保险杠系统开发设计指南
前言
随着社会不断发展，人类安全意识的不断完善，试验条件的不断提升，世界各国对保险杠技术条件及行人保护要求的提高，因此对保险杠的性能要求逾严格。
保险杠是重要的外观件安全件。保险杠在碰撞时充分吸收能量，保护车辆的功能件能正常工作，行人碰撞时，降低对人体的伤害程度。本章主要介绍：保险杠的发展，分类，主要功能，在设计中应满足的国标和欧标法规要求，功能要求，安装，拆装方便性；保险杠常见结构，选材要求；工艺合理性，间隙分析，常见的失效模式等。
汽车保险杠对于汽车来讲不仅起到装饰作用更起到保护作用，从安全角度讲，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，保险杠设计风格体现着各个公司的家族特点，给顾客第一购车吸引点；从结构布置上看，保险杠直接决定着整车性能，包括接近角、离去角、大灯高度、尺寸等设计参数。随着汽车行业的不断发展，世界各国对保险杠技术条件要求越来越高，因此对保险杠的性能要求越来越严格。一些新的设计理念不断融合到保险杠的设计之中。文中主要对保险杠设计中涉及的法规要求及结构配合进行分析。
目录
1保险杠系统简要说明 (1)
1.1保险杠系统的发展 (1)
1.2汽车保险杠的种类 (1)
1.3保险杠的主要功能 (1)
1.3.1车辆行人保护功能 (1)
1.3.2装置功能 (1)
1.3.3为车辆冷却系统提供换气通道 (1)
1.3.4外观装饰功能 (1)
1.3.5提高空气动力特性 (1)
2保险杠系统开发设计流程 (2)
2.1保险杠开发流程图 (2)
2.2保险杠开发流程详解 (2)
2.2.1CLASS面评审 (2)
2.2.2构断面设计 (2)
2.2.3构断面评审及确认 (2)
2.2.4A面发布 (2)
2.2.5总成BOM表确认 (2)
2.2.6结构设计第一阶段 (3)
2.2.7CAE分析 (3)
2.2.8具方案分析 (3)
2.2.9构设计第二阶段 (3)
2.2.10尺寸链计算 (3)
2.2.11CAE分析 (3)
2.2.12快速样件制作 (3)
2.2.13构设计最终阶段 (3)
2.2.142D图纸的设计 (3)
2.2.153D数据、2D图纸提交并发布 (3)
3保险杠系统设计可行性分析 (4)
3.1间隙与面差定义DTS (4)
3.2保险杠系统相关法规简介 (4)
3.2.1低速碰撞法规 (5)
3.2.2行人保护法规 (5)
3.2.3外部突出物法规 (5)
3.2.4关于牌照法规 (5)
3.3总布置可行性分析 (5)
3.3.1低速碰撞总布置分析 (5)
3.3.2行人保护总布置分析 (5)
3.3.3外部突出物可行性分析 (5)
3.3.4牌照布置分析 (5)
3.3.5格栅进气面积参考 (5)
4保险杠系统设计法规具体要求 (6)
4.1保险杠系统构成与尺寸要求 (6)
4.2保险杠系统外部突出物校核 (6)
4.3保险杠系统格栅进气面积 (8)
4.4保险杠牌照板相关法规 (8)
4.4.1牌照板国内外尺寸法规 (8)
4.4.2牌照板视野校核 (9)
4.4.3号牌支架外部凸出物校核 (10)
4.5保险杠低速碰撞法规 (10)
4.5.1保险杠低速碰撞法规分析 (10)
4.5.2汽车保险杠标准的试验基本要求 (10)
4.5.3保险杠标准具体内容对比分析 (11)
4.6保险杠行人保护 (11)
4.7车辆通过性能要求 (13)
4.8汽车护轮板 (14)
4.9保险杠拖钩盖板法规 (14)
4.10保险杠上装置件位置校核 (15)
5保险杠系统的材料及结构 (16)
5.1保险杠材料的选择 (16)
5.1.1弹性体的选择 (16)
5.1.2PP基础树脂的选择 (16)
5.1.3抗热氧老化剂的选择 (16)
5.1.4抗紫外线剂的选择 (16)
5.1.5材料标准确定 (17)
5.1.6保险杠结构 (17)
5.1.7现有车型保险杠结构 (17)
5.1.8正确选择保险杠材料 (18)
5.2保险杠系统的典型断面设计 (19)
5.3保险杠本体结构设计 (21)
5.3.1保险杠结构形式的确定 (21)
5.3.2安装定位点布置 (21)
5.3.3前保险杠与翼子板的匹配设计 (23)
5.3.4其他相关设计注意事项 (27)
5.3.5分型线 (28)
5.3.6套色保险杠的设计 (28)
5.4与保险杠相关零部件的匹配设计 (28)
5.4.1格栅的结构设计 (29)
5.4.2格栅与保险杠的常见配合结构 (30)
5.4.3格栅与保险杠的定位设计 (30)
5.4.4吸能块结构设计 (31)
6保险杠系统的成型工艺 (32)
6.1保险杠系统注塑成型工艺 (32)
6.2保险杠喷涂工艺 (33)
6.2.1工艺流程 (33)
6.2.2保险杠喷涂工艺 (33)
6.2.4火焰处理 (33)
6.2.5静电除尘 (34)
6.2.6涂底漆 (34)
6.2.7涂面漆保险杠经涂底漆、底漆流平后涂 (34)
6.2.8涂罩光漆 (34)
6.2.9流平晾干 (34)
6.2.10烘烤固化 (34)
6.2.11工件运输 (34)
6.2.12质量检验 (34)
6.3保险杠注塑件设计的一般原则 (34)
6.3.1塑件的尺寸精度 (34)
6.3.2塑件的表面质量 (37)
6.3.3塑件的脱模斜度 (38)
6.3.4塑件的厚度 (39)
6.3.5加强筋 (41)
6.3.6塑料上的BOSS柱 (41)
6.3.7圆角 (44)
6.3.8支撑面 (45)
6.3.9孔 (45)
6.3.10工艺合理性 (45)
6.3.11保险杠系统零部件的安装 (45)
6.3.12间隙、公差分析 (47)
6.3.13工艺分析方法 (47)
6.3.14累积公差原理（尺寸链计算） (47)
6.4保险杠系统设计验证 (47)
6.4.1保险杠工艺设计优化 (47)
6.4.2设计失效模式分析 (48)
6.5解决干涉质量问题的一般方法 (51)
6.5.1问题调查 (51)
6.5.2原因分析 (51)
6.5.3整改方案的确定 (52)
6.5.4设计更改流程进行 (52)
7保险杠系统检验 (53)
7.1材料性能要求 (53)
7.1.1高温性能 (53)
7.1.2低温性能 (53)
7.1.3耐光照牢度 (53)
7.1.4耐老化 (53)
7.1.5落球实验 (53)
7.1.6冲击韧性、缺口冲击强度 (53)
7.2塑料件油漆涂层要求 (53)
7.2.1耐热性能 (53)
7.2.2耐寒性能 (53)
7.2.4耐侯性能 (53)
7.2.5耐热氧老化性能 (53)
7.3道路试验要求 (53)
7.4保险杠检验规程 (54)
7.4.1范围 (54)
7.4.2引用标准 (54)
7.4.3检验规则 (54)
7.4.4外观质量检查 (54)
7.4.5检验抽样规则 (54)
7.4.6安装要求 (55)
7.5保险杠系统设计检查表CHECKLIST (55)
7.6保险杠系统技术协议 (55)
7.7保险杠系统DVP实验验证计划 (55)
