汽车底盘系统介绍第十一节制动系统设计要求

汽车底盘系统介绍第十一节制动系统设计要求

制动系统设计要求:

满足法规：GB21670-2008，GB7258-2012，ECER13及销售对象所在国法规和要求。

GB 21670

GB7258

GB 21670及ECE R13H

1、制动系统性能目标设定

（1）设计计算：在项目设计之初，根据以往数据库定义初版设计目标，在竞品车测试后根据测试数据再进行设计目标修订，通过设计计算量化零部件设计参数。

目标设定

测试数据

（2）制动距离：根据目前市场同类车型制动性能测试结果分析，制动距离主要集中在41～47m，为了提高产品竞争力，某平台下的车型制动性能目标设定时应突出性能优势，故制动性能目标设定如下：

a.制动距离目标设定为：空载≤42m，满载≤44m；

b.设定制动噪音、踏板感、整车制动性能等细节目标，规范试验方法及验收标准；

c.全系标配ABS，同时有EBD、ESC、BA、轮胎压力监控系统等选配功能。

竞品车型100km/h初速时的制动距离(空载)最后成绩

最新汽车之家制动距离评价：≤39m优秀，39＜合格≤44m，＞44m差。

（3）踏板感

空满载制动强度下的踏板力和位移曲线

（4）制动噪声

主观评价结果雷达图

保证制动性能，同时突出舒适性，半金属(Semi Met): 北美和亚洲市场；寿命长，负荷高，成本低，舒适性好，但是摩擦系数低，噪音和对盘磨损大；低金属(Low Steel) : 欧洲市场；高性能，速度敏感，但是噪音大，寿命短，制动粉尘严重；非石棉有机物(NAO): 亚洲，欧洲和北美市场；噪音低，制动粉尘少，Creep Groan小，高温和高负荷特性差。

（5）制动性能试验和主观评价

根据法规以及企业标准进行验收，完成目标设定的验证；

2、制动系统主要参数的选择

（1）根据整车配置输入与制动系统有关的整车参数及要求。

整车空/满载质量；轴距；空载/满载质心高；空载/满载各轴到质心水平距离；

前/后轮胎滚动半径；制动器、操纵系统相关参数选择及计算。

绘制制动力分布曲线的步骤

（2）理想制动力分配曲线绘制

制动时地面对前、后车轮的法向反作用力，如图

制动工况受力简图

计算分析

地面制动力FB：地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，其方向与车轮旋转方向相反。制动器制动力Fμ：轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，又称制动周缘力。

Fμ=Tμ /R T μ —制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反。R—车轮有效半径。

理想的前、后制动器制动力分配

计算分析

曲线绘制

计算分析

（3）、同步附着系数及制动力分配系数的初步选择

同步附着系数φ0：是汽车制动时前、后轮同时抱死时的路面附着系数。同步附着系数的选择首先要满足制动稳定性的要求，然后要有高的制动效率并满足应急制动等的要求。装ABS的车辆同步附着系数满足ABS匹配要求。一般也应在0.5-1.0为宜。

制动器制动力分配系数：前制动器制动力与汽车总的制动器制动力之比，称为制动器制动力分配系数。

制动力分配系数

制动器制动力分配系数初步选择：根据I曲线图，利用同步附着系数点及β线特性、法规要求、制动效率初步选择空、满载同步附着系数，然后计算制动器制动力分配系数。

液压系统工作压力的确定：管路压力越高，制动轮缸或主缸直径就越小，但对系统密封、管路尤其是制动软管及管接头则提出了更高的要求，对软管的耐压性、强度以及接头的密封性的要求就更加严格。因此，一般管路压力不要超过10Mpa，同时，考虑到传动效率、制动力调节装置等的影响，初选时，管路压力还要适当减小。目前开发的轿车，管路工作压力一般在4.5-8MPa。

3、制动器主要参数的计算及选择

选型原则

（1）前、后轴制动力确定

计算满载、前后轮同时抱死时的制动力

（2）制动器形式的确定

盘式制动器由于其热稳定性、水稳定性、制动稳定性好等优点，

广泛用于轿车和部分客车和载货汽车的前轮。后轮采用鼓式制动器较容易地附加驻车制动的驱动机构，兼作驻车制动器之用，成本较低。配备ESP时，采用盘式制动器。

（3）制动半径的确定

鼓式制动器制动半径：轿车制动鼓内径一般比轮辋外径小125-150mm。载货汽车和客车制动鼓内径一般比轮辋外径小80-100mm。制动鼓内径应符合QC/T309-1999《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》的规定。

盘式制动器制动半径：通常制动盘的直径为轮辋直径的70%-79%。盘式制动器制动半径可近似为r＝（ri+rO）/2。推荐rO/ri<1.5，以使摩擦衬块磨损均匀。

（4）制动器效能因数的计算与选择

制动器效能因数是制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩。可定义在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，即

公式

钳盘式制动器

鼓式制动器

在匹配设计时，一般鼓式制动器结构参数不能提供，可根据同类制动器参数或按照典形结构选择，典型结构如下表：

不同类型制动器效能因素

（5）轮缸直径的确定

由以下公式及上面确定的参数，计算前轮缸直径，并圆整为GB7524-87 要求或现有规格。

公式

根据制动力分配关系计算后制动器轮缸直径，不装制动力调节装置或装制动力调节装置拐点以前的制动力分配符合下式：

公式

（6）制动器制动力分配系数计算

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。制动器制动力计算可简化如下：

公式

制动力分配系数：

公式

（7）、同步附着系数的计算