【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 — 地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反，N； —車輪有效半徑，m。令 式（）并稱之為制動(dòng)器制動(dòng)力，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動(dòng)周緣力。與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度0時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，尺寸，摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以加大，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力受附著條件的限制，其值不可能大于附著力，即 =Z 式（） 或 == Z 式（） 式中 — 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z— 地面對(duì)車輪的法向反力。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而=/即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到=0以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升（）圖 制動(dòng)器制動(dòng)力，地面制動(dòng)力與踏板力的關(guān)系根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前，后軸車輪的法向反力,為：= = 式（） 式中：G — 汽車所受重力，N； L — 汽車軸距，mm； — 汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； — 汽車質(zhì)心離后軸距離，mm； — 汽車質(zhì)心高度，mm； — 附著系數(shù)。 取一定值附著系數(shù)=；質(zhì)心高度空載時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：【B/（2*）】=地面附著系數(shù)， 式中：B為最大輪距，為質(zhì)心高度?？汕蟮脼橘|(zhì)心高度=【B/(2*地面附著系數(shù))】= mm=由于本車空載時(shí)總高為2600mm，而質(zhì)心高度約為空載時(shí)總高的35%~45%，即2600*35%=9102600*45%=1170，即所求結(jié)果符合要求?！艶FAFBACB圖2－3－1質(zhì)心位置：空載時(shí)：用平行力的合成和分解法可求得空載時(shí)，F(xiàn)A=3640kg，∑F=6800kg，F(xiàn)B=3160kg，同向平行力的合成：兩個(gè)平行力FA和FB相距AB，則合力ΣF的大小為FA＋FB，作用點(diǎn)C滿足FAAC＝FBBC的關(guān)系（如圖2－3－１） 可求得AC =108588*10^3mm，即汽車質(zhì)心離前軸距離=*10^3mm mm。滿載時(shí)：組合法可求得對(duì)于由好幾部分質(zhì)量已知且質(zhì)心位置已知的質(zhì)點(diǎn)系組成的系統(tǒng)： 質(zhì)量：（質(zhì)點(diǎn)系1)，質(zhì)量（質(zhì)點(diǎn)系2)，質(zhì)量（質(zhì)點(diǎn)系3)，質(zhì)量（質(zhì)點(diǎn)系i)，位置：（質(zhì)點(diǎn)系1)，（質(zhì)點(diǎn)系2)，（質(zhì)點(diǎn)系3)，（質(zhì)點(diǎn)系i)， 整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)心位置仍由下式?jīng)Q定： = 例如：一個(gè)質(zhì)點(diǎn)m（位置為）和一個(gè)剛體M（其質(zhì)心位置為）組成的系統(tǒng)的質(zhì)心的位置為： =可求得滿載時(shí)汽車質(zhì)心離后軸距離，==*10^3mm可求得滿載時(shí)汽車質(zhì)心高度==*10^3mm所以在空，滿載時(shí)由式（）可得前后制動(dòng)反力Z為以下數(shù)值故 滿載時(shí)：= = 空載時(shí)：= =由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力即為車輛工況前軸法向反力，N后軸法向反力,N汽車滿載汽車空載 圖 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖汽車總的地面制動(dòng)力為 =+==Gq 式（）式中q（q=） — 制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力；由于汽車的最低穩(wěn)定車速為14km/h，~10km，可求得q== = = ， — 前后軸車輪的地面制動(dòng)力。由以上兩式可求得前，后車輪附著力為== == 式（）由已知條件及式（）可得得前、后軸車輪附著力即地面最大制動(dòng)力為故 滿載時(shí)：= = 空載時(shí)：= =故滿載時(shí)前、后軸車輪附著力即地面最大制動(dòng)力為：車輛工況前軸車輪附著力，N后軸車輪附著力,N汽車空載汽車滿載表 上式表明：汽車附著系數(shù)為任意確定的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度q或總之動(dòng)力的函數(shù)。當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前，后的周和分配，前，后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配，道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)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，后輪同時(shí)抱死拖滑。 由以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。 由式（），（）不難求得在任何附著系數(shù)的路面上，前，后車輪同時(shí)抱死即前，后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是+=+=G == 式（）式中 — 前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，==； — 后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，==； — 前軸車輪的地面制動(dòng)力； — 后軸車輪的地面制動(dòng)力； ， — 地面對(duì)前，后軸車輪的法向反力； G — 汽車重力； ， — 汽車質(zhì)心離前，后軸距離； — 汽車質(zhì)心高度。 由式（）可知，前，后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力，是的函數(shù)。 由式（）中消去，得 式（）式中 L — 汽車的軸距。 將上式繪成以，為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前，后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱I曲線。如果汽車前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力，能按I曲線的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，能使前后車輪同時(shí)抱死。然而，目前大多數(shù)兩軸汽車由其是貨車的前后制動(dòng)力之比為一定值，并以前制動(dòng)與總制動(dòng)力之比來(lái)表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) == 式（）聯(lián)立式（）和式（）可得 = 帶入數(shù)據(jù)得 滿載時(shí)： === 空載時(shí)： === 由于在附著條件限定的范圍內(nèi)，地面制動(dòng)力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動(dòng)周緣力，故又可通稱為制動(dòng)力分配系數(shù)。