汽车理论课程设计汽车制动性计算

汽车理论课程设计汽车制

动性计算

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汽车理论课程设计说明书

题目：汽车制动性计算 班级： 姓名： 学号： 序号： 指导教师：

目录

1. 题目要求……………………………………………1 2. 计算步骤……………………………………………1 3. 结论…………………………………………………5 4. 心得体会……………………………………………6 5. 参考资料……………………………………………6

1. 题目要求

一中型货车有关参数： 载荷 空载 满载 质量m/kg 4080 9290 质心高hg/m 轴距L/m 质心至前轴距离a/m 制动力分配系数β 1）根据所提供的数据，绘制：I曲线，β线，f、r线组；

2）绘制利用附着系数曲线；绘制出国家标准（GB 12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法）要求的范围，计算并填写利用附着系数参数表1。

表1 不同制动强度下的利用附着系数

制动强度z 利用 附着系数 1 3）绘制制动效率曲线，计算并填写制动效率参数表2。

表2 不同附着系数下的制动效率

附着系数 制动 效率E (%) 4）

对制动性进行评价。

1 5）此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求？如果不满足需要采取什么附加措施（提出三种改进措施，并对每种措施的预期实施效果进行评价，包括成本、可行性等等；要充分说明理由，包括公式和图)

2. 计算步骤

1） 根据所提供的数据，绘制：I曲线，β线，f、r线组；

4hgL1G2b2hgGGb2F1 F1hg

I曲线公式F2β线公式

FF121

Gbf线组公式FXb2r线组公式FXb2LhghghgLhgFXb1FXb1h

gGa

Lhg将各条曲线放在同一坐标系中，满载时如图1所示，空载时如图2所示：

图1满载时不同φ值路面的制动过程分析 图2空载时不同φ值路面的制动过程分析

2）绘制利用附着系数曲线；绘制出国家标准（GB 12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法）要求的范围，计算并填写利用附着系数参数表3。

前轴的利用附着系数公式fFFXb1z1z1bzhgL

后轴的利用附着系数公式rFFXb2Z21z1azhgL

利用附着系数曲线如图3：

图3利用附着系数与制动强度的关系曲线 表3 不同制动强度下的利用附着系数

制动强度z 利用 附着系数 满载 空载 1 3）绘制制动效率曲线，计算并填写制动效率参数表4。

前轴的制动效率为

EfzzrfbLfhgL

后轴的制动效率为

EraL1rhgL

制动效率曲线如图4：

图4 前、后制动效率曲线 表4 不同附着系数下的制动效率

附着系数 制动 效率E (%) 满载 1 空载 3. 结论 1.

对制动性进行评价

1）图3给出了GB 12676-1999法规对该货车利用附着系数与制动强度关系曲线要求的区域。它表明这辆中型货车在制动强度≥时空载后轴利用附着系数φr与制动强度z的关系曲线不能满足法规的要求。实际上，货车若不配备具有变比值制动力分配特性的制动力调节装置，就无法满足法规提出的要求。

2）制动距离：假设汽车在φ=的路面上车轮不抱死，取制动系反应时间

'''20.02s，制动减速度上升时间20.2s。根据公式

2''ua1'20 s2ua03.6225.92abmax当行车制动正常时，若u=60Km/h，经计算得：满载制动距离s=22.328m；空载制动距离s=26.709m（均小于GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能

v2和试验方法标准s0.15v=36.692m），符合标准要求；

130当该车前轴制动管路失效时，若u=50Km/h，经计算得：满载制动距离s=31.341m（小于GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准

100v2s0.15v=79.9m）；空载制动距离s=39.371m（小于

30115GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准

100v2s0.15v=94.457m），都符合标准要求；

30115当该车后轴制动管路失效时，若u=50Km/h，经计算得：满载制动距离s=55.394m（小于GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准

100v2s0.15v=79.9m）；空载制动距离s=35.228m（小于

30115GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准

100v2s0.15v=94.457m）符合标准要求。

301152.

