目前，輪式裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有兩大發(fā)展有兩大發(fā)展趨勢。其一是行車制動(dòng)起向封閉式濕式全盤式發(fā)展。這種制動(dòng)器全封閉防水防塵，制動(dòng)性能穩(wěn)定，耐磨損使用壽命長，不需調(diào)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(shù)量，可調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)系列化標(biāo)準(zhǔn)化。其二是制動(dòng)傳動(dòng)裝置由氣推油向全液壓動(dòng)力制動(dòng)發(fā)展。這種制動(dòng)裝置的制動(dòng)踏板直接操縱制動(dòng)液壓閥，可省去氣動(dòng)元件，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，冬季不會(huì)凍結(jié)，不需放水保養(yǎng)，閥和管路不會(huì)銹蝕，制動(dòng)可靠性提高。所以在輪式裝載機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)中被越來越多地得到應(yīng)用。本文對此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟簡單介紹。
1 假設(shè)條件和制動(dòng)性能要求
1.1 假設(shè)條件
忽略空氣阻力，并假定四輪的制動(dòng)器制動(dòng)力矩相等且同時(shí)起作用；駐車制動(dòng)器制動(dòng)力矩作用于變速器的輸出端或驅(qū)動(dòng)橋的輸入端。
1.2 制動(dòng)性能要求
1.2.1 對制動(dòng)距離的要求
根據(jù)GB8532-87（與ISO 3450-85等效），非公路行駛機(jī)械的制動(dòng)距離的（水平路面）要求。
(km/h)最大質(zhì)量
(kg)行車制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)距離
(m)輔助制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)距離
(m)≥32
/ θ≤32000V2/68+（V2/124）.（G/32000）V2/39+（V2/130）.（G/32000）≥32000V2/44V2/30≤32/ θ≤32000V2/68+（V2/124）.（G/32000）+0.1(32-V)V2/39+（V2/130）.（G/32000）+0.1(32-V)≥32000V2/44+0.1(32-V)V2/30+0.1(32-V)
* V——制動(dòng)初速度（Km/h） G——整機(jī)工作質(zhì)量（kg）
1.2.2 對行車系統(tǒng)的性能要求
除了滿足制動(dòng)距離要求外，還要求行車制動(dòng)系統(tǒng)能滿足裝載機(jī)空載在25%（14.0）的坡度上停住。
1.2.3 對輔助制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求
滿載時(shí)，應(yīng)在15%（8.5）的坡道上駐車無滑移；空載時(shí)，應(yīng)在18%（10.2）的坡道上無滑移。行車制動(dòng)系統(tǒng)失效時(shí)，應(yīng)能作為緊急制動(dòng)。
2 制動(dòng)力矩計(jì)算
2.1 按所需制動(dòng)距離計(jì)算
在水平路面上四輪制動(dòng)的輪式裝載機(jī)的，其行車制動(dòng)總制動(dòng)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(jī)工作質(zhì)量（kg）
a1 —制動(dòng)減速度 （m/s2)
rk—車輪滾動(dòng)工半徑 （m）
δ—回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)
δ=1+[4Jk+Σ（Jm.Im2)]/(rk2.G)
Jk—輪胎和輪輞的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2)
Jm__m轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （kg.m2)
Im—m轉(zhuǎn)動(dòng)件到車輪的傳動(dòng)比
若Jk、Jm尚未可知，可取近似δ=1.1
V0——制動(dòng)初速度 （km/h)
輪式裝載機(jī)V0=20km/h
S0——表1中V=V0時(shí)的制動(dòng)距離（m)
t1——制動(dòng)系統(tǒng)滯后時(shí)間（s)
對全液壓制動(dòng)系統(tǒng)，取t1=0.2
2.2 按坡道上駐車計(jì)算總制動(dòng)力矩
（1）用行車制動(dòng)器時(shí)總制動(dòng)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(dòng)器時(shí)總制動(dòng)力矩
