毕业设计（论文）-CS2026-SUV制动系统的设计.doc

CS2026 SUV汽车制动系统设计 CS2026 SUV汽车制动系统设计摘 要制动系统属于汽车的主动安全装置，是交通安全的重要保证，其性能直接关系到汽车行驶的安全性。本次设计主要是根据SUV制动系统的要求，结合当下最受欢迎的SUV汉兰达，设计出质量可靠、经济性好的符合当前国家标准以及行业标准的SUV制动系统。此次制动系统的设计采用类比的方法，根据车型的主要参数，完成了总体方案的制定；根据方案设计，完成了制动器、制动轮缸等制动系统主要部件的结构形式和尺寸的选型和计算工作，并且对相关的基本零件的计算完成校核工作，以保证设计的合理性；最后根据相关数据绘制出制动系总装图、制动管路布置图、制动轮缸及制动器等零部件图。本设计集实用性和经济性于一体的同时保证了制动系统工作的可靠性。关键词：SUV；制动系统；制动器；制动轮缸；制动管路THE DESIGN OF CS2026 SUV AUTOMOBILE BRAKING SYSTEMABSTRACTBraking system, whose performance is directly related to the safety of vehicle, belongs to the active safety device of automobile, and it is an important guarantee for traffic safety. This design,which combined with the most popular SUV - Highland at present, is mainly based on the requirements of the SUV braking system to design SUV braking system of good quality,good economical efficiency, which meets the current national standards and industry standards.The design of the braking system adopts the method of analogy. According to the main parameters of the model, the development of the overall program is completed.According to the design scheme, the structure style of main components like brake, brake wheel cylinder, brake system and so on, the selection of size and the work calculation are completed. And the check work of the calculation of the relevant basic parts is finished, in order to ensure the rationality of the design. Finally, according to the relevant data, the assembly drawing of the brake system, brake pipeline layout, brake wheel cylinder and brake parts, etc are drawn.The design integrates practicality and economical efficiency to ensure the reliability of the braking system.Key words: SUV; Brake System; Brake; Brake Wheel Cylinder; Brake Line目 录1 绪论11.1 课题背景及目的11.2 汽车制动系的研究现状11.3 课题研究方法21.4 