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外文翻译
刹车
在制动过程中进行的操作与在加速过程中进行的相反。在后者燃料的热能被转换成汽车的动能, 而在前者汽车的动能被转换成热能。同样, 就像驾驶汽车时, 发动机的扭矩会在驱动车轮的外围产生牵引力, 所以, 当刹车被应用时, 刹车鼓中引入的制动力矩会产生负牵引力或延缓工作。刹车轮的外围。因为加速度可能由可利用的黏附力限制在驾驶的轮子和地面之间, 因此减速可能也是有限的。即使如此, 当制动从高速到停止时, 延迟速度远远大于全油门加速度。因此, 刹车的功率消散, 因此产生的热量也相应地大。
当刹车被应用于车轮或汽车时, 车轮与路面之间立即引入力, 使车轮保持转动。在图37.1 中, 这表示为强制力F; 此力与汽车的运动方向相反, 从而减慢它的速度。减速度大小与力F的大小成正比。制动力取决于在车轮和道路之间的作用力, 以及摩擦系数或粘度上, 因此它被称为附着力。由于强制力F与汽车重心不在一条直线上, 因此汽车有转弯的倾向, 使其后轮上升到空气中。汽车的惯性引入了一个内部力F1 , 其作用在重心相反的方向上。惯性力F1的大小等于制动力F。两个强制f和f1构成一对, 它们使后轮上升, 如图所述。因为实际上后轮仍然在地面, 一个大小相等方向相反的力矩必须在车上的某处, 以平衡反转力矩FF1.
这一对平衡力矩是由垂直力W1在前轮和地面之间的少量增量Q以及力W2在后轮和地面之间减少了相等的数量Q。力量 Q和–Q构成一对力矩, 平衡反转力矩FF1。前者力产生的力矩大小为F xOG 。矫正力矩的大小是Q x ss, 因此, 越大的轴距 ss 需要的力量Q越少, 即在垂直力之间的车轮和地面上更少变化。
下山的时候, 条件就会改变。从图37.2 可以看出, 垂直力W是汽车的重量, 可解析为两个分力H1和K。分力K是唯一垂直于地面的力。因此, 这是唯一的一部分的重量来产生所需的附着力。因而在山上, 可利用的附着力一定小于在水平上。但是, 分力H1通常会使汽车在山上运行, 如果汽车只是保持静止状态, 则必须使用刹车来引入与h1相等且相反的力h 。强制h和H1构成翻转的一对力矩, 它通过在前轮和地面之间的垂直力中增加L和后轮和地面之间的垂直力中减少的相等减小来平衡。
如果, 汽车不是静止的, 汽车缓慢行驶, 然后 F在车轮和地面之间产生一个额外的力量的加入使得更难刹车。然后, 由汽车减速引入相等惯性力F1 。这种惯性力作用于汽车的重心, 并且与力F构成另外的翻转的力矩， 为了使轮子和地面之间平衡。在前轮和地面之间的垂直力中增加了一个数额L Q, 并且在后轮和地面之间减少了相同的数量。因此, 在一个小山坡上减速度是低于水平路面可能是由于以下两个可能原因。首先, 车轮和道路之间的最大垂直力从W减少到K, 第二, 部分附着力由分力H1平衡, 不可用于减速。
如果后轮只刹车, 条件仍然更糟, 因为产生附着力的力量仍然进一步减少L Q的力量一个小的考虑将表明, 相反的行动发生时
图37.2
汽车正在上山。在前轮和地面之间的垂直力然后减少, 并且在后轮和地面之间增加, 因此从黏附力的观点后轮比前轮是一个更好的驾驶点。这在加速上山时尤其如此。
这种导致在重量分布发生改变的程度直接取决于减速度的大小, 反过来, 假设此时踩刹车直到轮子打滑, 重量分布发生改变程度的大小取决于在轮子和路面产生的摩擦系数。当该系数低时, 最大减速也较低, 重量分布仅略有改变。在这些情况下, 前轮和后轮的相对有效性取决于这些车轮所携带的重量的比值 (近似), 如果前轮所运载的重量只是总重量的一小部分, 则制动取决于后轮.
