【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的計(jì)算、分析、評(píng)價(jià)。根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行必要的修正，直到基本性能參數(shù)滿足要求為止。 汽車前后車輪制動(dòng)力理想分配設(shè) 計(jì)計(jì)算原理 汽車制動(dòng)過程中，根據(jù)汽車前后車軸制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)等因素，在制動(dòng)器制動(dòng)力足夠時(shí)，可能出現(xiàn)如下三種情況： 1)前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑； 2)后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑； 3)前后輪同時(shí)抱死拖滑；由汽車在制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定性可知，情況 1)是穩(wěn)定工況，但在制動(dòng)時(shí)汽車喪失轉(zhuǎn)向能力，附著條件沒有充分利用；情況 2)汽車后軸可能出現(xiàn)側(cè)滑，是不穩(wěn)定工況，附著利用率也低；而情況 3)可以避免汽車后軸側(cè)滑，同時(shí)前轉(zhuǎn)向輪只有在最大制動(dòng)強(qiáng)度下才使汽車失去轉(zhuǎn)向能力，較之前兩種工況 ，附著條件利用情況較好，此時(shí)的前、后輪制動(dòng)器對(duì)汽車前、后輪制動(dòng)力 1uF 和 2uF 的關(guān)系曲線，常稱為前后制動(dòng)器制動(dòng)力理想的分配曲線。 通過給出的整車參數(shù)汽車總重量或總質(zhì)量 mgGa? 、軸距 L 、汽車重心至前、后軸的縱向距離 1L 、 2L ，汽車重心高度 gh 。根據(jù)汽車在制動(dòng)狀態(tài)相關(guān)理論，計(jì)算出前后輪同步抱死的制動(dòng)工況下的各軸理想制動(dòng)力。再以附著系數(shù) ? 為參變量，輸出前、后軸制動(dòng)周緣力的理想關(guān)系曲線。在汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配的比例將影響到汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，所以設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)必須妥善考慮這一問題。 基本原理： 根據(jù)汽車在水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力情形。如圖 所示，推導(dǎo)出前、 后輪制動(dòng)器制動(dòng)力 1uF 和 2uF 的關(guān)系式。在此計(jì)算中，忽略汽車的滾動(dòng)阻力偶矩、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩、制動(dòng)時(shí)車輪邊滾邊滑過程。 并假設(shè)制動(dòng)力 1uF 和 2uF 能在同一瞬間達(dá)南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 13 到各該軸的附著力 1?F 和 2?F 的數(shù)值，則前、后輪制動(dòng)器同步抱死滑移，這時(shí)總制動(dòng)力和減速度達(dá)到最大值。 圖 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖 由圖 ，對(duì)前、后車輪接地點(diǎn)取 力矩得： （ ） 式中： 1Z ─地面對(duì)前輪的法向反作用力；（ N） 2Z ─地面對(duì)后輪的法向反作用力；（ N） L — 汽車前、后軸間距離；（ mm） 1L ─汽車重心至前軸的縱向距離；（ mm） 2L ─汽車重心至后軸的縱向距離；（ mm） m ─汽車質(zhì)量；（ Kg） gh ─汽車重心高度；（ mm） j ─汽車減速度；（ m/s2） Ga — 汽車總重力；（ N） g — 重力加速度；（ m/s2） 由式（ ）可求得地面法向反作用力為： aG FB1 Fj hg Ga FB1 FB2 L1 L2 L Z1 Z2 地面 ??? ?? ??ggmjhGaLLZ mjhGaLLZ1221第三章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 14 （ ） （ ） 根據(jù)假設(shè)條件，汽車前、后制動(dòng)器同步抱死滑移，若在不同附著系數(shù)的路面上，此時(shí)地面對(duì)汽車的摩擦阻力（制動(dòng)力） 21 BBB FFF ?? 