純電動汽車制動器設計計算

⑴ 誰能提供一份制動器設計的計算過程啊！

小松常林工程機械有限公司 蔡中青
同濟大學 黃宗益

摘要 由於全液壓盤式制動系統具有操作力輕、蓄能時間短、無水分凍結和銹蝕、結構緊湊、免維護調整、可靠性好等特點，將越來越多地應用於輪式裝載機的制動系統設計中。本問介紹系統的制動起設計計算方法步驟。
關鍵詞：輪式裝載機 濕式 全盤式制動器
目前，輪式裝載機制動系統的設計有兩大發展有兩大發展趨勢。其一是行車制動起向封閉式濕式全盤式發展。這種制動器全封閉防水防塵，制動性能穩定，耐磨損使用壽命長，不需調整。散熱效果良好，摩擦副溫度顯著降低。不增大徑向尺寸的前提下改變摩擦盤數量，可調節制動力矩，實現系列化標准化。其二是制動傳動裝置由氣推油向全液壓動力制動發展。這種制動裝置的制動踏板直接操縱制動液壓閥，可省去氣動元件，結構簡單緊湊，冬季不會凍結，不需放水保養，閥和管路不會銹蝕，制動可靠性提高。所以在輪式裝載機的制動系統中被越來越多地得到應用。本文對此系統的設計計算方法和步驟簡單介紹。

全液壓行車制動系統原理如圖1，停車制動系統原理如圖2。
1 假設條件和制動性能要求

1.1 假設條件

忽略空氣阻力，並假定四輪的制動器制動力矩相等且同時起作用；駐車制動器制動力矩作用於變速器的輸出端或驅動橋的輸入端。

1.2 制動性能要求

1.2.1 對制動距離的要求

根據GB8532-87（與ISO 3450-85等效），非公路行駛機械的制動距離的（水平路面）要求如表1。

表1 非公路行駛機械的制動距離 最高車速
(km/h) 最大質量
(kg) 行車制動系統的制動距離
(m) 輔助制動系統的制動距離
(m)
≥32
/ θ≤32000 V2/68+（V2/124）.（G/32000） V2/39+（V2/130）.（G/32000）
≥32000 V2/44 V2/30
≤32 / θ≤32000 V2/68+（V2/124）.（G/32000）+0.1(32-V) V2/39+（V2/130）.（G/32000）+0.1(32-V)
≥32000 V2/44+0.1(32-V) V2/30+0.1(32-V)

* V——制動初速度（Km/h） G——整機工作質量（kg）

1.2.2 對行車系統的性能要求

除了滿足制動距離要求外，還要求行車制動系統能滿足裝載機空載在25%（14.0）的坡度上停住。

1.2.3 對輔助制動系統的性能要求

滿載時，應在15%（8.5）的坡道上駐車無滑移；空載時，應在18%（10.2）的坡道上無滑移。行車制動系統失效時，應能作為緊急制動。

2 制動力矩計算

2.1 按所需制動距離計算

在水平路面上四輪制動的輪式裝載機的，其行車制動總制動力矩MB1:

MB1=δ.G.a1.rk (N.m)
a1=V02/[25.92(S0-V0.t1/3.6)] (m/S2)
式中 G—整機工作質量（kg）
a1 —制動減速度 （m/s2)
rk—車輪滾動工半徑 （m）
δ—回轉質量換算系數
δ=1+[4Jk+∑（Jm.Im2)]/(rk2.G)
Jk—輪胎和輪輞的轉動慣量（kg.m2)
Jm__m轉動件轉動慣量 （kg.m2)
Im—m轉動件到車輪的傳動比
若Jk、Jm尚未可知，可取近似δ=1.1
V0——制動初速度 （km/h)
輪式裝載機V0=20km/h
S0——表1中V=V0時的制動距離（m)
t1——制動系統滯後時間（s)
對全液壓制動系統，取t1=0.2

2.2 按坡道上駐車計算總制動力矩

（1）用行車制動器時總制動力矩
Mp1=G.g.sin14o.rk)(N.m)
式中g——重力加速度（m/s2）
（2）空載駐車用制動器時總制動力矩
Mp2=G.g.sin10.2o.rk)(N.m)
（3）滿載駐車用制動器時總制動力矩
Mp3=(G+W).g.sin8.5o.rk)(N.m)
式中W——裝載機額定載質量 （kg）
根據2.1和2.2的計算，所需行車制動總制動力矩
M'B=max{MB1,Mp3};
所需駐車制動總制動力矩
M'P=max{MP1,Mp3};

2.3 按附著長件校核總制動力矩

（1）水平路面行車制動
MBu=G.g.δ.u.rk(N.m)
u——輪胎與水泥路面的滑動磨擦系數 一般取u=0.6

（2）坡道空載駐車制動
MPu1=G.g.f.rkcos10.2o/(Id.If)(N.m）
f——輪胎與水泥路面的靜磨擦系數
Id——橋主傳動傳動化
If——橋終傳動傳動化

