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第6章 制動(dòng)性能分析
第6章 制動(dòng)性能分析
108t大型礦用自卸車采用的是全液壓盤式制動(dòng)，其前輪制動(dòng)盤為單盤三卡鉗，后輪制動(dòng)盤為雙盤雙卡鉗。全液壓盤式制動(dòng)具有熱穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比較大，效率較高，作用滯后時(shí)間較短等特點(diǎn)。改進(jìn)后其制動(dòng)系統(tǒng)保持不變，下面對其制動(dòng)性能進(jìn)行分析。
6．1 制動(dòng)力矩和制動(dòng)力
6.1.1 前輪制動(dòng)力矩和制動(dòng)力
前輪盤式制動(dòng)器為單盤三卡鉗型，如圖6.1所示，每組制動(dòng)鉗有兩塊摩擦片，三對液壓缸。設(shè)在制動(dòng)時(shí)摩擦片的摩擦表面全部與制動(dòng)盤接觸，且各處單位壓力分布均勻，則制動(dòng)力矩為：
（6-1）
1．摩擦片 2．制動(dòng)盤 3．前輪轂
式中：—前輪摩擦片總數(shù)
圖6.1 前制動(dòng)盤受力簡圖
—摩擦片摩擦系數(shù)
—單組制動(dòng)鉗單側(cè)摩擦片對制動(dòng)盤的壓緊力
—作用半徑
制動(dòng)力：
（6-2）
式中：—前輪半徑，=1.5m
前輪為單盤三卡鉗盤式制動(dòng)器，則摩擦片總數(shù)為：=2×3×2=12。單組單組制動(dòng)鉗單側(cè)摩擦片對制動(dòng)盤的壓緊力，其中為前輪制動(dòng)器制動(dòng)壓力，=17MPa，為前輪制動(dòng)鉗液壓缸內(nèi)徑，=92mm，將及枝帶入可求得=338856N。作用半徑，，分別問前輪制動(dòng)器摩擦片扇形表面內(nèi)、外半徑，=373mm，=472mm，，由此求得=422.5mm，取摩擦片系數(shù)=0.4，將個(gè)參數(shù)代入式（6-1）可得制動(dòng)力矩：
N
由此，制動(dòng)力：
N
6.1.2 后輪制動(dòng)力矩和制動(dòng)力
后輪盤式制動(dòng)器為雙盤雙卡鉗型，如圖6.2所示，每組制動(dòng)鉗兩塊摩擦片，兩對液壓缸。設(shè)在制動(dòng)時(shí)摩擦片表面全部與制動(dòng)盤接觸且各處的單位壓力相等，則制動(dòng)力矩為：
（6-3）
式中：—前輪摩擦片總數(shù)
1．摩擦片 2．制動(dòng)盤 3．驅(qū)動(dòng)軸
—輪邊減速器傳動(dòng)比
圖6.2 后制動(dòng)盤受力簡圖
—單組制動(dòng)鉗單側(cè)摩擦片對制動(dòng)盤的壓緊力
—作用半徑
制動(dòng)力：
（6-4）
式中：—后輪半徑，=1.5m
后輪為雙盤雙卡鉗盤式制動(dòng)器，則摩擦片總數(shù)為：=2×2×2=8。單組單組制動(dòng)鉗單側(cè)摩擦片對制動(dòng)盤的壓緊力，其中為前輪制動(dòng)器制動(dòng)壓力，=8.75MPa，為前輪制動(dòng)鉗液壓缸內(nèi)徑，=66.6mm，將及枝帶入可求得=60933.5N。作用半徑，，分別問前輪制動(dòng)器摩擦片扇形表面內(nèi)、外半徑，=142mm，=241mm，，由此求得=191.5mm，輪邊減速器傳動(dòng)比=27.3，取摩擦片系數(shù)=0.4，將個(gè)參數(shù)代入式（6-1）可得制動(dòng)力矩：
N
由此，制動(dòng)力：
N
6．2 前后輪附著力及滾動(dòng)阻力
自卸車滿載制動(dòng)時(shí)若前后輪同時(shí)抱死拖滑，則其軸荷分配（如圖6.3）為：
（6-5）
（6-6）
—自卸車重心至前軸中心距
—自卸車重心至后軸中心距
—路面附著系數(shù)
—滿載時(shí)自卸車重心高度
式中：—前軸軸荷反力
—后軸軸荷反力
—自卸車總重
—前后軸距
路面附著力為： （6-7）
滾動(dòng)阻力為： （6-8）
式中：—滾動(dòng)摩擦系數(shù)，=0.02
已知自卸車滿載時(shí)的總重N，前后軸距=5100mm，自卸車重心至前軸中心距=3366mm，自卸車重心至后軸中心距=1734mm，滿載時(shí)自卸車重心高度=3000mm，取路面附著系數(shù)=0.6，代入式（6-5）和（6-6）得：
圖6.3自卸車制動(dòng)受力情況
N
N
由式（6-7）可以求得前后輪附著力分別為：
N
N
由式（6-8）可以求得前后輪滾動(dòng)阻力分別為：
N
N
6．3 制動(dòng)加速度和制動(dòng)距離
由前面的計(jì)算可知，﹤，﹥，則自卸車在制動(dòng)時(shí)前輪未抱死而后輪抱死，那么總的制動(dòng)力為：
故制動(dòng)加速度為：
（6-9）
式中：—質(zhì)量系數(shù)，=1.1
各參數(shù)帶入式（6-9）得自卸車制動(dòng)加速度：
自卸車標(biāo)準(zhǔn)最大制動(dòng)距離為18m（制動(dòng)前速度為=30km/h，即8.33m/s），制動(dòng)時(shí)間分為四個(gè)階段：，其中為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，一般為1s，為制動(dòng)器作用時(shí)間，為持續(xù)制動(dòng)時(shí)間，為制動(dòng)力消除時(shí)間。計(jì)算時(shí)忽略與，則制動(dòng)距離為：
（6-10）
式中：
帶入式（6-10）得制動(dòng)距離：
=8.33+8.85=17.18m
可見，制動(dòng)距離小于最大制動(dòng)距離。
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