某車型制動系統(tǒng)設(shè)計計算書(后盤)(共15頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上前 言因空載質(zhì)量由1134+110Kg調(diào)整為1130+110Kg，滿載質(zhì)量由1507Kg調(diào)整為1505Kg，空載質(zhì)心高度由567mm調(diào)整為570mm，滿載質(zhì)心高度由576mm調(diào)整為579mm，引起以下數(shù)據(jù)變化：調(diào)整前調(diào)整后空載同步附著系數(shù)0.63280.6356滿載同步附著系數(shù)0.97010.9828最大制動踏板力（N）173.35174.79空載駐坡極限28.2%28.3%滿載駐坡極限33.4%33.6%20%坡道駐車操縱力（N）205.69205.4駐車制動減速度（m/ s2）3.53363.5383目 錄專心-專注-專業(yè)1 概述根據(jù)NA01乘用車設(shè)計開發(fā)目標(biāo)，設(shè)

2、計和開發(fā)NA01制動系統(tǒng)，要求盡量沿用M2零部件。NA01制動系統(tǒng)共有三種配置：ESP+前盤后盤式制動器，ABS+前盤后鼓式制動器，比例閥+前盤后鼓式制動器，此三種配置需分別校核其法規(guī)要求符合性。本計算書是根據(jù)整車室提供的NA01整車的設(shè)計參數(shù)(空載質(zhì)量、滿載質(zhì)量、軸荷、軸距及質(zhì)心高度)，對經(jīng)過局部改善(制動主缸直徑由22.22mm更改為20.64mm)的制動系統(tǒng)(ESP+前盤后盤式制動器)的適宜性進(jìn)行校核計算，以選擇合適的參數(shù)作為NA01制動系統(tǒng)的設(shè)計值。2 引用標(biāo)準(zhǔn)GB 21670-2008 乘用車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗方法。 GB 7258-2004 機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件3 計算過程3

3、.1整車參數(shù)表 整車參數(shù) 整車參數(shù)NA01M2滿載整車質(zhì)量(kg)15051449空載整車質(zhì)量(kg)1130+1101074+110滿載軸荷(kg)前759754后746695空載軸荷(kg)前724705后516479滿載質(zhì)心高度hg (mm)579554空載質(zhì)心高度hg (mm)570524軸距L(mm)26002500輪胎滾動半徑re (mm)293284輪胎靜負(fù)荷半徑rs (mm)277267空載質(zhì)心到前軸距離(mm)10821011.4質(zhì)心到后軸距離(mm)15181488.6滿載質(zhì)心到前軸距離(mm)12891199.1質(zhì)心到后軸距離(mm)13111300.93.2 理想的前、

4、后制動器制動力分配曲線制動時前、后車輪同時抱死，對附著條件的利用、制動時汽車方向穩(wěn)定性均較為有利,此時的前、后輪制動器制動力和的關(guān)系曲線，常稱為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線。在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時抱死的條件是：前、后制動器制動力之和等于附著力，并且前、后輪制動器制動力分別等于各自的附著力，即：(1) (2) 經(jīng)計算得：(3)(4)式中：、前、后輪制動器制動力，N；路面附著系數(shù)；m整車質(zhì)量，kg；hg汽車質(zhì)心高度，；L汽車軸距，；質(zhì)心至前軸中心線的距離，；質(zhì)心至后軸中心線的距離，。將NA01車基本參數(shù)帶入式(3)和(4)中，按值（=0.1、0.2、0.31.0）計算得到NA

5、01車?yán)硐氲那?、后輪制動器制動?表2)，并可以根據(jù)該表格繪制出理想的前、后輪制動器制動力分配曲線(圖1)。表2 理想的空、滿載附著力及制動強(qiáng)度附著系數(shù)空載附著力(N)滿載附著力(N)空載制動強(qiáng)度滿載制動強(qiáng)度前輪后輪前輪后輪前輪后輪前輪后輪0.1736.161479.039776.665698.2350.060580.0.052660.047340.21525.6904.7961619.021330.780.125540.0.109770.090230.32368.331277.272527.061897.640.194890.0.171340.128660.43264.331596.4735

