制动系统的设计计算

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shirubiao

设计计算
说明：本章规定应计算的项目。
制动系的设计计算主要在于对制动器性能参数的验证。一般情况下根据供应商提供测制动器力矩数值进行计算主要有以下的计算项目：
汽车前后制动器制动力矩的确定
应合理地确定前、后轮制动器的制动力，以保证汽车有良好的制动效能。设计时首先选定同步附着系数 ，并用下式计算出前、后轮制动力矩的比值：
  
式中   ——汽车质心高度；
、 ——分别为汽车质心至前轴和后桥的距离；
、 ——分别为前、后轮制动器的制动力矩。
  
  应急制动和驻车制动所需的制动力矩
  应急制动和驻车制动一般是靠手操纵的驱动机构，它使后桥制动器或中央制动器产生制动力矩并传到后轮，引起路面对后轮作用的制动力，以实现整车制动。
  应急制动  应急制动时，后轮一般都将抱死滑移，故后桥制动力
         
  式中    ——汽车满载总质量与重力加速度的乘积；
          ——轴距；
          ——汽车质心至前轴的距离；
          ——汽车质心高度；
          ——路面对后桥的法向反力；
          ——附着系数；
          ——车轮有效半径。
  如用后轮制动器作为应急制动器，则单个后轮制动器应急制动力矩为 。
  若用中央制动器进行应急制动，则其应有的制动力矩为 ， 为主传动比。
  驻车制动  驻车制动时的后桥附着力：
         
  汽车在下坡路上停驻时的后桥附着力：
         
  汽车可能停驻的极限上坡路倾角 可根据后桥上的附着力与制动力相等的条件求得，即由
         
  得到
         
   也是保证汽车上坡行驶时的纵向稳定性的极限坡路倾角。
  同理可推导出汽车可能停驻的极限下坡路倾角：
         
  在驻车制动器的设计中，在在安装制动器的空间、制动驱动力源等条件允许的范围内，应力求后桥上驻车制动力矩接近与由 所确定的极限值 因（ ＞ ），并保证下坡路能停驻的坡道不下于法规的规定值（18％坡道）。
  单个后轮驻车制动器的制动力矩上限为 ；
中央驻车制动器的制动力矩上限为 。

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磨擦衬片磨损特性的计算
  磨擦衬片的磨损受温度、摩擦力、滑磨速度、制动鼓（制动盘）的材质及加工情况，以及衬片本身材质等许多因素的影响，因此在理论上计算磨损性能极为困难。但试验表明，影响磨损的最重要的因素还是摩擦表面的温度和摩擦力。
  从能量的观点来说，汽车制动过程即是将汽车的机械能（动能和势能）的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了汽车全部动能耗散的任务。此时由于制动时间很短，实际上热量还来不散发到大气中，而为制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是所谓制动器的能量负荷。能量负荷越大，则衬片磨损将越严重。
  各种汽车的总质量及其制动器衬片的磨擦面积各不相同。因而需要用一种相对的量作为评价能量负荷的指标。目前各国常用的指标是比能量耗散率，即每单位衬片摩擦面积的每单位时间耗散的能量。通常所用的计量单位是W/mm2。