載貨汽車(chē)后橋鼓式制動(dòng)器及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2026-07-16 05:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖對(duì)于前蹄可用下式表達(dá)為 （28）對(duì)于后蹄可類(lèi)似地表示為 （29）為了確定，必須求出法向力N及其分量。如果將dN（見(jiàn)圖23）看作是它投影在x1軸和y1軸上的分量dNx 和dNy的合力，根據(jù)式（22）有： （210） （211）因此 式中 所以 根據(jù)式（23）和式（25），并考慮到 則有 所以： R1= R2=又因： 其中 186。 所以： 對(duì)具有兩蹄的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，其制動(dòng)鼓上的制動(dòng)力矩等于兩蹄摩擦力矩之和，即 （212）對(duì)于液壓驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，所需的張開(kāi)力為 （說(shuō)明：制動(dòng)力矩T，由法規(guī)規(guī)定的滿(mǎn)載時(shí)最小制動(dòng)距離是計(jì)算出所需的最大剎車(chē)制動(dòng)力矩得出） 所以： P=7000N；計(jì)算鼓式制動(dòng)器，必須檢查蹄有無(wú)自鎖的可能。由式（27）得出自鎖條件。當(dāng)式（27）中的分母等于零時(shí)，蹄自鎖，即 如果式成立，則不會(huì)自鎖。因?yàn)椋? 故，制動(dòng)蹄不會(huì)自鎖。 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算摩擦襯片的磨損，與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度的多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計(jì)算磨損性能是很困難的。但實(shí)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。汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程是將其機(jī)械能（動(dòng)能、勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳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)了耗散汽車(chē)全部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)熱量來(lái)不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高此即所謂的制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則襯片的磨損愈嚴(yán)重。制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。比能量耗散率又稱(chēng)為單位功負(fù)荷或能量負(fù)荷，它表示單位摩擦面積在單位時(shí)間內(nèi)耗散的能量，其單位為w/mm。雙軸汽車(chē)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 （213）式中，——汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；——汽車(chē)總質(zhì)量； ——汽車(chē)制動(dòng)初速度與終速度，m/s；=65km/h（18m/s）；j——制動(dòng)減速度。，計(jì)算時(shí)取j=；t——制動(dòng)時(shí)間，s；A、A——前后制動(dòng)器襯片的摩擦面積；——制動(dòng)力分配系數(shù)。在緊急制動(dòng)到=0時(shí)，并可近似的認(rèn)為=1，則有 (214)，但當(dāng)制動(dòng)初速度低于式（213）下面所規(guī)定的值時(shí)。比能量耗散率過(guò)高，不久會(huì)加速制動(dòng)襯片的磨損，而且可能引起制動(dòng)鼓或盤(pán)的龜裂。其中=所以：e1= e2=故符合要求。磨損特性指標(biāo)也可用襯片的比摩擦力即單位面積的摩擦力來(lái)衡量。單個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器的比摩擦力為 式中，——單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；R ——制動(dòng)半徑A——單個(gè)制動(dòng)器的襯片摩擦面積。當(dāng)制動(dòng)減速度j=。所以： F =故符合要求。汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，如果忽略路面對(duì)車(chē)輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度的車(chē)輪，其力矩平衡方程為： (215)式中 ——制動(dòng)器對(duì)車(chē)輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車(chē)輪旋轉(zhuǎn)方向相反，N*m；——地面作用于車(chē)輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，有稱(chēng)為地面制動(dòng)力，其方向與汽車(chē)行駛的方向相反，N；——車(chē)輪的有效半徑，m。令 并稱(chēng)之為制動(dòng)器制動(dòng)力，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因此又稱(chēng)為制動(dòng)器周緣力。與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車(chē)輪角速度時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車(chē)輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓、或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以增大時(shí)，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力受著條件的限制，其值不可能大于附著力，即 或 式中 ——輪胎與地面間的附著系數(shù)；Z——地面對(duì)車(chē)輪的法向反力。 制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車(chē)輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以阻止車(chē)輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力極限值。當(dāng)制動(dòng)達(dá)到后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不在增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升。根據(jù)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的整車(chē)受力分析，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前、后軸車(chē)輪的法向反力為： （216） 圖24制動(dòng)力與踏板力FP的關(guān)系式中 G——汽車(chē)所受重力； L——汽車(chē)軸距； ——汽車(chē)質(zhì)心離前軸距離；L——汽車(chē)質(zhì)心離后軸距離；——汽車(chē)質(zhì)心高度；g ——重力加速度；——汽車(chē)制動(dòng)減速度。