汽車理論課程設(shè)計說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上序號：汽車理論課程設(shè)計說明書題目：汽車性制動性計算目錄專心-專注-專業(yè)一.題目要求一中型貨車裝有前后制動器分開的雙管路制動系，其有關(guān)參數(shù)見下表1：表 1中型貨車有關(guān)參數(shù)載荷質(zhì)量m/kg質(zhì)心高hg/m軸距L/m質(zhì)心至前軸距離a/m制動力分配系數(shù)空載38800.8453.9502.1000.5滿載91901.1703.9502.9500.5問題1根據(jù)書上所提供的數(shù)據(jù)，繪制：I曲線，線，f、r線組；問題2繪制利用附著系數(shù)曲線；繪制出國家標準（GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法）要求的限制范圍，計算并填寫利用附著系數(shù)參數(shù)表問題3繪制制動效率曲線，計算并

2、填寫制動效率參數(shù)表。問題4對制動性進行評價。問題5此車制動是否滿足標準GB 12676-1999的要求？如果不滿足需要采取什么附加措施（提出三種改進措施，并對每種措施的預(yù)期實施效果進行評價；要充分說明理由，包括公式和圖)二. 問題的分析與求解2.1 問題1的分析與求解I曲線為前后輪同時抱死時前后輪制動器制動力的關(guān)系曲線即理想的前、后輪制動器制動力分配曲線1，公式為F2=12Ghb2+4hgLGF1-Gbhg+2F11-1由式1-1利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出I曲線見下圖一。圖 理想的前、后制動器制動力分配曲線不少兩軸汽車的前、后制動器制動力之比為一固定值。常用前制動器制動力與汽

3、車總制動器制動力之比來表明分配的比例，稱為制動器制動力分配系數(shù)，用符號表示，則F2=1-F11-2這條線為實際前后制動器制動力分配曲線，簡稱曲線，在本文中=0.5。即F2=F1。由式1-2利用MATLAB2014a編寫程序即可繪制出I曲線見下圖二。圖 曲線如果將理想的制動器制動力分配曲線與實際的制動器制動力分配曲線在同一坐標下畫出，它們的交點即為同步附著系數(shù)。同步附著系數(shù)是由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的、反映汽車制動性能的參數(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。圖 I曲線和曲線f線組是指后輪沒有抱死、前輪抱死時，前、后輪地面制動力FXb1、FXb2間的關(guān)系曲線：

4、FXb2=L-hghgFXb1-Gbhg1-3r線組是前輪沒有抱死而后輪抱死時的前、后輪地面制動力FXb1、FXb2間的關(guān)系曲線：FXb2=-hgL+hgFXb1+GaL+hg1-4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f線組和r線組。由于不同載荷狀態(tài)下所對應(yīng)不同數(shù)值的f線組和r線組，本文僅以滿載時（m=9190kg）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。從圖四中看出對于同一值下的f線組和r線組的交點，即符合FXb1=FZ1，又符合合FXb2=FZ2，所以這些交點便是前、后車輪（都包含同時）抱死的

5、點。因此這些交點的連線的曲線也就是前面繪制出的I曲線，從圖中可以看出那些交點完全在繪制的I曲線上。圖 f線組和r線組2.2 問題2的分析與求解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)于制動器分配系數(shù)的定義。汽車以一定減速度制動時，除去制動強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)總大于制動強度。為了定量說明，故引用了附著系數(shù)的概念，其定義為i= FXbiFZi2-1式2-1中FXbi對應(yīng)于制動強度z,汽車第i軸產(chǎn)生的地面制動力；FZi制動強度為z時，地面對第i軸產(chǎn)生的法向反作用力；i為第i軸對應(yīng)于制動強度z的利用附著系數(shù)。由上述定義可

6、推導(dǎo)出前軸與后軸的利用附著系數(shù)公式。設(shè)汽車前輪剛要抱死或前、后輪同時剛要抱死時產(chǎn)生的減速度為dudt=zg,式中z為制動強度，則前軸的利用附著系數(shù)ff= FXb1FZ1=z1L(b+zhg)2-2后軸的利用附著系數(shù)為r= FXb2FZ2=(1-)z1L(a-zhg)2-3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)運用MATLAB2014a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強度下的利用附著系數(shù)見表2。圖 中型貨車利用附著系數(shù)曲線表 2不同制動強度下的利用附著系數(shù)制動強度z利用附著系數(shù)0.20.40.60.81（空載）0.19560.36110.50

