《气压盘式制动器制动力矩的计算》

气压盘式制动器制动力矩的计算（Calculation on braking torque of air disc brake ）勇波摘要：气压盘式制动器ADB （air disc brake ）制动力矩的大小，从一开始使用就是争论的焦点。

本文试图从实证研究入手，建立制动力矩的数学模型。

关键词：气压盘式制动器ADB （air disc brake ）；制动力矩——使汽车运动减速或停止的力矩；压力臂——气压盘式制动器中产生增力的杠杆元件；传动比——ADB 增力机构对输入力的放大比例。

参考书目：《最新汽车设计实用手册》 林秉华正文：20世纪90年代，气压盘式制动器ADB （air disc brake ）开始被广泛应用于商用车辆，近几年在国内发展迅速，城市公交客车、中高档客车已经普遍采用ADB 配置。

但各种各样的仿制产品在行业内落地生根的同时，理论上的研究显得比较冷清。

在此，我抛砖引玉，对ADB 产品的传动比和制动力矩的计算方法作一番探讨和归纳。

1.制动力矩在气压盘式制动器中，制动力矩T f 主要来源于压力臂（增力杠杆元件）对气室推力Q 的放大，我们将其称之为传动比K ，经过增力机构放大的正推力为W p ，则W p ＝KQ 。

ηηe e p f KQfR fR W T 22==Q ——气室推力；f ——摩擦块的摩擦系数；R e ——制动半径；η——机械传动效率。

2.制动半径根据右图，在任一单元面积RdR ϕd 上的摩擦力对制动盘中心的力矩为ϕdRd fqR 2，式中q 为衬块与制动盘之间的单位面积上的压力，则单侧制动块作用于制动盘上的制动力矩为： θϕθθ)(3223132221R R fq dRd fqR T R R f-==⎰⎰- 单侧衬块给予制动盘的总摩擦力为：θϕθθ)(212221R R fq dRd fqR fW R R p -==⎰⎰-得有效半径为：)2]()(1[34322212212121223132R R R R R R R R R R fW T R P fe ++-=--⋅== 式中R 1＝134，R 2＝214（考虑到制动盘的倒角）计算得：R e ＝177。

制动扭矩： 领蹄：111ϕ∂⨯⨯=K r F M δ从蹄：222ϕ∂⨯⨯=K r F M α求出1ϕ∂K 、2ϕ∂K 、1F 、 βθ2F 就可以根据μ计算出制 动器的制动扭矩。

一．制动器制动效能系数1ϕ∂K 、2ϕ∂K 的计算1．制动器蹄片主要参数：长度尺寸：A 、B 、C 、D 、r （制动鼓内径）、b （蹄片宽）如图1所示； 角度尺寸：β、e （蹄片包角）、α（蹄片轴中心---毂中心连线的垂线和包角平分线的夹角，即最大单位压力线包角平分线的夹角，随磨擦片磨损而增大）；μ为蹄片与制动鼓间磨擦系数。

2．求制动效能系数的几个要点1）制动时磨擦片与制动鼓全面接触，单位压力的大小呈正弦曲线分布，如图2，m axP 位于蹄片轴中心---毂中心连线的垂线方向，其它各点的单位压力σsinmax ⨯=P P ；2）通过微积分计算，将制动鼓 与磨擦片之间的单位压 力换算成一个等效压力， 求出等效压力的方向σ 和力的作用点1Z 、2Z （1OZ 、2OZ ），等效力 P 所产生的摩擦力1XOZ （等于μ⨯P ）即扭矩(需建立M 和蹄片平台受力F 之间的关系)；实际计算必须找出M 与F 之间的关系式：ϕ∂⨯⨯=K r F M3)制动扭矩计算蹄片受力如图3： a. 三力平衡领蹄：111OE H M ⨯=从蹄：222OE H M ⨯=b. 通过对蹄片受力平衡分析（对L 点取力矩）()1111G L H b a F ⨯=+⨯()1111/G L b a F H +⨯=∴()11111/G L OE b a F M ⨯+⨯=111ϕ∂⨯⨯=K r F M∴ 1111G L OE r B A K ⨯+=∂ϕ 同理： 2222G L OE r B A K ⨯+=∂ϕc. 通过图解分析求出1OE 、2OE 、11G L 、22G L 与制动器参数之间的关系，就可以计算出1ϕ∂K 、1ϕ∂K 。

