汽車?yán)碚撜n程設(shè)計說明書-汽車性制動性計算)

1、<p>　　汽車?yán)碚撜n程設(shè)計說明書</p><p>　　題目：汽車性制動性計算</p><p><b>　　一.題目要求</b></p><p>　　一中型貨車裝有前后制動器分開的雙管路制動系，其有關(guān)參數(shù)見下表1：</p><p>　　表 1中型貨車有關(guān)參數(shù)</p><p>　　問題1根

2、據(jù)書上所提供的數(shù)據(jù)，繪制：I曲線，β線，f、r線組；</p><p>　　問題2繪制利用附著系數(shù)曲線；繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法）要求的限制范圍，計算并填寫利用附著系數(shù)參數(shù)表</p><p>　　問題3繪制制動效率曲線，計算并填寫制動效率參數(shù)表。</p><p>　　問題4對制動性進(jìn)行評價。</p>&l

3、t;p>　　問題5此車制動是否滿足標(biāo)準(zhǔn)GB 12676-1999的要求？如果不滿足需要采取什么附加措施（提出三種改進(jìn)措施，并對每種措施的預(yù)期實施效果進(jìn)行評價；要充分說明理由，包括公式和圖)</p><p>　　二. 問題的分析與求解</p><p>　　2.1 問題1的分析與求解</p><p>　　I曲線為前后輪同時抱死時前后輪制動器制動力的關(guān)系曲線——即理

4、想的前、后輪制動器制動力分配曲線[1]，公式為</p><p>　　由式1-1利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出I曲線見下圖一。</p><p>　　圖 一 理想的前、后制動器制動力分配曲線</p><p>　　不少兩軸汽車的前、后制動器制動力之比為一固定值。常用前制動器制動力與汽車總制動器制動力之比來表明分配的比例，稱為制動器制動力分配系數(shù)，用符號表示，

5、則</p><p>　　這條線為實際前后制動器制動力分配曲線，簡稱曲線，在本文中。即。由式1-2利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出I曲線見下圖二。</p><p><b>　　圖 二 曲線</b></p><p>　　如果將理想的制動器制動力分配曲線與實際的制動器制動力分配曲線在同一坐標(biāo)下畫出，它們的交點即為同步附著系數(shù)。同步附著系數(shù)

6、是由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的、反映汽車制動性能的參數(shù)。利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出中型貨車的I曲線和曲線，見圖三。</p><p><b>　　圖 三 曲線</b></p><p>　　線組是指后輪沒有抱死、前輪抱死時，間的關(guān)系曲線：</p><p>　　線組是前輪沒有抱死而后輪抱死時的間的關(guān)系曲線：</p><p

7、>　　由上式1-3和1-4及該中型貨車的相關(guān)參數(shù)，利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出線組和線組。由于不同載荷狀態(tài)下所對應(yīng)不同數(shù)值的線組和線組，本文僅以滿載時（）繪制圖四，且值不同，為了能直觀反映，本文僅以0.2,0.4,0.6,0.8,1為例。</p><p>　　從圖四中看出對于同一值下的線組和線組的交點，即符，又符合，所以這些交點便是前、后車輪（都包含同時）抱死的點。因此這些交點的連線的曲線也

8、就是前面繪制出的I曲線，從圖中可以看出那些交點完全在繪制的I曲線上。</p><p><b>　　圖 四線組和線組</b></p><p>　　2.2 問題2的分析與求解</p><p>　　本問題是已知某一中型貨車的相關(guān)參數(shù)要求畫出利用附著系數(shù)曲線。首先了解一下關(guān)于制動器分配系數(shù)的定義。</p><p>　　汽車以一定

9、減速度制動時，除去制動強度等于同步附著系數(shù)以外，不發(fā)生車輪抱死所要求的（最小）路面附著系數(shù)總大于制動強度。為了定量說明，故引用了附著系數(shù)的概念，其定義為</p><p>　　式2-1中對應(yīng)于制動強度,汽車第軸產(chǎn)生的地面制動力；制動強度為時，地面對第軸產(chǎn)生的法向反作用力；為第軸對應(yīng)于制動強度的利用附著系數(shù)。</p><p>　　由上述定義可推導(dǎo)出前軸與后軸的利用附著系數(shù)公式。設(shè)汽車前輪剛要抱

10、死或前、后輪同時剛要抱死時產(chǎn)生的減速度為,式中為制動強度，則</p><p><b>　　前軸的利用附著系數(shù)</b></p><p>　　后軸的利用附著系數(shù)為</p><p>　　利用上式2-2和2-3以及題目所給該貨車空載和滿載的相關(guān)參數(shù)運用即可繪制出該中型貨車的利用附著系數(shù)曲線見圖五，并且可求出不同制動強度下的利用附著系數(shù)見表2。</

