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: ma=4100Kg 汽车空载质量: mo=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-?hg)/(L-?hg)=3830.8N 后轴的负荷F2=GaL1/(L-?hg)=36349.2N ?--- 附着系数,沥青.混凝土路面,取0.6 轴荷转移系数:
前轴:m,1= FZ1/G1=0.24 后轴:m,2= FZ1/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)
FZ1=
G(L2+?Lhhg)
=4100×9.8÷1.370×(0.535+0.6×0.745)=28800.55N FZ2=
G (L1-?Lg)
=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;
L1--汽车质心离前轴距离;
L2--汽车质心离后轴距离;
F?.g --重力加速度;(取9.80N/kg) FB2 (汽车理论8,22Fb) C 汽车制动时,如果不记车轮的滚动阻力矩Fbmax?F?FB,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-Fb EMBED Equation.DSMT4 ?
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;
Fb--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; Re--车轮有效半径,m
令 FB= Mμ/Re
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。FB与地面制动力Fb的方向相反,当车轮角速度ω﹥0时,大小亦相等,且FB仅由制动器的参数所决定,即FB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,FB和Fb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F55×0.6=17280.33N Fb? F?= FZ? (4-3) Fbmax= F?= FZ? (4-4) 式中 : ?--轮胎与地面的附着系数(汽车理论22页);
FZ --地面对车轮的法向反力; (1) 前轮 :
Fb1≤F?1=Fz1?=28800.55×0.6=17280.33N
Fb1max=F?1= Fz1?=28800.55×0.6=17280.33N
(20后轮:
Fb2≤F?2= Fz2 ? =11379.45×0.6=6827.67N
Fb2max=F?2= Fz2?=11379.45×0.6=6827.67N 当制动器的制动力FB和地面制动力Fb达到附着力F?值时,车轮即被抱死并在地面上滑移,此后制动力矩Mμ即表现为静摩擦力矩Mf,而FB= Mμ/Re即成为与Fb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Fb达到附着力 F?值后就不再增大,而制动器的制动力FB由于踏板力FD的增大使摩擦力矩Mf增大而继续上升,如图4-2所示
F?.FB,FbFBCFbmax?F?踏板力FD,N 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) (1)分配系数
β=FB1/FB (4-7) FB1/ FB2=(L2+?hg)/ (L2-?hg) (4-8) FB= FB1+ FB2 (4-9) 可得
β=FB1/FB= FB1/(FB1+ FB2 )=(L2+?hg)/( L2+?hg+ L1-?hg)=(L2+
?hg)/L (4-10)
即:β=L2/L+?hg/L (4-11) 其中 L1=835mm L2=535mm L=1370mm hg=745mm 取?=0.6 得到
β=L2/L+?hg/L
=(535+0.6×745)÷1370 =0.72
(2)同步附着系数
?0=(Lβ-L2)/ hg (4-12)
=(1370×0.72-535)÷745=0.61
将?0=0.61代入式(4-5)得
FZ1=
,
G(L2+?0hg) L=4100×9.8÷1.370×(0.535+0.61×0.745) =29328.467×0.989 =29005.85N