制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告

1、編號(hào)編號(hào): : 115S-PD-PK-034115S-PD-PK-034制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告項(xiàng)目名稱： 115S編制: 日期: 校對(duì): 日期: 審核: 日期: 批準(zhǔn): 日期: 重慶迪科汽車研究有限公司2009 年 3 月目目 錄錄一、設(shè)計(jì)選型概述.1二、整車基本參數(shù).1三、制動(dòng)系統(tǒng)原理圖.1四、制動(dòng)法規(guī)基本要求.2五、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)確定.31、前、后制動(dòng)器在空載和滿載情況下的狀況.32、前、后制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)確定.43、前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線.54、GB12676-1999 法規(guī) M1 類車制動(dòng)力的校核.65、安裝感載比例閥后的實(shí)際制動(dòng)力分配曲線.66、安裝感載比例閥后的前后輪油壓曲線.8六

2、、真空助力制動(dòng)總泵及踏板力校核.91、制動(dòng)總泵容積的校核.92、制動(dòng)踏板力的校核.9七、制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度.12八、駐車制動(dòng)的計(jì)算.131.駐車制動(dòng)停駐的極限傾角.132.駐車手柄手力的校核.15九、總結(jié).16參考文獻(xiàn).17制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 1 頁(yè) 共 17 頁(yè)一、設(shè)計(jì)選型概述一、設(shè)計(jì)選型概述汽車制動(dòng)系是汽車的一個(gè)重要組成部分，直接影響汽車的行駛安全性能。為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能和高速行駛的安全性，應(yīng)該合理地確定汽車制動(dòng)系統(tǒng)布置形式及制動(dòng)系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)。另外也只有制動(dòng)性能良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。二、整車基本參數(shù)二、整車基

3、本參數(shù)基本參數(shù)專案參數(shù)數(shù)值軸距 L（mm） 2340整車整備質(zhì)量 m（Kg）1032整備狀態(tài)前軸載荷 mf（Kg）508整備狀態(tài)后軸載荷 mr（Kg）524空載時(shí)質(zhì)心高度 hg（mm）779空載質(zhì)心到前軸距離 a（mm）1230滿載質(zhì)量（Kg）1557滿載狀態(tài)前軸負(fù)載（Kg）669.5滿載狀態(tài)后軸負(fù)載（Kg）887.5滿載時(shí)質(zhì)心高度（mm）812滿載質(zhì)心到前軸距離（mm）1339前輪、后輪滾動(dòng)半徑 R輪（mm）309三、制動(dòng)系統(tǒng)原理圖三、制動(dòng)系統(tǒng)原理圖由于設(shè)計(jì)車型的前懸架主銷偏距為正偏距，故制動(dòng)系統(tǒng)的管路布置采用 H 型布置形式（如圖 3-1） 。制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司

4、第 2 頁(yè) 共 17 頁(yè)H 型管路布置的制動(dòng)系統(tǒng)1、帶真空助力的制動(dòng)主缸2、前車輪3、后車輪4、四通5、感載比例閥6、制動(dòng)儲(chǔ)液罐 圖 3-1 制動(dòng)管路原理圖四、制動(dòng)法規(guī)基本要求四、制動(dòng)法規(guī)基本要求 1） 、GB 12676-1999 汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能和試驗(yàn)方法2） 、GB7258-2004 機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件3） 、GB 13594-92 汽車防抱制動(dòng)系統(tǒng)性能要求和試驗(yàn)方法4） 、轎車制動(dòng)規(guī)范對(duì)行車制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)的部分要求項(xiàng)目中國(guó)GB12676-1999歐洲經(jīng)濟(jì)共同體ECE 71/320中國(guó)GB7258-1998試驗(yàn)路面附著良好制動(dòng)裝置某零件失效附著良好0.7載重任何載荷空載滿載一個(gè)駕駛

5、員或滿載滿載制動(dòng)初速度80km/h80km/h80km/h80km/h50km/h制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性車輪不抱死，不偏離出 3.7m 通道車輪不抱死，不偏離出 3.7m 通道車輪不抱死，不偏離出 3.7m 通道不抱死跑偏不許偏出2.5m 通道制動(dòng)距離或制動(dòng)減速度45m 5.8m/s173m 1.5m/s2145m 1.7m/s250.7m5.8m/s220m5.8m/s2制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 3 頁(yè) 共 17 頁(yè)踏板力 700N 700N 700N 490N500N五、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)確定五、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)確定1 1、前、后制動(dòng)器在空載和滿載情況下的狀況、前、后制動(dòng)器在空載