本设计的设计内容31.4.1本说明书的构成31.4.1本说明书的构成32 总体设计方案42.1 制动能源的选择方案42.1.1 简单制动系52.1.2 伺服制动系52.1.3 动力制动系62.2 制动回路的选择方案72.3 行车制动器的选择方案82.3.1 性能对比82.3.2 制动器的结构形式92.4 驻车制动系113 制动系主要参数的确定133.1 CS2026 SUV汽车的主要技术参数133.2 同步附着系数与制动力分配系数133.3 制动器最大制动力矩163.4 制动器的结构参数与摩擦系数173.4.1 制动盘直径D173.4.2 制动盘厚度h183.4.3 摩擦衬块选型183.5 车轮法向反作用力及附着力矩（紧急制动）193.5.1 满载情况193.5.2 空载情况204 制动器的设计与计算214.1 盘式制动器的制动力矩214.2 制动性能计算214.2.1 摩擦衬块的磨损特性计算214.2.2 驻车制动的计算234.3 制动器的效率245 液压制动驱动机构的设计计算255.1 制动轮缸直径与工作容积255.1.1 轮缸直径dw255.1.2 轮缸工作容积265.2 制动主缸265.2.1 制动主缸设计265.2.2 制动主缸直径275.3 踏板力Fp275.4 踏板行程XP286 真空助力装置的设计296.1 真空助力器的构造296.2 真空助力器的工作原理306.2.1 自然状态306.2.2制动开始状态306.2.3 平衡状态316.2.4 制动解除状态317 结束语33参考文献34致谢35附录36满载时CS2026 SUV 的I曲线matlab绘图程序36CS2026 SUV汽车的I曲线和线matlab绘图程序37附件1：开题报告（文献综述）附件2：译文及原文影印件1 绪论1.1 课题背景及目的2015年召开的中共十八大表示我国已基本进入小康社会阶段，汽车已成为每家每户的必备工具。根据央广网北京1月25日消息，公安部交管局统计，截至2015年底，全国机动车保有量达2.79亿辆，其中汽车1.72亿辆；机动车驾驶人3.27亿人，其中汽车驾驶人超过2.8亿人1。其中不论是追求城市自由穿梭还是户外越野的男性车主，抑或是身材娇小却崇尚驾驶大车的女性车主，SUV都成为了他们心中的首选车型。SUV是Sport Utility Vehicle的简写，顾名思义，为运动型多用汽车。这类车型因具有出色的内部空间以及强劲的动力、穿越性等受到广大追求自由与时尚的年轻消费群体的一致好评，在市场上的占比也越来越大。为了满足更多爱车一族的需求，本次毕业设计选择设计SUV的题目。在做此设计的过程当中，需要根据同组相关设计者提供的相关参数，独立完成CS2026 SUV制动系统的开发设计。本课题系带有研究性质的分析、研究、设计，要求根据任务书上提供的CS2026 SUV汽车车型参数，制定合理的总体方案设计，同时完成对主要的零部件的相关校核，并且绘制出制动器零件图及相关装配图，最后完成设计计算报告书的书写工作。此次设计主要在于培养以科学严谨的工作态度，独立自主的开发设计的工作能力，要求我们充分结合所学知识，联系实际，对专业知识做到学以致用。1.2 汽车制动系的研究现状21世纪以来，科学技术日益发达，汽车制造工艺更是精益求精，高速公路等基础设施越来普及等种种原因使得汽车的行驶速度有了很大的提升，所以制动系统的重要性表现得愈发明显。所以制动控制现依旧是众多工程师关于制动系统的研究主要焦点。在制动过程中，制动装置需要转换和吸收的动能，与汽车制动初始速度的平方以及总的质量成正比关系2；相对来说，其所需的制动力大小与制动初始速度关系不是太大，而与汽车的总质量成正比。在汽车的发展历程中，总质量和速度这两个参数一直走在变大的趋势上，这样对制动装置的要求就要提高，即在更短的时间内吸收更多的动能，还要求其产生的制动力能够近似于车轮滑移极限才能满足要求。国内对汽车制动系统的研究起步相对较晚，当前主要采用的传动方式有液压传动和气压传动两种方式。而在部分发达国家，ABS防抱死系统以及 ASR驱动防滑系统已经成为每一辆车上的标准配置机构，而我国是在近几年的发展后， ABS/TCS牵引力控制系统才在汽车上装配。