7.8保险杠系统DFMEA设计失效模式 (55)
8保险杠系统设计相关法规 (56)
9附件 (56)
10参考文献 (56)
1保险杠系统简要说明
1.1保险杠系统的发展
汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力，防护车身前后部的安全装置。20年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3mm以上的钢板冲压成U型槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件。
随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型和谐与统一。追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。
塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5mm左右的冷轧薄板冲压而成Ｕ形槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝连接，可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚酯系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。例如标致405轿车的保险杠，采用了聚酯系材料并用反应注射模成型法做成。而大众的奥迪100、高尔夫、上海的桑塔纳、天津的夏利等型号轿车的保险杠，采用了聚丙烯系材料用注射成型法制成。国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。
塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。
1.2汽车保险杠的种类
钢板保险杠、塑料保险杠、铝合金的保险杠、镜钢保险杠。
1.3保险杠的主要功能
保险杠属于安全件。汽车保险杠不仅是吸收缓和外界冲击力保护车身安全的装置，而且也是车身外部的装饰品。它在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用。其主要功能有：
1.3.1车辆行人保护功能
在汽车发生纵向及角部碰撞时，保险杠应能吸收部分能量，以保护车身，整车照明系统，冷却系统，发动机盖，行礼箱盖等；行人保护功能，在保险杠下部加装有缓冲块，更好的保护行人碰撞时小腿的伤害值。
1.3.2装置功能
在保险杠上，有的装置着灯具、牌照架及牌照等件，要给予足够的空间和装置条件；
1.3.3为车辆冷却系统提供换气通道
1.3.4外观装饰功能
1.3.5提高空气动力特性
保险杠正面迎风面积较大，对空气动力特性的影响也大。前保险杠的最佳化设计对减小正面迎风阻力系数和升力系数效果明显。侧视图方向上，矩形断面保险杠的阻力最大，凸形断面的保险杠阻力较小。俯视图形状上，应消除棱角与修饰端头形状，以求同车身本体形状相匹配，这样可以减少气流剥离和涡流的产生。另外，保险杠的前端向前延伸可以减小阻力和升力，保险杠与车身本体间隙不宜大。在前保险杠下部设置导流板一类的形状，也对改善空气动力特性有作用。
2保险杠系统开发设计流程
保险杠的设计一般应遵守以下全部或部分的流程：
造型设计阶段：1、造型可行性分析(含典型断面设计)2、制作典型截面3、整车空气动力学分析4、造型CAS面发放(制作物理模型)
结构设计阶段：1、工程可行性分析(含主断面设计)2、汽车牌照安装位置和照明（前和后）3、前后保险杠位置校核4、保险杠突出校核5、汽车牌照安装校核6、保险杠低速冲击校核7、零件描述（描述各零件尺寸、重量、工装及工艺流程等）8、2D图/3D数模9、物料清单（BOM）10、工程检查报告11、间隙及公差偏置的解释12、目标成本及重量13、检查装配顺序14、布置装配线
2.1保险杠开发流程图
2.2保险杠开发流程详解
2.2.1CLASS面评审
从造型部门得到CLASS面的数据后，需对CLASS面的质量进行评审。利用CATIA V5的各中面检查功能来检验所生成曲面的质量，如利用斑马线检查功能、断面线曲率图检查功能来判断出曲率的分布情况：利用曲面问连接性检查功能来判断曲面间的连接性情况（如点连续、切矢连续、曲率连续等）；利用拔模角分析功能来判断所生成零件模型的制造工艺性情况等，用尺寸测量功能来检查各零件间的设计间隙及面差与DTS的符合性，根据GB 11566-2009《轿车外部凸出物》、ECE R26《外部凸出物》、GB 1574-1995《汽车和挂车号牌板（架）及其位置》、GB17354-1998《汽车前、后端保护装置》校核A面的法规符合性。最后根据A面的评审报告对CLASS面进行修整。
输出文件：A面评审报告
2.2.2构断面设计
根据周边环境件数据（翼子板、引擎盖、大灯等），参考同类型保险杠的装配方式，确认保险杠与车身的装配关系、连接方式、安装顺序，使用断面形式来体现。
输出文件：断面数据（包括装配关系、连接方式）、装配顺序要求
2.2.3构断面评审及确认
组织设计公司、供应商、总装工艺相关人员对断面的结构和装配关系进行评审，检查零件的可制造性、总成的结构形式、材料、加工制选工艺、拔模方向等关键参数，并形成评审会议纪要。
输出文件：结构断面评审纪要
2.2.4A面发布
通过对A面的曲面质量、制造可行性、装配可行性进行评审后，A面正式发布。
输出文件：最终A面数据
2.2.5总成BOM表确认
根据确认的断面结构，输出总成件的BOM清单，明确设计零件的原材料和零件的数量及总成关系，
确定新开发件和借用件。
输出文件：零件的初始BOM清单。一
2.2.6结构设计第一阶段
根据已发布的A面和结构断面，进行产品的结构设计第一阶段设计。输出的数据不需要进行导角，以便于修改。数据中应包括产品的分型线的位置、脱模方向等信息，并考虑零件的制造工艺性、结构的强度、安装工艺性、部件之间的装配问隙。设计时需按照项目规定的3D建模标准进行。
输出：完成度为40%的30数据。
2.2.7CAE分析
根据技术要求及法规，开始进行CAE分析，具体项目为：模态分析、静力强度分析、吸能装置的低速碰撞试验等。
输出：CAE各项报告、保险杠结构改进方案。
2.2.8具方案分析
组织供应商对完成度40%的数据进行分析，评审模具的可行性，包括是否有足够的拔模角、有无UDNERCUT存在、滑块的运动空间是否足够、确定各成型滑块的数量和运动方向。
输出：零件的模具可行性报告、脱模方向、滑块方向确认。
2.2.9构设计第二阶段
根据CAE的分析报告和改进方案、模具可行性报告、结构评审表，对3D数据进行进一步的修整优化。
输出：完成度为80%的3D数据。
2.2.10尺寸链计算
根据技术要求中的公差表的要求，对关键尺寸进行尺寸链计算，完成整车公差到各零部件的分配。
输出：保险杠的定位基准图、尺寸公差表。
2.2.11CAE分析
根据技术要求及法规，对完成度80%的数据再次进行CAE分析，具体项目为：模态分析、静力强度分析、吸能装置的低速碰撞试验等。对关键零件进行模流分析，如保险杠、格栅、电镀条、支架等，确定浇口位置及形式。
