兩軸汽車制動減速度計算方法

甘林，趙丹，徐壘

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230061）

前言

制動減速度是整車制動性能的重要指標之一，影響到整車行車安全，為法規強制要求達標項，所以提高制動減速度計算準確性對整車設計具有重要意義。

根據現有的理論，可以計算出所有車輪不抱死的情況下的最大制動減速度。實際制動過程中往往會出現車輪抱死，這時只能通過靜止狀態下的軸荷來計算整車減速度，未考慮制動減速度對軸荷的影響，所以計算結果比實際測試結果偏大。計算結果比實際結果偏大會極大的增加整車開發成本與周期，需要一種新的算法來解決該問題。

1 制動減速度計算

1.1 產生

整車以一定速度行駛，當制動器工作時，制動器阻止車輪轉動，最終通過車輪與地面的摩擦力來實現整車制動。當制動器提供的制動力大于車輪與地面的摩擦力時，車輪抱死滑動，制動力等于車輪與地面的滑動摩擦力；當制動器提供的制動力小于車輪與地面的摩擦力時，車輪滾動，制動力等于制動器提供的制動力。

1.2 影響因素

（1）質心位置（X，Y，H），單位mm，其中H為質心離地高度。

（2）整車質量m，單位kg。

（3）軸距L，前輪距l1，后輪距l2，單位mm。

（4）重力加速度g，單位m/s^2。

（5）輪胎與地面摩擦系數f。

（6）指定輸入下前制動器制動力矩 T1，指定輸入下后制動器制動力矩T2，單位N·m。

（7）輪胎滾動半徑r，單位mm。

（8）制動減速度a，單位m/s^2。

1.3 主要計算過程

（1）令 a0=5，通過（X、Y、H）、L、l1、l2、m、a0、f計算各個車輪與地面可以產生的最大摩擦力 F11、F21、F31、F41。

（2）通過 T1、T2、r分別計算出制動器提供的制動力F12、F22、F32、F42。

（3）對比車輪摩擦力與制動器提供的制動力大小，取小值即為各個車輪最終提供的制動力，即F1=min（F11，F12）、F2=min（F21，F22）、

（4）通過F1、F2、F3、F4、m，計算出整車制動減速度a，判斷是否滿足0＜（a-a0）＜B，B為設定的計算誤差，若不滿足，則令a0=a，返回第1步，繼續計算，直到滿足0＜（a-a0）＜B，此時 a0值即為最大制動減速度。以上計算過程可利用WPS表格工具編輯，實現自動計算。輸入參數表示例如下圖1所示，為保密，其中各參數為隨意設置參數，綠色背景為反饋回來的制動減速度a值，a值左邊參數為初始制動減速度a0，也是最終的計算結果；除綠色背景a值不可手動修改，其它參數都可以手動更改，直到a0與a的關系達到設計要求。

2 案例分析

由于設計企業機密，案例分析中只寫過程，試驗結果用字母代替。

2.1 案例

某款輕卡在做制動試驗時，前失效狀態下制動減速度小于要求值a’，需優化。

2.2 整改過程

（1）測出1.2中1到7中各參數，填入圖1所示參數表中。

（2）計算出前失效時整車制動減速度，計算結果與試驗結果的誤差在3%以內。

（3）設置a0=a’+A，其中a’為制動減速度要求值,A為設計余量。

（4）在允許范圍內修改整車相關參數，直到設定的 a0值與計算結果a值關系滿足要求。

（5）按照調整后的參數進行整車優化，調整完后測量整車參數，直到實車狀態與設計狀態相同。

（6）整車提交試驗驗證，試驗結果滿足設計要求，試驗結果與計算結果誤差在3%范圍內。

3 結論

該計算方法充分考慮了制動減速度相關的所影響因素，通過結果反饋，解決了以往計算過程中忽略了制動減速度對載荷分布的影響，提高了計算精度。結合 WPS表格的計算功能，提高了計算效率，不但可用于正向計算制動減速度，也可用于逆向計算，進行整車優化。

參考文獻

[1] 余志生.汽車理論.北京:機械工業出版社,2011.1.

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