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乘用車盤式制動器設(shè)計(課程設(shè)計必備-文庫吧資料

2024-09-10 20:09本頁面
  

【正文】 客車與貨車 — 300— 650 — 550— 1000 — 600— 1200 制動器的能量負荷常以其 比能量耗散率 作為評價指標(biāo)。此即 所謂制動器的能量負荷。在制動強度很大的緊急制動過程中,制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動力的任務(wù)。但試驗表明,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— 2 所示: 前制動器摩擦襯塊平均半徑:2 21 ffmf RRR ?? =100mm; 后制動器摩擦襯塊平均半徑:2 21 rrmr RRR ?? =95mm 摩擦襯塊有效半徑 盤式制動器的計算用簡圖如圖 4— 3 所示,今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好,且各處的單位壓力分布均勻,則盤式制動器的制動力矩為: fNRTf 2? ( 4— 1) 式中 f —— 摩擦系數(shù); N—— 單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力 (見圖 4— 3), N; R—— 作用半徑, mm。 目錄 取前制動器摩擦襯塊外半徑 R2f =120mm,內(nèi)半徑 R1f =80m; 后制動器摩擦襯塊外半徑 R2r =114mm,內(nèi)半徑 R1r =76mm。一般實心制動盤厚度可取為 10— 20mm,通風(fēng)制動盤厚度可取 20— 50mm,采用較多的是 20mm— 30mm. 選取前實心制動盤厚度為 h1 =16mm:后實心制動盤厚度為 h2 =12mm。為使質(zhì)量小,制動盤的厚度不宜取得很打;為了降低溫度,制動盤的厚度又不宜取得過小。受輪輞直徑的限制,制動盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的 70%— 79%。 表 4— 1 一些轎車制動盤技術(shù)要求 車型 表面跳動量 /mm 兩側(cè)表面的不平行度 /mm 靜不平衡量 /Ncm? 乘用車盤式制動器設(shè)計 奧迪 ? ? ? 云雀 ? ? ? 奧拓 ? ? 制動盤直徑 D 該車選用的輪胎規(guī)格為 165/70 Dr 為 330mm。制動盤在工作時不僅承受著制動塊的作用的法向力和切向力,而且承受著熱負荷。其結(jié)構(gòu)形式有平板形(用于全盤制動器)和禮帽形(見右圖,用于浮動鉗盤式制動器)。滿載:制動距離 S=m a x2 aVttV sa ??????? ? ( 3— 23) 式中: at — 轎車制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)時間 at ? st — 減速度增長時間 st ? maxa — 最大制動減速度 maxa = E ?r *g*= s/2 將上述值代入公式( 3— 23)得: S=[S]=19m 所以滿足要求。 ? 空載 滿載 0f? 0r? 1f? 1r? 乘用車盤式制動器設(shè)計 制動效率 Ef 、 Er 前軸制動效率 Ef =LhLLq gff //2??? ?? ( 3— 21) 后軸制動效率 Er = ? ?LhLLq grr /1 /1 ??? ??? ( 3— 22) 分別取 ? =0 .1、 、 、 、 、 、 、 、 、 ,把所給的技術(shù)參數(shù)代入公式 3— 21 和公式 3— 22,在 ?? 時求 Ef 、 Er 在不同路面附著系數(shù)下的值。 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抱死時產(chǎn)生的制動減速度為qgdtdu? ,則: GqdtdugGFF Bf ?? ??? 11 ; ? ?gZ ZhLLGF ?? 21 。所謂利用附著系數(shù)是:在某一制動強度 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) ? 。 若在同步制動附著系數(shù)的路面上制動,則汽車的前、后車輪同時達到抱死狀態(tài), 目錄 此時的制動強度 q= 0? , 0? 為同步附著系數(shù)。 一個車輪制動器應(yīng)有的最大 制動力矩為按上公式計算所得結(jié)果的半值。 因為所選取的車型為羚羊乘用轎車,所遇道路路面較好,同步附著系數(shù)也較高。為了保證在 0??? 的良好路面上能制動到后軸車輪和前、后車輪 乘用車盤式制動器設(shè)計 先后抱死滑移,相應(yīng)的極限制動強度 ??q ,故所需的后軸和前軸的最大制動力矩為: egf rqhLLGT ?)( 1m a x2 ?? (3— 17) m a xm a x 21 1 ff TT ???? (3— 18) 式中 ?—— 該車所能遇到的最大附著系數(shù); q—— 制動強度 。 1Z —— 作用于前軸車輪上的地面法向反力, N; 2Z —— 作用于后軸車輪上的地面法向反力, N; er —— 車輪有效半徑, mm。 制動器所能產(chǎn)生的制動力矩,受車輪的計算力矩所制約,即: eff rFT11? eff rFT 22 ? 式中 1fF—— 前軸制動器的制動力, N 。由式 (3— 8)可知,雙軸汽車前、后車輪附著力同時被充分利用或前、后輪同時抱死時的制動力之比為: ggff hL hLZZFF01022121 ??????= 式中 1L , 2L —— 汽車質(zhì)心離前、后軸距離, mm。0 =0 .32 滿載時 ? 0 =0 .76 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗,滿載的同步附著系數(shù) 0? 應(yīng)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: ~ 。