汽车理论课程设计制动性能计算
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制动效率计算公式制动效率是衡量车辆制动性能的一个重要指标,而制动效率的计算公式则是我们理解和评估这一性能的关键工具。
咱先来说说制动效率到底是啥。
简单来讲,制动效率就是指车辆在制动过程中,实际产生的制动力与理论上可能产生的最大制动力的比值。
就好比你去参加考试,实际考的分数和满分的比例一样。
那制动效率的计算公式是啥呢?一般来说,制动效率可以用下面这个公式来计算:制动效率 = (实际制动力 / 理论最大制动力)× 100% 。
这里面,实际制动力就是车辆在制动时真正施加在车轮上的制动力,而理论最大制动力呢,是在理想条件下,车辆能够达到的最大制动力。
比如说,一辆车在制动时,实际测量得到的制动力是 8000N,而经过计算,理论上它能达到的最大制动力是 10000N ,那它的制动效率就是(8000 / 10000)× 100% = 80% 。
我记得有一次,我开车在路上,突然前面的车来了个急刹车。
我也赶紧踩刹车,那一瞬间,我的心都提到嗓子眼了,就怕刹不住追尾。
还好,车及时停住了。
后来我就琢磨,这得亏车的制动效率还行,不然真得出事儿。
从那以后,我就对制动效率这个事儿特别上心。
那影响制动效率的因素都有啥呢?首先就是制动系统本身的性能,比如说刹车片的质量、刹车盘的大小和材质等等。
就像一个运动员,他的装备好不好,直接影响他的发挥。
其次呢,车辆的载重也有影响。
想象一下,一个人背着重物跑步和不背重物跑步,速度和灵活性肯定不一样,车也是这个道理。
还有路面状况,在湿滑的路面上和干燥的路面上制动,效果能一样吗?在实际生活中,了解制动效率的计算公式对我们很有帮助。
比如你要买车,看看这个参数,能大概知道车的制动性能咋样。
或者在车辆保养的时候,知道这个,就能更好地判断制动系统是不是需要维修或者更换零件。
总之,制动效率计算公式虽然看起来有点复杂,但弄明白了对咱们的行车安全可是大有用处。
大家可别小瞧了这个公式,关键时刻,它能帮咱避免很多危险呢!。
序号:汽车理论课程设计说明书题目:汽车性制动性计算目录一.题目要求 (1)二. 问题的分析与求解 (1)2.1 问题1的分析与求解 (1)2.2 问题2的分析与求解 (4)2.3 问题3的分析与求解 (6)2.4问题4的分析与求解 (7)2.5 问题5的分析与求解 (10)三.结论 (13)3.1该货车制动系损坏对制动距离的影响 (13)3.2该货车制动性能的改进 (14)四.心得体会 (14)五参考文献 (14)一.题目要求一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系,其有关参数见下表1:表 1中型货车有关参数载荷质量质心高轴距质心至前轴距离制动力分配系数空载3880 0.845 3.950 2.100 0.5满载9190 1.170 3.950 2.950 0.5问题1根据书上所提供的数据,绘制:I曲线,β线,f、r线组;问题2绘制利用附着系数曲线;绘制出国家标准(GB 12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法)要求的限制范围,计算并填写利用附着系数参数表问题3绘制制动效率曲线,计算并填写制动效率参数表。
问题4对制动性进行评价。
问题5此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求?如果不满足需要采取什么附加措施(提出三种改进措施,并对每种措施的预期实施效果进行评价;要充分说明理由,包括公式和图)二. 问题的分析与求解2.1 问题1的分析与求解I曲线为前后轮同时抱死时前后轮制动器制动力的关系曲线——即理想的前、后轮制动器制动力分配曲线[1],公式为1-1 由式1-1利用MATLAB2014a编写程序即可绘制出I曲线见下图一。
图一理想的前、后制动器制动力分配曲线不少两轴汽车的前、后制动器制动力之比为一固定值。
常用前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比来表明分配的比例,称为制动器制动力分配系数,用符号表示,则1-2 这条线为实际前后制动器制动力分配曲线,简称曲线,在本文中。
