汽车制造与装配专业毕业设计.doc

毕业论文/毕业设计 汽车制造与装配专业毕业设计 标 题：汽车制动性能检测工艺设计摘 要随着交通事故发生率的急剧增加，如今汽车的安全性能已经成为人们所关注的热点，由于汽车制动性能直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。改善汽车的制动性能，始终是汽车设计制造和使用部门首要任务。*首先以汽车制动性理论知识为基础，包括汽车制动性的主要评价方法、制动时车轮受力、制动效能及其恒定性、制动时汽车的方向稳定性、前后制动器制动力的比例关系等；然后利用matlab软件对汽车制动性能相关指标进行仿真编程以及调试；最后进行实例分析，建立fsae赛车制动模型，结合车辆制动系统设计经验取制动力分配比的初值为0.4，选取设计变量，构建目标函数，设置约束条件，运行程序进行仿真分析，得出fase赛车的制动距离为44.791m、最佳制动分配比为0.6223、制动减速度6.88m/ 以及同步附着系数为0.695。由仿真结果证明，所得结果满足系统使用要求，对赛车制动系统设计具有一定的指导作用。关键词：制动性能，建模，matlab，fsae赛车1. 汽车制动性能检测概述1.1 汽车制动性主要评价指标汽车的制动是指汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定和在下长坡时能维持一定车速的能力。它主要由制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性三方面来评价。（1）制动效能制动效能，指汽车在良好的路面上以一定初速度和规定的踏板力开始制动，在最短的时间内停车的一种能力，是制动性能级墓本的评价指标。一般用制动距离、制动减速度、制动力等表示。（2）制动效能的恒定性制动效能的恒定性，指抗热衰退性能和抗水衰退性能，主要指抗热衰退性能。其中，抗热衰退性能指汽车离速行驶制动或下长坡制动时随制动器温度升离而保持摩擦力矩不下降的能力；抗水衰退性能指汽车涉水后对制动效能的保持能力。（3）制动时汽车的方向德定性制动时汽车的方向稳定性是指汽车在制动过程中不发生跑偏、侧淆或丧失转向功能而按驾驶人给定方向行驶的能力。1.2 制动时车轮的受力 1.2.1 地面制动力制动时地面对车轮的切向反作用力fx 1.2.2 制动器制动力制动时制动器制动产生的力ft1 ft21.2.3 地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系地面制动力f 、制动器制动力fx及附着力f之间的关系。1. 附着力地面对轮胎切向反作用力的极限值f。2. 附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。3. 硬路面上附着系数与滑移率s的关系（1）制动过程中车轮的三种运动状态第一阶段：纯滚动，路面印痕与胎面花纹基本一致车速 v = 轮速v第二阶段：边滚边滑，路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。车速 v 轮速v第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。轮速v = 0若需增大fx ，必须增大f。f取决于附着系数，又受滑移率s的影响。（2）滑移率s定义：s=(vv)/v100%=(vr.)/v100%分析结论：s 20%为制动稳定区域；s 20%为制动非稳定区域；1.2.4 硬路面上的附着系数对车辆动力学控制中的道路路面附着系数实时估计问题进行研究。首先使用魔术公式建立1/4车辆制动模型,即车轮制动动力学模型;然后将其中的附着系数相关项视为制动系统的扩张状态,建立其扩张状态观测器,通过轮速信号和制动力矩信号实时观测制动过程中地面与轮胎间的纵向力,进而计算出路面附着系数;最后在均匀路面和突变路面条件下进行仿真研究。结果表明,所提出的方法对车辆制动系统参数摄动和传感器噪声具有鲁棒性,可以准确地实现道路路面附着系数的实时估计,观测器与控制器设计具有一定独立性。图解：1.3制动分析 1.3.1 制动减速度制动减速度，是汽车在制动过程中的减速度。它直接反映了使汽车减速行驶的制动力的大小。显然，制动减速度越大，制动力就越大，制动距离也越短。由于它更科学、更准确地反应了汽车的制动效能，所以已经成为评价制动效能的重要指标，与制动距离一起并用。我国国家标准规定了对各种车型汽车的制动减速度的要求。从制动测试的结果中，最直观的是可以看出两车在制动距离上的差异。不过，从减速的g值上可以看出另外一个结果：不管在什么初始速度