汽車?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)說明書-汽車性制動(dòng)性計(jì)算)

1、<p>　　汽車?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　題目：汽車性制動(dòng)性計(jì)算</p><p><b>　　一.題目要求</b></p><p>　　一中型貨車裝有前后制動(dòng)器分開的雙管路制動(dòng)系，其有關(guān)參數(shù)見下表1：</p><p>　　表 1中型貨車有關(guān)參數(shù)</p><p>　　問題1根

2、據(jù)書上所提供的數(shù)據(jù)，繪制：I曲線，β線，f、r線組；</p><p>　　問題2繪制利用附著系數(shù)曲線；繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法）要求的限制范圍，計(jì)算并填寫利用附著系數(shù)參數(shù)表</p><p>　　問題3繪制制動(dòng)效率曲線，計(jì)算并填寫制動(dòng)效率參數(shù)表。</p><p>　　問題4對(duì)制動(dòng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。</p>&l

3、t;p>　　問題5此車制動(dòng)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)GB 12676-1999的要求？如果不滿足需要采取什么附加措施（提出三種改進(jìn)措施，并對(duì)每種措施的預(yù)期實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià)；要充分說明理由，包括公式和圖)</p><p>　　二. 問題的分析與求解</p><p>　　2.1 問題1的分析與求解</p><p>　　I曲線為前后輪同時(shí)抱死時(shí)前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的關(guān)系曲線——即理

4、想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線[1]，公式為</p><p>　　由式1-1利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出I曲線見下圖一。</p><p>　　圖 一 理想的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線</p><p>　　不少兩軸汽車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比為一固定值。常用前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比來表明分配的比例，稱為制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，用符號(hào)表示，

5、則</p><p>　　這條線為實(shí)際前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱曲線，在本文中。即。由式1-2利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出I曲線見下圖二。</p><p><b>　　圖 二 曲線</b></p><p>　　如果將理想的制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線與實(shí)際的制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線在同一坐標(biāo)下畫出，它們的交點(diǎn)即為同步附著系數(shù)。同步附著系數(shù)

6、是由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的、反映汽車制動(dòng)性能的參數(shù)。利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出中型貨車的I曲線和曲線，見圖三。</p><p><b>　　圖 三 曲線</b></p><p>　　線組是指后輪沒有抱死、前輪抱死時(shí)，間的關(guān)系曲線：</p><p>　　線組是前輪沒有抱死而后輪抱死時(shí)的間的關(guān)系曲線：</p><p

7、>　　由上式1-3和1-4及該中型貨車的相關(guān)參數(shù)，利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出線組和線組。由于不同載荷狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)不同數(shù)值的線組和線組，本文僅以滿載時(shí)（）繪制圖四，且值不同，為了能直觀反映，本文僅以0.2,0.4,0.6,0.8,1為例。</p><p>　　從圖四中看出對(duì)于同一值下的線組和線組的交點(diǎn)，即符，又符合，所以這些交點(diǎn)便是前、后車輪（都包含同時(shí)）抱死的點(diǎn)。因此這些交點(diǎn)的連線的曲線也

8、就是前面繪制出的I曲線，從圖中可以看出那些交點(diǎn)完全在繪制的I曲線上。</p><p><b>　　圖 四線組和線組</b></p><p>　　2.2 問題2的分析與求解</p><p>　　本問題是已知某一中型貨車的相關(guān)參數(shù)要求畫出利用附著系數(shù)曲線。首先了解一下關(guān)于制動(dòng)器分配系數(shù)的定義。</p><p>　　汽車以一定

9、減速度制動(dòng)時(shí)，除去制動(dòng)強(qiáng)度等于同步附著系數(shù)以外，不發(fā)生車輪抱死所要求的（最小）路面附著系數(shù)總大于制動(dòng)強(qiáng)度。為了定量說明，故引用了附著系數(shù)的概念，其定義為</p><p>　　式2-1中對(duì)應(yīng)于制動(dòng)強(qiáng)度,汽車第軸產(chǎn)生的地面制動(dòng)力；制動(dòng)強(qiáng)度為時(shí)，地面對(duì)第軸產(chǎn)生的法向反作用力；為第軸對(duì)應(yīng)于制動(dòng)強(qiáng)度的利用附著系數(shù)。</p><p>　　由上述定義可推導(dǎo)出前軸與后軸的利用附著系數(shù)公式。設(shè)汽車前輪剛要抱

