制动器设计

制动过程车轮所受的制动力

1）地面制动力

T?是车轮制动器中摩擦片与制动鼓或盘相对滑动时的摩擦力矩，单位为

N?m；Fxb是地面制动力，单位为N；W为车轮垂直载荷、Fp为车轴对车轮的

推力、Fz为地面对车轮的法向反作用力，它们的单位均为N。

Fxb?Ture。 re为车轮的有效半径（m）

地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力，地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力：一个是制动器内制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力，一个是轮胎与地面间的摩擦力—附着力。

（2）制动器制动力

在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力，以符号

F?表示，显然

F?Ture

T?是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩。制动器制动力F?是由制动器结构参数

所决定的。它与制动器的型式、结构尺寸、摩擦副的而摩擦系数和车轮半径以及踏板力有关。

但是地面制动力是地面摩擦阻力的约束反力，其值不能大于地面附着力F?或最大地面制动力Fxbmax，即:

??????≤????=?????? ????????????=????=?????? 当制动踏板力上升到一定值时，地面制动力Fxb达到最大地面制动力Fxb=F?,随着制动踏板力以及制动管路压力的继续升高，制动器制动力F?继续增加，直至踏板最大行程，但是地面制动力Fxb不再增加。汽车地面制动力Fxb取决于制动器制动力F?，同时又受到地面附着力F?的限制。只有当制动器制动力F?足够大，而且地面又能够提供足够大的附着力F?，才能获得足够大的地面制动力。

因为制动时车速较低，空气阻力Fw可忽略不计，则分别对汽车前后轮接地点取矩，整理得前、后轮的地面法向反作用力Fz1、Fz2为

G?F?(b??hg)z1??L （3-5） ??F?G(a??h)z2g?L?式中：

du?zg，z为制动强度， dtG—汽车所受重力；

L—汽车轴距；

L1—汽车质心离前轴距离； L2—汽车质心离后轴距离；

hg—为汽车质心高度（满载时hg=850mm）；

g—重力加速度；

若在附着系数为?的路面上制动，前、后轮都抱死（无论是同时抱死或分别先后抱死），此时Fxb?F??G?或为

du??g。地面作用于前、后轮的法向反作用力dtG?F?(b??hg)z1??L （3-7） ??F?G(a??h)z2g?L?式（3-6）、（3-7）均为直线方程，由上式可见，当制动强度或附着系数改变时，前后轴车轮的地面法向反作用力的变化是很大的，前轮增大，后轮减小。

（4）理想的前、后制动器制动力分配曲线 汽车总的地面制动力为：

FB?FB1?FB2?Gdu?Gq (3-8) gdt式中：z—制动强度；

FB1—前轴车轮的地面制动力；

FB2—后轴车轮的地面制动力。

由式（3-5）、式（3-6）求得前、后轴车轮附着力：

?L2F?1?(G?FB??L??F?2?(GL1?FB??LG(L2?qhg)?LL （3-9）

hgG)??(L1?qhg)?LL)??hg前已指出，制动时前、后车轮同时抱死，对附着条件的利用，制动时汽车的方向稳定性均较为有利。此时的前、后轮制动器制动力F?1和F?2的关系曲线，常称为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线。在任何附着系数?的路面上，前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力，即：

?Fu1?Fu2??G? ?Fu1??Fz1?Fu2??Fz2?将（3-7）式代入上式，得

?Fu1?Fu2??G??Fu1b??hg （3-10） ?Fu2?a??hg?式中：Fu1—前轴车轮的制动器制动力，Fu1?Fxb1??Fz1；

Fu2—后轴车轮的制动器制动力，Fu2?Fxb2??Fz2； Fxb1—前轴车轮的地面制动力； Fxb2—后轴车轮的地面制动力；

Z1 ，Z2—地面对前、后轴车轮的法向反力；

G— 汽车的重力；

a ，b—汽车质心离前、后轴距离；

hg— 汽车质心高度。

消去变量?，得

?4hgL1?GGb2Fu2??b?Fu1?(?2Fu1)?

2?Ghg??hg?

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