37.1 刹车的二个作用
对机动车刹车有两种不同的要求。首先, 在紧急情况下, 他们必须使车辆在最短的距离内停车, 其次, 他们必须使车辆在下山时仍然有良好的制动性。第一个要求需要刹车可以产生足够大的制动扭矩, 而第二个要求在刹车过程中消散了大量的热量, 而摩擦称块的温度上升不大。实验指出, 当一辆车以35英里每小时的速度下降400码在 1:30 的斜坡上刹车时, 同样大小的动量必须被耗散为热量，实现停车。因此, 当考虑紧急停车时, 散热几乎没有影响刹车问题, 但当下长丘陵时,散热则是最大的问题。
37.2 刹车系统
汽车可以有两种方式刹车: 直接地, 通过附着于轮胎的制动鼓: 或间接地, 制动鼓作用在主轴的变速箱, 或者在锥齿轮, 或蜗轮蜗杆, 或变速器主轴的最终驱动器。一个刹车在后者的任何位置, 都比刹车作用在车轮可以施加更大的刹车扭矩,。如果最终的传动比为 4: 1, 则每个车轮上施加的制动力矩是两倍施加于刹车鼓上刹车的制动力矩, 即总制动扭矩是制动鼓上扭矩的四倍。因此,在发动机一侧的最终驱动器刹车比那些直接在车轮上的行动强大得多。然而, 一个传动刹车只能通过一个鼓来驱散产生的热量, 而当直接作用在车轮上时, 有两个或更多的鼓。并且在许多车考虑到当刹车作用在传动系时制动系无法及时散热，传动系也无法合理布置, 但在商用车它有时比直接刹车在这方面做的更好。因为后者一般位于轮子之内并且远离空气流动。传动系制动器的好处是将制动力矩相等地被划分到两边车轮, 但扭矩必须通过万向节和差速器最后到驱动车轮, 并且这些零件在不会超载的前提下必须在尺寸上尽可能的增加。变速箱后面的的传动制动器相对于车架固定, 使其驱动不因路面不均匀或车辆运载的负荷变化而受车轴运动的影响。在使用迪翁驱动器或类似物的车辆中, 刹车有时被放在传动轴的内端, 而在这里, 扭矩必须通过万向节传递, 也可以通过滑动样条，不过滑动有危险。
在今天车轮子刹车通常由脚踏板操作并且是在多数场合使用;它们有时被称为服务刹车。刹车在后轮通常也可以由手杠杆操作并且主要用于举行车, 当它停放并且因而被称为停车刹车, 但他们可以, 当然, 他们有时被称为紧急情况下使用b12gt;emergency 制动器.
37.3 驱动刹车的方法
考虑到手动刹车, 刹车踏板或杠杆可以通过机械地连接到实际制动器, 通过棒或线, 或水力, 通过管道中的流体。然而, 在考虑这些连接之前, 我们必须处理刹车本身。
37.4 刹车类型
制动器可分为以下三组:
(1) 摩擦刹车.
(2) 流体刹车.
(3) 电动刹车.
在实践中, 最后两种类型仅限于重型车辆, 不用于汽车。流体制动器的原理是, 一个腔室内有一个叶轮内, 它是由车轮的运动提高旋转, 这样, 如果空间充满流体, 通常是水, 一个搅动行动发生, 动能转化为热量, 从而提供了的努力。为了驱散热量, 水可以通过散热器循环。
该结构有点类似于流体飞轮, 该单元通常放置在变速箱和螺旋桨轴前端之间, 但它可以与变速箱结合。这种类型的主要缺点是, 很难精确地控制刹车的努力, 虽然它可以提供大的制动力当汽车以较高的速度行驶时, 当汽车的速度较小时，它可以提供很少的制动力, 当所有的车轮都没有旋转时，他也没有提供任何制动力。因此, 只能用于补充摩擦制动器, 因此这种设备通常被称为减速器而不是刹车。
电动刹车实际上是由车轮驱动的发电机, 将动能转换成电流, 并通过电阻将电流传递到热中。
'涡流' 制动器采用与24.21 节中描述的涡流离合器相同的原理。转子与车轮耦合, 通常安装在变速箱和传动轴之间的轴上, 定子安装在车的车架上。产生的热量主要是通过对流而消散的, 但这可能会被某种风机所增强, 而这种风扇可能会被并入转子。
这种刹车与第一类液体制动器的缺点相同, 即它不能以零速度提供任何工作, 只能用于补充摩擦制动器。目前, 相当大数量的这种刹车被作为减速剂使用, 并已相当成功。
绝大多数制动器是摩擦制动器, 这些可以细分为: (1) 鼓式制动器和 (2) 盘式制动器, 根据刹车的成员是否是鼓或圆盘区分。鼓式制动器仍然被广泛使用, 并不断扩大刹车, 其中制动鼓是通过扩大机制与刹车鼓的内部接触。外部收缩制动器现在只在周转变速箱使用。
内膨胀式刚性制动鼓的原理如图37.3 所示。刹车鼓 A 是固定在车轮轮毂 (显示在链虚线) 通过螺栓固定在其法兰。鼓的内侧是打开的, 一个针 B 投射到它里面。这个引脚是携带在一个臂 C, 刹车鞋 D 和 E 在别针 B可以自由地转动。他们大致半圆, 并在他们的低端是凸轮 m。后者是固定的, 主轴 N 自由地转动在轴套管的胳膊 Q。杠杆 P 固定在凸轮主轴的末端, 当这个拉杆被耦合到其端部的连杆上时, 凸轮主轴和凸轮会微微转动, 从而使刹车鞋的两端分开。因此, 鞋子被压在刹车鼓的内侧, 摩擦力作用在它们之间, 倾向于防止任何相对运动。这种摩擦力往往会减慢鼓的速度, 但也会使鞋子与鼓一起转动。后者行动由别针 B 和凸轮 m 防止。因此, pin B 被称为锚固销.摩擦力的大小乘以鼓的半径, 就会使力矩趋于停止, 即制动力矩。
这种制动扭矩的反应是制动蹄的旋转趋势
37.5 制动蹄的基本的理论
请考虑图37.7 所示的简单制动蹄。驱动力W将产生在制动蹄和制动鼓之间的压紧力P (此力显示为它在鞋上的作用), 此正常力将产生摩擦力 micro;P 假设鼓按如图所示的方向旋转。现在制动蹄平衡在被显示的力量的共同作用之下, 和作用在枢轴的力量, 但后者没有片刻关于枢轴, 因此由于力量p和 micro;P 必须由驱动力W的反顺时针时刻进行平衡。因此, 我们得到的关系-
W = L P x M micro; P x R
因此
现在, 在鼓上作用的制动力矩完全是由摩擦力引起的micro; P 并且等于micro; P x R或, 替换上面获得的表达式P, 得到
刹车扭矩
考虑到图37.8 所示的显示, 枢轴的力矩平衡给予
图37.7 图37.8
使制动力矩的表达式为
现在很容易看到T1大于tt, 其他因素相等。让 micro; = 0.4, L = 0.15 m, m = 0.075 m, R = 0.1 m 和W = 500 N.