10、死或前、后輪同時(shí)剛要抱死時(shí)產(chǎn)生的減速度為,式中為制動(dòng)強(qiáng)度，則</p><p><b>　　前軸的利用附著系數(shù)</b></p><p>　　后軸的利用附著系數(shù)為</p><p>　　利用上式2-2和2-3以及題目所給該貨車空載和滿載的相關(guān)參數(shù)運(yùn)用即可繪制出該中型貨車的利用附著系數(shù)曲線見圖五，并且可求出不同制動(dòng)強(qiáng)度下的利用附著系數(shù)見表2。</

11、p><p>　　圖 五 中型貨車?yán)酶街禂?shù)曲線</p><p>　　表 2不同制動(dòng)強(qiáng)度下的利用附著系數(shù)</p><p>　　國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法）上注有：本標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能方面的內(nèi)容在技術(shù)上是等效采用ECE第13號(hào)法規(guī)，有關(guān)汽車制動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)方法方面的內(nèi)容在技術(shù)上是等效采用ISO 6597-1991、I

12、SO 7634-1995和ISO 7635-1991標(biāo)準(zhǔn)。該三項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)是按照ECE第13號(hào)法規(guī)的要求制定的。故可采用歐洲ECE的標(biāo)準(zhǔn)來繪制限制范圍。</p><p>　　運(yùn)用MATLAB2014a,編寫程序繪制出ECE法規(guī)貨車的制動(dòng)力分配即國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）見圖六。</p><p>　　圖 六 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）限制范圍</p>&l

13、t;p>　　2.3 問題3的分析與求解</p><p>　　地面附著條件利用程度的概念也可用制動(dòng)效率描述，并說明實(shí)際制動(dòng)力分配的合理性。制動(dòng)效率定義為車輪不鎖死的最大制動(dòng)強(qiáng)度與車輪和地面間附著系數(shù)的比值。也就是車輪將要抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度與被利用的附著系數(shù)之比由式2-2和2-3即可得到前軸的制動(dòng)效率為</p><p><b>　　后軸的制動(dòng)效率為</b></p

14、><p>　　利用上式3-1和3-2以及題目所給該貨車空載和滿載的相關(guān)參數(shù)運(yùn)用即可繪制出該中型貨車的制動(dòng)效率曲線見圖七并且可以得到不同附著條件下的左右輪的制動(dòng)效率見表3。</p><p>　　以空載時(shí)制動(dòng)效率曲線繪制為例，實(shí)際是由兩條曲線構(gòu)成，即前輪的制動(dòng)效率曲線和后軸的制動(dòng)效率曲線，應(yīng)先求出前后輪同時(shí)抱死時(shí)附著系數(shù)的值作為臨界值，再分別繪制前后輪制動(dòng)效率圖。</p><p

15、>　　圖 七 中型客車前、后輪制動(dòng)效率曲線</p><p>　　表 3 不同附著系數(shù)下的制動(dòng)效率</p><p>　　2.4問題4的分析與求解</p><p>　　汽車的制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的恒定性以及制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性。</p><p>　　制動(dòng)效能，指汽車在良好的路面上以一定初速度和規(guī)定的踏板力開始制動(dòng)，&l

16、t;/p><p>　　在最短的時(shí)間內(nèi)停車的一種能力，是制動(dòng)性能級(jí)墓本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。一般用制動(dòng)距</p><p>　　離、制動(dòng)減速度、制動(dòng)力等表示。</p><p>　　計(jì)算不抱死制動(dòng)距離，需要對(duì)制動(dòng)過程有一個(gè)全面了解。制動(dòng)過程分為駕駛員看見信號(hào)后做出行動(dòng)反應(yīng)、制動(dòng)器起作用、持續(xù)制動(dòng)和放松制動(dòng)器四個(gè)階段，詳見圖八。一般所指制動(dòng)距離是開始踩著制動(dòng)踏板到完全停車的距離。它包括制