不可否认的是，站在国外研究成果的肩膀上，国内研究的起点较高，同样也取得了比较好的成绩。现今，国内对制动系统的研究重点放在了对控制技术的研究上，通过数学建模来优化制动系统的各项参数，其中包括把ABS/TCS和VDC(车辆动态控制)与数字化运输系统组合使用，把ABS/TCS向EBS方向推动。在国外，汽车制动控制方面的研究起步较早，从无到有到精，自电子技术在汽车制造行业得到普遍的应用开始，底盘各系统控制也变得越来越电子化、数字化以及网络化。自80年代以来，德国便引领世界率先发展了ABS/ASR系统并且将此技术应用到了汽车上，日益完善。与此同时，在EBS的研究上更是遥遥领先。所以，ABS、TCS这些十分成熟的技术早已得到了广泛的应用。如今，电子化已成为现代汽车技术发展的必然走向，而全电制动控制必将凭借其明显的优势占领整个市场。巨大规模集成电路的发展将会掀起新的浪潮，如电子元件的成本和尺寸将不断的下降以及飞速发展的电子信息处理技术等，这些在将来对改进制动各方面技术都具有不可小觑的作用。1.3 课题研究方法任何系统的结构参数的改动都会引起相关工作性能的变化，制动系统也不例外，其相关的结构参数都会直接影响到底盘工作性能。本次研究主要通过查阅国内外的相关资料，到实验室现场了解SUV有关制动方面的组成构造，结合理论掌握其工作原理；借鉴现有的研究理论以及相关设计成果；了解行业相关标准；加强对CAD、UG等软件的学习并复习机械制图，画出达标的相关图纸；通过计算、参考同类型车的各技术参数，与同组成员的密切交流，及时与导师请教等确定出各主要参数以及发挥自己的设计能力，最终确定SUV制动系统设计方案。1.4 本设计的设计内容1.4.1本说明书的构成本说明书主要描述的是对CS2026 SUV汽车制动系统的设计过程，其内容主要包括绪论、总体方案设计、制动系主要参数的确定及相关设计计算、制动器的设计计算其中包括驻车制动计算和制动性能的计算以及摩擦片等零部件的相关参数计算等、液压制动驱动机构的设计、真空助力装置的设计以及设计总结性论述等7个部分。1.4.2本说明书的构成（1）总体方案设计;（2）制动系主要参数确定；（3）制动器设计计算；（4）制动驱动机构的选型、设计计算（5）制动系统图纸设计。2 总体设计方案制动性能作为车辆的基本性能之一，其可靠性事关交通安全，与驾驶员的生命安全密不可分。随着高速公路、城乡快速公路的日益完善，人们追求速度与安全并重的意识也有很大的提高。正因为如此，改善车辆的制动性能是一直压在汽车设计师们头上的一座大山，他们任重而道远。任何一辆汽车的制动系统至少配备两套相互独立，互不干涉的两套制动装置，首先要有行车制动装置，第二套即驻车制动装置。前者主要功能是保证汽车行驶过程的安全，后者便是用来确保汽车停驻时的安全。另外，在部分高端车上还配备有应急制动和自动制动等装置。制动系统要求能够保证汽车可以产生合适的减速度直至使其安全稳定的停车；在下坡路段行驶时，能够使车辆的速度得到有效的控制；在原地或上下坡路段，能够保证汽车可靠的停驻。在设计CS2026 SUV制动系统时需保证其工作的可靠性，并且要求其随动性较好；具有足够的制动效能；在任意速度下制动都能确保车辆依旧按驾驶员意愿行驶，不会发生跑偏、侧滑等；在高速行驶中制动，保证其受温度的影响较小；能够有效防止制动器工作的表面免受其它杂质的干扰；制动反应时间尽可能的短；其次，保证摩擦衬块（片）有较长的使用寿命等。2.1 制动能源的选择方案按照制动能源的不同分类可将制动系中驱动机构划分为三大类型：（1）人力制动系（简单制动）；（2）伺服制动系（3）动力制动系。制动系统的相关供能和传能装置型式见下表2-1：表2-1 供能和传能装置型式供能装置传能装置用途型式制动能源工作介质型式工作介质简单制动系驾驶员体力液压制动系制动液部分微型汽车续表2-1伺服制动系真空伺服制动系驾驶员体力与发动机动力空气液压制动系制动液轿车微、轻、中型汽车气压伺服制动系空气液压伺服制动系液体动力制动系气压动力制动系发动机动力空气气压制动系空气中、重型汽车气压-液压制动系空气、制动液液压动力制动系液体液压制动系制动液 2.1.1 简单制动系简单制动系就是人力制动系，顾名思义，用来制动的力全部来自于车辆驾驶者踩刹车踏板上力。