汽车制动系统设计程序的开发.pdf

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1、2014年8月石家庄职业技术学院学报Aug．2014第26卷第4期JournalofShijiazhuangVocationalTechnologyInstituteVo1．26No．4文章编号：1009—4873(2014)04—0020—04汽车制动系统设计程序的开发王洪亮(石家庄职业技术学院信息工程系，河北石家庄050081)摘要：汽车的制动性能是影响汽车行驶特性的首要因素．在研究制动力的理论计算、制动盘的温度估计、真空度产生的助力特性变化、装有LsPV的汽车动力学特性计算的基础上，设计了汽车制动系统的程序，它

2、由预处理器、求解器和后处理器三部分构成．数据分析与验证结果表明，它能较好地解决传统的制动力特性测试方法存在的高花费、低效率问题．关键词：汽车；制动系统；设计；程序；踏板行程；制动力中图分类号：U463．5文献标志码：A汽车的制动系统由踏板、增压器、主缸、阀及车轮制动器等组成，其制动性能是影响行驶特性的首要因素．为了满足制动性能的要求，在设计制动系统时必须考虑每个部件对整个系统的影响．通过实车试验预测制动性能的方法耗时长、成本高．针对该问题，一些研究者开发出了很多有针对性的程序，并把它们应用到制动系统的设计中．如，文献

3、F1]设计了一种计算制动力分配的理论与试验方法；文献[2]开发了多个ABS系统(防抱死系统)，以确保转向安全；文献[3]利图1轴的动载荷分配图具体载荷满足下式：用轮胎有限元法研究了汽车的制动距离；文献E4]$1Jw一／FFh用轮胎动力学模型，估计了制动力与路面摩擦系数的_a)w，W。一(等一)．关系；文献[5]开发出了一种计算半挂汽车列车制动—其中，w表示整车的重力，W表示前轮承受的性能的程序；文献[6]研究了踏板力作用在制动装备重力，W。表示后轮承受的重力，h表示重心的高上的效果；文献[7]根据减速度和踏板力的变化

4、来预度，z和z分别为重心到前后轴的距离，l为轴距，测车辆的制动性能．而大多数基于程序设计的验证方g为重力加速度，a为车辆加速度．法并没有考虑汽车制动过程中产生的制动盘温度上考虑轴载荷后的理想制动力为：升以及助力器压力的变化，因而，程序模拟的结果与BF—WDF—aBRWDF一旦实际试验得到的结果有较大的出入．本文针对通过试，．gg验来确定汽车制动力特性存在的计算成本高、周期长其中，B和B为前后轮的制动力．等问题，提出一种能对汽车制动压力、制动效率以及道路最大理想制动力为：踏板行程等进行定性分析的程序设计方法．LPIF一

5、+TPF，LP1R一+TPR．1理论计算1．1制动力的计算其中，LP和LP。分别为前后轮的总制动力，在汽车制动过程中，相对于汽车静止时，汽车前TP和丁P分别为前后轮的制动力矩，CR和c为桥的载荷增加，后桥的载荷减少．汽车减速时的动态比例系数．载荷分配情况如图1所示．实际制动压力就是由施加到轮缸上的压力得到收稿日期：201403—13作者简介：王洪亮(1973一)，男，河北元氏人，石家庄职业技术学院讲师，从事计算机教学工作第4期王洪亮：汽车制动系统设计程序的开发21的车轮制动力．轮缸阀的特性决定制动力的大小．由文件均为

6、MS—EXCEL格式，输出数据也以MS—于汽车在制动过程中载荷向前转移，因而前轮制动力EXCEL格式保存．大于后轮制动力．图2给出了比例阀的工作特性．2．2求解器该程序利用预处理器的输入数据计算出汽车的制动性能，根据减速度和踏板力进行分析．计算加速度主要考虑汽车的载荷分配、制动力、制动压力、制动距离等因素．该程序中，加速度的变化范围为0g～1．2g(1g的加速度相当于承受一倍于自身体重的负荷)，步长为0．01g．根据减速度获得实际制动力的流程如图3所示．踏板力与减速度、管路压力和踏板行程有关．计算流程如图4所示．图2

7、比例阀管路压力特征曲线1．2制动盘的温度估计汽车制动过程中，机械能转换为热能，其中有部分热能增加了制动盘的温度．盘的温度上升影响盘的摩擦系数，并改变汽车的制动性能．温度上升方程为：△T一一WDFV20／4g，其中，V。代表初始速度，lDy‘PycP为制动盘密度，V为制动盘体积，C为盘的比热，Q为总摩擦热，g为重力加速度．1．3真空度产生的助力特性变化作用在制动踏板上的制动力通过助力器变大．考虑到制动踏板力的损失情况、踏板传动比及传动效率，助力器的输入作用力为：Fi。一(F一F。)叩P，其中，Fpedl为踏板力，F。为

8、制动损失力，y为传动比，为传动效率．图3由输入减速度计算制动压力与管路压力的流程图1．4装有LSPV的汽车动力学特性计算感载比例阀(LSPV)控制汽车传递到车轮的制动压力，该制动压力由后桥载荷的变化量确定．装有P阀的汽车实际制动力保持不变且与汽车的质量无关；而装有LSPV的汽车随着汽车质量的变化调整实际制动力．2制动系统程序开发由三部分构成：第