汽車(chē)總的地面制動(dòng)力為 （217）式中q——制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱(chēng)比減速度或比制動(dòng)力；——前后軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力。由以上兩式可求得前、后軸車(chē)輪附著力為 （218）上式表明：汽車(chē)在附著系數(shù)為任一確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即為極限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度q或總制動(dòng)力FB 的函數(shù)。當(dāng)汽車(chē)各車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車(chē)前、后軸的軸荷分配，前、后車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的情況有三種，即：，然后后輪再抱死拖滑；，然后前輪再抱死拖滑；、后輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用最好。由上面的公式可以求出在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時(shí)抱死即前后軸車(chē)輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是： （219）式中； ； ——前軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力；——后軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力；——地面對(duì)前、后軸車(chē)輪的法向反力；——汽車(chē)質(zhì)心離前、后軸的距離G——汽車(chē)重力；——汽車(chē)質(zhì)心高度。由上式可知，前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力的函數(shù)。上式可消去，得式中L——汽車(chē)的軸距。將上式繪成以為坐標(biāo)的曲線(xiàn)，即為理想的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)I曲線(xiàn)，如圖（25）所示。如果汽車(chē)前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力能按曲線(xiàn)I的規(guī)律分配，則能保證汽車(chē)在任何附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)，都能使前、后車(chē)輪同時(shí)抱死。然而，目前大多兩軸汽車(chē)尤其是貨車(chē)的前后制動(dòng)力之比為一定值，并以前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車(chē)總制動(dòng)器制動(dòng)力之比；表面分配比例，稱(chēng)為汽車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)： （220）又由于在附著條件所限定的范圍內(nèi)，地面制動(dòng)力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動(dòng)周緣力，故又可通稱(chēng)為制動(dòng)力分配系數(shù)。圖25 I曲線(xiàn)與線(xiàn)上式又可表達(dá)為： 上式在圖中是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為（1）/的直線(xiàn)，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為的汽車(chē)的實(shí)際前、后制動(dòng)器動(dòng)力分配線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)線(xiàn)。圖中線(xiàn)與I曲線(xiàn)交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)。它是汽車(chē)制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，有汽車(chē)結(jié)構(gòu)系數(shù)所決定。國(guó)外有的文獻(xiàn)推薦滿(mǎn)載時(shí)的同步附著系數(shù)，轎車(chē)取。故取=。 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 應(yīng)合理的確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，以保證汽車(chē)有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。 最大制動(dòng)力是汽車(chē)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(chē)輪的法向力成正比。雙軸汽車(chē)前、后輪附著力同時(shí)被充分利用或前、后輪同時(shí)抱死時(shí)制動(dòng)力之比為式中 ——汽車(chē)質(zhì)心離前、后輪的距離；——同步附著系數(shù)；——汽車(chē)質(zhì)心高度。所以：制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車(chē)輪的計(jì)算力矩所制約，即 （221）式中——前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，；——后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力，；——作用于前軸車(chē)輪上的地面法向反力； ——作用于后軸車(chē)輪的地面法向反力；——車(chē)輪的有效半徑。對(duì)于常遇的道路條件較差、車(chē)速較低因而選取了較小的同步系數(shù)值的汽車(chē)，為了保證在的良好路面上能夠制動(dòng)到后軸和前軸先抱死滑移（此時(shí)制動(dòng)強(qiáng)度q=），前、后軸的車(chē)輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩為：所以： ==。 第三章 駐車(chē)車(chē)制動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 汽車(chē)可能停駐的極限上坡角，根據(jù)后輪上的附著力與制動(dòng)力相等的條件可得： （31）汽車(chē)可能停駐的極限下坡角，同理可得： （32）一般要求各類(lèi)的最大駐坡不小于16%～20%，在駐車(chē)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)中，安裝制動(dòng)器的空間及駐車(chē)制動(dòng)力源等條件允許的范圍內(nèi)，應(yīng)求后橋上駐車(chē)制動(dòng)力矩接近由所確定的極限值mgResin（因?yàn)榇笥冢⒈ＷC下坡能停駐的坡度不小于法規(guī)值。單個(gè)后輪駐車(chē)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩上限為1/2mgResin。 滿(mǎn)載時(shí)圖31為汽車(chē)在上坡路上停駐時(shí)的后軸車(chē)輪的附著力為： 即 （33）同樣可求出汽車(chē)下坡停駐時(shí)的后軸的車(chē)輪的附著力
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