输出：CAE分析报告、优化建议MOLDFLOW报告。
2.2.12快速样件制作
根据完成度80%的3D数据，进行快速样件的制作，数量一般为1-2套，对可装配性、与周边环境件的匹配性进行验证。
输出：快速样件匹配报告，改进建议。
2.2.13构设计最终阶段
根据CAE的分析结果及快速件的装配情况，对3D数据进行最终优化。
输出：完成度100%的3D数据。
2.2.142D图纸的设计
完成2D图纸的设计。2D图纸上必须反映以下内容：总成的爆炸图、BOM清单、材料要求、装配要求、关键尺寸控制、定位基准点、尺寸公差表、符合标准等。
输出：2D工程图纸。
2.2.153D数据、2D图纸提交并发布
输出：正式的3D数据及2D图纸。
3保险杠系统设计可行性分析
保险杠作为汽车的重要被动安全件、外观件。在前期设计时，首先要明确整车的销售市场，进而确定需要满足的不同市场的法规要求；再者要基于以前的设计经验和竞争车型（Benchmark）的分析，通常包括竞争车型的各类静态间隙、面差，各个零部件的尺寸等信息，同时还需要记录各零部件的材料类型，大致结构，拆卸顺序，分析产品功能，以及所使用的各类紧回件，紧固力矩等；通过上述分析形成对保险杠系统的设计概念和设计目标。
在保险杠系统设计前期的总布置和造型阶段的可行性分析非常重要，因为这个阶段需要工程开发人员根据相关的工艺知识对造型进行相应的可行性分析，对造型提出相应的更改建议。尽量将一些工程问题在前期暴露，避免后期的更改；一般来说前期的可行性分析和造型阶段的工程技术支持是否充分，直接决定了后续工作的进展顺利性、开发周期及开发成本的高低。
保险杠系统设计可行性分析主要有：碰撞性能要求、行人保护性能要求、外部突出物要求、满足冷却系统的有效进风面积、符合造型要求，整体外观的流畅，协调性、低成本，自重轻，材料的可回收利用性、工艺可行性，拆装方便的原则。
3.1间隙与面差定义DTS
3.2保险杠系统相关法规简介
范围中国欧洲美国
保险杠的位置尺寸QC/T 487-1999
外部凸出物GB 11566-2009 74/483/EE（79/488/EEC），ECE R26
牌照安装GB 15741-1995，GA 36-2014 70/222/EEC SAE J686-2012 低速碰撞GB 17345-1998 ECE R42，ECE R94 FMVSS 581
行人保护GB 24550-2009 20003/102/EC，EC-78-2009
汽车轮护板GB 7063-2011 78/549/EEC，94/78/EEC
制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:
式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：
图书分类号： 密级： 毕业论文 汽车前保险杆设计与建模 DESIGN AND MODELING FRONT BUMPER CARS
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：日期：年月日 学位论文版权协议书 本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名：导师签名： 日期：年月日日期：年月日
摘要 随着汽车制造业的迅猛发展，全球的汽车制造企业竞争越来越激烈，前保险杠是汽车外饰的重要组成部分，汽车的整体造型和零件的形状，零件之间的装配组合有着很大影响。设计时要结合人机工程，造型，工艺等来使汽车更加美观实用。汽车前保险杠对汽车的影响很大，这些都是众所周知的，它汽车结构的重要结构，汽车的安全装置。最近几年来，汽车在我国的消费量越来越大，同时消费者对于汽车的外观也有很大的要求，由于汽车前保险杠是汽车的外观，所以商家对于它的重视度很高。而我国市场对于汽车前保险杠在需求量也在不断地增加。就现阶段而言，消费者选择汽车，外观占有很大的一部分。而现阶段汽车的前保险杠多多少少都会有一些问题，而这些问题就有可能别人不会选择这款车，与此同时，这款类型的汽车销量就会不好。因此怎样解决这些问题，我们设计前保险杠要首先解决问题。 我们用catia对汽车前保险杠进行了表面的提取与结合，用catia有限元分析软件，首先，我们对汽车的横梁碰撞测试，来了解横梁能够承受的力，对汽车前保险杠失效准则进一步加深了解。 关键词：汽车前保险杠、外观、横梁、碰撞
保险杠设计指南 在轿车上后视镜主要分为前保险杠和后保险杠，属于安全件。在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用。在保险杠的性能试验方面，最主要的是耐侯性能试验、缺口冲击强度试验，落球试验，整车以9公里时速撞击时，保险杠能恢复原状，抗碎石冲击性能等。 保险杠材料的选择是实现其功能的首要条件。一般采用PP+EPDM(PE)的材料，使保险杠具有一定的弹性，可以吸收部分碰撞能量。 A11前、后保险杠的材料选用PP+ PE，其中PE使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，缓冲器用热板焊接到本体上。缓冲器采用蜂窝状结构，使保险杠的缓冲性能发挥到极限。 A11前、保险杠总成重量是9056g，后保险杠总成重量是10332g。 S11前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T15，其中EPDM使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，S11考虑到成本，缓冲器结构相当简单，性能上相对于A11的要差些。 S11前保险杠总成重量是2976 g，后保险杠总成重量是3239 g。 B11前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T10，其中EPDM使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，缓冲器用卡扣联接到本体上。前保险杠缓冲器采用中空状结构，材料为GMT，强度很好，有很好的缓冲性能，但价格昂贵。后保险杠缓冲器也采用中空状结构，材料为PC+PBT，强度很好，但保险杠的缓冲性能相对来说不如A11。 B11前保险杠总成重量是3900 g，后保险杠总成重量是5500 g。 前、后保险杠的重量在整车附件中占有绝对的比例，它的重量将会影响到整车的油耗等。因此，在设计时，应根据不同的材料，选用不同的料厚，达到减轻重量的作用。 保险杠的开发周期为6个月，其中2个月用于设计，3个月用于开模，1个月用于匹配。 保险杠的主要失效模式有开裂，装配不良，于大灯干涉、设计工艺性差等。 前保险杠的结构一般采用保险杠外罩＋吸能器＋固定加强板这样的三明治结构而后保险杠结构一般只采用外罩＋加强装置，其中保险杠外罩一般采用PP+EPDM+TX:其中的PP为保险杠外罩的基体，EPDM能够提高保险杠外罩的弹性，而TX的含义是材料中加上x％的滑石粉，主要是提高保险港外罩的刚度。