fase大学生方程式制动系统说明书毕业设计(编辑修改稿)

fase大学生方程式制动系统说明书毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

路程图。 制动时间格为 0T 、 1T 、 2T 、 3T ， 由四段路程组 成 0S 、 1S 、 2S 、 3S 图 33 制动减速度，制动速度，距离与时间关系 盐城工学院 2020 本科毕业设计 12 0T 是驾驶员接到制动停车信号后的反应时间，一般需 要 ～ ，这与驾驶员反应快慢和不同处境有关，这段时间内汽车仍以原来的初速度 0V 行驶。 1T 实在反应时间后从加速踏板移动到制动踏板所需要的换位时间，以及消除制动装置间隙 和克服弹簧变形所需的结合时间，然后才开始制动压力的增长。 这些时间的总和为 1T ,取 ～ ，这段时间内，将脚从加速踏板移开后，由发动机阻力矩和汽车行驶阻力，将会出现一定的减速度 1a 2T 为制动器起作用时间，随着驾驶员踩踏板的动作，踏板力迅速增大，制动力也随之增大到最大。 制动器增力时间大约为。 减速度增大到 2a ，速度减到 2V。 3T 为制动持续时间 ， 此时减速度保持 2a ，速度由 2V 减到零。 驾驶员松开踏板，但制动力消 除还需要一段时间。 从以上分析可见，制动距离是停车距离中的一部分 制动距离： 321 SSS  （ 35） 停车距离： 3210 SSSS S  （ 36） = TaaVTaaTT   24222TV 22201212100  2112211 36424 aaTTTa 通常，发动机阻力矩引起的减速度 1a 和式中最后三项可忽略不计 ，简化后的 停车距离为 式（ 37） 2202100 22TTTVS aV  （ 37） FSAE 大学生方程式赛车制动系统设计 13 ，利用附着系数与同步附着系数 制动强度 汽车制动过程中 所产生的制动减速度 dtdv ，可表示为 式（ 38） dtdv = gZ （ 38） 其中 Z 为制动强度，制动强度 Z 可以评价制动减速度大小，是无量纲的值。 上面一提到地面制动力由于受到附着力限制，其最大值为 式（ 39） zbmax FF  （ 39） 所以最大制动强度 maxZ 利用附着系数 上式中路面提供的附着系数 Ф可称为利用附着系数，利用附着系数就是汽车制动时路面提供的要利用的附着系数 汽车制动过程中，一般出现三种情况 ： （ 1） 前轮先抱死拖滑。 然后后轮抱死拖滑： Z φ （ 2） 后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑： Z φ （ 3） 前后轮同时抱死拖滑： Z =φ 从以上 3种情况可知，制动强度总是小于等于利附着系数。 ，在（ 1），（ 2）情况中没有充分利用地面提供的附着系数，所以制动强度小于小于附着系 数，而在第三种情况中，充分利用了路面提供的附着系数，故制动强度等于利用附着系数。 显然，制动强度越接近于利用附着系数，地面的附着条件发挥的越充 分，汽车的制动力分配的合理程度越高。 最理想的情况是利用附着系数总是等于制动强度这一关系，即图中的对角线 利用附着系数可以分为为前后轴： 盐城工学院 2020 本科毕业设计 14 前轴的利用附着系数 ：，ff wBF （ 310） BF 是前轴 的地面制动力 wf， 是前轴的动载荷 后轴同理 同步附着系数 同步附着系数是汽车制动时前后轮同时抱死是路面的附着系数，可用 φ 0 表示，前后制动力为固定比值的汽车，只有一个或者两个同步附着系数，但前后制动力变比值的汽车，至少有两个以上的同步附着系数。 对于前后制动力为固定比值的汽车来说，其同步附着系数取决于汽车的结构参数，其表达式为 式（ 311） hbL0  （ 311） 式中， L 为轴距 β 为制动力分配系数，uu1FF Fu1前轮制动力之和， Fu前后制动器制动力之和 b 质心到后轴距离 h 质心高度 定义一下参数： Wf,， Wb制动时前后轮法向反作用力 Wfj ， Wbj静止时前后轮法向作用力 W 汽车总重 l 轴距， la质心距前轴的距离， lb质心距后轴的距离 a 汽车减速度 BR、 BB 前，后地面制动力 h质心高度 当汽车制动时 ，前后轴载荷为式（ 312），（ 313） FSAE 大学生方程式赛车制动系统设计 15   hgallWW bf （ 312）  hgallWW ar （ 313） 从这里可以得出制动时载荷的转移量 ，式（ 314） hgalWW  （ 314） 从中可以看出，载荷偏移量是 车辆出现点头的原因，要去除或者减轻这一现象 在于质心的布置以及轴距的设定，因此制动性能的优劣一由汽车本身的总体布置决定。 