畢業論文-輕型貨車盤式制動器總成設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的計算、分析、評價。根據計算分析結果對設計參數進行必要的修正，直到基本性能參數滿足要求為止。 汽車前后車輪制動力理想分配設計計算原理 汽車制動過程中 ，根據汽車前后車軸制動器制動力的分配、載荷情況及道路附著系數等因素，在制動器制動力足夠時，可能出現如下三種情況： 1)前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑； 2)后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑； 3)前后輪同時抱死拖滑；由汽車在制動過程中的方向穩定性可知，情況 1)是穩定工況，但在制動時汽車喪失轉向能力，附著條件沒有充分利用；情況 2)汽車后軸可能出現側滑，是不穩定工況，附著利用率也低；而情況 3)可以避免汽車后軸側滑，同時前轉向輪只有在最大制動強度下才使汽車失去轉向能力，較之前兩種工況，附著條件利用情況較好，此時的前、 后輪制動器對汽車前、后輪制動力 1uF 和 2uF 的關系曲線，常稱為前后制動器制動力理想的分配曲線。 通過給出的整車參數汽車總重量或總質量 mgGa? 、軸距 L 、汽車重心至前、后軸的縱向距離 1L 、 2L ，汽車重心高度 gh 。根據汽車 在制動狀態相關理論，計算出前后輪同步抱死的制動工況下的各軸理想制動力。再以附著系數 ? 為參變量，輸出前、后軸制動周緣力的理想關系曲線。在汽車制動系統設計中，前后制動器制動力分配的比例將影響到汽車制動時的方向穩定性和附著條件利用程度，所以設計汽車制動系統必須妥善考慮這一問題。 基本原理： 根據汽車在水平路面上制動時的受力情形。如圖 所示，推導出前、 后輪制動器制動力 1uF 和 2uF 的 關系式。在此計算中，忽略汽車的滾動阻力偶矩、旋轉質量減速時產生的慣性力偶矩、制動時車輪邊滾邊滑過程。 并假設制動力 1uF 和 2uF 能在同一瞬間達南京工業大學學士論文 13 到各該軸的附著力 1?F 和 2?F 的數值，則前、后輪制動器同步抱死滑移，這時總制動力和減速度達到最大值。 圖 制動時的汽車受力圖 由圖 ，對前、后車輪接地點取力矩得 ： （ ） 式中： 1Z ─地面對前輪的法向反作用力；（ N） 2Z ─地面對后輪的法向反作用力；（ N） L — 汽車前、后軸間距離；（ mm） 1L ─汽車重心至前軸的縱向距離；（ mm） 2L ─汽車重心至后軸的縱向距離；（ mm） m ─汽車質量；（ Kg） gh ─汽車重心高度；（ mm） j ─汽車減速度；（ m/s2） Ga — 汽車總重力；（ N） g — 重力加速度；（ m/s2） 由式（ ）可求得地面法向反作用力為： aG FB1 Fj hg Ga FB1 FB2 L1 L2 L Z1 Z2 地面 ??? ?? ??ggmjhGaLLZ mjhGaLLZ1221第三章 制動器設計計算 14 （ ） （ ） 根據假設條件，汽車前、后制動器同步抱死滑移，若在不同附著系數的路面上，此時地面對汽車的摩擦阻力（制動力） 21 BBB FFF ?? 將于附著力 ?F 相等，（ ? ──道路附著系數）于是得： （ ） 由圖 可知 ， mgGamjFB ?? , 代入式（ ）得： gj ?? （ ） 將式（ ）代入式（ ）和式（ ）得： （ ） （ ） 同理，由假設條件，在不同附著系數的路面上，汽車前后制動同步抱死滑移則有：前、后輪制動器制動力之和 uF 等于附著力 ?F ，并且前 、 后輪制動器制動力分別等于各自的附著力，于是得： （ ） 式中： 1uF — 前制動器對前輪的制動力；（ N） 2uF — 后制動器對后輪的制動力；（ N） 由式（ ）代入式（ ）和式（ ）得出 : )()(1221jghLLGaZjghLLGaZgg?????? GaFFB ??)()(1221gghLLGaZhLLGaZ??????????????????221121ZFZFGaFFuuuu南京工業大學學士論文 15 ???????????????LGaGLLGaGLLLLGGGa12212121 （ ） 由式（ ）消去 ? 得： ???????? ???????? ????121221 2421??? Fh LGFGLhLhGFgaagga （ ） 注意：有時整車參數中給出前軸荷 1G 或后軸荷 2G ，如此在輸入 1L 、 2L 之前，須由下式進行換算。 () 式中： 1G — 汽車前軸載荷；（ N） 2G — 汽車后軸載荷；（ N） 另外，由式（ ）得出的 1uF 與 2uF 的關系式中， 對于同一輛汽車在實際載重不同時， Ga、 1G 、 2G 、 1L 、 2L 、 gh 均發生 變化。因而，理想制動器制動力分配特性曲線一般在汽車滿載和空載兩種情況輸出。 取?? 