汽车理论课程设计汽车制动性计算

1、序号: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12 .计算步骤13 .结论54 .心得体会65 .参考资料61 .题目要求一中型货车有关参数:载荷质量m/kg质心高h /m g轴距L/m质心至前轴距离a/m制动力分配系 数3空载40800.6003.9502.1000.3892901.1703.9502.9500.381）根据所提供的数据，绘制：I曲线，3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）要求的限制范围，计算并填写利用附着系数参数表1。表1不同制动

2、强度下的利用附着系数制动强度z利用附着系数0.20.40.60.81fr3）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 （%）0.20.40.60.81EfEr4）对制动性进行评价。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，3线，f、r线组;I曲线公式F21旦厂逛F 1空2,2 hg G F 1 hg 1f线组公式f Xb2Xb 2hg h

3、gXb1Gbhgr线组公式F Xb2Xb 2hgF Xb1GaLh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满载时不同小值路面的制动过程分析311图2空载时不同小值路面的制动过程分析前轴的利用附着系数公式后轴的利用附着系数公式00/02 D3 Q4 0.50.6070.6091制动强度的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）要求的限制范围，计算并填写利用附着系数参数表3。F Xb1Z匚,1 ,Fl bzhgF Xb2 1 Z1FZ2 La zhg利用附着系数曲线如图3:10.9neQ.70.60.50.

4、40.30.20.10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0.20.40.60.81f0.24330.40900.52910.62020.6917r0.18030.39470.65360.97281.3758仝载f0.15240.28730.40750.51540.6127r0.24740.52670.84451.20941.63273)绘制制动效率曲线，计算并填写制动效率参数表4。f前轴的制动效率为E f后轴的制动效率为Era Lr hg L制动效率曲线如图4:60403020W0 1020 3040 5 a. 60.7 。日 0.9

5、附着系数中1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 (%) ,、0.20.40.60.81Ef0.78930.9681z/ZEr/0.93620.87150.8151仝载Ef/7/Er0.81740.78100.74760.71700.68883.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0.3时空载后轴利用附着系数。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。 一.一

6、 一. ,2）制动距离：假设汽车在4 =0.8的路面上车轮不抱死， 取制动系反应时间 2 0.02s,1''2制动减速度上升时间20.2S。根据公式S 2 上| |八则3.62 Ua025.92abmax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、性能和试验方法标准2一一 vs 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

7、 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准2s 0.15v -v=79.964m）;空载制动距离 s=39.371m （小于 GB12676-1999 汽30 115车制动系统结构、性能和试验方法标准s 0.15v 100 =94.457m ）,都符合标准30 115要求；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100 v2s 0.15v=79.964m）;空载制动距离 s=35.228m （小于 GB12676-1999 汽30 1152车制动系统结构、性能和试验方法标准 s

8、0.15V -v=94.457m）符合标准要求。30 1152.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:F Xb2 1 ZFZ2/ zhg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

9、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 力口，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，1989.2 GB-T 15089-

10、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 clcclearclose all;g=9.8ma=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=1.17%满载质心高度hg0=0.6%空载质心高度L=3.95% 轴距ba=1%满载质心至后轴距离b0=1.85%空载质心至后轴距离aa=2.95%满载质心至前轴距离a0=2.1%空载质心至前轴距离B=0.38%制动力分配系数% f1前轮制动器制动力%

11、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=0.5*(Ga*(ba*ba+4*hga*L*f1/Ga)A0.5)/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=0.1:0.1:1fxbfa=(L-P*hga)*f1/P/hga-Ga*ba/hga;%f

12、xbfa 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 6

13、0) %axis square end %title('满载时不同小值路面的制动过程分析')xlabel('itf 线组 itF_从 1/kN,itF_Xb1/kN') ylabel('itr线组itF_ g 2/kN,itF_Xb2/kN') % 以下为空载时制动过程 f1=0:10:30000;f20=0.5*(G0*(b0*b0+4*hg0*L*f1/G0).A0.5)/hg0-(G0*b0/hgO+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) p

14、lot(f1/1000,f20/1000,'k',f1/1000,f2B0/1000,'k')% 画出 I 曲线， B 线 %P 附着系数for P=0.1:0.1:1fxbf0=(L-P*hg0)*f1/P/hg0-G0*b0/hg0;%fxbfO 空载 f 线 fxbf01=fxbf0(fxbfO<=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);

15、% 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('空载时不同小值路面的制动过程分析')xlabel('itf 线组 itF_1/kN,itF_Xb1/kN')ylabel('itr线组itF_ g 2/kN,itF_Xb2/kN')% 以下为利用附着系数与制动强度的关系z

16、=0.01:0.01:1;%z=0.2:0.2:1% 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+0.07)/0.85;% 法规Pll=Pl(0.2<=Pl&Pl<=0.8);zl=z(0.2<=Pl&Pl<=0.8);figure(3)plot(z,Pfa,&#

17、39;k',z,Pra,'k',z,Pf0,'k-',z,Pr0,'k-',z,Pz,'k-','LineWidth',1.5)hold onplot(zl,Pll,'k')fplot('z-0.08,z+0.08',0.15,0.3,'k')fplot('(z-0.02)/0.74',0.3,1,'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

18、动强度itz/g')ylabel('利用附着系数it <j)')% 以下为制动效率与附着系数的关系曲线P=0:0.01:1;%P=0.2:0.2:1% 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it小')ylabel(' 制动效率(% ) ')% 以下为评价P=0.8% 同步附着系数为0.8P0a=(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=0.15*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=0.15*vb+100*vb*vb/30/115% 失效行驶满载国标制动距离slb0=0.15*vb+100*vb*vb/25/115% 失效行驶空