制动系统设计DOC

制动系统设计第七章

制动系是汽车的一个重要的组成部分。它直接影响汽车的行驶安全性。为了保证汽车有良好的制动效能，应该合理地确定汽车的制动性能及制动系结构。制动动力学7.1

稳定状态下的加速和制动7.1.1

加速力和制动力通过轮胎和地表的接触面从车

辆传送到路面。惯性力作用于车辆的重心，引起一阵颠簸。在这个过程中当刹车时，前后轮的负载各自增加或减少；而当加速时，情况正好相反。制动和加速加以区分。下面，a的过程只能通过纵向的加速度x我们先来分析一辆双轴汽车的制动过程。，在制动过最终产生结果的前后轮负载和??FF ZhZV随

着静止平衡和制动减速的条件而变程中，图7.1 为：（7.1a）???Flhl??mgma?ll ZVVx

（7.1b）?Flhl?mgl?ma ZhxV设作用于前后轴的摩擦系数分

别为f和f,那么制hV动力为：

??FFf ZVVXV．

（7.2a）

??Ff?F XhZhh（7.2b）

图7.1双轴汽车的刹车过程

它们的总和便是作用于车辆上的减速力。

（7.3）maF?F?xXVXh对于制动过程，f和f是负的。如果要求两轴上hV的抓力相等，这种相等使 f＝f＝a/g，理想的制动xVh力分配是：

)glh]/(alg?Fma[(l?)?xvXVx 7.4

（）)gl/(?gl[?Fmaa]h xvxXh 7.5（）的参数表现。在)和参数(FF这是一个抛物线a xxvxh的右半部分，显示了一辆普通载人汽车的理想7.1图

制动力分配。实践中，向两边分配制动力通常被选用来防止过早的过度制动，或是由刹车片摩擦偏差而引起的后轮所死，因为后轮锁死后将几乎无法抓

地，车辆将会失去控制。然而防抱死刹车系统将会减轻这个问题。

当然，每一个负载状态都有它各自的理想制动力分配。如果所有负载状态都必须由一个固定的分配去应对，那么最重要的条件往往就是空车载司机的情况。虽然，固定的分配在更多负载时无法实现最优化的制动力分配，b线显示了当后轴的制动力未超过理想值直到最大减速度为0.8g时的制动力分配情况。弯曲的分配曲线可通过如下方法应用。

图 7.2 半挂车的刹车过程

情况（c）使用一个后轴限压阀，情况（d）使用减

压阀。那些负载变化巨大的车辆，比如说卡车，或火车站货车及很多前轮驱动车，都有减压阀，并且带．

有一个可变的突变点，具体要看静止时的轴上负载（所谓的“制动力调节器”）。

在一辆双轴车上，轮子在制动中的负载只取决于减速度，而不取决于设定的制动力分配。但这对于有三个或以上轴的车辆来说并不适用。例如拖车，图7.2，高度协调了拖车接点的hk,h1和h2,拖拉机和拖车的重心，设定的制动力分配决定了连接力Fxk 和F2k，从而决定了各轴上力的分布。

这里建立的制定过程等式仍然有效，对于加速，加速度为正值。

7.2、制动系统设计与匹配的总布置设计硬点或输入参数

新车型总体设计时能够基本估算如下基本设计参数, 这些参数作为制动系统的匹配和优化设计的输入参数.

7.3、理想的前、后制动器制动力分配曲线

7.3.1 基本理论

(1) 地面对前、后车轮的法向反作用力

在分析前、后轮制动器制动力分配比例以前，首先了解地面作用于前、后车轮的法向反作用力。

图7.3.1

g h Fz1Fz2

由图7.3.1，对后轮接地点取力矩得

du h?mFL?Gb gz1dt

式中：

——地面对前轮的法向反作用力；

——汽车重力；

——汽车质心至后轴中心线的距离；

——汽车质量；

——汽车质心高度；

du——汽车减速度。dt对前轮接地点取力矩，得du h??GamFL g2z dt

式中——地面对后轮的法向反作用力；F2z——汽车质心至前轴中心线的距离。

则可求得地面法向反作用力为

h??Gdu g???Fb???1z Lgdt??h??Gdu

（7.3.1）g???a?F??2z dtLg??(2) 前、后制动器制动力分配曲线

在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死

的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于附着力；并且前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力，

即：?G?F?F??21?FF??11z?FF??22z?消去变量，得1G4hgLGb

（7.3.2）)](?2F?b?F[?F???112h2hG gg7.3.2 计算算例与计算

结果

由上述结果可以分别得出车型A和车型B的前、后车轮同时抱死时前、后制动器制动力的关系曲线——理想的前、后轮制动器制动力分配曲线，简称I

曲线。

(1) 车型B的I曲线

下图为车型B空载和满载时候的I曲线

）N

（?2F．

?1F(2) 车型A的I曲线

下图分别为车型A空载、满载的I曲线

）N

（?2F．

1F

7.4、前、后轮制动器制动力矩的确定

7.4.1车型B制动器的制动力矩计算

车型B所采用的为：前面为盘式制动器，后面为鼓式制动器。下面就两种制动器分别进行制动力矩的计算。

已知制动总泵的参数如下：

(1) 盘式制动器的制动力矩计算

(a) 基本参数

(b) 计算依据

假定衬块的摩擦表面全部与制动盘接触，且各处单位压力分布均匀，则制动器的制动力矩为：R?M2fF?0式中——摩擦系数；f——单侧制动块对制动盘的压紧力；F0——作用半径

计算结果(c)

下面为盘式制动器的制动力矩与摩擦系数之间的关系曲线。

（Nm）?M