【文章內(nèi)容簡介】 以上式子表明：汽車在附著系數(shù)φ為任一確定值時，各軸車輪附著力即極限制動力并不是常數(shù)，而是制動強度q或FB的函數(shù)。當汽車制動力足夠時，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，以及前、后車輪制動器制動力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動過程可能出現(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）前后輪同時抱死拖滑。顯然，最后一種情況的附著條件利用得最好。因此我們不難求得在任何附著系數(shù)φ的路面上，前、后車輪附著力同時被充分利用的條件為 （315） （316） 式中：Ff1，F(xiàn)f2 ──前、后車輪的地面制動力； 由式（315）、（316）中消去φ得 （317）將（317）繪制成以Ff1，F(xiàn)f2為坐標的曲線，即為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線，也稱為I曲線，如圖32所示。如果汽車前、后輪制動器的制動力Ff1，F(xiàn)f2的規(guī)律分配，則可以保證汽車在任何一種路面上，也就是任一附著系數(shù)φ的路面上制動時，均可以使前、后車輪同時抱死。圖32 微型客車的I曲線 同步附著系數(shù)的確定及計算 （318）上式在圖32中是一條通過坐標原點且斜率為(1)/的直線，它是具有制動器制動力分配系數(shù)為的汽車的實際前、后制動器制動力分配線，簡稱線。圖中線與I曲線交于B點，可求出B點處的附著系數(shù)=,則稱線與I曲線交點處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)。它是汽車制動性能的一個重要參數(shù)，由汽車結構參數(shù)所決定。同步附著系數(shù)的計算公式是：對于前、后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)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，線位于I曲線下方，制動時總是前輪先抱死。它雖是一種穩(wěn)定工況，但喪失轉(zhuǎn)向能力。(2)當，線位于I曲線上方，制動時總是后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。(3)當=，制動時汽車前、后輪同時抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力。為了防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側滑，希望在制動過程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無任何車輪抱死時的制動減速度，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(前、后車輪同時抱死)時，其制動減速度為du/dt=qg=g，即q=，q為制動強度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動時，達到前輪或后輪即將抱死時的制動強度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)來表達，可定義為：式中 ——汽車總的地面制動力； G——汽車所受重力； q——制動強度。當=時， q=，=1,利用率最高。如何選擇同步附著系數(shù)，是采用恒定前后制動力分配比的汽車制動系設計中的一個較重要的問題。在汽車總重和質(zhì)心位置已定的條件下，的數(shù)值就決定了前后制動力的分配比。的選擇與很多因數(shù)有關。首先，所選的應使得在常用路面上，附著系數(shù)利用率較高。具體而言，若主要是在較好的路面上行駛，則選的值可偏高些，反之可偏低些。從緊急制動的觀點出發(fā)，值宜取高些。汽車若常帶掛車行駛或常在山區(qū)行駛，值宜取低些。此外，的選擇還與汽車的操縱性、穩(wěn)定性的具體要求有關，與汽車的載荷情況也有關。總之，的選擇是一個綜合性的問題，上述各因數(shù)對的要求往往是相互矛盾的。因此，不可能選一盡善盡美的值，只有根據(jù)具體條件的不同，而有不同的側重點。根據(jù)設計經(jīng)驗，空滿載的同步附著系數(shù)和應在下列范圍內(nèi)：轎車：～；輕型客車、輕型貨車：～；大型客車及中重型貨車：～?，F(xiàn)代汽車多裝有比例閥或感載比例閥等制動力調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)制動強度、載荷等因素來改變前、后制動器制動力的比值，使之接近于理想制動力分配曲線。為保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率，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，≤q≤，≤q≤，前輪均應能先抱死；在車輪尚未抱死的情況下，≤≤，必須滿足q≥+()。 綜上所述。 各種路面的附著系數(shù)路面峰值附著系數(shù)滑動附著系數(shù)瀝青或混凝土（干）～瀝青（濕）～～混凝土（濕）碩石土路（干）土路（濕）～雪（壓緊）冰注：（公式（31）～（3－17）參考文獻[4]） 制動力、制動強度、附著系數(shù)利用率的計算1） 汽車在理想路面上行駛 即當φ=φ0時，有：FB1=Fφ1，F(xiàn)B2=Fφ2，故FB=Gφ=magφ=1500**=10672 Nq=φ=；ε =q/φ=1FB1=Fφ1=G(L2+qhg)φ/LFf1=FB1 F180。f1=FB1/2 T180。f1=F180。f1*re以上式中（下同）FBFB2──汽車前、后軸車輪的地面制動力；FB──汽車總的地面制動力FφFφ2──前、后軸車輪附著力；q──制動強度；ε──附著系數(shù)利用率；G──汽車所受重力；g──重力加速度；FfFf2──前、后輪制動器制動力（又稱制動周緣力）F180。f1 ──單個前輪制動器制動力；T180。f1 ──單個前輪制動器制動力矩。2）當汽車在較差路面行駛 即當φ〈φ0時，汽車可能得到的最大總制動力取決于前剛剛首先抱死的條件，即FB1=Fφ1。若取φ=，則制動力FB可以寫為 （319）制動強度q可以寫為 （320）附著系數(shù)利用率可以寫為 （321）可以算出前輪制動器的制動力FB1為 （322） F180。f1=Ff1/2 T180。f1=F180。