盘式制动器的主要缺点是: 1) 2) 3) 4)
因此,从结构,散热,技术,成本等多方面考虑,决定采用浮钳盘式制动器(前轮)。
第四章 盘式制动器主要参数的确定 1.制动盘直径D
制动盘直径D应尽可能取大些。这时制动盘的有效半径得到增加,可以见效制动钳的加紧力,降低衬块单位压力和工作温度。受轮辋直径的限制,制动盘的直径通常选择为轮辋直径的70%-79%。总质量大于2t的汽车取上限。 轮辋直径为17英寸,又因为M=1540kg,所以D取340mm.
2 制动盘的厚度h
制动盘厚度h对制动盘质量和工作时的温升有影响。为使质量小些,制动盘厚度不宜取的很大;为减小温升,制动盘厚度又不宜取的过小。制动盘可以做成实心的,或者为了散热通风需要在制动盘中间铸出通风孔道。在本设计中:前制动器采用通风盘,取厚度h=25mm;后制动盘采用实心盘,取厚度h=12mm
3 摩擦衬块外半径R2与内半径R1
推荐摩擦衬块外半径R2与内半径R1的比值不大于1.5。若比值偏大,工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多,磨损不均匀,接触面积减少,最终将导致制动力矩变化大。 取外半径R2=140mm,内半径R1=100mm
4 制动衬块工作面积A
在确定盘式制动器衬块工作面积A时,根据制动衬块单位面积占有的汽车质量,推荐在
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难以实现完全防尘和锈蚀(封闭的多片式全盘式制动器除外)。 兼作驻车制动器时,所需附加的手驱动机构比较复杂。 在制动驱动机构中必须装用助力器。
因为衬块工作面积小,所以磨损快,寿命低,需用高材质的衬块。
1.6-3.5kg/c㎡范围内选用。
汽车满载质量为1540kg,前轮满载时地载荷为960kg,
9603.5?4 c㎡
9601.6?4 c㎡
所以A取90c㎡
五 盘式制动器的设计计算
质心高度 hg=850mm 轴距L=2920mm
质心到前轴距离a=L1=错误!未找到引用源。1790mm 质心到后轴距离b=L2=1130mm
汽车总质量M=1540kg 轮胎有效半径R=328mm
1. 同步附着系数的确定
对于前、后制动器制动力为固定比值的汽车,只有在附着系数?等于同步附着系数
?0的路面上,前、后车轮制动器才会同时抱死。当汽车在不同?值的路面上制动时,可
能有以下情况:
(1)当?0,?线位于I曲线下方,制动时总是前轮先抱死。它虽是一种稳定工况,但丧失转向能力。
(2)当?>?0,?线位于I曲线上方,制动时总是后轮先抱死,这时容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。
(3)当???0,制动时汽车前、后轮同时抱死,是一种稳定工况,但也失去转向能力。 如何选择同步附着系数 ?0,是采用恒定前后制动力分配比的汽车制动系设计中的一个较重要的问题。在汽车总重和质心位置已定的条件下,的数值就决定了前后制动力的分配比。
?0的选择与很多因数有关。首先,所选的?0应使得在常用路面上,附着系数利用
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率较高。具体而言,若主要是在较好的路面上行驶,则选的?0值可偏高些,反之可偏低些。从紧急制动的观点出发,?0值宜取高些。汽车若常带挂车行驶或常在山区行驶,?0值宜取低些。此外,?0的选择还与汽车的操纵性、稳定性的具体要求有关,与汽车的载荷情况也有关。总之,?0的选择是一个综合性的问题,上述各因数对?0的要求往往是相互矛盾的。因此,不可能选一尽善尽美的?0值,只有根据具体条件的不同,而有不同的侧重点。
随着道路条件的改善和汽车速度的提高,由于制动时后轮先抱死引起的汽车甩尾甚至掉头所造成的车祸日益增多。错误!未找到引用源。值宜取大些。根据设计经验,取错误!未找到引用源。=0.60 2. 制动力分配系数的确定
上式表明:汽车在附着系数?为任意确定值的路面上制动时,各轴附着力即极限制动力并非为常数,而是制动强度q或总制动力FB的函数。当汽车各车轮制动器的制动力足够时,根据汽车前、后轴的轴荷分配,前、后车轮制动器制动力的分配、道路附着系数和坡度情况等,制动过程可能出现的情况有三种,即
(1)前轮先抱死拖滑,然后后轮再抱死拖滑; (2)后轮先抱死拖滑,然后前轮再抱死拖滑; (3)前、后轮同时抱死拖滑。
以Ff1,Ff2为坐标的曲线,即为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线,简称I曲线,如图 3. 3所示。如果汽车前、后制动器的制动力Ff1,Ff2能按I曲线的规律分配,则能保证汽车在任何附着系数?的路面上制动时,都能使前、后车轮同时抱死。
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此客车前后制动器制动力为定比值。常用前制动器制动力与汽车总制动力之比来表明分配的比例,称为制动器制动力分配系数,用β表示,即:
??F?1F? (5.1)
F??F?1?F?2 (5.2)
式中,错误!未找到引用源。为前制动器制动力;错误!未找到引用源。为后制动器制动力,错误!未找到引用源。为后制动器总制动力。 由于已经确定同步附着系数,则分配系数可由下式得到:
???0hg?b0.6?850?1130??0.56 L29203. 前,后轮制动器制动力矩的确定
为了保证汽车有良好的制动效能,要求合理地确定前,后轮制动器的制动力矩。 先计算出前,后制动力矩的比值:
M?1L2??0hg1130?0.6?850???1.28 M?2L1??0hg1790?0.6?850根据汽车满载在沥青,混凝土路面上紧急制动到前轮抱死拖滑,计算出后轮制动器的最大制动力矩M?2:
M?2?G(L1?qhg)?re其中q为制动强度,re为车轮有效半径。 LL1?1790?0.9??0.67,re=328mm
L1?(???0)hg1790?(0.7?0.6)?850在这里,q?所以M?2?1540?9.8(1130?0.67?850)?0.7?328?665924.952N.mm 2920M?1??0.56M?2??665924.952?847540.848N.mm 1??1?0.564.制动强度和附着系数利用率4.制动强度和附着系数利用率
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上面已给出了制动强度q和附着系数利用率?的定义式。下面再讨论一下当?=?0、
?0和?>?0时的q和?。根据所定的同步附着系数?0,由式(5.1)及式(5.2)得
??L2??0hgL (5.3)
1???L1??0hgL (5.4) 进
而求得 FB1?FB??Gq?? FB2G(L2??0hg)q (5.5) LG?FB(1??)?Gq(1??)?(L1??0hg)q (5.6)
L当?=?0时:FB1?F?1,FB2?F?2,故FB?G?=14715,q=?;?=1。
当?0时:可能得到的最大总制动力取决于前轮刚刚首先抱死的条件,即
FB1?F?1。则总制动力FB、制动强度q和附着系数利用率?分别为
FB?GL2? (5.7)
L2?(?0??)hgq?L2? (5.8)
L2?(?0??)hg??L2L2?(?o??)hg (5.9)
当?>?0时:可能得到的最大总制动力取决于后轮刚刚首先抱死的条件,即
FB2?F?2。则总制动力FB、制动强度q和附着系数利用率?分别为
FB?GL1? (5.10)
L1?(???0)hgq?L1? (5.11)
L1?(???0)hgL1 (5.12)
L1?(???0)hg第 15 页
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