【文章內(nèi)容簡介】 14 2111fffff FF FFF ???? （ ） 在附著條件限定范圍內(nèi)，地面制 動力 等于相應的制動周緣力，故 ? 通常稱為制動力分配系數(shù)。 在 7250 型轎車設計過程中： 由式（ ） NZFF Bf 8908111 ??? ? ； NZFF Bf 4124222 ??? ? 。 2111 ????fffff FF FFF? 同步附著系數(shù) 由式 ()可表達為 ????112ffFF () 在圖 中一條通過坐標原點而且 斜率 是 (1? )/? 的直線，這 就是汽車實際前、后制動器制動力分配線， 也就是 ? 線。圖中 ? 線與 I 曲線交于 B 點， B 點處的附著系數(shù) ? = 0? ,此時 0? 為 該汽車的 同步附著系數(shù) 。 汽車的同步附著系數(shù)是 車輛 制動性能的一個 主要參考數(shù)據(jù) ，由車輛 結(jié)構(gòu)參數(shù)所決 定。不受 道路條件控制的，這 在 汽車出廠時就已經(jīng)確定 無法隨意更改 。 同步附著系數(shù)的 設計 公式是：ghLL 20 ?? ?? 。 求出本設計中汽車的 ?? 對于前、后制動器制動力為某一個確定數(shù)值 的汽車，只有當行駛在 附著系數(shù) ? 等于同步附著系數(shù) 0? 的路面上，前、后車輪制動器才會同時抱死。當汽車在不同 ?值的路面上 剎車 時，就會 有 如 下情況 發(fā)生 ： (1)當 ? 0? ， ? 線位于 I 曲線下方， 當汽車剎車 時總是前輪先抱死。這是穩(wěn)定工況，不過汽車將會 喪失轉(zhuǎn)向能力。 (2)當 ? 0? ， ? 線位于 I 曲線上方， 汽車剎車 時基本上是后輪先拖滑 ，容易 出現(xiàn) 后軸側(cè)滑失去方向穩(wěn)定性 是一種十分危險的工況 。 15 (3)當 0??? ，制動時汽車前、后輪同時抱死，是穩(wěn)定工況，當然 也 將會喪失 轉(zhuǎn)向能力。 為了 預防 汽車的前輪 喪失 轉(zhuǎn)向能力 與 后輪 抱死 側(cè)滑， 我們設計過程中盡量保證在車輛 剎車 時， 即 剛剛要出現(xiàn)車輪抱死但還不存在 任何車輪抱死時的 汽車制動減速度， 這也就是這 車 有 可能產(chǎn)生的最高 制動 減速度。 實驗證明 ，汽車在同步附著系數(shù) 0? 的路面上 行駛并剎車 (前、后車輪同時抱死 )前提下 ，其制動減速度為g g*qdu 0???dt ，即 ?q 0? ， q 為制動強度。當行駛在 非同步 附著系數(shù) ? 的路面 上 ，滿足 前輪或后輪即將抱死時的制動強度 q? ，這 可以很好地證明唯有 在? = 0? 的路面上，地面的附著條件才得到完美的體現(xiàn) 。附著條件的利用情況用 附著系數(shù)利用率 (附著力利用率 )? 表示： ??? qGFB ?? () 式中： BF —— 汽車總的地面制動力； G—— 汽車所受重力； q —— 制動強度。 由 q=， ? =； 算得 ?? 當 ? = 0? 時， q = 0? ， ? =1,利用率最高。 50 年代，當時道路條件 一般 ，汽車行駛速度 較低 ，后輪抱死側(cè)滑的 所造成的 后果也不 是十分明顯，而前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力造成損害卻嚴重，所以常 將 0?值 設定 得較低，即處于中間偏低區(qū)段。 如今道路條件改善，行駛速度大幅提高，故汽車因 后輪先抱死 拖滑 引起的后果十分嚴重。 因此 小型車 和 載貨 車的 0? 值 如今都有不斷 提升的變化 。 怎樣選取 同步附著系數(shù) 0? ，是 測定 前后制動力分配比 汽車 在 制動系設計 過程中需要考慮的重要問題。在汽車總質(zhì)量和質(zhì)心位置確定的前提 下， 0? 值就決16 定了前后制動力的分配比。 現(xiàn)代汽車多裝有 相應的 調(diào)節(jié) 機構(gòu) ， 依據(jù) 制動強度、載荷等指標進行 前、后制動 器制動力的比的調(diào)節(jié) ， 這樣可以實現(xiàn)與 理想制動力分配曲線 盡可能滿足重合 。 