制动系统匹配计算课件

1制动系统匹配计算部门（小组）：讲师：2目录1、制动系统匹配计算的目的与要求2、制动系统主要参数的选择3、制动系统匹配校核计算4、制动系统匹配计算报告的编制31、制动系统匹配计算的目的与要求（1）目的选择制动系统型式、结构及参数。验证所选参数是否满足设计任务书及法规的要求。（2）达到的要求a满足设计任务书。b满足法规：GB12676-1999，GB7258-2004，ECER13及销售对象所在国法规和要求。（3）本匹配计算适用车型及系统M1、N1类，操纵系统为液压操纵、真空助力。42、制动系统主要参数的选择了解整车配置并输入与制动系统有关的整车参数及要求。（1）整车空/满载质量（mk/mm）；（2）轴距L；（3）空载/满载质心高（Hgk/Hgm）；（4）空载/满载前轴到质心水平距离（ak/am）；（5）空载/满载后轴到质心水平距离（bk/bm）（6）前/后轮胎滚动半径（R1/R2）（7）制动系统配置及其它要求如：装配ABS还是ESP还是感载比例阀？对前后制动器型式的要求；对管路形式的要求。初步选择系统主要参数。制动器及相关参数选择及计算。操纵系统主要参数选择及计算。52、制动系统主要参数的选择2.1初步选择系统主要参数确定制动力分配系数及系统工作压力根据整车参数，绘出理想制动力分配曲线参考同类车型，确定空满载同步附着系数计算出制动器制动力分配系数，绘出β线结合法规，分析比较I、β曲线、初选β制动力分配系数β选择零部件的使用压力系统压力选择系统压力62、制动系统主要参数的选择2.1.1理想制动力分配曲线绘制1、制动时地面对前、后车轮的法向反作用力，如图gzhdtdumGbLF1………………..（2-1）图1制动工况受力简图72、制动系统主要参数的选择2.1.1理想制动力分配曲线绘制式中：FZ1、FZ2——地面对前、后轮的法向反作用力，N；G—汽车重力，N；a、b—汽车质心至前、后轴中心线的水平距离，mm；m—汽车质量，kg；hg—汽车质心高度，mm；L—轴距，mm；du/dt—汽车减速度，m/s2。gzhdtdumGaLF2………………..（2-2）82、制动系统主要参数的选择2.1.1理想制动力分配曲线绘制2理想的前、后制动器制动力分配曲线—I曲线（1）、地面制动力FB：地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，其方向与车轮旋转方向相反。（2）、制动器制动力Fμ：轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，又称制动周缘力。Fμ=Tμ/R………………………（2-3）式中：Tμ—制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反。R—车轮有效半径。92、制动系统主要参数的选择2.1.1理想制动力分配曲线绘制（３）理想的前、后制动器制动力分配222211112121zBzBBBFFFFFFFFGFFFFF………（2-4）式中：Fμ1、Fμ2—前、后轴车轮的制动器制动力；FB1、FB2－前、后轴车轮的地面制动力；ф－附着系数；Fφ1、Fφ2—前、后轴附着力102、制动系统主要参数的选择2.1.1理想制动力分配曲线绘制)(1ghbLGF)(2ghaLGF)]2(4[211122FhGbFGLhbhGFggg…………………………（2-5）…………………………（2-6）…（2-7）由（2-7）可绘成以Fμ1、Fμ2为坐标的曲线，即为理想的前后、轮制动器制动力分配曲线，简称I曲线。根据式（2-4）的第一式，按不同ф值作图，得到一组与坐标轴成45°的平行线，绘在I曲线图上，以便分析使用。112、制动系统主要参数的选择2.1.2同步附着系数及制动力分配系数的初步选择1、同步附着系数同步附着系数φ0是汽车制动时前、后轮同时抱死时的路面附着系数。