汽车理论课程设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上序号：汽车理论课程设计说明书题目：汽车性制动性计算目录专心-专注-专业一.题目要求一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系，其有关参数见下表1：表 1中型货车有关参数载荷质量m/kg质心高hg/m轴距L/m质心至前轴距离a/m制动力分配系数空载38800.8453.9502.1000.5满载91901.1703.9502.9500.5问题1根据书上所提供的数据，绘制：I曲线，线，f、r线组；问题2绘制利用附着系数曲线；绘制出国家标准（GB 12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法）要求的限制范围，计算并填写利用附着系数参数表问题3绘制制动效率曲线，计算并

2、填写制动效率参数表。问题4对制动性进行评价。问题5此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求？如果不满足需要采取什么附加措施（提出三种改进措施，并对每种措施的预期实施效果进行评价；要充分说明理由，包括公式和图)二. 问题的分析与求解2.1 问题1的分析与求解I曲线为前后轮同时抱死时前后轮制动器制动力的关系曲线即理想的前、后轮制动器制动力分配曲线1，公式为F2=12Ghb2+4hgLGF1-Gbhg+2F11-1由式1-1利用MATLAB2014a编写程序即可绘制出I曲线见下图一。图 理想的前、后制动器制动力分配曲线不少两轴汽车的前、后制动器制动力之比为一固定值。常用前制动器制动力与汽

3、车总制动器制动力之比来表明分配的比例，称为制动器制动力分配系数，用符号表示，则F2=1-F11-2这条线为实际前后制动器制动力分配曲线，简称曲线，在本文中=0.5。即F2=F1。由式1-2利用MATLAB2014a编写程序即可绘制出I曲线见下图二。图 曲线如果将理想的制动器制动力分配曲线与实际的制动器制动力分配曲线在同一坐标下画出，它们的交点即为同步附着系数。同步附着系数是由汽车结构参数决定的、反映汽车制动性能的参数。利用MATLAB2014a编写程序即可绘制出中型货车的I曲线和曲线，见图三。图 I曲线和曲线f线组是指后轮没有抱死、前轮抱死时，前、后轮地面制动力FXb1、FXb2间的关系曲线：

4、FXb2=L-hghgFXb1-Gbhg1-3r线组是前轮没有抱死而后轮抱死时的前、后轮地面制动力FXb1、FXb2间的关系曲线：FXb2=-hgL+hgFXb1+GaL+hg1-4由上式1-3和1-4及该中型货车的相关参数，利用MATLAB2014a编写程序即可绘制出f线组和r线组。由于不同载荷状态下所对应不同数值的f线组和r线组，本文仅以满载时（m=9190kg）绘制图四，且值不同，为了能直观反映，本文仅以=0.2,0.4,0.6,0.8,1为例。从图四中看出对于同一值下的f线组和r线组的交点，即符合FXb1=FZ1，又符合合FXb2=FZ2，所以这些交点便是前、后车轮（都包含同时）抱死的

5、点。因此这些交点的连线的曲线也就是前面绘制出的I曲线，从图中可以看出那些交点完全在绘制的I曲线上。图 f线组和r线组2.2 问题2的分析与求解本问题是已知某一中型货车的相关参数要求画出利用附着系数曲线。首先了解一下关于制动器分配系数的定义。汽车以一定减速度制动时，除去制动强度等于同步附着系数以外，不发生车轮抱死所要求的（最小）路面附着系数总大于制动强度。为了定量说明，故引用了附着系数的概念，其定义为i= FXbiFZi2-1式2-1中FXbi对应于制动强度z,汽车第i轴产生的地面制动力；FZi制动强度为z时，地面对第i轴产生的法向反作用力；i为第i轴对应于制动强度z的利用附着系数。由上述定义可

6、推导出前轴与后轴的利用附着系数公式。设汽车前轮刚要抱死或前、后轮同时刚要抱死时产生的减速度为dudt=zg,式中z为制动强度，则前轴的利用附着系数ff= FXb1FZ1=z1L(b+zhg)2-2后轴的利用附着系数为r= FXb2FZ2=(1-)z1L(a-zhg)2-3利用上式2-2和2-3以及题目所给该货车空载和满载的相关参数运用MATLAB2014a即可绘制出该中型货车的利用附着系数曲线见图五，并且可求出不同制动强度下的利用附着系数见表2。图 中型货车利用附着系数曲线表 2不同制动强度下的利用附着系数制动强度z利用附着系数0.20.40.60.81（空载）0.19560.36110.50

