2制动系主要参数及其选择

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1、§2制动系的主要参数及其选择制动器设计中需要预先给定的整车参数有：汽车轴距L；车轮滚动半径rr，；汽车''空、满载时的总质量m，m；空、满载时的轴荷分配：前轴负荷G，G；后轴负aa11'''荷GG；空、满载时的质心位置：质心高度h，h；质心距前轴距离L，L；2，2'gg11'质心距后轴距离L，L等。而对汽车制动性能有着重要影响的制动系参数有：制动22力及其分配系数、同步附着系数、制动强度、附着系数利用率、最大制动力矩与制动器因数等。2.1制动力与制动力分配系数汽车制动时，如果忽略路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯

2、性力矩，则任一角速度ω>0的车轮，其力矩平衡方程为:T−Fr=0(2)fBe式中T——制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋f转方向相反，N·m；F——地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称为B地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；r——车轮有效半径，m。eTf令F=(3)fre并称之为制动器制动力，它是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，因此又称为制动周缘力。F与地面制动力F的方向相反，当车轮角速度ω>0时，大小亦相fB等，且F仅由制动器结构参数所决定。即F取决于制动器

3、的结构型式、尺寸、摩擦ff副的摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成正比。当加大踏板力以加大T，F和F均随之增大。但地面制动力F受着附着条件的限制，ffBB其值不可能大于附着力F，即F≤F=Zϕ(4)ϕBϕ或F=F=Zϕ(5)Bmaxϕ式中ϕ——轮胎与地面间的附着系数；Z——地面对车轮的法向反力。当制动器制动力F和地面制动力F达到附着力F值时，车轮即被抱死并在地面fBϕ上滑移。此后制动力矩T即表现为静摩擦力矩，而fF=T/r即成为与F相平衡以阻止车轮再旋转的ffeB周缘力的极限值。当制动到ω=0

4、以后，地面制动力F达到附着力F值后就不再增大，而制动器制动Bϕ力F由于踏板力F的增大使摩擦力矩T增大而继fPf续上升(见24)。根据汽车制动时的整车受力分析，考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮的法向反力Z1，Z2为：GhgduZ=(L+)12LgdtGhgduZ=(L−)(6)21Lgdt式中G——汽车所受重力；L——汽车轴距；L——汽车质心离前轴距离；1L——汽车质心离后轴距离；2h——汽车质心高度；gg——重力加速度；du-——汽车制动减速度。dt汽车总的地面制动力为GduF=F+F==Gq(7)BB

5、1B2gdtdu式中q（q=）——制动强度，亦称比减速度或比制动力；gdtF，F——前后轴车轮的地面制动力。B1B2由以上两式可求得前、后轴车轮附着力为L2hgGF=(G+F)ϕ=(L+qh)ϕϕ1B2gLLLL1hgGF=(G−F)ϕ=(L−qh)ϕ（8）ϕ2B1gLLL上式表明：汽车在附着系数ϕ为任意确定值的路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数，而是制动强度q或总制动力F的函数。当汽车各车轮制动器的B制动力足够时，根据汽车前、后轴的轴荷分配，前、后车轮制动器制动力的分配、道路附着系数和坡度情况等，制动过程

6、可能出现的情况有三种，即(1)前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑；(2)后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑；(3)前、后轮同时抱死拖滑。在以上三种情况中，显然是最后一种情况的附着条件利用得最好。由式(7)、式(8)不难求得在任何附着系数ϕ的路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是F+F=F+F=ϕGf1f2B1B2F/F=F/F=(L+ϕh)/(L−ϕh)(9)f1f2B1B22g1g式中F——前轴车轮的制动器制动力，F=F=ϕZ；f1f1B11F——后轴车轮的制动器制动力，F=F=ϕZ；f

7、2f2B22F——前轴车轮的地面制动力；B1F——后轴车轮的地面制动力；B2Z，Z——地面对前、后轴车轮的法向反力；12G——汽车重力；L，L——汽车质心离前、后轴距离；12h——汽车质心高度。g由式(9)可知，前、后车轮同时抱死时，前、后轮制动器的制动力F，F是ϕ的f1f2函数。由式(9)中消去ϕ，得1⎡G24hgLGL2⎤Ff2=⎢L2+Ff1−(+2Ff1)⎥(10)2hGh⎢⎣gg⎥⎦式中L——汽车的轴距。将上式绘成以F，F为坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力分配曲f1f2线，简称I曲线，如图25所示。

8、如果汽车前、后制动器的制动力F，F能按I曲f1f2线的规律分配，则能保证汽车在任何附着系数ϕ的路面上制动时，都能使前、后车轮同时抱死。然而，目前大多数两轴汽车尤其是货车的前、后制动器制动力之比值为一定值，并以前制动F与汽车总制动力F之比来表明分配的比例，称为汽车制动器制f1f动力分配系数β：FFβ=f1=f1（11）FF+Fff1