f1*re3） 當汽車在較好路面行駛即當φ φ0時，汽車可能得到的最大總制動力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，即FB2=Fφ2。若取φ=，則制動力FB可以寫為 （323）制動強度q可以寫為 （324）附著系數(shù)利用率可以寫為可得后輪制動器的制動力FB2為FB1=FBFB2F180。f1=FB1/2T180。f1=F180。f1*re從以上的計算結果均通過Matlab編程運算得出，詳見運算表格，從結果可知路面條件越好，車輪與路面間的附著系數(shù)越高，則前輪制動器所承受的制動力和制動力矩就越大。 空載的情況1）當φ=φ0時，有：FB1=Fφ1，F(xiàn)B2=Fφ2，故FB=Gφ=magφq=φ=；ε =q/φ=1FB1=Fφ1=G(L2+qhg)φ/LFf1=FB1 F180。f1=FB1/2 T180。f1=F180。f1*re2）當φ〈φ0 時，汽車可能得到的最大總制動力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，即FB1=Fφ1。若取φ0=則制動力FB可以寫為 制動強度q可以寫為 （325）附著系數(shù)利用率可以寫為 （326）可以算出前輪制動器的制動力FB1為 F180。f1=Ff1/2T180。f1=F180。f1*re3）當φ φ0時，汽車可能得到的最大總制動力取決于后輪剛剛抱死的條件，即FB2=Fφ2。若取φ=，則制動力FB可以寫為 制動強度q可以寫為 （327）附著系數(shù)利用率可以寫為可以算出前輪制動器的制動力FB2為FB1=FBFB2F180。f1=FB1/2T180。f1=F180。f1*re（公式（3－19）～（3－27）參考文獻[4]） 制動器最大制動力矩的計算最大制動力矩是在汽車附著質(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發(fā)向力ZZ2成正比。對于常遇到的道路條件較差、車速較低因而選取了較小的同步附著系數(shù)φ0值的汽車，為了保證在φ φ0的良好路面上能夠制動到后軸車輪和前軸車輪先后抱死滑移，前、后軸的車輪制動器所能產(chǎn)生的最大制動力矩為 （328） （329）對于常遇到的道路條件較好、車速較高因而選取了較大的同步附著系數(shù)φ0值的汽車，應從保證汽車制動時的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動力矩。在φ〈φ0的良好路面上，相應的極限制動強度q〈φ，所以所需的后軸和前軸的最大制動力矩為 （330） （331）式中：φ──為該車所能遇到的最大的附著系數(shù)。對于微型客車來說，它通常是在較好的路面上行駛，所以它適用第二種情況，這里可以取φ=，由此可知單個制動器所需要提供的制動力和制動力矩為： F180。f1=FB1/2= NT180。f1=F180。f1*re= N?m（公式（3－28）～（3－31）參考文獻[4]） 主要零部件的結構設計制動盤一般由珠光體灰鑄鐵制成，其結構形狀有平板形和禮帽型兩種，我所選用的是禮帽型，制動盤的工作表面要光滑平整。初步確定制動盤的結構參數(shù)如下：圖33 禮帽型制動盤1）制動盤直徑D制動盤直徑D希望盡量的大些，因為這樣制動盤的有效半徑將得以增大，這樣就可以降低制動鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。但是，制動盤直徑D又受到輪輞直徑的限制。通常，制動盤的直徑D選擇為輪輞直徑的70%79%，對于總質(zhì)量大于2t的汽車應取上限。作為一款微型客車，滿載時的總質(zhì)量有1620kg,我對該車前輪制動器制動盤的直徑選擇為輪輞直徑的75%，給定的輪胎參數(shù)為：155R13，這就是說輪輞直徑為330mm。那么:制動盤直徑D=d75%=33075%=248mm式中d──輪輞直徑，d=13英寸=330mm2）制動盤厚度h制動盤厚度h直接影響著制動盤質(zhì)量和工作時的溫升。為了使質(zhì)量不至于太大，制動盤的厚度應取得適當小些，為了降低制動工作時的溫升，制動盤厚度又不宜過小。制動盤可以做成實心的，為了通風散熱，降低制動工作時的溫升，又可以在制動盤的兩工作面之間鑄出通風孔道。通常，實心制動盤厚度可取為10～20mm,具有通風孔道的制動盤兩工作面之間的尺寸一般取20～30mm[3]。作為一款經(jīng)濟型微型客車，如果制動盤鑄出通風孔，會加大工作量，增加加工工序，成本也會隨之增加。為了降低成本，所以我選用實心的制動盤，厚度為h=14mm，這種制動盤可以滿足制動要求。 制動塊有背板和摩擦襯塊構成，兩者直接壓嵌在一起?；钊麘軌鹤”M量多的制動塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。圖34 制動塊1）摩擦襯塊內(nèi)半徑R1與外半徑R2一般摩擦襯塊的外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不應偏大。因為，如果比值偏大，工作時摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會不均勻，接觸面積將減少，最終會導致制動力矩變化大。經(jīng)過計算參考，選擇R1=72，R2=122。2）摩擦襯塊的工作面積A單片襯塊作用面積 A=（60/360）π（）=51cm。3）摩擦襯塊的材料選擇摩擦塊時不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動器對摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求?！?。一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差。所以在制動器設計時并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。當前國產(chǎn)的制動摩擦片材料在溫度低于250℃時，保持摩擦系數(shù)f=～。因此，在假設的理想條件下計算制動器的制動力矩，取f=。另外，在選擇摩擦材料時應盡量采用減少污染和對人體無害的材料[3]。 制動鉗由球墨鑄鐵制造，鑄成一個整體，其外緣留有開口，以便不必拆下制動鉗便可以檢查或更換制動塊。制動鉗體要有高的強度和剛度。在鉗體中加工出制動油缸，活塞用鑄鋁合金制成，表面還要進行鍍鉻處理。主要尺寸參照圖紙。圖35 制動鉗盤式制動器制動鉗的布置可以在車軸之前也可以在車軸之后，如果制動鉗位于軸前可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥水污物；位于軸后則可減小制動時輪轂軸承徑向合力，如圖