汽车制动器的设计(5)

第 4 章     制动器的设计计算

4.1    原始数据和技术参数

 

满载质量                            1500Kg  

质心高度                           

         空载时                       616mm

         满载时                       580mm

轴距                                2513mm

轮胎                             185/80 R14

 

           图4-1  制动时的汽车受力图

4.2    参数选择以及数据计算

4.2.1   盘式制动器主要参数的确定

制动盘直径D

轮辋直径为15×24.5=367.5mm 取367mm

制动盘直径为70%～79%轮辋直径  即：256.9～289.93 取270mm

制动盘厚度h

选择通风式制动盘h=25㎜

摩擦衬块外半径R₂、内半径R₁

根据制动盘直径可确定摩擦衬块外径R₂=130㎜

考虑到R₂/ R₁＜1.5，可选取R₁=92mm，则R₂/ R₁=1.41＜1.5

4.2.2   摩擦块磨损均匀性验证

假设衬块的摩擦表面全部于制动盘接触，而且各处单位压力均匀，则制动器的制动力矩为

f 为摩擦因素,F₀为单侧制动块对制动盘的压紧力，R作用半径

在实际的计算过程中，R值我们取平均值R_m就可"了，设衬块的与制动盘之间的单位压力为p,则在任意微元面积RdRdφ 上的摩擦力对制动盘的中心的力矩为fpR²dRdφ,而单侧制动块加于制动盘的制动力矩应为：

                

单侧衬块加于制动盘的总摩擦力为：

                   

所以有效半径：

           

平均半径为：        

 因为│R_e -R_m│ =0.5mm, R_m 和R_e 之间相差不大，所以可以得出摩擦衬块和制动盘之间的单位压力分布均匀，摩擦块的磨损较为均匀。

 

4.2.3   紧急制动时前后轮法向反力及附着力距

1.    空载情况

质心至前轴距离：

质心至后轴距离：

考虑到汽车的行驶安全，选取沥青路（湿）的附着系数，则紧急制动时前后轴法向反力Fz1,Fz2及每轮附着力距M_φ1,M_φ2分别为

  

满载情况

质心到前轴的距离:

质心到后轴的距离:

紧急制动时候的前后轴发向反力Fz1,Fz2以及每轮附着力矩M^’_φ1,M^’_φ2分别为：

4.2.4   同步附着系数的确定

同步附着系数的选取原则：

1、路面状况好，可以取大一点； 路面差，取小一些。

2、单胎，抗滑性能差，取大些；双胎，抗侧滑强取小一些。

3、车速b，取大些；车速低取小些。

4、平原地区，取大些；山区取小些。

综上所述，选择此轻型汽车的=0.7

空载时制动力分配系数

满载时制动力分配系数

4.2.5   制动器的效率

  钳盘式制动器效能因数 k=2,其中 取0.4

  因此： k=0.8

4.2.6   制动力矩以及盘的压力

假设摩擦盘完全接触，而且各处的压力分布均匀。那么盘式制动器制动力矩为：

         

为了保证汽车有良好的制动稳定性，汽车前轮先抱死，后轮后抱死（满载时候）则汽车的前轮制动器的产生的制动力矩等于前轮的附着力矩。即：

单侧制动块对盘的压力：

前轮制动器的制动力矩：

4.2.7   同步附着系数的验算

已知：

制动力分配系数：

   

那么同步附着系数

与r定值相吻合。

4.2.8   摩擦衬块的磨损特性的验算

轻型汽车的盘式制动器在下列的实验标准下其比能量耗散率应不大于6 w/mm²

按照试验标准 v₁=80km/h=22.2m/s,m_a=1860kg ,β_m=0.64;

    ；

          其中：θ=90^o

所以e₁= 5.64< 6 w/mm²

故比能量耗散率较小，符合磨损要求。