3．具体计算方法： 11-⨯=∂ργϕKl K ； 1'2+⨯=∂ργϕKl KrBA l +=； rC B K 22+=1) 在包角平分线上作辅助圆，求Z.圆心通过O 点，直径＝ee e r sin 2sin4+⨯画出σ角线与辅助圆交点，即Z 点等效法向分力作用点。

制动计算制动系统方面的书籍很多，但如果您由于某事需要找到一个特定的公式，你可能很难找到。

本文面将他们聚在一起并作一些的解释。

他们适用于为任何两轴的车辆，但你的责任就是验证它们。

并带着风险使用.....车辆动力学静态车桥负载分配相对重心高度动态车桥负载（两轴车辆）车辆停止制动力车轮抱死制动力矩制动基本原理制动盘的有效半径夹紧力制动系数制动产生系统压力伺服助力踏板力实际的减速度和停止距离制动热制动耗能动能转动能量势能制动功率干式制动盘温升单一停止式温升逐渐停止式温升斜面驻车车桥负荷牵引力电缆操纵制动的损失液压制动器制动液量要求制动基本要求制动片压缩性胶管膨胀钢管膨胀主缸损失制动液压缩性测功机惯性车辆动力学静态车桥负载分配这里： Mf=静态后车桥负载（kg）；M=车辆总质量（kg）；Ψ=静态车桥负载分配系数注：对于满载和空载的车辆的变化往往是不同的。

相对重心高度这里： h=重心到地面的垂直距离（m）；wb=轴距；X=相对重心高度;动态车桥负载（仅适用于两轴车辆）制动过程中车桥负载的变化与哪个车桥制动无关。

它们只依赖于静态负载条件和减速度大小。

这里：a=减速度（g）；M=车辆总质量（kg）；Mfdyn=前桥动态负载（kg）；注：前桥负荷不能大于车辆总质量。

后桥负荷是车辆质量和前桥负荷之间的差值，并不能为负数。

它可能脱离地面。

（摩托车要注意）！车辆停止制动力总制动力可以简单地用牛顿第二定律计算。

这里：BF=总制动力（N）；M=车辆总质量（kg）；a=减速度（g）；g=重力加速度（s/m2）；车轮抱死如果车轮不抱死只能产生制动力，因为轮子滑动摩擦力比滚动摩擦力低得多。

在车轮抱死前特定车轴可能的最大制动力计算公式如下：这里：FA=车桥可能的总制动力（N）；Mwdyn=动态车桥质量（kg）；g=重力加速度（s/m2）；μf=轮胎与地面间摩擦系数；制动力矩决定了哪个车轮需要制动来产生足够的制动力，每个车轮扭矩的要求需要确定。

