汽车理论课程设计汽车制动性计算

1、版权所有 葛建勇序号：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691. 题目要求一中型货车有关参数：载荷质量/kg质心高/m轴距L/m质心至前轴距离a/m制动力分配系数空载40800.6003.9502.1000.38满载92901.1703.9502.9500.381） 根据所提供的数据，绘制：I曲线，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

2、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0.20.40.60.813） 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 (%)0.20.40.60.814） 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，线，f、r线组；I曲线公式线公式f线组公式r线组公式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

3、示：图1满载时不同值路面的制动过程分析图2空载时不同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）要求的限制范围，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后轴的利用附着系数公式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0.20.40.60.81满载0.24330.40900.52910.62020.69170.18030.39470.65360.97281.3758空载0.15240.28730.40750.51540.61270

4、.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。前轴的制动效率为后轴的制动效率为制动效率曲线如图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 (%)0.20.40.60.81满载0.78930.96810.93620.87150.8151空载0.81740.78100.74760.71700.68883. 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r与制动强度z的关系曲

5、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=0.8的路面上车轮不抱死，取制动系反应时间，制动减速度上升时间。根据公式当行车制动正常时，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=36.692m），符合标准要求；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=79.964m）；空载

6、制动距离s=39.371m（小于GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准=94.457m），都符合标准要求；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=79.964m）；空载制动距离s=35.228m（小于GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准=94.457m）符合标准要求。2. 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

7、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：，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.

8、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 15089-2001 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 gejianyongclcclearclose all;g=9.8ma=92

9、90%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% 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).0.5)/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f2

10、Ba=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=0.1:0.1:1 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(fx

11、bra>=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 squareend %title('满载时不同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_2/kN,itF_Xb2/kN') %以下为空载时制动过程f1=

12、0:10:30000;f20=0.5*(G0*(b0*b0+4*hg0*L*f1/G0).0.5)/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=0.1:0.1:1 fxbf0=(L-P*hg0)*f1/P/hg0-G0*b0/hg0;%fxbf0空载f线 fxbf01=fxbf0(fxbf0<=f20);%取I曲线

13、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 squareend %title('空载时不同值路面的制动过程分析')xlabel

14、('itf 线组 itF_1/kN,itF_Xb1/kN') ylabel('itr 线组 itF_2/kN,itF_Xb2/kN') %以下为利用附着系数与制动强度的关系z=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)/

15、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,'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-

16、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('制动强度itz/g') ylabel('利用附着系数it')%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,

17、'color',0 0 0)axis(0 1 0 100)%title('前、后制动效率曲线')xlabel('附着系数it') 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sl

18、b0=0.15*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=(0.02+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/aamax%满载正常行驶制动距离计算公式s0=(0.02+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/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=(0.02+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/aafmax%