然后
T 1= 86 Nm
而 Tau; t = 26 Nm
因此, T1是3.3 倍tt.
图37.7 所示的鞋称为从蹄, 而图37.8 所示的鞋子称为领蹄。然而, 应该清楚的是, 在传统的制动中, 如果制动鼓的旋转方向反转, 则领鞋将成为从蹄的, 而反之亦然.
实际刹车鞋的行为方式与上面所考虑的一样简单, 唯一的区别是摩擦力micro; P 将在比刹车鼓半径更大的半径处行动, 这将强调制动蹄所开发的扭矩之间的差异.
但是, 在图37.3 所示类型的刹车中, 扩展凸轮不会将相等的力应用于制动蹄, 但会对从蹄施加更大的力。以上面假设的数据并且假设 1000N 的总力是可利用的，然后凸轮将施加 767 N 对从蹄和仅 233 N 对领蹄。总制动扭矩将是8000N/M。然而, 如果整个 1000 N 可用于驱动已经单独应用到领蹄, 那么刹车扭矩将是 17 144N/M, 即超过两次, 这一结果可以获得通过使两领蹄。
如果执行机构的类型, 对制动蹄施加同等的力量, 那么每一个驱动力将是 500 N 和由制动蹄开发的总刹车扭矩是 8571 2608 = 11 179 N/M。因此, 浮动或扳平的驱动机构增加了一个给定的驱动力的刹车扭矩, 但领蹄是有缺点的，领蹄的磨损速度 (假设鞋有衬里的相同材料) 将是3.29 倍从蹄.如果是双领蹄的制动鼓就不会遭受这个缺点, 并已看到, 会给一个更大的刹车扭矩。因此, 这种刹车被广泛使用, 特别是在前轮。当使用液压驱动时, 这是一个简单的问题, 使两个鞋领先的向前方向的旋转;刹车被安排, 如图37.9 所示, 两个驱动气缸, 连接由一个管道, 被使用, 而不是一个气缸。对于旋转的反向方向, 两只鞋都是尾随的鞋子, 刹车会相当薄弱。由于这个原因, 通常使用双领先鞋刹车只在前轮, 后制动器是传统的领蹄和从蹄类型。
图37.9 图37.10
当刹车驱动是机械的, 这是不太简单, 使两个制动蹄都是领蹄, 但一个相对简单的机制已经开发的 Girling原理, 这是显示在图37.10。膨胀的机制不是直接作用在鞋上, 而是作用在一个钟曲柄的一只手臂上, 它是自由地绕在制动蹄所携带的别针上。这个钟曲柄的另一只手臂对固定的锚地 (显示交叉孵化) 和制动蹄本身可以承受在这个锚地和另一个在顶部, 如图所示。应该清楚的是, 假设钟曲柄的手臂长度相等, 支撑杆中的力将等于驱动力W , 这支力量将按所示的铃曲柄行动;并且响铃曲柄在底部将按一个力量W的锚地, 并且锚地在响铃曲柄将同样压回如显示。因此, 每一个钟曲柄的合力将是一个力的R , 如图所示, 这些力量将迫使制动蹄与鼓接触。如果鼓是顺时针转动的, 制动蹄现在将顺时针方向移动非常轻微, 直到它在顶部的锚地上, 因此是一个领蹄, 而如果鼓是逆时针转动的鞋将转向反时针, 将承担在博特的锚地om, 再次成为领蹄。因此, 通过使用两个制动蹄, 每个与钟曲柄和支柱机构, 制动, 这是一个 双领蹄制动器的任何方向的旋转, 这只需要一个驱动机制。
37.6 制动蹄调整
为了适应刹车衬里的磨损, 并使制动鼓和制动蹄之间的间隙调整, 使制动蹄轴经常可调的固定, 以便制动蹄可以向外移动。在图37.11 所示的例子中, 刹车蹄在挺杆的两端一个固定在刹车总成背板的外壳上。这些挺杆可以拧在调整楔上, 从而减少制动蹄
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