汽車理論課程設(shè)計汽車制動性計算

版權(quán)所有 葛建勇序號：汽車理論課程設(shè)計說明書題目：汽車制動性計算班級： 姓名： 學號： 序號： 指導教師： 目錄1. 題目要求12. 計算步驟13. 結(jié)論54. 心得體會65. 參考資料691. 題目要求一中型貨車有關(guān)參數(shù)：載荷質(zhì)量/kg質(zhì)心高/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40800.6003.9502.1000.38滿載92901.1703.9502.9500.381） 根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)，繪制：I曲線，線，f、r線組；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1。表1 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)0.20.40.60.813） 繪制制動效率曲線，計算并填寫制動效率參數(shù)表2。表2 不同附著系數(shù)下的制動效率附著系數(shù)制動效率E (%)0.20.40.60.814） 對制動性進行評價。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，包括成本、可行性等等；要充分說明理由，包括公式和圖)2. 計算步驟1） 根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)，繪制：I曲線，線，f、r線組；I曲線公式線公式f線組公式r線組公式將各條曲線放在同一坐標系中，滿載時如圖1所示，空載時如圖2所示：圖1滿載時不同值路面的制動過程分析圖2空載時不同值路面的制動過程分析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3。前軸的利用附著系數(shù)公式后軸的利用附著系數(shù)公式利用附著系數(shù)曲線如圖3：圖3利用附著系數(shù)與制動強度的關(guān)系曲線表3 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滿載0.24330.40900.52910.62020.69170.18030.39470.65360.97281.3758空載0.15240.28730.40750.51540.61270.24740.52670.84451.20941.63273） 繪制制動效率曲線，計算并填寫制動效率參數(shù)表4。前軸的制動效率為后軸的制動效率為制動效率曲線如圖4：圖4 前、后制動效率曲線表4 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滿載0.78930.96810.93620.87150.8151空載0.81740.78100.74760.71700.68883. 結(jié)論1. 對制動性進行評價1）圖3給出了GB 12676-1999法規(guī)對該貨車利用附著系數(shù)與制動強度關(guān)系曲線要求的區(qū)域。它表明這輛中型貨車在制動強度0.3時空載后軸利用附著系數(shù)r與制動強度z的關(guān)系曲線不能滿足法規(guī)的要求。實際上，貨車若不配備具有變比值制動力分配特性的制動力調(diào)節(jié)裝置，就無法滿足法規(guī)提出的要求。2）制動距離：假設(shè)汽車在=0.8的路面上車輪不抱死，取制動系反應(yīng)時間，制動減速度上升時間。根據(jù)公式當行車制動正常時，若u=60Km/h，經(jīng)計算得：滿載制動距離s=22.328m；空載制動距離s=26.709m（均小于GB12676-1999 汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法標準=36.692m），符合標準要求；當該車前軸制動管路失效時，若u=50Km/h，經(jīng)計算得：滿載制動距離s=31.341m（小于GB12676-1999 汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法標準=79.964m）；空載制動距離s=39.371m（小于GB12676-1999 汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法標準=94.457m），都符合標準要求；當該車后軸制動管路失效時，若u=50Km/h，經(jīng)計算得：滿載制動距離s=55.394m（小于GB12676-1999 汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法標準=79.964m）；空載制動距離s=35.228m（小于GB12676-1999 汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法標準=94.457m）符合標準要求。2. 改進措施1) 加裝比例閥或載荷比例閥等制動調(diào)節(jié)裝置。裝比例閥或載荷比例閥等制動力調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)制動強度、載荷等因素來改變前、后制動器制動力的比值，使之接近于理想制動力分配曲線，既接近=z.滿足制動法規(guī)的要求。這種方法不需改變車身結(jié)構(gòu)，效果明顯，成本小。對汽車平順性，通過性，操縱穩(wěn)定性無影響。2) 空載后輪利用附著系數(shù)不符合要求。根據(jù)公式：，減小前后軸距L，同時適當改變質(zhì)心到前軸的距離a，可以減小后輪利用附著系數(shù)，使之符合要求。軸距決定了汽車重心的位置，因此汽車軸距一旦改變，就必須重新進行總布置設(shè)計，特別是傳動系和車身部分的尺寸。同時軸距的改變也會引起前、后橋軸荷分配的變化，且如果軸距過長，就會使得車身長度增加，使其他性能改變，成本較高，可行性差。3) 空載時適當減小質(zhì)心高度，減小后輪利用附著系數(shù)，減小汽車通過性，但平順性增加，不容易發(fā)生側(cè)傾。4. 心得體會本次汽車理論課程設(shè)計使我對制動性有了更深的理解，同時更熟練地掌握了Matlab計算機軟件的運用。通過查看相應(yīng)的國家標準，使我對汽車行業(yè)的制造及檢測過程有了初步了解。最后感謝老師對本次課程設(shè)計的指導，感謝同學對本次課程設(shè)計的幫助。5. 參考文獻1 余志生. 汽車理論 M. 北京：機械工業(yè)出版社，1989. 2 GB-T 15089-2001 中華人民共和國國家標準. 