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1、 编号：115S-PD-PK-034 制动系统计算校核报告 项目名称：115S 编制： 日期： 校对： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 重庆迪科汽车研究有限公司 2009 年 3 月 目录 一、设计选型概述 . 1. 二、整车基本参数 . 1. 三、制动系统原理图 . 1. 四、制动法规基本要求 . 2. 五、制动器结构参数确定 . 3. 1、前、后制动器在空载和满载情况下的状况 . 3. 2、前、后制动器结构参数确定 . 4. 3、前、后制动器制动力分配曲线 . 5. 4、 GB12676-1999 法规 M1 类车制动力的校核 . 6 5、 . 安装感载比例阀后的实际制动力分配曲线
2、 . 6. 6、 . 安装感载比例阀后的前后轮油压曲线 . 8. 六、 . 真空助力制动总泵及踏板力校核 . 9. 1、 . 制动总泵容积的校核 9. 2、 . 制动踏板力的校核 9. 七、 . 制动距离和制动减速度 1.2. 八、 . 驻车制动的计算 1.3. 1. 驻车制动停驻的极限倾角 1.3. 2. 驻车手柄手力的校核 1.5. 九、 . 总结 1.6. 参考文献 . 1.7.制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 1 页共 17 页 一、设计选型概述 汽车制动系是汽车的一个重要组成部分，直接影响汽车的行驶安全性能。为了保证汽 车有良好的制动效能和高速行驶的安全性，应该合理
3、地确定汽车制动系统布置形式及制动 系统各零部件的结构参数。另外也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分 发挥其动力性能。 、整车基本参数 基本参数专案 参数数值 轴距 L（ mm 2340 整车整备质量 m（ Kg） 1032 整备状态前轴载何 mf（ Kg） 508 整备状态后轴载何 mr （Kg） 524 空载时质心咼度 hg （mr） 779 空载质心到前轴距离 a （mr）i 1230 满载质量（Kg） 1557 满载状态前轴负载（Kg） 669.5 满载状态后轴负载（Kg） 887.5 满载时质心高度（mm 812 满载质心到前轴距离（mr） 1339 前轮、后轮滚动半径
4、R轮（mr） 309 三、制动系统原理图 由于设计车型的前悬架主销偏距为正偏距，故制动系统的管路布置采用 H 型布置形式 （如图 3-1 ）。制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 2 页共 17 页 图 3-1 制动管路原理图 四、制动法规基本要求 1） 、GB 12676-1999 汽车制动系统结构性能和试验方法 2） 、GB7258-2004 机动车运行安全技术条件 3） 、GB 13594-92 汽车防抱制动系统性能要求和试验方法 4） 、轿车制动规范对行车制动器制动时的部分要求 项目 中国 GB12676-1999 欧洲经济共同体 ECE 71/320 中国 GB7258
5、-1998 试验路面 附着良好 制动装置某零件失效 附着良好 0.7 载重 任何载荷 空载 满载 一个驾驶员或满载 满载 制动初速度 80km/h 80km/h 80km/h 80km/h 50km/h 制动时的稳 车轮不抱死，不 车轮不抱死，不 车轮不抱死，不 不许偏出 定性 偏离出 3.7m 通道 偏离出 3.7m 通道 偏离出 3.7m 通道 不抱死跑偏 2.5m 通道 制动距离或 45m 173m 145m 50.7m 5.8m/s 2 1.5m/s 1.7m/s 2 2 5.8m/s 2 5.8m/s 踏板力 700N 700N 700N 490N 0.1+0.85 ( -0.2 )
6、; 2、 当 z=0.30.5 时，在后轴利用附着系数曲线不超过直线 =z+0.05 的条件下， 允许后轴利用附着系数曲线在前轴利用附着系数曲线的上方。 图 5-3 中,制动强度在 0.70.75 之间,空载时的后轴利用附着系数曲线与前轴附着系 数曲线相交，且在相交后后轴利用附着系数在前轴附着系数曲线的上方 ，不满足上述“在 z=0.20.8 之间，前轴利用附着系数曲线应在后轴利用附着系数曲线的上方” ECE324/84 No13 制动法规的要求，故需要安装感载比例阀。 5、安装感载比例阀后的实际制动力分配曲线制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 9 页共 17 页 感载比例阀参
7、数: 弯折点液压 P(MPa) 分配比 空载 4 0.25 、卄 +、， 满载 8 通过感载比例阀结构参数及选定的前后制动器参数，通过公式我们得出在空载且 制动管路中压力为 4MPa 时: 在满载且制动管路中压力为 8Mpa 寸: 我们绘制出前后制动器的实际制动力分配曲线(见图 5-4) 图 5-4 前后制动器的实际制动力分配曲线 同时可求得空满载状态下前后轮同步抱死时对应的前后制动器制动力分别为: Df =2P=r 2 re -Bf 3940. R (N) 2 二 Dr Br 0De =1480 R轮 (N) F.2 =2 P Df Bf = 7880. R (N) Dr2 4 Br .5D
