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1、装订线毕业设计（论文）报告纸目录一、 绪论 11.1背景及意义 11.2国内外研究状况及趋势 11.3本论文的主要工作 1二、 制动器历史现状发展 32.1制动控制系统的历史 32.2制动控制系统的现状 42.3制动控制系统的发展 52.4小结 6三、 理论分析 83.1制动系统性能分析 83.1.1人力制动系统的组成和工作原理 83.1.2制动驱动机构的设计计算 83.2制动系统性能计算的基本方程 123.2.1地面前后法向力 123.2.2制动力分配 133.2.3利用附着系数与附着效率 143.3制动器设计计算 163.3.1鼓式制动器设计计算 163.3.2盘式制动器设计计算 183.
2、3.3摩擦衬片磨损特性计算 193.4制动法规对制动性能的要求 20四、 软件开发设计 224.1软件开发 224.2软件的组成及运行条件 234.2.1制动器设计计算模块 234.2.2制动力分配曲线模块 264.2.3制动驱动机构设计计算 314.2.4保存打开功能 324.3程序源代码 32结论及建议 44致谢 45参考文献 46附录一 程序框图 47一 绪论1.1背景及意义 随着汽车工业的发展，2010年中国汽车产销双超1800万辆蝉联全球第一。随着汽车保有量的大幅上升、高速公路、高等级公路的不断建设、汽车正逐渐进入每个家庭，成为人们生活的一部分。而驾驶员的非职业化、汽车密集化和汽车高
3、速化，则更对汽车的安全性能提出高要求，交通安全问题也随之日益突出。据统计，从2004年到2009年，我国道路交通事故从465万起减少到238万起，死亡人数从94万人减少到67万人，分别减少近50和30。目前我国交通事故死亡人数已经由多年的世界第一下降到世界第二。在交通事故中，约有半数以上是由于汽车制动性能不好引起的。不仅如此，汽车制动性能还直接影响汽车燃油经济型和运输生产效率。所以对汽车制动系统进行全面的理论与实验研究，具有积极的社会效益和明显的经济效益。1.2国内外研究状况及趋势 汽车的制动性能是汽车行驶的主要保障，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用的重要任务。而传统的计算都是手工进
4、行的，而影响制动性的参数众多，故繁琐而效率底下。传统的设计方法，只能在汽车设计最后阶段或样车试验结束后才发现其主要参数与性能是否达到要求，在进行改造。这样不仅带来非常大的浪费，而且容易延误其它产品的研发。 综合上述，为改善设计人员的工作状况、减少研发周期、提高工作结果直观性以及降低，研发成本，有必要对汽车制动性借助计算机工具。进行制动性模拟，计算，分析。 从七十年代起，国外已经开始运用现代设计方法，如计算机模拟仿真、优化设计、可靠性设计、CAD等取代传统设计方法。从九十年代起，国外优秀制动设计软件不断涌现，如ADAMS软件、基于MATLAB的汽车制动系统设计与分析软件等。国内近年也做了很多工作
5、，开发了部分设计软件。但工作开发的晚，技术水平低，尚处于初级阶段，研究和开发扩展空间广阔。因此，开发制动性模拟程序设计软件是很有必要的。1.3本论文的主要工作从制动性的历史，现状，发展开始，到汽车制动性的计算，以VC+为程序开发语言，开发设计汽车制动性模拟程序设计软件。二 制动器历史现状发展2.1制动控制系统的历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装置。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮
6、采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装置。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。 随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。 20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广
7、。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置，控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。 1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限，可靠性不够理想，且成本高。 1979年，默本茨推出了一种性能
8、可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现，以及电子信息处理技术的高速发展，ABS以成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆份，世界汽车ABS的装用率已超过20%。一些国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已制定法规，使ABS成为汽车的标准设备。2.2制动控制系统的现状当考虑基本的制动功能量，液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法。即使增加了防抱制动(ABS)功能后，
9、传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。但是就复杂性和经济性而言，增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。 传统的制动控制系统只做一样事情，即均匀分配油液压力。当制动踏板踏下时，主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路，并通过一个比例阀使前后平衡。而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。 目前，车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。方法虽然简单实用，但是其调试比较困难，不同的车辆需要不同的匹配
10、技术，在许多不同的道路上加以验证；从理论上来说，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未达到最佳的制动效果。 另外，由于编制逻辑门限ABS有许多局限性，所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS，它是以连续量控制形式，使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率，理论上是一种理想的ABS控制系统滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率，另一个难点是车辆速度的测量问题，它应是低成本可靠的技术，并最终能发展成为使用的产品。对以滑移率为目标的ABS而言，控制精度并不是十分突出的问题，并且达到高精度的控制也比较困难；因为
11、路面及车辆运动状态的变化很大，多种干扰影响较大，所以重要的问题在于控制的稳定性，即系统鲁棒性，应保持在各种条件下不失控。防抱系统要求高可靠性，否则会导致人身伤亡及车辆损坏。 因此，发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键。现在，多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来。除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外，增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统，是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统。模糊控制法是基于经验规则的控制，与系统的模型无关，具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性，但调整控制参数比较困难，无理论而言，基本上是靠试凑的方法。然而对大多数基于目标值的控制而言，控制规律有一
12、定的规律。 另外，也有采用其它的控制方法，如基于状态空门及线性反馈理论的方法，模糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽车上，通常是几种控制方法组合起来实施。如可以将模糊控制和PID结合起来，兼顾模糊控制的鲁棒性和PID控制的高精度，能达到很好的控制效果。 车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题。在汽车起动或加速时，因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑。此时，车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定，车轮切向力也减少，影响加速性能。由此看出，防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率，所以在ABS的基础上发展了驱动防滑系统(ASR)。 ASR是ABS的逻辑和功能扩展。ABS在增加了ASR功能后，主要的变化是在电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统，来监测驱动轮的转速。ASR大多借用ABS的硬件，两者共存一体，发展成为ABS/ASR系统。 目前，ABS/ASR已在欧洲新载货车中普遍使用，并且欧共体法规EEC/71/320已强制性规定在总质量大于3.5t的某些载货车上使用，重型车是首先装用的。然而ABS/ASR只是解决了紧急制动时附着系数的利用，并可获得较短的制动距离及制动方向稳定性，但是它不能解决制动系统中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能，同时可进行制动强度的控制。 ABS只有在极端情况