这种形式的制动系,力有两种的传递方式：（1）机械式：这种形式的传力装置为杆系或钢丝绳，具有结构简单，造价低廉，工作可靠等优点，但由于机械效率低的原因使得这种装置仅被用于中、小型汽车的驻车制动系统中。在对汽车驻车制动系的设计当中，首先要考虑的就是保证汽车驻车的稳定性、工作可靠性，即要求能够满足在任何正常路面上驻车，汽车都不会出现自动滑行的状况。只有采用机械的方式才能够达到这样的效果，所以在CS2026 SUV驻车制动系的设计中选用了这种传力方式。（2）液压式：主要应用于行车制动装置。这种形式能够承受的压力能够达到1020MPa，作用滞后时长仅需0.10.3s，制动缸径的尺寸小等优点，同时也便于其它相关机构的设计。采用这样的结构，简单而且紧凑，质量小、造价低。但是由于其力传比有限，使得它在汽车上的并没有得到广泛的使用。除此之外，在受热过度时，液压管路容易形成气泡，造成制动效能降低甚至丧失。先今，人们对于一辆汽车的操纵性能越来越注重，采用操纵沉重的液压式制动系已不符合时代的趋势，更不能满足消费者的需求。所以现有汽车上都极少采用，仅用于部分微型汽车上。 2.1.2 伺服制动系伺服制动系顾名思义为同时使用两种力源,即人力和发动机动力同时作为制动能源的制动系，即人力液压制动系与另一套助力装置共同提供源。一般的情况下，主要由发动机动力提供制动所需要的压力，设计时从安全性考虑出发，在发动机动力提供的力失去作用时，通过驾驶员施加在踏板上的力作用于液压系统，依旧能够产生实现制动。所以，在一些客车、货车以及部分高端轿车上得到广泛应用。 根据伺服力源不同可分为三种类型：（1）真空伺服制动；（2）空气伺服制动；（3）液压伺服制动。前两种形式仅提供动力的相对压力不同，其工作过程、工作性质都差不多。其中型式（1）的负压多数情况都在006MPa左右，波动范围在0.01MPa之间；而型式（2）的伺服气压一般是型式（1）的负压的十倍左右。显然在输出的力相同的前提下，前者气室容积要比后者容积大很多，尽管如此，但是型式（2）的构成部件较多，结构相对较复杂。所以真空伺服制动系在总质量不是很大的汽车（轿车：11135t以上；轻、中型货车：6t以下）上使用广泛；而型式（2）一般都装配在6吨以上的中、大型载货汽车上，在极少数较高端的轿车也要采用。2.1.3 动力制动系动力制动系可分为气压和液压两种动力制动系，它们的力源都全部来自于以引擎动力形式的气、液压势能，而施加在刹车踏板上力只是用来实现对部分具有控制作用零部件的操作。因此，此种型式，踏板力与踏板工作行程不存在反比例关系。气压制动系由于需要采用多种大型总成、部件的装配，这种结构不利于小、中型汽车空间布局，所以只能适用于大型汽车，在本次设计中不做多考虑。全液压动力制动系有两种形式：（1）闭式（常压式）；（2）开式（常流式）。这两种形式的制动力源均为引擎驱动液压泵产生的液压。液压泵出故障的情况下，常流式便会立即失去作用，丧失制动能力；常压式蓄能器在液压泵出现故障时还能储蓄部分压力，可用来应急，相对较安全，但正是因为要保持常压，所以对气密性要求颇高，还得不到广泛的应用。在CS2026 SUV制动驱动机构设计当中，仅靠人力产生的制动力是远远不够的,故必须采用伺服制动系。经过参考多款SUV汽车制动能源的选择方案，同时结合上述分析，CS2026 SUV制动能源选择如下：表2-2 CS2026 SUV选用的制动能源供能装置传能装置型式制动能源工作介质型式工作介质真空伺服制动系人力与发动机动力空气液压制动系制动液2.2 制动回路的选择方案制动回路按回路数目的多少可将其分为单回路以及多回路制动系统。单回路液压制动系统回路单一，安全系数非常低，只要存在泄露，便会丧失制动能力。 所以在液压制动管路布置中，为防止上述问题的出现，要求必须采用多回路系统，在任何一个回路失效的情况下，其它完好的回路都可以起到制动的作用，这样可以提高制动时工作的可靠性。a)b)c)d)e)1双腔制动主缸；2双回路系统的一个分路；3双回路系统的另一个分路图2.1 液压双回路布置方案图2.1（a）为II 式(前后式): 前、后轴制动器各自所用的回路相互独立，互不干涉。采用这样的布置形式与鼓式制动器组合，结构不会很复杂，成本也较低。