鼓式制动器计算

第一章制动参数选择及计算

第一节汽车参数（符号以汽车设计为准）

制动器设计中需要的重要参量：

汽车轴距： L=1370mm

车轮滚动半径： r r =295 mm

汽车满载质量： m a=4100Kg

汽车空载质量： m o=2600Kg

满载时轴荷的分配：前轴负荷39%，后轴负荷61% 空载时轴荷的分配：前轴负荷47%，后轴负荷53% 满载时质心高度： hg =745mm

空载时质心高度： hg＇=850mm

质心距前轴的距离： L1 =835mm L1＇=726mm

质心距后轴的距离： L2 =535mm L2＇=644mm 对汽车制动性有影响的重要参数还有：制动力及其分配系数、同步附着系数、制动强度、附着系数利用率、最大制动力矩与制动因数等。

第二节制动器的设计与计算

一制动力与制动力矩分配系数

0 水平路面满载行驶时,前、后轴的负荷计算

对于后轴驱动的移动机械和车辆，在水平路面满载行驶时前后轴的最大负荷按下式计算(g=9.8N／kg)

前轴的负荷F1=Ga(L2-ϕhg)/(L-ϕhg)=3830.8N

后轴的负荷F2=GaL1/(L-ϕhg)=36349.2N

ϕ--- 附着系数，沥青.混凝土路面，取0.6

轴荷转移系数：

前轴：m,1= F Z1/G1=0.24

后轴：m,2= F Z1/G2=1.48

1、(汽车理论108页)

水平路面满载行驶制动时,地面对前后车轮的法向反作用力（满载）

F Z1= G

L (L2+ϕ

g

h)

=4100×9.8÷1.370×（0.535+0.6×0.745）=28800.55N

F Z2=G

L (L1-ϕ

g

h)

=4100×9.8÷1.370×（0.835－0.6×0.745）=11379.45N 式中： G-- 汽车所受重力；

L-- 汽车轴距；

1

L--汽车质心离前轴距离；

L

2

--汽车质心离后轴距离；

g

h--汽车质心高度；

g --重力加速度；(取9.80N／kg)

2 （汽车理论8,22）

汽车制动时，如果不记车轮的滚动阻力矩和汽车的回转质量的惯性力矩，则任何角速度ω﹥0的车轮，其力矩平衡方程为

Mμ-F b⨯R e=0 （4-2）

式中：Mμ--制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反，N﹒m；

F b--地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦

力，又称地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；

R e--车轮有效半径，m

令 F B= Mμ/R e

并称之为制动器的制动力，它是在轮胎周缘克服制动器的摩擦力矩所需的力，因此又称为制动周缘力。F B与地面制动力F b的方向相反，当车轮角速度ω﹥0时，大小亦相等，且F B仅由制动器的参数所决定，即F B取决于制动器的结构形式、尺寸，摩擦副的摩擦系数及车轮的有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成正比。当增大踏板力以增大Mμ时，F B和F b均随之增大，但地面制动力受附着条件的限制其值不可能大于附着力Fϕ，（汽车理论22）地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力Fϕ

F b≤ Fϕ= F Zϕ (4-3)

F bmax= Fϕ= F Zϕ (4-4)

式中：ϕ--轮胎与地面的附着系数（汽车理论22页）；

F Z --地面对车轮的法向反力；

(1)前轮：

F b1≤F ϕ1=F z1ϕ=28800.55×0.6=17280.33N

F b1max =F ϕ1= F z1ϕ=28800.55×0.6=17280.33N

(20后轮：

F b2≤F ϕ2= F z2 ϕ =11379.45×0.6=6827.67N

F b2max =F ϕ2= F z2ϕ=11379.45×0.6=6827.67N 当制动器的制动力F B 和地面制动力F b 达到附着力F ϕ值时，车轮即被抱死并在地面上滑移，此后制动力矩M μ即表现为静摩擦力矩M f ，而F B = M μ/R e 即成为与F b 相平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值，当制动力车轮角速度ω=0以后，地面制动力F b 达到附着力 F ϕ值后就不再增大，而制动器的制动力F B 由于踏板力F D 的增大使摩擦力矩M f 增大而继续上升，如图4-2所示

图4-2制动器制动力、地面制动力与踏板力的关系

3、制动器制动力分配系数（汽车理论110页）

b

B F F F ,.ϕ

（1）分配系数

β=F B1/F B (4-7)

F B1/ F B2=(L2+ϕhg)/ (L2-ϕhg) (4-8)

F B= F B1+ F B2 (4-9)

可得

β=F B1/F B= F B1/（F B1+ F B2 ）=(L2+ϕhg)/( L2+ϕhg+ L1-ϕhg)=(L2+

ϕhg)/L (4-10)

即：β=L2/L+ϕhg/L (4-11)

其中 L1=835mm L2=535mm L=1370mm hg=745mm 取ϕ=0.6

得到

β=L2/L+ϕhg/L

=(535+0.6×745)÷1370

=0.72

（2）同步附着系数

ϕ

0=

（Lβ-L2）/ hg (4-12)

=(1370×0.72－535)÷745=0.61

将ϕ0=0.61代入式(4-5)得

F Z1，

= G

L

(L2+ϕ0

g

h)

=4100×9.8÷1.370×（0.535+0.61×0.745）=29328.467×0.989

=29005.85N