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1、 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 2020 年 4 月 19 日 第七章 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 制動(dòng)系是汽車

2、的一個(gè)重要的組成部分。它直接影響汽車的行駛安全性。為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能，應(yīng)該合理地確定汽車的制動(dòng)性能及制動(dòng)系結(jié)構(gòu)。 7.1 制動(dòng)動(dòng)力學(xué) 7.1.1 穩(wěn)定狀態(tài)下的加速和制動(dòng) 加速力和制動(dòng)力經(jīng)過(guò)輪胎和地表的接觸面從車輛傳送到路 面。慣性力作用于車輛的重心，引起一陣顛簸。在這個(gè)過(guò)程中當(dāng) 剎車時(shí)，前后輪的負(fù)載各自增加或減少；而當(dāng)加速時(shí)，情況正好 相反。制動(dòng)和加速的過(guò)程只能經(jīng)過(guò)縱向的加速度 ax 加以區(qū)分。下 面，我們先來(lái)分析一輛雙軸汽車的制動(dòng)過(guò)程。 最終產(chǎn)生結(jié)果的前后輪負(fù)載 FZV 和 FZh ，在制動(dòng)過(guò)程中，圖

3、 7.1 隨著靜止平衡和制動(dòng)減速的條件而變?yōu)椋? FZV mg l lV l max h l FZh mg lV l max h l  （ 7.1a） （ 7.1b） 設(shè)作用于前后軸的摩擦系數(shù)分別為 fV 和 f h,那么制動(dòng)力為： FXV FZV fV （7.2a） FXh FZh f h （7.2b） 文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。 圖 7.1 雙軸汽車的剎車過(guò)程

4、 它們的總和便是作用于車輛上的減速力。 FXVFXh max （ 7.3） 對(duì)于制動(dòng)過(guò)程， f V 和 f h 是負(fù)的。如果要求兩軸上的抓力相等， 這種相等使 fV＝f h＝ ax/g ，理想的制動(dòng)力分配是： FXV max[ g (l lv ) axh] /( gl ) FXh max[ gl v axh] /(gl )  （ 7.4） （ 7.5） 這是一個(gè)拋物線 Fxh(Fxv)和參數(shù) ax 的參數(shù)表現(xiàn)。在圖 7.1 的右半 部分，顯示了一輛普通載人汽車的理

5、想制動(dòng)力分配。實(shí)踐中，向 兩邊分配制動(dòng)力一般被選用來(lái)防止過(guò)早的過(guò)度制動(dòng)，或是由剎車 片摩擦偏差而引起的后輪所死，因?yàn)楹筝嗘i死后將幾乎無(wú)法抓 地，車輛將會(huì)失去控制。然而防抱死剎車系統(tǒng)將會(huì)減輕這個(gè)問(wèn) 題。 當(dāng)然，每一個(gè)負(fù)載狀態(tài)都有它各自的理想制動(dòng)力分配。如果 所有負(fù)載狀態(tài)都必須由一個(gè)固定的分配去應(yīng)對(duì)，那么最重要的條 件往往就是空車載司機(jī)的情況。雖然，固定的分配在更多負(fù)載時(shí) 3 2020 年 4 月 19 日 文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。 無(wú)法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的制動(dòng)力分配， b 線顯示了當(dāng)后軸

6、的制動(dòng)力未超過(guò)理想值直到最大減速度為 0.8g 時(shí)的制動(dòng)力分配情況。彎曲的分配曲線可經(jīng)過(guò)如下方法應(yīng)用。 圖 7.2 半掛車的剎車過(guò)程 情況（ c）使用一個(gè)后軸限壓閥，情況（ d）使用減壓閥。那些 負(fù)載變化巨大的車輛，比如說(shuō)卡車，或火車站貨車及很多前輪驅(qū) 動(dòng)車，都有減壓閥，而且?guī)в幸粋€(gè)可變的突變點(diǎn)，具體要看靜止 時(shí)的軸上負(fù)載（所謂的“制動(dòng)力調(diào)節(jié)器”）。 在一輛雙軸車上，輪子在制動(dòng)中的負(fù)載只取決于減速度，而 不取決于設(shè)定的

7、制動(dòng)力分配。但這對(duì)于有三個(gè)或以上軸的車輛來(lái) 說(shuō)并不適用。例如拖車，圖 7.2，高度協(xié)調(diào)了拖車接點(diǎn)的 hk,h1 和 h2,拖拉機(jī)和拖車的重心，設(shè)定的制動(dòng)力分配決定了連接力 Fxk 和 F2k，從而決定了各軸上力的分布。 這里建立的制定過(guò)程等式依然有效，對(duì)于加速，加速度為正值。 4 2020 年 4 月 19 日 文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。 7.2、制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與匹配的總布置設(shè)計(jì)硬點(diǎn)或輸入?yún)?shù) 新車型總體設(shè)計(jì)時(shí)能夠基本估算如下基本設(shè)計(jì)參數(shù)

8、 , 這些參數(shù) 作為制動(dòng)系統(tǒng)的匹配和優(yōu)化設(shè)計(jì)的輸入?yún)?shù) . 已知參數(shù) A 車型 B 車型 軸距（ mm） 1840 2450 整車整備質(zhì)量（ Kg） 830 922 滿載質(zhì)量（ Kg） 1410 1502 空載時(shí)質(zhì)心距前軸中心 864.6 1242 線的距離（ mm） 空載時(shí)質(zhì)心高度（ mm） 500 500 滿載時(shí)質(zhì)心距前軸中心 978.7 1462 線的距離（ mm） 滿載時(shí)質(zhì)心高度（ mm） 730 730 7.3、理想的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線 7.3.1 基本理論 (1) 地面對(duì)前、后車輪的法向反作用力 在分析前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配比例以前，首先了解地面 g 5 h 2020 年 4 月 19 日 Fz1 Fz2