即。
由式1-2利用MATLAB2014a编写程序即可绘制出I曲线见下图二。
制动器设计及计算实例制动器是一种用于车辆或机械设备上的重要安全装置,用于减速、停止或保持其运动状态。
其设计和计算涉及到多个方面的因素,包括制动力的大小、刹车盘的尺寸和材料、制动液的压力等。
下面将通过一个实例来介绍制动器的设计及计算。
假设我们需要设计一个汽车的制动器,首先我们需要确定以下几个参数:1. 汽车的质量:假设汽车的质量为1500kg;2.最大限制加速度:假设最大限制加速度为4m/s^2;3.停车的时间:假设停车的时间为3秒。
基于以上参数,我们可以计算出汽车需要的制动力:制动力=汽车质量×最大限制加速度= 1500kg × 4m/s^2=6000N接下来,我们需要设计制动盘的尺寸和材料。
制动盘的直径和厚度会影响其散热性能和制动力的传递效果。
一般而言,制动盘的直径越大,制动力就越好,但也会增加重量和成本。
制动盘的材料通常选择具有良好耐磨性和散热性能的金属材料,如铸铁或复合材料。
假设我们选择了铸铁制动盘,并给定以下参数:1. 制动盘的直径:假设制动盘的直径为300mm;2. 制动盘的厚度:假设制动盘的厚度为40mm;根据制动盘的直径和厚度,我们可以计算制动盘的转动惯量:转动惯量=(1/2)×制动盘的质量×(制动盘的直径/2)^2=(1/2)×制动盘的质量×(0.15m)^2根据实际情况,制动盘的质量需要根据制动盘的材料、直径和厚度来选择。
为了方便计算,假设制动盘的质量为20kg。
转动惯量= (1/2) × 20kg × (0.15m)^2= 0.45kg·m^2接下来,我们需要选择适当的制动液和计算所需的制动液压力。
制动液在制动器中起到传递力和控制制动器放松的作用。
制动液需要具有良好的抗压性、稳定性和耐高温性能。
假设我们选择了常用的DOT4制动液,并给定以下参数:1.制动液的抗压性比:假设制动液的抗压性比为10:1;2.需要的制动力:假设需要的制动力为6000N。
制动计算公式范文1.紧急制动距离公式:紧急制动距离是汽车从刹车开始到完全停止所需的距离。
根据经验公式,紧急制动距离(D)可以通过以下公式计算:D=(V²/254f)×g其中,V为车速,单位是km/h;f是车辆的质量分配比例,通常取前轮:后轮=7:3;g为重力加速度(g≈9.81)2.刹车力计算公式:刹车力是指制动器对车轮的制动力。
根据摩擦制动理论,刹车力可以通过以下公式计算:F=μ×m其中,F为刹车力,单位是牛顿(N);μ是制动系数,取决于制动器和路面的摩擦系数;m为车辆的质量,单位是千克(Kg)。
3.制动鼓温升公式:制动过程中,刹车器会因摩擦而产生热量,造成刹车鼓的温度升高。
根据经验公式,刹车鼓的温升(ΔT)可以通过以下公式计算:ΔT=F×r×α其中,ΔT为温升,单位是摄氏度(℃);F是刹车力;r为刹车鼓的半径,单位是米(m);α为材料的热膨胀系数。
4.制动盘厚度的计算公式:制动盘是刹车系统的关键部件之一,其厚度与制动性能密切相关。
根据经验公式,制动盘的最小厚度(t)可以通过以下公式计算:t=(K×Q×V)/(μ×d)其中,t为制动盘的最小厚度,单位是毫米(mm);K是经验系数(一般取2);Q为总的制动热量,单位是焦耳(J);V为行驶速度,单位是米/秒(m/s);μ是制动盘和制动片的摩擦系数;d为制动盘的直径,单位是米(m)。
以上是一些常用的制动计算公式,它们在车辆设计和制动系统优化中起着重要的作用。
通过合理应用这些公式,可以提高汽车的制动性能和安全性。
同时,设计师还应结合实际情况和实验数据,进行综合考虑和分析,以确保设计的制动系统满足要求。
汽车理论课程设计制动力一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握汽车理论中制动力部分的基本概念、原理和计算方法。
具体包括以下三个方面的目标:1.知识目标:–了解制动力、摩擦力、重力、空气阻力等基本概念;–掌握制动力的大小计算公式及应用;–理解制动力在汽车行驶中的作用及其影响因素。
2.技能目标:–能够运用基本公式计算汽车的制动力;–能够分析实际行驶中制动力与摩擦力、重力、空气阻力之间的关系;–能够运用所学知识解决实际问题,如汽车制动距离的计算等。
