汽車理論課程設計汽車制動性計算

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. 序號： 汽車理論課程設計說明書 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……………………………………………1 2. 計算步驟……………………………………………1 3. 結論…………………………………………………5 4. 心得體會……………………………………………6 5. 參考資料……………………………………………6 . 1. 題目要求 一中型貨車有關參數： 載荷 質量/kg 質心高/m 軸距L/m 質心至前軸距離a/m 制動力分配系數β 空載 4080 0.600 3.950 2.100 0.38 滿載 9290 1.170 3.950 2.950 0.38 1） 根據所提供的數據，繪制：I曲線，β線，f、r線組； 2） 繪制利用附著系數曲線；繪制出國家標準（GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結構、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參數表1。 表1 不同制動強度下的利用附著系數 制動強度z 利用 附著系數 0.2 0.4 0.6 0.8 1 3） 繪制制動效率曲線，計算并填寫制動效率參數表2。 表2 不同附著系數下的制動效率 附著系數 制動 效率E (%) 0.2 0.4 0.6 0.8 1 4） 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） 根據所提供的數據，繪制：I曲線，β線，f、r線組； I曲線公式 β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φ值路面的制動過程分析 圖2空載時不同φ值路面的制動過程分析 2） 繪制利用附著系數曲線；繪制出國家標準（GB 12676-1999汽車制動系統(tǒng)結構、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參數表3。 前軸的利用附著系數公式 后軸的利用附著系數公式 利用附著系數曲線如圖3： 圖3利用附著系數與制動強度的關系曲線 表3 不同制動強度下的利用附著系數 制動強度z 利用 附著系數 0.2 0.4 0.6 0.8 1 滿載 0.2433 0.4090 0.5291 0.6202 0.6917 0.1803 0.3947 0.6536 0.9728 1.3758 空載 0.1524 0.2873 0.4075 0.5154 0.6127 0.2474 0.5267 0.8445 1.2094 1.6327 3） 繪制制動效率曲線，計算并填寫制動效率參數表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 不同附著系數下的制動效率 附著系數 制動 效率E (%) 0.2 0.4 0.6 0.8 1 滿載 0.7893 0.9681 0.9362 0.8715 0.8151 空載 0.8174 0.7810 0.7476 0.7170 0.6888 3. 結論 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與制動強度關系曲線要求的區(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φr與制動強度z的關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節(jié)裝置，就無法滿足法規(guī)提出的要求。 2）制動距離：假設汽車在φ=0.8的路面上車輪不抱死，取制動系反應時間，制動減速度上升時間。根據公式 當行車制動正常時，若u=60Km/h，經計算得：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)結構、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，經計算得：滿載制動距離s=31.341m（小于GB12676-1999 汽車制動系統(tǒng)結構、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)結構、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，經計算得：滿載制動距離s=55.394m（小于GB12676-1999 汽車制動系統(tǒng)結構、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)結構、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節(jié)裝置。裝比例閥或載荷比例閥等制動力調節(jié)裝置，可根據制動強度、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構，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不符合要求。根據公式：，減小前后軸距L，同時適當改變質心到前軸的距離a，可以減小后輪利用附著系數，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) 空載時適當減小質心高度，減小后輪利用附著系數，減小汽車通過性，但平順性增加，不容易發(fā)生側傾。 4. 心得體會 本次《汽車理論》課程設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計的指導，感謝同學對本次課程設計的幫助。 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)結構、性能和試驗方法[S]. 附程序： %copyright gejianyong clc clear close all; g=9.8 ma=9290%滿載質量 m0=4080%空載質量 Ga=ma*g%滿載重力 G0=m0*g%空載重力 hga=1.17%滿載質心高度 hg0=0.6%空載質心高度 L=3.95%軸距 ba=1%滿載質心至后軸距離 b0=1.85%空載質心至后軸距離 aa=2.95%滿載質心至前軸距離 a0=2.1%空載質心至前軸距離 B=0.38%制動力分配系數 % 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 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); fxbra=-P*hga*f1/(L+P*hga)+P*Ga*aa/(L+P*hga);%fxbra滿載r線 fxbra1=fxbra(fxbra>=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 square end %title(滿載時不同φ值路面的制動過程分析) xlabel({\itf} 線組 {\itF}_{μ1}/kN,{\itF}_{Xb1}/kN) ylabel({\itr} 線組 {\itF}_{μ2}/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 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); fxbr0=-P*hg0*f1/(L+P*hg0)+P*G0*a0/(L+P*hg0);%fxbr0空載r線 fxbr01=fxbr0(fxbr0>=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 square end %title(空載時不同φ值路面的制動過程分析) xlabel({\itf} 線組 {\itF}_{μ1}/kN,{\itF}_{Xb1}/kN) ylabel({\itr} 線組 {\itF}_{μ2}/kN,{\itF}_{Xb2}/kN) %以下為利用附著系數與制動強度的關系 z=0.01:0.01:1; %z=0.2:0.2:1%計算數據用 Pfa=B*z*L./(ba+z*hga);%滿載前軸利用附著系數 Pra=(1-B)*z*L./(aa-z*hga);%滿載后軸利用附著系數 Pf0=B*z*L./(b0+z*hg0);%空載前軸利用附著系數 Pr0=(1-B)*z*L./(a0-z*hg0);%空載后軸利用附著系數 Pz=z;%理想利用附著系數 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 on plot(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(利用附著系數與制動強度的關系曲線) xlabel(制動強度{\itz/g}) ylabel(利用附著系數{\itφ}) %以下為制動效率與附著系數的關系曲線 P=0:0.01:1; %P=0.2:0.2:1%計算數據用 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{\itφ}) ylabel(制動效率（%）) %以下為評價 P=0.8%同步附著系數為0.8 P0a=(L*B-ba)/hga%滿載同步附著系數 P00=(L*B-b0)/hg0%空載同步附著系數 %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+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/a0fmax%空載失效行駛制動距離計算公式 B=1%后管路損壞 前輪先抱死 zar=P*ba/(L*B-P*hga)%滿載制動強度 aarmax=zar*g%滿載最大制動減速度 z0r=P*b0/(L*B-P*hg0)%空載制動強度 a0rmax=z0r*g%空載最大制動減速度 sar=(0.02+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/aarmax%滿載失效行駛制動距離計算公式 s0r=(0.02+0.2/2)*v/3.6+v*v/25.92/a0rmax%空載失效行駛制動距離計算公式