制动系统设计与计算

制动强度 前轴的利用附着系数 0
后轴的利用附着系数
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
同上
0.7
0.8
0.9
同上 空载
1
1.1
满载 制动强度 前轴的利用附着系数
0 0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
同上
0.6
0.7
0.8
后轴的利用附着系数 同上 满载
同上
0.9 1
1.1
从上述计 算和图表 中可以看 到，该车 的制动器 附着系数 利用曲线 在满载时 符合 GB21670 标准要 求，但是 在空载时 不满足该 标准要求 。
空载状态下，该车在路面附着系数为0.8的常用路面上制动时，若无比例阀，则会出现后轮先
发动机脱开的0-型试验 制动减速度计算（含一制动管路失效的 情况）
制动系统踏板相关计算
空载
绘制I曲线的条件
《汽车理论》P88
Fμ1+Fμ2=ψG
Fμ1/Fμ2=（Lr+ψhg）/（Lf-ψhg）
I曲线
Fμ2=(G/hg*sqrt(Lr^2+4*hg*L/G*Fμ1)-(G*Lr/hg+2*Fμ1))/2
1.432774275
从上述计 算和图表 中可以看 到，该车 的制动器 附着系数 利用曲线 负荷ECE 标准。
空载
附着系数利用法规线 GB21670
GB21670 -2008中要求：在车辆所有载荷状态下，当制动强度z处于0.15~0.80之间时，后轴附着系数利用 于前轴上方；当附着系数ψ在0.2~0.8之间时，制动强度z≥0.1+0.7（ψ-0.2）。
0
0
制动器制动力的计算公 式 Fμ 1=2*BF1*PI()/4*d1*d1* P1*r1/Rf
《汽车制动理论与设计 》P26
在此处假设前后制动器 轮缸液压值相等，且前 后轮缸液压无损失。
β=Fμ1/(Fμ1+Fμ 2)
0.606294273
Fμ1
Fμ2
0
0
647.5
420.4800907
1362.8
整车参数
代号
单位
m1
kg
m2
kg
L
mm
L
mm
Hg1
mm
Hg2
mm
Mo1
kg
Mo2
kg
Mf1
kg
Mf2
kg
Lf1
mm
Lr1
mm
Lf2
mm
Lr2
mm
R
mm
φ
r1
mm
r2
mm
f1
f2
BF1
BF2
dm
mm
Qm
mm
d1
mm
d2
mm
Q1
mm
Q2
mm
is
ip
Sa
mm
iz
Io
Rf
mm
Rr
mm
P1
Pa
P2
Pa
Ps1
Pa
参考值
0.35
参考值
0.76
2.2 22.22
34 54 23.81 0.5 0.5 5.5 4.1 139.4 8.2 5.35 292
292
8 8 0 0
参考值
设计值 设计值 设计值 设计值 参考值 参考值 设计值 设计值 设计值 设计值 设计值 测量值 测量值 参考值 参考值 参考值 参考值
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
7077.212377 3255.907623
0.9
2.46178968
8266.739706 3358.020294
1
2.807471264
9524.017208 3392.382792
β曲线（与制动系统的参数有关，制动系统参数定义完成后，β曲线就定义完成）
前制动器所能提供的最大制动力
后制动器所能提供的最大制动力
6812.138 N
汽车前轮空载最大地面附着力制动力矩 1989.144 N.m
汽车后轮最大法向反作用力Fz2'
G*（az*hg）/L
4148.114 N
汽车后轮空载最大地面附着力Fxb2' φ*Fz2
3222.697 N
汽车后轮空载最大地面附着力制动力矩 941.0274 N.m
综上所述 汽车前轮最大地面附着力 Fxb1 汽车后轮最大地面附着力制动力 Fxb2 方法二：根据同步附着系数求最大地面
侧油缸数
前制动器轮缸液压
6.552687 MPa
后制动器轮缸液压
6.552687 MPa
结论
由此可得到P1=P2=6.93MPa，液压制动系统管路的一般工作压力小
驻车制动计算
极限倾角 汽车在上坡时可能停驻的极限上坡路倾
《汽车设 计》P703
角α=arctan(ψ*Lf/(L-ψ*hg))
法规要求
19.66499127 度
Ps2
Pa
数值
