6127制动系统计算书

'编号：XLM6127系列客车底盘制动系统设计计算书编制：石添华校对：蒲延良审核：张焱批准：张焱厦门金龙旅行车有限公司二00五年一月8 一、概述XML6127系列客车具有三套独立的制动系统，即行车制动系统、驻车制动兼应急制动系统、排气制动、辅助制动。行车制动系统为双回路气压制动系统，由双腔串联活塞式制阀控制，前制动气室为膜片式制动气室，后制动气室为双膜片式弹簧储能制动气室，前、后制动均为鼓式制动器，具有结构紧凑、性能可靠保养方便、稳定性好等优点。加装制动间隙调整臂，能保证良好的制动性能和前、后桥制动效能的稳定协调。驻车制动兼应急制动。用手控阀控制储能弹簧制动器作用于后轮，在前、后回路或后回路失效时能起应急制动的功能。辅助制动包括排气制动、电涡流缓速制动系统，制动踏板采用直踏式，具有结构紧凑、操纵轻便等特点，由厂家直接提供，因此不计算制动踏板力。前、后制动器急制动分泵均随车桥一起由桥厂供应，原前、后桥设计承载能力均比本车型实际载荷要大很多，因此，可以认为制动器强度、制动力矩等指标均能满足车型要求，这里校核省略，仅对与整车布置有关系的同步附着系数、附着力矩、制动减速度及制动距离进行校核。二、设计依据：1.尺寸参数（mm）总长：11985总宽：2540轴距：6000重心高度：13002.质量参数允许总质量：16780kg前轴允许负荷：5780kg后桥允许负荷：11000kg三、制动器总成计算1.鼓式制动器的结构特点：XML6127系列客车采用的制动器是气压驱动的鼓式制动器。其结构特点：a.具有良好的制动效能；b.具有良好的制动效能稳定性；c.制动气室可直接装在制动底板上，在车轴上无需装制动气室的支架等零件，提高了装配的简便性；d.装有间隙自调机构。2.制动器参数：（如图二）制动鼓直径与轮辋直径之比取0.8，a=0.8R，h=2ah＝365.76mm，R＝228.6mm，a＝182.88mm，ε=2°，θ＝110°，μ＝0.353.制动器效能因数：a.领蹄压力中心E的角坐标：β＝π／2＋γ+ε－—／2γ＝tg－1μ=19.29°8 得：β＝21.29°压力中心E的径坐标：蹄的效能因数：以OB＝ιsinr＝ιcosβsinγ及AC＝a－OB＝a－ιcosβsinγ令ξ=h／R，ε=a／R，ρ=ι／R代入上式：b.从蹄：压力中心E的角上标。因为从蹄的等效切向合力T对支承点A的力矩方向和张开力P对点A的力矩两者方向相反。因此方向为水平的合力Q的作用线必须在制动鼓中心O的上方。故：β＝γ＋θ/2＋θo－π/2γ＝tg-1μ得：β＝17.29°从蹄的效能因数：3.制动力的计算由于机械力是通过楔块传递到制动蹄上的，因此在每一轴上产生的制动力Fx为：Fx＝2（PL－PO）ACηmkt（r/R）ρ其中：AC，制动气室的面积，in2。PL，制动管路压力，psi。PO，推出压耗，psi。ηm，制动气室－制动蹄制动机构的机械效率，0.8～0.88。本式计算中取ηm＝0.85。kt，制动效能因数。r＝285.75mm，制动鼓半径。R=506mm，车轮半径。.ρ，制动气室与制动蹄间的杠杆比。8 制动器的杠杆比为：其中：α＝7°，楔角（°）。则：FXF＝16495.23NFXR＝4817.21N4.行车制动分析a.设计的前后制动器制动力分配曲线制动时的汽车受力如图三，制动时前后车轮在任何附着系数ψ的路面上，前后制动器制动力分别为：图三制动时的汽车受力图其中：地面作用于前后轮的法向反作用力为：Fμ1，前轮附着力。Fμ2，后轮附着力。Fz1，前轮法向反作用力。Fz2，后轮法向反作用力。G＝16780kg，整车满载质量。ψ，附着系数。hg＝1300mm，质心高度。a＝3760mm，质心至前轴距离。b.具有固定比值的前后制动力与同步附着系数制动器制动力分配系数β8 得：θ＝54.46°计算可以得到如图四结果，图中β线与I曲线（满载）交于B点，此时得附着系数值为0.41。也就是说，前后车轮同时抱死得路面同步附着系数为0.41。c.利用附着系数前轴的利用附着系数的计算设汽车前轮刚要抱死或前后轮同时刚要抱死时产生的或速度为du/dt＝Zg，其中Z为制动强度：计算结果见图五。d.汽车制动法规（ECE、EEC、FMVSS）制动强度在0.15～0.30之间，如果车桥的附着系数利用曲线位于由方城k＝z±0.08确定的与理想的附着系数利用直线平行的两条直线之间；制动强度Z≥0.3时，若后桥附着系数利用曲线能满足关系式Z≥0.3＋0.74（k－0.38），则认为满足了这一要求。经计算，该过程满足法规要求。e.前后制动器制动力在各种路面上制动过程的分析当在各种路面上整车性能：F＝Gψ，j＝gψ。其计算结果见表一。f.制动距离其中：8 S，制动距离。t2′，制动反应时间。Vo＝30km/h，制动初速度。j，制动减速度。其计算结果见表一。四、驻车制动分析1.图六表示汽车在上坡路上停驻时的受力情况表一附着系数性能0.20.30.40.410.50.60.70.8整车性能总制动力F（kN）32.8849.3365.7867.4282.2298.67115.11131.56减速度j（m/s2）1.962.943.924.124.905.886.867.84制动距离S（m）20.2214.3111.3610.939.598.417.566.93前轴失效总制动力Fb1（kN）3.324.806.216.357.558.769.9211.03减速度j（m/s2）0.761.171.601.652.052.523.023.54制动距离S（m）52.8235.2626.4525.1921.1717.5915.0813.18后桥失效总制动力Fb2（kN）3.425.457.758.0010.3813.4216.9721.18减速度j（m/s2）1.181.732.262.312.773.263.734.19制动距离S（m）30.2821.4717.0914.3114.4312.6511.3810.458 （1）根据沿路面纵向力的平衡，可知：FB＝GsinαZ2ψ＝Gψ（a/Lcosα＋hg/Lsinα）得上坡路倾角：其中：FB，后轴制动力。Z2ψ，后轴附着力。α，坡路倾角从上式计算中，可以看出驻车制动所可以驻得得坡度分别为：27.34°、20.85°。（2）汽车上坡道停驻时后轴附着力：（取ψ＝0.7）Z2ψ＝Gψ（acosα/L+hgsinα/L）代入数据，可得：Z2ψ＝75532.77N（3）汽车下坡道停驻时后轴附着力Z2′ψ＝Gψ（acosα/L+hgsinα/L）代入数据，可得：Z2′ψ＝76277.04N（4）整车在坡道上的下滑力：T＝Gsinα＝58529.34N可以得出T＜Z2ψ2.汽车驻坡时所需制动力矩Mz＝1/2GRsinα其中：Mz，驻车制动力矩。代入数据：Mz＝14807.9N·m3.制动器制动力矩Mμt=kt·P·R·p/2代入数据：Mμt=19939.6N·mMz＜Mμt，驻车制动可以使整车满载时，可靠地停在20％的坡道上。五、结论1.制动器效能因素负荷设计要求。2.行车制动满足整车设计要求，且满足法规要求。3.驻车制动满足整车设计要求，且满足法规要求。8 8 8'