同步附着系数的选择首先要满足制动稳定性的要求，然后要有高的制动效率并满足应急制动等的要求。装ABS的车辆同步附着系数满足ABS匹配要求。一般也应在0.5-1.0为宜。K1无ABS时的同步附着系数：空载0.48,满载0.65。CH071参考车：空载0.60,满载0.81装感载比例阀的车辆，拐点后空、满载同步附着系数应≥0.8K1配感载比利阀时的同步附着系数：空载0.97,满载0.85。K2配感载比利阀时的同步附着系数：空载1.04,满载1.30。122、制动系统主要参数的选择2.1.2同步附着系数及制动力分配系数的初步选择2、制动器制动力分配系数前制动器制动力与汽车总的制动器制动力之比，称为制动器制动力分配系数。3、制动器制动力分配系数初步选择根据I曲线图，利用同步附着系数点及β线特性、法规要求、制动效率初步选择空、满载同步附着系数，然后计算制动器制动力分配系数。2111FFFFF………………..（2-8）132、制动系统主要参数的选择2.1.2同步附着系数及制动力分配系数的初步选择不装制动力调节装置及感载比例阀拐点以前的制动力分配计算：Lhbg0………………..（2-9）2.1.3液压系统工作压力的确定管路压力越高，制动轮缸或主缸直径就越小，但对系统密封、管路尤其是制动软管及管接头则提出了更高的要求，对软管的耐压性、强度以及接头的密封性的要求就更加严格。因此，一般管路压力不要超过10Mpa，同时，考虑到传动效率、制动力调节装置等的影响，初选时，管路压力还要适当减小。目前开发的轿车，管路工作压力一般在4.5-8MPa。142、制动系统主要参数的选择2.2制动器主要参数的计算及选择配置、成本、平台化、性能等制动器型式轮辋直径、系列化要求制动半径制动器结构型式、摩擦材料摩擦系数制动器效能因数满载同步附着系数、整车参数前、后轴地面极限制动力152、制动系统主要参数的选择2.2制动器主要参数的计算及选择2.2.1前、后轴制动力确定计算满载、前后轮同时抱死时的制动力：)(1ghbLGF121uFF121uFF无制动力调节装置的后轴制动力为：………………..（2-10）………………..（2-5）已确定的参数、系列化要求轮缸直径162、制动系统主要参数的选择2.2制动器主要参数的计算及选择2.2.2制动器型式的确定盘式制动器由于其热稳定性、水稳定性、制动稳定性好等优点，广泛用于轿车和部分客车和载货汽车的前轮。后轮采用鼓式制动器较容易地附加驻车制动的驱动机构，兼作驻车制动器之用，成本较低。配备ESP时，采用盘式制动器。2.2.3制动半径的确定1、鼓式制动器制动半径轿车制动鼓内径一般比轮辋外径小125-150mm。载货汽车和客车制动鼓内径一般比轮辋外径小80-100mm。172、制动系统主要参数的选择2.2.3制动半径的确定制动鼓内径应符合QC/T309-1999《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》的规定。2、盘式制动器制动半径通常制动盘的直径为轮辋直径的70%-79%。盘式制动器制动半径可近似为r＝（ri+rO）/2，ri、rO为制动摩擦衬块内、外半径。推荐rO/ri1.5，以使摩擦衬块磨损均匀。2.2.4制动器效能因数的计算与选择1、定义制动器效能因数是制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩。可定义在制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比，即182、制动系统主要参数的选择2.2.4制动器效能因数的计算与选择rPTBFf………………..（2-11）式中：Tf－制动器的摩擦力矩；r－制动鼓或制动盘的作用半径；P－输入力，一般取加于两制动蹄的张开力（或加于两制动块的压紧力）的平均值为输入力。