制动系统匹配设计计算
只有制动性能良好、制动系统工作可靠的汽车才能充分发挥其动力性能。因此,在整车新产品开发设计中制动系统的匹配计算尤为重要。
概述根据AA车型整车开发计划,AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计,管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器,制动踏板为吊挂式踏板,带真空助力器,制动管路为双回路对角线X型布置,采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动,采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近,制动系统采用了BB样车制动系统,因此,计算的目的在于校核前后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。设计要符合GB126761999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》GB135942003;《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB72582004《机动车运行安全技术条件》的要求,其中的踏板力要求≤500N,驻车制动停驻角度为20%(12)驻车制动操纵手柄力≤400N。,
制动系统设计的输入条件整车基本参数见表1,零部件主要参数见表2。
f表1整车基本参数
表2零部件主要参数制动系统设计计算1地面对前、后车轮的法向反作用力地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。
f图1制动工况受力简图
由图1,对后轮接地点取力矩得
式中:FZ1(N):地面对前轮的法向反作用力;G(N):汽车重力;b(m):汽车质心至后轴中心线的水平距离;(kg)汽车质量;(m)汽车质心高度;(m)轴距;(ms2)m:hg:L::汽车减速度。对前轮接地点取力矩,得:
f式中:FZ2(N):地面对后轮的法向反作用力;a(m):汽车质心至前轴中心线的距离。2理想前后制动力分配在附着系数为ψ的路面上,前、后车轮同步抱死的条件是:前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力;并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力,即:
根据式(1)(2)及(3)、,消去变量ψ,得:
f由(1)(2)(3)及此时=zg,zψψ0,可得:、、
前轴:
后轴:
f由此可以建立由Fu1和Fu2的关系曲线,即I曲线。3理想β曲线为了沿用样车的部分制动系统零件,我们采用以下方案:后制动器沿用样车零件前、(前后盘式制动器);真空助力器带制动泵总成采用BB样车零件;制动踏板沿用BB样车零件。
制动力分配系数:
由制动器效能因数定义:
f而由制动器制r