將于附著力 ?F 相等，（ ? ──道路附著系數(shù)）于是得： （ ） 由圖 可知， mgGamjFB ?? , 代入式（ ）得： gj ?? （ ） 將式（ ）代入式（ ）和式（ ）得： （ ） （ ） 同理，由假設(shè)條件，在不同附著系數(shù)的路面上，汽車前后制動(dòng)同步抱死滑移則有：前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力之和 uF 等于附著力 ?F ，并且前、 后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分別等于 各自的附著力，于是得： （ ） 式中： 1uF — 前制動(dòng)器對(duì)前輪的制動(dòng)力；（ N） 2uF — 后制動(dòng)器對(duì)后輪的制動(dòng)力；（ N） 由式（ ）代入式（ ）和式（ ）得出 : )()(1221jghLLGaZjghLLGaZgg?????? GaFFB ??)()(1221gghLLGaZhLLGaZ??????????????????221121ZFZFGaFFuuuu南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 15 ???????????????LGaGLLGaGLLLLGGGa12212121 （ ） 由式（ ）消去 ? 得： ???????? ???????? ????121221 2421??? Fh LGFGLhLhGFgaagga （ ） 注意：有時(shí)整車參數(shù)中給出前軸荷 1G 或后軸荷 2G ，如此在輸入 1L 、 2L 之前，須由下式進(jìn)行換算。 () 式中： 1G — 汽車前軸載荷；（ N） 2G — 汽車后軸載荷；（ N） 另外，由式（ ）得出 的 1uF 與 2uF 的關(guān)系式中， 對(duì)于同一輛汽車在實(shí)際載重不同時(shí)， Ga 、 1G 、 2G 、 1L 、 2L 、 gh 均發(fā)生變化。因而，理想制動(dòng)器制動(dòng)力分配特性曲線一般在汽車滿載和空載兩種情況輸出。 取?? 滿載： Nmg 3 7 2 4 a ???? mmLG gmLGGL aa ????? ??????????gguuuuhLhLFFGaFF???122121第三章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 16 mmLLL 1 0 5 4 82 6 5 012 ????? ? ? ? ? NhgLLGZ a 21 ?????? ? ? ? ? ? NhgLLGZ a 12 ?????? ? NGFF auu 2 9 7 9 7 2 4 021 ????? ? ???????? ???????? ????121221 2421??? Fh LGFGLhLhGFgaagga = 21 ?????? ?????? ??????? 112 uu FF Nfu ? Nfu ? 空載： NmgG a 2 6 9 5 ???? mmG gmGGL aa 5826 5026 95013 818221 ????? mmLLL 2 9 3 5 82 6 5 012 ????? ? ? ? ? NhgLLGZ a ?????? ? ? ? ? ? NhgLLGZ a ?????? ? NGFF auu 2 1 5 6 6 9 5 021 ????? ? ???????? ???????? ????121221 2421??? Fh LGFGLhLhGFgaagga =21 ?????? ?????? ??????? 112 uu FF Nfu ? Nfu ? 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 17 汽車最大減速度下制動(dòng)力矩設(shè)計(jì)計(jì)算原理 隨著道路條件的不斷改善，現(xiàn)如今轎車和中小型客車的車速都設(shè)計(jì)的較高。從保證汽車在 制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，一般寧可讓前輪先抱死而不讓后輪先抱死。如此，在確定轎車和中小型客車的同步附著系統(tǒng)0?時(shí)，取值都較高。在轎車和中小型客車的最高車速 150km/h 時(shí)，根據(jù)路面平整程度和附著系數(shù)實(shí)際情況，推薦0取 ，這樣就可以根據(jù)對(duì)0?值較大汽車的前、 后軸最大制動(dòng)力矩的計(jì)算原則，確定汽車各單個(gè)制動(dòng)器應(yīng)有的汽車最大減速度下的制動(dòng)力矩。 基本原理： 求制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)? 定義：前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比，稱制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，并以符號(hào)?表示。 （ ） 式 中：1uF─前制動(dòng)器制動(dòng)力 u──汽車總制動(dòng)力，21 uuu FFF ??，2uF為后制動(dòng)器制動(dòng)力 故：uu FF )1(, 21 ?? ???可得到： （ ） 假設(shè)汽車在同步附著系數(shù)0?