轿车后轮盘式制动器设计(5)

式中：Ff1——前轴制动器的制动力，Ff1?Z1?；

Ff2——后轴制动器的制动力，Ff2?Z2?；

——作用于前轴车轮上的地面法向反力；

Z2——作用于后轴车轮上的地面法向反力；

re——车轮有效半径。

相对于工作在道路条件恶劣、低速行驶车辆不得不选取小的同步附着系数

?0，为了保证其能在???0的条件相对优质的路面上（例如?=0.69）实现刹车过程中后轴和前轴先后抱死滑移（此时制动强度q??），前、后轴制动器能拥有最大制动力矩为：

Tf1max?Z1*?*reTf2max?G(L2??hg)?re?2847N?m L?1??Tf1max?1279N?m

对于选取同步附着系数?0值略大的汽车，从制动稳定性这一点考虑，来设计各轴的最大制动力矩。当???0时，此时所对应极限制动强度q??，因此需要的前轴与后轴的最大制动力矩为

Tf2max?Tf1max?G(L1?qhg)?re (3.22) L?1??Tf2max (3.23)

设计依照于小的同步附着系数?0值的车辆，确保在???0的相对条件较好的路面上（例如?=0.69）可以达到制动时后轴和前轴先后抱死滑移（此时制动强度q??），前、后轴的车轮制动器所能产生的最大制动力力矩为 Tf1max?Z1?re? Tf2max?G(L2??hg)?re （3.24） L1???（3.25） Tf1max

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式中：?——该车所能遇到的最大附着系数；

q——制动强度，由式(4-20)确定；

re——车轮有效半径。

一个车轮制动器的最大制动力矩为计算结果的二分之一。

3.5 制动器因数

式(3.1)提供了制动器因数BF的计算公式，其代表了制动器效能，也就是制动器效能因数。从根本上来说是制动器在单位作用力或单位压力输入时所能输出的力矩或力，对不同型式制动器的制动效能进行评估。制动器因数可按照为在刹车碟片的作用半径上的摩擦力与输入力之比，

BF?TfPR (3.26)

式中：Tf——制动器的摩擦力矩；

R——制动鼓或制动盘的作用半径；

P——输入力，一般取施加在两制动蹄的张开力的平均值为输入力。其中

钳盘式制动器，两侧制动块对刹车碟片的压紧力均为P，则刹车碟片在其两侧工作面的作用半径上所受的摩擦力为2fP（f为盘与制动衬块间的摩擦系数）。

因此可以求得该形式制动器的制动器因数为： BF?2fP?2f (3.27) P式中：f为摩擦系数，本设计中取f=0.33；则BF=0.66

3.6 驻车制动计算

汽车在上坡路停车时的受力如图3.4所示。由下图可推导求出车辆在上坡停驻时后轮的附着力为：

Z2??mag?(L1cos??hgsin?) L同样可求出汽车在下坡时停车的后轴车轮的附着力为：

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mg??Z2??a(L1cos??hgsin?)

L

图 3.4 汽车在上坡路上停车时的受力简图

根据后轴车轮附着力与制动力相等这一个已知关系，可计算出汽车在上、下坡路段上驻车时的坡度极限倾角?，??，即由

mag?(L1cos??hgsin?)?magsin? L求得汽车在上坡时停车所能达到的极限坡路倾角为：

??arctan?L1 （3.28）

L??hg在本设计中： ??arctan?L10.69?1308?arctan?21.88??21?53'

L??hg2725?0.69?635汽车在下坡时可以停车的最大下坡路倾角为：

?'?arctan?L1L??hg (3.29)

在本设计中： ???arctan?L10.69?1308?arctan?16.11??16?7'

L??hg2725?0.69?635通常需要各种汽车的最大驻坡度不小于16%?20%，所以满足要求。

单独驻车制动器的所能达到最大制动力矩为

ma*g*re*sin?To??1128N?m

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3.7 鼓式制动器主要参数的确定

鉴于DIH的传统和可靠性要优越于BIR新型的机械滚珠斜面式制动器，故此驻车由鼓式制动器来承担。由于驻车制动情况特殊，工作条件简单并且相对于行车制动工作环境要明显好。因此完全采用全机械式自增力式鼓式制动器。鼓式制动器几乎实现完全密闭同时驻车机构简单衬块面积大，磨损较小等优点，所以用鼓式制动器符合汽车驻车制动要求。

不过由于该鼓式制动器受到盘式制动器尺寸限制无法安装国检标准进行加工，其制动器的制动鼓尺寸由制动盘内鼓所决定。所以需要专门的一套标准进行设计。由于鼓式制动器只用于驻车制动所以进行需要进行手制动力的验算校核。如图3.5的驻车操纵过程中，当车轮有向前方的滚动趋势时，对制动蹄进行相应的力学分析，不难得到如下计算

图3.5 驻车制动器简图 （a）制动器简图 （b）受力分析 ?Q1(l3?l1)?Ff1?R?N1?Rc?0?

Q2?l3?Ff2?R?N2?Rc?由于Ff??N,?是制动蹄与制动鼓之间的摩擦系数，故N?Ff?，带入方

程组求得Ff1与Ff2

?Q1(l3?l1)Q2l3??T?(Ff1?Ff2)?R??????R（3.30） ?Rc??R??Rc??R21

l2??通过对制动蹄杠杆受力分析，同时令l1，可得：

Q1??F1,Q2?(??1)?F带入上式，则可以得到：

??F(l3?l1)(??1)Fl3?T??????R?（3.31） Rc??RRc??R??设施加在制动手柄上的驾驶员操纵力为P，此时后轮制动器采用相同驻车制

1F??P??m动机构时制动驱动力F为：

2（3.32）

其中P------施加在制动手柄上的拉力，

?----驻车驱动机构的总杠杆比

?m---驻车时驱动机构的效率，一般取?m?0.6?0.8

将公式32带入公式31，使

T?T0不难得到驻车时制动操作杆所需要拉

力应不大于500N否则要调整总杠杆比

该设计过程中已知数据

?或者改变制动蹄杠杆?进行调节。

T0?1128N?m,?m?0.75,??20Rc?122?722?73

l1?15,l2?115,l3?130l2R?90,??0.35,???7.7l1求出F=3438N,P=458N.由于

P?458?500N所以基本符合标准。

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