6、00.82398.80.268630.0.237360.162640.54213.621862.384540.222834.280.346740.0.307830.192170.65216.192075.015645.343204.060.429250.0.382760.217240.76272.052234.356816.143508.160.516130.0.462140.237860.87381.182340.428052.633746.570.60740.0.545980.254020.98543.592393.219354.823919.280.703060.0.634270.265

7、7319759.292392.7110722.74026.310.80310.0.727010.27299圖1 空、滿載I曲線3.3 NA01制動系統(tǒng)性能校核NA01制動系統(tǒng)在M2的制動系統(tǒng)基礎(chǔ)上也進(jìn)行了局部更改 (主缸直徑為20.64mm，采用后盤式制動器)，且NA01的整車參數(shù)有一定的變化，所以需重新校核NA01制動系統(tǒng)的適宜性，制動性能是否滿足相關(guān)國家、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。3.3.1 NA01制動系統(tǒng)基本參數(shù)表3 NA01制動系統(tǒng)基本參數(shù)制動系統(tǒng)參數(shù)NA01M2前制動器參數(shù)分泵直徑（mm）5454有效制動半徑（mm）104104效能因數(shù)0.760.76單片摩擦片面積(cm2)4040后制動器

8、參數(shù)分泵直徑（mm）34/有效制動半徑（mm）100.4/效能因數(shù)0.76/單片摩擦片面積（cm2）20/制動踏板參數(shù)制動踏板杠桿比3.43.4制動踏板行程（mm）120120制動踏板機(jī)械效率0.90.9主缸、真空助力器參數(shù)制動主缸直徑（mm）20.6422.22制動主缸行程（mm）18+1818+18尺寸規(guī)格（in）99真空助力器助力比55真空助力器及制動主缸彈簧反力（N）262262真空助力器最大助力點輸出力（N）2851.12851.1駐車制動參數(shù)駐車制動手柄杠桿比7.17.1駐車制動拉桿杠桿比125.1駐車系統(tǒng)機(jī)械效率0.60.6制動軟管參數(shù)制動軟管膨脹率(ml/m)0.790.79前

9、制動軟管長度(mm)384384后制動軟管長度(mm)352/3.3.2 制動力分配曲線繪制及同步附著系數(shù)確定前、后制動器制動力計算式： (5) (6) (7)式中：制動器制動力分配系數(shù)、前、后制動器制動力，N；、前、后制動器分泵直徑，mm；、前、后制動器有效半徑，mm；、前、后制動器效能因數(shù)；前、后輪滾動半徑，mm；、為前、后制動管路液壓，MPa。將前后制動器具體參數(shù)代入式（7），得=0.7232。根據(jù)值繪制實際制動力分配曲線(圖2)。圖2 空、滿載實際制動力分配曲線根據(jù)式(3)、式(4)、式(5)、式(6)可以計算出不同 值(=0.1、0.2、0.31.0)的前后制動器管路壓力，根據(jù)計算結(jié)

10、果繪制理想的空、滿載管路壓力(表4)。表4 理想的空、滿載管路壓力附著系數(shù)空載管路壓力(MPa)滿載管路壓力(MPa)前輪后輪前輪后輪0.10.665781.083010.698561.546540.21.304681.983351.380282.884160.31.98672.771012.115174.082870.42.711853.4462.903225.142670.53.480114.008313.744436.063560.64.29154.457954.638816.845540.75.146014.794925.586357.48860.86.043645.019226.58

11、7057.992750.96.984395.130847.640928.3579917.968265.129798.747958.58432由同步附著系數(shù)公式： (8) 得實際滿載同步附著系數(shù)=0.9829，此時前、后輪同時抱死。 得實際空載同步附著系數(shù)=0.6356，此時前、后輪同時抱死。根據(jù)我國目前的道路情況，取=0.8作為常用路面附著系數(shù)。實際空載同步附著系數(shù)=0.6356<0.8，如不采取措施，在>0.6356的路面上將會出現(xiàn)后輪先抱死的情況，不滿足GB21670-2008相關(guān)要求。NA01配備了ESP系統(tǒng)(包含ABS模塊)調(diào)節(jié)前后制動器制動力，當(dāng)ESP系統(tǒng)中ABS模塊起作

