93整车制动系统设计规范

文件编号：整车制动系统设计规范项目名称：_项目代号：编制：校对：审核：批准：年月日文件编号：*********目录TOC\o"1-2"\h\z一、 范围 1二、 规范性引用文件 1三、 概述 1四、 制动系统制动力矩的计算 3五、 确定车型的制动器制动力矩 5六、 法规要求 6

一范围本标准规定了本公司轻卡产品制动系统的设计本标准仅适用于本公司轻卡新产品开发制动系统设计计算本标准适用于所有新开发的车型二规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB7258机动车运行安全技术条件三概述制动系统是汽车的一个重要的组成部分。它直接影响汽车的行驶安全性。为了保证汽车有良好的制动效能，本规范指导汽车的制动性能及制动系结构的设计。1、制动动力学稳定状态下的加速和制动加速力和制动力通过轮胎和地表的接触面从车辆传送到路面。惯性力作用于车辆的重心，引起颠簸。在这个过程中当刹车时，前后轮的负载各自增加或减少；而当加速时，情况正好相反。制动和加速的过程只能通过纵向的加速度ax加以区分。下面，我们先来分析一辆双轴汽车的制动过程。最终产生结果的前后轮负载和，在制动过程中，图1随着静止平衡和制动减速的条件而变为： (SEQ标准自动公式\*ARABIC1) (SEQ标准自动公式\*ARABIC2)设作用于前后轴的摩擦系数分别为fV和fh,那么制动力为： (SEQ标准自动公式\*ARABIC3) (SEQ标准自动公式\*ARABIC4)图1双轴汽车的刹车过程它们的总和便是作用于车辆上的减速力。 (SEQ标准自动公式\*ARABIC5)对于制动过程，fV和fh是负的。如果要求两轴上的抓力相等，这种相等使fV＝fh＝ax/g，理想的制动力分配是： (SEQ标准自动公式\*ARABIC6) (SEQ标准自动公式\*ARABIC7)这是一个抛物线Fxh(Fxv)和参数ax的参数表现。在图1的右半部分，显示了一辆普通载人汽车的理想制动力分配。实践中，向两边分配制动力通常被选用来防止过早的过度制动，或是由刹车片摩擦偏差而引起的后轮所死，因为后轮锁死后将几乎无法抓地，车辆将会失去控制。防抱死刹车系统这个问题。当然，每一个负载状态都有它各自的理想制动力分配。如果所有负载状态都必须由一个固定的分配去应对，那么最重要的条件往往就是空载时的情况。虽然固定的分配在更多负载时无法实现最优化的制动力分配，b线显示了当后轴的制动力未超过理想值直到最大减速度为0.8g时的制动力分配情况。弯曲的分配曲线可通过如下方法应用。对于双轴轻卡，轮子在制动中的负载只取决于减速度，而不取决于设定的制动力分配。制动系统设计与匹配的总布置设计硬点或输入参数新车型总体设计时能够基本估算如下基本设计参数,这些参数作为制动系统的匹配和优化设计的输入参数。已知参数车型轴距（mm）整车整备质量（Kg）满载质量（Kg）空载时质心距前轴中心线的距离（mm）空载时质心高度（mm）满载时质心距前轴中心线的距离（mm）满载时质心高度（mm）理想的前、后制动器制动力分配曲线基本理论地面对前、后车轮的法向反作用力在分析前、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2地面对前、后车轮的法向反作用力由图2，对后轮接地点取力矩得 (SEQ标准自动公式\*ARABIC8)式中：——地面对前轮的法向反作用力；——汽车重力；——汽车质心至后轴中心线的距离；——汽车质量；——汽车质心高度；——汽车减速度。对前轮接地点取力矩，得 (SEQ标准自动公式\*ARABIC9)式中：——地面对后轮的法向反作用力；——汽车质心至前轴中心线的距离。则可求得地面法向反作用力为2、前、后制动器制动力分配曲线在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于附着力；并且前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力，即：消去变量，得计算算例与分析改进方法由上述结果可以分别得出车型A和车型B的前、后车轮同时抱死时前、后制动器制动力的关系曲线——理想的前、后轮制动器制动力分配曲线，简称I曲线。下图为举例车型空载和满载时候的I曲线（N）图3I曲线前、后轮制动器制动力矩的确定四、制动器的制动力矩计算制动器通常分为盘式制动器和鼓式制动器。下面就两种制动器分别进行制动力矩的计算。举例：已知制动总泵的参数如下：总泵缸径22.22mm总泵压力87.7Kgf盘式制动器的制动力矩计算基本参数缸径51.1mm摩擦块面积35.9cm2摩擦块厚度10mm摩擦块有效厚度9mm有效半径97.7mm制动盘厚度12mm计算依据假定衬块的摩擦表面全部与制动盘接触，且各处单位压力分布均匀，则制动器的制动力矩为： (SEQ标准自动公式\*ARABIC10)式中：——摩擦系数；——单侧制动块对制动盘的压紧力；——作用半径计算结果下面为盘式制动器的制动力矩与摩擦系数之间的关系曲线。（Nm）图4盘式制动器的制动力矩-摩擦系数的关系曲线由上图可以看出，当摩擦系数在0.35～0.42之间时，盘式制动器所能提供的摩擦力矩在1205Nm～1447Nm之间。当f＝0.38时，鼓式制动器提供的摩擦力矩为1309Nm。鼓式制动器的制动力矩计算基本参数缸径19.05mm制动鼓直径220mm制动蹄片包角110°制动蹄片宽度40mm计算依据在摩擦衬片表面取一横向微元面积，由鼓作用在微元面积上的法向力为：对于紧蹄：对于松蹄：其中计算结果下图为鼓式制动器所能提供的制动力矩——摩擦系数曲线。（Nm）图5鼓式制动器所能提供的制动力矩-摩擦系数曲线由上图可以看出，摩擦系数在0.35～0.42之间时，制动力矩在524Nm～706.53Nm之间。当f＝0.38时，鼓式制动器提供的摩擦力矩为598.316Nm。确定同步附着系数通过上述关于制动器的制动力矩的计算，可以得到前、后制动器之间的制动力分配的比例：通过这个曲线与I曲线的交点处的附着系数为同步附着系数。五、确定车型的制动器制动力矩基本原理选定同步附着系数φ0，举例如确定为0.7。并用下列计算前、后轮制动力矩的比值。然后，根据汽车满载在柏油、混凝土路面上紧急制动到前轮抱死，计算出前轮制动器的最大制动力矩Mμ1max；在根据前、后轮制动力矩的比值计算出后轮制动器的最大制动力矩Mμ2max。基本参数已知参数某车型轴距（mm）2450整车整备质量（Kg）870满载质量（Kg）1502.2空载时质心距前轴中心线的距离（mm）1242空载时质心高度（mm）500满载时质心距前轴中心线的距离（mm）1462满载时质心高度（mm）730同步附着系数0.7计算结果所得参数某车型0.619满载时前轮制动器的最大制动力矩Mμ1max1771.7Nm满载时后轮制动器的最大制