【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 駐車(chē)制動(dòng)機(jī)構(gòu)，易于調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙。 故仍廣泛用作載貨汽車(chē)的前、后輪以及轎車(chē)的后輪制動(dòng)器 。根據(jù)設(shè)計(jì)車(chē)型的特點(diǎn)及制動(dòng)要求，并考慮到使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，也便于附裝駐車(chē)制動(dòng)機(jī)構(gòu)等因數(shù)，選用 領(lǐng)從 蹄式制動(dòng)器 ，其支撐結(jié)構(gòu)型式為浮式平行支撐。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 2 章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 制動(dòng)器設(shè)計(jì)中需要預(yù)先給定的參數(shù)有：汽車(chē)軸距 L=；車(chē)輪滾動(dòng)半徑 r ；汽車(chē)空，滿(mǎn)載時(shí)的總質(zhì)量 39。am =1672， am =4180；空，滿(mǎn)載時(shí)的質(zhì)心位置，包括質(zhì)心高度 39。gh = ，gh =，質(zhì)心離前軸距離 39。1L ， 1L ，質(zhì)心離后軸軸距 39。2L ， 2L ；空，滿(mǎn)載時(shí)的軸荷分配：前軸負(fù)荷 39。1G ， 1G ，后軸負(fù)荷 39。2G ， 2G 等。而對(duì)于汽車(chē)制動(dòng)性能有重要影響的制動(dòng)系參數(shù)有：制動(dòng)力及其分配系數(shù)，同步附著系數(shù)，制動(dòng)強(qiáng)度，附著系數(shù)利用率，最大制動(dòng)力矩與制動(dòng)因素等。 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，若忽略路面對(duì)車(chē)輪滾動(dòng)阻力矩和汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則對(duì)任一角度 ? 0 的車(chē)輪，其力矩平衡方程為 fT BeFr=0 式（ ） 式中： fT — 制動(dòng)器對(duì)車(chē)輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車(chē)輪旋轉(zhuǎn)方向相反， Nm? BF — 地面作用于車(chē)輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱(chēng)地面制動(dòng)力，其方向與汽車(chē)行駛方向相反， N； er — 車(chē)輪有效半徑， m。 令 ff eTF r? 式（ ） 并稱(chēng)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(chēng)為制動(dòng)周緣力。 fF 與地面制動(dòng)力 BF 的方向相反，當(dāng)車(chē)輪角速度 ? 0 時(shí)，大小亦相等， 且 fF 僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即 fF 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(chē)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 fT ， fF 和 BF 均隨之增大。但地面制動(dòng)力 BF 受附著條件的限制，其值不可能大于附著力 F? ，即 BF ? F? =Z? 式（ ） 或 maxBF =F? = Z? 式（ ） 式中 ? — 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z— 地面對(duì)車(chē)輪的法向反力。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 和地面制動(dòng)力 BF 達(dá)到附著力 F? 值時(shí)，車(chē)輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩 fT 即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而 fF = fT / er 即成為與 BF 相平衡以阻止 14 車(chē)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 BF 達(dá)到附著力 F? 值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 由于踏板力 PF 增大使摩擦力矩 fT 增大而繼續(xù)上升（見(jiàn)圖 ） 圖 制動(dòng)器制動(dòng)力 fF ，地面制動(dòng)力 BF 與踏板力 PF 的關(guān)系 根據(jù)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的整車(chē)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(chē)輪的法向反力 1Z , 2Z 為： )(21 tug ddghLLGZ ?? )(12 tug ddghLLGZ ?? 式（ ） 式中： G — 汽車(chē)所受重力， N； L — 汽車(chē)軸距， mm； 1L — 汽車(chē)質(zhì)心離前軸距離， mm； 2L — 汽車(chē)質(zhì)心離后軸距離， mm； gh — 汽車(chē)質(zhì)心高度， mm； 其中 取一定值附著系數(shù) ? =；所以在空，滿(mǎn)載時(shí)由式（ ）可得前后制動(dòng)反力 Z 為以下數(shù)值 故 滿(mǎn)載時(shí)： )(2605 1 ????Z = )(2605 2 ????Z 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 = 空載時(shí)： )(2605 39。1 ????Z = )(2605 39。2 ????Z = 由以上兩式可求得前、后軸車(chē)輪附著力即為 表 圖 制動(dòng)時(shí)的汽車(chē)受力圖 汽車(chē)總的地面制動(dòng)力為 BF = 1BF + 2BF =Gdugdt=Gq 式（ ） 式中 q（ q= dugdt） — 制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱(chēng)比減速度或比制動(dòng)力； 車(chē)輛工況 前軸法向反力 1Z ， N 后軸法向反力 2Z ,N 汽車(chē)空載 汽車(chē)滿(mǎn)載 16 1BF ， 2BF — 前后軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力。 由以上兩式可求得前，后車(chē)輪附著力為 1F? = 2 gB hLGFLL????????= ? ?2 gG L qhL ?? 2F? = 1 gBhLGFLL????????= ? ?1 gG L qhL ?? 式（ ） 由已知條件及式（ ）可得 得前、后軸車(chē)輪附著力即地面最大制動(dòng)力為 故 滿(mǎn)載時(shí)： )(2605 ??????F = )(2605 2 ??????F = 空載時(shí)： )(2605 39。1 ??????F = )(2605 39。2 ??????F = 故滿(mǎn)載時(shí)前、后軸車(chē)輪附著力即地面最大制動(dòng)力為： 表 上式表明：汽車(chē)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)力并非為常熟，而是制動(dòng)強(qiáng)度 q 或總之動(dòng)力 BF 的函數(shù)。