中兴G001项目-制动系统设计计算报告-131031

密级：版本/更改状态：第一版／0编号：上海龙创汽车设计有限公司技术文件中兴12G001Y项目制动系统设计计算报告编制:日期:校对:日期:审核:日期:会签:日期:批准:日期:龙创汽车设计2019-10-2012G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第2页共33页文件更改状态记录表序号文件更改通知单（识别号）更改人更改标记更改处数日期12G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第3页共33页目录1.概述11.1任务来源.............................................................................11.2设计要求.............................................................................12.标杆车制动系统分析......................................................................12.1标杆车制动系统组成...................................................................22.2标杆车零部件结构分析.................................................................23.设计车制动系统布置及设计参数............................................................43.1设计车制动系统设计的输入条件.........................................................43.2设计车制动系统简图...................................................................63.3设计车制动系统布置...................................................................64.设计车系统性能.........................................................................74.1前、后制动器制动力分配.................................................................74.2极限制动力校核........................................................................134.3制动距离和制动减速度校核..............................................................164.4制动踏板行程及制动主缸制动液量校核....................................................184.5驻车制动校核..........................................................................205.结论..................................................................................3012G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第1页/共29页1.概述1.1任务来源根据《12G001Y项目开发定义书》，按照双方确认的设计依据和规定，G001制动系统在参考标杆车底盘制造平台正向开发设计，管路重新设计。本报告计算是以选配ZX492Q柴油发动机为基础。1.2设计要求参照标杆车零件状态，保证技术状态不低于标杆车，并做优化处理；合理布置踏板位置，符合人机舒适性要求；合理设定管路走向，保证周边间隙；满足法规GB21670-2008《乘用车制动系统技术要求及试验方法》；GB/T12676-1999《汽车制动系统结构、性能和实验方法》；GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》。合理匹配制动系统，保证前后制动力的合理分配及良好的制动性能。制动法规基本要求：2.表1.1制动法规基本要求序号项目法规要求GB21670-2008GB12676-1999GB7258-20121试验路面干燥、平整的混凝土或具有相同附着系数的其它路面2制动初速度Km/h10080503制动减速度m/s2≥6.43≥5.8空载≥6.2满载≥5.94制动距离m≤70≤50.7空载≤19满载≤205驻车制动坡度≥20%≥18%≥20%6制动踏板力N65~500≤500空载≤400满载≤5007驻车手柄力N≤400≤400≤4008应急制动减速度m/s2≥2.44≥2.9≥2.99应急制动距离m≤168≤93.3≤3810制动稳定性不偏出3.7m通道不偏出3.7m通道不偏出2.5m通道12G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第2页/共29页2.标杆车制动系统分析2.1标杆车制动系统组成标杆车的前制动器为双活塞浮动钳及通风盘式制动器；后制动器为鼓式制动器；管路布置型式为H型布置；制动防抱死系统集成了ABS、EBD等；真空助力器采用10寸单膜片贯穿式真空助力器；驻车制动系统为手操纵结构，布置在驾驶员和副驾驶员座椅之间。2.2标杆车零部件结构分析a.前制动钳为双活塞浮动钳式制动钳，其优点是结构简单、布置容易，制动液散热较好；缺点是容易滑动件多、刚性不好，制动拉磨大。制动器设有两个制动缸，每个制动缸径为Φ41.7mm，这种在一个狭长空间内布置两个较小直径的制动缸相对于布置一个较大直径的制动缸增加了制动器轮缸面积，能够提供更大的制动力，且结构紧凑。制动盘为通风盘式。b.