又由于滿載和空載時(shí)的理想分配曲線非常接近，故應(yīng)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的非感載式比例閥，同時(shí)整個(gè)制動(dòng)系應(yīng)加裝ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。圖 某載貨汽車的I曲線與線 同步附著系數(shù) 由式（）可得表達(dá)式 = 式（） ，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)的汽車的實(shí)際前，后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱線。圖中線與I曲線交于B點(diǎn)，可求出B點(diǎn)處的附著系數(shù)=，則稱線與I線交線處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)。它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。對(duì)于前后制動(dòng)器制動(dòng)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)路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死。的計(jì)算公式是： 式（）由已知條件以及式（）可得滿載時(shí)：=空載時(shí)：=當(dāng)汽車在不同值得路面制動(dòng)時(shí)，可能有以下情況：（1） 當(dāng)，線位于曲線下方，制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死。它雖然是一種穩(wěn)定工況，但喪失轉(zhuǎn)向能力。（2） 當(dāng)，線位于曲線上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死。這時(shí)候容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。（3） 當(dāng)=，制動(dòng)時(shí)前后、輪同時(shí)抱死。它雖然是一種穩(wěn)定工況，但也喪失轉(zhuǎn)向能力。為防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪側(cè)滑，希望在制動(dòng)過(guò)程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無(wú)任何車輪抱死時(shí)的減速度，為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)（前、后車輪同時(shí)抱死）時(shí)，其制動(dòng)減速度為=qg=g，即q=，q為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪后者后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度q，這表明只有在=的路面上，地面的附著條件才得到充分利用。附著條件的利用情況可用附著系數(shù)利用率（或附著力利用率）來(lái)表達(dá)，可定義為： == 式（）式中 汽車總的地面制動(dòng)力；G汽車所受重力； Q汽車制動(dòng)強(qiáng)度；當(dāng)=時(shí)，q=，=1，利用率最高。直至20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)道路條件還不很好，汽車行駛速度也不高，后輪側(cè)滑抱死的情況后果也不顯得像前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力那樣嚴(yán)重，因此往往將值定得較低，即處于常遇附著系數(shù)范圍內(nèi)的中間偏低區(qū)段。但當(dāng)今道路條件大為改善，汽車行駛速度虎也大為提高，因而汽車制動(dòng)時(shí)后輪先抱死引起的后果十分嚴(yán)重。由于車速高，它不僅會(huì)引起側(cè)滑甩尾甚至?xí)纛^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值有增大的趨勢(shì)。國(guó)外的文獻(xiàn)推薦滿載時(shí)的同步附著系數(shù)?，F(xiàn)代汽車多裝有比例閥或感載比例閥等制動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度、載荷等因素來(lái)改變前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力比值，使之接近理想制動(dòng)力分配曲線。為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和足夠的附著系數(shù)利用率，聯(lián)合歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）的制動(dòng)法規(guī)規(guī)定，在各種載荷情況下，，前輪均能先抱死；在車輪尚未抱死的情況下，必須滿足q +（—）.動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率上面已給出了制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率的定義式，如式(7)和式(13)所示。下面再討論一下當(dāng)=、和時(shí)的q和。根據(jù)所定的同步附著系數(shù)，可以由式（9）及式（11）求得 （214 ） 1— （215 ） 進(jìn)而求得 （216） （217 ）當(dāng)=時(shí)； =，=，故=G*，q=；=1。當(dāng)時(shí)； 可能得到的最大制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，即=由式（）（）（）（）得 （） （） （）當(dāng)時(shí)； 可能得到的最大制動(dòng)力取決于后輪剛剛抱死的條件，即=。由式（7）（8）（13）（17）得 （） （） （） 對(duì)于值恒定的汽車，為使其在常遇附著系數(shù)范圍內(nèi)不致過(guò)低，其值總是選的小于可能遇到的最大附著系數(shù)。所以在的良好路面上緊急制動(dòng)時(shí)，后輪先抱死。應(yīng)合理的確定前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。最大制動(dòng)力是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車輪的法向力,成正比。由式（）可知，雙軸汽車前，后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前，后同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)力之比為== 式（） 式中 , — 汽車質(zhì)心離前，后軸距離； — 同步附著系數(shù)； — 汽車質(zhì)心高度。== = =通常，上式的比值：~；~.制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車輪的計(jì)算力矩所制約，即 = 式（） = 式（） 式中： — 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； — 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； — 作用于前軸車輪上的地面法向反力； — 作用于前軸車輪上的地面法向反力； — 車輪有效半徑。 根據(jù)市場(chǎng)上的大多數(shù)微型貨車輪胎規(guī)格及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 97442007；選取的輪胎型145/80R12。由GB2978可得有效半