11、p><p>　　圖 五 中型貨車?yán)酶街禂?shù)曲線</p><p>　　表 2不同制動強度下的利用附著系數(shù)</p><p>　　國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法）上注有：本標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能方面的內(nèi)容在技術(shù)上是等效采用ECE第13號法規(guī)，有關(guān)汽車制動系統(tǒng)性能試驗方法方面的內(nèi)容在技術(shù)上是等效采用ISO 6597-1991、I

12、SO 7634-1995和ISO 7635-1991標(biāo)準(zhǔn)。該三項國家標(biāo)準(zhǔn)是按照ECE第13號法規(guī)的要求制定的。故可采用歐洲ECE的標(biāo)準(zhǔn)來繪制限制范圍。</p><p>　　運用MATLAB2014a,編寫程序繪制出ECE法規(guī)貨車的制動力分配即國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）見圖六。</p><p>　　圖 六 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）限制范圍</p>&l

13、t;p>　　2.3 問題3的分析與求解</p><p>　　地面附著條件利用程度的概念也可用制動效率描述，并說明實際制動力分配的合理性。制動效率定義為車輪不鎖死的最大制動強度與車輪和地面間附著系數(shù)的比值。也就是車輪將要抱死時的制動強度與被利用的附著系數(shù)之比由式2-2和2-3即可得到前軸的制動效率為</p><p><b>　　后軸的制動效率為</b></p

14、><p>　　利用上式3-1和3-2以及題目所給該貨車空載和滿載的相關(guān)參數(shù)運用即可繪制出該中型貨車的制動效率曲線見圖七并且可以得到不同附著條件下的左右輪的制動效率見表3。</p><p>　　以空載時制動效率曲線繪制為例，實際是由兩條曲線構(gòu)成，即前輪的制動效率曲線和后軸的制動效率曲線，應(yīng)先求出前后輪同時抱死時附著系數(shù)的值作為臨界值，再分別繪制前后輪制動效率圖。</p><p

15、>　　圖 七 中型客車前、后輪制動效率曲線</p><p>　　表 3 不同附著系數(shù)下的制動效率</p><p>　　2.4問題4的分析與求解</p><p>　　汽車的制動性的評價指標(biāo)主要有制動效能、制動效能的恒定性以及制動時汽車的方向穩(wěn)定性。</p><p>　　制動效能，指汽車在良好的路面上以一定初速度和規(guī)定的踏板力開始制動，&l

16、t;/p><p>　　在最短的時間內(nèi)停車的一種能力，是制動性能級墓本的評價指標(biāo)。一般用制動距</p><p>　　離、制動減速度、制動力等表示。</p><p>　　計算不抱死制動距離，需要對制動過程有一個全面了解。制動過程分為駕駛員看見信號后做出行動反應(yīng)、制動器起作用、持續(xù)制動和放松制動器四個階段，詳見圖八。一般所指制動距離是開始踩著制動踏板到完全停車的距離。它包括制

17、動器起作用和持續(xù)制動兩個階段汽車駛過的距離。</p><p>　　圖 八 汽車制動過程</p><p>　　在制動器起作用階段，汽車駛過的距離為</p><p>　　在持續(xù)制動階段，汽車行駛過的距離為</p><p>　　因為很小，忽略故總的制動距離為</p><p>　　國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）規(guī)定的O

18、型行車制動實驗要求，中型貨車測試的制動距離最低要求如下表4</p><p>　　表 4中型貨車發(fā)動機脫開 O型行車制動實驗最低要求</p><p>　　問題已知,,取試驗路面附著系數(shù),需要求出</p><p>　　對于制動效率，我們通過問題3的圖七中型貨車前、后輪制動效率曲線可知，當(dāng)時，該中型客車空載時制動效率是以后輪發(fā)生作用，滿載時是前輪起作用，故</p&g

19、t;<p>　　由式3-4、3-5分別帶入4-4得</p><p>　　故得到該貨車不抱死的制動距離為</p><p>　　由上式4-5及相應(yīng)的參數(shù)運用MATLAB2014a編寫程序即可得到該貨車在空載和滿載時不抱死的制動距離,結(jié)果見表5。</p><p>　　表 5中型貨車發(fā)動機脫開 O型行車制動實驗</p><p>　　從上

20、表5中看出該貨車符合發(fā)動機脫開 O型行車制動實驗的最低要求。</p><p>　　行車制動傳能系某一零件失效時，國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）規(guī)定見表6</p><p>　　表 6 中型貨車行車制動某零件失效時國家標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　本文是以前、后管路分別失效計算該貨車的制動距離。設(shè)求制動系前部管路損壞時汽車的制動距，制動系后部管路損壞時汽車的制動距。

