【文章內(nèi)容簡介】 eff rTF ? (22) 并稱之為制動器制動力，僅由制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。 當踏 板力 PF 增大時， BF 隨 fF 增大而增大，但 BF 又受附著條件限制，其值不可能大于附著力 ?F ，見圖 31，即 ?? ZFFF BB ??? m a x (23) 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。 圖 241 地面制動力 BF 與制動器制動力 fF 的關系 圖 242 汽車受力分析圖 圖 242 為汽車在水平路面上制動時的受力情況。圖中忽略空氣阻力、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時產(chǎn)生的慣性力矩以及汽車的滾動阻力矩。另外，還忽略了制動時車輪邊滾邊滑的情況，且附著系數(shù)只取一 定值 ? 。由圖 242，對后軸車輪的接地點取力矩，得平衡式： 1221()()ggh duZ L G Lg dth duZ L G Lg dt?????????????? (24) 式中： 1Z — — 汽車制動時水平地面對前軸車輪的法向反力， N。 2Z — — 汽車ZK1060 型卡車制動系設計 8 制動時水平地面對后軸車輪的法向反力， N。L — — 汽車軸距， mm ； 1L — — 汽車質(zhì)心距前軸距離， mm ； 2L — — 汽車質(zhì)心距后軸距離， mm ； gh — — 汽車質(zhì)心高度， mm ； G— — 汽車所受重力， N。tudd — — 汽車制動減速度， 2sm 。 令 qgddtu ?， q 稱制動強度，則式（ 24）又可表達為 1221()(ggGZ L qhLGZ L qhL?????????????? (25) 若在附著系數(shù)為 ? 的路面上制動，前后輪均抱死，此時汽車總地面制動力 BF等于汽車前后軸車輪的總附著力 ?F ，見圖 242 即有 dtdumGFFB ??? ?? （ 26） 帶入式（ 34）則得水平地面對于汽車全部 車輪的法向力另一 種 表達 形 式： ? ?? ??????????g2112h??LLGZhLLGZg （ 27） 地面 對汽車的總 制動力為 GqdtdugGFFF BBB ???? 21 （ 28） 式中： q — — 制動強度 ； 21, BB FF — — 全部車輪對 地面 施加的 制動力。 由式（ 33） ~（ 35）及（ 38）可求出 車輪 對地面 的附著力為 211 ( )2 ( )ggGF L qhLGF L qhL???????????????? （ 29） 上式表明：汽車的 附著系數(shù) ? 在不確定的路面上制動時，汽車的極限制動ZK1060 型卡車制動系設計 9 力不一定都 為常數(shù)，而是制動強度 q 或總制動力 BF 的函數(shù)。 由式（ 28）（ 29）求得 在 附著系數(shù)為 ? 的路 面上，前后車輪 同時利用附著力 的條件為 1 2 1 21212 2 1()()f f B BfgBf B gF F F F GF L hFF F L h???? ? ? ?????????????（ 210） 式中： 1fF ， 2fF — — 汽車 制動器 的 制動力， N。 BF ， BF — — 地面 的車輪產(chǎn)生的 制動力， N。 1Z ， 2Z — — 地面對前后車輪法向力， N。 1L — — 汽車質(zhì)心距前軸距離， mm； 2L — — 汽車質(zhì)心距后軸距離， mm； G — — 汽車所受重力， N。 gh — — 汽車 的 質(zhì)心高度， mm。 由式（ 210）消去 ? 得 ???????? ???????? ????121222 2421 fgff FhGLFGhgLLF （ 211） 以 1fF ， 2fF 為坐標 將上式 繪制成曲線，則成較為 理想 的 制動器制動力分配曲線，簡稱 I 曲線，如圖 33示。如果汽車 制動器制動力能按 I 曲線規(guī)律分配，則可保證任一附著系數(shù) ? 的路面上制動時， 可使前后車輪同時抱死。然而，目前貨車前后制動器制動力之比為一定值，以 2111fffff FF FFF ???? （ 212） 表示， ? 