為保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性 與 附著系數(shù) 可以 在較高的 利用率 范圍 ， the United Nations Economic Commission for Europe (ECE)規(guī)定 無論在什么 載荷情況下，轎車在 ≤ q≤ ，其他汽車在 ≤ q≤ 的范圍內(nèi)， 前輪均能提前 抱死；在車輪尚未抱死的情況下，在 ≤ ? ≤ 的范圍內(nèi)，必須滿足 0 .2 ) 0 .8 5 (+0 .1≥q ?。由式（ 13）可知 q=，滿足。 制動強度和附著系數(shù)利用率 對于前面提及的 制動強度 q 和附著系數(shù)利用率 ? 的 介紹 。 現(xiàn)在考慮 當 ? = 0? 、? 0? 和 ? 0? 時的 q 和 ? 的變化于什么有關(guān) 。 根據(jù)所定的同步附著系數(shù) 0? ，由式（ ）及式（ ）得 L hL g02 ?? ?? L hL g011 ?? ??? （ ）進而求得 qhLLGGqFFgBB )( 021 ??? ???? （ ） qhLLGGqFFgBB )()1()1( 012 ??? ?????? （ ） 當 ? = 0? 時：11 ?FFB ?，22 ?FFB ?，故 NGFB 13083?? ? ，此時 q=? ； ? =1。 當 ? 0? 時：可獲得的最大制動力取決于前輪剛要預 先抱死的條件，即11 ?FFB ?。由式（ ）、式（ ）、式（ ）和式（ ）得 gB hLGLF )(022 ?? ???? （ ） ghLLq )(022 ?? ???? （ ） 17 ghLLo )(22 ??? ??? （ ） 當 ? 0? 時：或許 得到的最大總制動力 受到后輪剛剛 抱死的條件 限制 ，即22 ?FFB ?。由式（ ）、式（ ）、式（ ）和式（ ）得 gB hLGLF )(011 ?? ???? （ ） ghLLq )(011 ?? ???? （ ） ghLL )(011 ??? ??? （ ） 畢業(yè)設計計算過程里 的 ? 值 是確定不變的 ，其 0? 值 應當 小于 遇到的最大附著系數(shù)，這樣可以保證在平常工作的 附著系數(shù)范圍內(nèi) ? 不致過低。在 ? 0? 的良好路面上 突然剎車 時， 基本上都 是后輪先抱死。 制動器最大制動力矩 為使 汽車 擁有更好 的制動效能和 優(yōu)秀的穩(wěn)定性，所以需要 正確無誤地 進行前，后輪制動器的制動力矩 設計 。 最大制動力是當汽車附著條件被完全利用的前提下取得的，此刻制動力同陸地作用在 車輪的法向力 1Z , 2Z 成正比。由 ()可知， 一般轎車前、后車輪附著力同時完美實現(xiàn)功能， 換句話說 前、后輪同時抱死時的制動力之比為 022121 ?????ggff hL hLZZFF ?? 式中： 1L , 2L —— 汽車質(zhì)心離前、后軸距離 。 0? — — 同步附著系數(shù)； gh —— 汽車質(zhì)心高度。 制動器工作過程中創(chuàng)造的制動力矩是 受 到車輪的驗算力矩所限制 ，即 eff rFT 11 ? ； eff rFT 22 ? 18 式中：1fF—— 前軸制動器的制動力， ?11 ZFf ?； 2fF—— 后軸制動器的制動力， ?22 ZFf ?； —— 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 2Z —— 作用于后軸車輪上的地面法向反力； er —— 車輪有效半徑。 相對于工作在道路條件惡劣、低速行駛車輛不得不選取 小的同步附著系數(shù)0? ，為了保證 其能在 0??? 的條件相對優(yōu)質(zhì)的 路面上（例如 ? =）實現(xiàn) 剎車過程中 后軸和前軸先后抱死滑移（此時制動強度 q?? ）， 前、后軸 制動器 能 擁有最大制動力 矩為： mNrhLLGrZT egef ???? 2847)( 21 **1m a x ??? mNTT ff ???? 12791 m a xm a x 12 ?? 對于選取同步附著系數(shù) 0? 