7、280.62550.7328（空载）0.14540.31830.52710.78451.1100（满载）0.20460.44840.74391.10961.5737（满载）0.14540.31820.52710.78451.1096国家标准（GB 12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法）上注有：本标准中有关汽车制动系统结构、性能方面的内容在技术上是等效采用ECE第13号法规，有关汽车制动系统性能试验方法方面的内容在技术上是等效采用ISO 6597-1991、ISO 7634-1995和ISO 7635-1991标准。该三项国家标准是按照ECE第13号法规的要求制定的。故可采用欧洲

8、ECE的标准来绘制限制范围。运用MATLAB2014a,编写程序绘制出ECE法规货车的制动力分配即国家标准（GB 12676-1999）见图六。图 国家标准（GB 12676-1999）限制范围2.3 问题3的分析与求解地面附着条件利用程度的概念也可用制动效率描述，并说明实际制动力分配的合理性。制动效率定义为车轮不锁死的最大制动强度与车轮和地面间附着系数的比值。也就是车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着系数之比由式2-2和2-3即可得到前轴的制动效率为Ef=zf=bL-fhgL3-1后轴的制动效率为Er=zr=aL(1-)-rhgL3-2利用上式3-1和3-2以及题目所给该货车空载和满载的相

9、关参数运用MATLAB2014a即可绘制出该中型货车的制动效率曲线见图七并且可以得到不同附着条件下的左右轮的制动效率见表3。以空载时制动效率曲线绘制为例，实际是由两条曲线构成，即前轮的制动效率曲线和后轴的制动效率曲线，应先求出前后轮同时抱死时附着系数的值作为临界值，再分别绘制前后轮制动效率图。图 中型客车前、后轮制动效率曲线表 3 不同附着系数下的制动效率附着系数制动效率E (%)0.20.40.60.81（空载）-（空载）0.9800.9080.8460.7920.745（满载）0.5740.6640.7860.963-（满载）-0.9382.4问题4的分析与求解汽车的制动性的评价指标主要有

10、制动效能、制动效能的恒定性以及制动时汽车的方向稳定性。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。计算不抱死制动距离，需要对制动过程有一个全面了解。制动过程分为驾驶员看见信号后做出行动反应、制动器起作用、持续制动和放松制动器四个阶段，详见图八。一般所指制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的距离。它包括制动器起作用和持续制动两个阶段汽车驶过的距离s2和s3。图 汽车制动过程在制动器起作用阶段，汽车驶过的距离s2为s2=s2+s2=u02+u02-16abmax224-1在持续

11、制动阶段，汽车行驶过的距离s3为s3=u022abmax-u0222+abmax22244-2因为22很小，忽略abmax2224故总的制动距离为s=s2+s313.62+222ua0+ua0225.92abmax4-3国家标准（GB 12676-1999）规定的O型行车制动实验要求，中型货车测试的制动距离最低要求如下表4表 4中型货车发动机脱开 O型行车制动实验最低要求车辆类型中型货车试验车制动初速度ua0 km/h80制动距离Smax m0.15ua0+ua02130问题已知2+222=0.03s, ua0=80kmm,取试验路面附着系数=0.80,需要求出最大制动减速度abmax对于制动

12、效率，我们通过问题3的图七中型货车前、后轮制动效率曲线可知，当=0.80时，该中型客车空载时制动效率是以后轮发生作用，满载时是前轮起作用，故abmax=Eig4-4由式3-4、3-5分别带入4-4得abmax=aL(1-)-hgLg 空载bL-hgLg 满载故得到该货车不抱死的制动距离为s=13.62+222ua0+ua0225.92aL(1-)-hgLg 空载13.62+222ua0+ua0225.92bL-hgLg 满载4-5由上式4-5及相应的参数运用MATLAB2014a编写程序即可得到该货车在空载和满载时不抱死的制动距离,结果见表5。表 5中型货车发动机脱开 O型行车制动实验载荷最高