當(dāng)汽車(chē)各車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車(chē)前，后的周和分配，前，后車(chē)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； 車(chē)輛工況 前軸車(chē)輪附著力 1F? ， N 后軸車(chē)輪附著力 2F? ,N 汽車(chē)空載 汽車(chē)滿(mǎn)載 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 （ 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(chē)輪同時(shí)抱死即前，后軸車(chē)輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是 1fF+ fF =1BF+2BF=? G 12/ffFF=12/BBFF=? ? ? ?21/ggL h L h???? 式（ ） 式中 1fF — 前軸車(chē)輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，1fF=1BF=? 1Z ； 2fF — 后軸車(chē)輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，2fF=2BF=? 2Z ； 1BF — 前軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力 ； 2BF — 后軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力； 1Z ， 2Z — 地面對(duì)前，后軸車(chē)輪的法向反力； G — 汽車(chē)重力； 1L ， 2L — 汽車(chē)質(zhì)心離前，后軸距離； gh — 汽車(chē)質(zhì)心高度。 由式（ ）可知，前，后車(chē)輪同時(shí)抱死時(shí)，前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力1fF，2fF是 ?的函數(shù)。 由式（ ）中消去 ? ，得 212 22141 22 gf f fgghL GLGF L F Fh G h????? ? ? ????????? 式（ ） 式中 L — 汽車(chē)的軸距。 將上式繪成以1fF，2fF為坐標(biāo)的曲線(xiàn)，即為理想的前，后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng) I 曲線(xiàn)，如圖 所示。如果汽車(chē)前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力1fF，2fF能按 I 曲線(xiàn)的規(guī)律分配，則能保證汽車(chē)在任何附著系數(shù) ? 的路面上制動(dòng)時(shí)，能使前后車(chē)輪同時(shí)抱死。然而，目前大多數(shù)兩軸汽車(chē)由 其是貨車(chē)的前后制動(dòng)力之比為一定值，并以前制動(dòng)1fF與總制動(dòng)力 fF 之比來(lái)表明分配的比例，稱(chēng)為汽車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) ? ? =1ffFF = 112fffFFF? 式（ ） 聯(lián)立式（ ）和式（ ）可得 ? = LhL g??2 帶入數(shù)據(jù)得 滿(mǎn)載時(shí)： ? = LhL g??2 = 1250 8102605??= 空載時(shí)： 39。? = 39。39。2 gLhL?? = 1400 9502605??= 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 18 ? 又可通稱(chēng)為制動(dòng)力分配系數(shù)。又 由于滿(mǎn)載和空載時(shí)的理想分配曲線(xiàn)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(chē)的 I曲線(xiàn)與 ? 線(xiàn) 同步附著系數(shù) 由式（ ）可得表達(dá)式 21ffFF =1??? 式（ ） 上式在圖 中是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)斜率為 ? ?1/??? 的直線(xiàn)，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) ? 的汽車(chē)的實(shí)際前，后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng) ? 線(xiàn)。圖中 ? 線(xiàn)與 I曲線(xiàn)交于 B 點(diǎn)，可求出 B 點(diǎn)處的附著系數(shù) 0? =? ，則稱(chēng) ? 線(xiàn)與 I 線(xiàn)交線(xiàn)處的附著系數(shù) 0?為同步附著系數(shù)。它是汽車(chē)制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是： 20 gLLh?? ?? 式（ ） 由已知條件以及式（ ）可得 滿(mǎn)載時(shí)： 20 2 6 0 5 0 .7 3 1 2 5 0810gLLh?? ? ????= 空載時(shí)： 39。39。 20 39。 2 6 0 5 0 .8 2 1 4 0 0950gLLh?? ? ????= 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，空滿(mǎn)載的同步附著系數(shù) 0?? 和 0? 應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車(chē)： ～ 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 ；輕型客車(chē)、輕型貨車(chē)： ～ ；大型客車(chē)及中重型貨車(chē)： ～ 。 故所得同步附著系 數(shù)滿(mǎn)足要求。 故所得同步附著系數(shù)滿(mǎn)足要求。 制動(dòng)力分配的合理性通常用利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)評(píng)定。 利用附著系數(shù)就是在某一制動(dòng)強(qiáng)度 q 下，不發(fā)生任何車(chē)輪抱死所要求的最小路面附著系數(shù) ? 。 前軸車(chē)輪的利用附著系數(shù) 1? 可如下求得： 設(shè)汽車(chē)前輪剛要抱死或前、后輪剛要同時(shí)抱死時(shí)產(chǎn)生的減速度為 qgdtdu? ，則 GqdtdugGFF Bf ?? ??? 11 式 () 而由式 )(21 ?ghLLGZ ?? 可得前軸車(chē)輪的利用附著系數(shù)為 )(1 2111gBqhLLqZF????? 式 () 同樣可求出后軸車(chē)輪的利用附著系數(shù)為： )(1)1(1222gBqhLLqZF???? ?? 式 () 由此得出利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線(xiàn)為： 20 圖 制動(dòng)強(qiáng)度與利用附著系數(shù)關(guān)系曲線(xiàn) —— 空載 圖 制動(dòng)強(qiáng)度與利用附著系數(shù)關(guān)系曲線(xiàn) —— 滿(mǎn)載 根據(jù) GB 12676— 1999 附錄 A，未裝制動(dòng)防抱死裝置的 M1類(lèi)車(chē)輛應(yīng)符合下列要求： (1) ? 值在 ～ 之間時(shí)，則必須