8、e 二 2980 R轮 (N) 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 10 页共 17 页 空载状态：Fu1= 8056N F u2= 1962.3N制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 11 页共 17 页 满载状态：Fui= 11930N F u2= 3424.5N 对应的空载同步附着系数: 对应的满载同步附着系数: 从图 5-3 利用附着系数与制动强度的关系曲线中可以看出在不安装感载比例阀的情 况下，空载前后轮同步抱死时其对应的同步附着系数分别为 0.731 和 0.839 ,在安装感载 比例阀后通过计算空满载情况下前后轮同时抱死其对应的同步附着系数均大于 0
9、.85，所 以在 ECE 法规要求的在 z=0.20.8 之间，能够满足“实际前轴利用附着系数曲线均在后 轴利用附着系数曲线的上方”的要求。 6、安装感载比例阀后的前后轮油压曲线 同时可绘制出安装感载比例阀后的前后制动器油压力曲线（见图 5-5 ） 空载。二 Fu1 - Fu2 m 汇9.8 8056 1962.3 1032 9.8 满载-0 F u1 Fu2 11930 3424.5 = m 9.8 1557 9.8 满载【曲线 1 234S67B9 10niS13 前轮袖压肝自 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 12 页共 17 页 图 5-5 感载比例阀调节的前后轮油压
10、曲线 在空满载同步附着工况时的系统压力分别为：制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 13 页共 17 页 2Fzi空载）R轮 二 Df2 尺 B 2x8056x0.309 2 3.14 0.05112 0.0977 0.76 = 8.18MPa 2FZ1(满载)R轮 二 Df2 Re Bf 2x11930 x0.309 2 3.14 0.05112 0.0977 0.76 = 12.11MPa 六、真空助力制动总泵及踏板力校核 1、制动总泵容积的校核 由于前后制动器分泵尺寸已经确定，可计算出前后分泵所需供油油量： 前分泵所需供油油量： y =2 二D2 0.7 4 =2 二 51
11、.12 0.7- 4=2871.18mm3 后分泵所需供油油量： V2 =2：D2 4 4 =2 二 17.46252 4 - 4 = 1915.99mm3 则总泵所需排量： V =1.1(% V2) =5265.89mm3 总泵为 22.22，则满足所需排量的活塞行程为 4V 2 S 22.222 = 13.58mm 3T 总泵全行程为 29.5mm （13.5+16，同小康总泵） 主缸作用空行程=3mm 主缸工作时压力损失行程=5mm 则踏板实际使用总行程=86.6mm 设计状态踏板总行程=120mm 则：实际行程/总行程=13.58/29.5 = 0.46。 制动总泵的使用行程一般在总行
12、程的 4060% 由此可确定制动总泵的排量及活塞工作行程均满足要求。 2、制动踏板力的校核 制动踏板稍做修改，根据： FP Pmax 4ip 式中：Pmax 产生最大制动作用时的管压， Pa ； 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 14 页共 17 页 Dm 制动缸直径,m； p制动踏板与主缸传动效率; 根据厂家提供的产品经对比分析，并结合设计车型的需要，沿用 B07 车型 9 英寸真空 助力泵（助力比 i助P=5.0，曲线拐点压力 p。=7.22MP3。 在 Po =7.22MPa，真空助力泵失效，此时阀杆输出的最大作用力 F阀杆二2977N 沿用 EQ6390 车型制动踏板
13、，制动踏板杠杆比 ip=4.0，机械效率n = 95% 1 ) P : Po 时 3) P P0。时 1 2 p max Dm卜阀杆 二 FP0 九 P 0 注：Pmax - 制动总泵油压 通过计算公式可绘出在 0400N 踏板力时对应的总泵油压力曲线如图 6-1ip 制动踏板传动比，4； 踏板力 Fp! 2 2 ” P max * D m 4ipi 助 踏板力 FP0 F阀杆 i pi助 踏板力Fp2 iP 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 15 页共 17 页 0 00 IDO 150 20D 25D 300 350 400 450 600 艮吿板力（N） 图 6-1 踏
14、板力-油压曲线 在 0400N 踏板力范围内，总泵输出油压在 010.27MPa 之间，通过计算可以绘制 出在空满载情况下油压-制动减速度的曲线图（见图 6-2 ） 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 16 页共 17 页 图 6-2 踏板力-制动减速度曲线 115S 单排属于 M1 类车，GB12676 规定 M1 类车型在常规路面上制动减速度需不小于 SO 100 ISO 300 250 300 350 400 戯力（韵 nw 9S T65432 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 17 页共 17 页 7 m/s2。在制动减速度为 7 m/s2时其对应的踏
15、板力分别为 106N 和 202M 踏板力在 200 400 N 范围内，减速度在界线范围内。所以真空助力泵的选择合理，踏板力满足要求。 七、制动距离和制动减速度 下面验证制动距离和充分发出的平均减速度能否满足 GB12676 法规要求。 制动初速度 v, =80km/h 1 t2 v-f2 S -（t, -2）v1 v1_ 3.6 2 25.92 jmax 式中：t1机构滞后时间 t2 制动力增长时间 jmax - 最大稳定制动减速度， jmax乞 Sg ；：0为同步附着系数 取经验值：t1 =0.3 2 在附着系数为 0.7 的路面上进行制动 F 面验证在行车制动系的传能装置某一零件失效的
