制动系统计算校核报告

1、编号编号: : 115S-PD-PK-034115S-PD-PK-034制动系统计算校核报告项目名称： 115S编制: 日期: 校对: 日期: 审核: 日期: 批准: 日期: 重庆迪科汽车研究有限公司2009 年 3 月目目 录录一、设计选型概述.1二、整车基本参数.1三、制动系统原理图.1四、制动法规基本要求.2五、制动器结构参数确定.31、前、后制动器在空载和满载情况下的状况.32、前、后制动器结构参数确定.43、前、后制动器制动力分配曲线.54、GB12676-1999 法规 M1 类车制动力的校核.65、安装感载比例阀后的实际制动力分配曲线.66、安装感载比例阀后的前后轮油压曲线.8六

2、、真空助力制动总泵及踏板力校核.91、制动总泵容积的校核.92、制动踏板力的校核.9七、制动距离和制动减速度.12八、驻车制动的计算.131.驻车制动停驻的极限倾角.132.驻车手柄手力的校核.15九、总结.16参考文献.17制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 1 页 共 17 页一、设计选型概述一、设计选型概述汽车制动系是汽车的一个重要组成部分，直接影响汽车的行驶安全性能。为了保证汽车有良好的制动效能和高速行驶的安全性，应该合理地确定汽车制动系统布置形式及制动系统各零部件的结构参数。另外也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。二、整车基本参数二、整车基

3、本参数基本参数专案参数数值轴距 L（mm） 2340整车整备质量 m（Kg）1032整备状态前轴载荷 mf（Kg）508整备状态后轴载荷 mr（Kg）524空载时质心高度 hg（mm）779空载质心到前轴距离 a（mm）1230满载质量（Kg）1557满载状态前轴负载（Kg）669.5满载状态后轴负载（Kg）887.5满载时质心高度（mm）812满载质心到前轴距离（mm）1339前轮、后轮滚动半径 R轮（mm）309三、制动系统原理图三、制动系统原理图由于设计车型的前悬架主销偏距为正偏距，故制动系统的管路布置采用 H 型布置形式（如图 3-1） 。制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司

4、第 2 页 共 17 页H 型管路布置的制动系统1、带真空助力的制动主缸2、前车轮3、后车轮4、四通5、感载比例阀6、制动储液罐 图 3-1 制动管路原理图四、制动法规基本要求四、制动法规基本要求 1） 、GB 12676-1999 汽车制动系统结构性能和试验方法2） 、GB7258-2004 机动车运行安全技术条件3） 、GB 13594-92 汽车防抱制动系统性能要求和试验方法4） 、轿车制动规范对行车制动器制动时的部分要求项目中国GB12676-1999欧洲经济共同体ECE 71/320中国GB7258-1998试验路面附着良好制动装置某零件失效附着良好0.7载重任何载荷空载满载一个驾驶

5、员或满载满载制动初速度80km/h80km/h80km/h80km/h50km/h制动时的稳定性车轮不抱死，不偏离出 3.7m 通道车轮不抱死，不偏离出 3.7m 通道车轮不抱死，不偏离出 3.7m 通道不抱死跑偏不许偏出2.5m 通道制动距离或制动减速度45m 5.8m/s173m 1.5m/s2145m 1.7m/s250.7m5.8m/s220m5.8m/s2制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 3 页 共 17 页踏板力 700N 700N 700N 490N500N五、制动器结构参数确定五、制动器结构参数确定1 1、前、后制动器在空载和满载情况下的状况、前、后制动器在空载

6、和满载情况下的状况1.1.基本理论对于一般的汽车而言，根据其前后轴制动器制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因数，当制动器的制动力足够时，制动过程可能出现如下三种情况：1)前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。2)后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。3)前后轮同时抱死拖滑。情况 1)是稳定工况，但在制动时汽车丧失了转向的能力，附着条件没有充分利用；情况 2)，后轴可能出现侧滑，是不稳定工况，附着利用率也低；而情况 3)可以避免后轴侧滑，同时前转向轮只有在最大的制动强度下才能使汽车失去转向能力，较之前两种工况，附着条件利用情况较好。前后制动器制动力分配的比例将影响汽车制动时的方向稳定性和地面附