1318 1760
备注 测量值 测量值
2650 测量值
2650 测量值
695 测量值
750 测量值 626 测量值 692 测量值 680 测量值 1080 测量值 1391 测量值 1259 测量值 1626 测量值 1024 测量值 292 测量值 0.776906 变化值
104 测量值 120 测量值 0.35 参考值
附着力
8124.393 N 5499.833 N
同步附着系数路面前后车轮同时抱死 时，前后车轮制动器的最大制动器制动 Fu1+Fu2=G*ψ
汽车前轮最大制动器制动力
1
Fμ 8124.393 N
汽车后轮最大制动器制动力
μ2
F 5275.689 N
综上所述
汽车前轮最大地面附着力
8124.393 N
汽车后轮最大地面附着力
≥11.3°
23.91510993
28.17454956
32.39662145
ψ 0.5 0.6 0.7 0.8
汽车在下坡时可能停驻的极限下坡路倾
α=arctan(ψ*Lf/(L+ψ*hg))
法规要求 ψ
15.04335277 度
≥11.3°
0.5
17.46929335
0.6
19.72215708
9918.853 N 1031.561 N .m 6440.947 N 772.9136 N.m
从上述计算可以得到如下结论：前后制动器所能提供的最大制动力满足
方法二：由车轮制动力反推制动器轮缸
液压
（左侧公式
P1=2*Fμ1*Rf/(r1*BF1*PI()*d1^2*n)
中各符号同 上表，n为 前制动器单
0.7
21.81356671
0.8
手柄力校核？？？？
？
行车制动
制动距离校核？
的性能要
求
《汽车理论》P79 （4-6式）
s=1/3.6*(τ2'+τ
2''/2)*ua0+ua0^2/25.92/abmax
其中τ2'制动踏板空行程时间，τ2为制
动器的作用时间，τ2一般在0.2~0.9s之
abmax为制动器最大制动减速度；ua0为起
884.954711
2145.8
1393.423861
2996.6
1945.887541
3915.1
2542.34575
4901.4
3182.798489
5955.4
3867.245757
7077.2
4595.687555
8266.7
5368.123883
9524.0
6184.55474
同步附着系数
空载
地面摩擦系数
前后轮制动力比值
前轮制动器制动力Fμ1
后轮制动器制动 力Fμ2
0
0
0
0
0.1
1.005297011
647.5259396 644.1140604
0.2
1.116613419
1362.802053 1220.477947
0.3
1.241014799
2145.82834
1729.09166
项目 空载质量 满载质量
轴距（空载）
轴距（满载）
空载质心高度
满载质心高度 空载前轴轴荷 空载后轴轴荷 满载前轴轴荷 满载后轴轴荷 空载前轴到质心的水平距离 空载后轴到质心的水平距离 满载前轴到质心的水平距离 满载后轴到质心的水平距离 车轮滚动半径 地面摩擦系数 制动系统参数 前制动器制动半径
后制动器制动半径
5275.689 N
制动器所能提供的制动力
方法一：假设制动器轮缸液压，求制动
器制动力
《汽车制动理论与设计》 P26
前器，其
Fμ1=2*BF1f*PI()/4*d1*d1*(P1PS)*r1/Rf
N
中PS为前 轮缸液压
损失，Pa
前前制制动动器器所所能能提提供供的的最最大大制制动动器器制制动动力力 矩后后制制动动器器所所能能提提供供的的最最大大制制动动器器制制动动力力 矩结论
始制动车速
取τ2'+τ2''/2
0.5 s
由上述计算可得如下结论：
制动力分配系数
β
0.606294
空载同步附着系数
0.500259
满载同步附着系数
0.776906
而我国目前的道路路面状况有较大改善，
一般可达ψ＝0.8左右，在高速路上可达 通过上述对比可知，在路面附着系数0.8的路面上进行行车制动时，空载时后轮先抱死；满载
前制动器摩擦片摩擦系数
后制动器摩擦片摩擦系数
前制动器效能因数
后制动器效能因数
制动主缸直径 制动主缸总行程 前轮缸直径 后轮缸直径 前制动器轮缸行程 后制动器轮缸行程 真空助力比 制动踏板杠杆比 制动踏板全行程 驻车制动手柄杠杆比 驻车制动促动装置杠杆比 前轮滚动半径 后轮滚动半径 前制动器轮缸液压 后制动器轮缸液压 前制动器轮缸液压损失 后制动器轮缸液压损失
