【正文】 和制動(dòng)效率 為了防止前軸失去轉(zhuǎn)向能力和后軸側(cè)滑，汽車在制動(dòng)過程中最好不要出現(xiàn)前西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 27 輪先抱死的危險(xiǎn)情況，也不要出現(xiàn)后輪先抱死或前、后輪都抱死的情況，所以應(yīng)當(dāng)在即將出現(xiàn)車 輪抱死但還沒有任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度作為汽車能產(chǎn)生的最高制動(dòng)減速度。 若在同步制動(dòng)附著系數(shù)的路面上制動(dòng)，則汽車的前、后車輪同時(shí)達(dá)到抱死狀態(tài)，此時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度 q= 0? ， 0? 為同步附著系數(shù)。而在其他附著系數(shù)的路面制動(dòng)時(shí)到達(dá)前輪或后輪抱死的制動(dòng)強(qiáng)度小于路面附著系數(shù)，表明只有在 ? = 0? 的路面上，地面的附著力才能充分被利用。所謂利用附著系數(shù)是：在某 一制動(dòng)強(qiáng)度 q 下 ,不發(fā)生任何車輪抱死所需要的最小路面附著系數(shù) ? 。顯然，利用附著系數(shù) ? 愈接近制動(dòng)強(qiáng)度 q，即 ? 值愈小，或 q/? (附著效率 )愈大，則路面附著條件就發(fā)揮得愈充分，汽車制動(dòng)力的分配的合理程度就愈高。 利用附著系數(shù) 前軸的利用附著系數(shù) f? 設(shè)汽車的前輪剛要抱死或前后輪剛要同時(shí)抱死 時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)減速度為 qgdtdu? ， 則： GqdtdugGFF Bf ?? ??? 11； ? ?gZ ZhLLGF ?? 21； gZBf qhL qLFF ???211 ?? (3— 24) 后軸利用附著系數(shù) r? ： 根據(jù)前軸附著系數(shù)求法同理可得： ? ?GqFB ??? 12 ； )(12 qhLLGF gZ ?? )( )1( 122 gZBr qhL qLFF ???? ?? (3— 25) 分別取 q=、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，把所給的技術(shù)參數(shù)代入，在 ?? 時(shí)求 f? 、 r? 在不同路面附著系數(shù)下的值。 如表 32 所示： 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 28 表 32 空、滿載時(shí) f? 、 r? 的值 ? 空載 滿載 0f? 0r? 1f? 1r? 制動(dòng)效率 Ef 、 Er 前軸制動(dòng)效率 LhLLqE gfff //2??? ??? (3— 26) 后軸制動(dòng)效率 ? ?LhLLqE grrr /1 /1 ??? ???? (3— 27) 分別取 ? ＝ 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，把所給的技術(shù)參數(shù)代入公式 3— 25 和公式 3— 26，在 ?? 時(shí)求 Ef 、 Er 在不同路面附著系數(shù)下的值。 如表 33 所示 表 33 Ef 、 Er 在不同路面附著系數(shù)下的值 ? 空載 滿載 rE fE rE 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 29 續(xù)表 33 Ef、 Er 在不同路面附著系數(shù)下的值 ? 空載 滿載 rE fE rE 制動(dòng)器制動(dòng)性能核算 根據(jù) GB7258 轎車制動(dòng)器制動(dòng)性要求取制動(dòng)初速度 V=50Km/h,路面附著系數(shù)為 ? =。滿載：制動(dòng)距離 S=m a x2 aVttV sa ??????? ? (3— 28) 式中： at — 轎車制動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)時(shí)間 at ? st — 減速度增長時(shí)間 st ? maxa — 最大制動(dòng)減速度 maxa = E ?r g= s/2 將上述值代入公式（ 3— 28）得： S=[S]=19m 所以滿足要求。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 30 第 4 章 制動(dòng)器主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 與校核 制動(dòng)盤 主要參數(shù)確定 制動(dòng)盤直徑 D 該車選用的輪胎規(guī)格為 195/65 標(biāo)準(zhǔn) T34872021 得輪輞直徑 rD 為381mm。 制動(dòng)盤直徑 D 應(yīng)盡可能取大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得到增加，可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，減少襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的 70%— 79%。