如果采用这种方案，在后轮制动管路失效的情况下，要是前轮制动时出现抱死，车辆便会失去转弯制动能力。对于采用前置后驱底盘布置的轿车，制动时因为惯性的存在，使得汽车后轴载荷远小于前轴。在前轮制动管路失效后，后轮制动的效能将降低至正常时的百分之五十以下，存在极大的安全隐患。同时后制动器制动力矩过大会造成后轮抱死，发生甩尾等不良状况。（b）为X式：每一边的前轮和另一边的后轮共用一个制动回路，这种结构也很简单，多用于中、小型轿车。其中任何回路失效，制动效能都能操持在百分之五十以上，并且及基本系数以及整车负荷的适应性不会因为制动而有所改变。当然一个制动回路的失效，会因为制动力的不对称，使车轮往有效回路控制的前轮的主销一侧转动，这会影响到汽车方向的稳定性，甚至是丧失。如果汽车采用这种分路方案，那么应当采用偏移量为负值的主销，才能改善方向的稳定性，是车轮转向不会受到制动力不平衡的影响。由于（c）（d）（e）所示的HI、LL、HH型的结构和型、X型比较都比较复杂，在此次设计中不做论述。根据同组同学对CS2026 SUV悬架的设计方案得知，前悬采用的是麦弗逊式结构。这种悬架结构主销偏矩都不大，结合回路的复杂程度、悬架的机构形式以及制动回路失效时的制动效能等各个方面，经综合考虑，本次设计，CS2026 SUV汽车采用X型回路系统。2.3 行车制动器的选择方案制动器常见的主要有三种大的类型：（1）摩擦式；（2）液力式；（3）电磁式。型式（3）由于经济成本较高，目前只作为车轮制动器或缓速器用在一部分总质量较大的商用车上；而型式（2）大多只用作缓速器。型式（1）是绝大多数车都选用的目前使用最常见的制动器型式，其又可分为两种类型：盘式和鼓式。2.3.1 性能对比欧洲的多家汽车制造商都对盘式和鼓式制动器的性能做出过综合性的对比，所得结果大同小异3，如下表2-2所示：表2-2 盘式与鼓式制动性能指标的对比内容盘式鼓式制动温度，900400制动因数0.750.802.04.0拆换摩擦片所需时间，h0.54.0散热性（轮辋温度，）85140磨合里程，km1001000根据表2-2 明显可以看出，制动器的最大优点是制动稳定性好。具体的性能优势如下所述：（1）热稳定性好。（2）水稳定性好。（3）容易构成双回路型式的管路布置，降低汽车行驶的危险系数。（4）制动力矩不会受到汽车运动方向的影响。 （5）占用空间小，质量小，通风性良好。 （6）易于更换衬块。（7）制动过程中所需协调的时间少。当然盘式制动器也存在缺点，其主要缺点如下：（1） 不能有效防止周边环境杂质对工作表面的污染（2）用作驻车制动器时，结构比较复杂。（3）衬块磨损快，需采用高材质。本次设计的CS2026 SUV汽车要求适用于高速行驶，从驾驶安全性、工作稳定性等为主要考虑原因出发，本次设计选用前、后盘式制动器方案。2.3.2 制动器的结构形式盘式制动器，顾名思义主要部件为制动盘，另外还有轮毂和制动卡钳等基本零件。其结构图如图2.1所示：1制动卡钳组件；2制动盘和毂组件3轮毂；4双头螺栓；5摩擦面；6摩擦块图2.2 盘式制动器结构制动器中的制动盘在摩擦副中作为旋转元件；作为摩擦副中固定摩擦元件的制动块一般带有摩擦片，通常安装在盘两侧。在驾驶员实施制动时，两制动块会向制动盘运动并加紧制动盘，盘表面与摩擦片便会产生摩擦力矩作用于制动盘上实现制动。盘式制动器的分类方法有很多，要是按照摩擦副中固定元件的不同可以分为两种形式：（1）钳盘式；（2）全盘式。其中，全盘式结构被应用得比较少，钳盘式结构随着各种控制技术的更新，目前被广泛地应用于轿车以及货车车轮的制动器当中，钳盘式制动器可分为两种不同的结构形式，分别是： （1）固定钳式制动器如图（f）所示，卡钳保持在原位置固定不动，而盘的两侧都装有液压缸。在司机踩下刹车踏板时，推杆带动液压缸中的活塞驱动制动块向盘面运动。（2）浮动钳式制动器这种形式的制动钳有不同的浮动方式：有滑动式的，被称为滑动钳式（图g）；也有摆动式的，被称为摆动钳式（图h）。f)g)h)图2.3 钳盘式制动器固定钳式制动器的优点：滑动件只有活塞和制动器存在相互运动，卡钳的刚度能够足够满足；零部件少，结构简单，容易从鼓式转型为盘式结构；构造和加工方法和一般的制动轮缸大同小异；能够达到各种不同回路驱动系统不同的要求。