制动系统设计规范
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一、国标要求
1、GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》
2、GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》
3、GB 7258-1997《机动车运行安全技术条件》
二、整车基本参数及样车制动系统主要参数整车基本参数
样车制动系统主要参数
三、计算
1. 前、后制动器制动力分配
1.1 地面对前、后车轮的法向反作用力 公式:
g
z h dt du m
Gb L F +=1 ………………………………(1) g
z h dt du m
Ga L F -=2 (2)
参数:1z F ——地面对前轮的法向反作用力,N ;
2z F ——地面对后轮的法向反作用力,N ;
G ——汽车重力,N ;
b ——汽车质心至后轴中心线的水平距离,m ;
a ——汽车质心至前轴中心线的距离,m 。
m ——汽车质量,kg ;
g
h ——汽车质心高度,m ;
L ——轴距,m ;
dt du
——汽车减速度,m/s 2
四、制动器的结构方案分析
制动器有摩擦式、液力式和电磁式等几种。电磁式制动器虽有作用滞后小、易于连接且接头可靠等优点,但因成本高而只在一部分重型汽车上用来做车轮制动器或缓速器。液力式制动器只用作缓速器。目前广泛使用的仍为摩擦式制动器。
摩擦式制动器按摩擦副结构形式不同,分为鼓式、盘式和带式三种。带式只用作中央制动器。
一、鼓式制动器
鼓式制动器分为领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式、双向增力式等几种,见图la ~f 。
不同形式鼓式制动器的主要区别有:①蹄片固定支点的数量和位置不同。②张开装置的
形式与数量不同。③制动时两块蹄片之间有无相互作用。因蹄片的固定支点和张开力位置不同,使不同形式鼓式制动器的领、从蹄数量有差别,并使制动效能不同。
制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩,称为制动器效能。在评比不同形式制动器的效能时,常用一种称为制动器效能因数的无因次指标。制动器效能因数的定义为,在制动鼓或制动盘的作用半径R 上所得到的摩擦力(
R
M μ
)与输入力0F 之比,即
R
F M K 0μ=
式中,K 为制动器效能因数;μM 为制动器输出的制动力矩。
制动器效能的稳定性是指其效能因数K 对摩擦因数厂的敏感性(df dK )。使用中f 随-温度和水湿程度变化。要求制动器的效能稳定性好,即是其效能对厂的变化敏感性较低。
1.领从蹄式
领从蹄式制动器的每块蹄片都有自己的固定支点,而且两固定支点位于两蹄的同一端(图la)。张开装置有两种形式,第一种用凸轮或楔块式张开装置(图2)。其中,平衡凸块式(图2b)和楔块式(图2c)张开装置中的制动凸轮和制动楔块是浮动的,故能保证作用在两蹄上的张开力相等。非平衡式的制动凸轮(图2a)的中心是固定的,所以不能保证作用在两蹄上的张开力相等。第二种用两个活塞直径相等的轮缸(液压驱动),可保证作用在两蹄上的张开力相等。
领从蹄式制动器的效能和效能稳定性,在各式制动器中居中游;前进、倒退行驶的制动效果不变;结构简单,成本低;便于附装驻车制动驱动机构;调整蹄片与制动鼓之间的间隙工作容易。但领从蹄式制动器也有两蹄片上的单位压力不等(在两蹄上摩擦衬片面积相同的
图1 鼓式制动器示意图
条件下),故两蹄衬片磨损不均匀,寿命不同的缺点。此外,因只有一个轮缸,两蹄必须在同一驱动回路作用下工作。
领从蹄式制动器得到广泛应用,特别是轿车和轻型货车、客车的后轮制动器用得较多。
图2 机械式张开装置
a)非平衡凸轮式b)平衡凸块式c)楔块式
2.双领蹄式
双领蹄式制动器的两块蹄片各有自已的固定支点,而且两固定支点位于两蹄的不同端,如图1b所示,领蹄的固定端在下方,从蹄的固定端在上方。每块蹄片有各自独立的张开装置,且位于与固定支点相对应的一方。
汽车前进制动时,这种制动器的制动效能相当高。由于有两个轮缸,故可以用两个各自独立的回路分别驱动两蹄片。除此之外,这种制动器还有调整蹄片与制动鼓之间的间隙工作容易进行和两蹄片上的单位压力相等,使之磨损均匀,寿命相同等优点。双领蹄式制动器的制动效能稳定性,仅强于增力式制动器。当倒车制动时,由于两蹄片皆为双从蹄,使制动效能明显下降。与领从蹄式制动器比较,由于多了二个轮缸,使结构略显复杂。
这种制动器适用于前进制动时前轴动轴荷及附着力大于后轴,而倒车制动时则相反的汽车前轮上。它之所以不用于后轮,还因为两个互相成中心对称的轮缸,难以附加驻车制动驱动机构。
3.双向双领蹄式
双向双领蹄式制动器的结构特点是两蹄片浮动,用各有两个活塞的两轮缸张开蹄片(图1c)。
无论是前进或者是倒退制动时,这种制动器的两块蹄片始终为领蹄,所以制动效能相当高,而且不变。由于制动器内设有两个轮缸,所以适用于双回路驱动机构。当一套管路失效后,制动器转变为领从蹄式制动器。除此之外,双向双领蹄式制动器的两蹄片上单位压力相等,因而磨损均匀,寿命相同。双向双领蹄式制动器因有两个轮缸,故结构上复杂,且调整蹄片与制动鼓之间的间隙工作困难是它的缺点。
这种制动器得到比较广泛应用。如用于后轮,则需另设中央驻车制动器。
4.双从蹄式
双从蹄式制动器的两蹄片各有一个固定支点,而且两固定支点位于两蹄片的不同端,并用各有一个活塞的两轮缸张开蹄片(图1d)。
双从蹄式制动器的制动器效能稳定性最好,但因制动器效能最低,所以很少采用。
5.单向增力式