ψ0=(L*β-Lr)/hg 期望值是0.4~0.6
空载同步附着系数
0.500258738
附着系数利用法规线 ECE
ECE法规要求：（1）当制动强度0.1～0.61（φ在0.2～0.8之间）时，前轴利用附着系数曲线应 直线k=（z+0.07）/0.85以下。 （2）制动强度Z值在0.3～0.45时，若后轴利用附着曲线位于k=z+0.05以下，则允许后轴附着系
0.905681975
1.1
0.955839808
后轴的利用附着系数
0 0.067267581 0.141371298 0.223409031 0.314727052 0.416994475 0.532306213 0.663327996 0.813505011 0.987369252 1.191004768
ku
Mpa
kl
Mpa
Mpa
3 7.2 0.25
设计值 设 设计 计值 值（如何定 义？）
前后轴最大地面附着力 方法一：根据受力平衡计算 《汽车理论》P87
满载 汽车前轮最大法向反作用力Fz1
汽车前轮最大地面附着力Fxb1
汽车前轮最大地面附着力制动力矩 汽车后轮最大法向反作用力Fz2
汽车后轮最大地面附着力Fxb2 汽车后轮最大地面附着力制动力矩
制动强度 前轴的利用附着系数
ψf=β *z/((Lr+z*hg)/L)
后轴的利用附着系数 《汽车理论》P93
ψr=(1-β)*z/((Lfz*hg)/L)
0
0
0.1
0.120939392
0.2
0.229854052
0.3
0.328452434
0.4
0.418133981
0 0.078949692 0.166664565 0.264690108 0.374957835
0 0
后轴制动力（N）
空载
I曲线
β线
2000
4000 6000 8000 前轴制动力（N）
10000 12000
轴利用附着系数曲线应该后轴利用附着系数曲线上方，且满足前后轴利用附着系数曲线应在 下，则允许后轴附着系数利用曲线位于前轴附着系数利用曲线之上。
0.5
0.500055967
0.499913836
0.6
0.575183708
0.7
0.644328775
0.8
0.708178434
0.9
0.767318568
1
0.822251701
1.1
0.87341132
0.642702368 0.807434078 0.999588193 1.226633781
带有比例 阀的曲线 计算
同上 满载
满载
后轴制动力（N）
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
0 0
I曲线（空载）
I曲线
2Байду номын сангаас00
4000 6000 8000 前轴制动力（N）
10000 12000
的最大制动力
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
0.4
1.380952381
2996.6048
2169.9552
0.5
1.539530426
3915.131434 2543.068566
0.6
1.72073922
4901.408242 2848.431758
0.7
1.929795467
5955.435223 3086.044777
0.8
2.173652695
G* （b+z*hg ）/L 10457.36 N
φ*Fz1
8124.393 N 2372.323 N.m G*（az*hg）/L 7079.145 φ*Fz2 5499.833 N 1605.951 N.m
空载
G*
汽车前轮最大法向反作用力Fz1‘
（b+z*hg ）/L
8768.286 N
汽车前轮空载最大地面附着力Fxb1' φ*Fz1
1.499023242
1.831847078
满载 前轴的利用附着系数
制动强度 0
0.1 0.2
0.3
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
1
0 0.146194706 0.273710362
0.385911887
0.485401759 0.574224383 0.654008069 0.726065769 0.791467893 0.851095845