6、和滿載情況下的狀況1.1.基本理論對(duì)于一般的汽車而言，根據(jù)其前后軸制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)和坡度等因數(shù)，當(dāng)制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)如下三種情況：1)前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑。2)后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。3)前后輪同時(shí)抱死拖滑。情況 1)是穩(wěn)定工況，但在制動(dòng)時(shí)汽車喪失了轉(zhuǎn)向的能力，附著條件沒(méi)有充分利用；情況 2)，后軸可能出現(xiàn)側(cè)滑，是不穩(wěn)定工況，附著利用率也低；而情況 3)可以避免后軸側(cè)滑，同時(shí)前轉(zhuǎn)向輪只有在最大的制動(dòng)強(qiáng)度下才能使汽車失去轉(zhuǎn)向能力，較之前兩種工況，附著條件利用情況較好。前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配的比例將影響汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和地面附

7、著條件的利用程度，是設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)系必須妥善處理的問(wèn)題。1.2.理想前、后制動(dòng)力分配在分析前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配比例以前，首先了解地面作用于前、后車輪的法向反作用力。圖 5-1：制動(dòng)工況受力簡(jiǎn)圖由圖 5-1，對(duì)后輪接地點(diǎn)取力矩得:制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 4 頁(yè) 共 17 頁(yè) gzhdtdumGbLF1式中： 地面對(duì)前輪的法向反作用力；1zF 汽車重力；GFj加速阻力 汽車質(zhì)心至后軸中心線的距離；b 汽車質(zhì)量；m汽車質(zhì)心高度；gh汽車減速度。dtdu對(duì)前輪接地點(diǎn)取力矩，得:gzhdtdumGLFa2式中 地面對(duì)后輪的法向反作用力；2zF汽車質(zhì)心至前軸中心線的距離。a則可

8、求得地面法向反作用力為 dtdughbLGFgz1 dtdughaLGFgz2 若在不同附著系數(shù)的路面上制動(dòng)，前、后輪都能抱死（無(wú)論是同時(shí)抱死、或分別先后抱死） ，此時(shí) du/dt=g。地面作用于前、后輪的法向反作用力為 gzhbLGF1gzhaLGF22 2、前、后制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)確定、前、后制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)確定由于 115S 的總質(zhì)量和整備質(zhì)量與 B07 變化不大，故 115S 的前、后制動(dòng)器擬借用 B07零件，現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)能否滿足使用要求進(jìn)行校核（暫不考慮安裝壓力調(diào)節(jié)裝置） 。B07 前后制動(dòng)器的規(guī)格尺寸見(jiàn)下表：制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 5 頁(yè) 共 17 頁(yè)前后制動(dòng)器型

9、式前盤后鼓盤式制動(dòng)輪缸活塞直徑 Df/mm51.1前制動(dòng)器有效半徑 re/mmR97.7制動(dòng)鼓工作直徑 De/ mm220制動(dòng)鼓輪缸缸徑 Dr/ mm17.46前制動(dòng)器效能因數(shù) Bf0.76后制動(dòng)器效能因數(shù) Br2.2前后輪缸數(shù)量2(前)，2(后)由此可算出實(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)0.72435 . 01122211reBfDfDeBrDrFFF通過(guò)解析法求得同步抱死點(diǎn)：ghbL0空載同步抱死點(diǎn) 751. 00ghbL滿載同步抱死點(diǎn)851. 00ghbL3 3、前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線、前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線由整車參數(shù)及制動(dòng)器參數(shù)可繪出理想前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配 I 曲線及實(shí)際前、后制動(dòng)

10、器制動(dòng)力分配曲線（見(jiàn)圖 3）制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 6 頁(yè) 共 17 頁(yè)圖 5-2 理想制動(dòng)力分配曲線 I 線和 線4 4、GB12676-1999GB12676-1999 法規(guī)法規(guī) M1M1 類車制動(dòng)力的校核類車制動(dòng)力的校核為了確認(rèn)前后制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)是否能符合 GB12676-1999汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法制動(dòng)法規(guī)的要求，我們繪制了設(shè)計(jì)車的利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線（見(jiàn)圖 5-3） 。圖 5-3 利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線ECE 制動(dòng)法規(guī)要求：1、在 z=0.20.8 之間，前軸利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線的上方，且制動(dòng)強(qiáng)度 z0.

