【正文】 第5章 制動(dòng)性能分析　　第5章 制動(dòng)性能分析　　任何一套制動(dòng)裝置都是由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。　　　汽車(chē)的制動(dòng)性是指汽車(chē)在行駛中能利用外力強(qiáng)制地降低車(chē)速至停車(chē)或下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車(chē)速的能力。　　　 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)　　汽車(chē)的制動(dòng)性主要由下列三方面來(lái)評(píng)價(jià)：　1） 制動(dòng)效能，即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度?！?）制動(dòng)效能的恒定性，即抗熱衰退性能。　　3）制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)汽車(chē)不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能?！　　?制動(dòng)效能 　　制動(dòng)效能是指在良好路面上，汽車(chē)以一定初速度制動(dòng)到停車(chē)的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的減速度。制動(dòng)效能是制動(dòng)性能中最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。制動(dòng)距離越小，制動(dòng)減速度越大，汽車(chē)的制動(dòng)效能就越好?！　?制動(dòng)效能的恒定性　制動(dòng)效能的恒定性主要指的是抗熱衰退性能。汽車(chē)在高速行駛或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能保持的程度。因?yàn)橹苿?dòng)過(guò)程中實(shí)際上是把汽車(chē)行駛的動(dòng)能通過(guò)制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動(dòng)器溫度升高后能保持在冷態(tài)時(shí)的制動(dòng)效能，已成為設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。　 制動(dòng)時(shí)汽車(chē)方向的穩(wěn)定性　制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性，常用制動(dòng)時(shí)汽車(chē)給定路徑行駛的能力來(lái)評(píng)價(jià)。若制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車(chē)將偏離原來(lái)的路徑。　　　制動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)維持直線(xiàn)行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力，稱(chēng)為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性包括制動(dòng)跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時(shí)，汽車(chē)將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動(dòng)時(shí)汽車(chē)按給定路　22　徑行駛的能力來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，對(duì)制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度兩指標(biāo)測(cè)試時(shí)都要求了其實(shí)驗(yàn)通道的寬度?！　　》较蚍€(wěn)定性是從制動(dòng)跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力方面來(lái)考驗(yàn)?！≈苿?dòng)跑偏的原因有兩個(gè)：　1） 汽車(chē)左右車(chē)輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車(chē)輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。　2） 制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上不協(xié)調(diào)（相互干涉）。　前者是由于制動(dòng)調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指汽車(chē)制動(dòng)時(shí)某一軸的車(chē)輪或兩軸的車(chē)輪發(fā)生橫向滑動(dòng)的現(xiàn)象。最危險(xiǎn)的情況時(shí)高速制動(dòng)時(shí)后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時(shí)抱死或前軸先報(bào)死后軸始終不抱死?！±碚摲治鋈缦?，真正的評(píng)價(jià)需要靠實(shí)驗(yàn)。　 制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線(xiàn)分析　　對(duì)于一般汽車(chē)而言，根據(jù)其前后軸制動(dòng)力的分配、載荷情況及路面附著系數(shù)和坡度等因素，當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力足夠時(shí)，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)如下三種情況：　1） 前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑?！?） 后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑?！　?） 前后輪同時(shí)抱死拖滑?！∷裕昂筝喼苿?dòng)力分配將影響汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計(jì)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)必須妥善處理的問(wèn)題?！　　「鶕?jù)給定參數(shù)和及制動(dòng)力分配系數(shù)，應(yīng)用EXCEL編制出制動(dòng)力分配曲線(xiàn)如下：　1） 當(dāng)I線(xiàn)與β線(xiàn)相交時(shí)，即=，即前后輪同時(shí)抱死。　　　2） 當(dāng)I線(xiàn)在β線(xiàn)下方時(shí)，前輪先抱死?！　?） 當(dāng)I線(xiàn)在β線(xiàn)上方時(shí)，后輪先抱死?！⊥ㄟ^(guò)圖51可以看出相關(guān)參數(shù)和制動(dòng)力分配系數(shù)的合理性?！　　?3　　　中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 第5章 制動(dòng)性能分析　　　　圖 51 賽車(chē)制動(dòng)力分配曲線(xiàn)　　　　　 制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離S　　　制動(dòng)系的制動(dòng)效果，可以用最大制動(dòng)減速度及最小制動(dòng)距離來(lái)評(píng)價(jià)?！　〖僭O(shè)汽車(chē)是在水平的，堅(jiān)硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制動(dòng)力是由制動(dòng)器產(chǎn)生。此時(shí)　　 　　　所以符合要求?！　　?4　 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算　摩擦襯塊的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤(pán)）的材質(zhì)及加工情況，以及襯片本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難。