即為制動力分配系數(shù)。 同步附著系數(shù) 由式（ 212）得 ????112ffFF （ 213） 上式在圖 23 中是一條通過坐標原點且斜率為（ 1? ） /? 的直線，它是具ZK1060 型卡車制動系設計 10 有制動器制動力分配系數(shù)為 ? 的汽車的實際前、后制動器動力分配線，簡稱 ? 線。 圖中 ? 線與 I 曲線交點處的附著系數(shù) 0? 即為同步附著系數(shù)。它是汽車制動性能的一個重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)系數(shù)所決定。 圖 251 某貨車的 ? 線與 I曲線 對于全部車輪 制動器制動力為固定比值的汽車，只有在附著系數(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 ? 值的路面上制動時，可能有以下情況： (1)當 ? 0? ，β線位于 I曲線下方，制動時前輪先抱死。 這種工作狀況雖然比較穩(wěn)定， 但 汽車已經(jīng) 喪失轉(zhuǎn)向能力。 (2)當 ? 0? ，β線位于 I曲線上方，制動時后輪先抱死，汽車在這個時候 容易發(fā)生后軸側(cè)滑 ，使汽車的 方向穩(wěn)定性 喪失 。 (3)當 ? = 0? ，制動時汽車前、后輪同時抱死，汽車在這種工 況下， 也 會 失去轉(zhuǎn)向能力。 分析表明，只有在 ? = 0? 的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 0? 的選擇與很多因數(shù)有關。若主要是在較好的路面上行駛，則選的 0? 值可偏高些，反之可偏低些。從緊急制動的觀點出發(fā)， 0? 值宜取高些。汽車若常帶掛車行駛或常在山區(qū)行駛， 0? 值宜取 低些。國外文獻推薦貨車滿載時的同步附著系數(shù) ?? 。 圖 33 某貨車的 ? 線與 I曲線 ZK1060 型卡車制動系設計 11 本次設計車型為輕型載貨汽車，最大車速為 100km/h，車速相對較低，此取?? 。 聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會 (ECE)的制動法規(guī)規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車的制動強度在 ??q ，其他汽車的制動強度在 ??q 的范圍內(nèi)時，前輪均應能先抱死；在車輪尚未抱死的情況下，在 ??? ，必須滿足 ?q +(? )。 由式（ 210）（ 213）得 L hL g02 ?? ?? （ 214） 制動器最大制動力矩 最大制動力是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時制動力與地面作用 于車輪的法向力 1Z , 2Z 成正比。由式（ ）可知，雙軸汽車的前、 后 車輪同時抱死時時制動力的比例 為 12ffFF = 12ZZ = 21ggLhLh???? （ ） 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。 一般來說， 轎車 車輪同時抱死制動力之比 約為 ；貨車約為 車輪的計算力矩影響著制動器所能產(chǎn)生的制動力矩 ，即 1fT = 1feFr （ ） 2fT = 2feFr （ ） 式中： 1fF — — 前軸制動器的制動力， 11fFZ?? ； 2fF — — 后軸制動器的制動力，22fFZ?? ； 1Z —— 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 2Z —— 作用于前軸車輪上的地面法向反力； er —— 車輪有效半徑 ,其中 er =255mm ZK1060 型卡車制動系設計 12 故 1maxfT = 1 eZr? = ? ?2 geG L h rL ??? （ ） 2maxfT = 1max1 fT??? （ ） 由式（ 210）（ 213）得 L hL g02 ?? ?? （ 220） 代入 0? =， L hL g02 ?? ?? =（ 700+ 850） /2600= 由式（ ），式（ ）可得 1maxfT = ? ?2 geG L h rL ??? =61750（ 700+ 850） 247。