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根据D1?fhR1fhR2和D2?
c'(cos?1?fsin?1)?fR1c'(cos?2?fsin?2)?fR2其中取f?0.3,c'?178.54mm,h?a?c?176mm?176mm?352mm,?1?6.955?, 那么
D1?fhR1?237.53mm
c'(cos?1?fsin?1)?fR1由于紧蹄与从蹄对称布置,所以R2?R1,?2??1 那么
D2?fhR2?106.45mm
c'(cos?2?fsin?2)?fR2制动器由两块蹄片,鼓上的制动力矩等于它们的摩擦力矩之和,即
Mu?Mut1?Mut2?F01D1?F02D2
用凸轮张开机构的张开力,可由前述作用在蹄上的力矩平衡条件得到的方程式求出,即
F01?0.5MuD10.5MuF02?D2
现在知道了制动力矩与张开力的关系,下面计算鼓上的制动力矩。 再设计汽车时,应满足最大制动力Fmax?F?(其中F?为附着力)。 根据公式
F??G?
式中地面附着系数??0.7
F??G??115500N
由上文知:Fu1?45073N,Fu2?70427N,则单个后轮制动器制动力为
Fu1'?Fu1?22537N 2单个后轮制动力矩
Mu?Fu1'rr?12891N?mm
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式中,rr为车轮滚动半径。
现在计算凸轮张开力,
F01?F02?0.5Mu?27.1KND10.5Mu?60.6KND2
计算鼓式制动器,必须检查蹄有无自锁的可能。自锁条件为
c'?(cos?1?fsin?1)?fR?0
如果f?c'cos?1,就不会自锁。9
R1?c'sin?1c'cos?1?0.787,0.3<0.787,
R1?c'sin?1因为f?0.3,
所以满足条件不会自锁。
可计算出领蹄表面的最大压力为
P1max?F01hR1?538.7KPa 2bR(cos?'?cos?\)?c'(cos?1?sin?1)?fR1?
4.3 S型凸轮气制动器因数的分析计算
领蹄制动器因数为
?????Nfhfa?c?f???BFT1???pb?1?fc?c?1?fc???b?R?k??从蹄的制动蹄因数为
????0.83 ????????Nfhfa?c?f???BFT2???pb?1?fc?c?1?fc???b?R?k??S型凸轮气制动器因数为
????0.31 ???BF?
4BFT1?BFT2?0.90
BFT1?BFT2 第 22 页
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4.4 摩擦衬片的磨损特性计算
摩擦衬片的磨损与摩擦副的材质、表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关,因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但实验表明,摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。
从能量的观点来说,汽车制动过程即是汽车的机械能的一部分转变为能量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中,制动器几乎承担了汽车全部动能耗散的过程。此时,由于制动时间很短,实际上热量还来不及散逸到大气中就被制动器所吸收,致使制动器的温度升高。这就是所谓的制动器的能量负荷。能量负荷越大,则衬片的磨损就越严重。
制动器的能量负荷常以其比能量耗散率作为评价指标。比能量耗散率又称为单位功负荷或能量负荷,它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量,其单位为
Wmm2。
双轴汽车的单个后轮制动器的比能量耗散率为
1?m(v?v2)e2??a1(1??)
22tA2式中:?——汽车回转质量换算系数;
Ma——汽车总质量;
m;v?18m; v1,v2——汽车制动初速度与终速度,s总质量2.5t以上的汽车取1s22t——制动时间,s; 按下式计算
t?j——制动减速度,mv1?v2 js2
,计算时取j?0.6g;
A2——后制动器衬片的摩擦面积;
?——制动力分配系数。
在紧急制动动v2?0时,并可近似的认为??1。则有
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221?m(v?v2)We2??a1(1??)?1.8W2?1.82 mmmm22tA2因此满足要求。
磨损特性指标也可以用衬片的比摩擦力即单位摩擦面积的摩擦力来衡量。 单个车轮制动器的比摩擦力为
Fu2?rrMu2Ff0???0.32N2 mmRARA式中:Mu——单个制动器的制动力矩;
R——制动鼓半径;
A——单个制动器的衬片摩擦面积。 由于Ff0?0.32Nmm2?0.48Nmm2,因此满足要求。
4.5 制动器热容量和温升的核算
制动器的热容量和温升要满足系列条件:
(mdcd?mhch)?t?L
式中:md——制动鼓的总质量;
mh——与制动鼓相连的受热金属杆件的总质量; cd——制动鼓材料的比热容,对铸铁c?482JKg?K;
ch——与制动鼓相连的受热金属件的比热容;
?t——制动鼓的温升(一次由va?30km到完全停车的强烈制动,温升不应
h超过15?);
L——满载汽车制动时由动能转化的热能,由于制动过程迅速,可以认为制动产生的热能全部为前后制动器所吸收,并按前后轴制动力的分配比率分配给前后制动器,即
vL1?maa?
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2vL2?maa(1??)
2式中:ma——满载汽车总质量;
va——汽车制动时的初速度,取va?18ms;
?——汽车制动器动力分配系数
得满载汽车制动时后制动器的动能转化的热能L2为
L2?1630530J
得制动器的热容量和温升
(mdcd?mhch)?t?3243600?L2
故满足要求。
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