7、280.62550.7328（空載）0.14540.31830.52710.78451.1100（滿載）0.20460.44840.74391.10961.5737（滿載）0.14540.31820.52710.78451.1096國家標準（GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法）上注有：本標準中有關(guān)汽車制動系統(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號法規(guī)，有關(guān)汽車制動系統(tǒng)性能試驗方法方面的內(nèi)容在技術(shù)上是等效采用ISO 6597-1991、ISO 7634-1995和ISO 7635-1991標準。該三項國家標準是按照ECE第13號法規(guī)的要求制定的。故可采用歐洲

8、ECE的標準來繪制限制范圍。運用MATLAB2014a,編寫程序繪制出ECE法規(guī)貨車的制動力分配即國家標準（GB 12676-1999）見圖六。圖 國家標準（GB 12676-1999）限制范圍2.3 問題3的分析與求解地面附著條件利用程度的概念也可用制動效率描述，并說明實際制動力分配的合理性。制動效率定義為車輪不鎖死的最大制動強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的制動強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效率為Ef=zf=bL-fhgL3-1后軸的制動效率為Er=zr=aL(1-)-rhgL3-2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

9、關(guān)參數(shù)運用MATLAB2014a即可繪制出該中型貨車的制動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效率見表3。以空載時制動效率曲線繪制為例，實際是由兩條曲線構(gòu)成，即前輪的制動效率曲線和后軸的制動效率曲線，應(yīng)先求出前后輪同時抱死時附著系數(shù)的值作為臨界值，再分別繪制前后輪制動效率圖。圖 中型客車前、后輪制動效率曲線表 3 不同附著系數(shù)下的制動效率附著系數(shù)制動效率E (%)0.20.40.60.81（空載）-（空載）0.9800.9080.8460.7920.745（滿載）0.5740.6640.7860.963-（滿載）-0.9382.4問題4的分析與求解汽車的制動性的評價指標主要有

10、制動效能、制動效能的恒定性以及制動時汽車的方向穩(wěn)定性。制動效能，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，在最短的時間內(nèi)停車的一種能力，是制動性能級墓本的評價指標。一般用制動距離、制動減速度、制動力等表示。計算不抱死制動距離，需要對制動過程有一個全面了解。制動過程分為駕駛員看見信號后做出行動反應(yīng)、制動器起作用、持續(xù)制動和放松制動器四個階段，詳見圖八。一般所指制動距離是開始踩著制動踏板到完全停車的距離。它包括制動器起作用和持續(xù)制動兩個階段汽車駛過的距離s2和s3。圖 汽車制動過程在制動器起作用階段，汽車駛過的距離s2為s2=s2+s2=u02+u02-16abmax224-1在持續(xù)

11、制動階段，汽車行駛過的距離s3為s3=u022abmax-u0222+abmax22244-2因為22很小，忽略abmax2224故總的制動距離為s=s2+s313.62+222ua0+ua0225.92abmax4-3國家標準（GB 12676-1999）規(guī)定的O型行車制動實驗要求，中型貨車測試的制動距離最低要求如下表4表 4中型貨車發(fā)動機脫開 O型行車制動實驗最低要求車輛類型中型貨車試驗車制動初速度ua0 km/h80制動距離Smax m0.15ua0+ua02130問題已知2+222=0.03s, ua0=80kmm,取試驗路面附著系數(shù)=0.80,需要求出最大制動減速度abmax對于制動

12、效率，我們通過問題3的圖七中型貨車前、后輪制動效率曲線可知，當=0.80時，該中型客車空載時制動效率是以后輪發(fā)生作用，滿載時是前輪起作用，故abmax=Eig4-4由式3-4、3-5分別帶入4-4得abmax=aL(1-)-hgLg 空載bL-hgLg 滿載故得到該貨車不抱死的制動距離為s=13.62+222ua0+ua0225.92aL(1-)-hgLg 空載13.62+222ua0+ua0225.92bL-hgLg 滿載4-5由上式4-5及相應(yīng)的參數(shù)運用MATLAB2014a編寫程序即可得到該貨車在空載和滿載時不抱死的制動距離,結(jié)果見表5。表 5中型貨車發(fā)動機脫開 O型行車制動實驗載荷最高

