汽車制造與裝配專業(yè)畢業(yè)設(shè)計.doc

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畢業(yè)論文/畢業(yè)設(shè)計 汽車制造與裝配專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 　　標(biāo) 題：汽車制動性能檢測工藝設(shè)計 　　摘 要 　　隨著交通事故發(fā)生率的急劇增加，如今汽車的安全性能已經(jīng)成為人們所關(guān)注的熱點，由于汽車制動性能直接關(guān)系到交通安全，重大交通事故往往與制動距離太長、緊急制動時發(fā)生側(cè)滑等情況有關(guān)，故汽車的制動性能是汽車安全行駛的重要保障。改善汽車的制動性能，始終是汽車設(shè)計制造和使用部門首要任務(wù)。 　　*首先以汽車制動性理論知識為基礎(chǔ)，包括汽車制動性的主要評價方法、制動時車輪受力、制動效能及其恒定性、制動時汽車的方向穩(wěn)定性、前后制動器制動力的比例關(guān)系等；然后利用matlab軟件對汽車制動性能相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行仿真編程以及調(diào)試；最后進(jìn)行實例分析，建立fsae賽車制動模型，結(jié)合車輛制動系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗取制動力分配比的初值為0.4，選取設(shè)計變量，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，設(shè)置約束條件，運行程序進(jìn)行仿真分析，得出fase賽車的制動距離為44.791m、最佳制動分配比為0.6223、制動減速度6.88m/ 以及同步附著系數(shù)為0.695。由仿真結(jié)果證明，所得結(jié)果滿足系統(tǒng)使用要求，對賽車制動系統(tǒng)設(shè)計具有一定的指導(dǎo)作用。 　　關(guān)鍵詞：制動性能，建模，matlab，fsae賽車 　　1. 汽車制動性能檢測概述 　　1.1 汽車制動性主要評價指標(biāo) 　　汽車的制動是指汽車行駛時能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定和在下長坡時能維持一定車速的能力。它主要由制動效能、制動效能的恒定性、制動時汽車的方向穩(wěn)定性三方面來評價。 　　（1）制動效能 　　制動效能，指汽車在良好的路面上以一定初速度和規(guī)定的踏板力開始制動， 　　在最短的時間內(nèi)停車的一種能力，是制動性能級墓本的評價指標(biāo)。一般用制動距 　　離、制動減速度、制動力等表示。 　?。?）制動效能的恒定性 　　制動效能的恒定性，指抗熱衰退性能和抗水衰退性能，主要指抗熱衰退性能。其中，抗熱衰退性能指汽車離速行駛制動或下長坡制動時隨制動器溫度升離而保持摩擦力矩不下降的能力；抗水衰退性能指汽車涉水后對制動效能的保持能力。 　?。?）制動時汽車的方向德定性 　　制動時汽車的方向穩(wěn)定性是指汽車在制動過程中不發(fā)生跑偏、側(cè)淆或喪失轉(zhuǎn) 　　向功能而按駕駛?cè)私o定方向行駛的能力。 　　1.2 制動時車輪的受力 　　1.2.1 地面制動力 　　制動時地面對車輪的切向反作用力——fx 　　1.2.2 制動器制動力 　　制動時制動器制動產(chǎn)生的力————ft1 ft2 　　1.2.3 地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關(guān)系 　　地面制動力fμ 、制動器制動力fx及附著力fφ之間的關(guān)系。 　　1. 附著力——地面對輪胎切向反作用力的極限值fφ。 　　2. 附著力取決于輪胎與路面之間的摩擦作用及路面的抗剪強度。 　　3. 硬路面上附著系數(shù)φ與滑移率s的關(guān)系 　?。?）制動過程中車輪的三種運動狀態(tài) 　　第一階段：純滾動，路面印痕與胎面花紋基本一致車速 v = 輪速vω 　　第二階段：邊滾邊滑，路面印痕可以辨認(rèn)出輪胎花紋，但花紋逐漸模糊。車速 v ＞ 輪速vω 　　第三階段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。 　　輪速vω = 0 　　若需增大fx ，必須增大f。f取決于附著系數(shù)φ，φ又受滑移率s的影響。 　　（2）滑移率s 　　定義：s=[(v－vω)/v]×100%=[(v－r.ω)/v]×100% 　　分析結(jié)論： 　　s ＜ 20%為制動穩(wěn)定區(qū)域； 　　s ＞ 20%為制動非穩(wěn)定區(qū)域； 　　1.2.4 硬路面上的附著系數(shù) 　　對車輛動力學(xué)控制中的道路路面附著系數(shù)實時估計問題進(jìn)行研究。首先使用魔術(shù)公式建立1/4車輛制動模型,即車輪制動動力學(xué)模型;然后將其中的附著系數(shù)相關(guān)項視為制動系統(tǒng)的擴張狀態(tài),建立其擴張狀態(tài)觀測器,通過輪速信號和制動力矩信號實時觀測制動過程中地面與輪胎間的縱向力,進(jìn)而計算出路面附著系數(shù);最后在均勻路面和突變路面條件下進(jìn)行仿真研究。結(jié)果表明,所提出的方法對車輛制動系統(tǒng)參數(shù)攝動和傳感器噪聲具有魯棒性,可以準(zhǔn)確地實現(xiàn)道路路面附著系數(shù)的實時估計,觀測器與控制器設(shè)計具有一定獨立性。 　　圖解： 　　1.3制動分析 　　1.3.1 制動減速度 　　制動減速度，是汽車在制動過程中的減速度。它直接反映了使汽車減速行駛的制動力的大小。顯然，制動減速度越大，制動力就越大，制動距離也越短。由于它更科學(xué)、更準(zhǔn)確地反應(yīng)了汽車的制動效能，所以已經(jīng)成為評價制動效能的重要指標(biāo)，與制動距離一起并用。 　　我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對各種車型汽車的制動減速度的要求。 　　從制動測試的結(jié)果中，最直觀的是可以看出兩車在制動距離上的差異。不過，從減速的g值上可以看出另外一個結(jié)果：不管在什么初始速度下，雅閣的制動減速g值都要小于凱美瑞的g值，這就可以說明雅閣與凱美瑞不同的制動特性：雅閣雖然在制動距離上長過凱美瑞，但雅閣在制動時的車身動態(tài)要好于凱美瑞，尤其在制動時的“點頭”動作上。