• 客車制動器設計 - - 說明書 - 下載本文

    廣西工學院2011屆畢業設計說明書

    第3章 制動器的設計計算

    3.1 設計要求

    采用盤式制動器。要求對制動力、制動力分配系數、制動器因數等進行計算。對制動器主要零件,如制動鼓、制動蹄、摩擦襯片(襯塊)進行結構設計和設計計算。

    3.2 整車參數

    車型:微型客車 基本參數:

    1)軸距:L=2350mm; 2)最高車速:Vmax=105 Km/h;

    3)汽車空載質量:m’a =985Kg; 汽車滿載總質量:ma =1620Kg;

    4)空載時汽車的質心高度:h’g =800mm; 滿載時汽車的質心高度為hg=930mm; 5)汽車空載時的軸荷分配:前軸60%,后軸40%; 汽車滿載時的軸荷分配:前軸52%,后軸48%;

    6)汽車空載時質心到前后軸的距離:L’1= L*0.40=2350*0.40=940mm; L’2= L*0.60=2350*0.60=1410mm;

    汽車滿載時質心到前后軸的距離:L1=L*0.52=2350*0.52=1222mm; L2=L*0.40=2350*0.48=1128mm; 7)車輪有效半徑re

    選用80系列輪胎,查閱GB/2978_1997, 155/80R13 新胎滾動半徑為281mm, 得有效半徑為Re=281mm。

    3.3 受力分析

    圖3-1所示為汽車在水平路面上制動時的受力情況。圖中忽略了空氣阻力、旋轉質量減速時產生的慣性力偶矩以及汽車的滾動阻力偶矩。另外,在以下的分析中還忽略了制動時車輪邊滾動邊滑動的情況,并且附著系數為定值φ。

    11

    廣西工學院2011屆畢業設計說明書

    圖3-1制動時的汽車受力圖

    根據圖3-1給出的汽車制動時的整車受力情況,并對后軸車輪的接地點取力矩,得平衡式為

    Z1?GHgdu(L2?) (3-1) LgdtGHgdu(L1?) (3-2) Lgdt對前軸車輪的接地點取力矩,得平衡式為 Z2?式中:Z1 ──汽車制動時水平地面對前軸車輪的法向反力,N; Z2 ──汽車制動時水平地面對后軸車輪的法向反力,N; L ──汽車軸距,N;

    L1 ──汽車質心離前軸距離,mm; L2 ──汽車質心離后軸距離,mm; Hg ──汽車質心高度,mm; G ──汽車所受重力,N;

    du ──汽車制動減速度,m/s2。 dtdu令=qg ,q 稱為制動強度。 dt若在附著系數為

    φ

    的路面上制動,前、后均抱死,這時汽車總的地面制動力為

    FB?FB1?FB2 (3-3)

    前、后車輪中的附著力為

    F??F?1?F?2 (3-4)

    根據文獻[]前后車輪的附著力為

    F?1?G(L2?qHg)? (3-5) L12

    廣西工學院2011屆畢業設計說明書

    GF?2?(L1?qHg)? (3-6)

    L對于大多數兩軸汽車,前、后制動器制動力的比值為一定值,并以前制動器制動力Ff1與汽車總的制動器制動力Ff之比來表明分配的比例,稱為汽車制動器制動力分配系數,用β表示,即

    Ff1Ff? ?? (3-7) FfFf1?Ff2此時, FB?F??G? , (3-8)

    Ff1?FB1??Z1 (3-9)

    (3-10) Ff2?FB2??Z2

    式中:FB1,FB2 ──前、后車輪的地面制動力;

    Ff1,Ff2 ──前、后車輪的制動器制動力; Fφ1,Fφ2 ──前、后車輪的附著力; β──制動力分配系數

    由(3-1)、(3-2)、(3-5)~(3-7)式可得前后軸車輪的利用附著系數為

    ?f?FB1βq=

    Z11L (3-11)