13、要求值m制動距離m空載6140滿載6133從上表5中看出該貨車符合發(fā)動機脫開 O型行車制動實驗的最低要求。行車制動傳能系某一零件失效時，國家標準（GB 12676-1999）規(guī)定見表6表 6 中型貨車行車制動某零件失效時國家標準中型貨車試驗車速u0 km/h制動距離Smax m滿載500.15u0+10030u02130空載500.15u0+10025u02130本文是以前、后管路分別失效計算該貨車的制動距離。設(shè)求制動系前部管路損壞時汽車的制動距離s，制動系后部管路損壞時汽車的制動距s。1)當制動系前部管路損壞時，則在后輪制動將要抱死的時候FXb=FZ2=GLa-zhg=Gz得制動強度zz=a

14、L+hg4-6最大制動減速度abmaxabmax=zg=aL+hgg4-7將4-6式帶入式4-7得制動距離ss=13.62+222ua0+ua0225.92aL+hgg4-82)當制動系后部管路損壞時，則在前輪制動將要抱死的時候FXb=FZ1=GLb+zhg=Gz得制動強度zz=bL-hg4-9最大制動減速度abmaxabmax=zg=bL-hgg4-10將4-10式帶入式4-3得制動距離ss=13.62+222ua0+ua0225.92bL-hgg4-11運用MATLAB2014a編寫程序利用已知參數(shù)求得結(jié)果見表7 表 7中型客車制動系損壞時實驗的制動距離載荷損壞狀態(tài)制動距離m最高要求制動距

15、離空載前管路損壞2784后管路損壞2184滿載前管路損壞2271后管路損壞3771由表7可知在制動系前部管路損壞時，該中型貨車在空載、滿載時前后管路的制動性能都良好。2.5 問題5的分析與求解由問題4關(guān)于該貨車行車制動是符合國家標準的。但是還需要分析該貨車是否滿足國家標準（GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法）要求的限制范圍。由于標準里既有空載也有滿載且前后軸在不同制動強度下利用附著系數(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該貨車制動性進行評價。1）對于=0.20.8之間的各種車輛，要求制動強度z0.1+0.85-0.2。運用MATLAB2014a,編寫程序繪

16、制出國家標準和該貨車各種狀態(tài)下的利用附著系數(shù)曲線圖九。圖 某中型貨車各種狀態(tài)下利用附著系數(shù)曲線由圖十可知在該貨車滿載時當利用附著系數(shù)大于0.6時，制動強度小于利用附著系數(shù)。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的前后軸利用附著系數(shù)對比圖運用MATLAB2014a,編寫程序繪制出國家標準貨車的制動力分配見圖十。圖 某中型貨車在空載和滿載時的制動力分配由圖十一可知該中型貨車在空載狀態(tài)時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。3）對于最大總質(zhì)量大于3.5t的貨車，在制動強度z=0.150.3之間，每根軸的利用附著系數(shù)曲線位于=z

17、0.08兩條平行于理想的附著系數(shù)直線的平行線之間，運用MATLAB2014a繪制對比曲線圖十一。圖 某中型貨車的制動力分配（z=0.150.3）由圖十一可知該貨車在空載時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。4）制動強度z0.3時，后軸的的利用附著系數(shù)滿足關(guān)系式z0.3+0.74-0.38，運用MATLAB2014a繪制對比曲線圖十三。圖 某中型貨車在z0.3時利用附著系數(shù)曲線由圖十二可知在制動強度z0.3時，符合法規(guī)要求。總上所述，由于該貨車不滿足任何車輛的ECE法規(guī)要求，當制動強度z=0.150.3之間也不滿足，僅在z0.3時，符合法規(guī)要求，故不滿足國家標準（GB 12676-1999）。三結(jié)論 3.1該貨車制動系損壞對制動距離的影響問題4只是計算出行駛車速ua=50kmm，在=0.80的路面上,貨車制動系前部管路損壞時汽車的制動距離 ，制動系后部管路損壞時汽車的制動距離。從得到結(jié)果可以看出當制動系后管路損壞時貨車在滿載時的剎車距離比空載還要大很多，是非常危險的。但是對其他附著條件下的制動距離，還能沒有給出定性分析。本文在所給=0.80條件的基礎(chǔ)上分析在ua=50kmm，=0.20.8之間時，前后制動管路分別損壞時，對不同載荷下貨車的剎車距離的影響。運用MA