但試驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力?！哪芰康挠^點(diǎn)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程即是將汽車(chē)的機(jī)械能（動(dòng)能和勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了汽車(chē)全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。此時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)間很短，實(shí)際上熱能還來(lái)不及逸散到大氣中就被制動(dòng)器所吸收，致使制動(dòng)器溫度升高。這就是所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯片（襯塊）的磨損越嚴(yán)重。對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器的襯塊，其單位面積上的能量負(fù)荷比鼓式制動(dòng)器襯片大許多倍，所以制動(dòng)盤(pán)的表面溫度比制動(dòng)鼓的高?！　　「鞣N汽車(chē)的總質(zhì)量及其制動(dòng)襯塊的摩擦面積各不相同，因而有必要用一種相對(duì)的量作為評(píng)價(jià)能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前，各國(guó)常用的指標(biāo)是比能量消散率，即單位時(shí)間內(nèi)襯塊單位摩擦面積耗散的能量，通常所用的計(jì)量單位為。比能量耗散率有時(shí)也稱(chēng)為單位功負(fù)荷，或簡(jiǎn)稱(chēng)能量負(fù)荷?！　　‰p軸汽車(chē)的單個(gè)前輪及后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為　 (51)　　 (52)　 (53)　　式中，為汽車(chē)總質(zhì)量；為汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；、為制動(dòng)初速度和終速度（）；為制動(dòng)減速度（）；t為制動(dòng)時(shí)間；、為前、后制動(dòng)襯片（襯塊）的摩擦面積；為制動(dòng)力分配系數(shù)?！≡诰o急制動(dòng)到停車(chē)的情況下，并可認(rèn)為，故　　　 (54)　 （55）　　　據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率比不大于為宜，計(jì)算時(shí)取減速度。制動(dòng)初速度：乘用車(chē)用100km/h()；；(18m/s)。乘用車(chē)的盤(pán)式制動(dòng)器在同上的和的條件下，比能量耗散率應(yīng)不大于。對(duì)于最高車(chē)速低于以上規(guī)定的制動(dòng)初速度的汽車(chē)，按上述條件算出的值允許略大于。比能量耗散率過(guò)高不僅引起襯片（襯塊）的加速磨損，且又可能使制動(dòng)鼓　25　　　或制動(dòng)盤(pán)更早發(fā)生龜裂?！　　? （56）　 (57)　　 （58）　　盤(pán)式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于，故符合要求?！　　×硪粋€(gè)磨損特性指標(biāo)是襯片（襯塊）單位摩擦面積的制動(dòng)力摩擦力，稱(chēng)為比摩擦力。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器的比摩擦力為　　 （59）　　式中，為單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；R為制動(dòng)鼓半徑（襯塊平均半徑或有效半徑）；A為單個(gè)制動(dòng)器襯片（襯塊）摩擦面積。　　　在時(shí)，鼓式制動(dòng)器的比摩擦力以不大于為宜。與之相應(yīng)的襯片與制動(dòng)鼓之間的平均單位壓力=～（設(shè)摩擦因素=～）。這比過(guò)去一些文獻(xiàn)中推薦的要小，因?yàn)槟p問(wèn)題現(xiàn)在已較過(guò)去受到更大程度的重視?！　　　　》弦??！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?6　　　中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 參考文獻(xiàn)　　　參考文獻(xiàn)　　[1]陳家瑞，馬天飛. 汽車(chē)構(gòu)造(下冊(cè))第五版. 北京：人民交通出版社, 2005　[2]（第5版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009　　[3]：機(jī)械工業(yè)出版社，2006　[4]：機(jī)械工業(yè)出版社，2010　[5]：北京大學(xué)出版社，2008　　[6]：人民郵電出版社，1996　[7]：機(jī)械工業(yè)出版社，1994　[8] ：人民交通出版社，2005　　　[9] ：清華大學(xué)出版社，2001　　[10] ，機(jī)械工業(yè)出版社，2003　　[11] ：機(jī)械工業(yè)出版社，1992　　[12] ：高等教育出版社，2001　　[13] 林玉祥.《機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)題集》. 北京：科學(xué)出版社，2008　　　[14] 張春林.《機(jī)械原理》.北京：高等教育出版社，2005　　　[15]何銘新 錢(qián)可強(qiáng).《機(jī)械制圖》.高等教育出版社 2004 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　27　中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 致謝　　　　　致 謝　轉(zhuǎn)眼間就到了畢業(yè)答辯的時(shí)間，回想起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的日子，雖然過(guò)程很枯燥乏味，但是每當(dāng)有進(jìn)展的時(shí)候，都會(huì)特別有成就感，心里都會(huì)偷偷地發(fā)笑?！‘?dāng)然畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成免不了張紅老師的功勞。在課題開(kāi)始之時(shí)，在我沒(méi)有方向感和困惑的時(shí)候，是張紅老師的告訴我一步一步去做、去想，你就會(huì)慢慢知道你接下來(lái)要做什么。在設(shè)計(jì)之中，我也碰到許多的困難和疑惑，是張紅老師的指點(diǎn)迷津，讓我恍然大悟。在這里我想對(duì)您說(shuō)聲：謝謝！　感謝實(shí)驗(yàn)室的張心娣老師，剛開(kāi)始得時(shí)候我對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和原理還是很清楚，特意跑來(lái)向您請(qǐng)教，您親自帶我去實(shí)驗(yàn)室參觀，給我講解其結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)我的畫(huà)圖工作起到了很大的作用?！　　「兄x負(fù)責(zé)我們答辯的幾位專(zhuān)業(yè)課老師，因?yàn)橛辛四銈兯淌诘膶?zhuān)業(yè)知識(shí)，我們才能夠?qū)W以致用。你們是嚴(yán)格的，但正是因?yàn)檫@樣的嚴(yán)格才能培養(yǎng)出優(yōu)秀的畢業(yè)生?！「兄x一起奮斗的同學(xué)們，因?yàn)橛辛舜蠹业墓餐瑠^斗和勉勵(lì)，才有了畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，希望各位都能順利通過(guò)畢業(yè)答辯，以一顆積極的心態(tài)來(lái)迎接未來(lái)的挑戰(zhàn)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?8??29