CSU1060A货车总体设计及后制动器设计
2. 后轴制动器设计
2.1制动系统的结构形式
2.1.1制动管路分路系统形式
普通货车常采用一轴对一轴型,前轴制动器与后轴制动器各用一个回路。 2.1.2制动驱动机构的形式
总质量1~8t的轻中型货车常采用液压制动系统,并根据制动踏板力及踏板行程的大小决定是否需要真空伺服系统(真空助力器)。
2.1.3制动器的结构形式 货车常采用鼓式制动器。
对于液压制动系统,货车后轮可采用领从蹄式,此外,短轴距平头货车的后轮也可采用单向双领蹄式,但多一个轮缸,结构略显复杂。
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;易于附装驻车制动驱动机构;易于调整蹄片与制动鼓之间的间隙,但两个蹄片上的单位压力不等,两蹄衬片磨损不均匀、寿命不同,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。这种形式的鼓式制动器被广泛采用。
单向双领蹄式制动器在汽车前进制动时制动效能相当高。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,这种制动器还有易于调整蹄片与制动鼓之间的间隙,两蹄片上的单位压力相等,使之磨损程度相近、寿命相同等优点,但单向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,与领从蹄式制动器相比较,由于多了一个轮缸,使结构略显复杂。
综上所述,制动器的机构形式选择领从蹄式制动器。
2.2制动器的主要参数设计
2.2.1 前、后轮制动器制动力矩的确定
第 11 页 共 27 页
CSU1060A货车总体设计及后制动器设计
前、后轮制动力矩的比值: `
式中?0为同步附着系数,对于货车:?0?0.5,hg为汽车质心高度。 根据参考文献[3]中的表4-4 相当于BJ1041货车的结构参数,初选如下: 同步附着系数
?0=0.5;
质心高度hg=950mm;
质心至前轴线的距离L1=2200mm; 质心至后轴线的距离L2=1615mm 制动力分配系数β=(?0*hg+L2)/L=0.55。
先根据汽车满载在柏油、混凝土路面上紧急制动到后轮抱死拖滑(附着系数按0.8计算),计算出前轮制动器的最大制动力矩M?1max;再根据前面已确定的前、后轮制动力矩的比值计算出后轮制动器的最大制动力矩M?2max。
地面最大制动力Fxbmax = FZ?=6730*9.8*0.8=52763.2N; 所以,当后轮抱死拖滑时,前轮、后轮制动力分别为: Fxb1=?Fz1=?*(GL1/L+Fxb*hg/L)=32847.34N Fxb2=?Fz1=?*(GL1/L-Fxb*hg/L)=19915.86N 制动力矩为:
M?1max= Fxb1×rr =32847.34×0.36833 N?m =12098.66 N?m M?2max=Fxb1×rr =19915.86×0.36833 N?m =7335.61N?m。
2.2.2鼓式制动器主要参数的确定
根据参考文献[1]选取制动器主要参数,且制动鼓内径及摩擦衬片宽度必须符合行业标准QC/T309-1999。
1)制动鼓内径D
由参考文献[1],商用车制动鼓直径与轮辋直径比范围为0.70~0.83,轮辋为
第 12 页 共 27 页
CSU1060A货车总体设计及后制动器设计
15寸,即381mm,则直径选取范围为266.7~316.23
内径及摩擦衬片宽度必须符合行业标准QC/T309-1999。D=280或300,取上限300。则D=300mm。
2)摩擦衬片宽度b和包角β
由参考文献[1],制动鼓半径R确定后,衬片的摩擦面积Ap=Rβb。制动器各蹄衬片总的摩擦面积ΣAp越大,制动时所受单位面积的正压力和能量负荷越小,从而磨损特性越好。
根据国外统计资料分析,单个车轮鼓式制动器的衬片面积随汽车总质量的增长而增大。由参考文献[1]表8-1衬片摩擦面积,选取Ap=630cm2。
实验表明:摩擦衬片包角β=900-1000时,磨损最小,制动鼓温度最低,且制动效能最高。选取包角β=1000 。
根据公式计算得摩擦衬片厚度为120.03mm,根据行业标准QC/T309-1999。B=45~120mm,取120mm。则B=120mm。
3)摩擦衬片起始角β0
一般将衬片布置在制动蹄的中央,即令β0=90-β/2。有时为了适应单位压力的分布情况,将衬片相对于最大压力点对称布置,以改善磨损均匀性和制动效能。
故取β0 =40 。
4)制动器中心到张开力F0作用线的距离e
在保证轮缸或制动凸轮能够布置于制动鼓内的条件下,应使距离e尽可能大,以提高制动效能。初步设计时可暂定e=0.8R左右。
故取e=12cm。
5)制动蹄支承点坐标a和c
应在保证两蹄支承端毛面不致互相干涉的条件下,使a尽可能大,而c尽可能小。初步设计时也可暂定,a=0.8R左右。
故取:a=12cm,c=3cm。 2.2.3鼓式制动器的设计计算 对于领蹄:
第 13 页 共 27 页
CSU1060A货车总体设计及后制动器设计
对于从蹄:
式中:F01和F02分别为领从蹄的张开力; f为摩擦因数,计算时取0.3;
h为摩擦蹄片纵向高度,h=a+e=23.5cm; R1为制动时领蹄的作用半径; R2为制动时从蹄的作用半径;
c’为摩擦片支承点到轮辋中心的距离c’=12.37cm。
?、R的计算如下:
??arctan?R1?
??? ??2??sin2?''?sin2?'???cos2?'?cos2?''?4R?cos?'?cos?''??cos2?'?cos2?''?2??2??sin2?''?sin2?'?2
图1 图2
由初选的鼓式制动器参数可以求得:ɑ’=25.960; ɑ”=125.960;β=1000 ; 所以,δ=10.060;R1 = 16.79cm;
并由领从蹄的计算式可得:D1=21.14cm;D2=9.63cm。
如果顺着制动鼓旋转的蹄片和逆着制动鼓旋转的蹄片的ɑ’和ɑ”角度不同,很显然两块蹄片的δ和R1值也不同。制动器有两块蹄片,鼓上的制动力矩等于
第 14 页 共 27 页