K01H-PD-PK-034制动系统计算校核报告

编号：K01H-PD-PK-034制动系统计算校核报告项目名称：K01H编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:东风小康汽车有限公司2012年6月目录1.任务来源....................................................................12．K01H车型基本参数...........................................................13．制动系统原理图..............................................................14．制动法规基本要求............................................................25．制动器结构参数校核..........................................................35.1前后制动器在空载和满载情况下的状况.........................................35.2前后制动器结构参数的匹配校核...............................................55.3超载时的前后制动器结构参数的匹配校核.......................................55.4利用附着系数曲线...........................................................55.5感载比例阀参数设定.........................................................75.6加感载比例阀后的利用附着系数曲线...........................................86真空助力制动总泵的参数确定及踏板力校核.......................................97.制动距离和制动减速度校核....................................................107.1行车制动性能校核..........................................................107.2部分管路失效时的制动性能校核..............................................117.3真空助力器失效时的制动性能校核............................................128．驻车制动的计算.............................................................139．结论、说明.................................................................14参考文献......................................................................15K01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第1页共10页1.任务来源根据东风小康汽车有限公司要求，对K01H项目制动系统进行匹配校核计算。2．K01H车型基本参数表1制动系统相关参数参数名称数值轴距L（mm）2760整车空载质量m（Kg）1040空载状态前轴载荷mf（Kg）586空载状态后轴载荷mr（Kg）454空载时质心高度hg（mm）646空载质心到前轴距离a（mm）1204.8空载质心到后轴距离b（mm）1555.2满载质量（Kg）1655满载前轴负载（Kg）645满载后轴负载（Kg）1010满载质心高度（mm）791满载质心到前轴距离a1（mm）1684.4满载质心到后轴距离a2（mm）1075.6真空助力器规格9英寸真空助力比5前轮、后轮滚动半径R轮（mm）286制动主缸直径Dm（mm）22.22制动主缸行程（mm）29.5制动总泵输出最大液压11.1前后制动器型式前盘后鼓盘式制动轮缸活塞直径Df/mm51.1前制动器有效半径re/mm97.7制动鼓工作直径De/mm220制动鼓轮缸缸径Dr/mm22.22前制动器效能因数Bf0.76后制动器效能因数Br2.2前后轮缸数量2(前)，2(后)设计最大附着系数0.7制动踏板杠杆比4.3注：以上参数由原报告输入，空载状态按GB21670-2008《乘用车制动系统技术性能及试验方法》规定为“整备质量+110Kg”3．制动系统原理图K01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第2页共15页制动系统的组成1、带真空助力的制动主缸2、前车轮3、后车轮4、四通5、感载比例阀6、制动储液罐图1制动系统原理图4．制动法规基本要求（1）GB12676-1999汽车制动系统结构性能和试验方法（2）GB7258-2004机动车运行安全技术条件（3）GB21670-2008乘用车制动系统技术性能及试验方法（4）乘用车制动规范对行车制动器制动时的部分要求表2制动系统相关法规及要求项目中国12676-1999中国GB21670-2008中国GB7258-2004试验路面干水泥路面附着良好Φ≥0.7载重满载一个驾驶员或满载任何载荷制动初速度80km/h100km/h50km/h制动时的稳定性不许偏出3.7m通道不抱死跑偏不许偏出2.5m通道制动距离或制动减速度≤50.67m≥5.8m/s2≤70m≥6.43m/s2空载≤19m、≥6.2m/s2满载≤20m、≥5.9m/s2踏板力500N500N空载400/满载500NK01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第3页共15页5．