制动系统设计计算报告

编号:-DPJS-011制动系统设计计算报告项目名称：A级三厢轿车设计开发项目代号：编制：日期：校对：日期：审核：日期：批准：日期：2011年03月制动系统设计计算报告目录1系统概述..............................................................................................................................11.1系统设计说明............................................................................................................11.2系统结构及组成........................................................................................................11.3系统设计原理及规范................................................................................................22输入条件..............................................................................................................................22.1整车基本参数............................................................................................................22.2制动器参数................................................................................................................32.3制动踏板及传动装置参数........................................................................................32.4驻车手柄参数............................................................................................................43系统计算及验证..................................................................................................................43.1理想制动力分配与实际制动力分配........................................................................43.2附着系数、制动强度及附着系数利用率................................................................73.3管路压强计算............................................................................................................93.4制动效能计算..........................................................................................................113.5制动踏板及传动装置校核......................................................................................143.6驻车制动计算..........................................................................................................173.7衬片磨损特性计算..................................................................................................194总结....................................................................................................................................195制动踏板与地毯距离........................................................................................................21参考文献............................................................................................................................21制动系统设计计算报告-1-1系统概述1.1系统设计说明只有制动性能良好、制动系统工作可靠的汽车才能充分发挥其动力性能。因此，在整车新产品开发设计中制动系统的匹配计算尤为重要。LF7133是在标杆车的基础上设计开发的一款全新车型，其制动系统是在标杆车制动系统为依托的前提下进行设计开发。根据项目要求，需要对制动系统各参数进行计算与校核，以确保制动系统的正常使用，使系统中各零部件之间参数匹配合理，并且确保其满足国家相关法律法规的要求。1.2系统结构及组成经双方确认的设计依据和要求，LF7133制动系统采用同国内外大量A级三厢轿车一致的液压制动系统。制动系统包含以下装置：行车制动系统：根据车辆配置选择前后盘式或前盘后鼓制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，管路布置采用相互独立的X型双管路系统；驻车制动系统：为机械式手动后鼓式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构；应急制动系统：行车制动系统具有应急特性，应保证在行车制动只有一处管路失效的情况下，满足应急制动性能要求。LF7133制动系统主要由如下部件组成。结构简图如图1所示：图1制动系统结构简图1.真空助力器带制动主缸总成2.制动踏板3.车轮4.轮速传感器5.制动管路6.制动轮缸7.ABS控制器制动系统设计计算报告-2-1.3系统设计原理及规范本计算报告根据总布置提供的整车参数、制动器与总泵及真空助力器厂家提供的数据、制动踏板、驻车操纵机构选型进行匹配计算，校核前/后制动力、制动效能、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角等，用以验证制动系统设计的合理性。本报告基于ABS不介入制动作用的前提下进行计算。制动系统设计规范1)基本要求：车辆应具备行车制动、应急制动、驻车制动功能。2)法规要求：①行车制动性能要求表1行车制动性能要求法规名称车辆类型制动初速度（Km/h）制动距离（m）减速度（m/s2）GB7528乘用车50≤20≥5.9GB21670乘用车100≤70≥6.43②应急制动性能要求表2应急制动性能要求法规名称车辆类型制动初速度（Km/h）制动距离（m）减速度（m/s2）GB7528乘用车50≤38≥2.9GB21670乘用车100≤168≥2.44③驻车制动性能要求GB21670-2008《乘用车制动系统技术要求及试验方法》规定能使满载车辆在20%的上下坡道上保持静止。④操纵力要求GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，踏板行程不超过120mm，驻车制动操纵手柄力≤400N。2输入条件2.1整车基本参数LF7133整车输入参数见表3：制动系统设计计算报告-3-表3整车输入参数项目空载满载备注代号数值代号数值空载质量，Kgm11210m21475空载：整备质量+110前轴载荷，Kg730788后轴载荷，Kg480687质心高，mmHg1450Hg2511质心距前轴距离，mmaf11011.6ar11187.7质心距后轴距离，mmbr11538.4br21362.3轴距，mmL2550车轮滚动半径，mmR293185/60R1584H2.2制动器参数制动器基本参数见表4：表4制动器参数项目前制动器（盘式）后制动器（鼓式）轮缸直径，mm5419.05摩擦片摩擦系数0.380.38制动器效能因数0.762.24制动半径,mm105.2100摩擦片间隙(两边之和),mm0.412.3制动踏板及传动装置参数制动时脚操纵制动踏板输入力经踏板臂与真空助力器放大，以便减轻驾驶劳动强度。制动踏板及传动装置参数见表5：表5制动踏板及传动装置参数项目数值备注制动踏板杠杆比2.77全行程，mm87效率因数0.85真空助力器结构型式单膜片式膜片直径9英寸真空助力比7.4拐点38.18daN62.61bar待供应商确认真空度，Kpa66.7制动主缸结构型式中心阀式待供应商确认主缸直径，mm20.64总行程，mm、43活塞空行程，mm1.5推杆与活塞间隙，mm1.5制动系统设计计算报告-4-2.4驻车手柄参数制动手柄及机械效率因素参数见表6：表6驻车手柄参数项目数值杠杆比7.2效率因数0.93系统计算及验证3.1理想制动力分配与实际制动力分配3.1.1制动力理论分析地面作用于前、后车轮的法向反作用力如图2所示：图2制动工况受力简图由图2，对后轮接地点取力矩得:gzhdtdumGbLF1式中：1zF——地面对前轮的法向反作用力，N；G——汽车重力，N；b——汽车质心至后轴中心线的水平距离，m；m——汽车质量，kg；gh——汽车质心高度，m；L——轴距，m；dtdu——汽车减速度，m/s2。对前轮接地点取力矩，得:制动系统设计计算报告-5-gzhdtdumGaLF2式中：2zF——地面对后轮的法向反作用力，N；a——汽车质心至前轴中心线的距离，m。3.1.2理想制动力与力矩在不同附着系数的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力21FF、分别等于各自的附着力，即为理想的前后制动力与力矩。汽车附着力与力矩计算公式：前轮（一个）)(211ghbLGFRhbLGMg)(211后轮（一个）)(212ghaLGFRhaLGMg)(212可得出不同附着系数时理想制动力与力矩，见下表7：表7理想制动力与力矩附着系数空载附着力N(一个)空载附着力矩N.M(一个)满载附着力N(一个)满载附着力矩N.M(一个)前轮后轮前轮后轮前轮后轮前轮后轮0000000000.1368.1629224.7371107.871765.84796400.6033322.1467117.376894.388970.2757.2518428.5482221.8748125.5646830.1734615.3266243.2408180.29070.31167.266611.4335342.0091179.151288.71879.5399377.5921257.70520.41598.207773.3929468.2747226.60411776.2131114.787520.4306326.63240.52050.074914.4265600.6715267.92722