路面上制動(dòng)，前、后輪同時(shí)抱死則由式（ ）可得： （ ） 由式 ()和式（ ）得出： uuFF1??????121uuFFgguu hL hLFF010221 ?????gghL hL01021 ???? ????第三章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 18 經(jīng)整理得： （ ） 取?? 滿載時(shí) ????? 空載時(shí) 291 ????? 求當(dāng)???時(shí)，汽車制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)強(qiáng)度 q 假 如0時(shí)， 則可能得到的最大地面制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死條件，這時(shí)： （ ） 由GaFq B?可得： （ ） 滿載時(shí) ??? ??q 空載時(shí) ??? ??q 單個(gè)前車輪制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩max1uM確定 （ ） 式中：max1uM— 單個(gè)前車輪制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩；（ ） p?— 汽車可能遇到的最大附著系數(shù)； er— 車輪有效滾動(dòng)半徑（ m）； 0?— 制動(dòng)器同步附著系數(shù)； mmbdre )()1(2 ????????? ? LLhg 20 ????gB hL GaLF )( 011?? ???ghL Lq )( 011??????? ?? ? epgau rqhLLGM ??? ??? 1m ax1 12南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 19 由公式得 ? ?mNM u???????? ??)( 7 2 4 0m a x1 單車后車輪制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩max2uM確定 mNMMuu ??????? m a x1m a x2 ? ? 盤式制動(dòng)器參數(shù)設(shè)計(jì) 基本原理： 盤式制動(dòng)器制動(dòng)鉗體主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系 在初步計(jì)算制動(dòng)器制動(dòng)鉗體結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，盤式制動(dòng)器效能因數(shù) 1BF的值可定為 。根據(jù)汽車前輪所需的最 大理論制動(dòng)力矩，初步選取制動(dòng)鉗體缸孔直徑 1D， 可由下面的公式算出： （ ） 式中： 1Awc— 盤式制動(dòng)器制動(dòng)鉗體缸孔的工作面積；（ mm2） 1BF— 盤式制動(dòng)器制動(dòng)效能因數(shù)； 10P— 前制動(dòng)管路的開啟壓力；（ Mpa 或 N/mm2） a?— 主缸以后的機(jī)械效率； 1r— 制動(dòng)盤有效半徑；（ m） P— 前制動(dòng)管壓；（ Mpa 或 N/mm2） 確定盤式制動(dòng)器計(jì)算用的最大制動(dòng)力矩 由于考慮到汽車實(shí)際制動(dòng)時(shí)的最大輸出制動(dòng)力矩與理論值受很多因素影響而 發(fā)生改變，如制動(dòng)襯片與制動(dòng)盤接觸時(shí)不一定非常均勻使加制動(dòng)力、制動(dòng)襯片的摩擦系數(shù)受溫度變化而發(fā)生改變等一些因素。這樣用于計(jì)算的最大制動(dòng)力矩應(yīng)由下面公式算出： mNMM uu ?????? 0 1 3 4 m a x1m a x1 （ ） 1111011 )( rBFAwcPPM au ???第三章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 20 式中：max1uM?— 用于計(jì)算的最大制動(dòng)力矩（ ） max1u— 單個(gè)前輪制動(dòng)器理論最大制動(dòng)力矩（ ） 確定盤式制動(dòng)器有效制動(dòng)半徑 設(shè)計(jì)盤式制動(dòng)器時(shí)，在前制動(dòng)管壓和制動(dòng)鉗缸孔直徑確定之后，制動(dòng)器有效制動(dòng)半徑越大，則制動(dòng)力矩越大。但受到輪輞內(nèi)徑的限制，制 動(dòng)盤與輪輞之間應(yīng)保持相當(dāng)?shù)拈g隙，否則不僅散熱條件太差，而且輪輞受熱可能粘住內(nèi)胎。盤式制動(dòng)器有效制動(dòng)半徑的計(jì)算，如圖 所示 圖 盤式制動(dòng)器的有效制動(dòng)半徑參考圖 設(shè)：襯塊與制動(dòng)盤之間的單位壓力為 1P，則在任意微元面積?RdRd上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤中心的力矩為? ?的摩擦系數(shù)為制動(dòng)盤與制動(dòng)盤之間??? dRdRP 21