21、</p><p>　　1)當(dāng)制動系前部管路損壞時，則在后輪制動將要抱死的時候</p><p><b>　　得制動強度</b></p><p><b>　　最大制動減速度</b></p><p>　　將4-6式帶入式4-7得制動距離</p><p>　　2)當(dāng)制動系后部管路損壞

22、時，則在前輪制動將要抱死的時候</p><p><b>　　得制動強度</b></p><p><b>　　最大制動減速度</b></p><p>　　將4-10式帶入式4-3得制動距離</p><p>　　運用MATLAB2014a編寫程序利用已知參數(shù)求得結(jié)果見表7 </p><

23、;p>　　表 7中型客車制動系損壞時實驗的制動距離</p><p>　　由表7可知在制動系前部管路損壞時，該中型貨車在空載、滿載時前后管路的制動性能都良好。</p><p>　　2.5 問題5的分析與求解</p><p>　　由問題4關(guān)于該貨車行車制動是符合國家標(biāo)準(zhǔn)的。但是還需要分析該貨車是否滿足國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗

24、方法）要求的限制范圍。由于標(biāo)準(zhǔn)里既有空載也有滿載且前后軸在不同制動強度下利用附著系數(shù)要求也不同在同一張圖出很難看出，為此本文將分情況對該貨車制動性進(jìn)行評價。</p><p>　　1）對于之間的各種車輛，要求制動強度。</p><p>　　運用MATLAB2014a,編寫程序繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)和該貨車各種狀態(tài)下的利用附著系數(shù)曲線圖九。</p><p>　　圖 九 某中型貨

25、車各種狀態(tài)下利用附著系數(shù)曲線</p><p>　　由圖十可知在該貨車滿載時當(dāng)利用附著系數(shù)大于0.6時，制動強度小于利用附著系數(shù)。</p><p>　　2)車輛在各種裝載狀態(tài)下，前軸的利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線之上。分別繪制空載和滿載時的前后軸利用附著系數(shù)對比圖運用MATLAB2014a,編寫程序繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)貨車的制動力分配見圖十。</p><p>　

26、　圖 十 某中型貨車在空載和滿載時的制動力分配</p><p>　　由圖十一可知該中型貨車在空載狀態(tài)時前軸的利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線之下。</p><p>　　3）對于最大總質(zhì)量大于3.5的貨車，在制動強度之間，每根軸的利用附著系數(shù)曲線位于兩條平行于理想的附著系數(shù)直線的平行線之間，運用MATLAB2014a繪制對比曲線圖十一。</p><p>　　圖

27、 十一 某中型貨車的制動力分配（）</p><p>　　由圖十一可知該貨車在空載時后軸的利用附著系數(shù)曲線不在理想附著系數(shù)直線的平行線之間。</p><p>　　4）制動強度時，后軸的的利用附著系數(shù)滿足關(guān)系式，運用MATLAB2014a繪制對比曲線圖十三。</p><p>　　圖 十二 某中型貨車在z>0.3時利用附著系數(shù)曲線</p><p&

28、gt;　　由圖十二可知在制動強度時，符合法規(guī)要求。</p><p>　　總上所述，由于該貨車不滿足任何車輛的ECE法規(guī)要求，當(dāng)制動強度之間也不滿足，僅在時，符合法規(guī)要求，故不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）。</p><p><b>　　三．結(jié)論 </b></p><p>　　3.1該貨車制動系損壞對制動距離的影響</p>

29、<p>　　問題4只是計算出行駛車速，在的路面上,貨車制動系前部管路損壞時汽車的制動距離 ，制動系后部管路損壞時汽車的制動距離。從得到結(jié)果可以看出當(dāng)制動系后管路損壞時貨車在滿載時的剎車距離比空載還要大很多，是非常危險的。</p><p>　　但是對其他附著條件下的制動距離，還能沒有給出定性分析。本文在所給條件的基礎(chǔ)上分析在之間時，前后制動管路分別損壞時，對不同載荷下貨車的剎車距離的影響。運用MATL

30、AB2014a繪制不同附著條件下，給定汽車速度時，不同載荷下該中型貨車的制動距離對比曲線圖十三。</p><p>　　圖 十三 不同附著率下制動系統(tǒng)損壞時貨車的制動距離</p><p>　　從圖十三中，我們可以看出，在時，不同附著條件下，制動距離最長的始終是后管路損壞貨車滿載時，這種情況是很危險的。</p><p>　　3.2該貨車制動性能的改進(jìn)</p>

31、<p><b>　　四.心得體會</b></p><p>　　制動系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，它在車輛的主動安全方面扮演著重要的角色。制動系統(tǒng)設(shè)計、匹配的好壞程度，從根本上決定著車輛整車性能，尤其是制動性能的品質(zhì)。</p><p><b>　　五 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 余志生. 汽車?yán)碚?/p>