12、用時，后輪趨近于抱死但不會出現(xiàn)抱死狀態(tài)，所以不會出現(xiàn)后輪先抱死的情況，可以滿足GB21670-2008中相關(guān)規(guī)定。實際滿載同步附著系數(shù)=0.9829>0.8，滿足GB21670-2008中相關(guān)規(guī)定。因此NA01制動系統(tǒng)設(shè)計方案是合適的。3.3.3 前、后軸利用附著系數(shù)曲線繪制(9) (10)(11) (12)經(jīng)整理得(13)(14)式中：、利用附著系數(shù)；z制動強(qiáng)度；實際制動力分配系數(shù)；L汽車軸距，m；hg汽車質(zhì)心高度，；質(zhì)心至前軸中心線的距離，；質(zhì)心至后軸中心線的距離，。將各參數(shù)代入公式(13)、公式(14)，按不同z值(z=0.1、0.2、0.31.0)計算出前、后軸利用附著系數(shù)、(表

13、3)，并根據(jù)該表格繪制制動強(qiáng)度-利用附著系數(shù)曲線(圖3)。表5 前、后軸利用附著系數(shù)Z空載空載滿載滿載0.10.119140.070430.136340.058950.20.230020.149140.261750.123730.30.333470.237670.377490.195260.40.43020.337990.484640.274660.50.520860.452630.584120.363290.60.6060.584870.676730.462870.70.686110.739110.763150.575550.80.761610.921350.843990.704120.90

14、.83291.139950.919760.852161.00.900321.407030.990931.02449圖3 利用附著系數(shù)曲線GB21670-2008規(guī)定：車輛在所有載荷狀態(tài)下，當(dāng)制動強(qiáng)度z處于0.150.80之間時，后軸附著系數(shù)利用曲線不應(yīng)該位于前軸上方，從圖3可以看出，滿載時符合GB21670-2008要求；空載時，當(dāng)z>0.6356(空載同步附著系數(shù))時，后軸附著系數(shù)利用曲線在前軸利用附著系數(shù)曲線上方，不滿足GB21670-2008的要求。后軸利用附著系數(shù)曲線在前軸利用附著系數(shù)曲線上方，其實就是后輪先于前輪抱死，而NA01配備了ESP系統(tǒng)(包含ABS模塊)調(diào)節(jié)前后制動器制

15、動力，當(dāng)ESP系統(tǒng)中ABS模塊起作用時，后輪趨近于抱死但不會出現(xiàn)抱死狀態(tài)，所以不會出現(xiàn)后輪先抱死的情況，可以滿足GB21670-2008中相關(guān)規(guī)定。GB21670-2008規(guī)定：當(dāng)附著系數(shù)在0.20.8之間時，制動強(qiáng)度(圖3ECE法規(guī)線)。從圖3可以看出，空滿載時均滿足要求。所以，NA01制動系統(tǒng)設(shè)計方案是適宜的。3.3.4 空、滿載制動距離校核GB 21670-2008中規(guī)定：初速度100km/h，整車最大制動距離=70m，充分發(fā)出的平均減速度6.43m/s2。配有ESP裝置的制動系統(tǒng)，其充分發(fā)出的平均減速及制動距離計算公式如下：j=g (15)(16)式中：c制動器起作用的時間，取0.4(

16、一般取值為0.30.5)；制動初速度，=100km/h(27.8m/s)。在良好的路面上(=0.8)，配有ESP的NA01制動系統(tǒng)所能達(dá)到的充分發(fā)出的平均減速度=0.8g=7.84m/s26.43m/s2，制動距離S=60m70m。制動距離和充分發(fā)出的平均減速度滿足法規(guī)要求。由表4可知，在=0.8的路面上，當(dāng)充分發(fā)出的平均減速度達(dá)到0.8g時，前后輪趨近于抱死，此時最高管路壓力達(dá)到7.927MPa(滿載)，而通常管路壓力最大值可達(dá)到1012MPa，可以滿足要求。3.3.5 真空助力器失效時制動減速度校核真空助力器失效時管路壓力:P=4×(××F-)/(×