制动器结构参数校核5.1前后制动器在空载和满载情况下的状况5.1.1基本理论对于一般的汽车而言，根据其前后轴制动器制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素，当制动器的制动力足够时，制动过程可能出现如下三种情况：（1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。（2）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。（3）前后轮同时抱死拖滑。情况（1）是稳定工况，但在制动时汽车丧失了转向的能力，附着条件没有充分利用；情况（2），后轴可能出现侧滑，是不稳定工况，附着利用率也低；而情况（3）可以避免后轴侧滑，同时前转向轮只有在最大的制动强度下才能使汽车失去转向能力，较之前两种工况，附着条件利用情况较好。前后制动器制动力分配的比例将影响汽车制动时的方向稳定性和地面附着条件的利用程度，是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。5.1.2理想前后制动力分配在分析前、后轮制动器制动力分配比例以前，首先了解地面作用于前、后车轮的法向反作用力。图2制动工况受力简图由图2，对后轮接地点取力矩得:gzhdtdumGbLF1（1）式中：1zF—面对前轮的法向反作用力；G—汽车重力；Fj—加速阻力；K01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第4页共15页b—汽车质心至后轴中心线的距离；m—汽车质量；gh—汽车质心高度；dtdu—汽车减速度。对前轮接地点取力矩，得:gzhdtdumGLFa2（2）式中：2zF—地面对后轮的法向反作用力；a—汽车质心至前轴中心线的距离。则可求得地面法向反作用力为：dtdughbLGFgz1（3）dtdughaLGFgz2（4）若在不同附着系数的路面上制动，前、后轮都能抱死（无论是同时抱死、或分别先后抱死），此时du/dt=φg。地面作用于前、后轮的法向反作用力为：gzhbLGF1（5）gzhaLGF2（6）由整车参数及前后制动器规格尺寸可绘出理想制动力分配曲线I线和β线（见图3）。图3理想制动力分配曲线I线和β线K01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第5页共15页5.2前后制动器结构参数的匹配校核实际前、后制动器制动力计算公式如下：PsRdF2211（7）PsRKDdF4222（8）将相关参数代入（7）、（8），得（Φ取0.7）：Fμ1＝11820.3＞Fz1×Φ＝6709.2Fμ2＝7284.17＞Fz2×Φ＝4655.7所以前后制动器结构参数满足其性能要求。由此可算出实际制动器制动力分配系数=Fu1/(Fu1+Fu2)=0.62通过解析法求得同步附着系数hgbLf（9）空载同步附着系数f＝0.24满载同步附着系数f＝0.805.3超载时的前后制动器结构参数的匹配校核当按装载质量的30%超载加载时，超载质量为：（1655-930）×0.3＝217.5。为减小计算误差，同时结合实际，超载质量按满载轴荷分配加载，即：前轴m超＝729.8；后轴m超＝1142.7地面法向反作用力为：将相关参数代入（7）、（8），得（Φ取0.7）：Fz1＝10844.2Fz2＝7525.1＞Fμ2Fμ2/Fz2=0.97即K01J按满载装载质量的30%超载时，制动系统可保证后轮在小于附着系数小于0.97的路面上抱死，可以满足使用要求。5.4利用附着系数曲线为了确认前后制动器结构参数是否符合GB21670-2008《乘用车制动系统技术性能及试验方法》制动法规的要求（此部分内容为等效引用“ECER13-H”），我们绘制了K01H车型的利用附着系数与制动强度的关系曲线，见图4、图5。K01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第6页共15页图4附着系数利用曲线－空载图5附着系数利用曲线－满载GB21670-2008法规要求：1.“在车辆所有载荷状态下，当制动强度z处于0.15～0.8之间时，后轴附着系数利用曲线不应位于前轴上方”；2.“当附着系数k在0.2～0.8之间时，制动强度z≥0.1+0.7(k-0.2)”；3.“作为生产一致性检查时的替代要求，当制动强度在0.15～0.8之间时，后轴曲线应位于直线z=0.9k以下”。从图4可以看出，空载当z≥0.2时后轴曲线位于上方,不能满足法规要求。故需要增加压力调节装置，根据K01H制动管路布置形式及前后轴荷变化较大特点，确定配备感载比例阀。K01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第7页共15页5.5感载比例阀参数设定根据“图3理想制动力分配曲线I线和β线”绘制制动液压分配曲线，如图6图6制动液压分配曲线根据图6设定感载比例阀拐点液压如下表3：表3感载比例阀参数折点液压P（MPa）分配比空载1.20.36满载7.3根据公式（7）、（8）及图6可得，在空、满载同步附着时的制动主缸液压：P空=6.6MPaP满=8.8MPa绘制安装感载比例阀后的前后制动器实际制动力分配曲线，如图7。图7前后制动器的实际制动力分配曲线K01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第8页共15页同时可求得空、满载状态下前后轮同步抱死时对应的前后制动器制动力分别为：空载状态：Fu1=7075.1NFu2=2073.6N满载状态：Fu1=9314.0NFu2=5132.2N对应的空满载同步附着系数：空载0=（Fu1+Fu2）/(m空*g)=0.90满载0=（Fu1+Fu2）/(m满*g)=0.895.6加感载比例阀后的利用附着系数曲线通过感载比例阀参数和选定的前后制动器参数，再绘制出制动强度与利用附着系数关系曲线，如图8、图9。图8附着系数利用曲线－空载（感载比例阀）图9附着系数利用曲线－满载（感载比例阀）根据图7、图8，可看出在Z=0.15～0.8之间时，空载和满载的前轴曲线均在后轴曲K01H制动系统计算校核报告东风小康汽车有限公司第9页共15页线的上方，所以满足法规要求。6真空助力制动总泵的参数确定及踏板力校核由于前后制动器分泵尺寸已经确定，所以可计算出：前分泵所需供油油量：47.0221fDV=2×51.12×0.7÷4=2871.2mm3后分泵所需供油油量：4422