轻型客车制动系统设计计算报告

ku kl
3Mpa 7.2Mpa 0.25Mpa
4 4.1
GA6420SE4 制动系统设计计算 前、后制动器制动力分配 地面对前、后车轮的法向反作用力 地面作用于前、后车轮的法向反作用力如图 2 所示：
4.1.1
图2
制动工况受力简图
由图 2，对前、后轮接地点取力矩，得:
FZ1L Gb m
du hg dt
将公式(4)代入上式，得
(5)
F 1 F 2 G F 1 F 2 FZ 1 FZ 2
b hg a hg
(6)
根据公式(5)及(6)，消去变量 ，得
1 G F 2 [ 2 hg
b2
4hg L G
F1 (
Gb 2 F1 )] hg
GA6420SE4 轻型客车
制动系统设计计算报告
QY—GA6420SE4—SS2011—005

编 制 校 对 审 核 批 准
2011 年 02 月
目 录
1 概述 ............................................................ 3 1.1 任务来源 ...................................................... 3 1.2 GA6420SE4 制动系统基本介绍 ................................. 3 1.3 GA6420SE4 制动系统的结构简图 ............................... 3 1.4 计算目的 ...................................................... 3 2 制动法规基本要求 ................................................ 3
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制动系统设计计算报告
1 1.1 发。 1.2 GA6420SE4 制动系统基本介绍 GA6420SE4 车型的行车制动系统采用液压制动系统， 前制动器为空心盘式制动器， 后制动器为 鼓式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，真空助力器为非贯穿式单膜片结构，制动主缸结构为补偿 孔式。基本车型为带六通阀及感载比例阀的双 I 型制动管路布置，配备的感载比例阀具有液压保 护结构，当制动主缸后腔及管路正常工作时，后腔管路液压与前制动器管路不通，当后腔管路失 效时，主缸前腔液压将与后制动器相通，保证后制动器正常工作。驻车制动系统为机械式后鼓式 制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。 1.3 GA6420SE4 制动系统的结构简图 对于装配感载比例阀的制动系统结构，见图 1： 概述 任务来源 根据 xx 汽车有限公司产品规划及新车型开发项目的要求， 进行 GA6420SE4 项目车型的设计开
d12
(8)
式中： F1 、 F 2 ——分别为前、后制动器制动力，N；
p1 、 p2 ——分别为前、后轮缸液压，Pa； d1 、 d 2 ——分别为前、后轮缸直径，m； n1 、 n2 ——分别为前、后制动器单侧油缸数目； BF1 、 BF2 ——分别为前、后制动器效能因数； r1 、 r2 —— 分别为前、后制动器制动半径，m； R ——车轮滚动半径，m。
制动器摩擦片间隙(两边之和)
1 / 2
真空助力器及制动主缸 真空助力器直径 真空助力器助力比 制动主缸型式 制动主缸直径 制动主缸总行程 9”
is
5.5 中心阀式
dm
22.22mm 34mm
m
操纵机构 制动踏板杠杆比 制动踏板全行程 驻车手柄杠杆比
ip
4.1 139.4
iz
8.2
感载比例阀 空载拐点液压 满载拐点液压 空、满载拐点后输出比例
3 GA6420SE4 制动系统设计的输入条件................................. 4 3.1 整车基本参数 .................................................. 4 3.2 制动系统零部件主要参数 ........................................ 4 4 GA6420SE4 制动系统设计计算....................................... 5 4.1 前、后制动器制动力分配 ........................................ 5 4.1.1 地面对前、后车轮的法向反作用力 .............................. 5 4.1.2 理想的前、后制动器制动力分配曲线及曲线 ..................... 7 4.1.3 GA6420SE4 制动力校核......................................... 9 4.1.4 GA6420SE4 制动力分配校核.................................... 10 4.2 制动距离校核 ................................................. 14 4.3 真空助力器主要技术参数 ....................................... 15 4.4 制动主缸行程校核 ............................................. 15 4.5 制动踏板行程和踏板力校核 ..................................... 16 4.5.1 制动踏板工作行程............................................. 16 4.5.2 制动踏板力校核 .............................................. 17 4.6 驻车制动校核 ................................................. 17 4.6.1 极限倾角 ................................................... 17 4.6.2 手柄力校核 ................................................. 18 5 参 结论 ........................................................... 18 考 文 献 .................................................... 19
F 2 1