滿載： Nmg 3 7 2 4 a ???? mmLG gmLGGL aa ????? ??????????gguuuuhLhLFFGaFF???122121第三章 制動器設計計算 16 mmLLL 1 0 5 4 82 6 5 012 ????? ? ? ? ? NhgLLGZ a ?????? ? ? ? ? ? NhgLLGZ a ?????? ? NGFF auu 2 9 7 9 7 2 4 021 ????? ? ???????? ???????? ????121221 2421??? Fh LGFGLhLhGFgaagga = 21 ?????? ?????? ??????? 112 uu FF Nfu ? Nfu ? 空載： NmgG a 2 6 9 5 ???? mmG gmGGL aa 5826 5026 95013 818221 ????? mmLLL 2 9 3 5 82 6 5 012 ????? ? ? ? ? NhgLLGZ a ?????? ? ? ? ? ? NhgLLGZ a ?????? ? NGFF auu 2 1 5 6 6 9 5 021 ????? ? ???????? ???????? ????121221 2421??? Fh LGFGLhLhGFgaagga =21 ?????? ?????? ??????? 112 uu FF Nfu ? Nfu ? 南京工業大學學士論文 17 汽車最大減速度下制動力矩設計計算原理 隨 著道路條件的不斷改善，現如今轎車和中小型客車的車速都設計的較高。從保證汽車在制動時的穩定性出發，一般寧可讓前輪先抱死而不讓后輪先抱死。如此，在確定轎車和中小型客車的同步附著系統0?時，取值都較高。在轎車和中小型客車的最高車速 150km/h 時，根據路面平整程度和附著系數實際情況，推薦0取 ，這樣就可以根據對0?值較大汽車的前、 后軸最大制動力矩的計算原則，確定汽車各單個制動器應有的汽車最大減速度下的制動力矩。 基本原理： 求制動器制動力分配系數? 定義：前制動器制動力與汽車總制動器制 動力之比，稱制動器制動力分配系數，并以符號?表示。 （ ） 式中：1uF─前制動器制動力 u──汽車總制動力，21 uuu FFF ??，2uF為后制動器制動力 故：uu FF )1(, 21 ?? ???可得到： （ ） 假設汽車在同步附著系數0?路面上制動，前、后輪同時抱死則由式（ ）可得： （ ） 由式 ()和式（ ）得出： uuFF1??????121uuFFgguu hL hLF010221 ?????gghL hL01021 ???? ????第三章 制動器設計計算 18 經整理得： （ ） 取?? 滿載時 ????? 空載時 291 ????? 求當???時，汽車制動系統制動強度 q 假如0時， 則可能得到的最大地面制動力取決于后輪剛剛首先抱死條件，這時： （ ） 由GaFq B?可得： （ ） 滿載時 ??? ??q 空載時 ??? ??q 單個前車輪制動器最大制動力 矩max1uM確定 （ ） 式中：max1uM— 單個前車輪制動器最大制動力矩；（ ） p?— 汽車可能遇到的最大附著系數； er— 車輪有效滾動半徑（ m）； 0?— 制動器同步附著系數； mmbdre )()1(2 ????????? ? LLhg 20 ????gB hL GaLF )( 011?? ???ghL Lq )( 011??????? ?? ? epgau rqhLLGM ??? ??? 1max1 12南京工業大學學士論文 19 由公式得 ? ?mNM u???????? ?? 3 4 63 4 9 4 8 )( 7 2 4 0m a x1 單車后車輪制動器最大制動力矩 max2uM 確定 mNMMuu ??????? m a x1m a x2 ? ? 盤式制動器參數設計 基本原理： 盤式制動器制動鉗體主要結構參數的關系 在初步計算制動器制動鉗體結構參數時，盤式制動器效能因數 1BF的值可定為 。根據汽車前輪所需的最大理論制動力矩，初步選取制動鉗體缸孔直徑 1D， 可由下面的公式算出： （ ） 式中： 1Awc— 盤式制動器制動鉗體缸孔的工作面積；（ mm2） 1BF— 盤 式制動器制動效能因數； 10P— 前制動管路的開啟壓力；（ Mpa 或 N/mm2） a?— 主缸以后的機械效率； 1r— 制動盤有效半徑；（ m） P— 前制動管壓；（ Mpa 或 N/mm2） 確定盤式制動器計算用的最大制動力矩 由于考慮到汽車實際制動時的最大輸出制動力矩與理論值受很多因素影響而發生改變，如制動襯片與制動盤接觸時不一定非常均勻使加制動力、制動襯片的摩擦系數受溫度變化而發生改變等一些因素。這樣用于計算的最大制動力矩應由下面公式算出： mNMM uu ?????? 0 1 3 4 m a x1m a x1 （ ） 1111011 )( rBFAwcPPM au ???第三章 制動器設計計算 20 式中：max1uM?— 用于計算的最大制動力矩（ ） max1u— 單個前輪制動器理論最大制動力矩（ ） 確定盤式制動器有效制動半徑 設計盤式制動器時，在前制動管壓和制動鉗缸孔直徑確定之后，制動器有效制動半徑越大，則制動力矩越大。但受到輪輞內徑的限制，制動盤與輪輞之間應保持相當的間隙，否則不僅散熱條件太差，而且輪輞受熱可能粘住內胎。盤式制動器有效制動半徑的計算，如圖 所示 圖 盤式制動器的有效制動半徑參考圖 設：襯塊與制動盤之間的單位壓力為 1P，則在任意微元面積?RdRd上的摩擦力對制動盤中心的力矩為? ?的摩擦系數為制動盤與制動盤