3.情感态度价值观目标:–培养学生对汽车理论学科的兴趣和热情;–培养学生运用科学知识解决实际问题的能力;–培养学生团队协作、讨论交流的良好学习习惯。
二、教学内容根据教学目标,本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.制动力基本概念:介绍制动力、摩擦力、重力、空气阻力等基本概念,让学生理解这些力在汽车行驶中的作用。
2.制动力计算方法:讲解制动力的大小计算公式,并通过实例让学生学会运用公式计算汽车的制动力。
3.制动力影响因素:分析实际行驶中制动力与摩擦力、重力、空气阻力之间的关系,让学生了解各种因素对汽车制动力的影响。
4.实际问题分析:通过案例分析,让学生学会运用所学知识解决实际问题,如汽车制动距离的计算等。
为了达到本节课的教学目标,将采用以下几种教学方法:1.讲授法:讲解制动力基本概念、原理和计算方法,让学生掌握基础知识。
2.案例分析法:分析实际问题,让学生学会将所学知识应用于实际情境中。
3.讨论法:学生分组讨论,培养学生的团队协作能力和交流沟通能力。
4.实验法:安排实验室实践,让学生亲自动手操作,增强对制动力概念的理解。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施,将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的汽车理论教材,为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作精美的PPT,生动展示制动力原理和实际应用。
制动计算公式范文一、制动距离的计算公式:制动距离=制动初速度²/(2x制动加速度)其中制动初速度是指车辆开始制动时的速度,以米/秒为单位;制动加速度是指制动时车辆减速的大小,以米/秒²为单位。
二、质量和速度的关系:制动初速度²=初始速度²-2x制动加速度x制动距离其中初始速度是指车辆开始制动前的速度,以米/秒为单位。
三、制动加速度的计算公式:制动加速度=制动力/车辆质量其中制动力是指车辆制动产生的力量,以牛顿为单位;车辆质量是指车辆的质量,以千克为单位。
四、制动力的计算公式:制动力=钳子力x制动系数其中钳子力是指制动钳对制动盘产生的力量,以牛顿为单位;制动系数是指制动钳与制动盘之间的摩擦系数。
五、钳子力的计算公式:钳子力=踏板力x主缸比例x钳子比例其中踏板力是指驾驶员在踏板上施加的力量,以牛顿为单位;主缸比例是指主缸的工作面积与踏板工作面积的比值;钳子比例是指制动钳活塞工作面积与主缸工作面积的比值。
根据上述公式,可以进行制动距离的计算。
首先,需要根据车辆质量、踏板力、主缸比例、钳子比例以及制动系数等参数来计算制动力。
然后,根据制动力和车辆质量的关系来计算制动加速度。
最后,根据车辆的初始速度、制动加速度和制动距离来计算制动距离。
需要注意的是,以上公式中的参数需要根据具体车辆和实际情况进行确定。
不同类型的车辆、不同制动系统和不同驾驶员的参数可能存在差异。
因此,在进行制动计算时,需要准确获取车辆和制动系统的相关参数,并结合实际情况进行计算。
最后,制动计算公式是理论模型,实际制动距离还可能受到多种因素的影响,例如路面情况、制动盘和制动片的磨损状况以及制动系统的响应时间等。
因此,在实际驾驶中,驾驶员需要根据具体情况进行制动操作,以确保行车安全。
第一章制动参数选择及计算第一节汽车参数(符号以汽车设计为准)制动器设计中需要的重要参量:汽车轴距:L=1370mm车轮滚动半径:r r =295 mm汽车满载质量:m a=4100Kg汽车空载质量:m o=2600Kg满载时轴荷的分配:前轴负荷39%,后轴负荷61% 空载时轴荷的分配:前轴负荷47%,后轴负荷53% 满载时质心高度:hg =745mm空载时质心高度:hg'=850mm质心距前轴的距离:L1 =835mm L1'=726mm 质心距后轴的距离:L2 =535mm L2'=644mm 对汽车制动性有影响的重要参数还有:制动力及其分配系数、同步附着系数、制动强度、附着系数利用率、最大制动力矩与制动因数等。
