浅探汽车的制动系统设计

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　　一、制动系统概述
　　制动系统包括行车制动系统和驻车制动系统，其功用是控制汽车，以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。
　　汽车的制动性是安全行驶的重要保障，重大事故往往与制动系统的性能有直接关系，故制动系统的设计校核在整车设计开发中尤为重要。
　　二、制动系统法规要求
　　1、GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》
　　2、GB 21670-2008 《乘用车制动系统技术要求及试验方法》
　　3、GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》
　　4、GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》
　　三、制动系统主要参数设计方法
　　1、理想制动力分配曲线I计算：
　　首先理想的制动力分配曲线即为前后轮制动器同时抱死；
　　根据整车受力分析，分别对前、后轮接地点取力矩，可得到两个方程；然后
　　根据前后轮同时抱死条件：前后轮制动力之和等于附着力、前后轮各自制动力等于各自附着力，可得到三个方程；联立即可得前后轮制动力与附着系数关系，绘制出理想制动力分配曲线：I曲线。
　　后轮接地点取距：
　　前轮接地点取距：
　　制动力等于附着力：
　　解得：
　　绘制制动力分配曲线：
　　Fμ1/ Fμ2 ―前/后轴车轮的制动器制动力；
　　FB1/ FB2 ―前/后轴车轮的地面制动力；
　　ф ―附着系数；
　　F φ1/ F φ2―前/后轴附着力；
　　2、同步附着系数及制动力分配系数的初步选择
　　制动系统各参数的选择，需先根据经验值确定同步附着系数及前后轮制动力分配系数，然后根据其完成其它参数的确定，最后再根据其它参数最终确定同步附着系数及制动力分配系数
　　同步附着系数：0.8≤ φ0 <1；
　　制动力分配系数：0.66≤β ≤0.75。
　　3、制动器主要参数的计算及选择
　　（1）制动半径：根据轮辋尺寸，确定制动半径，鼓式制动器的制动鼓内径一般比轮辋外径小125-150mm，盘式制动器的制动盘直径为轮辋直径的70%-79%
　　（2）制动器效能因数的确定
　　制动器效能因数是制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比，按照摩擦材料的摩擦系数为0.4 ，典型结构的效能因数如下：
　　领从蹄（从蹄无支承）BF =2.2；钳盘式制动器BF =0.8。
　　4、轮缸直径的确定
　　由以下公式计算轮缸直径，并圆整为现有规格。
　　（1）前轮杠直径
　　（2）后轮杠直径
　　FZ1/ FZ2 ――地面对前轮/后轮的法向反作用力，N；
　　p1、p2 ：前、后轮缸液压；
　　d1、d2 ：前、后轮缸直径；
　　n1、n2 ：前、后制动器单侧油缸数目（仅对盘式制动器而言）；
　　BF1、BF2：前、后制动器效能因数；
　　r1、r2 ：前、后制动器制动半径；
　　备注：计算结果需要圆整
　　5、制动器制动力分配系数选取
　　前后轮缸直径、鼓式制动器制动鼓直径系列化后，前面选择的其他参数如：制动器制动力分配系数、同步附着系数就会变化，需要根据下面公式重新校核，如不合适，需要重新调整制动器参数计算，直到各参数确定合适为止。
　　6、同步附着系数的选择
　　将I曲线与曲线绘在一张图上，两曲线的交点即表示制动系统决定的前、后制动力分配，同时满足附着系数和整车参数决定的前、后制动力分配。这时，整车参数、地面附着系数和制动器参数全部满足前、后轮同时抱死的要求，这时的地面附着系数即是同步附着系数。对于无制动力调节装置的制动系统，前、后制动器制动力为固定比值，β曲线与空载I曲线和满载I曲线有两个交点，即为空、满载的同步附着系数。
　　其中横坐标为前轮制动力，纵坐标为后轮制动力
　　7、主缸直径、真空助力器助力比、踏板杠杆比的确定
　　一般路面上紧急制动时，真空助力器工作点在助力段内，踏板力可按如下公式计算：
　　η ―传动效率，一般取0.8；dm ―主缸直径；
　　is ―真空助力比；在5-9之间；Ip ―踏板杠杆比；
　　p ―液压系统压力 Fp ―踏板力
　　综合考虑确定，初步估算主缸直径，并圆整到常用规格，然后精确计算真空助力比及踏板杠杆比
　　参考文献：
　　1.《汽车设计（第4版）》 ，机械工业出版社.
　　2.《汽车工程手册1》，北京理工大学出版社.
　　3. 《汽车理论》 ，机械工业出版社.
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