常用料为T20.吸能器一般采用EPP或者是PP发泡结构，起到吸收撞击能量的作用。加强板的材料一般采用GMT压制件，前保采用螺栓固定的结构，而后保一般采用热板焊的结构主要是因为后保比前保少了一个吸能器，这样的结构可以使安装更便捷。现在的欧美法规一般有明确的规定：前后保必须要采用前后大型吸能保险杠，主要是为了满足欧美法规中的后碰撞要求，以及行人保护等相关的法规。其中GMT代表玻璃纤维垫强化热塑材料：其基层为聚丙烯脂增强材料为玻纤垫料，一般可利用直接热冲压技术使板材成型。以上提到的这些材料一般均具有回收再利用的环保效果，可以降低对于环境的污染。 保险杠在设计时一般主要考虑外观上的整体效果，以达到造型的目的，所以对于保险杠的安装方式大多是由设计公司提出粗略的结构，而具体的机构设计是由供应商和正车制造商相互配合来完成，从而使保险杠的结构符合制造和安装工艺。对于车身附件工程师来说安装结构的确定无疑是最重要的，所以在与设计公司及供应商确定机构时必须要仔细考虑制造，安装，喷涂，等众多的因素，除此之外还要考虑相关的法规要求以及标准。 汽车的燃料在燃烧推动机械运转时已经消耗了一大部分动力，而当汽车高速行使时，一
毕业设计（论文）开题报告
1 选题的背景和意义 1.1 选题的背景 在全球面临着能源和环境双重危机的严峻挑战下世界各国汽车企业都在寻求新的解决方案一一如开发新能源技术，发展新能源汽车等等然而. 新能源汽车在研发过程中已出现!群雄争霸的局面在能源领域. 有压缩天然气，液化石油气，煤炼乙醇，植物乙醇，生物乙醇，，生物柴油，甲醇，二甲醚，合成油等等新能源动力汽车在转换能源方面有燃料电池汽车氢燃料汽车纯电动汽车轮毅电机车等等。选择哪种新能源技术作为未来汽车产业发展的主要方向是摆在中国汽车行业面前的重要课题。据有关专家分析进入新世纪以来，以汽车动力电气化为主要特征的新能源电动汽车技术突飞猛进。其中油电混合动力技术逐步进入产业化锂动力电池技术取得重大突破。新能源电动汽车技术的变革为我国车用能源转型和汽车产业化振兴提供了历史机遇[1]。 作为 21 世纪最清洁的能源———电能，既是无污染又是可再生资源，因此电动汽车应运而生，随着人民生活水平和环保觉悟的提高电动汽车越来越受到广泛关注[2]。传统车辆的转向、驱动和制动都通过机械部件连接来操纵，而在电动汽车中，这些系统操纵机构中的机械部件（包括液压件）有被更紧凑、反应更敏捷的电子控制元件系统所取代的趋势。加上四轮能实现± 90°偏转的四轮转向技术，车辆可实现任意角度的平移，绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。线控和四轮转向的有机结合，是当今汽车新技术领域的一大亮点，其突出特点就是操纵灵活和行驶稳定[3]。轮毂电机驱动电动车以其节能环保高效的特点顺应了当今时代的潮流，全方位移动车辆是解决日益突出的城市停车难问题的重要技术途径，因此，全方位移动的线控转向轮毂电机驱动电动车是未来先进车辆发展的主流方向之一。全方位移动车辆可实现常规行驶、沿任意方向的平移、绕任意设定点、零半径原地转向等转向功能[4]。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 电动汽车的出现得益于19世纪末电池技术和电机技术的发展较内燃机成熟，而此时石油的运用还没有普及，电动车辆最早出现在英国，1834年Thomas Davenport 在布兰顿演示了采用不可充电的玻璃封装蓄电池的蓄电池车，此车的出现比世界上第一部内燃机型的汽车(1885年)早了半个世纪。1873年英国人Robert Davidson制造的一辆三轮车，它由一块铁锌电池向电机提供电力，这被认为是电动汽车的诞生，这也比第一部内燃机型的汽车早出现了13年。到了1881年，法国人Gustave Trouve 使用铅酸电池制造了第一辆能反复充电的电动汽车。此后三四十年间，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置，据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有
汽车前保险杠设计可行性研究 文章简单介绍了前保险杠设计涉及的法规和关键尺寸，对汽车前保险杠设计开发初步可行性分析有一定的指导作用，做好前期的可行性分析，可以大大减少后期的更改量，对项目的进度和最终成功起到决定性作用。 标签：前保杠；法规；关键尺寸 Abstract：This article briefly introduces the laws and regulations as well as key dimensions involved in the design of the front bumper，which will guide the preliminary feasibility analysis of the design and development of the front bumper of the automobile，and do a good job of feasibility analysis in the early stage，which can greatly reduce the amount of change in the later stage and play a decisive role in the progress and ultimate success. Keywords：front bumper；law and regulation；key dimensions 當今汽车保险杠除了保持原有的保护功能外，还追求与车身形状的和谐统一，追求自身的轻量化。为了实现这一目标，汽车的前保险杠和后保险杠目前都是用塑料制成的，也就是所谓的塑料保险杠。塑料保险杠外形除了要美观，风格要和车身相衬，还必须满足各种功能和法律法规的要求，各种功能部件和保险杠附件的位置要符合车辆总布置和人机工程学的要求。 在设计初始阶段，先要检查造型是否满足法规要求。工程师必须考虑与保险杠相关的法规和布局要求有：低速碰撞、行人保护、外部凸出物、牌照安装、冷却系统对格栅进气面积要求、前保险杠接近角等。 低速碰撞（GB 17354），前后保险杠低速碰撞的设计要求是在发生接触和轻微碰撞时，不会对车辆造成严重损伤，保护车身、发动机供油系统、排气系统、冷却系统以及相关的灯具等不受到损伤。为了满足该设计要求，保险杠造型的主要设计方向是保险杠蒙皮超出前照灯、雾灯和发动机盖等附件，以便在碰撞时首先接触保险杠以保护其附件。前保险杠正面碰撞，碰撞摆锤与发动机舱盖最前端的间隙，中欧经验值≥50mm，美标经验值≥70mm；侧30度碰撞，碰撞摆锤与前大灯的间隙，中欧经验值≥30mm，美标经验值≥50mm。中欧低速碰撞高度445mm，美标低速碰撞高度406.4-508mm。截面图详见图1低速碰撞布置。 行人保护（GB/T 24550-2009），目前已成为设计方面所关注的重要课题。行人保护中影响保险杠布置和造型的主要是小腿碰撞部分，其主要的评价指标有胫骨加速度G（g）、最大弯曲角度A（°）、最大剪切位移S（mm）。为了实现对小腿碰撞的保护，在前保横梁和前保险杠内表面之间通常布置保险杠吸能块。同时我们会设计吸能空间，前保横梁和前保蒙皮内表面距离（S）越大越好，此空间尺寸的增大可以为小腿碰撞器提供足够的变形空间。为达到标准要求，保险杠整个小腿碰撞区域的该距离尺寸（S）需保证80mm以上。截面图详见图2前保横