Mp2=G.g.sin10.2º.rk)(N.m)
（3）滿載駐車用制動(dòng)器時(shí)總制動(dòng)力矩
Mp3=(G+W).g.sin8.5º.rk)(N.m)
式中W——裝載機(jī)額定載質(zhì)量 （kg）
根據(jù)2.1和2.2的計(jì)算，所需行車制動(dòng)總制動(dòng)力矩
M'B=max{MB1,Mp3};
所需駐車制動(dòng)總制動(dòng)力矩
M'P=max{MP1,Mp3};
2.3 按附著長件校核總制動(dòng)力矩
（1）水平路面行車制動(dòng)
MBu=G.g.δ.u.rk(N.m)
u——輪胎與水泥路面的滑動(dòng)磨擦系數(shù) 一般取u=0.6
（2）坡道空載駐車制動(dòng)
MPu1=G.g.f.rkcos10.2º/(Id.If)(N.m）
f——輪胎與水泥路面的靜磨擦系數(shù)
Id——橋主傳動(dòng)傳動(dòng)化
If——橋終傳動(dòng)傳動(dòng)化
（3）坡道滿載駐車制動(dòng)
Mpu2=(G+W).g.f.rkcos8.5/(Id.If)(N.m）
事實(shí)上，MPu1<Mpu2
2.4 制動(dòng)力矩確定
綜合考慮2.1、2.2和2.3的計(jì)算結(jié)果，則行車制動(dòng)總力矩MB應(yīng)滿足
MB=min{M'B,MBu}
駐車制動(dòng)總力矩Mp應(yīng)滿足：
Mp=min{MP,MPu1}
確定MB2后，再重新計(jì)算制動(dòng)減速度a和制動(dòng)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后，還可計(jì)算停車制動(dòng)器作為緊急制動(dòng)用的制動(dòng)減速度ae和制動(dòng)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)
3 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算
四輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩應(yīng)大于或等于總制動(dòng)力矩，即
4F.（nj+nd-1）.ud.re≥MB
nj——每個(gè)制動(dòng)器中靜磨擦盤片數(shù)
nd——每個(gè)制動(dòng)器中動(dòng)磨擦盤片數(shù) 一般nj=nd+1
ud——動(dòng)、靜磨擦盤間的磨擦系數(shù)
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(nèi)徑、外徑（m），由結(jié)構(gòu)布置和磨擦盤生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的尺寸系列決定。
Fs——制動(dòng)器活塞回位彈簧作用力（N） 一般取Fs=0 .1F
re——磨擦盤當(dāng)量磨擦半徑 （m）
假設(shè)磨擦盤均勻受力，可按下式計(jì)算：
re=R1(1-γ)2/[6(1+γ)]+(R1+R2)/2
式中 γ=R1/R2
4 一次制動(dòng)單個(gè)制動(dòng)器用油量V1計(jì)算
V1=Ap.Lp (L）
式中 Ap——受油壓側(cè)活塞環(huán)面積（m2）
活塞環(huán)的平均半徑應(yīng)與磨擦盤的當(dāng)量半徑一致
Lp ——一次制動(dòng)活塞總行程（mm）
Lp =(E+0.05).nj+(Ed+0.05).nd
Ej、Ed——靜、動(dòng)磨擦盤的平面度誤差（mm）
根據(jù)單個(gè)制動(dòng)器用油量可計(jì)算時(shí)滯控制閥和制動(dòng)傳動(dòng)裝置的用油量。
5 溫升校核
5.1 制動(dòng)能量計(jì)算
一次制動(dòng)產(chǎn)生的總能量：
E=G.V2/25.92 （J）
單根驅(qū)動(dòng)橋中制動(dòng)器所要耗散的能量為
E1=E.β
式中β——前（后）橋制動(dòng)器制動(dòng)力分配比按前述假設(shè)β=0.5
5.2 溫升計(jì)算A
△t=E1/(C1m1+C2m2)
=G.V2β/[25.92(C1m1+C2m2)]/ θ≤[△t/ θ]
式中C>1/ θ、——前（后）橋中制動(dòng)器金屬部件和冷卻液的熱容量[J/(kg./ θK)]
m1/ θ、m2/ θ——前（后）橋中鄰接磨擦表面的金屬部件質(zhì)量和冷卻液的質(zhì)量（kg）
/ θ[△t]/ θ——一次制動(dòng)最大允許溫升（K）
[△t]/ θ的計(jì)算，是按制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)橋所產(chǎn)生的熱量與所能散發(fā)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(dòng)溫度上升不應(yīng)超過18ºC，紙基磨擦材料表面溫度經(jīng)常高于200ºC，將導(dǎo)致其迅速摩損。
