制动系统设计计算书Word格式.docx

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3.5

确定同步附着系数Φ0....................................................................................................

4

制动力分配曲线的分析......................................................................................................

4.1

绘制I曲线和β曲线......................................................................................................

4.2

前后制动器制动力分配的合理性分析...........................................................................

-6-

4.2.1

制动法规要求................................................................................................................

-7-

4.2.2

前后轴利用附着系数曲线的分析................................................................................

5

制动系统结构参数的确定..................................................................................................

-9-

5.1

制动管路的选择..............................................................................................................

5.2

制动主缸的结构参数的确定..........................................................................................

5.2.1

轮缸容积的确定........................................................................................................

-10-

5.2.2

软管容积增量的确定................................................................................................

5.2.3

主缸容积的确定........................................................................................................

5.2.4

主缸活塞直径的确定................................................................................................

-11-

5.2.5

主缸行程的确定..........................................................................................................

5.3

踏板机构的选择............................................................................................................

5.4

制动踏板杠杆比的确定................................................................................................

-12-

5.4.1

真空助力比的确定....................................................................................................

5.4.2

踏板行程的确定........................................................................................................

5.4.3

主缸最大压力的确定................................................................................................

5.4.4

主缸工作压力的确定................................................................................................

-13-

5.4.5最大踏板力的确定

......................................................................................................-13-

6

驻车性能的计算................................................................................................................

7制动性能的校核..................................................................................................................

-14-

7.1

制动减速度的计算..........................................................................................................

-15-

7.2

制动距离的计算..................................................................................

错误！

未定义书签。

8

结论....................................................................................................................................

-17-

参考文献..................................................................................................................................

1基本参数输入

制动系统设计计算需要给定的参数见表1.

表1

计算参数输入

基本参数项目

代号

单位

参数数值

备注

轴距

L

mm

2950

总体组确定

空载质量

m1

Kg

1500

空载前轴质量

Wf1

855

空载后轴质量

Wr2

645

空载质心高度

Hg1

573

满载质量

m2

1925

满载前轴质量

Wf2

962.5

满载后轴质量

满载质心高度

Hg2

553

车轮滚动半径

R

328

设计值

前后轮缸数量

n

2/2

前器制动半径

RBf

135

后器制动半径

RBr

107.5

汽车设计最高车速

V

Km/h

220

制动踏板杠杆比

ip

前后制动器效能因数

Cf/Cr

0.76/0.76

前后制动器摩擦系数

μ

0.38

制动轮缸行程

δ

0.7

主缸行程

Sm

18+18

2制动系统的相关法规

制动系统的设计要符合相关的法规，目前的制动性能所遵循的法规主要是：

1）GB12676-1999汽车制动系统结构性能和试验方法。

2）GB7258-2004机动车运行安全技术条件

3整车制动力分配计算

3.1汽车质心距前后轴中心线距离的计算

根据力矩平衡原理，得出换算公式为：

a=Wr•L

Wf+Wr

b=Wf•L

将相关参数代入式

（1），

（2），并将计算结果列于表2。

表2质心距离计算结果

状态

质心距前轴距离a

质心距后轴距离b

满载

1475

空载

1268.5

1681.5

3.2理想前后地面制动力的计算

hg

Fz1

Fz2

（1）

（2）

图1汽车受力简图

汽车制动时的受力如图1所示。

对后轮接地点取力矩，得:

Fz1L=Gb+mdudtHg

对前轮接地点取力矩，得:

Fz2L=Ga−mdudtHg

式中：

Fz1——地面对前轮的法向反作用力；

Fz2——地面对后轮的法向反作用力；

m——汽车质量；

G——汽车重力；

b——汽车质心至后轴中心线的距离；

a——汽车质心至前轴中心线的距离；

Hg——汽车质心高度；

du/dt——汽车减速度。

则可求得地面法向反作用力为：

G

Hgdu

F

z1

=

b+

g

dt

z2

a−

在任何附着系数的路面上，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：

Fμ1+Fμ2

=ϕG

=ϕF

（b+φH

）φ

（3）

μ1

（a−φH

（4）

μ2

式中Fμ1——前轮制动器制动力；

-3-

Fμ2——后轮制动器制动力；

φ——地面附着系数。

代入相关参数，这里取常用路面附着系数φ=0.8，计算出满载状态下理想的前后地面制

动力为：

Fμ1=ϕFz1=9809.288N。

Fμ2=ϕFz2=5282.712N。

3.3前后制动器缸径的确定

根据汽车理论，实际制动力的分配曲线是在理想的制动力分配曲线的基础上获得的。

即

实际前后地面制动力的表达式为：

FB1=2Cf•π/4•Df2•Pf•RBf

FB2=

2C

r

•π/4•D2

•P

•RB

地面制动力和制动器制动力在数值上相等。

所以，前后轮缸直径的计算式如下：

Df=

2FB1

（5）

PfπCf

Dr=

2FB2

（6）

PrπCrRBr

Df、Dr——前后轮缸直径；

FB1、FB2——前后地面制动力；

Cf、Cr——前后制动器效能因数；

RBf、RBr——前后制动器工作半径；

Pf，Pr——管路压力。

在制动时一般不超过8~12MPa。

选取常用压力8MPa。

计算得出前后轮缸直径为Df=48.7mm，Dr=41.09mm。

轮缸直径经过圆整，并应符合

HG2865-1997标准规定的尺寸系列。

所以。

确定前后轮缸直径为：

Df=50mm，Dr=40mm.

确定制动力分配系数

制动力分配系数定义为：

用前制动器制动力与汽车总的制动器制动力之比来表明分配

的比例。

即：

β

FB1

（7）

+F

B1

B2

β=0.662。

3.5确定同步附着系数Φ0

同步附着系数反应汽车制动性能的一个参数。

同步附着系数用解析法求得的表达式为：

φ0

L•β−b

（8）

Hg

代入相关参数到式（8），得：

空载时同步附着系数为0.474。

满载时同步附着系数为0.864。

制动力分配曲线的分析

4.1绘制I曲线和β曲线

根据公式（3）、（4），代入不同附着系数值，得到一组关于前后制动器制动力的计算数

据，并将计算数据绘成以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，并将β曲线绘在同一坐标系内。

见图2

图2理想制动力分配曲线

4.2前后制动器制动力分配的合理性分析

汽车的制动力的分配合理性，可以用二种方法来描述：

一是用理想制动力分配线来描

述，二是用利用附着系数与制动强度之间的关系来描述。

下文所用参数说明如下：

ϕ——利用附着系数；

ZZ——制动强度；

ϕf、ϕr——前后轴利用附着系数；

φ0——同步附着系数；

β——制动力分配比；

ε——附着系数利用率；

4.2.1制动法规要求

（1）利用附着系数ϕ在0.2-0.8之间，制动强度Z≥0.1+0.85（ϕ−0.2），或利用附着系

数ϕ≤（Z+0.07）/0.85。

（2）Z值在0.15-0.8之间，车辆处于各种载荷状态时，ϕf线应在ϕr线之上，但Z值在0.3-0.45之间时，若ϕr不超过ϕ=Z线以上0.05，则允许ϕr线位于ϕf线之上。

4.2.2前后轴利用附着系数曲线的分析

求得前轴利用附着系数Φf曲线为：

ϕf=

β•Z

（9）

•（b+Z•Hg）

求得后轴利用附着系数Φf曲线为：

ϕr=

（1−β）•Z

（10）

•（a−Z•Hg）

将上述关系式绘成曲线，即前后轴利用附着系数与制动强度的关系曲线，见图3。

利用附着系数越接近制动强度，则路面附着条件就发挥的越充分，汽车制动力的分配合理性就越高。

按照利用附着系数曲线图来考虑，为了防止后轮抱死并提高制动效率，前轴利用附着系数曲线应总在45度对角线下方，即总在后轴利用附着系数曲线下方，同时还应靠近图中

ϕ=Z曲线。

结论：

空满载状态下，汽车制动力的分配比较合理。

-8-

图3前后轴利用附着系数与制动强度的关系曲线

5制动系统结构参数的确定

5.1制动管路布置的选择

通过比较各种布置型式，可知：

X型回路其特点是一回路失效时仍能保持50%的制动效

能，并且制动力的分配系数和同步附着系数没有变化，保证了汽车制动时与整车负荷的适

应性。

所以综合考虑，选用常用的X型管路布置。

5.2制动主缸的结构参数的确定

计算所用参数说明如下：

V——全部轮缸工作容积容积；

Vm=1.1（V+V）

′

（14）

主缸工作容积Vm=10408.629mm3。

5.2.4主缸活塞直径的确定

制动主缸活塞直径dm和主缸行程Sm可由下式确定：

dm=

4Vm

（15）

Sm•π

得出主缸活塞直径为dm=19.19mm。

由于主缸液压太高会对主缸缸径产生很大影响，兼

顾制动管路的压力要求，综合考虑，主缸活塞直径应符合标准QC/T311-1999,故选用主缸缸

径为dm=22mm。

制动主缸直径为dm=22mm。

5.2.5主缸行程的确定

根据公式：

Sm=

Vm

（16）

•π•dm

1/4

计算得到Sm=27.395mm<

（18+18）mm。

主缸行程应符合标准QC/T311-1999