【正文】 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。 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 ??? ?? ； 對以上參數(shù)的設(shè)計(jì)做核算 。 比能量耗散率過高，不僅會加速制動(dòng)襯塊的磨損，而且可能引起制動(dòng)盤的龜裂。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)， ? =。 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價(jià)指標(biāo)。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。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)。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。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)塊對制動(dòng)盤的壓緊力 (見圖 4— 2)， N； R 為 作用半徑， mm。 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。 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 。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。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 對制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。 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。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。 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。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。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。 利用附著系數(shù)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。 因?yàn)樗x取的車型為 雅閣 乘用轎車，所遇道路路面較好，同步附著系數(shù)也較高。 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) 0? 值的汽車，為了保證在 0??? 的良好的路面上（例如 ? =）能夠制動(dòng)到后軸和前軸先后抱死滑移（此時(shí)制動(dòng)強(qiáng)度 ??q ），前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力力矩為： egef rhLLGrZT ??? )( 21m a x1 ??? (3— 20) 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 26 m axm ax 12 1 ff TT ???? (3— 21) 對于選取較大 0? 值的各類汽車，則應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動(dòng)力矩。 2fF為 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力， N 。 0? 為 同步附著系數(shù)； gh 為 汽車質(zhì)心高度， mm。 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 最大制動(dòng)力是在滿載時(shí)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 1Z , 2Z 成正比。理想情況下，前后車輪同時(shí)抱死，前后制動(dòng)器的制動(dòng)力計(jì)算根據(jù)所給定的技術(shù)參數(shù)、公式 1Z 、 2Z 、 ?ZFf ? 。 如何選擇同步附著系數(shù) 0? ，是采用恒定前后制動(dòng)力分配比的汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)中的一個(gè)較重要的問題。因此，不可能選一盡善盡美的 0? 值，西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 24 只有根據(jù)具體條件的不同，而有不同的側(cè)重點(diǎn)。此外， 0? 的選擇還與汽車的操縱性、穩(wěn)定性的具體要求有關(guān)，與汽車的載荷情況也有關(guān)。從緊急制動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)， 0? 值宜取高些。首先，所選的 0? 應(yīng)使得在常用路面上，附著系數(shù)利用率較高。在汽車總重和質(zhì)心位置已定的條件下， 0? 的數(shù)值就決定了前后制動(dòng)力的分配比。因此各類轎車和一般載貨汽車的 0? 值有增大的趨勢。由于車速高，它不僅會引起側(cè)滑甩尾甚至?xí){(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性。 當(dāng) ? = 0? 時(shí) ， q= 0? ， ? =1， 利用率最高。而在其他附著系數(shù) ? 的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度 q? ，這表明只有在 ? = 0? 的路面上，地面的附著條件才得到充分利用。 為了防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度，為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 23 當(dāng) ? 0? ， ? 線位于 I 曲線上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。當(dāng)汽車在不同 ? 值的路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下情況： 當(dāng) ? 0? ， ? 線位于 I 曲線下方，制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死。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。 同步附著系數(shù)計(jì)算 式 (3— 15) 可表達(dá)為： ????112ffFF (3— 16) 上式在圖 3— 3 中是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為 (1? )/? 的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為 ? 的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡稱 ? 線。如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力1fF，2fF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)，都能使前、后車輪同時(shí)抱死。 由式 (3— 13)可知，前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力1fF，2fF是 ? 的函數(shù)。 在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好 。 由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為 ： ??? )()( 221 ggB qhLLGLhFLLGF ???? (3— 11) ??? )()( 112 ggB qhLLGLhFLLGF ???? (3— 12) 上式表明：汽車在 附著系數(shù) ? 為任意確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 21 限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度 q 或總制動(dòng)力 BF 的函數(shù)。 圖 3— 1 制動(dòng)過程中地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力及附著力的關(guān)系 根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析如圖 3— 2，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 20 得地面對前、后軸車輪的法向反力 1Z ， 2Z 為： )(21 dtdughLLGZ g?? (3— 9— 1) )( 12 dtdughLLGZ g?? (3— 9— 2) 式中 G 為 汽車所受重力， N； L 為 汽車軸距 ,mm； 1L 為 汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； 2L 為 汽車質(zhì)心離后軸的距離， mm； gh 汽車質(zhì)心高度， mm； g 為 重力加速度， m/s2 。此后制動(dòng)力矩 fT 即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而 eff rTF /? 即成為與 BF 相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。但地面制動(dòng)力 BF受著附著條件的限制 ，其值不可能大于附著力 ?F ，即 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 19 ?? ZFFB ?? (3— 7) 或 ?? ZFFB ??max (3— 8) 式中 ? 為 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z 為 地面對車輪的法向反力， N。即 fF 取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成比例。 m； BF 為 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； er 為 車輪有效半徑， m。2 ??? (3— 2) 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 18 滿載時(shí)，前軸負(fù)荷 ： kgkgWLLG 71814232715137021 ??? (3— 3) 后軸負(fù)荷 ： kgkgWLLG 70414232715134512 ??? (3— 4) 空 、 滿載時(shí)的質(zhì)心高度 空載時(shí)， mmhg 67039。1 ??? (3— 1) 后軸負(fù)荷 ： kgkgWLLG 56614232715108039。2L =1635mm； 滿載時(shí)， 1L =1345mm， 2L =1370mm 空 、 滿載時(shí)的軸荷分配 空載時(shí) ， 前軸