汽車?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)性計(jì)算

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. 序號(hào)： 汽車?yán)碚撜n程設(shè)計(jì)說明書 題目：汽車制動(dòng)性計(jì)算 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 序號(hào)： 指導(dǎo)教師： . 目錄 1. 題目要求……………………………………………1 2. 計(jì)算步驟……………………………………………1 3. 結(jié)論…………………………………………………5 4. 心得體會(huì)……………………………………………6 5. 參考資料……………………………………………6 . 1. 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(dòng)力分配系數(shù)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(jù)所提供的數(shù)據(jù)，繪制：I曲線，β線，f、r線組； 2） 繪制利用附著系數(shù)曲線；繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法）要求的限制范圍，計(jì)算并填寫利用附著系數(shù)參數(shù)表1。 表1 不同制動(dòng)強(qiáng)度下的利用附著系數(shù) 制動(dòng)強(qiáng)度z 利用 附著系數(shù) 0.2 0.4 0.6 0.8 1 3） 繪制制動(dòng)效率曲線，計(jì)算并填寫制動(dòng)效率參數(shù)表2。 表2 不同附著系數(shù)下的制動(dòng)效率 附著系數(shù) 制動(dòng) 效率E (%) 0.2 0.4 0.6 0.8 1 4） 對(duì)制動(dòng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。 5） 此車制動(dòng)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)措施，并對(duì)每種措施的預(yù)期實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括成本、可行性等等；要充分說明理由，包括公式和圖) 2. 計(jì)算步驟 1） 根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)，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(biāo)系中，滿載時(shí)如圖1所示，空載時(shí)如圖2所示： 圖1滿載時(shí)不同φ值路面的制動(dòng)過程分析 圖2空載時(shí)不同φ值路面的制動(dòng)過程分析 2） 繪制利用附著系數(shù)曲線；繪制出國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 12676-1999汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法）要求的限制范圍，計(jì)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(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線 表3 不同制動(dòng)強(qiáng)度下的利用附著系數(shù) 制動(dòng)強(qiáng)度z 利用 附著系數(shù) 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(dòng)效率曲線，計(jì)算并填寫制動(dòng)效率參數(shù)表4。 前軸的制動(dòng)效率為 后軸的制動(dòng)效率為 制動(dòng)效率曲線如圖4： 圖4 前、后制動(dòng)效率曲線 表4 不同附著系數(shù)下的制動(dòng)效率 附著系數(shù) 制動(dòng) 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(jié)論 1. 對(duì)制動(dòng)性進(jìn)行評(píng)價(jià) 1）圖3給出了GB 12676-1999法規(guī)對(duì)該貨車?yán)酶街禂?shù)與制動(dòng)強(qiáng)度關(guān)系曲線要求的區(qū)域。它表明這輛中型貨車在制動(dòng)強(qiáng)度≥0.3時(shí)空載后軸利用附著系數(shù)φr與制動(dòng)強(qiáng)度z的關(guān)系曲線不能滿足法規(guī)的要求。實(shí)際上，貨車若不配備具有變比值制動(dòng)力分配特性的制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，就無法滿足法規(guī)提出的要求。 2）制動(dòng)距離：假設(shè)汽車在φ=0.8的路面上車輪不抱死，取制動(dòng)系反應(yīng)時(shí)間，制動(dòng)減速度上升時(shí)間。根據(jù)公式 當(dāng)行車制動(dòng)正常時(shí)，若u=60Km/h，經(jīng)計(jì)算得：滿載制動(dòng)距離s=22.328m；空載制動(dòng)距離s=26.709m（均小于GB12676-1999 汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)=36.692m），符合標(biāo)準(zhǔn)要求； 當(dāng)該車前軸制動(dòng)管路失效時(shí)，若u=50Km/h，經(jīng)計(jì)算得：滿載制動(dòng)距離s=31.341m（小于GB12676-1999 汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)=79.964m）；空載制動(dòng)距離s=39.371m（小于GB12676-1999 汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)=94.457m），都符合標(biāo)準(zhǔn)要求； 當(dāng)該車后軸制動(dòng)管路失效時(shí)，若u=50Km/h，經(jīng)計(jì)算得：滿載制動(dòng)距離s=55.394m（小于GB12676-1999 汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)=79.964m）；空載制動(dòng)距離s=35.228m（小于GB12676-1999 汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)=94.457m）符合標(biāo)準(zhǔn)要求。 2. 改進(jìn)措施 1) 加裝比例閥或載荷比例閥等制動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。裝比例閥或載荷比例閥等制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度、載荷等因素來改變前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值，使之接近于理想制動(dòng)力分配曲線，既接近=z.