东风EQ1090E型汽车前轮制动器的设计(5)

东风EQ1090E型汽车前轮制动器的设计

数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成正比。当加大踏板力以加大Tf，Ff和FB均随之增大。但地面制动力FB 受着附着条件的限制，其值不可能大于附着力F? ，即

FB≤F??Z? 式（2-3）

式中 ?——轮胎与地面间的附着系数；

Z——地面对车轮的法向反力。

当制动器制动力Ff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Tf 即表现为静摩擦力矩，而Ff?Tf/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。当制动到?=0以后，地面制动力FB达到附着力F?值后就不再增大，而制动器制动力Ff由于踏板力FP的增大使摩擦力矩Tf增大而继续上升如图3.1。

图2.1 制动器制动力与踏板力关系曲线

根据汽车制动时的整车受力分析，考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮的法向反力Z1，Z2为：

hduG Z1?(L2?g ) 式（2-4）

LgdthgduG Z2?(L1? 式（2-5） )Lgdt 式中 ：G——汽车所受重力； L——汽车轴距；

L1——汽车质心离前轴距离；

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图4.2 汽车制动时整车受力分析图

L2——汽车质心离后轴距离； hg——汽车质心高度； g ——重力加速度；

du ——汽车制动减速度。

dt 若在附着系数为?（我们选择在沥青路面上制动，则选取?=0.8）的路面上制动，前、后轮均抱死（同时抱死或先后抱死均可），此时汽车总的地面制动力为

Gdu?Gq 式(2-6) FB?FB1?FB2?gdtdu式中 q（q?）——制动强度，亦称比减速度或比制动力；

gdtFB1，FB2——前后轴车轮的地面制动力。

此时 FB 等于汽车前、后轴车轮的总的附着力F?，亦等于作用于质心的制动惯性du力 m，即有

dtdu 式（2-7） FB=F?=G?=mdt则得水平地面作用于前、后轴车轮的法向反作用力的表达式：

GZ1?(L2?hg?)式（2-8）

L GZ2?(L1?hg?) 式（2-9）

L在本设计中，该货车代入数据如下：

20130?9.8(1300?1530?0.8) 故 满载时：Z1?520016

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=35296N

Z20130?9.82?5200(3900?1530?0.8)

=994898.31N

空载时： Z'8130?9.81?5200(1716?1420?0.8)

=43698.12N

Z'?8130?9.825200(3484?1420?0.8)

=35975.87N

由以上两式可求得前轴车轮附着力为:

FL2hgG?1?(GL?FBL)??L(L2??hg)? 后轴车轮附着力为 :

F(GL1hgG?2?L?FBL)??L(L1??hg)? 故满载时前、后轴车轮附着力即地面最大制动力为： F9.8?1?20130?5200(1300?1530?0.8)?0.8

=750709.52N

F?2?20130?9.85200(3900?1530?0.8)?0.8

=795918.65N

空载时前、后轴车轮附着力 F'?1?8130?9.85200(1716?1420?0.8)?0.8

=34951.3N

F'8130?9.8?2?5200(3484?1420?0.8)?0.8

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式(2-10)

式（2-11）

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=28780.67N

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。在以上三种情况中，显然是最后一种情况的附着条件利用得最好。

由式(2-7)、式(2-10)、（2-11）不难求得在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是

Ff1?Ff2?FB1?FB2??G 式(2-12) Ff1/Ff2?FB1/FB2?(L2??hg)/(L1??hg) 式(2-13)

式中 Ff1——前轴车轮的制动器制动力，Ff1?FB1??Z1；；

Ff2——后轴车轮的制动器制动力，Ff2?FB2??Z2 ； FB1——前轴车轮的地面制动力；

FB2 ——后轴车轮的地面制动力；

Z1，Z2——地面对前、后轴车轮的法向反力；

G ——汽车重力；

L1，L2——汽车质心离前、后轴距离；

hg——汽车质心高度。

由式(2-12)、(2-13)得

?G?4hgLGL22? 式(2-14) Ff2L2?Ff1?(?2Ff1)?hGhg???g?

式中 L——汽车的轴距。

1?2将上式绘成以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2.3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。然而，目前大多数汽车尤其是货车的前、后制动器制动力之比值为一定值，并以前制动Ff1与汽车总制动力 Ff之比来表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数?：

??

Ff1Ff?Ff1Ff1?Ff2 式（2-15）

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图2.3 空载与满载时理想制动力分配曲线

则： ?=

L2??hg 式（2-16） L代入数据得空载时： ? =0.38 满载时： ? =0.38

2.3 同步附着系数

式(2-15)可表达为：

Ff2Ff1?1??? 式(2-17)

上式在图2.3中是一条通过坐标原点且斜率为(1-?)/?的直线，它是具有制动器制动力分配系数为? 的汽车的实际前、后制动器制动力分配线，简称 线。图中 ?线与I曲线交于B点，可求出B点处的附着系数?=?0 ,则称线与I曲线交点处的附?着系数?0为同步附着系数。同步附着系数的计算公式：

L??L2?0? 式(2-18)

hg5200?0.485?1300满载时： ?0? =0.428

1530'?空载时： ?05200?0.548?1716 =0.413

1420利用附着系数就是在某一制动强度q下，不发何生任车轮抱死所要求的最小路面附着系数 。

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