第五章轮式机械的制动性.pptx

第五章 轮式机械的制动性 ;第一节 制动性的评价指标 ;2、制动效能的恒定性：包括抵制制动效能的热衰退性能及水衰退性能；车辆在高速时或下常坡连续制动时制动效能保持的程度，因为制动过程是将机械行驶的动能通过制动器吸收转化为热能，而制动器温度升高后，是否能保持冷状态时的制动效能为其热衰退性能。此外，轮式机械涉水行驶后制动器还存在水衰退问题。 ;第二节 制动时车轮受力分析 ; 一、地面制动力 ; 制动时踩下踏板1，活塞3在推杆2的作用下使制动总泵4中产生高压油，经油管5推动分泵6中的两个活塞使制动蹄10绕支承销12旋转而向外张开，将摩擦片9紧压在制动鼓13上产生摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反，试图“抱死”车轮不让其旋转。由于车轮与地面间有附着作用，车轮对地面产生一个向前的切向力，同时地面给车轮一个反作用力Fxb，正是这个力阻止车轮向前运动，称其为地面制动力，地面制动力Fxb越大则车的减速度也越大。当松开踏板1时，在复位弹簧的作用下，使两制动蹄回位，摩擦力矩消失，地面制动力Fxb也消失，制动解除。 ; 显然，地面制动力Fxb并不仅仅取决于制动力矩，还取决用于轮胎与地面的附着条件，即： ; 下图表示了在良好路面上轮式机械制动时车轮的受力情况。Mμ是车轮制动器产生的摩擦力矩(N·m)；Fxb是地面制动力(N)；W为车轮垂直载荷，Fp是车桥对车轮的推力、Fz为地面对车轮的法向反作用力，它们的单位均为N。 ;由力矩平衡得： ;二、制动器制动力; 制动器的制动力取决于制动器的型式、结构尺寸、制动器摩擦副的摩擦系数、车轮半径以及制动系的液压或气压，当结构参数一定时，它一般与制动踏板力、制动系的液压或气压成正比。; 但地面制动力是滑动摩擦的约束反力，其数值不能超过附着力。即： ; 当制动器踏板力或制动系压力上升到某一值(上图中为制动系液压力Pa)、地面制动力Fxb达到附着力时，车轮抱死不转而出现拖滑现象。制动系液压力大于Pa时，制动器制动力Fμ由于制动器摩擦力矩的增长而仍按直线关系继续上升。但作用在车轮上的法向载荷为常数，地面制动力Fxb达到附着力的值后就不再增加。;四、硬质路面上的附着系数：; 第一段内，印痕的形状与轮胎胎面花纹基本上一致，车轮接近于纯滚动：; 第二段内，轮胎花纹的印痕可以辨别出来，但花纹逐渐模糊，车轮不是单纯的滚动。胎面与地面发生一定程度的相对滑动，即车轮处于边滚边滑的状态，此时车轮轮心的速度为：; 第三段形成一条粗黑的印痕，车轮被制动器抱住，在路面上作完全的拖滑。此时ωw＝0。 ;一般用滑动率S说明滑动成分的多少：;制动力系数φb：制动过程中，制动力与垂直载荷之比，即制动过程中的附着系数。; 制动力系数的最大值称为峰值附着系数φp。φp一般出现在S＝15％~20％。滑动率S＝100％的制动力系数称为滑动附着系数φs。在干燥路面上φs与φp的差别较小，而在湿路面上差别较大。 ; 上图是在轮胎没有受到侧向力条件下测得的，而下图给出了有侧向力作用而发生侧偏时的制动力系数、侧向力系数与滑动率的关系曲线。侧向力系数为侧向力与垂直载荷之比，也称为侧向附着系数。曲线表明，滑动率愈低，同一侧偏角条件下的侧向力系数愈大，即轮胎保持转向、防止侧滑的能力愈大。所以，制动时若能使滑动率保持在较低值，便可获得较大的制动力系数与较高的侧向力系数，此时的制动性能最好，侧向稳定性也很好。 ;第三节 轮式机械的制动效能; 制动距离与制动踏板力以及路面附着条件有关，测试制动距离时应对踏板力或制动系压力以及路面附着系数作出一定规定。制动距离与制动器的状况也有密切的关系，若无特殊说明，一般制动距离是在冷试验条件下测得的，开始制动时制动器的温度在100度以下。 ;1、制动过程分析：;下图是经过简化后的曲线。;（1）τ1：驾驶员接到紧急停车信号时，并没有立即行动，而需要经过时间τ1′后才意识到应用紧急制动，并移动右脚，再经过τ1″时间后才至制动踏板，这段时间称为驾驶员反应时间，其长短约0.6~0.8s，这段时间内车辆以v0的初速度作等速运动； ;（2）τ2：b点后随着驾驶员踏下制动踏板，踏板力迅速增大，到d点达到最大值，τ2又分为两部分： ;（3）τ3：以稳定制动减速度制动的时间。 ;２、公式推导; 从上式可以看出，决定轮式机械制动距离的主要因素是：制动器起作用时间、最大制动减速度(附着力或最大制动器制动力)、制动的起始车速等。附着力(或制动器制动力)愈大，起始车速愈低，制动距离则愈短。其中的制动器起作用时间对制动距离的影响较大，制动器的起作用时间与制动系的结构型式有密切关系。当驾驶员急速踩下制动踏板时，液压制动系的制动器起作用时间可短到0.1s；真空助力制动系和气压制动系起