☆☆乘用车制动系统开发设计流程☆☆

那是否可以将同步附着点无限前移？那也不好
1. 后制动器尺寸太大，在ABS 失效时后轮抱 死将非常危险
2. 成本问题
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典型工况分析-低附着路面 在附着系数等于0.3的路 面上制动，随着制动器制动 力的增加，当实际制动力与 0.3的f线相交后，前轮抱死， 此后前后轮的地面制动力沿 0.3的f线变化，前轮地面制 动力略有增加（重量前移）。 后轮地面制动力按实际制动 器制动力大幅增加，当0.3f 线与理想制动力相交，后轮 也抱死，制动器制动力再增 加已无意义。
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4. 助力器的选择 现已确定了助力比以及先前已确定的主缸行程，分析助力器的特性曲线，我们可以选择出合适的助力器
最大帮助力，取决于助 力器尺寸
助 力 器 输 出 力
对于同一个助力器，助力比和助力 行程是相互矛盾的，大助力比意味着短 的主力行程， 所以一般的原则是先确定助力比， 再通过行程来决定助力器尺寸（不同助 力器可以有相同的助力比，但最大帮助 力不同）。
1. 基础制动与制动主缸的联络----卡钳与主缸 现已知卡钳缸径（或需液量）可选出主缸直径（因为主缸为直径-行程系列化产品,行程一般为18+18）
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2. 基础制动与制动主缸的联络---轮缸压力与主缸推力 现已知了主缸直径、主缸行程；基础制动系统的压力-减速度曲线，可以推导出主缸推力与制动减 速度曲线。
空满载理想制动力分配曲 线差异
有乘用车车能做到这两点吗？No
但还是要尽力去做到两条线接近。 方程式赛车勉强可以，且方程式 赛车使用在单一附着系数路面工作 ，所以方程式赛车不必匹配ABS 系 统。
空载理想制动力分配曲线
Ff
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1.液压制动系统简介
液压制动系统是将驾驶人员施加到制动踏板上的 力放大，并助力后反应到制动主缸，由制动主缸建立 起整个制动管路的压力，压力将推动执行机构（制动 器）限制车轮的转动而实现制动。
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置 或者顶置）
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正压力Fz
正压力Fz与地面制动 力Fx的合力
只有将卡钳布置在4:30位置时 摩擦块对制 动盘的作用力与合力方向共线反向，合力 最小，轴承载荷最小
地面制动力Fx=FzXu
Fb平移到轮心处
摩擦块对制动盘的摩 擦力Fb=Fx X Re/Rr
助力比，取决于反馈盘 面积比
至此 系统性的匹配工作基本结束。
助力器推杆行程
A B
C
D
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系统匹配工作结束 确定的参数 1.前后卡钳缸径 2.前后摩擦系数 3.前后有效半径 4. 制动主缸直径 5. 踏板机构杠杆比 6.助力器助力比 7 .助力 器尺寸。 带着这些参数接下来该选取合适的零部件或者重新开发零部件，进入子系统布置阶段。
B 制动踏板要求的行程
踏 板 杠 杆 比
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踏板机构杠杆比的计算要点。
4. 制动主缸与人机控制联络--帮助力 在确定踏板杠杆比之后，踏板的 输出力也已知。
A 踏板输出力
B 主缸所需的推力
帮 助 力 （ 助 力 比 ）
Ptf\Ptr : 前后卡钳启动压力（选定初始卡钳之后，此参数可询问供应商或假设一个初始值（0.5bar左右）
Af\Ar : 前后卡钳活塞面积（卡钳为系列化产品，只需参考Benchmark 及轮辋的尺寸来选定一个初始尺寸（ 51、54、57…..) Uf\Ur : 前后卡钳摩擦块摩擦系数（0.32-0.4） Ref\Rer: 前后卡钳制动有效半径（根据轮辋及卡钳尺寸，并参考Benchmark,并考虑三化原则设定或选定一 个初始值） R : 车轮滚动半径，一般乘用车前后轮滚动半径都相同。
这样的同步附着系数在空载时后轮岂不是很容易抱死？ABS 工作岂不是很频繁？
回答：确实如此，但有两点需要明确，1 不能为了空载的舒适性而牺牲满载的安全性；2 一般 乘用车（尤其前驱的车辆）空载时前轴载荷远大于后轴载荷，此时后轮的抱死压力很低，就是 说空载时及时ABS 对后轮起作用，它的工作负荷也很轻。对它的寿命影响不大。
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Fbf m( gB ugh) u ( A B)
u(0 1.0)
Fbr m( gA ugh) u ( A B)
Fr
满载理想制动力分配曲线
最理想状况，空满载理想制动力 曲线完全重合。这样空满载同步附 着系数都可以取到最常用附着系数 点，要做到空满载重合，这里需要 做到 1.空满载前后轴荷比例相同（即质 心在整车X 方向位置不变） 2.空满载车辆质心高度相同。
满载理想制动力分配曲线
U=1.0
满载同步附着系数
空载同步附着系数
B . 在满足A 的前提下，不断的调节前 后1.轮缸直径,2有效半径,3摩擦系数（ 尽量取中值）来调节实际曲线斜率，终 极目标是让空载同步附着系数落在（ 0.4-0.6）满载落在（0.7-0.9) 可分别取 中值0.5 0.8 为什么？ Ff
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顺带提及轴承轴向布置
车轮中心 轴承中心
垂向力弯矩
侧向力弯矩
Rdyn
+ A
F
+
FR
- A
Rdy
n
F
+
FR
Fy Fz