F1
(12)
由公式(12)形成的直线即为实际前、后制动器制动力分配线，简称 线。 假设汽车在同步附着系数路面上制动时，前、后轮同时抱死，将公式（6）代入公式（11） ， 得
hg ——汽车质心高度，mm； L ——轴距，mm； du ——汽车减速度，m/s2。 dt du 令 zg ， z 称为制动强度，则可求得地面法向反作用力为： dt
Fz1 G (b zh g ) / L Fz 2 G ( a zh g ) / L
Fxb F G 或
(7)
由此可以建立理想的前、后轮制动器制动力分配曲线，即 I 曲线。 4.1.2.2 实际制动器制动力分配系数
实际前、后轮制动器制动力：
r1 4 R r2 d 22 n2 BF2 F 2 2 p2 4 R F1 2 p1 n1 BF1
m
hg
a b L R
3.2
制动系统零部件主要参数
表3 制动器 参数 制动器类型 轮缸直径 制动器效能因数 有效制动半径
GA6420SE4 车型制动系统主要参数
代号
前制动器 通风盘式
后制动器 鼓式 23.81mm 2.2 120mm 1mm
d1 / d 2 BF1 / BF2 r1 / r2
54mm 0.76 104mm 0.5mm
法规
4
GB 21670-2008
5
6
7
踏板行程
GB 7258-2004
2、满足 GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》 。 3、满足 GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》 。 4、满足 GB21670-2008《乘用车制动系统技术要求及试验方法》 。 3 3.1 GA6420SE4 制动系统设计的输入条件 整车基本参数
FZ 2 L Ga m du hg dt
(1)
(2 )
式中： FZ 1 ——地面对前轮的法向反作用力，N；
FZ 2 ——地面对后轮的法向反作用力，N； a b m G
——汽车质心至前轴中心线的水平距离，mm； ——汽车质心至后轴中心线的水平距离，mm； ——汽车质量，kg； ——汽车重力，N；
图1
GA6420SE4 感载比例阀配置制动系统结构简图
4.制动管路 5.制动轮缸 6.六通阀 7.感载比例阀
1. 带制动主缸的真空助力器总成 2.制动踏板 3.车轮
1.4
计算目的
制动系统计算的目的在于校核前、后制动力是否足够，最大制动距离、制动踏板力、驻车制 动手柄力及驻坡极限倾角等是否符合法规及标准要求、制动系统匹配是否合理。 2 制动法规基本要求 1、满足国内最新制动法规对制动效能，包括行车制动系、应急制动系、驻车制动系性能要求， 如表 1 所示：
表1
制动法规基本要求
序号 1 2 3 行 车 制 动 应 急 制 动 驻 车 制 动
项目 试验路面 载重 制动稳定性 制动初速度 制动距离 充分发出的平均减速度 制动踏板力 制动初速度 制动距离 充分发出的平均减速度 制动踏板力 操纵手柄力 停驻角度(满载)
要求 附着系数约为 0.8 的路面 空载/满载 不许偏出 3.5m 通道 100km/h ≤70m ≥6.43m/s2 65 N ~500N 100km/h ≤168 m ≥2.44m/s2 65 N ~500N ≤400N 20％(11.31°) 踏板行程不大于踏板全行程的 五分之四 （制动器有间隙自调装 置） ，且不大于 120mm
制动器制动力分配系数 ：

由公式(8)和(9)可得 ：
F1 F

F1 F1 F 2
(9)

由于
d12 BF1 r1 2 d12 BF1 r1 d 2 BF2 r2
F (1 ) F 1
(10)
F1 F 2

(11)
故
4.1.2 4.1.2.1
理想的前、后制动器制动力分配曲线及曲线 理想的前、后制动器制动力分配
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在任何附着系数为 的路面上，前、后车轮同时抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和 等于附着力，并且前、后轮制动器制动力 F1 、 F 2 分别等于各自的附着力，即：
F 1 F 2 G F 1 FZ 1 F 2 FZ 2
(3)
若在不同附着系数的路面上制动，前、后轮都抱死（不论是同时抱死或分别先后抱死） ，此时
du g 。地面作用于前、后轮的法向反作用力为： dt
FZ 1 FZ 2 G b h g L G a h g L
(4)
式中： ——路面附着系数。
表2 整车参数 整车质量 质心高度 质心至前轴的距离 质心至后轴的距离 轴距 车轮滚动半径 GA6420SE4 车型整车基本参数（质心位置参考标杆车型） 代 号 单 位 kg mm mm mm mm mm 空载 1318 695 1391 1259 2700 292 满载 1760 750 1626 1024