汽车理论课程设计汽车制动性计算Word文档格式.docx
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2.100
0.38
满载
9290
1.170
2.950
1）根据所提供的数据，绘制：
I曲线，β线，f、r线组；
2）绘制利用附着系数曲线；
绘制出国家标准（GB12676-1999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1。
表1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
0.2
0.4
0.6
0.8
1
3）绘制制动效率曲线，计算并填写制动效率参数表2。
表2不同附着系数下的制动效率
制动
效率E（%）
4）对制动性进行评价。
5）此车制动是否满足标准GB12676-1999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，包括成本、可行性等等；
要充分说明理由，包括公式和图）
2.计算步骤
I曲线公式
β线公式
f线组公式
r线组公式
将各条曲线放在同一坐标系中，满载时如图1所示，空载时如图2所示：
图1满载时不同φ值路面的制动过程分析
图2空载时不同φ值路面的制动过程分析
绘制出国家标准（GB12676-1999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3。
前轴的利用附着系数公式
后轴的利用附着系数公式
利用附着系数曲线如图3：
图3利用附着系数与制动强度的关系曲线
表3不同制动强度下的利用附着系数
0.2433
0.4090
0.5291
0.6202
0.6917
0.1803
0.3947
0.6536
0.9728
1.3758
0.1524
0.2873
0.4075
0.5154
0.6127
0.2474
0.5267
0.8445
1.2094
1.6327
3）绘制制动效率曲线，计算并填写制动效率参数表4。
前轴的制动效率为
后轴的制动效率为
制动效率曲线如图4：
图4前、后制动效率曲线
表4不同附着系数下的制动效率
0.7893
0.9681
0.9362
0.8715
0.8151
0.8174
0.7810
0.7476
0.7170
0.6888
3.结论
1.对制动性进行评价
1）图3给出了GB12676-1999法规对该货车利用附着系数与制动强度关系曲线要求的区域。
它表明这辆中型货车在制动强度≥0.3时空载后轴利用附着系数φr与制动强度z的关系曲线不能满足法规的要求。
实际上，货车若不配备具有变比值制动力分配特性的制动力调节装置，就无法满足法规提出的要求。
2）制动距离：
假设汽车在φ=0.8的路面上车轮不抱死，取制动系反应时间
，制动减速度上升时间
。
根据公式
当行车制动正常时，若u=60Km/h，经计算得：
满载制动距离s=22.328m；
空载制动距离s=26.709m（均小于GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法标准
=36.692m），符合标准要求；
当该车前轴制动管路失效时，若u=50Km/h，经计算得：
满载制动距离s=31.341m（小于GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法标准
=79.964m）；
空载制动距离s=39.371m（小于GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法标准
=94.457m），都符合标准要求；
当该车后轴制动管路失效时，若u=50Km/h，经计算得：
满载制动距离s=55.394m（小于GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法标准
空载制动距离s=35.228m（小于GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法标准
=94.457m）符合标准要求。
2.改进措施
1）加装比例阀或载荷比例阀等制动调节装置。
装比例阀或载荷比例阀等制动力调节装置，可根据制动强度、载荷等因素来改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线，既接近
=z.满足制动法规的要求。
这种方法不需改变车身结构，效果明显，成本小。
对汽车平顺性，通过性，操纵稳定性无影响。
2）空载后轮利用附着系数不符合要求。
根据公式：
，减小前后轴距L，同时适当改变质心到前轴的距离a，可以减小后轮利用附着系数，使之符合要求。
轴距决定了汽车重心的位置，因此汽车轴距一旦改变，就必须重新进行总布置设计，特别是传动系和车身部分的尺寸。
同时轴距的改变也会引起前、后桥轴荷分配的变化，且如果轴距过长，就会使得车身长度增加，使其他性能改变，成本较高，可行性差。
3）空载时适当减小质心高度，减小后轮利用附着系数，减小汽车通过性，但平顺性增加，不容易发生侧倾。
4.心得体会
本次《汽车理论》课程设计使我对制动性有了更深的理解，同时更熟练地掌握了Matlab计算机软件的运用。
通过查看相应的国家标准，使我对汽车行业的制造及检测过程有了初步了解。
最后感谢老师对本次课程设计的指导，感谢同学对本次课程设计的帮助。
5.参考文献
［1］余志生.汽车理论[M].北京：
机械工业出版社，1989.
［2］GB-T15089-2001中华人民共和国国家标准.机动车辆及挂车分类[S].
［3］GB12676-1999中华人民共和国国家标准.汽车制动系统结构、性能和试验方法[S].