11、1+0.85（-0.2） ；2、當(dāng) z=0.30.5 時(shí)，在后軸利用附著系數(shù)曲線不超過(guò)直線=z+0.05 的條件下，允許后軸利用附著系數(shù)曲線在前軸利用附著系數(shù)曲線的上方。圖 5-3 中,制動(dòng)強(qiáng)度在 0.70.75 之間,空載時(shí)的后軸利用附著系數(shù)曲線與前軸附著系數(shù)曲線相交,且在相交后后軸利用附著系數(shù)在前軸附著系數(shù)曲線的上方,不滿足上述“在z=0.20.8 之間，前軸利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線的上方”ECE324/84 No13 制動(dòng)法規(guī)的要求,故需要安裝感載比例閥。 助助f助助fz助助助助ECE助助r 助助r制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 7 頁(yè) 共 17 頁(yè)5

12、5、安裝感載比例閥后的實(shí)際制動(dòng)力分配曲線、安裝感載比例閥后的實(shí)際制動(dòng)力分配曲線 感載比例閥參數(shù)：彎折點(diǎn)液壓 P(MPa)分配比空載4滿載80.25通過(guò)感載比例閥結(jié)構(gòu)參數(shù)及選定的前后制動(dòng)器參數(shù)，通過(guò)公式我們得出在空載且制動(dòng)管路中壓力為 4MPa 時(shí)：).(.394042211NRreBfDfPF助).(.14805 . 04r2212NRDeBrDPF助在滿載且制動(dòng)管路中壓力為 8MPa 時(shí)：).(.788042211NRreBfDfPF助).(.29805 . 04r2212NRDeBrDPF助我們繪制出前后制動(dòng)器的實(shí)際制動(dòng)力分配曲線（見(jiàn)圖 5-4）圖 5-4 前后制動(dòng)器的實(shí)際制動(dòng)力分配曲線同

13、時(shí)可求得空滿載狀態(tài)下前后輪同步抱死時(shí)對(duì)應(yīng)的前后制動(dòng)器制動(dòng)力分別為：制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 8 頁(yè) 共 17 頁(yè)空載狀態(tài)：Fu1= 8056N Fu2= 1962.3N滿載狀態(tài)：Fu1= 11930N Fu2= 3424.5N對(duì)應(yīng)的空載同步附著系數(shù)：空載99. 08 . 910323 .196280568 . 9m210uuFF對(duì)應(yīng)的滿載同步附著系數(shù)：滿載01. 18 . 915575 .3424119308 . 9m210uuFF從圖 5-3 利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線中可以看出在不安裝感載比例閥的情況下，空載前后輪同步抱死時(shí)其對(duì)應(yīng)的同步附著系數(shù)分別為 0.73

14、1 和 0.839，在安裝感載比例閥后通過(guò)計(jì)算空滿載情況下前后輪同時(shí)抱死其對(duì)應(yīng)的同步附著系數(shù)均大于 0.85，所以在 ECE 法規(guī)要求的在 z=0.20.8 之間，能夠滿足“實(shí)際前軸利用附著系數(shù)曲線均在后軸利用附著系數(shù)曲線的上方”的要求。6 6、安裝感載比例閥后的前后輪油壓曲線、安裝感載比例閥后的前后輪油壓曲線同時(shí)可繪制出安裝感載比例閥后的前后制動(dòng)器油壓力曲線（見(jiàn)圖 5-5）圖 5-5 感載比例閥調(diào)節(jié)的前后輪油壓曲線在空滿載同步附著工況時(shí)的系統(tǒng)壓力分別為：制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 9 頁(yè) 共 17 頁(yè) MPaBRDRFPZ18. 876. 00977. 00511. 0

