關(guān)于鼓式制動(dòng)器的汽車技術(shù)論文

　　鼓式制動(dòng)器是利用摩擦力實(shí)現(xiàn)駐車或使行駛中的汽車減速、停車的裝置,由于制動(dòng)效能高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,在汽車上得到廣泛的使用。下面是小編為大家精心推薦的汽車技術(shù)論文鼓式制動(dòng)器，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>

　　汽車技術(shù)論文鼓式制動(dòng)器篇一

　　某型汽車鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)

　　摘要：根據(jù)某型汽車制動(dòng)器的主要技術(shù)參數(shù)，得到了該車型的同步附著系數(shù)和前后輪制動(dòng)力分配系數(shù)。通過計(jì)算，設(shè)計(jì)了鼓式制動(dòng)器，得到了制動(dòng)鼓直徑、摩擦襯片寬度和包角等制動(dòng)蹄主要參數(shù)，以及制動(dòng)力矩和制動(dòng)因數(shù)等制動(dòng)性能參數(shù)。

　　關(guān)鍵詞：汽車;制動(dòng);鼓式制動(dòng)器

　　0.引言

　　汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車最重要系統(tǒng)之一，在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色，特別是近年來，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)研究具有重要的意義。

　　1.制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

　　1.1 輕型貨車主要技術(shù)參數(shù)

　　設(shè)計(jì)參數(shù)：整車質(zhì)量：滿載：3000kg，空載：1200kg;質(zhì)心位置：a=2.0m b=1.6m，重心高度：hg=0.74m(空載)hg=0.82m(滿載);軸距：L=3.6m;輪距：B=1.50m;輪胎規(guī)格：7.0-16。

　　1.2 同步附著系數(shù)φ的確定

　　轎車制動(dòng)制動(dòng)力分配系數(shù)β采用恒定值得設(shè)計(jì)方法。欲使汽車制動(dòng)時(shí)的總制動(dòng)力和減速度達(dá)到最大值，應(yīng)使前、后輪有可能被制動(dòng)同步抱死滑移，這時(shí)各軸理想制動(dòng)力關(guān)系為

　　Fμ1+Fμ2=φG，F(xiàn)μ1/Fμ2=(L2+φhg)/(l1-φhg)

　　式中：Fu1：前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力;Fu2：后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力;G：汽車重力

　　L1：汽車質(zhì)心至前軸中心線的距離;L2：汽車質(zhì)心至后軸中心線的距離;hg：汽車質(zhì)心高度。

　　由上式可知，前后輪同時(shí)抱死時(shí)前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力是φ的函數(shù)，如果汽車前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力能按I曲線的要求匹配，則能保證汽車在不同的附著系數(shù)的路面制動(dòng)時(shí)，前后輪同時(shí)抱死。

　　然而，目前大多數(shù)汽車的前后制動(dòng)器制動(dòng)力之比為定值。常用前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)力之比來表明分配的比例，稱為制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，并以符號(hào)β來表示，即

　　β=Fμ1/Fμ2

　　前、后制動(dòng)器的制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)影響到汽車制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。要確定β值首先要選取同步附著系數(shù)。

　　根據(jù)汽車知識(shí)手冊(cè)查表得一般貨車取β=0.65-0.7，本次輕型貨車設(shè)計(jì)取β=0.7。

　　1.3 前、后輪制動(dòng)力分配系數(shù)β的確定

　　根據(jù)公式：制動(dòng)力分配系數(shù) β=(b+hg)/L，得

　　β=(1600+0.7×820)/3600=0.6

　　β為同步附著系數(shù)，b為汽車重心至后軸中心線的距離，L為軸距，Hg為汽車質(zhì)心高度。

　　2.鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算

　　2.1 制動(dòng)鼓直徑D

　　轎車D/Dr=0.64～0.74，貨車D/Dr=0.70～0.83，這里選D/Dr=0.7 Dr=16×25.4=406.4mm D=0.7×406.4=284.48mm，所以，前后輪制動(dòng)鼓直徑D=300mm

　　2.2摩擦襯片寬度b和 包角θ

　　制動(dòng)鼓半徑R確定后，摩擦襯片的寬度b和包角θ便決定了襯片的摩擦面積Ap，Ap越大則制動(dòng)時(shí)所受單位面積的正壓力和能量負(fù)荷越小，從而磨損特性越好Ap隨汽車總重而增加，給定的輕型總重量：