第二节制动器的设计与计算一制动力与制动力矩分配系数0 水平路面满载行驶时,前、后轴的负荷计算对于后轴驱动的移动机械和车辆,在水平路面满载行驶时前后轴的最大负荷按下式计算(g=9.8N/kg)前轴的负荷F1=Ga(L2-ϕhg)/(L-ϕhg)=3830.8N后轴的负荷F2=GaL1/(L-ϕhg)=36349.2Nϕ--- 附着系数,沥青.混凝土路面,取0.6轴荷转移系数:前轴:m,1= F Z1/G1=0.24后轴:m,2= F Z1/G2=1.481、(汽车理论108页)水平路面满载行驶制动时,地面对前后车轮的法向反作用力(满载)F Z1= GL (L2+ϕgh)=4100×9.8÷1.370×(0.535+0.6×0.745)=28800.55NF Z2=GL (L1-ϕgh)=4100×9.8÷1.370×(0.835-0.6×0.745)=11379.45N 式中: G-- 汽车所受重力;L-- 汽车轴距;1L--汽车质心离前轴距离;L2--汽车质心离后轴距离;2B F和汽车的回转质量的惯性力矩,则任何角速度ω﹥0的车轮,其力矩平衡方程为Mμ-F b EMBED Equation.DSMT4 ϕ式中:Mμ--制动器对车轮作用的制动力矩,即制动器的摩擦力矩,其方向与车轮旋转方向相反,N﹒m;F b--地面作用于车轮上的制动力,即地面与轮胎之间的摩擦力,又称地面制动力,其方向与汽车行驶方向相反,N;R e--车轮有效半径,m令 F B=Mμ/R e并称之为制动器的制动力,它是在轮胎周缘克服制动器的摩擦力矩所需的力,因此又称为制动周缘力。
序号:汽车理论课程设计说明书题目:汽车制动性计算
班级:
姓名:
学号:
序号:
指导教师:
目录
1.题目要求 (3)
2.计算步骤 (4)
3.结论 (8)
4.改进措施 (9)
5.心得体会 (9)
6.参考资料 (9)
1. 题目要求
汽车制动性计算
数据:
1
) 根据所提供的数据,绘制:I 曲线,β线,f 、r 线组;
2) 绘制利用附着系数曲线;绘制出国家标准(GB 12676-1999汽车制动5) 对制动性进行评价。
6) 此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求如果不满足需要采取什么附加措施(要充分说明理由,包括公式和图)
注:
1、 符号中下标a 标示满载,如m a 、h ga 分别表示满载质量和满载质心高度
2、 符号中下标0标示空载,如m 0、h g0分别表示空载质量和空载质心高度
2. 计算步骤
1)由前后轮同时抱死时前后制动器制动力的关系公式:
绘出理想的前后轮制动器制动力分配曲线,即I曲线
由β曲线公式
绘出β曲线,由于空载时和满载时β相同,则β曲线相同。
f线组:当前轮抱死时,
得:
r线组:当后轮抱死时,
得:
空载时,将G=3980*,h=,L=3.950m,a=2.200m,b=1.750m,φ=,,,,,,带入公式放在一个坐标系内,绘出空载时r,f曲线:
图1 空载时r,f,I线组
满载时,将G=9000*,h=1.170m,L=3.950m,a=2.95m,b=1m,φ=,,,,,,带入公式放
在一个坐标系内,绘出空载时r,f曲线:
图2 满载时r,f,I线组2)前轴利用附着系数
后轴利用附着系数
将数据带入可绘出利用附着系数与制动强度关系曲线:
图3 附着系数曲线及国家标准范围
则,z=时,前后轴利用附着系数均为,即无任何车轮抱死时要求的最小
3)由制动效率公式
图4 制动效率曲线
4)①由制动距离公式
得,当u=30km/h,φ=时,
空载时8.98.07059.092.2530301.002.06.312
⨯⨯⨯+⨯+⨯=)(s =7.27m 满载时8
.98.09119.092.2530301.002.06.312
⨯⨯⨯+⨯+⨯=)(s =5.86m. ②求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s1,制动系后部管路损坏时汽
车的制动距离s2。
制动系前部管路损坏时,制动距离s1: 则在后轮将要抱死的时候,2()Xb z g G
F F a zh Gz L
ϕϕ==-= 得:g
a z L h ϕ
ϕ=
+,max b a zg =
空载时,max b a =2/m s ,满载时max b a =2/m s 。
制动距离:20
220max
''1(')3.6225.92a a b u s u a ττ=++
解得空载时s=10.235m,满载时s=8.34m 。