15、14. 3309. 08056222fe2f1助助助助助助MPaBRDRFPZ11.1276. 00977. 00511. 014. 3309. 011930222fe2f1助助助助助助六、真空助力制動(dòng)總泵及踏板力校核六、真空助力制動(dòng)總泵及踏板力校核1 1、制動(dòng)總泵容積的校核、制動(dòng)總泵容積的校核由于前后制動(dòng)器分泵尺寸已經(jīng)確定，可計(jì)算出前后分泵所需供油油量：前分泵所需供油油量:322118.287147 . 01 .51247 . 02mmDVf后分泵所需供油油量:322299.1915444625.172442mmDVr則總泵所需排量:32189.5265)( 1 . 1mmVVV總泵為 22

16、.22，則滿足所需排量的活塞行程為: mmVS58.1322.2242總泵全行程為 29.5mm（13.5+16，同小康總泵） 主缸作用空行程3mm主缸工作時(shí)壓力損失行程5mm則踏板實(shí)際使用總行程86.6mm設(shè)計(jì)狀態(tài)踏板總行程120mm則：實(shí)際行程/總行程13.58/29.50.46。制動(dòng)總泵的使用行程一般在總行程的 4060%由此可確定制動(dòng)總泵的排量及活塞工作行程均滿足要求。 2 2、制動(dòng)踏板力的校核、制動(dòng)踏板力的校核制動(dòng)踏板稍做修改，根據(jù)：ppmPiDpF42max式中：產(chǎn)生最大制動(dòng)作用時(shí)的管壓，；maxpap制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 10 頁(yè) 共 17 頁(yè) 制動(dòng)缸

17、直徑,m；mD 制動(dòng)踏板傳動(dòng)比，4；pi 制動(dòng)踏板與主缸傳動(dòng)效率；p根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品經(jīng)對(duì)比分析，并結(jié)合設(shè)計(jì)車型的需要，沿用 B07 車型 9 英寸真空助力泵（助力比 i助 p=5.0，曲線拐點(diǎn)壓力 p。=7.22MPa） 。在，真空助力泵失效，此時(shí)閥桿輸出的最大作用力MPaP22. 70NF2977助助沿用 EQ6390 車型制動(dòng)踏板，制動(dòng)踏板杠桿比 ip=4.0，機(jī)械效率 95 1）時(shí)0PP 踏板力 助iiDpFpmP42max12）時(shí)0PP 踏板力 助助助iiFFpP03）。時(shí)0PP 踏板力 pmPPiFDpFF助助2max0241注：制動(dòng)總泵油壓maxp通過(guò)計(jì)算公式可繪出在 0400N

18、 踏板力時(shí)對(duì)應(yīng)的總泵油壓力曲線如圖 6-1制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 11 頁(yè) 共 17 頁(yè)圖 6-1 踏板力-油壓曲線在 0400N 踏板力范圍內(nèi)，總泵輸出油壓在 010.27MPa 之間， 通過(guò)計(jì)算可以繪制出在空滿載情況下油壓-制動(dòng)減速度的曲線圖（見(jiàn)圖 6-2） 圖 6-2 踏板力-制動(dòng)減速度曲線115S 單排屬于 M1 類車， GB12676 規(guī)定 M1 類車型在常規(guī)路面上制動(dòng)減速度需不小于制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 12 頁(yè) 共 17 頁(yè)7 m/s2。在制動(dòng)減速度為 7 m/s2時(shí)其對(duì)應(yīng)的踏板力分別為 106N 和 202N。踏板力在2004

19、00 N 范圍內(nèi)，減速度在界線范圍內(nèi)。所以真空助力泵的選擇合理，踏板力滿足要求。七、制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度七、制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度下面驗(yàn)證制動(dòng)距離和充分發(fā)出的平均減速度能否滿足 GB12676 法規(guī)要求。制動(dòng)初速度 hkmv/801max2112192.25)2(6 . 31jvvttS式中：機(jī)構(gòu)滯后時(shí)間1t制動(dòng)力增長(zhǎng)時(shí)間2t最大穩(wěn)定制動(dòng)減速度， 為同步附著系數(shù)maxjgj0max0取經(jīng)驗(yàn)值：3 . 0221tt在附著系數(shù)為 0.7 的路面上進(jìn)行制動(dòng)).(.66.428 . 97 . 092.25806 . 3803 . 092.25)2(6 . 312max21121mjvvttS評(píng)價(jià)參數(shù)GB

