【正文】 車輪半徑以及踏板力有關(guān)。當(dāng)踩下制動踏板時，首先消除制動系間隙后，制動器制動力開始增加。此時， xbF =F? ， 在此處鍵入公式。 圖 32 地面制動力、車輪制動力及附著力之間的關(guān)系 FIG. 32 ground braking force, wheels braking force and the relationship between the adhesion 但是地面制動力是地面摩擦阻力的約束反力，其值不能大于地面附著力 F? 或最大地面制動力 maxxbF ，即 : 劉聰：東風(fēng)重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 14 （ 33） （ 34） 當(dāng)制動踏板力上升到一定值時，地面制動力 xbF 達(dá)到最大地面制動力 xbF =F? ,車輪開始抱死不轉(zhuǎn)而出現(xiàn)拖滑現(xiàn)象。 上述分析表明，汽車地面制動力 xbF 取決于 制動器制動力 F? ，同時又受到地面附著力F? 的閑置。 （ 3） 地面對前、后車輪的法向反作用力 圖 33 所示為，忽略汽車的滾動阻力偶和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時的慣性阻力偶矩，汽車在水平路面上制動時的受力情況。地面作用于前、后 輪的法向反作用力為 ???????????)()(21gzgzhaLGFhbLGF?? （ 37） 式（ 36）、（ 37）均為直線方程，由上式可見，當(dāng)制動強(qiáng)度或附著系數(shù)改變時，前后軸車輪的地面法向反作用力的變化是很大的，前輪增大，后輪減小。 由式 （ 35） 、 式（ 36） 求得前、后軸車輪附著力 ： 212121( ) ( )( ) ( )gBggBghL GF G F L q hL L LhL GF G F L q hL L L??????? ? ? ? ????? ? ? ? ??? （ 39） 前已指出，制動時前、后車輪同時抱死，對附著條件的利用，制動時汽車的方向穩(wěn)定性均較為有利。在任何附著系數(shù) ? 的路面上，前、后輪制動器制動力分別等于各自的附著力，即： 121122uuuzuzF F GFFFF???????????? 將（ 37）式代入上式，得 1212uuugF F GF b hF a h????????? ???? （ 310） 式中 ： 1uF — 前軸車輪的制動器制動力， 1 1 1u xb zF F F???； 2uF — 后軸車輪的制動器制動力， 2 2 2u xb zF F F???； 1xbF — 前軸車輪的地面制動力； 2xbF — 后軸車輪的地面制動力； 1Z ， 2Z — 地面對前、后軸車輪的法向反力； G — 汽車的重力 ； a ， b — 汽車質(zhì)心離前、后軸距離； gh — 汽車質(zhì)心高度。 圖 34 就是根據(jù)式（ 311）繪制的汽車在空載和滿載兩種工況的 I 曲線。假設(shè)一組 ? 值（ ? ＝,?? ,） ,每個 ? 值代入方程組 （ 330） ，就具有一個交點的兩條直線，變化 ? 值，取得一組交點，連接這些交點就制成 I 曲線，見 圖 35。前、后車輪同時抱死時， 1 1 1u xbF F F???， 1 1 2u xbF F F???，所以 I 曲線也是前、后車輪同時抱死時， 1F? 和 2F? 的關(guān)系曲線。 將以上數(shù)據(jù)代入 （ 37）（ 310） ，得 NFFF xbu 0 1 1 6111 ??? ? , NFFF xbu 8 8 3 3222 ??? ? 1zF =， 2zF =。通常用前制動器制動力對汽車總制動器制動力之比來表明分配比例，即制動器制動力分配系數(shù) ? ，它可表示為 1FF???? （ 312） 式中， 1uF 為前制動器制動力； uF 為汽車總制動器制動力， 12uuF F F? ??， 2uF 為后輪制動器制動力。如圖 36 所示。制動距離與制動踏板力、路面 附著條件、車輛載荷、發(fā)動機(jī)是否結(jié)合等許多因素有關(guān)。 制動減速度是制動時車速對時間的導(dǎo)數(shù)，即 dudt 。 在不同的路面上，由于地面制動力為 xb bFG?? 故汽車能達(dá)到的減速度（ m/s2 ）為 maxb bag?? 若允許汽車的前、后輪同時抱死，則 maxb sag?? 式中： G — 汽車所受重力， N； s? — 滑動 附著系數(shù)；（ s? =） g — 重力加速度， ? m/s2； v — 制動初速度， m/s； 代入數(shù)據(jù)得到 劉聰：東風(fēng)重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 20 smbn / a x ??? （ 2）制動距離的分析 ma x2020.2.2 1 baa auuS ????????? ?? ?? （ 314） 式中： 39。39。 代入數(shù)據(jù)得： 220. 15 / 11 5 0. 15 18 .1 18 .1 / 11 5TS v v? ? ? ? ? ? 顯然， S＜ TS ，故本設(shè)計符合要求。圖 46中 ? 線與 I曲線交于 B點， B點處的附著系數(shù) ? = 0? ,則稱 0? 為 同步附著系數(shù) 。當(dāng)汽車在不同 ? 值的路面上制動時，可能有以下情況： (1)當(dāng) ? 0? ， ? 線位于 I曲線下方，制動時總是前輪先抱死。 (2)當(dāng) ? 0? ， ? 線位于 I曲線上方，制動時總是后輪先抱死，這時容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。 將以下數(shù)據(jù) 汽車的重力 G= L=5100mm， 質(zhì)心距前軸 a=3480mm,質(zhì)心距后軸 b=1620mm.地面附著系數(shù) ?? 。 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，希望在制動過程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無任何車輪抱死時的制動減速度，為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。而在其他附著系數(shù) ? 的路面上制動時，達(dá)到前輪或后輪即將抱死時的制動強(qiáng)度 z ? ，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。 