2600=6686N m 2maxfT = =﹙ 1－ ﹚ 8692247。 =7540N m ZK1060 型卡車制動系設計 13 3 制動器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設計 盤式制動器主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 制動盤直 徑 D。 制動盤直徑 D。應盡可能大些，當加大制動盤的有效半徑時 ，可以 使 動鉗 對制動盤的壓 力 得以降低 ，減少 襯塊的摩擦力以及單位耗損程度 。 制動盤的直徑 受到 輪輞直徑的限 制，一般 選擇 其直徑 為輪輞直徑的 70%79%。本次設計汽車的 輪輞直徑為 16英寸，又因為 G。 =2680kg,所以 D。取 320mm. 制動盤厚度 h 制動盤 的質(zhì)量和工作時溫度的升高狀況與制動盤的厚度相關 。一般來說， 制動盤 的 厚度 不應該取得過 大； 但是為了較少 溫度 升高的幅度 ，制動盤厚度又不 應該取得太 小。制動盤 有實心和空心兩種 ， 空心制動盤是為了 通風 散熱的需 要而在制動盤 的中間鑄出通風孔道。 實心制動盤厚度 一般 可取為 1020mm,通風式制動盤厚度 一般 取為 2050mm,采用較多的是 2030mm,在高速運動下緊急制動，大多把制動盤做成中間空洞的通風式制動盤，這樣可使制動盤溫度減低 20%30%。這里選用實心 式制動盤， h取 20mm。 摩擦襯塊內(nèi)半徑 R1 和外半徑 R2 摩擦襯塊外半徑 R2 與內(nèi)半徑 R1 的比值不大于 。若比值偏大，工作時襯塊的外圓與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減小，最終將導致制動力矩變化較大。 根據(jù)制動盤直徑可確定摩擦襯塊外徑 R2=150mm。 考慮到 R2/ R1＜ ，可選取 R1=110，則 R2/ R1=＜ 。 制動襯塊面積 對于盤式制動器襯塊工作面積，一般根據(jù)制動襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在 178。內(nèi)選用。根據(jù)卡車的實際情況，選取 A=90cm178。 ZK1060 型卡車制動系設計 14 鼓式制動器主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 制動鼓內(nèi)徑 D 在 輸入力 0F 一定 的情況下，制動力矩隨著制動鼓的增大而增大， 散熱能力也 隨之增 強。輪輞內(nèi)徑限制 制動鼓的內(nèi)徑 ，輪輞與制動鼓 之間應 該有一定的間隙，一般來說 間隙不 應 小于 2030mm，否則 會使輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎，制動鼓散熱條件變差。制動鼓的 壁厚 應該可以用來保證有較大 熱 容量和剛度，以用來適時減少制動器制動時的溫度。制動鼓的直徑小，剛度就大， 制動鼓的加工精度 也應該有所保證 。 圖 311鼓式制動器的主要設計數(shù)據(jù) 一般來說，汽車 制動鼓直徑與輪輞直徑之比 / rDD的范圍如下： 轎車 / rDD= 貨車 / rDD= ZK1060 型卡車制動系設計 15 制動鼓內(nèi)徑尺寸應參考專業(yè)標準 QC/T309— 1999《制動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列》。轎車制動器中 輪輞外徑 一般比制動鼓內(nèi)徑大 125mm150mm，卡車和客車的 輪輞外徑 比制動鼓內(nèi)徑大 80mm100mm， 在設計時 制動鼓 的 內(nèi)徑 可以 按 照 輪輞直徑 的尺寸來 確定 （見表 312）。 表 312 汽車制動鼓內(nèi)徑參考 輪輞直徑 /in 12 13 14 15 16 20 制動鼓最大內(nèi)徑 /mm 轎車 180 200 240 260 貨車、客車 220 240 260 300 320 420 初選輪輞直徑 16英寸，則輪輞直徑 rD =16 =。 本次設計取 制動鼓 的內(nèi)徑為 D =310mm， / rDD=310/=，滿足貨車實際設計要求 。 摩擦襯片寬度 b 和包角 ? 摩擦襯片的包角 ? 通常在 90 ~120?