17、動(dòng)器起作用和持續(xù)制動(dòng)兩個(gè)階段汽車駛過的距離。</p><p>　　圖 八 汽車制動(dòng)過程</p><p>　　在制動(dòng)器起作用階段，汽車駛過的距離為</p><p>　　在持續(xù)制動(dòng)階段，汽車行駛過的距離為</p><p>　　因?yàn)楹苄。雎怨士偟闹苿?dòng)距離為</p><p>　　國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）規(guī)定的O

18、型行車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)要求，中型貨車測(cè)試的制動(dòng)距離最低要求如下表4</p><p>　　表 4中型貨車發(fā)動(dòng)機(jī)脫開 O型行車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)最低要求</p><p>　　問題已知,,取試驗(yàn)路面附著系數(shù),需要求出</p><p>　　對(duì)于制動(dòng)效率，我們通過問題3的圖七中型貨車前、后輪制動(dòng)效率曲線可知，當(dāng)時(shí)，該中型客車空載時(shí)制動(dòng)效率是以后輪發(fā)生作用，滿載時(shí)是前輪起作用，故</p&g

19、t;<p>　　由式3-4、3-5分別帶入4-4得</p><p>　　故得到該貨車不抱死的制動(dòng)距離為</p><p>　　由上式4-5及相應(yīng)的參數(shù)運(yùn)用MATLAB2014a編寫程序即可得到該貨車在空載和滿載時(shí)不抱死的制動(dòng)距離,結(jié)果見表5。</p><p>　　表 5中型貨車發(fā)動(dòng)機(jī)脫開 O型行車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)</p><p>　　從上

20、表5中看出該貨車符合發(fā)動(dòng)機(jī)脫開 O型行車制動(dòng)實(shí)驗(yàn)的最低要求。</p><p>　　行車制動(dòng)傳能系某一零件失效時(shí)，國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）規(guī)定見表6</p><p>　　表 6 中型貨車行車制動(dòng)某零件失效時(shí)國家標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　本文是以前、后管路分別失效計(jì)算該貨車的制動(dòng)距離。設(shè)求制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)汽車的制動(dòng)距，制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)汽車的制動(dòng)距。

21、</p><p>　　1)當(dāng)制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)，則在后輪制動(dòng)將要抱死的時(shí)候</p><p><b>　　得制動(dòng)強(qiáng)度</b></p><p><b>　　最大制動(dòng)減速度</b></p><p>　　將4-6式帶入式4-7得制動(dòng)距離</p><p>　　2)當(dāng)制動(dòng)系后部管路損壞

22、時(shí)，則在前輪制動(dòng)將要抱死的時(shí)候</p><p><b>　　得制動(dòng)強(qiáng)度</b></p><p><b>　　最大制動(dòng)減速度</b></p><p>　　將4-10式帶入式4-3得制動(dòng)距離</p><p>　　運(yùn)用MATLAB2014a編寫程序利用已知參數(shù)求得結(jié)果見表7 </p><

23、;p>　　表 7中型客車制動(dòng)系損壞時(shí)實(shí)驗(yàn)的制動(dòng)距離</p><p>　　由表7可知在制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)，該中型貨車在空載、滿載時(shí)前后管路的制動(dòng)性能都良好。</p><p>　　2.5 問題5的分析與求解</p><p>　　由問題4關(guān)于該貨車行車制動(dòng)是符合國家標(biāo)準(zhǔn)的。但是還需要分析該貨車是否滿足國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)

24、方法）要求的限制范圍。由于標(biāo)準(zhǔn)里既有空載也有滿載且前后軸在不同制動(dòng)強(qiáng)度下利用附著系數(shù)要求也不同在同一張圖出很難看出，為此本文將分情況對(duì)該貨車制動(dòng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。</p><p>　　1）對(duì)于之間的各種車輛，要求制動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　運(yùn)用MATLAB2014a,編寫程序繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)和該貨車各種狀態(tài)下的利用附著系數(shù)曲線圖九。</p><p>　　圖 九 某中型貨

