【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 X型回路布置。制動(dòng)主缸主要分為單缸和串聯(lián)雙缸，如下圖27，28結(jié)合賽規(guī)要求必須使用兩個(gè)制動(dòng)主缸，若使用單缸制動(dòng)主缸，則相對(duì)的一組輪公用一條主管路：若使用串聯(lián)雙缸則可以一個(gè)輪對(duì)應(yīng)一條管路，顯然制動(dòng)性能上串聯(lián)雙缸要比單缸有優(yōu)勢(shì)，但雙缸的管路較多，而且體積也相對(duì)大，F(xiàn)SAE賽車(chē)本身前部空間小，布置比較緊湊，因此國(guó)內(nèi)外的車(chē)隊(duì)一至選擇單缸制動(dòng)主缸，主要購(gòu)買(mǎi)的是Wilwood等廠家的產(chǎn)品，其體積和性能要求都很滿足賽車(chē)要求。圖27單缸制動(dòng)主缸 圖28串聯(lián)雙缸制動(dòng)主缸3制動(dòng)過(guò)程力學(xué)理論研究 如圖31所示在良好的硬路面上制動(dòng)時(shí)車(chē)輪的受力情況 圖31 制動(dòng)車(chē)輪受力分析當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，踏板上的力通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)到各車(chē)輪的制動(dòng)卡鉗，使得卡鉗內(nèi)活塞推動(dòng)摩擦墊片，形成摩擦力矩阻止車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，稱這種作用在車(chē)輪上的摩擦力矩為制動(dòng)器制動(dòng)力矩，由于車(chē)輪與路面間有附著作用，車(chē)輪對(duì)路面間有附著作用，車(chē)輪對(duì)路面作用一個(gè)向前的圓周力，稱為制動(dòng)器制動(dòng)力其大小為公式（31） = (31)式中 ：制動(dòng)器制動(dòng)力矩； r：車(chē)輪半徑由上式可知，制動(dòng)器的制動(dòng)力取決于卡鉗與制動(dòng)盤(pán)的間的摩擦力。同時(shí)路面對(duì)車(chē)輪作用一個(gè)向后的作用了,稱為地面制動(dòng)力，這個(gè)力由車(chē)輪經(jīng)過(guò)車(chē)軸和懸架傳達(dá)到車(chē)架和車(chē)身，迫使整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)生一定的減速度地面制動(dòng)力越大，制動(dòng)減速度越大，制動(dòng)距離就越短。如忽略滾動(dòng)阻力矩和減速時(shí)的慣性，則地面制動(dòng)力與制動(dòng)力矩應(yīng)有以下關(guān)系,如公式（32） = （32）地面制動(dòng)力取決于兩個(gè)摩擦副的摩擦力，一個(gè)是卡鉗和制動(dòng)盤(pán)的摩擦力，一個(gè)是地面和輪胎間的摩擦力。 制動(dòng)器的制動(dòng)力與踏板力成正比，但地面制動(dòng)力受車(chē)輪與地面之間的附著力的限制，如圖32所示，為制動(dòng)器制動(dòng)力，地面制動(dòng)力以及踏板力三者之間的關(guān)系 圖32 地面制動(dòng)力，制動(dòng)器制動(dòng)力與附著力關(guān)系當(dāng)踏板力在0～之間是， 有 = ，制動(dòng)器制動(dòng)力等于地面制動(dòng)力。當(dāng)大于踏板力時(shí)，制動(dòng)器制動(dòng)力隨踏板力成成正比例繼續(xù)增長(zhǎng)，而地面制動(dòng)力由于受地面附著力限制不再增長(zhǎng)，固有公式（33）關(guān)系 ≤ = （33） 即可得到最大的地面制動(dòng)力為 = （34）式中，為作用在輪胎上的地面垂直反作用力之和 φ為附著系數(shù)此時(shí)，車(chē)輪即抱死不轉(zhuǎn)。出現(xiàn)拖滑現(xiàn)象制動(dòng)距離是與行駛安全直接有關(guān)的一項(xiàng)制動(dòng)效能指標(biāo)，制動(dòng)減速度是反映地面制動(dòng)力的大小，是決定制動(dòng)距離的一項(xiàng)重要因素。通常制動(dòng)距離是駕駛員開(kāi)始踩踏板到完全停車(chē)的距離。