基于MAT LAB 的汽车制动系统 3 设计与分析软件开发 孙益民(上汽汽车工程研究院 【摘要】根据整车制动系统开发需要, 利用MAT LAB 平台开发了汽车制动系统的设计和性能仿真软件。 该软件用户界面和模块化设计方法可有效缩短开发时间, 提高设计效率。并以上汽赛宝车为例, 对该软件的可行性进行了验证。 【主题词】制动系汽车设计 统分成两个小闭环系统, 使设计人员更加容易把 1引言 制动性能是衡量汽车主动安全性的主要指标。如何在较短的开发周期内设计性能良好的制动系统一直是各汽车公司争相解决的课题。 本文拟根据公司产品开发工作需要, 利用现有MA T LAB 软件平台, 建立一套面向设计工程师, 易于调试的制动开发系统, 实现良好的人机互动, 以提高设计效率、缩短产品开发周期。 握各参数对整体性能的影响, 使调试更具针对性。 其具体实施过程如图1所示。 3软件开发
与图1所示的制动系统方案设计流程对应, 软件开发也按照整车参数输入、预演及主要参数确定, 其他参数确定和生成方案报告4个步骤实现。3. 1车辆参数输入 根据整车产品的定位、配置及总布置方案得出空载和满载两种条件下的整车质量、前后轴荷分配、质心高度, 轮胎规格及额定最高车速。以便获取理想的前后轴制动力分配及应急制动所需面临的极限工况。 3. 2预演及主要参数确定 在获取车辆参数后, 设计人员需根据整车参数进行制动系的设计, 软件利用MAT LAB 的G U I 工具箱建立如图2所示调试界面。左侧为各主要参数, 右侧为4组制动效能仿真曲线, 从曲线可以查看给定主要参数下的制动力分配、同步附着系数、管路压力分配、路面附着系数利用率随路况的变化曲线, 及利用附着系数与国标和法规的符合现制动器选型、性能尺寸调节, 查看液压比例阀、感载比例阀、射线阀等多种调压工况的制动效能, 并通过观察了 2汽车制动系统方案设计流程的优化 从整车开发角度, 制动系统的开发流程主要包括系统方案设计、产品开发和试验验证三大环节。制动系统的方案设计主要包含结构选型、参数选择、性能仿真与评估, 方案确定4个环节。以前, 制动系统设计软件都是在完成整个流程后, 根据仿真结果对初始设计参数修正。因此, 设计人员往往要反复多次方可获得良好的设计效果, 而且, 在调试过程中, 一些参数在特定情况下的相互影响不易在调试中发现, 调试的尺度很难把握。 本文将整车设计流程划分为两个阶段:主要参数的预演和确定、其他参数的预演和参数确定。即根据模块化设计思想, 将原来一个闭环设计系 收稿日期:2004-12-27 3本文为上海市汽车工程学会2004年(第11届学术年会优秀论文。
浅谈汽车保险杠设计及制造关键技术 随着时代的不断进步，国人对汽车质量提出了更高的要求，因此促进了国产汽车行业的蓬勃发展。众所周知，保险杠的设计直接影响到汽车制造质量，同是也是汽车制造中非常重要的一部分。从当前形势看来，只有加强对保险杠的科学设计，才能确保汽车保险杠的制造质量。本文主要针对汽车保险杠设计以及制造关键技术进行详细分析。 标签：汽车保险杠；设计；制造关键技术 保险杠是汽车的主要部件，在汽车行业不断发展的前提下，保险杠设计以及制造质量不断提高，人们对汽车保险杠的设计要求也随之增高，因此需要不断提高保险杠设计以及制造技术，促进汽车生产技术的有效提高。保险杠设计以及制造技术与汽车使用的安全性能有着密切关系，所以必须要重视这项工作，并加强对汽车保险杠设计以及制造关键技术的详细分析，避免汽车保险杠在设计和制造过程中出现缺陷问题。 1 汽车保险杠的组成分析 1.1 汽车保险杠的蒙皮系统 在汽车保险杠设计的过程中离不开塑料，塑料是保险杠蒙皮系统的主要构成材料，它不但具有高硬度性能，而且在保险杠设计过程中还起到装饰的作用。在汽车在行驶过程中如果发生危险，作为保险杠的蒙皮系统能够发挥很好的缓冲作用[1]，有效保护驾驶者的安全。同时在确保蒙皮系统不受到损坏前提下，还可以最大限度避免安全事故的发生。 1.2 汽车保险杠的横梁系统 横梁是保险杠安全系统中的主要组成部分，可以有效将汽车在碰撞中产生的能量进行分散，并且吸收大量能量，一旦汽车发生碰撞，横梁可以将碰撞情况下所产生的能量进行及时转移，更好的保护了驾驶者自身的安全性。在设计汽车横梁的环节，必须要确保横梁能够有效吸收汽车撞击产生的能量，确保了汽车各个部件的安全。在通常情况下，保险杠横梁重量占到汽车总重量的0.40%，同时它所承受的压力约为1300～1600MPa。 1.3 保险杠的核心系统 保险杠安全设计会直接影响到汽车整体质量，所以在实际设计过程中要加强对每个环节的合理配置和优化，有效提高汽车质量。同时需要对保险杠操作规范进行科学控制，积极融入一些新的设计观念，不断加大对新型材料的应用力度，只有这样才能确保汽车整体质量。
第1章绪论 1.1制动系统设计的意义 汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。 通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定汽车制动器的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求：具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。 1.2制动系统研究现状 车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。当车辆制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，所以才导致汽车的速度逐渐减小至零，对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析，通常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价： （1）制动效能:即制动距离与制动减速度； 1