附程序：
%copyrightgejianyong
clc
clear
closeall;
g=9.8
ma=9290%满载质量
m0=4080%空载质量
Ga=ma*g%满载重力
G0=m0*g%空载重力
hga=1.17%满载质心高度
hg0=0.6%空载质心高度
L=3.95%轴距
ba=1%满载质心至后轴距离
b0=1.85%空载质心至后轴距离
aa=2.95%满载质心至前轴距离
a0=2.1%空载质心至前轴距离
B=0.38%制动力分配系数
%f1前轮制动器制动力
%f2a满载后轮理想制动器制动力
%以下为满载时制动过程
f1=0:
10:
60000;
f2a=0.5*（Ga*（（ba*ba+4*hga*L*f1/Ga）.^0.5）/hga-（Ga*ba/hga+2*f1））;
%满载I曲线公式
%f2Ba满载后轮实际制动器制动力
f2Ba=f1*（1-B）/B;
%满载B线
figure
（1）
plot（f1/1000,f2a/1000,'
k'
f1/1000,f2Ba/1000,'
）%画出I曲线，B线
%P附着系数
forP=0.1:
0.1:
1
fxbfa=（L-P*hga）*f1/P/hga-Ga*ba/hga;
%fxbfa满载f线
fxbfa1=fxbfa（fxbfa<
=f2a）;
%取I曲线下方f线
f1f=f1（fxbfa<
fxbra=-P*hga*f1/（L+P*hga）+P*Ga*aa/（L+P*hga）;
%fxbra满载r线
fxbra1=fxbra（fxbra>
%取I曲线上方r线
f1r=f1（fxbra>
holdon
plot（f1f/1000,fxbfa1/1000,'
f1r/1000,fxbra1/1000,'
）%画出f线
axis（[060060]）
%axissquare
end
%title（'
满载时不同φ值路面的制动过程分析'
）
xlabel（'
{\itf}线组{\itF}_{μ1}/kN,{\itF}_{Xb1}/kN'
）
ylabel（'
{\itr}线组{\itF}_{μ2}/kN,{\itF}_{Xb2}/kN'
%以下为空载时制动过程
30000;
f20=0.5*（G0*（（b0*b0+4*hg0*L*f1/G0）.^0.5）/hg0-（G0*b0/hg0+2*f1））;
%空载I曲线公式
%f2B0空载后轮实际制动器制动力
f2B0=f1*（1-B）/B;
%空载B线
figure
（2）
plot（f1/1000,f20/1000,'
f1/1000,f2B0/1000,'
fxbf0=（L-P*hg0）*f1/P/hg0-G0*b0/hg0;
%fxbf0空载f线
fxbf01=fxbf0（fxbf0<
=f20）;
f1f=f1（fxbf0<
fxbr0=-P*hg0*f1/（L+P*hg0）+P*G0*a0/（L+P*hg0）;
%fxbr0空载r线
fxbr01=fxbr0（fxbr0>
f1r=f1（fxbr0>
plot（f1f/1000,fxbf01/1000,'
f1r/1000,fxbr01/1000,'
axis（[030030]）
空载时不同φ值路面的制动过程分析'
%以下为利用附着系数与制动强度的关系
z=0.01:
0.01:
1;
%z=0.2:
0.2:
1%计算数据用
Pfa=B*z*L./（ba+z*hga）;
%满载前轴利用附着系数
Pra=（1-B）*z*L./（aa-z*hga）;
%满载后轴利用附着系数
Pf0=B*z*L./（b0+z*hg0）;
%空载前轴利用附着系数
Pr0=（1-B）*z*L./（a0-z*hg0）;
%空载后轴利用附着系数
Pz=z;
%理想利用附着系数
Pl=（z+0.07）/0.85;
%法规
Pll=Pl（0.2<
=Pl&
Pl<
=0.8）;
zl=z（0.2<
figure（3）
plot（z,Pfa,'
z,Pra,'
z,Pf0,'
k--'
z,Pr0,'
z,Pz,'
'
LineWidth'
1.5）
holdon
plot（zl,Pll,'
fplot（'
[z-0.08,z+0.08]'
[0.15,0.3],'
（z-0.02）/0.74'
[0.3,1],'
axis（[0101]）
利用附着系数与制动强度的关系曲线'
制动强度{\itz/g}'
利用附着系数{\itφ}'
%以下为制动效率与附着系数的关系曲线
P=0:
%P=0.2:
Ef=ba./L./（B-P*hga./L）;
Er=aa./L./（（1-B）+P*hga./L）;
Er0=a0./L./（（1-B）+P*hg0./L）;
figure（4）
plot（P,Ef*100,P,Er*100,P,Er0*100,'
color'
[000]）
axis（[010100]）
前、后制动效率曲线'
附着系数{\itφ}'
制动效率（%）'
%以下为评价
P=0.8%同步附着系数为0.8
P0a=（L*B-ba）/hga%满载同步附着系数
P00=（L*B-b0）/hg0%空载同步附着系数
%计算知后轮先抱死
v=60%正常行驶国标制动初速度
sl=0.15*v+v*v/130%正常行驶国标制动距离
vb=50%失效行驶国标制动初速度
slba=0.15*vb+100*vb*vb/30/115%失效行驶满载国标制动距离
slb0=0.15*vb+100*vb*vb/25/115%失效行驶空载国标制动距离
za=P*aa/（L*（1-B）+P*hga）%满载制动强度
aamax=za*g%满载最大制动减速度
z0=P*a0/（L*（1-B）+P*hg0）%空载制动强度
a0max=z0*g%空载最大制动减速度
sa=（0.02+0.2/2）*v/3.6+v*v/25.92/aamax%满载正常行驶制动距离计算公式
s0=（0.02+0.2/2）*v/3.6+v*v/25.92/a0max%空载正常行驶制动距离计算公式
B=0%前管路损坏后轮先抱死
zaf=P*aa/（L*（1-B）+P*hga）%满载制动强度
aafmax=zaf*g%满载最大制动减速度
z0f=P*a0/（L*（1-B）+P*hg0）%空载制动强度
a0fmax=z0f*g%空载最大制动减速度
saf=（0.02+0.2/2）*v/3.6+v*v/25.92/aafmax%满载失效行驶制动距离计算公式
s0f=（0.02+0.2/2）*v/3.6+v*v/25.92/a0fmax%空载失效行驶制动距离计算公式
B=1%后管路损坏前轮先抱死
zar=P*ba/（L*B-P*hga）%满载制动强度
aarmax=zar*g%满载最大制动减速度
z0r=P*b0/（L*B-P*hg0）%空载制动强度
a0rmax=z0r*g%空载最大制动减速度
sar=（0.02+0.2/2）*v/3.6+v*v/25.92/aarmax%满载失效行驶制动距离计算公式
s0r=（0.02+0.2/2）*v/3.6+v*v/25.92/a0rmax%空载失效行驶制动距离计算公式
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