汽车制动系统的设计与仿真

论文总字数：23171字

摘 要

随着现代高速公路的迅速发展，以及车速的提高，车流量的增大，人们对汽车的安全问题越来越高度重视。为了保障汽车行驶的安全性，停靠的稳定性，汽车的制动系统发挥着重要的作用。因此，如何研发出高性能的汽车制动性，使汽车能够提供安全行驶的保障，是制动系统的主要发展方向。只有汽车的制动性能良好，制动系统工作可靠，才能有效的发挥汽车的动力性。

本文通过对制动系各机构的结构特点及优缺点的系统分析，对制动系进行了方案设计，最终确定制动系为液压双回路的前盘后鼓式制动器。此外，对制动系各机构进行系统地设计，完成了制动器的有关计算以及液压制动驱动机构的设计计算，并对制动性能进行分析以及用仿真软件MATLAB对制动器的制动性能进行仿真。

关键字：制动系；结构设计；液压系统设计；性能仿真；MATLAB

Abstract

With the rapid development of modern highways, as well as improve the speed and traffic volume increases, the car’s safety issues more and more people’s attention. In order to ensure the safety of cars, parked stability, the car’s braking system plays an important role. Therefore, how to develop a high-performance automobile brake, so that the car can provide safe driving security, is the main development direction of the braking system. Only good braking performance of the car, the brake system is reliable, can effectively play the power of the car.

Based on the structural characteristics and the advantages and disadvantages of each institution"s braking system system analysis, program design braking system were to finalize a hydraulic dual-circuit braking system Qianpanhougu brakes. In addition, the agencies systematically brake system design, completed the design of computing and the drive mechanism of the brake hydraulic brake calculations, and to analyze the braking performance and use simulation software MATLAB to simulate the braking performance of the brake.

窗体底端

Keywords:design of braking system; brake structure design; hydraulic system design; brake system simulation; MATLAB

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 本课题的背景与意义 1

1.2 制动系统的发展动态 1

1.3 本次制动系统设计应达到的目标 1

1.4 本次制动系统的设计任务 2

第2章 制动系统的方案设计 3

2.1 制动系统设计要求 3

2.2 制动器方案设计 3

2.2.1 制动器的结构分析 3

2.2.2 制动器的方案设计 5

2.3 制动驱动机构的机构形式选择 5

2.4 液压分路系统的形式选择 5

2.5 液压制动主缸的方案设计 6

第3章 制动系统的设计计算 7

3.1 制动系统主要参数数值 7

3.1.1 相关技术参数 7

3.1.2 同步附着系数的分析 7

3.2 制动器有关计算 7

3.2.1 确定前后轴制动力矩分配系数β 8

3.2.2 制动器制动力矩的确定 8

3.2.3 后轮鼓式制动器的结构参数与摩擦系数的选取 8

3.2.4 前轮盘式制动器主要参数的确定 9

3.2.5 摩擦衬片的磨损特性计算 10

3.2.6 驻车制动计算 10

3.3 制动器因数的计算 11

3.3.1 鼓式制动器因数 11

3.3.2 盘式制动器效能因数 12

第4章 液压制动驱动机构的设计计算 13

4.1 制动轮缸直径与工作容积 13

4.1.1 前轮制动轮缸直径与工作容积 13

4.1.2 后轮制动轮缸直径与工作容积 14

4.2 制动主缸直径与工作容积 14

4.3 制动踏板力与踏板行程 14

第5章 制动性能分析 16

5.1 制动效能和制动效能的恒定性 16

5.1.1 制动效能 16

5.1.2 制动效能的恒定性 16

5.2 制动时汽车方向的稳定性 16

5.3 制动器制动力分配曲线分析 17

第6章 基于MATLAB汽车直线制动过程及制动性能的仿真优化 18

6.1 建立汽车直线制动时的基本受力模型 18

6.1.1 地面对前、后车轮的法向反作用力 18

6.1.2 理想的前、后制动器制动力分配曲线 18

6.1.3 具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数 19

6.1.4 利用附着系数与制动效率 19

6.2 MATLAB仿真与分析 20

6.2.1 MATLAB仿真软件 20

6.2.2 仿真图形的输出与分析 22

结 论 24

致 谢 25

参考文献 26

附 录 27

第1章 绪 论

1.1 本课题的背景与意义

随着高速公路的迅速发展，现代汽车已成为传输中最普遍的，用的最多，最为方便的交通工具。而车速的提高，车流量的增大，为保证汽车的安全行车和可靠停车，汽车的制动系统在其中扮演着重要的角色。汽车的底盘在制动系统中非常重要，它能制约汽车的运动。制动器在制动系统中也非常重要，它能够直接作用约束汽车的运动，是汽车上最重要的安全部件。制动性能的好坏直接影响驾驶员行驶在路面上时的安全性。而由于人们自身安全意识的提高，为了在行车过程中不会因为紧急制动而发生交通安全事故，所以必须在汽车上安装可靠的制动系统。为了充分发挥汽车的动力性能，汽车需有良好的制动性能和可靠的制动系统。

因此，如何提高制动的性能，使行车安全性提高，是制动系统设计中首先需要解决的。且随着汽车制造厂的不断增加，汽车品牌之间的竞争，减小汽车设计出来所需的时间，减少成本等，也是在汽车设计中需要解决的问题。汽车的仿真软件的设计正是解决这一类问题的。

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