7、着条件的利用程度，是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。1.2.理想前、后制动力分配在分析前、后轮制动器制动力分配比例以前，首先了解地面作用于前、后车轮的法向反作用力。图 5-1：制动工况受力简图由图 5-1，对后轮接地点取力矩得:制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 4 页 共 17 页 gzhdtdumGbLF1式中： 地面对前轮的法向反作用力；1zF 汽车重力；GFj加速阻力 汽车质心至后轴中心线的距离；b 汽车质量；m汽车质心高度；gh汽车减速度。dtdu对前轮接地点取力矩，得:gzhdtdumGLFa2式中 地面对后轮的法向反作用力；2zF汽车质心至前轴中心线的距离。a则可

8、求得地面法向反作用力为 dtdughbLGFgz1 dtdughaLGFgz2 若在不同附着系数的路面上制动，前、后轮都能抱死（无论是同时抱死、或分别先后抱死） ，此时 du/dt=g。地面作用于前、后轮的法向反作用力为 gzhbLGF1gzhaLGF22 2、前、后制动器结构参数确定、前、后制动器结构参数确定由于 115S 的总质量和整备质量与 B07 变化不大，故 115S 的前、后制动器拟借用 B07零件，现对该系统能否满足使用要求进行校核（暂不考虑安装压力调节装置） 。B07 前后制动器的规格尺寸见下表：制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 5 页 共 17 页前后制动器型

9、式前盘后鼓盘式制动轮缸活塞直径 Df/mm51.1前制动器有效半径 re/mmR97.7制动鼓工作直径 De/ mm220制动鼓轮缸缸径 Dr/ mm17.46前制动器效能因数 Bf0.76后制动器效能因数 Br2.2前后轮缸数量2(前)，2(后)由此可算出实际制动器制动力分配系数0.72435 . 01122211reBfDfDeBrDrFFF通过解析法求得同步抱死点：ghbL0空载同步抱死点 751. 00ghbL满载同步抱死点851. 00ghbL3 3、前、后制动器制动力分配曲线、前、后制动器制动力分配曲线由整车参数及制动器参数可绘出理想前、后制动器制动力分配 I 曲线及实际前、后制动

10、器制动力分配曲线（见图 3）制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 6 页 共 17 页图 5-2 理想制动力分配曲线 I 线和 线4 4、GB12676-1999GB12676-1999 法规法规 M1M1 类车制动力的校核类车制动力的校核为了确认前后制动器结构参数是否能符合 GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法制动法规的要求，我们绘制了设计车的利用附着系数与制动强度的关系曲线（见图 5-3） 。图 5-3 利用附着系数与制动强度的关系曲线ECE 制动法规要求：1、在 z=0.20.8 之间，前轴利用附着系数曲线应在后轴利用附着系数曲线的上方，且制动强度 z0.

11、1+0.85（-0.2） ；2、当 z=0.30.5 时，在后轴利用附着系数曲线不超过直线=z+0.05 的条件下，允许后轴利用附着系数曲线在前轴利用附着系数曲线的上方。图 5-3 中,制动强度在 0.70.75 之间,空载时的后轴利用附着系数曲线与前轴附着系数曲线相交,且在相交后后轴利用附着系数在前轴附着系数曲线的上方,不满足上述“在z=0.20.8 之间，前轴利用附着系数曲线应在后轴利用附着系数曲线的上方”ECE324/84 No13 制动法规的要求,故需要安装感载比例阀。 助助f助助fz助助助助ECE助助r 助助r制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 7 页 共 17 页5

