电动方程式赛车制动主缸参数确定

由于制动主缸通常为购买件，所以选择制动主缸最为重要的是选择合适的制动主缸缸径。而要想确定合适的制动主缸缸径，需要赛车其他数据的支撑，最为关键的是制动时的最大减速度、制动力矩和制动管路压力。只有确定了制动主缸的参数才能更好地确定踏板参数，设计出合理的踏板结构。

1.相关参数的计算

（1）制动最大减速度的计算。

由6.2.3节相关内容，可以得到较为理想的前后制动比β，根据式（6－7）可以得到在此制动比下的同步附着系数φ0，当在φ＜φ0的路面上，前轮提前抱死，在φ＞φ0的路面上，后轮提前抱死。

事实上，通常用制动效率的概念来描述地面汽车对于地面附着条件的利用程度。制动效率被定义为车轮不锁死时的最大制动强度与车轮和地面之间附着系数的比值，其中：

前轴的制动效率为

后轴的制动效率为

由此可以得到实际的制动强度为

（2）制动力矩的计算。

由式（6－1）、式（6－2）和式（6－8）可以得到，在车辆以制动强度z制动时，其前、后轴所受到的地面法向作用力为

由此可以计算得到前、后轮所受到的来自地面的水平摩擦力为

关于制动时地面对车辆的制动力矩计算，选择车轮滚动半径来代表地面到制动盘中心的距离，用re来代表车轮的滚动半径，则对于前、后轮所需制动力矩有

（3）制动管路压力的计算。

计算制动管路压力需要首先知道制动盘的有效半径，设制动盘的有效半径为Re。根据汽车设计的相关知识有

设前制动管路的制动压力为Pf，后制动管路的制动压力为Pr，单位都为MPa；nf为前制动器中制动块的数量；nr为后制动器中制动块的数量；f为摩擦块与制动盘之间的摩擦系数；Sm为制动摩擦块的面积。前轮制动器对制动盘的制动力矩为tf；后轮制动器对制动盘的制动力矩为tr，于是推出

由于制动过程中，对于制动盘而言，其所受制动力矩与地面的摩擦力矩应当平衡，于是有

由式（6－29）和式（6－30）可以得到最终的制动管路压力为

2.主缸选型参考参数的计算

（1）制动主缸工作容积的计算。

制动主缸工作容积要参考制动器工作容积来进行选择，参考制动系统的工作过程，制动主缸的工作容积应该不小于制动器的工作容积。关于制动器的工作容积，相关产品参数都可从厂家获悉。

设制动卡钳单侧轮缸行程为x，由此可以得到前轮制动器和后轮制动器的工作容积Vf和Vr，推导出的计算式为(www.xing528.com)

按照汽车设计的相关知识，制动系统在工作过程中，制动管路会产生变形等，制动主缸的工作容积可以估算为制动器工作容积的1.3倍，设前轮制动主缸工作容积为V0f、后轮制动主缸工作容积为V0r，于是可以得到

（2）制动主缸缸径的选择。

由于制动主缸除了工作容积不同外，还有着主缸缸径的区别，所以选择适宜的缸径也是比较重要的一个环节。

关于主缸缸径的选择，需要先确定制动主缸活塞工作时的行程，在产品说明书上对这一行程有着明确的最大范围限制。设主缸活塞工作行程为S0，活塞直径为d0，则有

从汽车设计方面的书籍中了解到，一般而言，有

根据式（6－34），将此范围代入式（6－35），得到

变形得到

得到这一范围后，再根据制动主缸活塞行程的范围限制，选择合适的制动主缸缸径。

（3）踏板力及踏板机构传动比的计算。

由于制动主缸工作时需要和踏板机构配合，所以关于制动主缸的选择还需要考虑制动时所需要的踏板力以及踏板机构的传动比。

设由于踩动踏板产生的制动力为P，制动踏板的传动比为η，传动效率为ip，由汽车构造相关知识可知，关于踏板力有

取踏板传动效率为0.85，计算得到前后制动系统正常工作所需要的踏板力和踏板机构的传动比有

根据实际的可以达到的踏板力的范围，便可以计算得到所需要的踏板机构传动比的范围，最后结合实际选择最优的传动比。

思考题

1.制动管路的布置有几种形式？各自有什么特点？

2.制动器有哪几种？鼓式制动器与盘式制动器相比有何优劣？

3.赛车制动时最好的抱死状态是怎样的？

4.设计制动系统前需要知道的整车参数有哪些？

5.制动盘设计时制动盘的相关设计参数如何确定？需要参考哪些参数？