機動車輛及掛車分類 S.3 GB 12676-1999 中華人民共和國國家標準. 汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法S.附程序：%copyright gejianyongclcclearclose all;g=9.8ma=9290%滿載質(zhì)量m0=4080%空載質(zhì)量Ga=ma*g%滿載重力G0=m0*g%空載重力hga=1.17%滿載質(zhì)心高度hg0=0.6%空載質(zhì)心高度L=3.95%軸距ba=1%滿載質(zhì)心至后軸距離b0=1.85%空載質(zhì)心至后軸距離aa=2.95%滿載質(zhì)心至前軸距離a0=2.1%空載質(zhì)心至前軸距離B=0.38%制動力分配系數(shù)% f1前輪制動器制動力% f2a滿載后輪理想制動器制動力%以下為滿載時制動過程f1=0:10:60000;f2a=0.5*(Ga*(ba*ba+4*hga*L*f1/Ga).0.5)/hga-(Ga*ba/hga+2*f1);%滿載I曲線公式%f2Ba滿載后輪實際制動器制動力f2Ba=f1*(1-B)/B;%滿載B線figure(1)plot(f1/1000,f2a/1000,k,f1/1000,f2Ba/1000,k)%畫出I曲線，B線%P附著系數(shù)for P=0.1:0.1:1 fxbfa=(L-P*hga)*f1/P/hga-Ga*ba/hga;%fxbfa滿載f線 fxbfa1=fxbfa(fxbfa=f2a);%取I曲線下方f線 f1f=f1(fxbfa=f2a);%取I曲線上方r線 f1r=f1(fxbra=f2a); hold on plot(f1f/1000,fxbfa1/1000,k,f1r/1000,fxbra1/1000,k)%畫出f線 axis(0 60 0 60) %axis squareend %title(滿載時不同值路面的制動過程分析)xlabel(itf 線組 itF_1/kN,itF_Xb1/kN) ylabel(itr 線組 itF_2/kN,itF_Xb2/kN) %以下為空載時制動過程f1=0:10:30000;f20=0.5*(G0*(b0*b0+4*hg0*L*f1/G0).0.5)/hg0-(G0*b0/hg0+2*f1);%空載I曲線公式%f2B0空載后輪實際制動器制動力f2B0=f1*(1-B)/B;%空載B線figure(2)plot(f1/1000,f20/1000,k,f1/1000,f2B0/1000,k)%畫出I曲線，B線%P附著系數(shù)for P=0.1:0.1:1 fxbf0=(L-P*hg0)*f1/P/hg0-G0*b0/hg0;%fxbf0空載f線 fxbf01=fxbf0(fxbf0=f20);%取I曲線下方f線 f1f=f1(fxbf0=f20);%取I曲線上方r線 f1r=f1(fxbr0=f20); hold on plot(f1f/1000,fxbf01/1000,k,f1r/1000,fxbr01/1000,k)%畫出f線 axis(0 30 0 30) %axis squareend %title(空載時不同值路面的制動過程分析)xlabel(itf 線組 itF_1/kN,itF_Xb1/kN) ylabel(itr 線組 itF_2/kN,itF_Xb2/kN) %以下為利用附著系數(shù)與制動強度的關(guān)系z=0.01:0.01:1;%z=0.2:0.2:1%計算數(shù)據(jù)用Pfa=B*z*L./(ba+z*hga);%滿載前軸利用附著系數(shù)Pra=(1-B)*z*L./(aa-z*hga);%滿載后軸利用附著系數(shù)Pf0=B*z*L./(b0+z*hg0);%空載前軸利用附著系數(shù)Pr0=(1-B)*z*L./(a0-z*hg0);%空載后軸利用附著系數(shù)Pz=z;%理想利用附著系數(shù)Pl=(z+0.07)/0.85;%法規(guī)Pll=Pl(0.2=Pl&Pl=0.8);zl=z(0.2=Pl&Pl=0.8);figure(3)plot(z,Pfa,k,z,Pra,k,z,Pf0,k-,z,Pr0,k-,z,Pz,k-,LineWidth,1.5)hold onplot(zl,Pll,k)fplot(z-0.08,z+0.08,0.15,0.3,k)fplot(z-0.02)/0.74,0.3,1,k)axis(0 1 0 1)%title(利用附著系數(shù)與制動強度的關(guān)系曲線)xlabel(制動強度itz/g) ylabel(利用附著系數(shù)it)%以下為制動效率與附著系數(shù)的關(guān)系曲線P=0:0.01:1;%P=0.2:0.2:1%計算數(shù)據(jù)用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,0 0 0)axis(0 1 0 100)%title(前、后制動效率曲線)xlabel(附著系數(shù)it) ylabel(制動效率（%）)%以下為評價P=0.8%同步附著系數(shù)為0.8P0a=(L*B-ba)/hga%滿載同步附著系數(shù)P00=(L*B-b0)/hg0%空載同步附著系數(shù)%計算知后輪先抱死v=60%正常行駛國標制動初速度sl=0.15*v+v*v/130%正常行駛國標制動距離vb=50%失效行駛國標制動初速度slba=0.15*vb+100*vb*vb/30/115%失效行駛滿載國標制動距離slb0=0.15*vb+100*vb*vb/25/115%失效行駛空載國標制動距離za=P*aa/(L*(1-B)+P*hga)%滿載制動強度aamax=za*g%滿載最大制動減速度z0=P*a0/(L*(1-B)+P*hg0)%空載制動強度a0max=z0*g%空載最大制動減速度sa=(0.02+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/aamax%滿載正常行駛制動距離計算公式s0=(0.02+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/a0max%空載正常行駛制動距離計算公式B=0%前管路損壞 后輪先抱死zaf=P*aa/(L*(1-B)+P*hga)%滿載制動強度aafmax=zaf*g%滿載最大制動減速度z0f=P*a0/(L*(1-B)+P*hg0)%空載制動強度a0fmax=z0f*g%空載最大制動減速度saf=(0.02+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/aafmax%滿載失效行駛制動距離計算公式s0f=(0.02+0.2