12、5、安装感载比例阀后的实际制动力分配曲线、安装感载比例阀后的实际制动力分配曲线 感载比例阀参数：弯折点液压 P(MPa)分配比空载4满载80.25通过感载比例阀结构参数及选定的前后制动器参数，通过公式我们得出在空载且制动管路中压力为 4MPa 时：).(.394042211NRreBfDfPF助).(.14805 . 04r2212NRDeBrDPF助在满载且制动管路中压力为 8MPa 时：).(.788042211NRreBfDfPF助).(.29805 . 04r2212NRDeBrDPF助我们绘制出前后制动器的实际制动力分配曲线（见图 5-4）图 5-4 前后制动器的实际制动力分配曲线同

13、时可求得空满载状态下前后轮同步抱死时对应的前后制动器制动力分别为：制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 8 页 共 17 页空载状态：Fu1= 8056N Fu2= 1962.3N满载状态：Fu1= 11930N Fu2= 3424.5N对应的空载同步附着系数：空载99. 08 . 910323 .196280568 . 9m210uuFF对应的满载同步附着系数：满载01. 18 . 915575 .3424119308 . 9m210uuFF从图 5-3 利用附着系数与制动强度的关系曲线中可以看出在不安装感载比例阀的情况下，空载前后轮同步抱死时其对应的同步附着系数分别为 0.73

14、1 和 0.839，在安装感载比例阀后通过计算空满载情况下前后轮同时抱死其对应的同步附着系数均大于 0.85，所以在 ECE 法规要求的在 z=0.20.8 之间，能够满足“实际前轴利用附着系数曲线均在后轴利用附着系数曲线的上方”的要求。6 6、安装感载比例阀后的前后轮油压曲线、安装感载比例阀后的前后轮油压曲线同时可绘制出安装感载比例阀后的前后制动器油压力曲线（见图 5-5）图 5-5 感载比例阀调节的前后轮油压曲线在空满载同步附着工况时的系统压力分别为：制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 9 页 共 17 页 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、真空助力制动总泵及踏板力校核六、真空助力制动总泵及踏板力校核1 1、制动总泵容积的校核、制动总泵容积的校核由于前后制动器分泵尺寸已经确定，可计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则总泵所需排量:32189.5265)( 1 . 1mmVVV总泵为 22

16、.22，则满足所需排量的活塞行程为: mmVS58.1322.2242总泵全行程为 29.5mm（13.5+16，同小康总泵） 主缸作用空行程3mm主缸工作时压力损失行程5mm则踏板实际使用总行程86.6mm设计状态踏板总行程120mm则：实际行程/总行程13.58/29.50.46。制动总泵的使用行程一般在总行程的 4060%由此可确定制动总泵的排量及活塞工作行程均满足要求。 2 2、制动踏板力的校核、制动踏板力的校核制动踏板稍做修改，根据：ppmPiDpF42max式中：产生最大制动作用时的管压，；maxpap制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 10 页 共 17 页 制动缸

17、直径,m；mD 制动踏板传动比，4；pi 制动踏板与主缸传动效率；p根据厂家提供的产品经对比分析，并结合设计车型的需要，沿用 B07 车型 9 英寸真空助力泵（助力比 i助 p=5.0，曲线拐点压力 p。=7.22MPa） 。在，真空助力泵失效，此时阀杆输出的最大作用力MPaP22. 70NF2977助助沿用 EQ6390 车型制动踏板，制动踏板杠杆比 ip=4.0，机械效率 95 1）时0PP 踏板力 助iiDpFpmP42max12）时0PP 踏板力 助助助iiFFpP03）。时0PP 踏板力 pmPPiFDpFF助助2max0241注：制动总泵油压maxp通过计算公式可绘出在 0400N

18、 踏板力时对应的总泵油压力曲线如图 6-1制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 11 页 共 17 页图 6-1 踏板力-油压曲线在 0400N 踏板力范围内，总泵输出油压在 010.27MPa 之间， 通过计算可以绘制出在空满载情况下油压-制动减速度的曲线图（见图 6-2） 图 6-2 踏板力-制动减速度曲线115S 单排属于 M1 类车， GB12676 规定 M1 类车型在常规路面上制动减速度需不小于制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 12 页 共 17 页7 m/s2。在制动减速度为 7 m/s2时其对应的踏板力分别为 106N 和 202N。踏板力在2004

