領(lǐng)從蹄式鼓式制動器制動力矩計算方法研究

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1、第17卷第3期長沙交通學(xué)院學(xué)報Vol.17No.32001年9月JOURNALOFCHANGSHACOMMUNICATIONSUNIVERSITYSept.2001文章編號:1000-9779(2001)03-0031-05領(lǐng)從蹄式鼓式制動器制動力矩計算方法研究112張健,雷雨成,衛(wèi)修敬(1.同濟大學(xué),上海200092;2.江蘇理工大學(xué),江蘇鎮(zhèn)江212013)摘要:效能因數(shù)法是制動器動力矩常用計算方法之一。對領(lǐng)從蹄式鼓式制動器制動力矩的效能因數(shù)法幾種常用的計算公式進行了分析及計算驗證。結(jié)果表明,各公式雖然形式各異,但都是基于同一假設(shè)推導(dǎo)出來的,它們具有本質(zhì)上的同一性。最后對公式的選用

2、提出了建議。關(guān)鍵詞:鼓式制動器;制動力矩;效能因數(shù);計算方法中圖分類號:U463.511文獻標(biāo)識碼:AX制動力矩是制動器的重要技術(shù)參數(shù)。制動器制動力矩的計算是整個制動系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ),是保證制動器具有良好的制動效能及可靠性的關(guān)鍵。制動器是用來吸收汽車的動能,使之轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌⑹У酱髿庵?迫使汽車迅速降低車速直至停車的機構(gòu),是制動系中用以產(chǎn)生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力的部件。制動器結(jié)構(gòu)類型眾多,鼓式制動器是常見的制動器型式之一。領(lǐng)從蹄式鼓式制動器的制動效能及其穩(wěn)定性雖處于中游水平,但由于其順、倒車時制動性能不變,且構(gòu)造簡單,造價較低,便于加裝駐車制動機構(gòu),故廣泛應(yīng)用于中、重型載貨汽車和客

3、車的前、后輪以及轎車后輪的制動。本文對支點固定式領(lǐng)從蹄式鼓式制動器制動力矩的計算進行分析與討論。1制動器制動力矩的效能因數(shù)法計算公式制動器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩稱為制動器效能。在評比不同結(jié)構(gòu)型式的制動器的效能時,常用到一種稱為制動器效能因數(shù)的無因次指標(biāo)。制動器效能因數(shù)定義為在制動鼓或制動盤的作用半徑上所得到的摩擦力與輸入力之比。效能因數(shù)之所以成為評價制動器效能的主要指標(biāo)之一,是因為它表征了制動器把一定大小的制動蹄端促動力轉(zhuǎn)化為制動器制動力矩并進而轉(zhuǎn)化為地面制動力的能力。這可以從制動器效能因數(shù)的定義式中看出,因為效能因數(shù)Mμ/RMμK==(1)PPR所以制動器制動力

4、矩Mμ=KPR(2)可見,制動力矩的大小在很大程度上取決于效能因數(shù)K的大小,制動力矩的計算在一定程度上也就是效能圖1效能因數(shù)法計算參數(shù)示意圖X收稿日期:2000-12-04作者簡介:張健(1974—),男,同濟大學(xué)汽車工程系博士生.32長沙交通學(xué)院學(xué)報第17卷因數(shù)的計算。下面給出制動蹄效能因數(shù)的計算公式,制動力矩的計算公式只需將相應(yīng)的效能因數(shù)公式代入式(2)即可得到。公式中各參數(shù)意義見圖1,當(dāng)制動鼓旋轉(zhuǎn)方向為ω1時,制動蹄為領(lǐng)蹄,P表示領(lǐng)蹄促動力P1;旋轉(zhuǎn)方向為ω2時,制動蹄為從蹄,P表示從蹄促動力P2。[1]1)我國汽車行業(yè)廣泛采用的計算公式,領(lǐng)蹄為:ζKt=(3)1〔κcosλ/

5、(ρcosβsinγ)〕-1從蹄為: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為θ+sinθ摩擦角,γ=arctgμ。其中:l0=4Rsin(θ/2)/(θ+sinθ);α=π/2-θ/2-θ1;μ為摩擦襯片與制動鼓摩擦副間的摩擦系數(shù)。[2]2)奧地利斯泰爾公司的計算公式,領(lǐng)蹄為:Kt=(fcosθ2+e)/(fA1-R)(5)1從蹄為: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)意大利菲亞特公司的計算公式,領(lǐng)、從蹄為: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”中負(fù)號用于領(lǐng)蹄,正號用于從蹄,下同。[3]4)魯?shù)婪騕美]的計算公式,領(lǐng)、從蹄為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[前蘇聯(lián)]的計算公式,領(lǐng)、從蹄為:μ(a+e)Kt=(11,12)1,2cos(θ/2)θRf+cos2αoμ-cos(θ/2)sinα2cosαsinθf以上的計算公式中,均未考慮因促動裝置與制動蹄端的接觸方式所引起的促動力相對水平方向(如圖1所示力P的方向)的偏斜。實際應(yīng)用中,可視具體情況對公式予以修正。另外,公式中各參數(shù)均相對于相應(yīng)的制動