制动系统计算说明书.docx

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制动器的计算分析

整车参数

状态

空载

满载

总重G（Kg）

3000

6000

前轴负荷G1（Kg）

1600

2200

后轴负荷G2（Kg）

1400

3800

轴距L（mm）

3300

3300

重心高hg（mm）

612

946

重心至前轴距离L1（mm）

1540

2090

重心至后轴距离L2（mm）

1760

1210

轮胎滚动半径Re（mm）

380

375

2、制动器的计算分析

2.1前制动器制动力

前制动器规格为ɸ310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。

当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力：

F1=2*Ac*L/a*BF*ɳ*R/Re*P

桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为F1=3255kgf

以上各式中：

Ac—气室有效面积L—调整臂长度

a—凸轮基圆直径BF—制动器效能因数

R—制动鼓半径Re—车轮滚动半径

ɳ—制动系效率P—工作压力

2.2后制动器制动力

后制动器规格为ɸ310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。

当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力：

F2=2*Ac*L/a*BF*ɳ*R/Re*P

桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为

F2=3467kgf

2.3满载制动时的地面附着力

满载制动时的地面附着力是地面能够提供给车轮的最大制动力，正常情况下制动气制动力大于地面附着力是判断整车制动力是否足够的一个标准。

地面附着力除了与整车参数有关之外，还与地面的附着系数有关，在正常的沥青路面上制动时，附着系数ϕ值一般在0.5~0.8之间，我们现在按照路面附着系数为0.7来计算前后地面附着力：

Fϕ前=G满1×ϕ+GhgL×ϕ2

=2200×0.7+6000×6123300×0.72

=2002kgf

Fϕ后=G满2×ϕ-GhgL×ϕ2

=3800×0.7-6000×9463300×0.72

=1487kgf

因为前面计算的前后制动器最大制动力分别为

F1=3255kgf

F2=3467kgf

3、制动器热容量、比摩擦力的计算分析

3.1单个制动器的比能量耗散率的计算分析

前制动器的衬片面积A1=2×πR1×w1180×L1=mm2

式中（L1=100mm摩擦片的宽度w1=110°）

后制动器的衬片面积A2=2×πR2×w2180×L2=mm2

式中（L2=100mm摩擦片的宽度w2=）

比能量耗散率

e1=GV124tA1β=

e2=GV124tA2β=

上式中：

G—满载汽车总质量

V1—制动初速度，计算时取V1=18m/s

β—满载制动力分配系数

t—制动时间，计算时取t=3.06s

鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1.8W/mm2为宜，故该制动器的比能量耗散率满足要求。

3.2单个制动器的比摩擦力计算分析

计算时取制动减速度j=0.6g

制动力F=G*j=6000×0.6=3600kgf

前制动力F1=F*β=3600×0.48=1728kgf

后制动力F2=F*（1-β）=1872kgf

前制动力矩M1=F1*Re=1728*0.38=648

后制动力矩M2=F2*Re=702

单个前制动器的比摩擦力

单个前制动器的比摩擦力

f01=M12RA1=

单个后制动器的比摩擦力

f02=M22R2=

在j=0.6g时，鼓式制动器的比摩擦力以不大于0.48N/mm2为宜，故该制动器的比摩擦力满足要求。

四、整车行车制动性能计算分析

本车满载状态下载荷G=6000kg,总重大于3.5T，属于N2类货车，下面结合GB12676-1999的相关要求进行行车制动的性能计算分析。

1、同步附着系数的计算

空、满载制动力分配系数β=F1F==

空、满载时同步附着系数

ϕ0空=L*β-L2hg==

ϕ0满=L*β-L2hg==

根据GB12676-1999对N2类车的要求：

在初速度V=60km/h时，制动距离和平均减速度必须满足：

Smax=0.15V+V2130=36.69m

MSDDmin=5m/s2

实际地面附着系数取ɸ=0.7，因为实际地面附着系数比满载同步附着系数（ϕ0满=）大，根据计算公式：

当ϕ≥ϕ0时，S=0.23.6ua0+ua0225.92j，j=φ*g*L1L1-β+φ*hg

上式中：

S为制动距离，j为制动减速度，ua0=60km/h

把整车数据和以上计算数据代入公式中可得：

S=0.23.6ua0+ua0225.92j=0.23.6×60+60225.92×5.25=29.8m

j=φ*g*L1L1-β+φ*hg=0.7*9.8*15403300*0.48+0.7*612=5.25m/s2

2.满载前回路失效时制动性能计算

根据GB12676-1999对N2类车的要求，

在初速度为50km/h应急制动时，制动距离和平均减速度必须满足：

Smax=0.15V+2V2115=51m

MSDDmin=2.2m/s2

实际地面附着系数取ϕ=0.7，根据计算公式：

S=0.23.6ua0+ua0225.92j=0.23.6×50+50225.92×2.8=37.2m

j=φ*g*L1L+φ*hg=0.7*9.8*15403300+0.7*612=2.8m/s2

3.满载后回路失效时制动效能计算

同理，我们根据公式可以计算后回路失效时：

S=0.23.6ua0+ua0225.92j=

j=φ*g*L1L+φ*hg=

可见满载时整车行车制动性能（）满足GB12676-1999法规要求。

4.制动力的分配特性

对于最大总质量大于3.5T的双轴货车，根据ECE

法规对利用附着系数曲线有下列相关要求：

（1）利用附着系数在0.2~0.8之间，制动强度应满足：

z≥0.1+0.85（ϕ-0.2）

（2）对于制动强度在0.15~0.30之间，若各车轴的附着系数利用曲线位于公式ϕ=Z±0.08确定的与理想附着系数利用直线平行的两条直线之间，则认为满足法规要求。

对于制动强度Z≥0.3，若后轴附着系数利用曲线能满足公式Z≥0.3+0.74（ϕ-038），则认为也满足法规要求。

（3）利用附着系数与制动强度的关系

未加感载阀时空满载制动力分配系数β=F1F=

利用计算公式

前轴的利用附着系数：

ϕf=L*（1-β）*ZL2+Z*hg

后轴的附着利用系数：

ϕf=L*β*ZL1-Z*hg

带入不同Z值计算前、后轴的利用附着系数值，并根据计算结果作出图2所示的利用附着系数与制动强度关系曲线如图2所示：