（2）制动效能的恒定性：即抗热衰退性； （3）制动时汽车的方向稳定性； 目前，对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行，由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量，因此，多数有关传动系!制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶，其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据，在汽车道路试验中，如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化，则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。 1.3制动系统设计内容 （1）研究、确定制动系统的构成 （2）汽车必需制动力及其前后分配的确定 前提条件一经确定，与前项的系统的研究、确定的同时，研究汽车必需的制动力并把它们适当地分配到前后轴上，确定每个车轮制动器必需的制动力。 （3）确定制动器制动力、摩擦片寿命及构造、参数 制动器必需制动力求出后，考虑摩擦片寿命和由轮胎尺寸等所限制的空间，选定制动器的型式、构造和参数，绘制布置图，进行制动力制动力矩计算、摩擦磨损计算。 （4）制动器零件设计 零件设计、材料、强度、耐久性及装配性等的研究确定，进行工作图设计。 1.4制动系统设计要求 制定出制动系统的结构方案，确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用计算机辅助设计绘制装配图 2
摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压
Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure
上海工程技术大学 毕业设计（论文） 开题报告 题目SY1046载货汽车制动系统设计 汽车工程学院（系）车辆工程专业班 学生姓名 学号 指导教师 开题日期：2016 年3 月14 日
开题报告 一、毕业设计题目的来源、理论、实际意义和发展趋势 1、题目：SY1046载货汽车制动系统设计 2、题目来源：生产实践 3、意义： 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气-液混合式。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构形式和功能形式发生相应的改变，例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源，一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。[1]制动系统在汽车中是非常重要的，当一辆车在高速上行驶的时候，制动系统突然出现问题导致汽车无法制动，这个是非常危险的，国内很多报道都报道过，某某车辆由于制动系统失灵出现了严重的事故，制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。 2013年7月14日至2014年3月1日期间生产的2013款翼虎汽车，共计191368辆。被福特召回，原因是由于制动真空助力器密封圈缺少润滑油脂，导致密封圈过早磨损，极端情况下密封圈会与隔板分离，导致制动踏板变硬，车主会感觉到真空助力不足从而需要更用力地踩刹车，存在安全隐患。长安福特汽车有限公司将为召回范围内的车辆免费检查并更换有潜在风险的制动真空助力器，以消除安全隐患。 可想而知，汽车拥有传动系统、制动系统、行走系统、转向系统，而可以看出，制动系统是汽车四大系统之一。 本课题研究的是SY1046载货汽车制动系统的设计，这个制动系统对整车来言是重要部件之一，设计的要求双管路前、后鼓式制动系统，进行动力分配，同时进行相关关键部件的校核运算。本设计能充分体现大学期间的知识掌握程度和创新思想，具有重要意义。 4、国内外研究现状与趋势 (1)国外研究现状与趋势：已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术,随着人们对制动性能要求的提高,防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中,需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能,这就使得制动系统结构复杂化,增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度,制动系统要求结
前言保险杠设计指南
1、简要说明 1.1该部分综述 1.1.1产品简介 汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力，保护车身前后部的安全装置，有着很强的造型美观功能，追求和车体造型的和谐统一。 随着汽车工业的发展,汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革 新的道路.今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外,还要追求与车体造型和谐与统一,追求本身的轻量化. 为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。保险杠是重要的外观件安全件。保险杠在碰撞时充分吸收能量，保护车辆的功能件能正常工作，行人碰撞时，降低对人体的伤害程度。 现今，汽车保险杠一般为塑料组成，可以达到美观、吸能、和轻量化的目的，是乘用车的重要外饰件 1.1.2产品分类 塑料保险杠由外板蒙皮、缓冲材料和横梁三部分组成。外板蒙皮和缓冲材料由塑料材料制成，横梁为厚度为1.5ｍｍ的钢板冲压，可以有多层板焊接而成。 1.2设计该产品的目的 塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。 1.3适用范围 塑料保险杠适用于乘用车前后端。
前言1.4零部件构成图 S18前保险杠构成图
S18后保险杠构成图 1.5产品开发工艺介绍 通常情况下本体注塑成型，横梁冲压成型，发泡式缓冲器发泡成型。1.6产品开发流程介绍 产品开发有10个阶段，从P0到P9。 开发设计阶段的流程，在本设计指南中不过多介绍，主要说明一下开发阶段从P3以后的主要流程。 1、试制阶段：试制的目的是对设计进行验证，并对设计进行确认； 2、模具、检具开发阶段：经过试制阶段，对设计进行验证，并对设计进行改 进后，可以对设计进行确认。此后，进行零件正式模具的开发； 3、正式模具件装车验证，进行产品改进，并相应调整、修改模具，使产品更 加完善，品质更好； 4、发放造型样板，制作外观件； 5、制定材料、总成试验大纲，进行零部件材料、性能试验； 6、对产品进行“工装样件认可”（OTS认可）。至此，完成产品的开发工作。***注：需要特别强调的是，在开发阶段，无论是对试制零件，还是正式模具件，都要对此进行必要的尺寸检查，确认符合图纸和数据后，才可进行装车验证。否则，所有的验证工作，就没有正确的依据。*** 2、设计构想（思想、理念） 2.1设计原则 2．1.1相关法规 低速碰撞： NA & Europe Mandatory Bumper Low Speed Impact Regulations
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：