19、00 N 范围内，减速度在界线范围内。所以真空助力泵的选择合理，踏板力满足要求。七、制动距离和制动减速度七、制动距离和制动减速度下面验证制动距离和充分发出的平均减速度能否满足 GB12676 法规要求。制动初速度 hkmv/801max2112192.25)2(6 . 31jvvttS式中：机构滞后时间1t制动力增长时间2t最大稳定制动减速度， 为同步附着系数maxjgj0max0取经验值：3 . 0221tt在附着系数为 0.7 的路面上进行制动).(.66.428 . 97 . 092.25806 . 3803 . 092.25)2(6 . 312max21121mjvvttS评价参数GB

20、12676制动距离（m）43511501 . 02vv充分发出的平均减速度（）2/sm6.865.8由以上计算可知，制动距离小于 51m，符合 GB12676 的规定。下面验证在行车制动系的传能装置某一零件失效的情况下，其制动距离和制动减速度，能否满足 GB12676 法规要求。制动初速度。hkmv/801 jvvs92.251 . 02制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司第 13 页 共 17 页在空载工况路面附着系数为在空载工况路面附着系数为 0.7 路面上进行制动：路面上进行制动：评价参数GB12676 法规要求制动距离（）m131178前轮失效充分发出的平均减速度（）2/sm

21、2.011.5制动距离（）m49178后轮失效充分发出的平均减速度（）2/sm5.031.5在满载工况路面附着系数为在满载工况路面附着系数为 0.7 路面上进行制动：路面上进行制动：评价参数GB12676 法规要求制动距离（）m110150前轮失效充分发出的平均减速度（）2/sm2.251.7制动距离（）m52150后轮失效充分发出的平均减速度（）2/sm4.731.7由以上计算可知，制动距离及制动减速度均满足 GB12676 的规定，上述确定的前后制动器方案能满足法规要求，设计方案合适。八、驻车制动的计算八、驻车制动的计算1.1.驻车制动停驻的极限倾角驻车制动停驻的极限倾角制动系统计算校核报

22、告 重庆迪科汽车研究有限公司第 14 页 共 17 页g1hLL arctan助助ug2hLL arctan助d式中：u汽车在上坡时可能停驻的极限上坡倾角；d汽车在下坡时可能停驻的极限下坡倾角；（1）当 0.6 时空载驻车极限上坡路倾角：21.51空载驻车极限下坡路倾角：13.26满载驻车极限上坡路倾角：23.12满载驻车极限下坡路倾角：12.08（2）当 0.7 时空载驻车极限上坡路倾角：25.8空载驻车极限下坡路倾角：15.07满载驻车极限上坡路倾角：27.76满载驻车极限下坡路倾角：13.62（3）当 0.8 时空载驻车极限上坡路倾角：29.82制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限

23、公司第 15 页 共 17 页空载驻车极限下坡路倾角：16.68满载驻车极限上坡路倾角：32.36满载驻车极限下坡路倾角：15.08按照国家规定：驻车制动必须使满载车辆在 18的坡道上（10.2）停住,由以上计算可以看出空满状态下，极限上下坡驻破坡角均大于 10.20，所以满足要求。2.2.驻车手柄手力的校核驻车手柄手力的校核根据 GB7258-2004机动车运行安全技术条件规定驻车制动必须使满载车辆在附着系数为 0.7 路面上 20的坡道上（11.31）且驻车控制力不超过 600N 停驻。为了使汽车能在接近于坡度为的路面上停驻所需条件：后轴上的驻车制动力矩接近与由所确定的极限值（） ，并保证下坡路上能停驻的坡度部sin助rgGadu小于法规规定值。单个后轮驻车制动器的制动力矩上限为,则单个固定在2sin助rgGa制动器上的拉索输入力为1F).(2586135. 02 . 2231.11sin307.