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1、制动系统匹配设计计算只有制动性能良好、制动系统工作可靠的汽车才能充分发挥其动力性因能此。，在整车新产品开发设 计中制动系统的匹配计算尤为重要.一、概述根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设 计,管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础.AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动 器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线（X型）布置，采用ABS。驻车制动 系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构因AA车型与参考样车BB的整车参数接近， 制动系统采用了 BB样车制
2、动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、 驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。设计要符合GB 12676汽车制动系统结构、性能和试验方法；GB 13594机动车和挂车防抱制动 性能和试验方法和GB 7258机动车运行安全技术条件的要求，其中的踏板力要求W500N，驻车制动 停驻角度为20% （12齿），驻车制动操纵手柄力W400N。二、制动系统设计的输入条件整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。非空载质矗nijkg1 142满毂质匙叫kg1 517轴距（空尿满菽）L2 550/2 542mm满袋质心窩氐nun648空我illf轴轴倚%kg671空麵轴轴荷叱聪471
3、满袋前轴轴術% .kg781满载后轴轴衙皿kg736空我前轴到质心水平距离m1 052空銭后轴倒质心术平吧离丄nm1 498満戏血轴到质心KT班曲1 233满铀;轴到质止冰平S1緒.L”顾1 309乍轮滚幼半铳|Rnun296表i整车基本参数前 J后的动辟制功芈径QED112. j 107. 7.5删“箭丿后制动器靡攥片郞擦義数f/A0. 38请/后制动器效能因.数跖/矶0. 76/0. 76發考値制动主紅口徹RED设计值制劭尢血总行輕占tfIMI32设计值的/后轮缸近径如也I3II057 - 3= 9设计值前启后制动黠轮暫履程nun0. 5/0. 5蠡考伯克空助力比7. 5设计值制动踏板杠杆
4、比2L i i设计值制劝踏扳个厅稈耳Ml100驻牢制渤手柄杠杆比Jf7. 2设计值驻车制动就功装貰杠杆比10N 35表2 零部件主要参数二、制动系统设计计算（法规校核） 1、地面对前、后车轮的法向反作用力地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示.1Fzi 1L图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得：(1)dt誉式中：FZ1 (N):地面对前轮的法向反作用力；G (N):汽车重力；b(m):汽车质心至后轴中心线的水平距离;m (kg):汽车质量；hg (m):汽车质心高度；L (m):轴距;du/dt (m/s2):汽车减速度.对前轮接地点取力矩，得：Fr、L = Gn ui(2)式
5、中：FZ2 (N):地面对后轮的法向反作用力；a (m):汽车质心至前轴中心线的距离.2、理想前后制动力分配在附着系数为巾的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的 地面附着力;并且前、后轮制动器制动力Ful、Fu2分别等于各自的附着力，即:根据式（1）、（2）及（3）,消去变量巾，得:由（1）、（2）、（3）及此时 du/dt = z*g,z=W =巾0,可得:前轴：F址二?少+二）0(5)后轴:由此可以建立由Fu1和Fu2的关系曲线，即I曲线。3、B曲线公式（4）表明了理想的前后制动力的关系,但是实际的制动力分配是一个线性关系。ABS的作用就是 不停的调节实际
6、的制动力分配关系，使之尽可能接近理想曲线。制动力分配系数：(7)由制动器效能因数定义:4几二 W 厂（9而由制动器制动力矩产生的制动器制动力等于制动力矩与车轮滚动半径的比值故 p (Mpa):液压系统中的压力;d :轮缸活塞的直径(mm)； BF：制动器效能因数；r制动器的有效制动半 径；R (mm)：车轮的滚动半径；Mm (mu):制动器摩擦副间的制动力矩；FO (N):制动器轮缸的输出力；F = p江(卩(11Fb(N):由制动器制动力矩产生的车轮周缘力，即制动器制动力。由公式(12)、(11)代入(7)得:dBF“(12BFf 片 +dj BE r:Lpb同步附着系数00 =由以上公式可