改进措施

1) 加装比例阀或载荷比例阀等制动调节装置。装比例阀或载荷比例阀

等制动力调节装置，可根据制动强度、载荷等因素来改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线，既接近=z.满足制动法规的要求。这种方法不需改变车身结构，效果明显，成本小。对汽车平顺性，通过性，操纵稳定性无影响。

2) 空载后轮利用附着系数不符合要求。根据公式：

rFFXb2Z21z1azhgL，减小前后轴距L，同时适当改变质心到

前轴的距离a，可以减小后轮利用附着系数，使之符合要求。轴距决定了汽车重心的位置，因此汽车轴距一旦改变，就必须重新进行总布置设计，特别是传动系和车身部分的尺寸。同时轴距的改变也会引起前、后桥轴荷分配的变化，且如果轴距过长，就会使得车身长度增加，使其他性能改变，成本较高，可行性差。

3) 空载时适当减小质心高度，减小后轮利用附着系数，减小汽车通过

性，但平顺性增加，不容易发生侧倾。

4. 心得体会

本次《汽车理论》课程设计使我对制动性有了更深的理解，同时更熟练地掌握了Matlab计算机软件的运用。通过查看相应的国家标准，使我对汽车行业的制造及检测过程有了初步了解。最后感谢老师对本次课程设计的指导，感谢同学对本次课程设计的帮助。

5. 参考文献

［1］ 余志生. 汽车理论 [M]. 北京：机械工业出版社，19.

［2］ GB-T 150-2001 中华人民共和国国家标准. 机动车辆及挂车分类 [S]. ［3］ GB 12676-1999 中华人民共和国国家标准. 汽车制动系统结构、性能和

试验方法[S].

附程序：

%copyright gejianyong clc clear close all; g=

ma=9290%满载质量 m0=4080%空载质量 Ga=ma*g%满载重力 G0=m0*g%空载重力 hga=%满载质心高度 hg0=%空载质心高度 L=%轴距

ba=1%满载质心至后轴距离 b0=%空载质心至后轴距离 aa=%满载质心至前轴距离 a0=%空载质心至前轴距离 B=%制动力分配系数 % f1前轮制动器制动力

% f2a满载后轮理想制动器制动力 %以下为满载时制动过程 f1=0:10:60000;

f2a=*(Ga*((ba*ba+4*hga*L*f1/Ga).^/hga-(Ga*ba/hga+2*f1));%满载I曲线公式

%f2Ba满载后轮实际制动器制动力 f2Ba=f1*(1-B)/B;%满载B线 figure(1)

plot(f1/1000,f2a/1000,'k',f1/1000,f2Ba/1000,'k')%画出I曲线，B线 %P附着系数 for P=::1

fxbfa=(L-P*hga)*f1/P/hga-Ga*ba/hga;%fxbfa满载f线 fxbfa1=fxbfa(fxbfa<=f2a);%取I曲线下方f线 f1f=f1(fxbfa<=f2a);

fxbra=-P*hga*f1/(L+P*hga)+P*Ga*aa/(L+P*hga);%fxbra满载r线 fxbra1=fxbra(fxbra>=f2a);%取I曲线上方r线 f1r=f1(fxbra>=f2a); hold on

plot(f1f/1000,fxbfa1/1000,'k',f1r/1000,fxbra1/1000,'k')%画出f线 axis([0 60 0 60]) %axis square end

%title('满载时不同φ值路面的制动过程分析') xlabel('{\\itf} 线组 {\\itF}_{μ1}/kN,{\\itF}_{Xb1}/kN') ylabel('{\\itr} 线组 {\\itF}_{μ2}/kN,{\\itF}_{Xb2}/kN') %以下为空载时制动过程 f1=0:10:30000;

f20=*(G0*((b0*b0+4*hg0*L*f1/G0).^/hg0-(G0*b0/hg0+2*f1));%空载I曲线公式 %f2B0空载后轮实际制动器制动力 f2B0=f1*(1-B)/B;%空载B线 figure(2)

plot(f1/1000,f20/1000,'k',f1/1000,f2B0/1000,'k')%画出I曲线，B线 %P附着系数 for P=::1

fxbf0=(L-P*hg0)*f1/P/hg0-G0*b0/hg0;%fxbf0空载f线 fxbf01=fxbf0(fxbf0<=f20);%取I曲线下方f线 f1f=f1(fxbf0<=f20);

fxbr0=-P*hg0*f1/(L+P*hg0)+P*G0*a0/(L+P*hg0);%fxbr0空载r线 fxbr01=fxbr0(fxbr0>=f20);%取I曲线上方r线 f1r=f1(fxbr0>=f20); hold on

plot(f1f/1000,fxbf01/1000,'k',f1r/1000,fxbr01/1000,'k')%画出f线 axis([0 30 0 30]) %axis square end