25、車各種狀態(tài)下利用附著系數(shù)曲線</p><p>　　由圖十可知在該貨車滿載時(shí)當(dāng)利用附著系數(shù)大于0.6時(shí)，制動(dòng)強(qiáng)度小于利用附著系數(shù)。</p><p>　　2)車輛在各種裝載狀態(tài)下，前軸的利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線之上。分別繪制空載和滿載時(shí)的前后軸利用附著系數(shù)對(duì)比圖運(yùn)用MATLAB2014a,編寫程序繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)貨車的制動(dòng)力分配見圖十。</p><p>　

26、　圖 十 某中型貨車在空載和滿載時(shí)的制動(dòng)力分配</p><p>　　由圖十一可知該中型貨車在空載狀態(tài)時(shí)前軸的利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線之下。</p><p>　　3）對(duì)于最大總質(zhì)量大于3.5的貨車，在制動(dòng)強(qiáng)度之間，每根軸的利用附著系數(shù)曲線位于兩條平行于理想的附著系數(shù)直線的平行線之間，運(yùn)用MATLAB2014a繪制對(duì)比曲線圖十一。</p><p>　　圖

27、 十一 某中型貨車的制動(dòng)力分配（）</p><p>　　由圖十一可知該貨車在空載時(shí)后軸的利用附著系數(shù)曲線不在理想附著系數(shù)直線的平行線之間。</p><p>　　4）制動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，后軸的的利用附著系數(shù)滿足關(guān)系式，運(yùn)用MATLAB2014a繪制對(duì)比曲線圖十三。</p><p>　　圖 十二 某中型貨車在z>0.3時(shí)利用附著系數(shù)曲線</p><p&

28、gt;　　由圖十二可知在制動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，符合法規(guī)要求。</p><p>　　總上所述，由于該貨車不滿足任何車輛的ECE法規(guī)要求，當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度之間也不滿足，僅在時(shí)，符合法規(guī)要求，故不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999）。</p><p><b>　　三．結(jié)論 </b></p><p>　　3.1該貨車制動(dòng)系損壞對(duì)制動(dòng)距離的影響</p>

29、<p>　　問題4只是計(jì)算出行駛車速，在的路面上,貨車制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)汽車的制動(dòng)距離 ，制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)汽車的制動(dòng)距離。從得到結(jié)果可以看出當(dāng)制動(dòng)系后管路損壞時(shí)貨車在滿載時(shí)的剎車距離比空載還要大很多，是非常危險(xiǎn)的。</p><p>　　但是對(duì)其他附著條件下的制動(dòng)距離，還能沒有給出定性分析。本文在所給條件的基礎(chǔ)上分析在之間時(shí)，前后制動(dòng)管路分別損壞時(shí)，對(duì)不同載荷下貨車的剎車距離的影響。運(yùn)用MATL

30、AB2014a繪制不同附著條件下，給定汽車速度時(shí)，不同載荷下該中型貨車的制動(dòng)距離對(duì)比曲線圖十三。</p><p>　　圖 十三 不同附著率下制動(dòng)系統(tǒng)損壞時(shí)貨車的制動(dòng)距離</p><p>　　從圖十三中，我們可以看出，在時(shí)，不同附著條件下，制動(dòng)距離最長(zhǎng)的始終是后管路損壞貨車滿載時(shí)，這種情況是很危險(xiǎn)的。</p><p>　　3.2該貨車制動(dòng)性能的改進(jìn)</p>

31、<p><b>　　四.心得體會(huì)</b></p><p>　　制動(dòng)系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，它在車輛的主動(dòng)安全方面扮演著重要的角色。制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、匹配的好壞程度，從根本上決定著車輛整車性能，尤其是制動(dòng)性能的品質(zhì)。</p><p><b>　　五 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 余志生. 汽車?yán)碚?/p>