值 略大 的汽車，從 制動 穩(wěn)定性 這一點考慮，來設計 各軸的最大制動力矩。當 0??? 時， 此時所對應 極限制動強度 ??q ， 因此需要 的前軸與后 軸的最大制動力矩為 egf rqhLLGT ?)( 1m a x2 ?? () m a xm a x 21 1 ff TT ???? () 設計依照于小 的 同步附著系數(shù) 0? 值的 車輛 ， 確保 在 0??? 的 相對條件較好 的路面上（例如 ? =） 可以達到制動時 后軸和前軸先后抱死滑移（此時制動強度 ??q ），前、后軸的車輪制動器所能產(chǎn)生的最大制動力力矩為 egef rhLLGrZT ??? )( 21m a x1 ??? （ ） m axm ax 12 1 ff TT ???? （ ） 19 式中： ? —— 該車所能遇到的最大附著系數(shù)； q —— 制動強度，由式 (420)確定； er —— 車輪有效半徑。 一個車輪制動器的最大制動力矩為 計算結(jié)果的二分之一 。 制動器因數(shù) 式 ()提供 了制動器因數(shù) BF 的 計算公式 ， 其 代表了制動器效能，也就是 制動 器效能因數(shù)。 從 根本上來說是制動器在單位作用 力 或 單位 壓力 輸入時 所能輸出的力 矩 或力 ， 對 不同型式 制動器的 制動 效能 進行評估 。制動器因數(shù)可 按照為在剎車碟片 的作用半徑上 的摩擦力與輸入力之比， PRTBF f? () 式中： fT —— 制動器的摩擦力矩； R—— 制動鼓或制動盤的作用半徑； P—— 輸入力， 一般 取 施加在 兩制動蹄的張開力 的平均值為輸入力。其中鉗盤式制動器，兩側(cè)制動塊對 剎車碟片 的壓緊 力均為 P，則 剎車碟片 在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為 2f P（ f 為盤與制動襯塊間的摩擦系數(shù)）。 因此 可以求得該形式 制動器的制動器因數(shù)為： fPfPBF 22 ?? () 式中： f 為摩擦系數(shù)，本設計中取 f=；則 BF= 駐車制動計算 汽車在上坡路停車時的受力如圖 所示。由下 圖可 推導求出車輛在上坡停駐時后 輪的附著力為： )s inc os( 12 ???? ga hLLgmZ ?? 同樣可求出汽車 在 下坡 時 停車 的后軸車輪的附著力為： 20 )s i nc os( 12 ???? ga hLLgmZ ??? 圖 汽車在上坡路上停車時的受力簡圖 根據(jù)后軸車輪附著力與制動力相等 這一個已知關(guān)系，可 計算出 汽車在上、下坡路段 上駐車時的坡度極限傾角 ? ， ?? ，即由 ???? s i n)s i nc os( 1 gmhLLgm aga ?? 求得汽車在上坡時 停車所能達到的極限 坡路傾角為： ghLL??? ?? 1arc tan （ ） 在本設計中： 39。 rc t a na rc t a n 1 ?? ???? ???? ghL L??? 汽車在下坡時 可以 停車 的 最大 下坡路傾角為： 39。 1arcta ngLLh?? ?? ? () 在本設計中： 39。 rc t a na rc t a n 1 ?? ???? ????? ghL L??? 通常需要各種 汽車的最大駐坡度不小于 16% 20% ，所以滿足要求。 單 獨 駐 車 制 動 器 的 所 能 達 到 最 大 制 動 力 矩 為mNrgmT eao ??? 11282 s i n* ** ? 21 鼓式制動器主要參數(shù)的確定 鑒于 DIH 的傳統(tǒng)和可靠性要優(yōu)越于 BIR 新型的機械滾珠斜面式制動器，故此駐車由鼓式制動器來承擔。由于駐車制動情況特殊，工作條件簡單并且相對于行車制動工作環(huán)境要明顯好。 因此完全采用全機械式 自增力式鼓式制動器。鼓式制動器幾乎實現(xiàn)完全密閉同時駐車機構(gòu)簡單襯塊面積大，磨損較小等優(yōu)點，所以用鼓式制動器符合汽車駐車制動要求。 不過由于該鼓式制動器受到盤式制動器尺寸限制無法安裝國檢標準進行加工，其制動器的制動鼓尺寸由制動盤內(nèi)鼓所決定。所以需要專門的一套標準進行設計。由于鼓式制動器只用于駐車制動所以進行需要進行手制動力的驗算