2、制动器效能因数的计算钳盘式制动器：fBF2……（2-12）192、制动系统主要参数的选择2.2.4制动器效能因数的计算与选择鼓式制动器：rPPTTBFTfTf)()(22121……（2-13）式中：P1、P2—作用于两蹄的张开力。TTf1、TTf2—两蹄给予制动鼓的摩擦力矩。领从蹄式鼓式制动器的效能因数计算，如图2：bcffbhBFTL1领蹄的制动蹄因数为:……（2-14）202、制动系统主要参数的选择2.2.4制动器效能因数的计算与选择bcffbhBFTC1从蹄的制动蹄因数为：图2领从蹄式鼓式制动器简化受力图……（2-15）212、制动系统主要参数的选择2.2.4制动器效能因数的计算与选择3、制动器效能因数的选择在匹配设计时，一般鼓式制动器结构参数不能提供，可根据同类制动器参数或按照典形结构选择，典型结构如下表：不同类型制动器效能因素制动器类型鼓式液压驱动钳盘领从蹄（从蹄无支承）领从蹄（从蹄有支承）双领蹄式单向增力制动器效能因数BF（典型值）2.22.63.45.50.8注：上表摩擦材料的摩擦系数为0.4222、制动系统主要参数的选择2.2.5轮缸直径的确定1111211142RrnBFdpFu1、由以下公式及上面确定的参数，计算前轮缸直径，并圆整为GB7524-87要求或现有规格。……（2-16）式中：p1—前轮缸液压；d1—前轮缸直径；r1—前制动器制动半径；R1—前车轮使用半径；n1—前制动器单侧油缸数目（仅对盘式制动器而言）232、制动系统主要参数的选择2.2.5轮缸直径的确定2、根据制动力分配关系计算后制动器轮缸直径不装制动力调节装置或装制动力调节装置拐点以前的制动力分配符合下式：212222111122)1(dRrnBFRrnBFd121uFF……………………（2-10）由上式及（2-18）得出后轮缸直径计算公式：………（2-17）计算结果圆整。242、制动系统主要参数的选择2.2.6制动器制动力分配系数计算前后轮缸直径、鼓式制动器制动鼓直径系列化后，前面选择的其他参数如：制动器制动力分配系数、同步附着系数就会变化，需要重新校核，如不合适，需要重新调整制动器参数计算，直到各参数确定合适为止。制动器制动力计算可简化如下222111pCFpCFuu………（2-18）式中：p1、p2—前、后轮缸液压；c1、c2—前、后轮缸系数。252、制动系统主要参数的选择2.2.6制动器制动力分配系数计算222222211112114242RrnBFdCRrnBFdC………（2-19）222222211112111111211221111211///RrnBFdpRrnBFdpRrnBFdppCpCpCFFFuuu＝………（2-20）制动力分配系数：262、制动系统主要参数的选择2.2.7同步附着系数的计算1、同步附着系数φ0将I曲线与曲线绘在一张图上，两曲线的交点即表示制动系统决定的前、后制动力分配同时满足附着系数和整车参数决定的前、后制动力分配。这时，整车参数、地面附着系数和制动器参数全部满足前、后轮同时抱死的要求，这时的地面附着系数即是同步附着系数。2、无ABS或比例阀时的φ0对于无ABS或比例阀的制动系统，前后制动器制动力为固定比值，β曲线与空载I曲线和满载I曲线有两个交点，即为空、满载的同步附着系数。272、制动系统主要参数的选择2.2.7同步附着系数的计算在同步附着系数φ0时，有公式：001)(ghbLGFLhbGhbLGFFFFFgg00002111)(ghbL0………（2-21）282、制动系统主要参数的选择2.2.8感载比例阀前后轮液压关系确定感载比例阀输入-输出特性曲线292、制动系统主要参数的选择2.2.8感载比例阀前后轮液压关系确定感载比例阀前、后轮缸的液压关系如下式)(101102ppkpp………（2-22）式中：p1—前轮缸压力。p2—后轮缸压力。p10—前、后轮缸拐点压力。空载时，p10=p10k；满载时，p10=p10mk—A-A'、B-B液压线斜率。302、制动系统主要参数的选择2.2.8感载比例阀前后轮液压关系确定感载比