　　Ga=3000×9.8/1000=29.4KN

　　查汽車設(shè)計(jì)書得Ap=250～400 (cm)2，所以選取Ap=320 cm2，單個(gè)制動(dòng)片有

　　Ap=Rbθ，b=Ap'/Rθ=67.9

　　按GB QC/T309-1999，取b=70mm，摩擦襯片起始角為

　　θ0=90-θ/2=90-45=45

　　2.3 制動(dòng)器中心到張開力P作用線的距離e

　　在保證輪缸或制動(dòng)凸輪能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離e盡可能大，以提高制動(dòng)效能。e=0.8R=120mm

　　2.4 整車制動(dòng)性能

　　同步附著系數(shù)φ0按公式計(jì)算

　　θ0=(Lβ-b)/hg，β=(b+θ0hg)/L

　　式中：L――軸距;Hg――重心高;β――制動(dòng)分配系數(shù)，得

　　β=(1600+0.7×820)/3600=0.6，

　　φ0=(3600×0.6-1600)/820=0.68

　　2.5 制動(dòng)器的溫升計(jì)算

　　制動(dòng)時(shí)，由于制動(dòng)鼓和摩擦片之間作用，產(chǎn)生了大量的熱。在緊急制動(dòng)時(shí)，因時(shí)間短，熱量來不及散到大氣中去，幾乎全被制動(dòng)鼓所吸收使之溫度升高。

　　實(shí)踐表明，從速度Va=30km/h緊急制動(dòng)到完全停車制動(dòng)鼓的溫升不應(yīng)超過15°

　　其溫升按下式計(jì)算：

　　t=GaV2ancg*108458*4.19=6.6<15°C合格

　　3.制動(dòng)器的制動(dòng)效能參數(shù)計(jì)算

　　3.1 制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定

　　為保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性，應(yīng)合理的確定前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩。對(duì)于選取較大φ0的各類汽車，應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動(dòng)力矩。當(dāng)φ>φ0時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度q<φ，故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為

　　M1=G/L(b+φhg)φγε，M2=((1-β)/β)/×M1

　　由于輪胎規(guī)格取7.0-16，故γε=203.2mm。

　　M1=G/L(b+φhg)φγε

　　=30000/3.6(1.6+0.7×0.82)×0.7×0.2032

　　=2576.91N/m

　　一個(gè)前輪的制動(dòng)力矩M1/2=1288.46 N/m，后軸制動(dòng)力矩M2=(1-0.6)/0.6×2576.91=1717.94N/m，一個(gè)后輪的制動(dòng)力矩M2/2=858.97N/m。

　　3.2 制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)計(jì)算

　　在評(píng)價(jià)不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器效能時(shí)，常用一種無因數(shù)指標(biāo)，稱為制動(dòng)器效能因數(shù)。也就是在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑上所得到的摩擦力與輸入力之比

　　1)后輪領(lǐng)從蹄效能因數(shù)：Kec1=ξ(ε/Vρ-1)

　　2)后輪雙蹄效能因數(shù)：Kec1=ξ(ε/Vρ+1)

　　式中：ξ=h/R;ε=a/R;ρ=(sinθ/2)/(θ+sinθ);V=cosδsinβ;δ=β-α;β=arctanμ;α=θ0+θ/2-90;V'=cosδsinβ;δ1=β+α

　　對(duì)于雙領(lǐng)蹄式：C*=2Kec1;對(duì)于領(lǐng)從蹄式：C*=Kec1+Kec2

　　制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a=120mm， 制動(dòng)器中心到張開力P作用線的距離e=120mm

　　h=a+e，ξ=1.6h，ε=a/R=0.8

　　摩擦襯片包角θ=90°，摩擦片摩擦系數(shù)μ=0.3～0.5 取0.35。

　　β=arctanμ;β=19.29=0.337rad;α=θ0+θ/2-90=0

　　V'=cosδ1sinβ=0.312;ρ=(sinθ/2)/(θ+sinθ)=1.1

　　則Kec1=ξ(ε/Vρ-1)=1.023，Kec2=ξ(ε/Vρ+1)=0.48

　　故選擇領(lǐng)從蹄式后輪總的效能因數(shù)為Kt=Kt1+Kt2=1.683

　　4.結(jié)論

　　本文根據(jù)某型汽車制動(dòng)器的主要技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)了鼓式制動(dòng)器，得到了同步附著系數(shù)、前后輪制動(dòng)力分配系數(shù)、制動(dòng)鼓主要參數(shù)，以及制動(dòng)力矩和制動(dòng)因數(shù)等數(shù)據(jù)，為制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù)支持。

　　[參考文獻(xiàn)]

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　　(作者單位：安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

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