当轴承中心位于车轮中心内侧（轴承负偏距）转向时的侧 向力及正压力所产生的弯矩可以相互抵消一部分，对轴承 有益。一般取偏距量5-10mm 不可过大，否侧转向时内侧 车轮工况恶化。
实际制动力分配曲线 R线组
理想制动力分配曲线
F线组
前轮地面制 动力增量
前轮制动器 制动力增量
后轮制动器制动 力亦地面制动力 增量
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典型工况分析-高附着路面
后轮制动器制 动力增量
实际制动力分配曲线 R线组
实际制动力分配曲线（制动器制动力）
Fbf
4 ( p pt f ) Af u f Re f R
4 ( p pt r ) Ar ur Re r Fbr R
Fbf :前轮制动器制动力 Fbr : 后轮制动器制动力 p: 制动管路压力，抱死压力控制在12Mpa以下,
在 A、 u、 Re、 确定初始值之后，取液压P（0-12Mpa)计算出对应的前后轮制动器制动力 ，并叠加到理想制动力曲线图中。
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Ff
A . 要保证12Mpa时的制动器制动 力大于至少1.0的地面附着力，如 果不满足，可同时增大1.前后轮缸 2.摩擦系数 3. 有效半径（优先排 序）
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3 前后制动钳的布置 B 轴向布置
制动盘中 心尽量靠 近轴承中 心
作用在制动盘上的切向力 轴承附加弯矩
轴承中心
摩擦力力臂
只有将制动盘中心与轴承中心重合，摩擦力力臂才能为0， 轴承才不会有附加弯矩。对轴承寿命有益
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常见路面附着系数（0.7-0.8）为了满载时车辆后轮有足够的制动力，就必须将满载同步附着 系数设置在常见附着系数之上。举例说明，如果某车型满载同步点1.0 ，在0.8的路面上，满载 制动，后轮无论如何都抱不死，自然后轮的利用附着系数不足。整车的制动减速度也将不足（ 奇瑞车大都存在此问题，空载制动性能很好，满载很差）。 合适的同步附着系数（空0.4-0.6 满0.7-0.9）有什么好处呢？ 1.满载后轮有足够的制动强度，对整车安全有保证。 2.后轮制动力大一些对抗制动点头有好处。
3.子系统的开发---基础制动系统
3.1 前后制动钳的布置 A 圆周方向布置
卡钳在轮辋内圆周布置上，最佳位置为时针4：30 优点： 1.从力学角度分析，这样的布置制动时对轴 承的径向载荷最小。 2.从卡钳冷却角度，这个布置对卡钳迎风也 较好，且降低了质心。 缺点： 1.卡钳位置过低，车轮泥水更容易灌入。 2.对转向节臂的位置影响较大（转向节臂前
车辆制动系统开发
汽研院底盘部：李成 2011年5月10日
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1. 液压制动系统简介
2. 制动系统开发理论计算 3. 子系统的开发 4. 制动系统零部件的开发 5. 制动系统客观试验 6. 制动系统主观评价
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3.2 踏板机构布置 A/B/C 踏板的平面布置有法规及人机要求，不在此次讨论范围，这里主要来讨论踏板机构踏板机构转点， 推点的设计。
3. 前后摩擦块名义摩擦系数 摩擦块开发重要参数
减速度
4. 管路压力与制动力或制动减速度关系曲线
压力来自百度文库
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2.2制动系统开发理论计算-人机工程
原则：车有异，人相同 世面车型千差万别，但对于同一区域的驾驶者却无不同，所以对踏板力，踏板行程这一要求，不同 车辆应有相同的要求。
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2.1 制动系统开发理论计算-基础制动
Fbf u Ff
Fb u m g
h
Fbr u Fr
Fbf Fbr Fb
联立上式可以得出前后地面制动力与地面附着 系数的关系如下
A
B
m g B m a h m g A m a h Ff Fr ( A B) ( A B) ( A B) ( A B)
前轮制动器制 动力亦地面制 动力增量
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基础制动匹配完成之后我们可以锁定如下参数 1. 前后制动钳缸径（系列化卡钳中选定） 有了前后制动钳缸径，可进一步活的卡钳所需液量曲线（一般由供应 商试验得出）
2. 前后制动有效半径 有效半径是制动盘设计的重要参数之一
a Fb m
Fbf m( gB ugh) u ( A B)
Fbr m( gA ugh) u ( A B)
假设制动时车轮完全抱死，整车制动力就等于地 面附着力
对同一车辆来说，上两式中，只有u为变量， 取不同的u值便可得到不同Fbf和Fbr值。这便 是理想制动力分配曲线。
理想制动力分配曲线
F线组
后轮地面制动 力增量（负值 ）
在附着系数等于0.9的路 面上制动，随着制动器制动力 的增加，超过同步附着系数仍 未有车轮抱死。当实际制动力 与0.9的r线相交后，后轮抱死， 此后前后轮的地面制动力沿0.9 的r线变化，后轮地面制动力有 所减小（重量前移）。前轮轮 地面制动力按实际制动器制动 力大幅增加，当0.9r线与理想 制动力相交，前轮也抱死，制 动器制动力再增加已无意义。
减速度
轮缸压力
主缸压力
轮缸压力 = 主缸压力
轮缸推力 = 主缸压力X 活塞面积 主缸压力
主缸活塞推力
轮缸压力
3. 制动主缸与人机控制联络 ---主缸行程与踏板行程 目前已知了活塞总行程+ 主缸空行程+助力器空行 程=助力器推杆行程 基于人机工程的要求， 制动踏板的行程有要求 （<=130mm）
A 助力器推杆所需行程