制动系统设计与计算

项目代号单位数值备注空载质量m1kg1318测量值满载质量m2kg1760测量值轴距（空载）Lmm2650测量值轴距（满载）Lmm2650测量值空载质心高度Hg1mm695测量值满载质心高度Hg2mm750测量值空载前轴轴荷Mo1kg626测量值空载后轴轴荷Mo2kg692测量值满载前轴轴荷Mf1kg680测量值满载后轴轴荷Mf2kg1080测量值空载前轴到质心的水平距离Lf1mm1391测量值空载后轴到质心的水平距离Lr1mm1259测量值满载前轴到质心的水平距离Lf2mm1626测量值满载后轴到质心的水平距离Lr2mm1024测量值车轮滚动半径Rmm292测量值地面摩擦系数φ0.776906变化值制动系统参数前制动器制动半径r1mm104测量值后制动器制动半径r2mm120测量值前制动器摩擦片摩擦系数f10.35参考值后制动器摩擦片摩擦系数f20.35参考值前制动器效能因数BF10.76参考值后制动器效能因数BF22.2参考值制动主缸直径dmmm22.22设计值制动主缸总行程Qmmm34设计值前轮缸直径d1mm54设计值后轮缸直径d2mm23.81设计值前制动器轮缸行程Q1mm0.5参考值后制动器轮缸行程Q2mm0.5参考值真空助力比is5.5设计值制动踏板杠杆比ip4.1设计值制动踏板全行程Samm139.4设计值驻车制动手柄杠杆比iz8.2设计值驻车制动促动装置杠杆比Io5.35设计值前轮滚动半径Rfmm292测量值后轮滚动半径Rrmm292测量值前制动器轮缸液压P1Pa8参考值后制动器轮缸液压P2Pa8参考值前制动器轮缸液压损失Ps1Pa0参考值后制动器轮缸液压损失Ps2Pa0参考值感载比例阀空载拐点液压kuMpa3设计值满载拐点液压klMpa7.2设计值空、满载拐点后输出比例Mpa0.25设计值（如何定义？）前后轴最大地面附着力整车参数方法一：根据受力平衡计算《汽车理论》P87满载汽车前轮最大法向反作用力Fz1G*（b+z*hg）/L10457.36N汽车前轮最大地面附着力Fxb1φ*Fz18124.393N汽车前轮最大地面附着力制动力矩2372.323N.m汽车后轮最大法向反作用力Fz2G*（a-z*hg）/L7079.145汽车后轮最大地面附着力Fxb2φ*Fz25499.833N汽车后轮最大地面附着力制动力矩1605.951N.m空载汽车前轮最大法向反作用力Fz1‘G*（b+z*hg）/L8768.286N汽车前轮空载最大地面附着力Fxb1'φ*Fz16812.138N汽车前轮空载最大地面附着力制动力矩1989.144N.m汽车后轮最大法向反作用力Fz2'G*（a-z*hg）/L4148.114N汽车后轮空载最大地面附着力Fxb2'φ*Fz23222.697N汽车后轮空载最大地面附着力制动力矩941.0274N.m综上所述汽车前轮最大地面附着力Fxb18124.393N汽车后轮最大地面附着力制动力Fxb25499.833N方法二：根据同步附着系数求最大地面附着力同步附着系数路面前后车轮同时抱死时，前后车轮制动器的最大制动器制动力Fu1+Fu2=G*ψ汽车前轮最大制动器制动力Fμ18124.393N汽车后轮最大制动器制动力Fμ25275.689N综上所述汽车前轮最大地面附着力Fxb18124.393N汽车后轮最大地面附着力Fxb25275.689N制动器所能提供的制动力方法一：假设制动器轮缸液压，求制动器制动力《汽车制动理论与设计》P26Fμ1=2*BF1f*PI()/4*d1*d1*(P1-PS)*r1/RfN前器，其中PS为前轮缸液压损失，Pa前制动器所能提供的最大制动器制动力9918.853N前制动器所能提供的最大制动器制动力矩1031.561N.m后制动器所能提供的最大制动器制动力6440.947N后制动器所能提供的最大制动器制动力矩772.9136N.m结论方法二：由车轮制动力反推制动器轮缸液压从上述计算可以得到如下结论：前后制动器所能提供的最大制动力满足P1=2*Fμ1*Rf/(r1*BF1*PI()*d1^2*n)（左侧公式中各符号同上表，n为前制动器单侧油缸数目）前制动器轮缸液压6.552687MPa后制动器轮缸液压6.552687MPa结论驻车制动计算极限倾角《汽车设计》P703汽车在上坡时可能停驻的极限上坡路倾角α=arctan(ψ*Lf/(L-ψ*hg))法规要求ψ19.66499127度≥11.3°0.523.915109930.628.174549560.732.396621450.8汽车在下坡时可能停驻的极限下坡路倾角α=arctan(ψ*Lf/(L+ψ*hg))法规要求ψ15.04335277度≥11.3°0.517.469293350.619.722157080.721.813566710.8手柄力校核？？？？？制动距离校核？行车制动的性能要求《汽车理论》P79（4-6式）s=1/3.6*(τ2'+τ2''/2)*ua0+ua0^2/25.92/abmax其中τ2'制动踏板空行程时间，τ2为制动器的作用时间，τ2一般在0.2~0.9s之间。