目前，輪式裝載機制動系統(tǒng)的設(shè)計有兩大發(fā)展有兩大發(fā)展趨勢。其一是行車制動起向封閉式濕式全盤式發(fā)展。這種制動器全封閉防水防塵，制動性能穩(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)制動力矩，實現(xiàn)系列化標(biāo)準(zhǔn)化。其二是制動傳動裝置由氣推油向全液壓動力制動發(fā)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(jié)構(gòu)簡單緊湊，冬季不會凍結(jié)，不需放水保養(yǎng)，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(tǒng)中被越來越多地得到應(yīng)用。本文對此系統(tǒng)的設(shè)計計算方法和步驟簡單介紹。
1 假設(shè)條件和制動性能要求
1.1 假設(shè)條件
忽略空氣阻力，并假定四輪的制動器制動力矩相等且同時起作用；駐車制動器制動力矩作用于變速器的輸出端或驅(qū)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(jù)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。
(km/h)最大質(zhì)量
(kg)行車制動系統(tǒng)的制動距離
(m)輔助制動系統(tǒng)的制動距離
(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——制動初速度（Km/h） G——整機工作質(zhì)量（kg）
1.2.2 對行車系統(tǒng)的性能要求
除了滿足制動距離要求外，還要求行車制動系統(tǒng)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(tǒng)的性能要求
滿載時，應(yīng)在15%（8.5）的坡道上駐車無滑移；空載時，應(yīng)在18%（10.2）的坡道上無滑移。行車制動系統(tǒng)失效時，應(yīng)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(zhì)量（kg）
a1 —制動減速度 （m/s2)
rk—車輪滾動工半徑 （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)動慣量（kg.m2)
Jm__m轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動慣量 （kg.m2)
Im—m轉(zhuǎn)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(tǒng)滯后時間（s)
對全液壓制動系統(tǒng)，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(zhì)量 （kg）
根據(jù)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(shù) 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(shù)
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(jié)果，則行車制動總力矩MB應(yīng)滿足
MB=min{M'B,MBu}
駐車制動總力矩Mp應(yīng)滿足：
Mp=min{MP,MPu1}
確定MB2后，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后，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)
3 制動器設(shè)計計算
四輪制動器所能產(chǎn)生的制動力矩應(yīng)大于或等于總制動力矩，即
4F.（nj+nd-1）.ud.re≥MB
nj——每個制動器中靜磨擦盤片數(shù)
nd——每個制動器中動磨擦盤片數(shù) 一般nj=nd+1
ud——動、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(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(jù)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(chǎn)生的總能量：
E=G.V2/25.92 （J）
單根驅(qū)動橋中制動器所要耗散的能量為
E1=E.β
式中β——前（后）橋制動器制動力分配比按前述假設(shè)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（后）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（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——一次制動最大允許溫升（K）
[△t]/ θ的計算，是按制動器和驅(qū)動橋所產(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。