后制动器为鼓式制动器，制动鼓既用于行车制动，又用于驻车制动和利用驻车制动系统的紧急制动。其制动鼓内径为φ295mm。12G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第3页/共29页c.真空助力器采用10寸单膜片贯穿式真空助力器，其特点是径向尺寸比较大而轴向尺寸比较小，采用这一结构主要是和机舱布置相关。d.制动踏板传动机构采用了传统机构。优点：1、结构简单，工艺容易实现；2、易于布置，效率高。缺点：踏板臂较长。12G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第4页/共29页3.设计车制动系统布置及设计参数3.1设计车制动系统设计的输入条件3.1.1整车基本参数表3.1G001整车基本参数车辆型号代号单位标杆车G001项目（设计车）轴距Lmm32203220轮胎型号//255/70R16265/70R16车轮滚动半径Rmm371377.4质量参数空载质量mkg2072.4（试验数据）2040最大总质量3202.2（满载，试验数据）3065空载前后轴荷分配/kg1187.7/885（试验）1169/871最大总质量前后轴荷分配1268.5/1928.3(满载，试验）1260.2/1804.8重心参数空载重心高度hgmm545.6（空载，试验数据）548.6空载重心距前/后轴中心距离a/bmm1389.4/1830.6(试验）1374.9/1845.1最大总质量重心高度hgmm895（满载，试验数据）642最大总质量距前/后轴中心距离a/bmm1947.6/1272.4（满载，试验）1896/1323.9注：空载=整备质量+驾驶员；3.1.2设计车制动系统零部件主要参数为保证最大程度平台化和减小风险，G001车型真空助力器完全借用，储液罐重新开发，并通过计算校核，验证设计合理性，制动系统零部件主要参数见表3.2：表3.2G001制动系统零部件主要参数12G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第5页/共29页部件结构形式参数代号标杆车G001项目（设计车）左、右前制动器总成标杆车：浮动钳通风盘式制动器；G001项目：浮动钳通风盘式制动器分泵活塞组数nf22分泵直径dfΦ41.7mmΦ45.3mm制动盘大径/Φ301.6mmΦ301.6mm制动盘小径/Φ163.5mmΦ186mm制动盘工作半径rf121.8mm121.5mm制动盘厚Bf32mm29mm摩擦系数μ0.380.38制动效能因数BF0.80.76左、右后制动器总成标杆车：鼓式制动器；G001项目：鼓式制动器分泵活塞组数nr11分泵直径drΦ20.64mmΦ25.4mm有效制动半径rr147.5mm147.5行车制动效能因数BF行车2.3（经验值）2.3驻车制动效能因数BF驻车/真空助力器带制动总泵总成标杆车：双膜片结构；G001项目：8.5+8.5英寸双膜片助力器，制动主缸为柱塞式串列双腔，制动储液罐带有自动液位高度传感器8+9助力比Sev7.57.5主缸直径dmΦ22.2mmΦ25.4mm主缸行程/45mm42mm主缸一腔行程/待定待定主缸二腔行程/待定待定制动踏板总成标杆车：单踏臂结构G001项目：单踏臂结构杠杆比ip2.92.9踏板有效长度L踏板有效349mm349踏板全行程S踏板全行程133.19mm133.2驻车制动操纵驻车制动手柄杠杆比/7.8957.9机械效率%9595旋转角度°31.6°31.6°拉索处行程mm/22驻车制动拉索行程效率%/7512G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第6页/共29页力效率%/75ESC液压控单元集成了ABS，EBD，TCS功能制动管路总成布置型式H型3.2设计车制动系统简图3.3设计车制动系统布置3.3.1前制动器总成转向节采用全新开发，制动盘全新开发，制动卡钳匹配选型。3.3.2后制动器总成后制动器总成借用现有产品。3.3.3制动踏板总成制动踏板逆向标杆车开发，行程按照布置要求和性能要求确定。3.3.4真空助力器带制动总泵总成真空助力器总成借用，储液全新设计。12G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第7页/共29页3.3.5ABS或ESC液压电控单元根据整车性能要求集成了ABS（汽车防抱死系统），EBD（制动力分配系统）和TCS（牵引力控制系统）等功能。3.3.6制动管路总成制动管路按照整车布置重新进行布置。4.设计车系统性能4.1前、后制动器制动力分配4.1.1地面对前、后车轮的法向反作用力地面作用于前、后车轮的法向反作用力如图1所示：图1制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:Fz1L=Gb+mhg（1）式中：Fz1——地面对前轮的法向反作用力，N；m——汽车质量，kg，具体数值参见（任务来源）；g——重力加速度，9.8m/s2；G——汽车重力，G=m·g，N；b——汽车质心至后轴中心线的水平距离，mm，具体数值参见（任务来源）；hg——汽车质心高度，mm；（对于标杆车最大总质量取hg=895mm)L——轴距,mm；具体数值参见（任务来源）；12G001Y项目制动系统设计计算报告龙创汽车设计第8页/共29页——汽车减速度，m/s2。对前轮接地点取力矩，得:Fz2L=Ga-mhg（2）式中：Fz2——地面对后轮的法向反作用力；a——汽车质心至前轴中心线的距离，mm，具体数值参见（任务来源）。4.1.2附着系数和整车参数决定的制动力分配曲线——I曲线在附着系数为的路面上，前、后车轮同时抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力，即：（3）根据式（1）、（2）及（3），消去变量，得：=（4）将整车参数代入式（4），可以得到空载和最大总质量前、后轮理想制动力分配函数式。根据该函数式，可以绘出理想状态下空载和最大总质量前后轮制动力分配曲线——I曲线。参见图2。该曲线假设了：不考虑制动系统实际前后制动力分配，只考虑地面附着系数和整车参数，前、后车轮在理想制动力制动下，总是同时抱死，地面附着系数利用率总是。所以，