abmax为制动器最大制动减速度；ua0为起始制动车速取τ2'+τ2''/20.5s由上述计算可得如下结论：制动力分配系数β0.606294空载同步附着系数0.500259满载同步附着系数0.776906而我国目前的道路路面状况有较大改善，一般可达ψ＝0.8左右，在高速路上可达1.0，通过上述对比可知，在路面附着系数0.8的路面上进行行车制动时，空载时后轮先抱死；满载空载状态下，该车在路面附着系数为0.8的常用路面上制动时，若无比例阀，则会出现后轮先由此可得到P1=P2=6.93MPa，液压制动系统管路的一般工作压力小发动机脱开的0-型试验制动减速度计算（含一制动管路失效的情况）制动系统踏板相关计算空载地面摩擦系数前后轮制动力比值前轮制动器制动力Fμ1后轮制动器制动力Fμ200000.11.005297011647.5259396644.11406040.21.1166134191362.8020531220.4779470.31.2410147992145.828341729.091660.41.3809523812996.60482169.95520.51.5395304263915.1314342543.0685660.61.720739224901.4082422848.4317580.71.9297954675955.4352233086.0447770.82.1736526957077.2123773255.9076230.92.461789688266.7397063358.02029412.8074712649524.0172083392.38279200制动器制动力的计算公式Fμ1=2*BF1*PI()/4*d1*d1*P1*r1/Rf《汽车制动理论与设计》P26在此处假设前后制动器轮缸液压值相等，且前后轮缸液压无损失。β=Fμ1/(Fμ1+Fμ2)0.606294273Fμ1Fμ200647.5420.48009071362.8884.9547112145.81393.4238612996.61945.8875413915.12542.345754901.43182.7984895955.43867.2457577077.24595.6875558266.75368.1238839524.06184.55474同步附着系数ψ0=(L*β-Lr)/hg期望值是0.4~0.6空载同步附着系数0.500258738空载设计值（如何定义？）制动强度前轴的利用附着系数后轴的利用附着系数ψf=β*z/((Lr+z*hg)/L)ψr=(1-β)*z/((Lf-z*hg)/L)0000.10.1209393920.078949692附着系数利用法规线ECEECE法规要求：（1）当制动强度0.1～0.61（φ在0.2～0.8之间）时，前轴利用附着系数曲线应该后轴利用附着系数曲线上方，且满足前后轴利用附着系数曲线应在直线k=（z+0.07）/0.85以下。（2）制动强度Z值在0.3～0.45时，若后轴利用附着曲线位于k=z+0.05以下，则允许后轴附着系数利用曲线位于前轴附着系数利用曲线之上。《汽车理论》P93β曲线（与制动系统的参数有关，制动系统参数定义完成后，β曲线就定义完成）前制动器所能提供的最大制动力后制动器所能提供的最大制动力Fμ1+Fμ2=ψGFμ1/Fμ2=（Lr+ψhg）/（Lf-ψhg）Fμ2=(G/hg*sqrt(Lr^2+4*hg*L/G*Fμ1)-(G*Lr/hg+2*Fμ1))/2I曲线绘制I曲线的条件《汽车理论》P880.20.2298540520.1666645650.30.3284524340.2646901080.40.4181339810.3749578350.50.5000559670.4999138360.60.5751837080.6427023680.70.6443287750.8074340780.80.7081784340.9995881930.90.7673185681.22663378110.8222517011.4990232421.10.873411321.831847078满载前轴的利用附着系数后轴的利用附着系数制动强度0000.10.1461947060.0672675810.20.2737103620.1413712980.30.3859118870.2234090310.40.4854017590.3147270520.50.5742243830.4169944750.60.6540080690.5323062130.70.7260657690.6633279960.80.7914678930.8135050110.90.8510958450.98736925210.9056819751.1910047681.10.9558398081.432774275从上述计算和图表中可以看到，该车的制动器附着系数利用曲线负荷ECE标准。空载制动强度前轴的利用附着系数后轴的利用附着系数00.10.20.30.40.50.60.70.80.9附着系数利用法规线GB21670GB21670-2008中要求：在车辆所有载荷状态下，当制动强度z处于0.15~0.80之间时，后轴附着系数利用曲线不应位于前轴上方；当附着系数ψ在0.2~0.8之间时，制动强度z≥0.1+0.7（ψ-0.2）。同上同上空载11.1满载制动强度前轴的利用附着系数后轴的利用附着系数00.10.20.30.40.50.60.70.80.911.1从上述计算和图表中可以看到，该车的制动器附着系数利用曲线在满载时符合GB21670标准要求，但是在空载时不满足该标准要求。带有比例阀的曲线计算同上同上满载同上同上空载满载后轮制动器制动力Fμ2ψ=(z+0.07)/0.85ψ=z+0.050.08235294100.5002590.20.10.500259附着系数利用法规线ECEECE法规要求：（1）当制动强度0.1～0.61（φ在0.2～0.8之间）时，前轴利用附着系数曲线应该后轴利用附着系数曲线上方，且满足前后轴利用附着系数曲线应在直线k=（z+0.07）/0.85以下。（2）制动强度Z值在0.3～0.45时，若后轴利用附着曲线位于k=z+0.05以下，则允许后轴附着系数利用曲线位于前轴附着系数利用曲线之上。ECE法规线对角线同步附着系数后制动器所能提供的最大制动力I曲线1.61.82附着系数利用曲线（空载）01000200030004000500060007000020004000600080001000012000后轴制动力（N）前轴制动力（N）空载I曲线β线05001000150020002500300035004000020004000600080001000012000后轴制动力（N）前轴制动力（N）I曲线（