17、D×D) (17)式中： P管路壓力，MPa；制動踏板機(jī)械效率；制動踏板杠桿比；F制動踏板力，500N；D制動主缸直徑，mm；真空助力器及制動主缸彈簧反力，N。將各參數(shù)帶入公式(17)，得真空助力器失效時管路壓力P=3.7897MPa。經(jīng)計算,前后軸制動力：前軸制動力=4596.21N；后軸制動力=1759.02N。滿載制動減速度：j=(+)/m=4.217m/s2，大于法規(guī)2.44m/s2。3.3.6 ESP系統(tǒng)失效制動減速度校核由表4可知，在良好的路面上(=0.8)，ESP系統(tǒng)完全失效時，空載后輪先抱死，抱死時管路壓力P1=5.027MPa；滿載時前輪先抱死，抱死時管路壓力P2=

18、6.625MPa。經(jīng)計算，空載時前后軸制動力：前軸制動力=6038.03N；后軸制動力=2310.82N?？蛰d制動減速度：j=(+)/m=6.7113m/s2，大于法規(guī)3.86m/s2。經(jīng)計算，滿載前后軸制動力：前軸制動力=8012.9N；后軸制動力=3066.6N。滿載制動減速度：j=(+)/m=7.352m/s2，大于法規(guī)3.86m/s2。3.3.7 任一管路失效制動減速度校核在良好的路面上(=0.8)，配有ESP的NA01制動系統(tǒng)，任一管路失效時所能達(dá)到的最大減速度=0.8g/2=3.92m/s2，大于法規(guī)要求2.44 m/s2。由表4可知，在=0.8的路面上，當(dāng)充分發(fā)出的平均減速度達(dá)到

19、0.8g時，前后輪趨近于抱死，此時最高管路壓力達(dá)到7.993MPa(滿載)，而通常管路壓力最大值可達(dá)到10MPa12MPa，可以滿足要求。3.3.8 制動踏板力校核真空助力器最大助力點管路壓力：Pmax=4×Fmax/(×D×D) (18)式中：Pmax真空助力器最大助力點管路壓力，MPa；Fmax真空助力器最大助力點輸出力，N。將各參數(shù)帶入式(18) 得Pmax=8.5212MPa。 由表4可知，在良好的路面上(=0.8)，配有ESP的NA01制動系統(tǒng)，滿載時四輪趨近抱死時管路壓力為P=7.993MPa，小于真空助力器最大助力點管路壓力8.5212MPa。制動踏

20、板力為： (19)式中： 真空助力器助力比。具體參數(shù)帶入式(19)，得：F =174.79N500N。制動踏板力滿足要求。3.3.9 制動主缸排量校核NA01制動系統(tǒng)的管路為X型布置，分別計算左前右后輪、右前左后輪排液量和主缸行程。制動時一個前分泵排量：(20)式中：前分泵直徑，mm；前輪制動器摩擦片與制動盤間隙，取值0.30mm；分泵及摩擦片變形，取值0.25mm。制動時一個后分泵排量 (21)式中：后分泵直徑，mm；后輪制動器摩擦片與制動盤間隙，取值0.30mm；分泵及摩擦片變形，取值0.25mm。將具體參數(shù)帶入式(20)、(21)得：=1.26ml；=0.5ml。前制動軟管在壓力下的極限

21、膨脹量：=0.79×384/1000=0.303ml。后制動軟管在壓力下的極限膨脹量：=0.79×352/1000=0.278ml。前腔所需的排量：=2.341ml。后腔所需的排量：=2.341ml。前腔制動時所需的制動主缸單腔行程：=7mm18mm。后腔制動時所需的制動主缸單腔行程：=7mm18mm。制動主缸排量滿足制動系統(tǒng)排量要求。3.3.10 制動踏板行程校核制動主缸的有效工作行程：=7mm+7mm=14mm。制動主缸推桿間隙和空行程：=1.75mm。踏板工作行程：(22) 將各參數(shù)帶入式（22），得：3.4×(14+1.75)=53.6mm 0.8×120=96mm。主缸一腔失效后踏板最大行程：(23)式中：失效腔的行程，最大行程18mm；未失效腔對應(yīng)的主缸工作行程。 選擇失效行程和工作行程之和較大的一組數(shù)據(jù)，帶入式(23)，得：=3.4×(7+1.75+18)=90.94mm0.8×120=96mm。GB7258-2004規(guī)定，具有間隙自調(diào)裝置的制動系統(tǒng)，制動踏板總行程不大于全行程的五分之四，制動踏板行程符合標(biāo)準(zhǔn)要求。3.3.11 駐車制動校核a