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力的分配比。 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗,空滿載的同步附著系數(shù) 0?? 和 0? 應(yīng)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: ~ ??傊?, 0? 的選擇是一個綜合性的問題,上述各因數(shù)對 0? 的要求往往是相互矛盾的。汽車若常帶掛車行駛或常在山區(qū) 行駛, 0? 值宜取低些。具體而言,若主要是在較好的路面上行駛,則選的 0? 值可偏高些,反之可偏低些。 0? 的選擇與很多因數(shù)有關(guān)。 如何選擇同步附著系數(shù) 0? ,是采用恒定前后制動力分配比的汽車制動系設(shè)計中的一 個較重要的問題。后輪先抱死的情況是最不希望發(fā)生的。 當(dāng)今道路條件大為改善,汽車行駛速度也大為提高,因而汽車因制動時后輪先抱死引起的后果十分嚴重。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: ??? qGFB ?? (3— 13) 式中 BF —— 汽車總的地面制動力, N; G—— 汽車所受重力, N; q—— 制動強度。分析表明,汽車 在同步附著系數(shù) 0? 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= 0? g,即 q= 0? , q 為制動強度。 (3)當(dāng) ? = 0? ,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。它雖是一種穩(wěn)定工況,但喪失轉(zhuǎn)向能力。同步附著系數(shù)的計算公式是:ghLL 20 ?? ?? 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) 0? 的路面上,前、后車輪制動器才會同時抱死。圖中 ?線與 I 曲線交于 B 點,可求出 B 點處的附著系數(shù) ? = 0? ,則稱 ? 線與 I 曲線交點處的附著系數(shù) 0? 為 同步附著系數(shù) 。然而,目前大多數(shù)兩軸汽車尤其是貨車的前、后制動器制動力之比值為一定值,并以前制動1fF與汽車總制動力 fF 之比來表明分配的比例,稱為 汽車制動器制動力 乘用車盤式制動器設(shè)計 分配系 數(shù) ? : 2111fffff FF FFF ???? ( 3— 11) 又由于在附著條件所限定的范圍內(nèi),地面制動力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動周緣力,故 ? 又可通稱為 制動力分配系數(shù) 。由式 (3— 9)中消去 ? ,得: ???????? ???? )2(421 112 222 fgfggf FhGLFG LhLhGF (3— 10) 將上式繪成以1fF,2fF為坐標(biāo)的曲線,即為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線,簡稱 I 曲線,如圖 3— 3 所示。 由式 (3— 6)、式 (3— 7)和式 (3— 8)求得在任何附著系數(shù) ? 的路面上,前、后車輪同時抱死即前、后軸車輪附著力同時被充分利用的條件是: GFFFF BBff ????? 2121 )/()(// 122121 ggBBff hLhLFFFF ?? ???? (3— 9) 式中 1fF—— 前軸車 輪的制動器制動力, N, 111 ZFF Bf ???; 2fF—— 后軸車輪的制動器制動力, N, 222 ZFF Bf ???; 1BF—— 前軸車輪的地面制動力, N; 2BF—— 后軸車輪的地面制動力, N; 1Z , 2Z —— 地面對前、后軸車輪的法向反力, N; G—— 汽車重力, N; 1L , 2L —— 汽車質(zhì)心離前、后軸距離 ,mm; gh —— 汽車質(zhì)心高度, mm。當(dāng)汽車各車輪制動器的制動力足夠時,根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配,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; 目錄 (3)前、后輪同時抱死拖滑。 汽車總的地面制動力為 : GqdtdugGFFF BBB ???? 21 (3— 6) 式中 q(gdtduq?) —— 制動強度,亦稱比減速度或比制動力; 1BF,2BF—— 前后軸車輪的地面制動力, N。當(dāng)制動到 ? =0 以后,地面制動力 BF 達到附著力 ?F 值后就不再增大,而制動器制動力 fF 由于踏板力 PF 的增大使摩擦力矩 fT 增大而繼續(xù)上升如圖 (3— 1)。 當(dāng)制動器制動力 fF 和地面制動力 BF 達到附著力 ?F 值時,車輪即被抱死并在地面上滑移。當(dāng)加大踏板力以加大 fT , fF 和 BF 均隨之增大。 令 eff rTF? (3— 2) 并稱之為 制動器制動力 , fF 與地面制動力 BF 的方向相反,當(dāng)車輪角速度 ? 0時,大小亦相等,且 fF 僅由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。 制動力與制動力分配系數(shù) 汽車制動時,如果忽略路面對車輪的滾動阻力矩和汽 車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩,則任一角速度 ? 0 的車輪,其力矩平衡方程為 : 0?? eBf rFT (3— 1) 式中 fT —— 制動器對車輪作用的制動力矩,即制動器的摩擦力矩,其方向與車輪
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