摘要 防抱死制动控制系统（ABS）是在传统制动系统的基础上采用智能控制技术，在制动时自动调节制动力防止车轮抱死，充分利用道路附着力，提高制动方向稳定性和操纵稳定性，从而获得最大制动力且缩短制动距离，尽可能地避免交通事故发生的机电一体化安全装置。 本文根据防抱死制动控制系统的工作原理，应用汽车单轮运动的力学模型,分析了制动过程中的运动情况。采用基于车轮滑移率的防抱控制理论，根据车速、轮速来计算车轮滑移率。以MSP430F149单片机为核心，完成了输入电路、输出驱动电路及故障诊断等电路设计，阐述了ABS系统软件各功能模块的设计思想和实现方法，完成了ABS 检测软件、控制软件的设计。 课题所完成的汽车防抱死制动控制系统己通过模拟试验台的基本性能试验，结果表明：汽车防抱死制动控制系统的硬件电路设计合理可行，软件所采用的控制策略正确、有效，系统运行稳定可靠，改善了汽车制动系统性能，基本能够满足汽车安全制动的需要。 本文对汽车防抱死制动系统进行了数学建模，并在Matlab/Simulink 的环境下，对汽车常规制动系统和基于PID 控制器的防抱死制动系统的制动过程进行了仿真，通过对比分析，验证了基于PID 控制器的汽车防抱死制动系统具有良好的制动性能和方向操纵性。 关键词：防抱死制动系统（ABS）；滑移率；控制策略；单片机；建模；仿真；
第一章绪论 1.1 防抱死制动系统概述 1.1.1 防抱死制动系统的产生 当汽车以较高的车速在表面潮湿或有冰雪的路面上紧急制动时，很可能会出现这样一些危险的情况：车尾在制动的过程中偏离行进的方向，严重的时候会出现汽车旋转掉头，汽车失去方向稳定性，这种现象称为侧滑；另一种情况是在制动过程中驾驶员控制不了汽车的行驶方向，即汽车失去方向可操纵性，若在弯道制动，汽车会沿路边滑出或闯入对面车道，即便是直线制动，也会因为失去对方向的控制而无法避让对面的障碍物。产生这些危险状况的原因在于汽车的车轮在制动过程中产生抱死现象，此时，车轮相对于路面的运动不再是滚动，而是滑动，路面作用在轮胎上的侧滑摩擦力和纵向制动力变得很小，路面越滑，车轮越容易出现抱死现象；同时汽车制动的初速度越高，车轮抱死所产生的危险性也越大。这将导致汽车可能会出现下面三种情况： ① 制动距离变长 ②方向稳定性变差，出现侧滑现象，严重时出现旋转掉头 ③ 方向操纵性丧失，驾驶员不能控制汽车的行驶方向 防抱死制动系统ABS（Anti-lock Braking System）是一种主动安全装置，它在制动过程中根据“车辆一路面”状况，采用电子控制方式自动调节车轮的制动力矩来达到防止车轮抱死的目的。即在汽车制动时使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也保持着较高的附着系数，防止车轮抱死滑拖，提高制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，使制动更为安全有效。 随着汽车行驶速度的提高、道路行车密度的增大、以及人们对汽车行驶安全性的要
制动系统计算分析 一制动技术条件： 1. 行车制动： 2. 应急制动： 3. 驻车制动： 在空载状态下，驻车制动装置应能保证机动车在坡度20%（对总质量为整备质量的1.2倍以下的机动车为15%），轮胎与地面的附着系数不小于0.7的坡道上正反两个方向上保持不动，其时间不应少于5分钟。
二制动器选型 1.最大制动力矩的确定 根据同步附着系数和整车参数，确定前后轴所需制动力矩的范围，最大制动力是汽车附着质量被完全利用的条件下获得的，设良好路面附着系数φ=0.7。满载情况下，确定前后轴制动器所需要的最大制动力矩。 为：前轴 Mu1=G*φ(b+φ*h g)*r e /L (N.m) 后轴 Mu2=G*φ(a-φ*h g)*r e /L (N.m) 或者 Mu1=β/(1-β)* Mu2 【β=(φ*h g+b)/L】 其中 r e -轮胎有效半径 a-质心到前轴的距离 b-质心到后轴的距离 h g -质心高度 L-轴距φ-良好路面附着系数 G-满载总重量（N；g=9.8m/s2） 同理：空载亦如此。 前轴；Mu11 后轴：Mu21 根据满载和空载的情况，确定最大制动力矩，此力满足最大值。 所以：前轮制动器制动力矩（单个）≥Mu1或Mu11/2 后轮制动器制动力矩（单个）≥Mu2或Mu21/2 2.行车制动性能计算（满载情况下） 已知参数：前桥最大制动力矩Tu1(N.m) 单个制动器 后桥最大制动力矩Tu2(N.m) 单个制动器 满载整车总质量M（kg）
Mu1= Tu1*φ*2 (N.m) Mu2= Tu2*φ*2 (N.m) Fu= (Mu1+ Mu2)/r e (N) ②制动减速度 a b=Fu/M (m/s2) ③制动距离 S= U a0*(t21+ t211 /2)/3.6+ U a02 /25.92* a b 其中：U a0 (km/h)-制动初速度， t21+ t211 /2 为气压制动系制动系作用时间（一般在0.3-0.9s） 3.驻车制动性能计算 满载下坡停驻时后轴车轮的附着力矩：Mf Mf=M*g*φ(a*cosα/L -h g*sinα/L)*r e (N.m) 其中附着系数φ=0.7 坡度20%（α=11.31o） 在20%坡上的下滑力矩：M滑 M滑=M*g*sinα*r e (N.m)驻车度α=11.31o 则Mf>M滑时，满足驻车要求。 三储气筒容量校核 设储气筒容积为V储，全部制动管路总容积为∑V管，各制动气室压力腔最大容积之和为∑V s , 其中∑V管约为∑Vs的25%-50%,V储/∑V s=20-40（推荐值）。
机械工程学院毕业设计 题目：汽车盘式制动器设计 专业：车辆工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2016.5.26
目录 摘要 (3) 前言 (3) 1绪论 (4) 1.1 制动系统设计的意义 (4) 1.2 本次制动系统应达到的目标 (4) 2制动系统方案论证分析与选择 (4) 2.1 盘式制动器 (5) 2.2 简单制动系 (5) 2.3 动力制动系 (5) 2.4 伺服制动系 (6) 2.5 液压分路系统的形式的选择 (6) 2.6 液压制动主缸的设计方案 (6) 3盘式制动器概述 (8) 3.1制动盘 (8) 3.2制动摩擦衬块 (9) 3.3 盘式制动器操纵机构 (9) 4制动系统设计计算 (10) 4.1 相关主要参数 (10) 4.2 同步附着系数的分析 (11) 4.3 分析计算法向作用力 (11) 4.4 制动力矩分配系数的选取和计算 (12) 4.5 制动器制动力矩的确定 (12) 4.6 盘式制动器主要参数确定 (13) 4.7 盘式制动器的制动力计算 (15) 4.8 制动器主要零部件的结构设计 (16) 5液压制动驱动机构的设计计算 (17) 5.1 前轮制动轮缸直径d的确定 (17) 5.2 制动主缸直径0d的确定 (17) 5.3 制动踏板力p F和制动踏板工作行程p S (18) 第6章制动性能分析 (19) 6.1 制动性能评价指标 (20) 6.2 制动效能 (20) 6.3 制动效能的恒定性 (20) 6.4 制动时汽车方向的稳定性 (20) 6.5 制动器制动力分配曲线分析 (21) 6 .6制动减速度j和制动距离。 (22) 6.7 摩擦衬块的磨损特性计算 (22) 7总结 (24) 参考文献 (25) 致谢 (25)