盘式制动器制动计算
1.制动力矩计算
制动力矩是盘式制动器产生制动力的重要指标，是制动器设计的基础
参数。

制动力矩的计算可以通过以下公式进行：
T=Fr*r
其中，T为制动力矩，Fr为制动力，r为制动器半径。

制动力的计算
涉及到车辆的质量、速度和制动时间等因素，常用的计算公式为：Fr=m*a/n
其中，m为车辆的质量，a为减速度，n为制动数（通常取2）。

2.摩擦力计算
Ff=μ*N
其中，Ff为摩擦力，μ为摩擦系数，N为垂直于制动盘方向的力。

摩擦系数是制动材料的重要参数，需要通过试验或参考相关文献进行确定。

3.温升计算
ΔT=Q/(m*Cp)
其中，ΔT为温升，Q为制动器吸收的热量，m为制动器的质量，Cp
为制动器的比热容。

制动器吸收的热量可以通过以下公式计算：Q=Ff*v*t
其中，v为车辆的速度，t为制动时间。

4.设计参数计算
A=T/(μ*p)
其中，A为制动器的有效面积，p为盘式制动器的接触压力。

以上为盘式制动器制动计算的主要内容，通过这些计算，可以得到盘
式制动器的设计参数和性能参数，实现对盘式制动器进行合理设计和选型。

同时，根据实际情况和需求，还需要考虑制动器的热稳定性、耐磨性、抗
褪色性等因素，在设计和选用制动器时综合考虑，以确保制动器的安全可
靠性和使用寿命。

制动计算制动系统方面的书籍很多，但如果您由于某事需要找到一个特定的公式，你可能很难找到。

本文面将他们聚在一起并作一些的解释。

他们适用于为任何两轴的车辆，但你的责任就是验证它们。

并带着风险使用..…车辆动力学静态车桥负载分配相对重心高度动态车桥负载（两轴车辆）车辆停止制动力车轮抱死制动力矩制动基本原理制动盘的有效半径夹紧力制动系数制动产生系统压力伺服助力踏板力实际的减速度和停止距离制动热制动耗能动能转动能量势能制动功率干式制动盘温升单一停止式温升逐渐停止式温升斜面驻车车桥负荷牵引力电缆操纵制动的损失液压制动器制动液量要求制动基本要求制动片压缩性胶管膨胀钢管膨胀主缸损失制动液压缩性测功机惯性规则，前部和后部制动器之间的分配是确定的。

这可能是通过不同的刹车片大小或更容易使车辆动力学 静态车桥负载分配这里：Mf=静态后车桥负载（kg ）; M 车辆总质量（kg ）; Y =静态车桥负载分配系数 注：对于满载和空载的车辆的变化往往是不同的。

相对重心高度这里：h=重心到地面的垂直距离（ m ； Wb=^距；X=f 对重心高度；动态车桥负载（仅适用于两轴车辆）制动过程中车桥负载的变化与哪个车桥制动无关。

它们只依赖于静态负载条件和减速度 大小。

((l-^h(X.a))AI这里：a=减速度（g ）； M=车辆总质量（kg ）； Mfdyn=前桥动态负载（kg ）； 注：前桥负荷不能大于车辆总质量。

后桥负荷是车辆质量和前桥负荷之间的差值，并不车辆停止 制动力总制动力可以简单地用牛顿第二定律计算。

Mag这里：BF=^制动力（N ）; M 晖辆总质量（kg ）; a=减速度（g ）; g=重力加速度（s/m2）; 车轮抱死 如果车轮不抱死只能产生制动力， 因为轮子滑动摩擦力比滚动摩擦力低得多。

在车轮抱死 前特定车轴可能的最大制动力计算公式如下:F A这里：FA=^桥可能的总制动力 （N ）; Mwdyn 动态车桥质量 （kg ） ; g=重力加速度（s/m2）; 卩f=轮胎与地面间摩擦系数；— 制动力矩决定了哪个车轮需要制动来产生足够的制动力，每个车轮扭矩的要求需要确定。

自动计算制动力矩的公式很好用
制动力矩是指在制动器或刹车系统中转化为制动力矩的力的大小。

其计算公式可以根据具体情况而异，下面将介绍两种常见的计算制动力矩的公式。

第一种公式是通过计算制动力矩的产品来获得。

制动力矩的公式可以表示为：
制动力矩=制动力×制动臂长度
其中，制动力是刹车系统施加在制动器上的力的大小，制动臂长度是指从制动器作用点到制动器旋转轴心的距离。

在汽车制动系统中，制动力通常是通过制动踏板上的压力来提供的。

压力可以由踏板行程或踏板力来估算。

制动臂长度可以通过测量制动器组件的距离来确定。

第二种计算制动力矩的公式是通过计算制动功来获得。

制动功是制动器所需的能量，可以通过以下公式计算：
制动功=制动力×制动距离
其中，制动力是刹车系统施加在制动器上的力的大小，制动距离是指车辆由制动开始到停止所经过的距离。

制动功也可以通过计算制动力矩和制动角度的乘积来获得：
制动功=制动力矩×制动角度
制动角度是指制动器所需旋转的角度。

需要注意的是，计算制动力矩时，对于不同的应用和系统，可能涉及到不同的额外因素。

例如，汽车制动系统还需要考虑阻力系数、速度、摩擦系数等因素。

此外，制动力矩的大小也受到制动器设计、制动力的大小以及制动系统的特性等因素的影响。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况来选择合适的计算公式和参数。

