领从蹄式鼓式制动器制动力矩计算方法研究

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1、第17卷第3期长沙交通学院学报Vol.17No.32001年9月JOURNALOFCHANGSHACOMMUNICATIONSUNIVERSITYSept.2001文章编号:1000-9779(2001)03-0031-05领从蹄式鼓式制动器制动力矩计算方法研究112张健,雷雨成,卫修敬(1.同济大学,上海200092;2.江苏理工大学,江苏镇江212013)摘要:效能因数法是制动器动力矩常用计算方法之一。对领从蹄式鼓式制动器制动力矩的效能因数法几种常用的计算公式进行了分析及计算验证。结果表明,各公式虽然形式各异,但都是基于同一假设推导出来的,它们具有本质上的同一性。最后对公式的选用

2、提出了建议。关键词:鼓式制动器;制动力矩;效能因数;计算方法中图分类号:U463.511文献标识码:AX制动力矩是制动器的重要技术参数。制动器制动力矩的计算是整个制动系统设计的基础,是保证制动器具有良好的制动效能及可靠性的关键。制动器是用来吸收汽车的动能,使之转变为热能散失到大气中,迫使汽车迅速降低车速直至停车的机构,是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。制动器结构类型众多,鼓式制动器是常见的制动器型式之一。领从蹄式鼓式制动器的制动效能及其稳定性虽处于中游水平,但由于其顺、倒车时制动性能不变,且构造简单,造价较低,便于加装驻车制动机构,故广泛应用于中、重型载货汽车和客

3、车的前、后轮以及轿车后轮的制动。本文对支点固定式领从蹄式鼓式制动器制动力矩的计算进行分析与讨论。1制动器制动力矩的效能因数法计算公式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。在评比不同结构型式的制动器的效能时,常用到一种称为制动器效能因数的无因次指标。制动器效能因数定义为在制动鼓或制动盘的作用半径上所得到的摩擦力与输入力之比。效能因数之所以成为评价制动器效能的主要指标之一,是因为它表征了制动器把一定大小的制动蹄端促动力转化为制动器制动力矩并进而转化为地面制动力的能力。这可以从制动器效能因数的定义式中看出,因为效能因数Mμ/RMμK==(1)PPR所以制动器制动力

4、矩Mμ=KPR(2)可见,制动力矩的大小在很大程度上取决于效能因数K的大小,制动力矩的计算在一定程度上也就是效能图1效能因数法计算参数示意图X收稿日期:2000-12-04作者简介:张健(1974—),男,同济大学汽车工程系博士生.32长沙交通学院学报第17卷因数的计算。下面给出制动蹄效能因数的计算公式,制动力矩的计算公式只需将相应的效能因数公式代入式(2)即可得到。公式中各参数意义见图1,当制动鼓旋转方向为ω1时,制动蹄为领蹄,P表示领蹄促动力P1;旋转方向为ω2时,制动蹄为从蹄,P表示从蹄促动力P2。[1]1)我国汽车行业广泛采用的计算公式,领蹄为:ζKt=(3)1〔κcosλ/

5、(ρcosβsinγ)〕-1从蹄为:ζKt=(4)2〔κcosλ′/(ρcosβsinγ)〕+1θ-sinθ式中:ζ=(a+e)/R;κ=f/R;ρ=l0/R;λ=γ-β+α;λ′=γ+β-α;β=arctgtgα;γ为θ+sinθ摩擦角,γ=arctgμ。其中:l0=4Rsin(θ/2)/(θ+sinθ);α=π/2-θ/2-θ1;μ为摩擦衬片与制动鼓摩擦副间的摩擦系数。[2]2)奥地利斯泰尔公司的计算公式,领蹄为:Kt=(fcosθ2+e)/(fA1-R)(5)1从蹄为:Kt=(fcosθ2+e)/(fA2+R)(6)2式中:1221sin2δ2-sin2δ1A1=sinδ2-s

6、inδ1++δ2-δ12(sinδ2-sinδ1)μ21221sin2δ2-sin2δ1A2=-(sinδ2-sinδ1)++δ2-δ12(sinδ2-sinδ1)μ2[2]3)意大利菲亚特公司的计算公式,领、从蹄为:Kt=μhB/〔Afºμ(BR+Cf)〕(7,8)1,2式中:A=(α2-α1)/2+(sinα1cosα1+sinθ1cosθ1)/2;B=cosα1+cosθ1;C=(cosα1+cosθ1)(cosα1-cosθ1)/2“;º”中负号用于领蹄,正号用于从蹄,下同。[3]4)鲁道夫[美]的计算公式,领、从蹄为μ(a+e)/RKt=(9,10)1,2fα0-sinα0

7、cosα3fºμ1+cos(α0/2)cos(α3/2)R4sin(α0/2)sin(α3/2)R[4]5)根波姆[前苏联]的计算公式,领、从蹄为:μ(a+e)Kt=(11,12)1,2cos(θ/2)θRf+cos2αºμ-cos(θ/2)sinα2cosαsinθf以上的计算公式中,均未考虑因促动装置与制动蹄端的接触方式所引起的促动力相对水平方向(如图1所示力P的方向)的偏斜。实际应用中,可视具体情况对公式予以修正。另外,公式中各参数均相对于相应的制动