科技论坛 保险杠是汽车的重要组成部件之一，随着汽车制造业的不断发展，保险杠的设计以及制造质量越来越高，汽车制造业对保险杠的需求量越来越大，这对保险杠的制造单位提出了更好的要求，其必须不断的完善技术，还要提高生产的效率。汽车保险杠的设计与制造影响着汽车使用的安全性，所以，汽车保险杠的制造单位一定要重视这项工作，本文对汽车保险杠的设计以及制造关键技术进行了分析，希望对相关设计人员提供一定帮助，避免汽车保险杠出现缺陷问题。 1保险杠系统的构成 1.1保险杠蒙皮系统。汽车保险杠蒙皮系统是一般是由塑料材料构成的，其有着较高的强度，还具有装饰效果，在车体出现碰撞后，保险蒙皮系统可以起到缓冲的作用，可以有效的保证司机以及乘客的安全，还要保证车体零件不会出现损坏。保险杠是汽车外观的重要组成，其可以提高汽车外形的美观性，还可以增加车身设计的内涵。 1.2保险杠横梁系统。保险杠梁系统是汽车有效的安全系统，其实现碰撞能量的传递，可以吸收车体碰撞后的能量，利用横梁与纵梁可以将碰撞的能力传递给A 柱、侧围门槛等部件。在对保险杠进行设计时，需要做好主衡梁吸能元件的设计工作，要保证低速碰撞不会对汽车贵重零件造成破坏。保险杠横梁约占汽车总重量的0.3%，其抗拉强度需要达到1200-1500MPa 左右，所以，制造厂需要保证钢板的抗拉强度达到这一标准。 1.3保险杠吸能泡沫系统。吸能泡沫可以保证车体低速碰撞时，车身不会出现严重的变形情况，可以保护保险杠蒙皮，还可以保护车灯，还可以缓冲汽车对行人产生碰撞力。泡沫件是由塑料粒子发泡形成的，在设计的过程中，需要考虑泡沫密度以及压缩强度。 1.4行人保护系统。行人保护系统是由智能安全保障系统、行人安全气囊等部件组成的，行人保护横梁可以避免汽车在发生碰撞后碾压行人的脚，在设计保险杠时，要做好行人保护系统的优化工作，要注意泡沫件刚度以及间隙，还要减少发生碰撞时，行人膝盖的弯曲程度，这样才能降低对行人造成的伤害。 1.5保险杠系统的核心功能。保险杠系统的核心功能与汽车各个系统设计的质量有着较大的关系，设计人员需要做好蒙皮系统、横梁系统、缓冲吸能系统以及行人保护装置的优化工作，这样才能保证行车的安全性，才能为乘客以及司机提供安全保障。在对汽车保险杠系统进行设计时，要保证操作的规范性，还要以保证行车的安全为原则，要对设计理念进行创新，还要融入环保的理念，应用新型的环保材料，这样才能实现保险杠系统的完善与优化，才能做到对碰撞能量的传递，对结构变形进行吸能。 2保险杠系统的设计理念 2.1轻量化材料的选择。保险杠系统的设计需要遵循轻量化的原则，要降低汽车的油耗，还要采用强度以及刚度较高的材料，为了减轻汽车的重量，要使用轻质材料，可以采用铝合金或者复合材料。设计人员在选择材料时，要以经济、环保、节能为原则，还要保证应用技术的可行性，保证材料的使用性能与零件的设计功能相适应。首先考虑材料要求（满足功能、经济、节能、环保、可回收等要求），通过可行性分析，基于数据库与以往案例库进行候选材料的选择与确定；然后着手功能性分析，实现功能并且结构合理。 2.2安全设计。保险杠安全设计的主要内容是碰撞能量的传递路径以及吸能区域的优化分布。保险杆系统必须进行多项碰撞试 验、摆锤试验，确保行车安全。对于前保险杠系统，必须谨慎合理地设计散热器系统与保险杠横梁、蒙皮与保险杠横梁、蒙皮与泡沫件的安全距离，以及优化吸能泡沫件的设计；对于后保险杠系统，一方面确保乘员空间的保护，另外还必须保障后碰燃油系统的安全。保险杠系统结构设计的影响因素：离地间隙、接近角、离去角、前后悬长度、前纵梁间距等关键设计约束。 2.3绿色设计。绿色设计体系需遵从环境准则、技术准则、经济性准则与人机工程准则。绿色设计的总体要求：在产品生命周期里，能源消耗最小化，废弃物排放量最小化，对生态系统的危害最小化。绿色设计的目标是最大努力地减小环境冲击，实现“低碳经济”，因此在保证性能的前提下，在设计的早期就考虑降低产品形成的物耗能耗，优先目标是无污染、可降解、可回收、可重复利用。 3保险杠制造关键技术 3.1制件的壁厚确定。应尽量壁厚均匀、厚度适当、不应有突变，厚度不同时应逐渐过渡。各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm 时，将引起冷却时间过长，产生缩痕等问题，应考虑改变产品结构。满足要求时尽量减小壁厚。壁厚不均会引起表面缩印。如PP、POM、PE、PA 更为显著。汽车外饰件一般壁厚取2.5+0.25mm，大型件如保险杠取3+0.25mm 至3.5+0.25mm。 3.2加强筋设计。加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。加强筋的厚度一般不大于产品壁厚的1/3，特殊条件下(如满足强度要求的前提下)需小于产品壁厚的1/2，否则引起表面缩痕。加强筋的单面斜度应大于1.5度，以避免顶伤。多条加强筋相互错开、布置得当，之间的距离大于4t(t 为塑件件壁厚)。筋的高度低于3t，不易过大，否则会使筋部受力破损。 3.3支撑面。若用整个面作为零件的支撑面，稍有变形就会影响与车身的配合。因此实际常采用凸边或者局部凸起的支角作为支撑面。 3.4孔。保险杠上的各种孔必需设置在不减弱产品机械强度的部位，其形状也需方便模具制造。孔与壁之间应保持一定距离，孔至边界最小至少是孔径的1.5倍。 3.5保险杠材料性能要求。韧性高:在低速下发生碰撞时，要防止行人受伤及车辆损坏。外观方面:设计自由，不发生热变形，对环境不敏感，耐划伤，不出现裂纹、缩孔、易于喷涂。 结束语 汽车保险杠设计是一项综合性工作，其包括汽车保险杠蒙皮系统、横梁系统、缓冲吸能系统以及行人保护装置系统等，在设计的过程中，需要做好设计理念的优化工作。本文对汽车保险杠系统的组成进行了介绍，还对设计的理念进行了分析，对保险杠制造关键技术进行了探讨，希望对相关设计人员提供一定帮助，提高汽车保险杠的制造质量，保证其各项功能的正常发挥。保险杠具有缓冲、保护等功能，其可以保证驾驶员、乘客以及行人的生命安全，设计人员要保证其功能的正常发挥。 参考文献 [1]李永泉,李峰,孙晋.基于Moldflow 的汽车保险杠注射成型分析[J].中国塑料，2010(7). [2]童尧,秦宗慧.注射成型工艺参数的混合优化[J].现代塑料加工应用，2010(3). [3]严志云,谢鹏程,丁玉梅,杨卫民.注射成型典型缺陷形成的原因及解决措施[J].模具制造，2010(3). 浅谈汽车保险杠设计及制造关键技术 杨帆 （沈阳汽车工业学院，辽宁沈阳110000） 摘要：本文对汽车保险杠设计的理念以及方法进行了介绍，还对保险杠制造的关键技术进行了探讨，希望对相关工作人员提供一 定帮助，合理优化保险杠的设计流程，要提高工作的效率，还要保证保险杠的制造质量，保证其应用的效果，这样才能促进汽车行业更好的发展。 关键词：汽车；保险杠；设计；制造；关键技术24··