13、要求值m制动距离m空载6140满载6133从上表5中看出该货车符合发动机脱开 O型行车制动实验的最低要求。行车制动传能系某一零件失效时，国家标准（GB 12676-1999）规定见表6表 6 中型货车行车制动某零件失效时国家标准中型货车试验车速u0 km/h制动距离Smax m满载500.15u0+10030u02130空载500.15u0+10025u02130本文是以前、后管路分别失效计算该货车的制动距离。设求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s，制动系后部管路损坏时汽车的制动距s。1)当制动系前部管路损坏时，则在后轮制动将要抱死的时候FXb=FZ2=GLa-zhg=Gz得制动强度zz=a

14、L+hg4-6最大制动减速度abmaxabmax=zg=aL+hgg4-7将4-6式带入式4-7得制动距离ss=13.62+222ua0+ua0225.92aL+hgg4-82)当制动系后部管路损坏时，则在前轮制动将要抱死的时候FXb=FZ1=GLb+zhg=Gz得制动强度zz=bL-hg4-9最大制动减速度abmaxabmax=zg=bL-hgg4-10将4-10式带入式4-3得制动距离ss=13.62+222ua0+ua0225.92bL-hgg4-11运用MATLAB2014a编写程序利用已知参数求得结果见表7 表 7中型客车制动系损坏时实验的制动距离载荷损坏状态制动距离m最高要求制动距

15、离空载前管路损坏2784后管路损坏2184满载前管路损坏2271后管路损坏3771由表7可知在制动系前部管路损坏时，该中型货车在空载、满载时前后管路的制动性能都良好。2.5 问题5的分析与求解由问题4关于该货车行车制动是符合国家标准的。但是还需要分析该货车是否满足国家标准（GB 12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法）要求的限制范围。由于标准里既有空载也有满载且前后轴在不同制动强度下利用附着系数要求也不同在同一张图出很难看出，为此本文将分情况对该货车制动性进行评价。1）对于=0.20.8之间的各种车辆，要求制动强度z0.1+0.85-0.2。运用MATLAB2014a,编写程序绘

16、制出国家标准和该货车各种状态下的利用附着系数曲线图九。图 某中型货车各种状态下利用附着系数曲线由图十可知在该货车满载时当利用附着系数大于0.6时，制动强度小于利用附着系数。2)车辆在各种装载状态下，前轴的利用附着系数曲线应在后轴利用附着系数曲线之上。分别绘制空载和满载时的前后轴利用附着系数对比图运用MATLAB2014a,编写程序绘制出国家标准货车的制动力分配见图十。图 某中型货车在空载和满载时的制动力分配由图十一可知该中型货车在空载状态时前轴的利用附着系数曲线应在后轴利用附着系数曲线之下。3）对于最大总质量大于3.5t的货车，在制动强度z=0.150.3之间，每根轴的利用附着系数曲线位于=z

17、0.08两条平行于理想的附着系数直线的平行线之间，运用MATLAB2014a绘制对比曲线图十一。图 某中型货车的制动力分配（z=0.150.3）由图十一可知该货车在空载时后轴的利用附着系数曲线不在理想附着系数直线的平行线之间。4）制动强度z0.3时，后轴的的利用附着系数满足关系式z0.3+0.74-0.38，运用MATLAB2014a绘制对比曲线图十三。图 某中型货车在z0.3时利用附着系数曲线由图十二可知在制动强度z0.3时，符合法规要求。总上所述，由于该货车不满足任何车辆的ECE法规要求，当制动强度z=0.150.3之间也不满足，仅在z0.3时，符合法规要求，故不满足国家标准（GB 12676-1999）。三结论 3.1该货车制动系损坏对制动距离的影响问题4只是计算出行驶车速ua=50kmm，在=0.80的路面上,货车制动系前部管路损坏时汽车的制动距离 ，制动系后部管路损坏时汽车的制动距离。从得到结果可以看出当制动系后管路损坏时货车在满载时的刹车距离比空载还要大很多，是非常危险的。但是对其他附着条件下的制动距离，还能没有给出定性分析。本文在所给=0.80条件的基础上分析在ua=50kmm，=0.20.8之间时，前后制动管路分别损坏时，对不同载荷下货车的刹车距离的影响。运用MA