16、情况下，其制动距离和制动减速 度，能否满足 GB12676 法规要求。制动初速度 v1=80km/h 评价参数 GB12676 制动距离（m 43 2 5.8 v1 25.92 jmax =42.66 . (m) 由以上计算可知，制动距离小于 51m 符合 GB12676 的规定 2 0.3 80 802 - + - 3.6 25.92 0.7 9.8 s = 0.1v 25.92j + 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 18 页共 17 页 在空载工况路面附着系数为 0.7 路面上进行制动: 评价参数 GB12676 法规要求 前轮失效 制动距离（m） 131 1.5 后轮
17、失效 制动距离（m ） 49 1.5 在满载工况路面附着系数为 0.7 路面上进行制动: 评价参数 GB12676 法规要求 前轮失效 制动距离（m） 110 1.7 后轮失效 制动距离（m ） 52 1.7 由以上计算可知，制动距离及制动减速度均满足 GB12676 勺规定，上述确定的前后制 动器方案能满足法规要求，设计方案合适。 八、驻车制动的计算 1.驻车制动停驻的极限倾角制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 19 页共 17 页 式中：a u汽车在上坡时可能停驻的极限上坡倾角; a d汽车在下坡时可能停驻的极限下坡倾角; (1) 当0.6 时 空载驻车极限上坡路倾角：21
18、.51 空载驻车极限下坡路倾角：13.26 满载驻车极限上坡路倾角：23.12 满载驻车极限下坡路倾角：12.08 (2) 当 0.7 时 空载驻车极限上坡路倾角：25.8 空载驻车极限下坡路倾角：15.07 满载驻车极限上坡路倾角：27.76 满载驻车极限下坡路倾角：13.62 arctan I L - hg arcta :L2 L h制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 20 页共 17 页 (3) 当 0.8 时 空载驻车极限上坡路倾角：29.82 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 21 页共 17 页 空载驻车极限下坡路倾角：16.68 满载驻车极限上坡
19、路倾角：32.36 满载驻车极限下坡路倾角：15.08 按照国家规定：驻车制动必须使满载车辆在 18%的坡道上（10.2 ）停住，由以上计 算可以看出空满状态下，极限上下坡驻破坡角均大于 10.2，所以满足要求。 2.驻车手柄手力的校核 根据 GB7258-2004机动车运行安全技术条件规定驻车制动必须使满载车辆在附着 系数为 0.7 路面上 20%的坡道上（11.31 ）且驻车控制力不超过 600N 停驻。 为了使汽车能在接近于坡度为:的路面上停驻所需条件：后轴上的驻车制动力矩接 近与由 a 所确定的极限值 Ga gr轮sina （ ot）,并保证下坡路上能停驻的坡度部 小于法规规定值。单个
20、后轮驻车制动器的制动力矩上限为 Ga g佻Sin ,则单个固定在 2 制动器上的拉索输入力 R 为 Ga g r轮sina 1557 x 9.8 況 0.307 汇 sin11.31 F1 258 2 2.2 0.135 6 2B r K 1 2 则停驻所需的作用在手柄上的力 F手为: 其中： K1 后制动器制动杠杆比，为 6 K2 手柄的最小杠杆比，为 6 S 制动手柄效率因数,为 0.95 F手 得出最大的手制动力 (N) 2R 2R 心 S 2 258 90.5 6 0.95 (N) 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 22 页共 17 页 结论 通过上述计算，满载情况下
21、在附着系数为 0.7 的路面上 20%的坡道上（11.31 ） 所计算的结果均能满足条件，符合法规 GB7258-2004机动车运行安全技术条件规定 驻车制动时手控制力：M1 类车不超过 600N,即 F手w 600M制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 23 页共 17 页 九、总结 通过上述计算，所计算的结果均能满足条件，符合法规要求。 感载比例阀空载弯折点液压 P(MPa) 4 感载比例阀满载弯折点液压 P(MPa) 8 感载比例阀分配比 0.25 真空助力泵规格 9 英寸 真空助力比 5 制动主缸直径 Dm( mrh 22.22 制动主缸仃程(mm 13.5+16 前后制
22、动器型式 前盘后鼓 盘式制动轮缸活塞直径 Df/mm 51.1 前制动器有效半径 re/mm R97.7 制动鼓工作直径 De/ mm 220 制动鼓轮缸缸径 Dr/ mm 17.46 前制动器效能因数 Bf 0.76 后制动器效能因数 Br 2.2 后制动器制动杠杆比 K1 6 前后轮缸数量 2（前）,2（后） 踏板的杠杆比 4 手制动器杠杆比 K2 6 制动系统计算校核报告 重庆迪科汽车研究有限公司 第 24 页共 17 页 参考文献 1、 GB 7258-1997 机动车运行安全技术条件 2、 GB 12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法 3、 汽车理论 余志生王编 机械工业出版社 2000.10 4、 汽车设计 刘维信主编 机械工业出版社 2000.5 5、 汽车工程手册设计篇 人民交通出版社