圖33為汽車(chē)減速度a，行駛速度v，和行駛距離S的時(shí)間歷程。a為經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后的制動(dòng)減速度曲線，對(duì)這一加速度求其時(shí)間的積分，即可得到圖b速度時(shí)間歷程圖，再積分得到圖c制動(dòng)過(guò)程所走的路程圖。制動(dòng)時(shí)間格為、由四段路程組成、 圖33 制動(dòng)減速度，制動(dòng)速度，距離與時(shí)間關(guān)系是駕駛員接到制動(dòng)停車(chē)信號(hào)后的反應(yīng)時(shí)間，～，這與駕駛員反應(yīng)快慢和不同處境有關(guān)，這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)仍以原來(lái)的初速度行駛。實(shí)在反應(yīng)時(shí)間后從加速踏板移動(dòng)到制動(dòng)踏板所需要的換位時(shí)間，以及消除制動(dòng)裝置間隙和克服彈簧變形所需的結(jié)合時(shí)間，然后才開(kāi)始制動(dòng)壓力的增長(zhǎng)。這些時(shí)間的總和為,～，這段時(shí)間內(nèi)，將腳從加速踏板移開(kāi)后，由發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩和汽車(chē)行駛阻力，將會(huì)出現(xiàn)一定的減速度為制動(dòng)器起作用時(shí)間，隨著駕駛員踩踏板的動(dòng)作，踏板力迅速增大，制動(dòng)力也隨之增大到最大。減速度增大到，速度減到。為制動(dòng)持續(xù)時(shí)間，此時(shí)減速度保持，速度由減到零。駕駛員松開(kāi)踏板，但制動(dòng)力消除還需要一段時(shí)間。從以上分析可見(jiàn)，制動(dòng)距離是停車(chē)距離中的一部分 制動(dòng)距離： （35） 停車(chē)距離： （36） = 通常，發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩引起的減速度和式中最后三項(xiàng)可忽略不計(jì)，簡(jiǎn)化后的 停車(chē)距離為式（37） （37），利用附著系數(shù)與同步附著系數(shù) 汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的制動(dòng)減速度，可表示為式（38） = （38） 其中Z為制動(dòng)強(qiáng)度，制動(dòng)強(qiáng)度Z可以評(píng)價(jià)制動(dòng)減速度大小，是無(wú)量綱的值。 上面一提到地面制動(dòng)力由于受到附著力限制，其最大值為式（39） （39） 所以最大制動(dòng)強(qiáng)度 上式中路面提供的附著系數(shù)Ф可稱為利用附著系數(shù)，利用附著系數(shù)就是汽車(chē)制動(dòng)時(shí)路面提供的要利用的附著系數(shù) 汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中，一般出現(xiàn)三種情況（1） 前輪先抱死拖滑。然后后輪抱死拖滑：Z φ（2） 后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑：Z φ（3） 前后輪同時(shí)抱死拖滑：Z =φ 從以上3種情況可知，制動(dòng)強(qiáng)度總是小于等于利附著系數(shù)。，在（1），（2）情況中沒(méi)有充分利用地面提供的附著系數(shù)，所以制動(dòng)強(qiáng)度小于小于附著系數(shù)，而在第三種情況中，充分利用了路面提供的附著系數(shù)，故制動(dòng)強(qiáng)度等于利用附著系數(shù)。 顯然，制動(dòng)強(qiáng)度越接近于利用附著系數(shù)，地面的附著條件發(fā)揮的越充分，汽車(chē)的制動(dòng)力分配的合理程度越高。通常以利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度關(guān)系曲線來(lái)描述制動(dòng)力分配的合理。