随着人们对汽车的性能越来越注重，固定钳式制动器结构上的缺点主要表现在：制动盘两侧安装有两个液压缸，使得卡钳径向、轴向尺寸增大，从而受热面积增大易造成制动液的汽化，影响制动力，危机行车安全；如果想实现驻车的作用，那么需要一套辅助卡钳供于驻车使用；如果选用独立于行车制动系统的镶嵌在刹车盘中央的鼓式结构手刹，而鼓式制动器又只能选用双向增力式的才能保证驻车的稳定性，但这样的结构调整不太方便。采用浮动式结构制动器的制动块具有两用功能，用于行车制动的同时还可以用在驻车制动上。另外布置于一侧的制动油缸，可以减少油路和油管的布置长度，避免油液过多受热的同时，更利于热量的散发，改善了冷却条件。另外，采用单侧布局的油缸活塞会比两侧布局的活塞长度要长，这样也会使油缸的散热面积增大，使得形式（2）的制动油液温度一般比形式（1）的温度低3050左右，减小了制动油液汽化的可能性。综上述原因，浮动钳盘式被越来越多得应用于汽车底盘。因为SUV本身比一般轿车的质量都要大，在制动的过程中，强大的惯性会使得质心往前移，通常前轮的载荷会占到汽车全部载荷的75%左右，所以在行驶制动过程中，发挥主要制动作用的是前轮，而后轮起部分制动作用。参考汉兰达汽车行车制动系选取方案，综合上述各式制动器结构、性能的比较，本次设计的CS2026 SUV前轮拟采用结构紧凑，制动块磨损均匀的通风盘式滑动钳制动器，后轮拟采用非通风盘式浮动钳制动器，同时可供驻车使用。2.4 驻车制动系驻车制动系统主要的功能是停车后防止车辆移动，能让汽车可靠的停驻在斜坡等各种路况下，还要求在汽车斜坡起步时，驻车制动系能够起到辅助的作用。为保证工作的可靠性，避免产生不必要的故障，在对驻车制动系统的设计当中，要求选用机械式驱动机构而不用液压或气压式，传动杆件通过简单机件如拉索等直接连接到制动器上实现驻车。驻车制动装置由制动装置和驱动装置构成，驻车制动器通常采用的类型有以下三种类型：（1）后鼓式制动器；（2）后盘式制动器；（3）变速器-传动轴驻车制动器。本节对驻车系统进行设计，最开始应当选择制动器的类型：根据设计经验，轿车选择的型式一般是驻车和行车能够共同使用的车轮制动器型式。货车则不同，其一般采用的型式为：中央制动器型式。依据制动器的选择方案，CS2026 SUV的驻车制动系选择的类型为：非通风盘式浮动钳制动器，其结构如图2.4所示：1制动块；2制动盘；3活塞；4制动钳体；5卡头；6辅助活塞；7带斜槽的挺杆；8驻车拉索图2.4 钳盘式制动器在后盘式驻车制动器中，由拉索直接驱动卡钳，使卡钳活塞往里运动推向刹车片，继而推至制动盘，使盘的摩擦表面与刹车片保持紧密接触，从而达到驻车的目的。由于本SUV采用的是手动挡，为便于驾驶室的空间布置，选择传统的手刹式驻车制动，常见的有拉杆式的和摆臂式的可供选择，此次设计选择拉杆式的手制动操纵杆，其结构简单，成本低廉，在目前的汽车市场上还是很受欢迎的。3 制动系主要参数的确定3.1 CS2026 SUV汽车的主要技术参数根据自己以及同组伙伴的任务书可以知道CS2026 SUV汽车车型的参数如表3-1所示：表3-1 CS2026 SUV车型技术参数空载满载汽车质量1650kg2150kg轴荷分配前轴950kg1100kg后轴700kg1050kg质心高度g00.52m0.57m轴距2.80m车轮滚动半径rr=0.34m轮辋17寸前制动通风盘式滑动钳盘式后制动DBA非通风盘式浮动钳盘式制动器3.2 同步附着系数与制动力分配系数图3.1制动时的汽车受力示意图上图3.1是制动时的汽车受力图，只受重力、地面反作用力和地面对车轮的制动力，在任一附着系数 路面上，前后轮要想达到同时抱死的状态，则需要满足以下条件（附着系数按0.8计算）4：FB1+FB2=Ff1+Ff2=GFB1FB2=Ff1Ff2=L2+hgL1-hg （3-1） 其中，G为满载时汽车重力；Ff1、Ff2分别为前、后制动器的制动力；L1、L2分别为满载时质心到前、后轴的距离。