总结起来，制动力矩的计算公式可以通过计算制动力与制动臂长度的乘积或计算制动功来获得。

但需要根据具体应用和系统的要求来选择合适的公式和参数，并考虑其他因素的影响。

盘式制动力矩的计算公式在汽车制动系统中，制动力矩是一个非常重要的参数，它直接影响着汽车的制动性能。

盘式制动力矩的计算公式是制动系统设计和性能分析的重要依据。

本文将介绍盘式制动力矩的计算公式及其相关知识。

盘式制动力矩的计算公式如下：\[ M = F \times r \]其中，M表示制动力矩，单位为牛·米（Nm）；F表示制动力，单位为牛顿（N）；r表示制动器半径，单位为米（m）。

制动力矩是制动器产生的力矩，它是制动器在制动过程中对车轮产生的制动力的力矩。

制动力矩的大小取决于制动器的制动力和制动器半径。

制动力是制动器对车轮施加的制动力，它是制动器在制动过程中产生的制动力。

制动力的大小取决于制动器的制动压力和摩擦系数。

制动器半径是制动器摩擦面的半径，它是制动器在制动过程中对车轮产生制动力的作用半径。

盘式制动器是一种常见的汽车制动器，它由制动盘、制动钳和制动片组成。

制动盘固定在车轮上，制动钳固定在车轮悬挂系统上，制动片安装在制动钳内。

当司机踩下制动踏板时，制动器卡钳会夹住制动盘，产生制动力，从而使车轮减速或停止。

盘式制动力矩的计算公式可以帮助工程师和设计师在设计和分析制动系统时进行制动力矩的计算。

在实际应用中，制动力矩的大小需要满足车辆制动的要求，包括制动距离、制动稳定性、制动温升等方面的要求。

制动力矩的大小与制动器的设计参数密切相关。

在设计制动器时，需要考虑制动器的制动力和制动器半径。

制动力的大小取决于制动器的制动压力和摩擦系数。

制动器半径的大小取决于车辆的制动要求和制动器的安装空间。

在实际应用中，制动力矩的计算需要考虑制动器的摩擦系数、制动压力、制动盘直径等因素。

制动力矩的大小直接影响着车辆的制动性能，因此在设计和分析制动系统时，需要对制动力矩进行合理的计算和分析。

在制动系统的设计和分析中，制动力矩的计算是一个重要的工作。

盘式制动力矩的计算公式可以帮助工程师和设计师在设计和分析制动系统时进行制动力矩的计算。

制动力矩计算公式制动力矩计算公式是一种用来计算汽车在制动过程中产生的操作力矩的公式。

它可以帮助我们更好地了解汽车在制动时所需要的力和能量，从而使得汽车的行驶安全性更高。

它的计算公式为：制动力矩 = 重力× 加速度× 汽车质量× 轮子半径其中，重力是指汽车在行驶过程中所受的重力；加速度是指汽车在行驶过程中加速（减速）度数；汽车质量是指汽车的质量；轮子半径是指汽车轮子的半径。

例如，当汽车行驶过程中，重力为10N，加速度为2m/s2，汽车质量为1000kg，轮子半径为0.5m时，制动力矩就可以用公式计算出来：制动力矩= 10N×2m/s2×1000kg×0.5m = 10000N·m上文中的公式是计算汽车在行驶过程中所受的综合平均制动力矩，仅供参考，实际制动力矩还取决于汽车本身的特性，比如汽车质量、轮子尺寸等，需要根据实际情况进行修正。

另外，此计算公式不能反映汽车在行驶过程中所受的瞬间制动力矩，因此也无法准确表示汽车在制动过程中所需要的制动力矩。

在实际应用中，还应该考虑汽车在制动过程中的操作力矩、转动惯量、轮胎阻力等因素，以便更准确地计算出汽车在制动过程中所需要的力矩大小。

此外，汽车在行驶过程中还会受到各种外界因素的影响，比如路面状况、天气状况等，这些外界因素也会影响汽车在制动过程中所需要的力矩大小，因此在实际应用中，还应该考虑这些外界因素，以便更准确地计算出汽车在制动过程中所需要的力矩大小。

总之，制动力矩计算公式只能反映汽车在行驶过程中所受的综合平均制动力矩，并不能准确表示汽车在制动过程中所需要的力矩大小，因此在实际应用中，应该考虑汽车本身的特性、外界因素等因素，以便更准确地计算出汽车在制动过程中所需要的力矩大小。