制动系统匹配计算讲义

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附着系数,拐点后的空、满载同步附着系数应≥0.8,且要使制动效率尽量高。通过作图试选,结合法规要求,初步选择制动力分配系数。

图2 K2制动力分配曲线

不装制动力调节装置时,同步附着系数由式(2-5)及(2-8)推导得:

??b??0?hgL …………………………………………………(2-9)

装感载比例阀时,拐点以前的制动力分配同上式。 2.1.3系统工作压力的确定

管路压力越高,制动轮缸或主缸直径就越小,但对系统密封、管路尤其是制动软管及管接头则提出了更高的要求,对软管的耐压性、强度以及接头的密封性的要求就更加严格。因此,一般路面上制动时,管路压力不要超过10Mpa,同时,考虑到传动效率、制动力调节装置等的影响等,选择管路压力还要适当减小。目前开发的轿车,管路压力一般在4.5-8MPa。

2.2制动器主要参数的计算及选择

首先,需要确定前、后轴地面极限制动力,满载及路面附着系数最大时,前后轴制动力最大。考虑到制

动效能试验时对路面附着系数的要求,初选参数时可以以满载工况同步附着系数计算。

然后,选择管路工作压力、制动器型式;并根据制动器形式及轮辋规格,选择制动器制动半径及效能因数;由前后轴制动力,确定轮缸直径;最后重新计算制动力分配系数。

对装感载比例阀的系统,以满载前后轴同时抱死工况计算前轴制动力,选择前制动器参数;再根据拐点以前的前后制动力分配关系,选择后制动器参数。并确定前后轮缸液压关系。 2.2.1前、后轴制动力确定

假定车辆在满载时,前后轮同时抱死,由式(2-5)计算前轴制动力。

F?1?GL(b??hg)? …………………………………………………(2-5)

无制动力调节装置的后轴制动力为:

F?2?1???Fu1 …………………………………………………(2-10)

2.2.2制动器型式的确定

制动器型式选择要结合总布置共同确定,盘式制动器由于其热稳定性、水稳定性、制动稳定性好等优点,广泛用于轿车和部分客车和载货汽车的前轮。而后轮采用鼓式制动器较容易地附加驻车制动的驱动机构,兼作驻车制动器之用。所以,采用前盘后鼓制动器能够达到一般制动性能要求,而且成本较低。

高性能轿车前后轮均采用盘式,主要是为了保持制动力分配系数的稳定;同时,配备ESP时,一般鼓式制动器不能满足ESP的需求(博士新开发的IDE鼓式制动器可以配备ESP),所以采用盘式制动器。 2.2.3制动半径的确定

在有关的整车总布置参数和制动器的结构型式确定后,即可参考已有的同类型、同等级汽车的同类制动器,轮辋尺寸,对制动器的结构参数进行初选。

1、鼓式制动器制动半径

鼓式制动器制动半径就是制动鼓内半径,在输入力一定时,制动鼓直径越大,制动力矩越大。但其直径受轮辋内径的限制,而且其直径增大也使制动鼓的质量增加,非悬挂质量增加,不利于汽车行驶平顺性。另外,制动鼓与轮辋之间应有一定的间隙,此间隙一般不应小于20-30mm,以利通风散热。

可以根据轮辋直径及整车布置初选制动鼓内径,轿车制动鼓内径一般比轮辋外径小125-150mm,载货汽车和客车制动鼓内径一般比轮辋外径小80-100mm;初选的制动鼓内径应符合QC/T309-1999《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》的规定(部分参考样车为国外标准,与此标准不一致)。

2、 盘式制动器制动半径

盘式制动器制动半径取决于摩擦衬块的内、外半径,也即取决于制动盘直径及轮毂法兰盘直径,制动盘直

径增大可以降低制动钳的加紧力,降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。制动盘直径也受轮辋直径的限制。通常制动盘的直径为轮辋直径的70%-79%。

盘式制动器制动半径可近似为r=(ri+rO)/2,ri、rO为制动摩擦衬块内、外半径。 推荐rO/ri<1.5,以使摩擦衬块磨损均匀。

2.2.4制动器效能因数的计算与选择

1、定义

制动器效能因数是制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩,用于比较不同结构型式的

制动器的效能。可定义在制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比,即 BF?TfP?r .......................................(2-11)

式中: Tf -制动器的摩擦力矩; r -制动鼓或制动盘的作用半径;

盘式制动器作用半径可近似为r=(ri+rO)/2,ri、rO为扇形制动块内、外半径。

鼓式制动器作用半径制动鼓内半径。

P -输入力,一般取加于两制动蹄的张开力(或加于两制动块的压紧力)的平均值为输入力。 2、制动器效能因数的计算

制动器效能因数取决于制动器结构、摩擦材料的摩擦系数。各种制动器用摩擦材料的摩擦系数的稳定值约为0.3-0.5,一般取0.35-0.4。

可以根据制动器结构和摩擦材料的摩擦系数计算效能因数。 盘式制动器的效能因数计算 钳盘式制动器:BF?2fPP?2f …………………………………………(2-12)

鼓式制动器,若作用于两蹄的张开力分别为P1,P2,两蹄给予制动鼓的摩擦力矩分别为TTf1、TTf2,则两蹄的效能因数分别为:

BFT1?TTf1P1?rTTf2

BFT2?P2?r

整个鼓式制动器的制动器效能因数为 BF?2(TTf1?TTf2)(P1?P2)?r ……………………………………………(2-13)

领从蹄式鼓式制动器的效能因数计算,如图3:

??hf??cb?1?f?b???? ……………………………………(2-14) ??? 领蹄的制动蹄因数为:BFTL从蹄的制动蹄因数为:BFTC??hf??cb??1?fb???? ……………………………………(2-15) ???

3、制动器效能因数的选择

在匹配设计时,一般鼓式制动器结构参数不能提供,可根据同类制动器参数或按照典形结构选择,典型结构如表3。在制动器确定后,再通过试验验证确定。

表3 不同类型制动器效能因素

鼓式液压驱动 制动器类型 领从蹄(从蹄无支承) 领从蹄(从蹄有支承) 双领蹄式 单向增力 制动器效能因数BF(典型值) 注:上表摩擦材料的摩擦系数为0.4 2.2.5轮缸直径的确定

在以上参数确定后,可以计算轮缸直径。

1、无制动力调节装置时,前后轮缸压力一致,所以可以由以下公式计算轮缸直径。 不计轮缸的液压损失,前、后制动器制动力计算式为:

Fu1?2p1?Fu2?2p2?图3 盘式及领从蹄式鼓式制动器简化受力图

钳盘 2.2 2.6 3.4 5.5 0.8 ??d142?BF1?n1??BF2??d242r1??R1?? ………………………………………………………(2-16) r?n2?2?R2??式中:p1、p2——前、后轮缸液压;

d1、d2 ——前、后轮缸直径; r1、r2 ——前、后制动器制动半径; R1、R2——前、后车轮使用半径;

n1、n2—前后制动器单侧油缸数目(仅对盘式制动器而言),一般在一个油缸不能满足要求或制动

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