    (L2?qhg) ?r=FB2?Z2(1?β)q (3-12) 1(L?qh)gL1則前后軸的附著效率為

    Ef?Er?q?f??L2/L (3-13)

    β??fhg/Lq?rL1/L (3-14)

    (1?β)??rhg/L式中: ?f,?r ──前、后車輪的利用附著系數;Ef,Er ──前后軸的附著效率。

    以上式子表明:汽車在附著系數

    φ

    為任一確定值時,各軸車輪附著力即極限制動

    力并不是常數,而是制動強度q或FB的函數。當汽車制動力足夠時,根據汽車前、后軸的軸荷分配,以及前、后車輪制動器制動力的分配、道路附著系數和坡度情況等,制動過程可能出現的情況有三種,即

    1)前輪先抱死拖滑,然后后輪再抱死拖滑; 2)后輪先抱死拖滑,然后前輪再抱死拖滑;

    13

    廣西工學院2011屆畢業設計說明書

    3)前后輪同時抱死拖滑。

    顯然,最后一種情況的附著條件利用得最好。 因此我們不難求得在任何附著系數用的條件為

    Ff1?Ff2?FB1?FB1??G (3-15)

    φ

    的路面上,前、后車輪附著力同時被充分利

    Ff1/Ff2?FB1/FB2?(L2??hg)/(L2??hg) (3-16)

    式中:Ff1,Ff2 ──前、后車輪的地面制動力;

    由式(3-15)、(3-16)中消去φ得

    1GFf2?[2HgL22?4HgLGL2Ff1?(?2Ff1)] (3-17) GHg將(3-17)繪制成以Ff1,Ff2為坐標的曲線,即為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線,也稱為I曲線,如圖3-2所示。如果汽車前、后輪制動器的制動力Ff1,Ff2的規律分配,則可以保證汽車在任何一種路面上,也就是任一附著系數時,均可以使前、后車輪同時抱死。

    φ

    的路面上制動

    圖3-2 微型客車的I曲線

    3.4 同步附著系數的確定及計算

    Ff2Ff1?1??? (3-18)

    上式在圖3-2中是一條通過坐標原點且斜率為(1-?)/?的直線,它是具有制動器

    14

    廣西工學院2011屆畢業設計說明書

    制動力分配系數為?的汽車的實際前、后制動器制動力分配線,簡稱?線。圖中?線與I曲線交于B點,可求出B點處的附著系數?=?0,則稱?線與I曲線交點處的附著系數

    ?0為同步附著系數。它是汽車制動性能的一個重要參數,由汽車結構參數所決定。同步附著系數的計算公式是:?0?L??L2 hg對于前、后制動器制動力為固定比值的汽車,只有在附著系數?等于同步附著系數

    ?0的路面上,前、后車輪制動器才會同時抱死。當汽車在不同?值的路面上制動時,可能有以下情況:

    (1)當?

    (2)當?>?0,?線位于I曲線上方,制動時總是后輪先抱死,這時容易發生后軸側滑使汽車失去方向穩定性。

    (3)當?=?0,制動時汽車前、后輪同時抱死,是一種穩定工況,但也失去轉向能力。 為了防止汽車的前輪失去轉向能力和后輪產生側滑,希望在制動過程中,在即將出現車輪抱死但尚無任何車輪抱死時的制動減速度,為該車可能產生的最高減速度。分析表明,汽車在同步附著系數?0的路面上制動(前、后車輪同時抱死)時,其制動減速度為du/dt=qg=?0g,即q=?0,q為制動強度。而在其他附著系數?的路面上制動時,達到前輪或后輪即將抱死時的制動強度q

    ??FBq? G??式中 FB——汽車總的地面制動力; G——汽車所受重力; q——制動強度。

    當?=?0時, q=?0,?=1,利用率最高。

    如何選擇同步附著系數?0,是采用恒定前后制動力分配比的汽車制動系設計中的一個較重要的問題。在汽車總重和質心位置已定的條件下,?0的數值就決定了前后制動力

    15





    日本黄色视频在线观看 - 在线观看 - 影视资讯 - 品尚网