各類轎車和一般載貨汽車的 0? 值有增大的趨勢滿載時的同步附著系數(shù)，貨車取 0 ?? 。 當 0??? 時， 0q ?? ， 1?? ,利用率最高。 汽車減速度為： 0/du dt qg g???=?=， 即 0q ?? , q —— 制動強度 附著系數(shù)利用率 ? （或附著力利用率）來表達， ? 可定義為 BF qG? ???? 式中 BF —— 汽車總的地面制動力； G —— 汽車所受重力； q —— 制動強度； 根據(jù)汽車制動時的整車受力分析，考慮到制動時的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對前、后軸車輪的法向反力 1Z ， 2Z 為： 74 991) ( 000)( 21 ???????? dtdughL g ????????? （ 23） 81808) ( )( 12 ???????? dtdughLLG g???????? （ 24） 式中： G—— 汽車所受重 力 L—— 汽車軸距 L1—— 汽車質(zhì)心離前軸距離 L2 —— 汽車質(zhì)心離后軸距離 gh —— 汽車質(zhì)心高度 g—— 重力加速度 dtdu —— 汽車制動減速度 m/s2 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （論文） 7 汽車總的地面制動力為： 21 ??????? GqdtdugGFFF BBB 式中 1BF —— 前軸車輪的地面制動力 2BF —— 后軸車輪的地面制動力 由上面兩式可求得前后軸車輪附著力為： 44 99 )( 00 0)()( 221?????????? ??? ggB qhLLGLhFLLGF 49 )( 000)()( 112 ?????????? ??? ggB qhLLGLhFLLGF 上式表明：汽車在附著系數(shù) ? 為任一確定值的路面上制動時，各軸附著力即極限制動力并非為常數(shù)，而是制動強度 q 或總制動力 F? 的函數(shù)。當汽車各車輪制動器的制動力足夠時，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動器制動力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動過程可能出現(xiàn)的情況有三種，即： 1）前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； 2）后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； 3）前、