%title('空载时不同φ值路面的制动过程分析') xlabel('{\\itf} 线组 {\\itF}_{μ1}/kN,{\\itF}_{Xb1}/kN') ylabel('{\\itr} 线组 {\\itF}_{μ2}/kN,{\\itF}_{Xb2}/kN') %以下为利用附着系数与制动强度的关系

z=::1;

%z=::1%计算数据用

Pfa=B*z*L./(ba+z*hga);%满载前轴利用附着系数 Pra=(1-B)*z*L./(aa-z*hga);%满载后轴利用附着系数 Pf0=B*z*L./(b0+z*hg0);%空载前轴利用附着系数 Pr0=(1-B)*z*L./(a0-z*hg0);%空载后轴利用附着系数 Pz=z;%理想利用附着系数 Pl=(z+/;%法规 Pll=Pl<=Pl&Pl<=; zl=z<=Pl&Pl<=; figure(3)

plot(z,Pfa,'k',z,Pra,'k',z,Pf0,'k--',z,Pr0,'k--',z,Pz,'k--','LineWidth', hold on plot(zl,Pll,'k') fplot('[,z+]',[,],'k') fplot('/',[,1],'k') axis([0 1 0 1])

%title('利用附着系数与制动强度的关系曲线') xlabel('制动强度{\\itz/g}') ylabel('利用附着系数{\\itφ}')

%以下为制动效率与附着系数的关系曲线 P=0::1;

%P=::1%计算数据用 Ef=ba./L./(B-P*hga./L); Er=aa./L./((1-B)+P*hga./L); Er0=a0./L./((1-B)+P*hg0./L); figure(4)

plot(P,Ef*100,P,Er*100,P,Er0*100,'color',[0 0 0]) axis([0 1 0 100])

%title('前、后制动效率曲线') xlabel('附着系数{\\itφ}') ylabel('制动效率（%）') %以下为评价 P=%同步附着系数为

P0a=(L*B-ba)/hga%满载同步附着系数 P00=(L*B-b0)/hg0%空载同步附着系数 %计算知后轮先抱死

v=60%正常行驶国标制动初速度 sl=*v+v*v/130%正常行驶国标制动距离 vb=50%失效行驶国标制动初速度

slba=*vb+100*vb*vb/30/115%失效行驶满载国标制动距离 slb0=*vb+100*vb*vb/25/115%失效行驶空载国标制动距离 za=P*aa/(L*(1-B)+P*hga)%满载制动强度 aamax=za*g%满载最大制动减速度

z0=P*a0/(L*(1-B)+P*hg0)%空载制动强度 a0max=z0*g%空载最大制动减速度

sa=+2)*v/+v*v/aamax%满载正常行驶制动距离计算公式 s0=+2)*v/+v*v/a0max%空载正常行驶制动距离计算公式 B=0%前管路损坏 后轮先抱死

zaf=P*aa/(L*(1-B)+P*hga)%满载制动强度 aafmax=zaf*g%满载最大制动减速度 z0f=P*a0/(L*(1-B)+P*hg0)%空载制动强度 a0fmax=z0f*g%空载最大制动减速度

saf=+2)*v/+v*v/aafmax%满载失效行驶制动距离计算公式 s0f=+2)*v/+v*v/a0fmax%空载失效行驶制动距离计算公式 B=1%后管路损坏 前轮先抱死 zar=P*ba/(L*B-P*hga)%满载制动强度 aarmax=zar*g%满载最大制动减速度 z0r=P*b0/(L*B-P*hg0)%空载制动强度 a0rmax=z0r*g%空载最大制动减速度

sar=+2)*v/+v*v/aarmax%满载失效行驶制动距离计算公式 s0r=+2)*v/+v*v/a0rmax%空载失效行驶制动距离计算公式