地面总制动力 为式（ 315） agWBBBF （ 315） 又结合附着条件 WBBBF   （ 316） 故充分制动时 ga （ 317） 所以当汽车在任何附着系数的路面上，前后轮同时抱死的条件是 式（ 318） bfWBBWBFWBBBF （ 318） 代入计算可得 式（ 319） 盐城工学院 2020 本科毕业设计 16   hllhllabWBBWBF （ 319） FSAE 大学生方程式赛车制动系统设计 17 4 制动系统的 初 步 设计 与 计算 根据已参数以及一些参考文献中获得的经验参数进行计算，获得理论上的数据为零部件的选购提供依据。 已知数据：（ 1）车辆满载总重 W = 3136N （ 2）车辆有效滚动半径 R = 240mm （ 3）轴距 l=1600mm （ 4）质心位置：质心高 h = 260mm,距前轴距离 lf = 848mm，距后轴距离 lb = 752mm 法向反力计算 法向反力 计算原理与相关公式； 当 减速度为 8m/s2 时， 地面对前后轴的法向 反力 为式（ 41），（ 42） wf =   gahllw b= （ 41）  gahllw fbw= （ 42） 其中， Wf以一定的速度行驶无制动但考虑到空气动力效应时分配在前轴的重量 Wb一一定速度行驶无制动，但考 同样考 虑空气动力 效应时分配在后 轴上的重量 （ a/g）减加速度以“ g”为单位值，其大小可取从出于高速并具有下压作用是的 3g到冰面上行驶的 ，这取 a/g 的值为 ，即制动减速度为8m/s2 假定赛车制动力分配系数 β， 用 式 （ 322） 计算 盐城工学院 2020 本科毕业设计 18 β = bff = （ 43） 结合 图 41与计算结果，可知当制动减速度在 8m/s2时，前后轴的轴荷分配分别为 60%， 40% 图 41 前后轴载荷与制动强度关系 制动力矩预计算 同步附着系数 φ 0的计算，同步附着系数的大小取决于汽车的结构参数 ，其式为（ 41） φ 0 = h ll b = （ 41） 制动器最大制动力矩 对选取较大φ 0的赛车 ，应从保证制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩，计算如式  qhllwffT m a x φ 0R = = N m  qhllwbbT m a x φ 0R = N m （ 42） FSAE 大学生方程式赛车制动系统设计 19 其中 Tmaxf为前轴最大制动力矩 Tmaxb为后轴最大制动力矩 q 为制动强度 ，即 a/g，这 里取 R 为车轮有效滚动 半 φ 0为同步附着系数 制动卡钳活塞直径预计算 再 由 公式 （ 43） 计算出单个制动卡钳 对制动盘的压紧力 Nf = r2 padfT = N （ 43） Nb = N 其中 Tf为前后轴最大制动力 矩 N单侧制动块对制动盘的压紧力 pad 为 制动块与制动盘之间的摩擦因素 ，通常取 ～ 之间，这里取 r 为制动盘半径，根据 轮辋在尺寸，设计制动盘直径为 220mm 根据单侧制动块对制动盘的压紧力，计算制动卡钳活塞直径 ，如式（ 44） Df ≥ 2pNf = = mm （ 44） Db ≥ mm 其中， D 为制动卡钳活塞直径 盐城工学院 2020 本科毕业设计 20 P 为制动 软 路所承受的压力，通常不能超过 10MPa～ 12MPa，这里取 5 MPa 通过以上计算， 可得出所选择的制动卡钳活塞直 ,即前制动卡钳活塞直径要大于，后制动卡钳直径要大于 mm。 制动卡钳的选择 根据 以上 计算，选购了图 42的制动卡钳，其活塞直径为 34 mm，内部直径为 28mm 图 42 制动卡钳 图 43 卡钳摩擦片 FSAE 大学生方程式赛车制动系统设计 21 制动主缸的确定 已知条件： （ 1）制动卡钳为双活塞，活塞 内部 直径为 28mm （ 2）制动卡钳与制动盘间隙 。