（3）坡道滿載駐車制動
Mpu2=(G+W).g.f.rkcos8.5/(Id.If)(N.m）
事實上，MPu1<Mpu2

2.4 制動力矩確定

綜合考慮2.1、2.2和2.3的計算結果，則行車制動總力矩MB應滿足
MB=min{M'B,MBu}
駐車制動總力矩Mp應滿足：
Mp=min{MP,MPu1}
確定MB2後，再重新計算制動減速度a和制動距離S：
a=MB/(G.δ.rk)=(0.32-0.37)g (m/s2)
S=V02/(25.92a)+V0.t/3.6 (m)
確定Mp後，還可計算停車制動器作為緊急制動用的制動減速度ae和制動器距離Se：
ae=Mp.Id.If/（G.δ.u.rk）0.25g (m/s2)
Se=V02/(25.92ae)+V0.t/3.6 (m)
S和Se要滿足表1的要求。

3 制動器設計計算

行車制動器的結構如圖3。

四輪制動器所能產生的制動力矩應大於或等於總制動力矩，即

4F.（nj+nd-1）.ud.re≥MB
nj——每個制動器中靜磨擦碟片數
nd——每個制動器中動磨擦碟片數 一般nj=nd+1
ud——動、靜磨擦盤間的磨擦系數
F——磨擦盤上的壓緊力 （N）
F=Pd.Ad-Fs
Pd——作用在磨擦襯塊上的壓力 （Mpa）
Pd/ θ≤[Pd]
[Pd] ——磨擦襯塊許用壓力 （Mpa）
Ad——磨擦盤有效面積 （m)
Ad=3.14(R22-R2)
R1、R2——分別為磨擦襯塊的內徑、外徑（m），由結構布置和磨擦盤生產廠家產品的尺寸系列決定。
Fs——制動器活塞回位彈簧作用力（N） 一般取Fs=0 .1F
re——磨擦盤當量磨擦半徑 （m）
假設磨擦盤均勻受力，可按下式計算：
re=R1(1-γ)2/[6(1+γ)]+(R1+R2)/2
式中 γ=R1/R2

4 一次制動單個制動器用油量V1計算
V1=Ap.Lp (L）
式中 Ap——受油壓側活塞環面積（m2）
活塞環的平均半徑應與磨擦盤的當量半徑一致
Lp ——一次制動活塞總行程（mm）
Lp =(E+0.05).nj+(Ed+0.05).nd

Ej、Ed——靜、動磨擦盤的平面度誤差（mm）

根據單個制動器用油量可計算時滯控制閥和制動傳動裝置的用油量。

5 溫升校核

5.1 制動能量計算
一次制動產生的總能量：
E=G.V2/25.92 （J）
單根驅動橋中制動器所要耗散的能量為
E1=E.β
式中β——前（後）橋制動器制動力分配比按前述假設β=0.5

5.2 溫升計算A
△t=E1/(C1m1+C2m2)
=G.V2β/[25.92(C1m1+C2m2)]/ θ≤[△t/ θ]
式中C>1/ θ、——前（後）橋中制動器金屬部件和冷卻液的熱容量[J/(kg./ θK)]
m1/ θ、m2/ θ——前（後）橋中鄰接磨擦表面的金屬部件質量和冷卻液的質量（kg）

/ θ[△t]/ θ——一次制動最大允許溫升（K）
[△t]/ θ的計算，是按制動器和驅動橋所產生的熱量與所能散發的熱量相平衡的原則，以及磨擦材料、油液和密封件所能承受的溫度來決定的原則，以及磨擦材料、油液和密封件所能承受的溫度來決定。一般一次制動溫度上升不應超過18oC，紙基磨擦材料表面溫度經常高於200oC，將導致其迅速摩損。

⑵ 設計汽車的制動力如何計算 求解

汽車的質心高度的計算需要各個總成的質量，或者在試驗台上能計算，在沒有如果這個高度能滿足制動力矩的分配那麼汽車的實際質心高度也能滿足要求。換句

⑶ 制動系統設計時，最大制動力矩怎麼算的

非常感謝，G是汽車總重，L是軸距，L1 是質心到前軸距離，但是qh是什麼東西？ β的值怎麼定呢？

⑷ 純電動汽車制動

駕駛電動汽車，當車子鬆掉加速踏板的時候，車輛會有減速的情況出現，甚至是會產生減速頓挫情況，那麼是不是意味著純電動汽車減速的時候溫度要低嗎？

由於電機是可以輸出正反兩個力矩，所以在制動的時候電機通過給出一個反向力矩參與制動，而且單論電機能力而言，基本上正反力矩可以做到一樣的，也就是說加速有多快，制動就有多快，部分車企設置「能量回收」是可調的。動力回收系統強度可調，強檔的話除非緊急制動，以及即將完全停車前的那一刻，才用得著踩剎車，否則幾乎不用（當然並非完全不用）。以特斯拉的動能回收裝置為例，動能回收有檔位之分，基本上較強的能量回收檔位，可以在松開油門後立即感應到車輛減速，遇紅燈時的時候是完全可以不用急著踩剎車。

綜上所述，雖然電動汽車帶有動能回收裝置，在城市的用車場景裡面，能夠達到減速制動的效果，但對於高速等行車的情況下面，依舊還是會產生溫度的，只是大部分溫度會發生在電機上，相對於傳統剎車溫度就會很低.

⑸ 盤式制動器的設計（cad圖紙+計算）

盤式制動器的設計 說明書 圖紙 三維圖

⑹ 汽車盤式制動器設計思路和方法

借本書來查一查吧。

⑺ 制動力矩的計算

剎車盤制動面到軸心的距離乘制動的摩擦力
因為制動器提供的制動效果最終是一個力矩的形式，所以是制動力矩（大小和壓力有關。）