20、12676制動(dòng)距離（m）43511501 . 02vv充分發(fā)出的平均減速度（）2/sm6.865.8由以上計(jì)算可知，制動(dòng)距離小于 51m，符合 GB12676 的規(guī)定。下面驗(yàn)證在行車制動(dòng)系的傳能裝置某一零件失效的情況下，其制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度，能否滿足 GB12676 法規(guī)要求。制動(dòng)初速度。hkmv/801 jvvs92.251 . 02制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限公司第 13 頁(yè) 共 17 頁(yè)在空載工況路面附著系數(shù)為在空載工況路面附著系數(shù)為 0.7 路面上進(jìn)行制動(dòng)：路面上進(jìn)行制動(dòng)：評(píng)價(jià)參數(shù)GB12676 法規(guī)要求制動(dòng)距離（）m131178前輪失效充分發(fā)出的平均減速度（）2/sm

21、2.011.5制動(dòng)距離（）m49178后輪失效充分發(fā)出的平均減速度（）2/sm5.031.5在滿載工況路面附著系數(shù)為在滿載工況路面附著系數(shù)為 0.7 路面上進(jìn)行制動(dòng)：路面上進(jìn)行制動(dòng)：評(píng)價(jià)參數(shù)GB12676 法規(guī)要求制動(dòng)距離（）m110150前輪失效充分發(fā)出的平均減速度（）2/sm2.251.7制動(dòng)距離（）m52150后輪失效充分發(fā)出的平均減速度（）2/sm4.731.7由以上計(jì)算可知，制動(dòng)距離及制動(dòng)減速度均滿足 GB12676 的規(guī)定，上述確定的前后制動(dòng)器方案能滿足法規(guī)要求，設(shè)計(jì)方案合適。八、駐車制動(dòng)的計(jì)算八、駐車制動(dòng)的計(jì)算1.1.駐車制動(dòng)停駐的極限傾角駐車制動(dòng)停駐的極限傾角制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)

22、告 重慶迪科汽車研究有限公司第 14 頁(yè) 共 17 頁(yè)g1hLL arctan助助ug2hLL arctan助d式中：u汽車在上坡時(shí)可能停駐的極限上坡傾角；d汽車在下坡時(shí)可能停駐的極限下坡傾角；（1）當(dāng) 0.6 時(shí)空載駐車極限上坡路傾角：21.51空載駐車極限下坡路傾角：13.26滿載駐車極限上坡路傾角：23.12滿載駐車極限下坡路傾角：12.08（2）當(dāng) 0.7 時(shí)空載駐車極限上坡路傾角：25.8空載駐車極限下坡路傾角：15.07滿載駐車極限上坡路傾角：27.76滿載駐車極限下坡路傾角：13.62（3）當(dāng) 0.8 時(shí)空載駐車極限上坡路傾角：29.82制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算校核報(bào)告 重慶迪科汽車研究有限

23、公司第 15 頁(yè) 共 17 頁(yè)空載駐車極限下坡路傾角：16.68滿載駐車極限上坡路傾角：32.36滿載駐車極限下坡路傾角：15.08按照國(guó)家規(guī)定：駐車制動(dòng)必須使?jié)M載車輛在 18的坡道上（10.2）停住,由以上計(jì)算可以看出空滿狀態(tài)下，極限上下坡駐破坡角均大于 10.20，所以滿足要求。2.2.駐車手柄手力的校核駐車手柄手力的校核根據(jù) GB7258-2004機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件規(guī)定駐車制動(dòng)必須使?jié)M載車輛在附著系數(shù)為 0.7 路面上 20的坡道上（11.31）且駐車控制力不超過(guò) 600N 停駐。為了使汽車能在接近于坡度為的路面上停駐所需條件：后軸上的駐車制動(dòng)力矩接近與由所確定的極限值（） ，并保證下坡路上能停駐的坡度部sin助rgGadu小于法規(guī)規(guī)定值。單個(gè)后輪駐車制動(dòng)器的制動(dòng)力矩上限為,則單個(gè)固定在2sin助rgGa制動(dòng)器上的拉索輸入力為1F).(2586135. 02 . 2231.11sin307.