制动系后部管路损坏时,制动距离S2: 得:g
b z L h ϕ
ϕ=
-,max b a zg =
空载时max b a =2/m s ,满载时,max b a =2/m s ,
制动距离:20
220max ''1(')3.6225.92a a b u s u a ττ=++
解得空载时s=9.37m ,满载时s=11.68m 。
3.结论
对制动性进行评价
1. 在法规图3给出了GB 12676-1999法规对该货车利用附着系数与制动强度关系曲线要求的区域。
通过图表可知,这辆中型货车在制动强度≥时空载后轴利用附着系数φr 与制动强度z 的关系曲线不能满足法规的要求。
2. ①制动距离:
GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准:
130
15.02
v v s +==36.692m 汽车在φ=的路面上车轮不抱死,取制动系反应时间
s 02.0'2=τ,制动减速度上升时间s 2.0''2=τ。
利用制动效率曲线,φ=的路面上,
空载时后轴制动效率等于,满载时后轴制动效率为。
max b a =制动效率*φ*g ,空载,max b a =。
满载max b a =
根据公式a u b a a u s max
20
0'
'2'292.2526.31+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ττ 当行车制动正常时,若u=60Km/h ,经计算得:空载制动距离s=26.89m ,满载制
动距离s=22.70m ;均小于GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准,所以符合标准要求;
②当该车前轴制动管路失效时,制动距离:
满载时GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准:
115
2510015.02
v v s ⋅+==94.5m 若u=50Km/h ,经计算得:满载制动距离s=22.76m ,
小于GB12676-1999制动系统结构、性能和试验方法标准;空载时,GB12676-1999
汽车制动系统结构、性能和试验方法标准:115
2510015.02
v v s ⋅+==94.5m 空载制动距离s=29.46m ,小于。
所以都符合标准要求;
③当该车后轴制动管路失效时:GB12676-1999汽制动系统结构、性能和试验方
法标准115
2510015.02
v v s ⋅+==94.5m 。
若u=60Km/h ,经计算得:空载制动距离s=33.96m (小于);满载时,GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法
标准:115
3010015.02
v v s ⋅+==80.0m 满载制动距离s=56.42m (小于)符合标准要求。
4改进措施
1,由于空载后轮利用附着系数不符合要求。
根据公式:
()
()h F
F
g
Z
Xb
r
z
a
L
z
-
-
=
=
1
1
2
2
β
ϕ,
为了使设计符合要求,可以减小前后轴距L,同时适当改变质心到前轴的距离a,以及减小空载时质心的高度,可以减小后轮利用附着系数。
但是上述三项一旦改变,汽车的整体性能都将改变,需要对汽车进行重新设计。
2,加装比例阀或载荷比例阀等制动调节装置。
装比例阀或载荷比例阀等制动力调节装置,可根据制动强度、载荷等因素来改变前、后制动器制动力的比值,使之接近于理想制动力分配曲线,既接近ϕ=z.满足制动法规的要求。
这种方法不需改变车身结构,效果明显,成本小。
5心得体会
这是第一次使用maple来实际验证汽车理论课程里学过的知识,真心感觉到此类软件的强大,通过课程设计,也更加加深了对汽车制动性能的认识,同时在课程设计时与同学们充分交流,也弥补了自己课程学习当中的不足之处,虽然实习时间只有短短的几天,但是受益匪浅。
6参考文献
[1].j余志生. 汽车理论[M]. 北京:机械工业出版社,1989.
[2]GB-T 15089-2001 中华人民共和国国家标准. 机动车辆及挂车分
类[S].
[3]GB 12676-1999 中华人民共和国国家标准. 汽车制动系统结构、
性能和试验方法[S].。