7、以计算得到AA车型前后制动器制动力分配系数：B =故同步附着系数：满载时巾01 = 0.91 ；空载时巾02=0。6。根据以上计算，可绘出空满载状态理想前后制动力分配曲线(I线)和实际前后制动力分配曲线(B 线)(见图2)。f S 0*5 也、0% 殳 EQ乏一 捋录會胆前抽制劲力(町图2 前后制动力分配曲线由上可知，实际满载同步附着系数=0。91,而我国目前的道路路面状况有较大改善，一般可达巾=0.8左右，在高速路上可达1。0,因此巾=0。91满足一般设计的要求。在巾=0.91时前、后轮同时抱死, 在此之前如无ABS系统作用总是前轮先抱死。由于本车采用ABS调节前后制动器的制动力，故在任意附
8、着 系数路面时，实际前、后制动器制动力分配是近似符合I曲线的，同时也减轻了 ABS系统工作压力。因此 设计方案合理.4、前后轴利用附着系数与制动强度的关系曲线由公式：式中：巾f:前轴利用附着系数；叶：后轴利用附着系数；a (m):前轴到质心水平距；b(m)：后轴到质心水平距；Z：制动强度。可作出前后轴利用附着系数与制动强度的关系曲线（见图3）。-IMC6空戏前拒-ND8空裁后轩HGB測牖勒 砧=【2十a.的I/O血4 =240.05 =Z图3 利用附着系数与制动强度的关系曲线比较以上图表，我们可以得出结论:空、满载利用附着系数满足GB12676标准要求，因此本车的制动 力分配满足法规要求。四、
9、管路压力校核管路的极限压力如不考虑ABS系统的作用应该是在地面的附着系数达到同步附着系数时管路中的压 力前后制动器同时抱死时，根据前、后轮制动器制动力公式：式中：Ful、Fu2 (N):前、后轮制动器制动力;pl、p2 (Pa):前、后轮缸液压；dl、d2 (m)：前、后轮缸直径；n1、n2 :前、后制动器单侧油缸数目(仅对于盘式制动器而言)；BF1、BF2:前、后制动器 效能因数；r1、r2 (m):前、后制动器制动半径；R (m):车轮滚动半径.由(15)可以推导出管路压力公式：D-二 f(16由此可得到p1=p2=6.86Mpa,液压制动系统管路的一般工作压力小于10 Mpa,因此本系统
10、管路压力符合要 求。五、制动距离校核制动距离公式为:+V12592肛(17V (km/h):制动初速度；Jmax ( m/s2):最大制动减速度；i2、i”2:制动器的作用时间，0。20。9s.当巾=0.8 时，jmax=巾*g = 784m/s2，当 V=80 km/h 由式(17)得 S = 42。6m50.7m,符合 GB 12676 的规定当V=50km/h由式(17)得S = 19o 3m20m，符合GB 7258的规定。制动距离满足法规要求，设计 方案合适.丰辆类型试脸车钊胡刖密蜃尸丄E儿 U制和阳离黒“ gGB12676对制动距离的要求机动车类型制动初速度km/h满载检验制动 距
11、离要求m空载检验制动距 离要求m试验通道 宽度m三轮汽车205.02.5乘用车5020.019.02.5总质量不大于3500kg的低速货车309.08。02。5其它总质量不大于3500kg的汽车5022。021。02.5其它汽车、汽车列车3010.09.03.0两轮摩托车307.0边三轮摩托车308。02.5正三轮摩托车307。52.3轻便摩托车204.0轮式拖拉机运输机组206.56。03.0手扶变型运输机206。52。3GB7258对制动距离的要求六、真空助力器主要技术参数校核本车由于平台化的考虑采用BB原样车真空助力器,其为单膜片式，膜片直径为9，真空助力比为7.5. 制动主缸行程校核根
12、据 V=l/4nd2，得:前轮缸工作容积Vl=2 550。47 （立方毫米）；后轮缸工作容积V2=9 02.13（立方毫米）；考虑软管变形，主缸容积为：Vm=1.1X2(V1+V2)=7 595.71 (立方毫米);主缸实际行程:七、制动踏板行程和踏板力校核1、制动踏板行程制动踏板工作行程：/ . 】一 二一 (18)ip:制动踏板杠杆比，2.77;01:主缸推杆与活塞间隙，1.5mm;02:主缸活塞空行程，1。5mm.Sp=2o77X(19o 6+1。5+1.5) =62。6 (mm) 100X4/5=80mm，满足 GB7258 的规定。7-2.9液压行车制动在达到规定的制动效詢L踏扳行程
13、不应大于踏板全行程的四分之三 制动器装有自动调整间隙装蚩的机动车的踏桓行程不应大于踏板全行程的五分之四，且乘用车不应大于120 mm，其它 机动车不应犬于1知nun。GB7258对制动踏板行程的要求2、制动踏板力校核分析整个制动过程,在附着系数为巾(巾W巾0)的路面上制动时，前轮的压力首先达到抱死拖滑状态， 当管路中压力继续升高时，前轮制动力不再随管路中压力的升高而增大，但后轮制动力却随压力的升高继 续增大，直到后轮也抱死拖滑那么，后轮抱死拖滑时，管路中的压力已经足够大，此时的踏板力即是整车 在附着系数为巾(巾W巾0)的路面上制动时所需要的最大踏板力。显然，当巾二巾0时，前后轮同时抱死， 此时所需要的踏板力既是整车制动的极限踏板力。我国的道路条件下，附着系数一般取0。8,故当巾=0。8时，利用(16)计算出p=6o 69MPa。-HA3-I目N却期SO103U9HO图4 真空助力器和总泵特性曲线由图4特性曲线中可以查得,F入=562.7N（当然也可以根据公式计算），考虑踏板的机械效率n=0.8,踏板杠杆比ip=2。77,则踏板力FF= =253. 9N500NS此时制动强度z=7.845.8（法规限值），满载状态下，所需踏板力FV500N，符合GB 1267
