轻型货车及制动系设计说明书(6)

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蹄式如图c，，单向自增力式如图d，双向自增力式制动器如图e(图片见附录1）。比较各种制动器的效能因数于摩擦系数可知：增力式制动器效能最高、双领蹄次之、领从蹄又次之、而双从蹄效能最低。但若就效能因数稳定性而言，名词排列正好相反，双从蹄最好，增力式最差。

双领蹄式制动器正向效能相当高，但倒车时则变成双从蹄式，效能大降。很多中级轿车的前轮制动器采用双领蹄式，这是由于这类汽车前进制动时前轴的动轴荷及附着力大于后轴，倒车制动时则相反，正与这种制动器的特点相适应。

双向双领蹄式制动器在 前进和倒退制动时效能不变，故广泛应用于中，轻型货车及部分轿车的前后轮。但用作后轮制动器时需另设中央制动器。

双领蹄式制动器荷双向双领蹄式制动器中有两个轮缸。双领蹄式制动器两蹄片各有其固定支点，并用各具有一个活塞的两个轮缸张开蹄片。双向双领蹄式制动器，两蹄片浮动。用各有两个活塞的轮缸张开双蹄片。与双领蹄式制动器比较，双向双领蹄式制动器的特点式制动鼓无论朝哪个方向转动，制动效能都不变。

增力式制动器的两蹄片之间相互连接，两蹄都式领蹄，次领蹄的轮缸张开后的作用效果很西欧啊或次领蹄的轮缸不存在张开。然而由主领蹄的自行增势作用所造成且比主领蹄张开力后大得多的支点反力F传到次领蹄的下端，成为次领蹄的张开力，采用增力式制动器后，及时制动驱动机构中不用伺服装置，也可以借很西欧啊的踏板力得到很大的制动力矩。但因其效能大不稳定且效能因数太高容易发生制动自馈，故设计时应妥善选择几何参数，吧效能因数限制在一定程度，且需选用摩擦性能稳定的摩擦片。

单向增力时制动器在倒车制动时效能大为降低，之有少数轻，中型货车和轿车用此外，双领蹄式制动器，由于其结构呈中心对称，因而领蹄对鼓作用的合力恰好相互平行，属于平衡式制动器。领从蹄与其他型式制动器均不能保证这种平衡，是非平衡式制动器。非平衡式制动器将对轮毂轴成造成附加径向载荷而且领蹄或次领蹄摩擦片表面单位压力大于从蹄磨损较严重,为使衬片寿命均衡可将从蹄式的衬片包角适当减小。

由于本次设计的是轻型货车制动器，汽车制动力不大，中和考虑成本、安全和各种因素本次设计前后轮都选用a领从蹄式鼓式制动器。

作前轮制动器。

3.2 制动系统主要参数的确定 3.2.1 轻型货车主要技术参数

设计参数：

整车质量：满载：3395kg，空载：1895kg

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质心位置：空载距后轴距离L=1.328m 满载距后轴距离L=0.85m hg=0.74m(空载) hg=0.85m（满载）

轴距：L=2.7m 轮距: B=1.5m

轮胎规格：200/70R15 re=15×25.4+200×0.7×2=661mm （3.1） 根据汽车实用技术手册车轮滚动半径r=661+5-(200+5)×2=256mm （3.2） 轮辋直径为15×25.4=381mm 汽车最高行驶速度：Vamax=110km/h

3.2.2 前、后轮制动力分配系数?的确定

[2]根据公式：制动力分配系数?=（b+?0?hg）/L （3.3）

得：?=（829+0.7?850）/2700=0.53 式中 ?0：同步附着系数

b：汽车重心至后轴中心线的距离 L：轴距 hg:汽车质心高度

轿车制动制动力分配系数?采用恒定值得设计方法。[2]

1?G?GL2?? （3.4）24hgL Ff2??L2?Ff1???2Ff1??2?hgG?hg??3.2.3 同步附着系数确定

欲使汽车制动时的总制动力和减速度达到最大值，应使前、后轮有可能被制动同步抱死滑移，这时各轴理想制动力关系为[2]

F?1+F?2=?G

F?1/ F?2=（L2-?G）/(L1-?hg) （3.5） 式中：F?1：前轴车轮的制动器制动力 F?2：后轴车轮的制动器制动力 G：汽车重力

L1：汽车质心至前轴中心线的距离 L2：汽车质心至后轴中心线的距离 hg：汽车质心高度

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由上式可知，前后轮同时抱死时前、后轮制动器制动力是?的函数，如图所示，图上的I曲线即为轿车的前后轮同时抱死的前后轮制动器制动力的分配曲线（理想的前后轮制动器制动力分配曲线）。如果汽车前后轮制动器制动力能按I曲线的要求匹配，则能保证汽车在不同的附着系数的路面制动时，前后轮同时抱死。

然而，目前大多数汽车的前后制动器制动力之比为定值。常用前制动器制动力与汽车总制动力之比来表明分配的比例，称为制动器制动力分配系数，并以符号? 来表示，即

?= F?1/ F?2

当汽车在不同?值的路面上制动时，可能有以下3种情况。

1)当?＜?0时，?线在I线下方，制动时总是前轮先抱死。这是一种稳定工况，但在制动时汽车有可能丧失转向能力，附着条件没有充分利用。

2)当?＞?0时，?线在I线上方，制动时总是后轮先抱死，因而容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。