在满载时，对质心求矩可求得：质心至前轴的距离：L1=Lm2m=2.810502150=1.367m质心至后轴的距离：L2=1.433m将各参数代入公式（3-1）可得：前制动力：FB1=11372.59N 后制动力：FB2=5483.41N在空载时，对质心求矩可求得：质心至前轴的距离：L1=Lm2m=2.87001650=1.188m质心至后轴的距离：L2=1.612m同理可得：前制动力：FB1=9369.41N 后制动力：FB2=3566.58N根据前后轮制动力、载荷的分配情况及道路附着系数和坡度等环境因素，在制动力满载的情况下，在制动过程中前后轮同时出现抱死拖滑的时候，附着条件利用最好5。 将公式（3-1）化简消去可得：Ff2=12GhgL22+4hgLGFf1-GL2hg+2Ff1 （3-2）将不同的值（=0.1，0.2，1.0）代入公式（3-1）中的上式，作图便能得到一组与坐标轴成45的平行线；同理，将不同的值（=0.1，0.2，1.0）代入公式（3-1）的下式，作图便可得到一组通过坐标原点、斜率不同的直线，将值相等的两线交点连接以Ff1为X轴，以Ff2为Y轴的光滑曲线，即为I线，如下图3.1所示：图3.2 CS2026 SUV汽车I曲线示意图如果能够按上图I曲线对Ff1、Ff2进行分配，那么汽车在任何附着系数、任何道路上实施制动时，都能够达到前、后车轮同时抱死的情况。根据汽车的线和I线图可知，汽车制动时，制动力分配系数的数值不仅会影响到车辆的方向稳定性，还会对轮胎附着条件的利用情况造成一定的影响。根据线和I线交点处附着系数的关系式可推出制动力分配系数的计算公式如下4:=L2+0hgL （3-3）由上式可知选取了同步附着系数0才能确定值，由车型参数可知，汽车总质量以及质心都已确定，所以线的斜率取决于0的数值。一般设计理想中，希望制动时能够达到稳定工况，即汽车的前轮先抱死。参考以往设计经验，不同载重的附着系数范围为：大型客车及中重型货车：0.45-0.65;轻型客车、货车：0.55-0.70；轿车：0.65-0.80.根据我国道路条件和相关资料，选取同步附着系数：0=0.7从而满载时制动力分配系数：=L2+0hgL=1.433+0.70.572.8=0.654将公式（3-2）变形为Ff2=B（Ff1）来表示并作图，可得一通过坐标原点的直线，即实际先后制动力分配曲线（线），其斜率计算公式为：tan=1-=1-0.6540.654=0.529 （3-4）所以实际线便是斜率为0.529的直线，如图3.3所示：图3.3 CS2026 SUV的I曲线和线示意图在任何载荷情况下制动时，为保证汽车的方向稳定性和附着系数利用率，前轮应先抱死，根据ECE制动相关法规，要求SUV越野车制动强度的范围为：0.150.8，其他汽车：0.150.3；如果车轮尚未抱死，0.15q0.8，要求制强度：q0.1+0.85-0.2=0.5253.3 制动器最大制动力矩在前、后轮的制动器合理的制动力矩确定了之后，才可以保证汽车具有良好制动效能，同时制动稳定性才能得到满足。只有在路面上的附着力得到充分利用的条件下才可以使汽车获得最大制动力，即制动力与路面作用于车轮的法向力要求存在有正比例的关系。本次设计选取的同步附着系数为0=0.7，要确定最大制动力矩应当从制动稳定性方面着手。当0时，q,故前轴和后轴的制动器能够产生的最大制动力矩可按下式计算4：T2max=GL(L2-qhg)reT1max=1-T2max （3-4）其中，q为制动强度，q=L1L1+(-0)hg；为该SUV会遇到的最大附着系数0.8；re为车轮有效半径；经计算可得：q=L1L1+(-0)hg=1.3670.81.367+（0.8-0.7）0.57=0.768T2max=GLL2-qhgre=21509.82.81.433-0.7680.570.80.34=2037.06NmT1max=1-T2max=0.6541-0.6542037.06=3850.40Nm3.4 制动器的结构参数与摩擦系数经过总体方案的论证，选择的是前、后盘式制动器，经实验室参考汉兰达的制动器，初选盘式制动器的结构参数。3.4.1 制动盘直径D根据相关经验，取较大的制动盘直径能够使得其有效半径变大，这样可以使得卡钳的夹紧力得到相应的降低，从而减小摩擦衬块所受到的压力以及改善受热情况。制动盘的直径一般取值为：D=0.70.79Dr（Dr为轮辋直径），根据任务书可知轮胎规格为245/65 R1