選取制動(dòng)盤直徑： 前制動(dòng)盤 D1 =78% rD =381=297mm 后制動(dòng)盤 D2 =74% rD =380=281mm 制動(dòng)盤厚度 h 制動(dòng)盤厚 h 對(duì)制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。為使質(zhì)量小，制動(dòng)盤的厚度不宜取得很打；為了降低溫度，制動(dòng)盤的厚度又不宜取得過小。制動(dòng)盤可以做成實(shí)心的，或者為了散熱通風(fēng)的需要在制動(dòng)盤中間鑄出通風(fēng)孔。一般實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取為 10— 20mm，通風(fēng)制動(dòng)盤厚度可取 20— 50mm，采用較多的是 20mm— h1 =25mm； 后實(shí)心制動(dòng)盤厚度為 h2 =30mm。 摩擦襯塊主要參數(shù)的確定 摩擦襯塊內(nèi)半徑和外半徑 推薦摩擦襯塊外半徑 2R 與內(nèi)半徑 1R 的比值不大于 。 若比值偏大，工作時(shí)襯塊的外圓與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減小，最終導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化較大。 選 12/RR =,由于摩擦襯塊外半徑 2R 略小于制動(dòng)盤半徑 2/rD ,取前制動(dòng)器摩擦襯塊外半徑 fR2 =148mm，內(nèi)半徑 fR1 =106mm； 后制動(dòng)器 摩擦襯塊外半徑 rR2 =140mm，內(nèi)半徑 rR1 =100mm。 對(duì)于常見的扇形摩擦襯塊，如果其徑向尺寸不大，取 R 為平均半徑 mR 或有效西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 31 半徑 eR 已足夠精確。如圖 4— 1 所示： 圖 4— 1 鉗盤式制動(dòng)器的作用半徑計(jì)算用圖 前制動(dòng)器摩擦襯塊平均半 徑： 2 21 ffmf RRR ??=127mm； 后制動(dòng)器摩擦襯塊平均半徑： 2 21 rrmr RRR ??=120mm 摩擦襯塊有效半徑 盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡圖如圖 4— 3 所示，今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為： fNRTf 2? (4— 1) 式中 f 為 摩擦系數(shù)； N 為 單側(cè)制 動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力 (見圖 4— 2)， N； R 為 作用半徑， mm。 圖 4— 2 盤式制動(dòng)器的計(jì)算用圖 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 32 根據(jù)圖 4— 2，在任一單元面積只 RdR ?d 上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤中心的力矩為?dRdfpR2 ，式中 p 為襯塊與制動(dòng)盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤上的制動(dòng)力矩為： ???? )(322 3132221 RRfpdR df pRT RRf ??? ? ?? (4— 2) 單側(cè)襯塊給予制動(dòng)盤的總摩擦力為： ???? )( 212221 RRfpdR df pRf RRN ??? ? ?? (4— 3) f 為 摩擦系數(shù) f = ? 為 摩擦襯塊扇行弧度角一半 6/??? 得有效半徑為： )2]()(1[34322 21221 212122 3132 RRRR RRRR RRfNTR fe ????????? (4— 4) 令 mRR?21， 則有 ， 前制動(dòng)器制動(dòng)襯塊有效半徑： mmRmmR mfef ])1(1[34 2 ???? 后制動(dòng)器制動(dòng)襯塊有效半徑： mmRmmR mrer ])1(1[34 2 ???? 摩擦襯塊的面積和磨損特性計(jì)算 摩擦襯塊的磨損，與摩擦副的材質(zhì)、表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨 損的重要因素。 汽車的制動(dòng)過程是將其機(jī)械能 (動(dòng)能、勢(shì)能 )的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)熱量來不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。此西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 33 即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則襯片襯塊的磨損愈嚴(yán)重。 表 4— 2 制動(dòng)器摩擦襯塊摩擦面積 汽車類別 汽車總質(zhì)量 ma /t 單個(gè)制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積 ? 