3）当?=?0时，前、后轮同时抱死，是一种稳定的工况，但也失去转向能力。 前、后制动器的制动器制动力分配系数影响到汽车制动时方向稳定性和附着条件利用程度。要确定?值首先要选取同步附着系数?0。前、后轮制动力分配系数?的确定由于我国道路条件还较差，车速也不可能设计太高，推荐同步系数的选择轿车

?0=0.55~0.8一般货车取?0=0.45-0.7 本次轻型货车设计取取?0=0.7 取?=0.6

3.2.4 鼓式制动器主要参数的确定

1）制动鼓直径D[2]

轿车D/Dr=0.64~0.74 货车D/Dr=0.70~0.83 （3.6） 这里选D/Dr=297.2/15×25.4=0.78 R=148.6mm 由于给定轻型货车的轮胎规格为200/70R15

所以，前后轮制动鼓直径D=297.2mm 2）摩擦衬片宽度b和 包角θ b/D=0.18 b/297.2=0.18 b=53.5 取60mm

制动鼓半径R确定后，摩擦衬片的宽度b和包角θ便决定了衬片的摩擦面积Ap，Ap越大则制动时所受单位面积的正压力和能量负荷越小，从而磨损特性越好Ap随汽车总重而增加，给定的轻型总重量Ga=3395×9.8/1000=33.27KN查汽车设计书得

[2]

Ap=125~200(cm2)

=90°

Ap=Rbθ=148.6×60×90×π/180=140 cm2符合要求 选取前轮制动器摩擦衬片包角θ摩擦衬片起始角θ

011=45°

后轮摩擦衬片包角θ=90°

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摩擦衬片起始角θ

0=90°—θ/2=90°—90°/2=45° （3.7）

3）制动器中心到张开力P作用线的距离e

在保证轮缸或制动凸轮能够布置于制动鼓内的条件下，应使距离e尽可能大，以提高制动效能。e=90mm

4）制动蹄支承点位置坐标a和c A取0.73R=108.5mm c=0.82 R=121.85mm

5）整车制动性能

同步附着系数?0按公式计算[2] L---轴距 Hg—重心高

?0=(L?-b)/hg （3.8）

?--制动分配系数[2]

（b+?0?hg）/L （3.9） ?=

得：?=（829+0.7? 850）/2700=0.53

?0=(2700?0.53-829)/850=0.71

6）适应性系数?

适应性系数?也称附着系数利用率，它表示整车最大可能利用的制动力矩与附着力之比，既表征在各种道路上附着重量利用的程度。可用下式计算。即当前轮首先抱死时?

?=L2/ [L2+(?0-?)hg] （3.10）当???0时，即当后轮首先抱死时：

?=L1/ [L1+(?-?0)hg]

???0时，取?=0.75，?=L1/[L1+(?-?0)hg]=1871/[1871+0.04?850]=0.98

???0时，取?=0.67，?=L2/ [L2+(?0-?)hg]=829/[829+0.04?850]=0.96 可见当???0时?更大一些。

7）制动器的温升计算

制动时，由于制动鼓和摩擦片之间作用，产生了大量的热。在紧急制动时，因时间短，热量来不及散到大气中去，几乎全被制动鼓所吸收使之温度升高。

实践表明，从速度Va=30km/h紧急制动到完全停车制动鼓的温升不应超过15° 其温升按下式计算: [2]

t?4.19GaVa2/(108458ncg) （3.11）

?4.19?33950?302（/108458?0.482?4?6）?7.87?

合格。

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3.2.5 制动器制动力矩的确定

为保证汽车有良好的制动效能和稳定性，应合理的确定前、后轮制动器制动力矩。对于选取较大?0的各类汽车，应从保证汽车制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩。当?＞?0时，相应的极限制动强度q＜?，故所需的后轴和前轴的最大制动力矩为[2]

?re Tf2max=Z1?re=G（a-qhg）（3.12）

LTf1max=

?1?? Tf2max （3.13）

其中q=a?/[a+(?-?0)hg]=1871×0.8/[1871+(0.8-0.7) ×850]=0.765 （3.14） 轮胎规格：200/70R15

2re=15×25.4+200×0.7×2=661mm re=330.5mm

则后轴制动力矩[2]Tf2max=G（a-qhg）?re （3.15）

L=33950/2700（1871-0.765×850) ×0.8×330.5=4100000N·mm

一个后轮制动器的制动力矩= Tf2max/2=2050000 N·mm 前轴制动力矩Tf1max=

?1??4100000=3900000 N·mm （3.16） Tf2max=0.53/0.57×

一个前轮制动器的制动力矩= Tf1max/2=1950000 N·mm

3.2.6 制动器制动因数计算

在评价不同结构型式的制动器效能时，常用一种无因数指标，称为制动器效能因数。也就是在制动鼓或制动盘的作用半径上所得到的摩擦力与输入力之比。

1.后轮领从蹄效能因数 ： 1）领蹄的效能因数[2]

Kt1= ?/(?/?cos?sin?)?1=1.36/(0.73/1.1cos16.7°sin16.7°)-1=0.86 （3.17） 制动蹄支承点位置坐标a=108.5mm

?=h/R=(a+e)/R=(108.5+90)/148.6=1.36 （3.18）制动器中心到张开力P作用线的距离e=90mm 制动鼓半径 R=148.6mm 摩擦衬片包角 ?=90°

?=l0/R=163.46/148.6=1.1 （3.19） l0=(4sin?/2)/ (?+sin?)R=163.46mm （3.20）

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