如圖34 圖34 最理想的情況是利用附著系數(shù)總是等于制動(dòng)強(qiáng)度這一關(guān)系，即圖中的對(duì)角線 利用附著系數(shù)可以分為為前后軸： 前軸的利用附著系數(shù)： （310） BF是前軸的地面制動(dòng)力 wf，是前軸的動(dòng)載荷 后軸同理 同步附著系數(shù)是汽車(chē)制動(dòng)時(shí)前后輪同時(shí)抱死是路面的附著系數(shù)，可用φ0表示，前后制動(dòng)力為固定比值的汽車(chē)，只有一個(gè)或者兩個(gè)同步附著系數(shù)，但前后制動(dòng)力變比值的汽車(chē)，至少有兩個(gè)以上的同步附著系數(shù)。對(duì)于前后制動(dòng)力為固定比值的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其同步附著系數(shù)取決于汽車(chē)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，其表達(dá)式為式（311） （311） 式中，L為軸距 β為制動(dòng)力分配系數(shù)， Fu1前輪制動(dòng)力之和，F(xiàn)u前后制動(dòng)器制動(dòng)力之和 b質(zhì)心到后軸距離 h質(zhì)心高度 定義一下參數(shù)： Wf,，Wb制動(dòng)時(shí)前后輪法向反作用力 Wfj ，Wbj靜止時(shí)前后輪法向作用力 W 汽車(chē)總重 l 軸距，la質(zhì)心距前軸的距離，lb質(zhì)心距后軸的距離 a 汽車(chē)減速度 BR、BB 前，后地面制動(dòng)力 h質(zhì)心高度 當(dāng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，前后軸載荷為式（312），（313） （312） （313） 從這里可以得出制動(dòng)時(shí)載荷的轉(zhuǎn)移量，式（314） （314） 從中可以看出，載荷偏移量是 車(chē)輛出現(xiàn)點(diǎn)頭的原因，要去除或者減輕這一現(xiàn)象在于質(zhì)心的布置以及軸距的設(shè)定，因此制動(dòng)性能的優(yōu)劣一由汽車(chē)本身的總體布置決定。地面總制動(dòng)力為式（315） （315）又結(jié)合附著條件 （316）故充分制動(dòng)時(shí) （317）所以當(dāng)汽車(chē)在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時(shí)抱死的條件是式（318） （318）代入計(jì)算可得式（319） （319）4制動(dòng)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)已參數(shù)以及一些參考文獻(xiàn)中獲得的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，獲得理論上的數(shù)據(jù)為零部件的選購(gòu)提供依據(jù)。已知數(shù)據(jù)：（1）車(chē)輛滿載總重W = 3136N （2）車(chē)輛有效滾動(dòng)半徑R = 240mm （3）軸距l(xiāng)=1600mm （4）質(zhì)心位置：質(zhì)心高h(yuǎn) = 260mm,距前軸距離lf = 848mm，距后軸距離lb = 752mm法向反力計(jì)算原理與相關(guān)公式； 當(dāng)減速度為8m/s2 時(shí)，地面對(duì)前后軸的法向反力為式（41），（42） == （41） = （42）其中，Wf以一定的速度行駛無(wú)制動(dòng)但考慮到空氣動(dòng)力效應(yīng)時(shí)分配在前軸的重量 Wb一一定速度行駛無(wú)制動(dòng)，但考同樣考慮空氣動(dòng)力效應(yīng)時(shí)分配在后軸上的重量 （a/g）減加速度以“g”為單位值，這取a/，即制動(dòng)減速度為8m/s2 假定賽車(chē)制動(dòng)力分配系數(shù)β，用式（322）計(jì)算 β= = （43） 結(jié)合圖41與計(jì)算結(jié)果，可知當(dāng)制動(dòng)減速度在8m/s2時(shí)，前后軸的軸荷分配分別為60%，40% 圖41 前后軸載荷與制動(dòng)強(qiáng)度關(guān)系同步附著系數(shù)φ0的計(jì)算，同步附著系數(shù)的大小取決于汽車(chē)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，其式為（41） φ0 = =