2/cmA 轎車 — 100— 200 — 200— 300 — 120— 200 — 150— 250 客車與貨車 — 250— 400 — 300— 650 — 550— 1000 — 600— 1200 制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。比能量耗散率又稱為單位功負(fù)荷或能量負(fù)荷，它表示單位摩擦面積在單位時(shí)間內(nèi)耗散的能量，其單位為 2/mmW 。雙軸汽車的單個(gè) 前輪制動(dòng)器和單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為： ?? ? ??12 )(2122211 At vvme a (4— 5) )1(22 )(2122212 ?? ??? ? At vvme a (4— 6) )( sj vvt ????? (4— 7) 式中 ?為 汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； am 為 汽車總質(zhì)量， am =1505Kg； 1v ， 2v 為 汽車緊急制動(dòng)初速度與終速度， m／ s；計(jì)算時(shí)轎車取1001?v km/h()， 2v =0； j 為 制動(dòng)減速度， 2/ms ，計(jì)算時(shí)取 j=； t 為 制動(dòng)時(shí)間， s； 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 34 ? ? 21, AA 為 單個(gè)前、后 制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積， 2cm ； ? 為 制動(dòng)力分配系數(shù)， ? =。 推薦根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在 2Kg/cm — ，則： 單個(gè)前制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積 ： 111 ?????? ? L mLAL mL aa 單個(gè)后制動(dòng)器總的襯塊摩擦面積： 222 ?????? ? L mLAL mL aa 得到 ： 212 1 cmAcm ?? ? ； 222 cmAcm ?? ? ； 最后取 )(230 21 cmA ?? ； ? ? ）（ 22 200 cmA 在緊急制動(dòng)到 02?v 時(shí)，并可近似地認(rèn)為 1?? ，將所有參數(shù)代入公式 4— 5 和4— 6 得到： )/( 21211 mmwAt vme a ???? ????? ? ? )/( )1(221 22212 mmwAt vme a ???? ?????? ? ? 轎車盤式制動(dòng)器的比能量耗散 率應(yīng)不大于 2/ mmw 。 比能量耗散率過高，不僅會(huì)加速制動(dòng)襯塊的磨損，而且可能引起制動(dòng)盤的龜裂。設(shè)計(jì)符合要求。 摩擦襯塊參數(shù)設(shè)計(jì) 校核 根據(jù)前面 所求汽車最大制動(dòng)器制動(dòng)力矩所得，汽車所遇路面最大附著系數(shù)為 ?? ， 且此時(shí)所需后軸最大制動(dòng)力矩 ： NmrqhLLGTegf 1185)( 1m a x2 ??? ?； 前軸 最大制動(dòng)力矩： 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 35 NmTT ff 26381 m a xm a x 21 ??? ?? ； 對(duì)以上參數(shù)的設(shè)計(jì)做核算 。 ?? 前輪實(shí)際制動(dòng)力矩 ： ???? )12(324424 3321 21 ffRRf RRfpdR df pRT ???? ? ?? 后輪實(shí)際制動(dòng)力矩 ： ???? )12(324424 3322 21 rrRRf RRfpdR df pRT ???? ? ?? 式中： f 為 摩擦系數(shù) ， ?f ； ? 為 摩擦襯塊扇行弧度角一半 ， ? = 6/? ； 1p 為 前制動(dòng)器襯塊與制動(dòng)盤之間的單位面積壓力 ， 21 /3 mmNP ? ； 2p 為 后制動(dòng)器襯塊與制動(dòng)盤之間的單位面積壓力 ， 22 /2 mmNP ? ； 前制動(dòng)器摩擦襯塊外半徑 mmR f 1482 ? ，內(nèi)半徑 mmR f 1061 ? ； 后制動(dòng)器摩擦襯塊外半徑 mmR r 1402 ? ，內(nèi)半徑 mmRr 1001 ? 。 求得： 前輪實(shí)際制動(dòng)力矩 為 ???? )(324424 31321211 21 ffRRf RRfpdR dRfpT ???? ? ?? m2 6 3 83 0 9 2m a x1 NTNm f ??? 后輪實(shí)際制動(dòng)力矩 為 ???? )(324424 31322222 21 rrRRf RRfpdR dRfpT ???? ? ?? NmT f 1 1 8 51 7 5 3m a x2 ??? 故設(shè)計(jì)符合要求。 駐車制動(dòng) 計(jì)算 與校核 汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力簡圖