滿足制動(dòng)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(duì)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(shí)適當(dāng)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(jìn)行總布置設(shè)計(jì)，特別是傳動(dòng)系和車身部分的尺寸。同時(shí)軸距的改變也會(huì)引起前、后橋軸荷分配的變化，且如果軸距過長，就會(huì)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(shí)適當(dāng)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(huì) 本次《汽車?yán)碚摗氛n程設(shè)計(jì)使我對(duì)制動(dòng)性有了更深的理解，同時(shí)更熟練地掌握了Matlab計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)用。通過查看相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，使我對(duì)汽車行業(yè)的制造及檢測(cè)過程有了初步了解。最后感謝老師對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，感謝同學(xué)對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的幫助。 5. 參考文獻(xiàn) ［1］ 余志生. 汽車?yán)碚?[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989. ［2］ GB-T 15089-2001 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 機(jī)動(dòng)車輛及掛車分類 [S]. ［3］ GB 12676-1999 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法[S]. 附程序： %copyright gejianyong clc clear close all; g=9.8 ma=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(dòng)力分配系數(shù) % f1前輪制動(dòng)器制動(dòng)力 % f2a滿載后輪理想制動(dòng)器制動(dòng)力 %以下為滿載時(shí)制動(dòng)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(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)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); 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(shí)不同φ值路面的制動(dòng)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(shí)制動(dòng)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(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)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); 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(shí)不同φ值路面的制動(dòng)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(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系 z=0.01:0.01:1; %z=0.2:0.2:1%計(jì)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 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(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線) xlabel(制動(dòng)強(qiáng)度{\itz/g}) ylabel(利用附著系數(shù){\itφ}) %以下為制動(dòng)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(jì)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(dòng)效率曲線) xlabel(附著系數(shù){\itφ}) ylabel(制動(dòng)效率（%）) %以下為評(píng)價(jià) P=0.8%同步附著系數(shù)為0.8 P0a=(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(jì)算知后輪先抱死 v=60%正常行駛國標(biāo)制動(dòng)初速度 sl=0.15*v+v*v/130%正常行駛國標(biāo)制動(dòng)距離 vb=50%失效行駛國標(biāo)制動(dòng)初速度 slba=0.15*vb+100*vb*vb/30/115%失效行駛滿載國標(biāo)制動(dòng)距離 slb0=0.15*vb+100*vb*vb/25/115%失效行駛空載國標(biāo)制動(dòng)距離 za=P*aa/(L*(1-B)+P*hga)%滿載制動(dòng)強(qiáng)度 aamax=za*g%滿載最大制動(dòng)減速度 z0=P*a0/(L*(1-B)+P*hg0)%空載制動(dòng)強(qiáng)度 a0max=z0*g%空載最大制動(dòng)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(dòng)距離計(jì)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(dòng)距離計(jì)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(dòng)強(qiáng)度 aafmax=zaf*g%滿載最大制動(dòng)減速度 z0f=P*a0/(L*(1-B)+P*hg0)%空載制動(dòng)強(qiáng)度 a0fmax=z0f*g%空載最大制動(dòng)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(dòng)距離計(jì)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(dòng)距離計(jì)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(dòng)強(qiáng)度 aarmax=zar*g%滿載最大制動(dòng)減速度 z0r=P*b0/(L*B-P*hg0)%空載制動(dòng)強(qiáng)度 a0rmax=z0r*g%空載最大制動(dòng)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(dòng)距離計(jì)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(dòng)距離計(jì)算公式