當(dāng) ? = 0? 時， z = 0? ， ? =1,利用率最高。 本設(shè)計中， ??z （ 滿足要求 ） 根據(jù)所定的同步附著系數(shù) 0? ， 由式（ 310）及式（ 313）得 0 gbhL?? ?? （ 318） 01 gahL?? ??? （ 319） 進(jìn)而求得 1 0()x b x b gGF F G q b h qL? ? ?? ? ? ? （ 320） 2 0( 1 ) ( 1 ) ( )x b x b gGF F G q a h qL? ? ?? ? ? ? ? ? （ 321） 當(dāng) ? = 0? 時：11xbFF??，22xbFF??，故 xbFG?? ， z =? ； ? =1 當(dāng) ? 0? 時：可能得到的最大總制動力取決于前輪剛剛抱死的條件，即11uFF??。由 式（ 36）、式（ 37）、式（ 313）和式（ 315）得 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 NhL GLF gxb 811 )( 000)( 02 2 ???? ??????? ?? ? （ 325） )( )( 02 2 ???? ????? ghL Lq ?? ? （ 326） )( )( 02 2 ???????? ghL L ??? （ 327） 本設(shè)計中 汽車 的 ? 值恒定 ，其 0? 值小于可能遇到的最大附著系數(shù) ， 使其在常遇附著系數(shù)范圍內(nèi) ? 不致過低 。 制動器的最大制動力矩 為 保證汽車有良好的制動效能和穩(wěn)定性，應(yīng)合理地確定前，后輪制動器的制動力矩。由式 (410)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 11 0220uz gzugbhFFF F a h????? ? （ 328） 式中 ： a ,b — 汽車質(zhì)心離前、后軸距離 ； 0? —— 同步附著系數(shù)； gh — — 汽車質(zhì)心高度 。 劉聰：東風(fēng)重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 24 對于常遇的道路條件較差，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 ? =）能夠制動到后軸和前軸先后抱死滑移 （此時制動強(qiáng)度 z ?? ），前、后軸的車輪制動器所能產(chǎn)生的最大制動力力矩為 11 m a x ()zu e g eGT F r b h rL? ? ?? ? ? （ 330） 2 m ax 1 m ax1uuTT???? （ 331） 對于選取 較 大 0? 值的汽車， 從保證汽車制動時的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動力矩。 本設(shè)計中，同步附著系數(shù) 0? 的值為 ，所以應(yīng)用式（ 324）、（ 325）進(jìn)行計算。汽車車輪的有效半徑 mre ? 代入式（ 330）、（ 331）中，得 mNTa . ax1 ? mNTa . 5 7 7 2m a x2 ? 一個車輪制動器 的最大制動力矩為上列計算結(jié)果的半值 。但 D 的增大（圖 41）受輪輞內(nèi)徑限制，制動鼓與輪輞之間應(yīng)保持 足夠的間隙，通常要求該間隙不小于 20— 30mm，否則不僅制動鼓散熱條件太差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動鼓的直徑小，剛度就大，并有利于保證制動鼓的加工精度。轎車制動鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小 125mm150mm，載貨汽車和客車的制動鼓內(nèi)徑劉聰：東風(fēng)重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 26 一般比輪輞外徑小 80mm100mm，設(shè)計時亦可按輪輞直徑初步確定制動鼓內(nèi)徑（見表 51）。 由上述表格和輪胎標(biāo)準(zhǔn)初選制動鼓內(nèi)徑 420mm 摩擦襯片寬度 b 包角 ? 徑 R既定后。根據(jù)國外統(tǒng)計資料分析，單個車輪蹄式制動器總的襯片摩擦面積隨汽車總重而增加具體數(shù)如表 42 摩擦襯片面積 表 42 制動器襯片摩擦面積 Table 42 brake facing friction area 汽車類型 汽車總質(zhì)量 ma /t 單個制動器總的襯片摩擦面積 A? /mm2 轎車 100200 200300 客車與貨車 120200 150250(多為 150200) 250400 300650 5501000 6001500(多 6001200) 由根據(jù)表 22選取對于車總質(zhì)量 m =12t17t 時， A =6001500cm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 則 b= A /R =，根據(jù) ZBT24005— 89選取 b=210mm制動鼓半徑 R=D/2=420/2=210mm確定后，襯片的摩擦面積為 AP =Rb? 初選 ? =100176。通常是將摩擦襯片布置在制動蹄外緣得得中央。 β 0=100176。 /2=50176。 mmRe ?? 制動蹄支承點位置坐標(biāo) a 和 c 應(yīng)在保證兩蹄支承端面不致相互干涉的條件下，使 a 盡可能大而 c 盡可能?。▓D 51）。 mmRea 1 6 ??? ,c 取為 40mm 摩擦片摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和 壓力的影響要小。 摩擦襯片的型號及性能如表 33[3] 表 43 內(nèi)張?zhí)闶街苿悠饕r片型號性能及用途 Table 4 3hoof drum brake facing model properties and uses 產(chǎn)品規(guī)格 摩擦系數(shù) ? 硬度（ HBS） 適用范圍 SY1107 2050 主要用于轎車等輕 負(fù)荷車 SY0204 2050 主要用于中型載重汽車 劉聰：東風(fēng)重型貨車制動系統(tǒng)設(shè)計 28 SY9002 2050 主要用于重型載貨汽車 由表 33選取 SY1107 規(guī)格選取摩擦襯片摩擦系數(shù)為 鼓式制動器主要零部件的